一種自動洗紅薯機的製作方法
2023-05-11 05:14:57
本發明屬於農產品加工領域，特別涉及一種自動洗紅薯機。
背景技術：
紅薯是一種塊根類植物，含有豐富的澱粉，具有產量高、種植適應性強等特點，是人們生活中的一種重要食材，同時由於其富含澱粉，為澱粉的生產及澱粉產品的生產提供了豐富的原料；在日常生活中，由於紅薯是塊根類植物，生長在土地下面，在收穫紅薯後，紅薯的表面會存在許多殘留的泥土，在人們食用或者進行澱粉加工時，需要將這些泥土洗淨，以免在以後的食用或者加工中被人們誤食，或者摻雜在澱粉中造成澱粉質量下降，特別是在澱粉加工過程中，由於批量大，加上紅薯的體積和形狀不規則，以及紅薯表面的凸凹不平，使得紅薯的洗淨變得比較困難；現有的紅薯清洗方法大致採用水清洗法，即採用清水將紅薯浸泡，採用刷子將紅薯表面洗刷乾淨；或者採用高壓水衝洗；或者採用洗紅薯機進行清洗，現有的洗紅薯機大多採用水衝洗，加上表面摩擦的方法，其缺陷在於，浪費水，大量的汙水被流走，如果不進行處理還會造成二次環境汙染；再者，破壞紅薯表皮結構，不能夠適應紅薯體積大小變化幅度大的時候；需要人工控制，不能實現自動化生產，生產效率低。
技術實現要素：
針對現有的紅薯清洗方法和現有洗紅薯機存在的上述缺陷，本發明提出一種自動洗紅薯機，其特徵在於：包括進水系統，控制系統，進料裝置，水槽，出料裝置，清洗裝置，支腳，傳動裝置，水位探測裝置，排水裝置；所述的進水系統安裝在水槽上方一側，其進水口與水源連接，其出水口與清洗裝置相對應；所述的控制系統安裝在進料裝置一側壁上，與各個功能部件連接；所述的進料裝置安裝在水槽一端，其進口與紅薯輸送帶連接，其出口與清洗裝置的進口匹配對接；所述的水槽安裝在支腳上，為上方開口的空腔體；所述的出料裝置安裝在水槽的一端，其出料口與出料輸送裝置對接，其進口與清洗裝置出口對接；所述的清洗裝置安裝在水槽內，其端部與傳動裝置連接，其進口與進料裝置的出口對接，其出口與出料裝置的進口對接；所述的支腳安裝在水槽底部，有多個，均勻分布在水槽底部，其高度能夠調節；所述的傳動裝置安裝在進料裝置的一側外部，包括驅動裝置和傳動部件，與控制系統連接；所述的傳動裝置的傳動部件與清洗裝置的動力輸入部件連接，能夠帶動清洗裝置運動；所述的水位探測裝置安裝在水槽側壁上，能夠探測水槽內的水位高度信息及濃度信息；所述的排水裝置安裝在水槽底部一側，其排水口上安裝有排水電磁閥，能夠將水槽底部的水排出到水槽外部，其出口與循環水池連接。
所述的進水系統，包括進水電磁閥，進水端，噴水管，固定端；所述的進水電磁閥安裝在進水端，能夠開啟和關閉進水端的水流；所述的進水端安裝在水槽側壁上並與側壁固定連接，一端與進水電磁閥連接，另一端與噴水管連接；所述的噴水管安裝在進水端和固定端之間；所述的噴水管外部設置有噴水孔，所述的噴水孔有多個均勻分布在噴水管的長度方向上，其噴水方向能夠調節；所述的固定端一端與噴水管連接，另一端與水槽側壁固定連接。
所述的控制系統包括控制箱，控制器，顯示屏，進水電磁閥，排水電磁閥，水位及水濃度探測裝置，動力及傳動控制裝置；所述的控制箱安裝在進料裝置一端，與進料裝置的外殼固定連接；所述的控制器安裝在控制箱內，包括操作按鈕，控制元件，電源開關；通過導線與顯示屏和各個功能部件連接；所述的顯示屏安裝在控制箱上，並在控制箱外露出其顯示屏幕，通過導線與控制器連接；所述的進水電磁閥安裝在進水系統上，通過導線與控制器連接；所述的排水電磁閥安裝在排水裝置上，通過導線與控制器連接；所述的水位及水濃度探測裝置安裝在水位探測裝置上，通過導線與控制器連接；所述的動力及傳動控制裝置安裝在傳動裝置的動力系統上，通過導線與控制器連接。
