实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种豆腐机,要解决的技术问题是在豆浆、豆渣分离和压榨豆腐的过程中,避免因网筛升降驱动机构对所制豆腐造成污染。
为解决上述技术问题,本实用新型所采用的技术方案为:
本实用新型的豆腐机,包括机头和豆浆桶,豆浆桶内设有网筛,在豆浆桶的外侧面垂直设有二根以上的螺杆,每根螺杆上设有可沿螺杆上下移动的主动磁耦合组件,螺杆的下端与设于豆腐机底壳上的同步轮相连,所述同步轮通过同步带与设于豆浆桶下方的驱动电机相连,在所述网筛内的侧壁固定设有从动磁耦合组件,每个从动磁耦合组件与所述的主动磁耦合组件对应设置。
所述主动磁耦合组件由其上设有螺纹孔并与所述螺杆旋合在一起的移动块、固定在移动块上的第一永磁块组和第一磁轭组成,所述第一永磁块组中包括二对以上按上下叠加方式设置的永磁块,永磁块的一个磁极指向豆浆桶壁,所述第一磁轭垂直吸附在永磁块的另一个磁极上;所述从动磁耦合组件由第二永磁块组和第二磁轭组成,所述第二永磁块组中包括二对以上按上下叠加并与第一永磁块组中的永磁块以异性磁极相对方式设置的永磁块,所述第二磁轭垂直吸附在第二永磁块组中的永磁块上背对第一永磁块组的另一个磁极上。
所述主动磁耦合组件外侧位于豆腐机机身的上下两端分别设有限制第一磁轭上下移动范围的上限位挡块和下限位挡块。
所述主动磁耦合组件中的永磁块为六对,所述从动磁耦合组件中的永磁块为六对。
所述的螺杆为三个。
所述同步轮与驱动电机之间设有调整同步带松紧度的张紧轮。
所述豆腐机机身的下端位于豆浆桶的外侧下限位挡块上设有令网筛上下短距离限时振动的下限位开关。
所述豆腐机的网筛顶端侧壁上设置有磁铁,机身的上端位于豆浆桶的外侧设有检测所述磁铁处于上限位置的磁性开关。
所述豆腐机机身的上端位于豆浆桶的外侧的上限位挡块上设置有判断主动磁耦合组件归位的平齐开关。
所述机头底面与网筛上端面设有使网筛与机头底面触接在一起的弹性凸或磁铁。
与现有技术相比,本实用新型在豆浆、豆渣分离和豆花被压榨成豆腐并取出的过程中,用于驱动网筛升降的机构采用电机驱动主动磁耦合组件,继而带动从动磁耦合组件的结构来完成网筛的升降,在浆渣分离、网筛提升至豆腐被取出的整个过程中,该驱动机构中的部件始终不会与网筛中的豆花或豆腐相触,从而确保了所制豆腐不会因驱动机构的些许渗漏物或尘渣物而被污染。该驱动机构采用增强磁耦合、弱化磁耦合的方式,实现网筛的升降和豆腐的取出,由此制得的豆腐安全卫生且软硬度可控,既节约时间,使用方便,又经济实惠,还能享受到自制豆腐的乐趣。本实用新型结构简单、成本低且安装简便。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1所示,本实用新型的豆腐机包括机头200、机身100、豆浆桶400和网筛500,网筛500设在豆浆桶400内,机头200内设有控制电路,豆腐机的操作控制按键设于机头200顶面,存放点浆用凝固剂的凝固剂盒300设置在机头200上,凝固剂盒300的出口与设置在机身100内卡置在机头200上的豆浆桶400相通,网筛500置于豆浆桶400内,其上端通过设于其上端面的弹性凸或磁铁套接并吸附在机头200的下部,在豆浆桶400外侧沿豆浆桶400周边均匀分布有三根垂直设置的螺杆3,每根螺杆3的上端与豆浆桶400顶端相接,其下端与设于豆腐机机身100底壳101上的同步轮42相连,所述同步轮42通过同步带41与设于豆浆桶400下方位于机身100底壳101上的驱动电机4相连(如图2、3所示),当驱动电机4工作时,同步轮42带动螺杆3同步旋转,为了使同步带41处于最佳传动状态,可在同步轮42与驱动电机4之间设置调整同步带41松紧度的张紧轮43(如图3所示)。
如图2、3、4所示,在每根螺杆3上设有可沿螺杆3上下移动的主动磁耦合组件1,该主动磁耦合组件1由移动块、固定在移动块上的第一永磁块组11和第一磁轭12组成,在移动块上设有螺纹孔,螺杆3穿过该螺纹孔并与移动块旋合在一起,第一永磁块组11由六对按上下叠加方式设置的永磁块,其排列方向为:永磁块的一个磁极指向豆浆桶400壁,其另一个磁极背对豆浆桶400壁,第一磁轭12垂直吸附在所述永磁块的另一个磁极上,其间可以相对移动。
