CN110113935A - 风选机 - Google Patents

Abstract

本发明公开的风选机通过使用鼓风机提供的气流在转移管道中分离谷壳和谷仁。空气气流由转移管道的底部进入。待风选物料从转移管道的中部进入。谷壳从靠近转移管道顶部的出口排出。谷壳和谷仁在转移管道内的曲形路径中移动，增加了停留时间，提高了效率，同时减小了设备体积，从而适用于小规模生产。在优先实施例中，曲形路径通过垂直于转移管道的多个转动桨片来实现。外置的马达带动轴转动实现了桨片围绕中心旋转。

Description

风选机

本发明拥有美国专利临时号62/414,644。登记时间为2016年10月28日。

发明背景

此发明和分离重物质和轻物质的风选机相关，尤其是例如用于分离小麦，稻谷，和咖啡豆的种皮的小型风选机。

风选机的使用已经有150年。例如1860年7月的U.S专利29,223(John Bean,etal.)。典型的现有风选机通过风力将谷仁和谷壳吹入一个空间中。较重的谷仁因为重力在底部被收集，而重量较轻的谷壳被吹到上部被收集。

现有的风选机能够将重物质和轻物质有效分离。但是现有设计的缺点是体型巨大而不适合有限空间的小规模的使用。现有设计需要很长的转移管道来增加谷壳从重物质分离出去的时间。因此，现有的设计很高。因此拥有较小的体型，容易清洗和维护，便宜的小型的风选机将很有价值。在风选过程中，重物质和轻物质浮力的差别越大，风选的效率越高。如果浮力差相似，分离的效率将会下降。

如果重物质之间的大小和重量相对相近，那么用早期的风选技术就可实现有效分离。例如稻谷的谷仁之间的大小和重量的差别相对较小，分离稻米的谷壳和谷仁就相对容易。同时谷壳的大小和重量也很相近。当分离物大小和重量差别很大的时候，在风选之前就应该对大小和重量先进行筛选。

以上的原因导致分选的机器应该足够长或者足够高，通知导致其价格变得更加昂贵。大型的设备也不容易清洁和保养。因此，对于用于咖啡豆，啤酒花，可可豆等谷物和豆类的小型的高效风选机的需要正在不断地增长。

发明内容

本发明的主要目标是通过在通路上的多重分离来延长谷仁和谷壳从主料斗转移到收集容器的时间，从而达到提升分离谷仁和谷壳的效率。

本发明的另一个目标是实现风选机的各个部件能够容易组装，改进，拆卸，从而对于不同的分离物质，可以进行不同的优化，达到容易清洗的目的。

本发明的进一步的目标还包括在提高效率的同时控制风选机的体型以便于满足小型生产商的需求。容易清洗，价格便宜，以及用途广。

通过接下来的说明和介绍本发明的两种实体设计，本发明的其他优势和用途也会体现。

本发明中的风选机由一个风源或真空源，一个料斗，一个旋风谷壳收集箱，一个谷仁收集箱，旋转桨片，隔离环，固定板桨，支撑棒，动力系统，谷壳和谷仁的转移管道，转移管道盖和底座。同时，本风选机还有进气口和出气口，一个进料口，一个谷仁和谷壳的曲形通道部件，待分离的谷。风选开始时，转移管道盖关闭了管道的顶部，待分离物储藏在料斗中。料斗位于谷仁和谷壳转运管的侧面。料斗的顶端为开面，一个Y型管将物料从开口导入谷壳和谷仁转移管道，物料导入开口的位置大约在谷壳和谷仁转移管道的中部。空气从谷壳和谷仁转移管道的底部通入。谷壳从接近谷壳和谷仁转移管道的上部离开谷壳和谷仁转移管道，被导入旋风谷壳收集箱。果仁和果壳曲型通道位于转移管道之内，其增加了谷壳和谷仁混合物在转移管道的时间，从而提高了分离效率。转移管道内的通过间隔环分开的多个旋转桨片进一步提高了物料分离效率。