所述的清洗裝置包括刷軸，支座，籠軸，刷片；所述的刷軸安裝在籠軸內，與籠軸同心，能夠在籠軸內轉動，通過軸承與籠軸連接，其端部安裝有傳動輪，與傳動裝置連接；所述的支座安裝在籠軸兩端，通過軸承與籠軸連接；所述的支座有兩個，兩個支座的外殼分別與進料裝置和出料裝置的外殼固定連接；所述的籠軸安裝在支座上，通過軸承與支座連接，其端部安裝有傳動輪，與傳動裝置連接，能夠在支座上旋轉；所述的刷片安裝在刷軸上，與刷軸固定連接；所述的刷片有多個，沿刷軸長度方向分布，能夠隨刷軸一同旋轉。
所述的進料裝置包括側壁，進料口，上壁，外壁，內壁，進料板；所述的側壁設置在進料口的下部，位於外壁和內壁的一端；所述的進料口設置在側壁上方，上邊位於上壁與內壁和外壁的交匯處，下邊位於內壁和外壁和側壁和進料板的交匯處，兩側邊分別是外壁和內壁的一部分；所述的上壁位於內壁和外壁的上端，其端面與外壁和內壁的兩側邊平齊，其兩側邊分別與內壁和外壁的上邊連接；所述的外壁設置在進料口的外側，上部與上壁平齊連接一側與側壁連接，其內側面與進料板連接，其中部有籠軸穿過的孔及支座安裝孔；所述的內壁設置在進料口的內側，其上部與上壁平齊連接，其一側與側壁連接，其外側面與進料板連接，其中部設置有與籠軸外徑匹配的孔；所述的進料板安裝在內壁和外壁之間，一端與進料口下部連接，另一端與上壁連接，其兩側分別與內壁和外壁連接。
所述的進料板包括進料口端，圓弧段，外側邊，內側邊，上壁端；所述的進料口端的一端與進料口底部邊緣連接，另一端與圓弧段連接並與圓弧段相切；所述的圓弧段位於進料口端和上壁端之間，其兩端分別與進料口端和上壁端連接並相切，其圓弧半徑等於內壁上的孔的半徑；所述的外側邊位於外壁一邊，與外壁連接；所述的內側邊位於內壁一邊，與內壁連接；所述的外側邊與內側邊之間形成的曲線表面安裝後外側邊一側高於內側邊一側，其寬度與側壁寬度相匹配。
所述的出料裝置包括內壁，右側壁，外壁，左側壁，出料口，出料器；所述的內壁設置在與籠軸接觸一側，其上邊緣與外壁上邊緣平齊，右側邊與右側壁平齊連接，左側邊與左側壁平齊連接，其中部設置有與籠軸外徑相同的孔，孔周邊與出料器外筒連接；所述的右側壁位於內壁右側，其上邊與內壁平齊，其內側邊與內壁平齊連接，其外側邊與外壁平齊連接；所述的外壁設置在左側壁和右側壁的外側，與內壁平行，其上側邊與內壁平齊，其右側邊與右側壁平齊連接，其左側邊與左側壁平齊連接，其中部設置有籠軸穿過的孔和籠軸支座的安裝孔，與出料器葉片對應的位置設置有出料口；所述的左側壁設置在內壁的左側，其上邊與右側壁平齊，其內側邊與內壁平齊連接，其外側與外壁平齊連接，其平面與右側壁平行；所述的出料口設置在外壁上，為矩形孔，其下邊低於出料器的旋轉中心，其寬度與出料器的葉片長度相匹配且位於外壁的一側；所述的出料器安裝在內壁和外壁之間，並分別與內壁和外壁連接，其外殼直徑與內壁上孔的直徑相同。