与主动磁耦合组件1相对应,在网筛500内的侧壁设有三个与网筛500固定在一起的从动磁耦合组件2,每个从动磁耦合组件2均由第二永磁块组21和第二磁轭22组成,第二永磁块组21与第一永磁块组11相同也由六对上下叠加的永磁块组成,其排列方向为:第二永磁块组21中的永磁块与对应的第一永磁块组11中的永磁块以异性磁极相对的方式设置,其一个磁极指向网筛500壁,另一个磁极指向网筛500的中心,第二磁轭22垂直吸附在第二永磁块组21中的永磁块上的另一个磁极上。
如图1、6、7所示,在主动磁耦合组件1外侧位于豆腐机机身100上的上端和下端分别设有上限位挡块5和下限位挡块6,在驱动电机4旋转时,旋转的螺杆3带动主动磁耦合组件1上下移动。当主动磁耦合组件1由机身100的下部向上升起,且在第一磁轭12的上端面触及上限位挡块5并被抵住不动的位置时,在螺杆3继续旋转的情况下,第一永磁块组11仍可继续沿螺杆3向上移动,其与第一磁轭12之间作相对移动(可在第一磁轭12的外围设置供其滑动的槽或轨道,以保证第一磁轭12与第一永磁块组11之间的相互运动平稳可靠),随着移动,第一永磁块组11与第一磁轭12之间的接触面渐渐缩小,直到第一永磁块组11的下端面近乎与第一磁轭12的上端面齐平为止。此时,由主动磁耦合组件1驱动的网筛500顶端面已经到达上限位,即所述的磁铁7与所述的磁性开关9处于平齐位置时,磁铁7使磁性开关9工作,控制电路指令驱动电机4停止旋转,第一磁轭12对第一永磁块组11所起的导磁作用最小,将第一永磁块组11的下端面近乎与第一磁轭12的上端面齐平的状态简称为出位(如图7所示),这时就可以轻松取出网筛500了。当主动磁耦合组件1从机身100的上部向下降落时,当下移到第一磁轭12的下端面触及下限位挡块6并被抵住不动的位置时(如图6所示),在螺杆3继续旋转的情况下,第一永磁块组11仍可继续沿螺杆3向下移动,其与第一磁轭12之间作相对移动,直到第一永磁块组11的上端面与第一磁轭12的上端面齐平为止,此时,第一磁轭12对第一永磁块组11所起的导磁作用为最大,将第一永磁块组11的上端面与第一磁轭12的上端面齐平的状态简称为归位(如图4所示)。
当主动磁耦合组件1的上端面与从动磁耦合组件2的上端面齐平时,即归位后的第一永磁块组11中的永磁块与第二永磁块组21中的永磁块相对位置一一对应时(以下简称对位),主动磁耦合组件1与从动磁耦合组件2之间的相互磁吸力最大(如图4所示),此时,在驱动电机4的驱动下,随着主动磁耦合组件1的向上或向下移动,从动磁耦合组件2在主动磁耦合组件1的磁吸力作用下也跟着向上或向下移动,由此带动网筛500向上或向下移动。
对位时,当需要削弱主动磁耦合组件1与从动磁耦合组件2之间的相互磁吸力,则可通过减小第一磁轭12与第一永磁块组11之间的接触面(如图7所示),由于第一永磁块组11中部分永磁块失去第一磁轭12的导磁作用,因而从整体上降低了主动磁耦合组件1的磁感应强度,从而改变主动磁耦合组件1与从动磁耦合组件2之间的相互作用力,即通过改变第一磁轭12与第一永磁块组11之间接触面积的增减来增强或减弱主动磁耦合组件1与从动磁耦合组件2之间的磁吸力。
本实用新型的又一改进是在豆腐机机身100的下端位于豆浆桶400的外侧下限位档块6上设有下限位开关8,(如图1所示),当网筛500下沉至豆浆桶400底时,触动下限位开关8,下限位开关8接通,控制电路则指令驱动电机4转动,使主动磁耦合组件1向上移动一小段距离,然后,指令驱动电机4做限时正反转交替运转,即由螺杆3带动主动磁耦合组件1做上下短距离移动,从而通过从动磁耦合组件2带动网筛500做上下短距离振动。下限位开关8的作用是通过主动磁耦合组件1触碰下限位开关8来控制网筛500下移的最低位置。同时,当需要控制网筛500作上下振动时,通过下限位开关8来获知网筛500已经到达底部,再通过控制驱动电机4驱动网筛500上移到需要的位置,再通过控制控制驱动电机4正反转的方式,实现控制网筛500产生振动的位置,即可实现网筛500在需要振动的位置产生振动,以达到振动后使豆浆与凝固剂混合均匀的效果。