附图说明

文中的简图包括具体的参数和本发明的说明图。在一些情况下，简图的大小有进行放大和处理以助于读者的理解。

图1为本风选机的透视图

图2为转运管道和旋转桨的垂直试图和切面图

图2A为图2的总体视图

图3为旋转桨和轴的俯视图

图4a为单个旋转桨，图4b为通过间隔环分开的旋转桨透视图，图4c为六边形轴，图4d为旋转桨安装在六边形轴的效果图。

图5为一种替代的转移管道的透视图。这种管道可以物料在转运过程中多次微小的下坠。这种设计的倾斜角度从0度到90度不等。

图6为第二种替代的转移管道的透视图。这种管道同样可以物料在转运过程中多次微小的下坠。

图7为拥有多个棱形阻碍物的长方形转运管道的透视图。棱形阻碍物分布在管道内侧对面的面上。

图8为通过磁铁固定的三角棱形障碍物的透视图。

具体实施方式

本发明的具体设计可有多种形式。因此在此描述的设计并不是为了限制本发明的设计，而是作为一个基本例子，从而让他人明白并使用本发明的明细。

图1为本风选机的透视图，编号为10.此风选机可以用于从谷仁等重物质中分离轻物质例如谷壳。出于简单明了，一些常用已知的标准部件将不会做具体的说明。这些部件包括将谷壳从重物质当中分离出去的震动器和碾碎器，以及进一步将轻物质分离的旋风分离箱。鼓风器6将空气吹入转移管道14。导气系统可以用链接在旋风分离箱出口的真空系统替代。料斗2用于装载待分离的物料，例如谷物，豆类，谷仁，谷壳等。一个Y形进料口4用一种可控的方式把物料导入到14号位置。转移管道的顶部安装了一个塑料空气限流塞36和一个硅胶垫圈37。去除谷壳的物料从底部的出口30出去到12号收集区。谷壳以及其他的轻的碎片被导入到图2A所示的谷壳收集箱16。如图2和3所示，马达8转动在转移管道14中的轴18。马达8也可以被安装在转移管的顶部，然后管道的底部可以开放以让更多的空气从底部进入。空气的流速通过物料进口的空气限流塞36，转移管道的底部开口，鼓风机或者真空器来控制。额外的空气进口可以在多个部位打开，从而达到理想的气流状态。

图2和图2A是本风选机10的垂直试图和横截面图.轴18包括了多个垂直于轴18的桨片20。桨片之间通过隔离环隔开。由此形成了曲形的路径让物料通过转移管道14。物料通过进料管4进入转移管道14，然后利用重力通过转移管道。从管道7通入的空气将谷壳以及较轻的碎物上推，最终推到管道34。另外，空气也可以通过特殊的设计从柱子10的底部进入。马达8通过齿轮组合或者滑轮28带动装有桨片20的轴18。轴18通过底端的合拢22顶端的合拢24来固定位置。此外，转动抽也可以被安装在转运管道顶端的马达8驱动，在这种情况下，物料将在转运管道底部14收集。底端的合拢22向下倾斜以利于物料进入排出管道30。回笼24向上倾斜角度以方便谷壳进入排出管道34。旋转桨片20创造了一个曲形的路径，有利于延长物料在转移管道的时间，从而提高分离效率。桨片20表面有多个大小不同的穿孔21来让空气和气流通过转运管道14。管道14可用透明或半透明的材料例如玻璃和聚碳酸酯来制作。这样就可以来观测风选的过程。

风选机的另一种设计如图2A所示。鼓风机6被涡轮真空器39替代。真空器的废气需要通道室外以防止粉尘堆积在室内。尤其是在生产食品的情况下，室内清洁和微生物控制尤为的重要。

图3是能看到桨片20的转运管道20的俯视图。桨片20呈螺旋上升状并通过隔离环23相互分开(图4)使得物料落下的过程中从桨片到桨片，增加停留在转移管道14的时间从而提高风选效率。此设计的主要好处在于转移管道的长度可以相比没有桨片20的设计将大大缩短。较短的转运管道可减小风选机的整体体积从而更适合小规模的加工。旋转桨片和隔离环的不同组合是可控的指标，可以用来有效的分离大小分布很广的轻物质和重物质。风选机10同时容易拆卸，清洁，组装，且相对于没有风选机10的设计的大型风选机更便宜。桨片的分布位置可以通过隔离环的数量和位置来优化。桨片20上的穿孔21有助于气流的通过转移管道14，从而带走谷壳刀出口34。穿孔21的的大小是一个可控参数，可以用来适应不同质量分布的物料。

图5是另一种实施例的透视图。此实施例的编号为200，旋转螺旋钻248通过转轴238来支撑。谷壳通过出口234被排出，较重的成分则从排出管230出去。出口234和230的位置可以转移到各自的底盘。在非典型的设计例子中，转移管道216是平放的。旋转螺旋钻和转移管道之间的空间保持在最小从而更好控制物料在任何方向上的推动。实施例200控制转移管道216中的物料的能力是独一无二的。紧密契合的旋转螺旋钻248和转移管道216将较重物料推向一个方向，空气则向相反的地方吹，从而带走较轻的物质。进料口204的位置可以设计在靠近空气入口208，或者谷壳出口234，或者取决于分离物料的性质，放在两者之间的某个地方。一般来说，重物质出口230和空气进口208距离很近。转移管道216可以通过自身的倾斜角度来控制较重物质的流动，从而通过排出口234。空气通过管道208进入。物料通过管道204进入转移管道216。多个软刮片236,238,240在转移管道216内的转动使得谷壳和物料像多级瀑布一样坠落，从而提高了风选的效率。旋转螺旋钻和刮片可以拆卸后进行清洗。将旋转螺旋钻248的边缘包裹上例如硅油或者刷子的软物质可以使得契合更好。一种版本的此发明用透明材料来做转移管道216，从而可以观测风选的过程。