所述的出料器包括外筒，旋轉內芯；所述的外筒為薄壁圓筒，其長度與出料裝置的內壁和外壁間的距離相同，其直徑與籠軸的外徑相匹配；所述的旋轉內芯包括輪轂，葉片；所述的輪轂為空心圓柱體，其內孔直徑與籠軸端部的支撐軸相匹配；所述的葉片有三個，均勻分布在輪轂外圓周，所述的葉片在輪轂的外圓周表面呈螺旋狀，其位於出料裝置內壁一端在旋轉方向高於位於出料裝置外壁一端；所述的旋轉內芯能夠在外筒內旋轉。
所述的傳動裝置包括安裝座，籠軸驅動裝置，籠軸驅動輪，籠軸傳動輪，刷軸傳動輪，刷軸驅動輪，刷軸驅動裝置；所述的安裝座安裝在進料裝置的外壁上，為直角形，其直角的一邊與進料裝置固定連接，另一邊與傳動部件連接；所述的籠軸驅動裝置安裝在安裝座上，與安裝座固定連接，並與控制系統連接；所述的籠軸驅動輪安裝在籠軸驅動裝置的動力輸出軸上，與籠軸驅動裝置的動力輸出軸固定連接，並與籠軸傳動輪形成傳動付；所述的籠軸傳動輪安裝在籠軸上，與籠軸固定連接，能夠在籠軸驅動輪的帶動下轉動；所述的刷軸傳動輪安裝在刷軸上，與刷軸固定連接，能夠在刷軸驅動輪的帶動下轉動；所述的刷軸驅動輪安裝在刷軸驅動裝置上，與刷軸驅動裝置的動力輸出軸固定連接；所述的刷軸驅動裝置安裝在安裝座上，與安裝座固定連接，並與控制系統連接。
有益效果
本發明的有益效果在於，能夠實現紅薯澱粉加工過程中的紅薯清洗的自動化，生產效率高，節省水源，不汙染環境。
附圖說明
圖1是本發明的結構示意圖
1.進水系統，2.控制系統，3.進料裝置，4.水槽，5.出料裝置，6.清洗裝置，7.支腳。
圖2是本發明的另一視角的結構示意圖
1.進水系統，2.控制系統，8.傳動裝置，9.水位探測裝置，10.排水裝置。
圖3是進水系統的結構示意圖
11.進水電磁閥，12.進水端，13.噴水管，14.噴水孔，15.固定端。
圖4是控制系統的結構示意圖
21.控制箱，22.控制器，23.顯示屏，24.進水電磁閥，25.排水電磁閥，26.水位及水濃度探測裝置，27.動力及傳動控制裝置。
圖5是清洗裝置的結構示意圖
61.刷軸，62.支座，63.籠軸，64.刷片。
圖6是進料裝置的結構示意圖
31.側壁，32.進料口，33.上壁，34.外壁，35.內壁，36.進料板。
圖7是進料板的結構示意圖
361.上壁端，362.圓弧段，363.外側邊，364.內側邊，365.進料口端。
圖8是出料裝置的結構示意圖
51.內壁，52.右側壁，53.外壁，54.左側壁，55.出料口，56.出料器。
圖9是出料器的結構示意圖
561.外筒，562.輪轂，563.葉片。
圖10是傳動裝置的結構示意圖
81.安裝座，82.籠軸驅動裝置，83.籠軸驅動輪，84.籠軸傳動輪，85.刷軸傳動輪，86.刷軸驅動輪，87.刷軸驅動裝置，61.刷軸，63.籠軸。
具體實施方式
為了進一步說明本發明的技術方案，現結合附圖，說明本發明的具體實施方式；如圖10，本例中選用厚度8毫米的鋼板，選取其寬度與進料裝置3的寬度相同兩塊將其垂直焊接成角鐵形，作為安裝座81，在安裝座81的豎板上設置安裝固定孔，平板上設置驅動裝置安裝元素；本例中選用市售的電機和減速器集成體分別作為籠軸驅動裝置82和刷軸驅動裝置87，並且將其分別安裝在安裝座81上位於籠軸63的兩側；本例中選用本行業通用的齒輪分別作為籠軸驅動輪83和籠軸傳動輪84和刷軸傳動輪85和刷軸驅動輪86，這樣能夠利用齒輪傳動傳動精度高，傳動扭矩大的特點，也可以採用皮帶輪或者鏈輪；根據設計要求….