本实用新型豆腐机制作豆腐的工作过程如下:
1)打开机头200,将网筛500套接并吸附或卡置在机头200上(通过过盈弹性配合或采用磁铁吸合,即在机头200底端与网筛500上端面的配合面上对称设置弹性凸或磁铁,当网筛500套上机头200后被弹性凸卡住或被磁铁吸住,网筛500不会脱落为好)。
2)将粉碎和煮熟的豆浆倒入豆浆桶400中。
3)将套接有网筛500的机头200放在豆浆桶400上,机头200与豆浆桶400之间设有卡扣,机头200放到位后,将卡扣卡住机头200,此时,网筛500一直处于豆浆桶400的上部。
4)将溶解后的凝固剂倒入设在机头200上的凝固剂盒300中。
5)通过控制按键选择所要制作豆腐的软硬程度(通常设有‘硬、中、软’三档),如选择“中”档,按下“开始”键,豆腐机即进入工作状态。
6)豆腐机启动后,若主动磁耦合组件1中的第一磁轭12的上端面未与第一永磁块组11的上端面齐平,则控制电路指令驱动电机4旋转并通过螺杆3的旋转使主动磁耦合组件1归位。
7)归位后,驱动电机4带动螺杆3旋转使主动磁耦合组件1向上移动,在主动磁耦合组件1上升过程中,当其上端面接近从动磁耦合组件2的下端面时,其间会产生较大的相斥之力,由于从动磁耦合组件2与网筛500固定在一起,网筛500在机头200的支撑下又不可移动,因而,主动磁耦合组件1在驱动电机4的作用下会克服所述的相斥之力,拉近其与从动磁耦合组件2之间的轴向距离,直到对位,此时,主动磁耦合组件1与从动磁耦合组件2之间的磁吸力最大。
8)对位后,控制电路指令驱动电机4通过螺杆3旋转,使主动磁耦合组件1向下移动,在强磁吸力的作用下,从动磁耦合组件2携带网筛500克服网筛500因弹性凸或磁铁吸力与机头200之间的结合力,随主动磁耦合组件1向下移动。
9)当网筛500下移并浸入豆浆中时,豆浆浆液由网筛500的细孔进入网筛500中,而豆渣则被滤至网筛500壁与豆浆桶400壁之间,当豆腐机机壳底部下限位挡块6上设置的下限位开关8被主动磁耦合组件1触碰到时,说明网筛500已经下移到设定位置,也就是说豆浆桶400内的豆浆浆液几乎全部进入网筛500中时,控制电路指令驱动电机4停止旋转。
10)控制电路指令将凝固剂盒300的出口打开,凝固剂盒300中的凝固剂流入豆浆浆液中。为了使凝固剂与豆浆浆液混合更均匀,在凝固剂盒300中的凝固剂全部流入豆浆浆液中后,控制电路指令驱动电机4旋转,将网筛500上移一小段距离,然后,控制电路指令驱动电机4做短时正反转交替运行,从而推动网筛500微距上下移动而引起振动,加快凝固剂在豆浆中的扩散、使凝固剂与豆浆混合更为均匀,提高了点浆的均匀性。
11)当混合有凝固剂的豆浆浆液保温等待15--20分钟后,豆浆浆液形成豆花,并开始向外析水,此时,控制电路指令驱动电机4旋转并通过螺杆3使主动磁耦合组件1上升,因主动磁耦合组件1与从动磁耦合组件2处于对位状态,所以主动磁耦合组件1的上升将带动从动磁耦合组件2和网筛500一起上升,由此进入豆腐的压榨成形程序。
12)随着网筛500的上升,豆花中的水不断析出并流出网筛500滴入豆浆桶400中,当网筛500中的豆花触及机头200底部时,随着网筛500的继续上升,网筛500底部与机头200底部之间距离的渐渐缩小,使置于网筛500中的豆花受到进一步的挤压,从而使豆花渐渐成形为豆腐。
13)当控制电路检测到主动磁耦合组件1上升到预先设定的软硬程度为‘中’的位置时,(对豆腐软硬程度的控制可以在豆腐机的机头200上设置数个位置检测装置来实现。如:采用台阶式的位置开关、当网筛500触及到某个开关时,说明已经达到某种软硬度。或在机头200的不同位置上设置数个磁性开关,在网筛500上设置磁铁,当网筛500上升到磁铁使某个磁性开关工作后,控制电路控制驱动电机4停止转动,而达到控制豆腐软硬程度的控制。)控制电路指令驱动电机4停止旋转,豆腐压榨过程结束。此时控制电路指令驱动电机4使主动磁耦合组件1下移少许距离,以释放网筛500中的豆腐对机头200底平面的压力,便于打开和移开机头200。这时,控制电路报警提示豆腐制作结束。