图6展示了第二种实施例。这种实施例编号为300，拥有在转移管道316和其俩面的固定式螺旋钻340和转轴344。在这种实施例中，螺旋钻340分布并接触转移管道316的内侧，行程螺旋的通道。不同分部间距的螺旋钻340使得物料和谷壳在转移管道316内如多级瀑布般坠落。转轴344可以通过多个螺旋钻的长度和角度来控制物质的坠落和气流。转移管道316垂直于地面。空气通过进气管道330进入。物料从管道304进入。去除谷壳的物料从管道308出去，而谷壳从排出管道334排出。这种实施例是一种简化的版本，但是同样可以减慢物料的流动速度从而增加物料停留时间，提高风选效率。

图7展示了另一种实施例400的长方形柱子410的切面图。柱子410的上端契合了一个多个空气进口401的盖子。柱子410的的前端用密闭的聚碳酸酯覆盖并用螺丝钉404来固定。在柱子的左右内壁上有多个通过磁铁408固定的三角形角柱体406。三角形角柱体406可通过柱子外部的磁铁412来调整位置。

不同间距分布的三角形角柱体使得在转移管道410中的物料通往小型的旋风箱。三角形角柱体的数量，形状，以及分布可以用来优化气流和物料的移动。转运管道垂直于平放的支撑片424和铁架台425。空气从柱子的底端410进入。物料则从料斗407进入然后滑入转移管道414然后通过一个发光限流器和硅气垫405.去除谷壳的物料将从底部出口410排出到收集容器413中。轻物质通过连接从出口416的旋风分离箱418出去。在旋风分离器418和真空源420之间设有排气阀408。空气气流的方向和强度由连接在旋风分离箱418的真空泵420，限流塞403，排气阀418和转移管道顶部的开口401来控制。这种实施例是一种简化的版本，但是同样可以减慢物料的流动速度从而增加物料停留时间，提高风选效率。转移管道内部通过LED条带来照亮，从而可进行观察和控制。本实施例可以容易的对加工进行优化。转移管道内部的部件可以容易的进行拆卸，清洗，和保养。这点对食品和制药工业尤其的重要。更重要的一点事，废气可以被排到室外，从而控制关于谷壳微生物的问题。本设计比传统的风选设备更加干净。

虽然之前提及的设计和优先实施例有一定的相关，但本意并不是限制现有设计。相反，我们的目的是包含可能和本发明类似的改进体，相似体和替代体囊括进来。

Claims (6)

1.风选机，由一个鼓风机或真空器，一个料斗，一个谷壳收集箱，谷仁收集箱，谷壳和谷仁转移管道，转移管道盖，转移管道底座，一个空气开口，一个进料口，谷壳和谷仁曲形路径，以及待分离的物质，例如谷物，谷仁，谷壳等组成，所提及的转移管道盖将转移管道的一侧关闭，所提及的待分离物料从所提及的料斗进入风选机，所提及的料斗位于转移管道的一侧切远离所提及的转移管道，所提及的料斗拥有用硅胶垫圈契合的顶部开放面和通往进料口的Y行管道，所提及的空气源通过位于靠近转移管道底部的进气口打入空气，所提及的物料进入口大约在转移管道的中部，所提及的曲形路径在转移管道的内部，所提及转移管道和没有本设计的风选机相比，增加物料的分离时间，提高了分离效率。

2.如权利要求1中所述的风选机，谷仁和谷壳曲形路径是由多个垂直的桨片杆配件组成的，轴的转动是通过外置的可控速马达来实现的，桨片相对于提及的转移管道的角度为90度，整体的旋转角度为螺旋上升，桨片的角度可根据需求从平直到扭转，所提及的桨片表面有大小不同的穿孔让气流通过，同时也让较重物质能够顺利坠落到转运管道的底部，所提及的转轴通过转运管道顶部和底部的盖子来固定，所提及的转移管道底座向下倾斜以便物料能够通过出口从底部落下，所提及的转移管道顶盖朝上倾斜，以便空气和谷壳能够导入到出口。

3.如权利要求1中所述的风选机，第一个替代实施例的谷仁和谷壳曲形路径包括了一个螺旋钻，所提及的螺旋钻的一端通过转移管道的顶盖来支撑，另一端由底座来支撑，所提及的转移管道为平放，螺旋钻的大小小于转移管道的内径，螺旋钻的边缘上有纵向安置的软刮片，起到在物料从转移管道入口到出口转移过程中创造瀑布效应。

4.如权利要求1中所述的风选机，第二个替代实施例的谷仁和谷壳曲形路径包括了一个固定在转移管道内的旋转螺旋钻，旋转螺旋钻在物料从转移管道入口到出口转移过程中创造瀑布效应。

5.如权利要求1中所述的风选机，第三个替代实施例的谷仁和谷壳曲形路径包括了一个方形或者长方形的转移柱，柱子的正面通过磁铁固定了一片可拆卸的玻璃，柱子两侧的面上通过磁铁固定有多个三角形角柱体，这些三角形角柱体造成了微小的空气涡流，谷仁和谷壳从转移管道入口到出口转移过程是由连接在旋风分离箱上的真空器来实现的。

6.如权利要求1中所述的风选机，其物料进入口大概在距离谷壳出口三分之转移管道长度的地方。