按照計算出的籠軸63和刷軸61的轉速分別選用籠軸驅動輪83和籠軸傳動輪84和刷軸傳動輪85和刷軸驅動輪86的參數，並將籠軸驅動輪83安裝在籠軸驅動裝置82的動力輸出軸上，與籠軸驅動裝置82的動力輸出軸固定連接，並與籠軸傳動輪84形成傳動付；將籠軸傳動輪84安裝在籠軸63上，與籠軸63固定連接，能夠在籠軸驅動輪83的帶動下轉動；將刷軸傳動輪85安裝在刷軸61上，與刷軸61固定連接，能夠在刷軸驅動輪86的帶動下轉動；將刷軸驅動輪86安裝在刷軸驅動裝置87上，與刷軸驅動裝置87的動力輸出軸固定連接，這樣就完成了傳動裝置8的實施。
如圖9，本例中選用外筒561為由厚度2毫米的鋼板製成的薄壁圓筒，其長度與出料裝置的內壁51和外壁53間的距離相同，其直徑與籠軸63的外徑相匹配；選用輪轂562為壁厚為8毫米的空心圓柱體，其內孔直徑與籠軸63端部的支撐軸相匹配，並將其安裝在籠軸63上與籠軸63固定連接，其長度與外筒561相同；選用厚度6毫米的鋼板製成葉片563，有三個，將其均勻分布在輪轂562的外圓周，並與輪轂562焊接牢固，葉片563在輪轂562的外圓周表面呈螺旋狀，其螺旋角為15°-30°，其位於出料裝置內壁51一端在旋轉方向高於位於出料裝置外壁53一端組成旋轉內芯，該旋轉內芯能夠在外筒561內旋轉，這樣就完成了出料器56的實施。
如圖8，本例中選用厚度2毫米的鋼板分別作為內壁51，右側壁52，外壁53，左側壁54的材料，將其製成尺寸與水槽4尺寸匹配的外形；將內壁51設置在與籠軸63接觸的一側，其上邊緣與外壁53上邊緣平齊，右側邊與右側壁52平齊連接，左側邊與左側壁54平齊連接，其連接方式均採用焊接，在內壁51的中部設置與籠軸63外徑相同的孔；將右側壁52位於內壁51右側，其上邊與內壁51平齊，其內側邊與內壁51平齊連接，其外側邊與外壁53平齊連接；將外壁53設置在左側壁54和右側壁52的外側，與內壁51平行，其上側邊與內壁51平齊，其右側邊與右側壁52平齊連接，其左側邊與左側壁54平齊連接，在其中部設置有籠軸63穿過的孔和籠軸支座62的安裝孔，在與出料器56的一側葉片563對應的位置設置有出料口55；將左側壁54在內壁51的左側，其上邊與右側壁52平齊，其內側邊與內壁51平齊連接，其外側與外壁53平齊連接，其平面與右側壁52平行；本例中選用出料口55設置在外壁上，為矩形孔，其下邊低於出料器56的旋轉中心30毫米，其寬度與出料器56的葉片563長度相同且位於外壁53的靠近左側壁54的一側，其高度為出料器56的直徑的2/3；將出料器56安裝在內壁51和外壁53之間，並分別與內壁51和外壁53連接，其外殼直徑與內壁51上孔的直徑相同，這樣就完成了出料裝置5的實施。
如圖7，本例中選用厚度為3毫米的鋼板分別作為進料口端365，圓弧段362，上壁端361；根據設計要求，取其寬度與內壁35和外壁34之間的距離相適應，其外側邊363到內側邊364的平面夾角為5°-10°，將其壓製成型；將外側邊363與外壁34連接，內側邊364與內壁35連接；進料口端365的外端部與進料口32底部邊緣連接，取圓弧段362的圓弧半徑等於內壁35上的孔的半徑；這樣就完成了進料板36的實施。