14)机头200移开后,进入豆腐取出程序,控制电路指令驱动电机4驱使主动磁耦合组件1带动网筛500上移,当主动磁耦合组件1上移到所述的出位状态时,即当网筛500的上端的磁铁到达上限位的磁性开关9位置时,磁性开关9工作,控制电路控制驱动电机4停止旋转,网筛500到达最高位置,主动磁耦合组件1与从动磁耦合组件2之间的磁吸力为最弱,控制电路报警提示,用户便可以很轻松地取出装有豆腐的网筛500。
15)将机头200装好恢复原位,控制电路指令驱动电机4开始旋转,继而带动主动磁耦合组件1下移直到归位为止,为下次制作豆腐做好准备工作,到此豆腐制作的整个过程既已完成。
本实用新型磁耦合的设计与工作原理是:
1)当由多对磁极构成的永磁块构成主动磁耦合组件1、从动磁耦合组件2,其背面设置有由软磁材料制成的磁扼,主动磁耦合组件1上的第一磁轭12与第一永磁块组11形成可相对移动结构。主动磁耦合组件1与从动磁耦合组件2在左右位置上对应,主动磁耦合组件1安装在豆浆桶400外部的移动块上,从动磁耦合组件2安装在豆浆桶400内的网筛500壁上。当主动磁耦合组件1与从动磁耦合组件2处于对位状态时,主动磁耦合组件1透过豆浆桶400作用于从动磁耦合组件2,主动磁耦合组件1与从动磁耦合组件2配对耦合,形成强大磁吸力互相吸引。当驱动电机4驱使主动磁耦合组件1上下移动时,从动磁耦合组件2被主动磁耦合组件1拖动产生跟随。
2)当要拿走网筛500时,需弱化主动磁耦合组件1与从动磁耦合组件2的相互作用力,为此,本实用新型采用了在第一永磁块组11外侧增设可移动的第一磁轭12的结构,通过移动第一磁轭12来形成增强或减弱磁吸力的方法来实现。
其原理是:当第一磁轭12与第一永磁块组11平齐时,主动磁耦合组件1又与从动磁耦合组件2处于对位状态时,主动磁耦合组件1与从动磁耦合组件2之间的磁吸力最大。为了实现主动磁耦合组件1拖动从动磁耦合组件2的移动目的,主动磁耦合组件1通过电机驱动螺杆3,再由螺杆3驱动主动磁耦合组件1的结构来完成。当主动磁耦合组件1上移或下移少许距离后,主动磁耦合组件1与从动磁耦合组件2之间在竖直方向的磁吸力互相叠加增强(如图5所示),在水平方向的磁吸力互相抵消减弱。从动磁耦合组件2上的受力分析可以看出,其在竖直方向的磁吸力增强,在水平方向的磁吸力减弱。
本实用新型的优点包括以下方面:
1)在豆浆机机身100的上端设置上限位挡块5,当主动磁耦合组件1拖动从动磁耦合组件2将网筛500上移到上限位挡块5位置时,主动磁耦合组件1中第一磁轭12会被上限位挡块5抵住而推开。从而实现了减弱主动磁耦合组件1与从动磁耦合组件2之间的磁吸力,至出位状态时,使用者便可轻松将装有豆腐的网筛500取出;当主动磁耦合组件1与从动磁耦合组件2处于对位状态时,可以实现主动磁耦合组件1驱动从动磁耦合组件2并带动网筛500移动时,驱动力强大、可靠。整个主动磁耦合组件1与从动磁耦合组件2的结构可靠、简单、实用、方便。
2)通过程序控制,当豆腐机在任何时候启动时,首先通过平齐开关10(如图1所示)判断主动磁耦合组件1中第一永磁块组11的上端面与第一磁轭12的上端面是否处于齐平状态,若不是,则控制电路指令驱动电机4旋转驱使主动磁耦合组件1下移归位,其目的是利于主动磁耦合组件1上移后与从动磁耦合组件2对位。
3)控制电路指令驱动电机4旋转,由同步带41、同步轮42驱使螺杆3旋转并带动主动磁耦合组件1上下移动,在主动磁耦合组件1对从动磁耦合组件2磁吸力作用下,从动磁耦合组件2和网筛500也跟着主动磁耦合组件1做上下移动,从而完成豆浆浆液与豆渣的分离、豆腐成形压榨等工作过程,为网筛500的移动和取出提供了一种全新的驱动机构,为豆腐机实现智能化控制提供了新的更优方案选择。
4)本实用新型控制电路由于采用MCU程序控制豆腐机的工作,在豆腐机上不同位置设置检测装置,可以检测到主动磁耦合组件1所处的位置,从而控制主动磁耦合组件1做向上或向下的移动,以完成豆腐机制作豆腐过程中应该完成的各种动作(本实用新型的电控检测装置多数为现有技术,与此相关的部分开关、触动开关等检测部件未在图中示出)。