如圖6，本例中選用厚度3毫米的鋼板，分別作為側壁31，上壁33，外壁34，內壁35，的材料，將其裁剪成為長度和寬度與水槽4的端部尺寸相匹配的大小，將側壁31安裝在進料口32的下部，位於外壁34和內壁35的同一端；將進料口32設置在側壁31的上方，其上邊位於上壁33與內壁35和外壁34的交匯處，下邊位於內壁35和外壁34和側壁31和進料板36的交匯處，兩側邊分別是外壁34和內壁35的一部分；將上壁33位於內壁35和外壁34的上端，其側端面與外壁34和內壁35的兩側邊平齊，其兩側邊分別與內壁35和外壁34的上邊連接；將外壁34設置在進料口32的外側，上部與上壁33平齊連接，一側與側壁31連接，其內側面與進料板36連接，其中部有籠軸63穿過的孔及支座62安裝孔；將內壁35設置在進料口32的內側，其上部與上壁33平齊連接，其一側與側壁31連接，其外側面與進料板36連接，其中部設置有與籠軸63外徑匹配的孔；將進料板36安裝在內壁35和外壁34之間，一端與進料口32下部連接，另一端與上壁33連接，其兩側分別與內壁35和外壁34連接，這樣就完成了進料裝置3的實施。
如圖5，本例中選用直徑30毫米的圓鋼作為刷軸61，將刷軸61安裝在籠軸63內，與籠軸63同心，能夠在籠軸63內轉動，通過軸承與籠軸63連接，在其端部安裝刷軸傳動輪85，與傳動裝置8連接；將支座62安裝在籠軸63兩端，通過軸承與籠軸63連接；本例中選用支座62兩個，兩個支座62的外殼分別與進料裝置3和出料裝置5固定連接；將籠軸63安裝在支座62上，通過軸承與支座62連接，其一端部安裝有籠軸傳動輪84，與傳動裝置8連接，能夠在支座62上旋轉；本例中選用柔性多簇刷片作為刷片64，將刷片64安裝在刷軸61上，並與刷軸61固定連接；本例中選用多個刷片64，每個刷片64間的間距300毫米，布滿刷軸61在籠軸63籠內部分的長度；這樣就完成了清洗裝置6的實施。
如圖4，本例中選用市售的本行業通用的電器控制箱作為控制箱21，將控制箱21安裝在進料裝置3一端，與進料裝置3的外殼固定連接；本例中選用集成式PLC作為控制器22，將控制器22安裝在控制箱21內，包括操作按鈕，控制元件，電源開關；通過導線與顯示屏23和各個功能部件連接；本例中選用市售的與本例中控制器22匹配的觸摸式顯示屏作為顯示屏23，將顯示屏23安裝在控制箱21上，並在控制箱21外露出其顯示屏幕，通過導線與控制器22連接；本例中選用市售的水控制電磁閥作為進水電磁閥24，與進水系統中的進水電磁閥11共同起到控制進水的作用，此處說明進水電磁閥24這裡專指電控部分，進水電磁閥11專指機械部分，也可以將其合併；將進水電磁閥24安裝在進水系統上的進水電磁閥11上，並通過導線與控制器22連接；選用市售的電磁控制排汙閥作為排水電磁閥25，將排水電磁閥25安裝在排水裝置10上，通過導線與控制器22連接；本例中選用市售的電子水位傳感器和電子水濃度計組合作為水位及水濃度探測裝置26，將水位及水濃度探測裝置26安裝在水位探測裝置9上，通過導線與控制器連接；將動力及傳動控制裝置27安裝在傳動裝置8的動力系統上，通過導線與控制器22連接，這樣就完成了控制系統2的實施。
如圖3將進水電磁閥11安裝在進水端12上，能夠開啟和關閉進水端12的水流；將進水端12安裝在水槽4的側壁上並與側壁固定連接，一端與進水電磁閥11連接，另一端與噴水管13連接；將噴水管13安裝在進水端12和固定端15之間；將噴水管13外部設置噴水孔14，本例中選用多個噴水孔14均勻分布在噴水管13的長度方向上，其噴水方向能夠調節；將固定端15的一端與噴水管13連接，另一端與水槽4的側壁固定連接，這樣就完成了進水系統1的實施。
如圖1，圖2，將進水系統1安裝在水槽4上方一側，其進水口與水源連接，其出水口與清洗裝置6相對應；將控制系統2安裝在進料裝置3側壁上，與各個功能部件連接；將進料裝置3安裝在水槽4的一端，其進口與紅薯輸送帶連接，其出口與清洗裝置6的進口匹配對接；將水槽4安裝在支腳7上；將出料裝置5安裝在水槽4的一端，其出料口與出料輸送裝置對接，本例中採用的出料輸送裝置為輸送帶，圖中沒有顯示；將出料裝置5的進口與清洗裝置6的出口對接；將清洗裝置6安裝在水槽4內，其端部與傳動裝置8連接，其進口與進料裝置3的出口對接，其出口與出料裝置5的進口對接；本例中選用市售的可調地腳作為支腳7，將支腳7安裝在水槽4底部，本例中選用4個支腳7，均勻分布在水槽4底部周邊；將傳動裝置8安裝在進料裝置3的一側外部，與控制系統2連接；將傳動裝置8的傳動部件與清洗裝置6的動力輸入部件連接，能夠帶動清洗裝置6運動；本例中選用本行業通用的水位探測裝置作為水位探測裝置9，將水位探測裝置9安裝在水槽4側壁上，與設計要求的水槽4內的水位高度相適應；本例中選用排水管作為排水裝置10，將排水裝置10安裝在水槽4底部一側，其排水口上安裝有排水電磁閥25，能夠將水槽4底部的水排出到水槽4外部，其出口與循環水池連接；這樣就完成了自動洗紅薯機的實施。
應用時，調節支腳7，保持進料裝置3一端高於出料裝置5一端，在控制系統2的顯示屏23上設定各項運行參數，待洗的紅薯從輸送帶被送到進料裝置3的進料口，進入進料裝置3內，由於進料板36的傾斜作用，進料裝置3內的紅薯通過進料裝置3的出口進入清洗裝置6的內部，此時控制系統2指令進水電磁閥24開啟，進水系統1的噴水管13開始噴水，水流噴射到清洗裝置6內部的紅薯上，清洗裝置6的籠軸63旋轉，紅薯在籠軸內翻滾，本例中選用刷軸61的旋轉方向與籠軸63的旋轉方向相反，刷軸61帶動刷片64旋轉，使得刷片64在翻滾的紅薯表面進行刷洗，由於採用柔性刷片64，使得能夠適應紅薯的表面不規則和凸凹不平以及紅薯體積不同，紅薯在水槽4內一邊浸泡一邊翻滾，同時被多個刷片64進行刷洗，很快就能夠保證其表面被清洗乾淨；籠軸63內的紅薯一邊清洗一邊向出料裝置5的方向運動，從籠軸63的位於出料裝置5的一端進入出料裝置5，出料裝置5的出料器56將進入出料裝置5內的紅薯送出到出料口55處，流出到出料輸送裝置上供下一道工序使用；當進水系統1的水噴入水槽4內，使得水槽4內的水位達到設計高度時，水位探測裝置9上的水位及水濃度探測裝置26發出信號到控制系統2，控制系統2發出指令，進水電磁閥24動作，使得進水電磁閥11關閉，進水系統1停止工作；隨著清洗工作的進行，水槽4內的水的濃度增加，當水位及水濃度探測裝置26探測到此時水濃度超過設計濃度限定值時，發出信號，控制系統2發出指令，排水電磁閥25啟動，開啟排水裝置10，水槽4下部的汙水排出到循環水池，經過沉澱後重新進入進水系統1重複利用；當排水裝置10將水槽4底部的水排出，水槽4內的水位低於設定值時，控制系統2發出指令，進水電磁閥11重新開啟，噴水管13恢復噴水，當水槽4內的水濃度低於設定值時，控制系統2發出指令，排水裝置10關閉，如此循環，保證水槽4內的水經常處於一定高度的水位並保持一定濃度以下工作，保證了高的工作效率，節省水源，不汙染環境，實現紅薯自動清洗不需要人工參與，節省了勞動力。