专利名称：淘米洗米机的制作方法
用该发明设计的淘洗米机是可供家庭、食堂、饭店使用的一种厨房自动化设备。据电脑检索(1994年8月)的国内洗淘米专利文献看，到目前为止(1994年8月)，还没有发现哪一个专利是通过严格的数据测量、计算之后而设计成的。而且有些专利(如CN85203030，CN2144026Y，CN204700U，CN2057867U，CN2055746U，CN2086170U等)的设计结构复杂，成本高。有些专利(如CN85201652U，CN2152604Y等)虽然结构简单，但操作起来并不容易准确的把沙粒淘洗出来。而且，有些淘洗米机(如上述CN85201652U，CN2152604Y，CN2047600U，CN2057867U，或CN2055746U，CN2086170U等)只能制成小型(或大型)的。
本发明是根据一简单而且有效的原理和与之相关的测量及计算数据，设计、制造各种容量的洗米、淘米机，而这种设计的结果，使得该机结构简单，制造容易，成本低，并一次即可淘洗干净。并且，由于该机需要操作的部件不多，因此，完全可以装配低成本的全自动控制装置。因此，根据本发明设计制造的淘米洗米机是可以被广泛接受的有效的厨房自动化设备。尤其在北方寒冷季节更会受到青睐。
原理根据运动的相对性原理，我们首先测量了米粒及沙粒在静水中下落的速度。测量装置如
图11，所示。图中101是量筒，102是水，103是水面，A、B是位置标记。当进行测量时用秒表计时。将米粒(沙粒)在水面103近处放下，当米粒(沙粒)下落到标记A及以下时，米粒(沙粒)的运动速度必须是衡定不变的。用秒表记录米粒(沙粒)在A、B两标记间下落的时间t。测量A、B两标记间距离h。用这种方法我们测量了几百粒米粒(沙粒)的下落时间，并作了统计直方图，如图12所示。图中104为沙粒在水中下落h高度的统计直方图，105为米粒在水中下落h高度的统计直方图。从图中可以看出，绝大多数的沙粒在t″到t时间内下落h的高度，绝大多数的米粒在t到t′时间内下落h的高度。由此可以看出，当上升的水流以V＝h/t......................................(1)的速度上升时，绝大多数的沙粒不能上升，而绝大多数的米粒却能上升。V即淘米时水流上升速度。同样理由，当水流以V′＝h/t′..................................(2)的速度上升时，即可使绝大多数的米粒不上升，而使比重较小的杂质上升。V′即洗米时水流上升速度。
通过上述方法求得的淘米时水流上升速度V及洗米时水流上升速度V′，也可根据测量分析米粒及沙粒在上升的水流中运动的情况，即测量分析水流上升速度与米粒及沙粒在该水流中运动的情况来求得。
根据以上的测量分析，我们可以设计如图13所示的淘(洗)米桶。图中106是进水口，107是淘(洗)米桶，108是出水(米)口。设由进水口106进入淘米桶107的水流量为q，淘米桶的水平内截面面积为S，则当S·V＝q时，即当S＝q/V.....................................(3)时，淘米桶中的上升水流平均以V的速度上升。V由公式(1)给出。
由此，当我们适当调节q或S，使在淘米桶中上升的水流速度为约等于V，并小于V的某一值时，即可使全部砂粒淘洗出来，而只损失极小量的米。
同理，设由进水口6进入洗米桶7的水流量为q′，则当q′≤S′·V′.............................(4)时，洗米桶中的水流以小于或等于V′的速度上升。V′由公式(2)给出，S′为洗米桶的水平内截面面积。此时，只有谷皮等杂质上升，而米粒几平一点都不上升，由此可达到洗米的目的。
图13中的淘(洗)米桶107可以是各种形状，只要各处的水平内截面面积处处相等。淘(洗)米桶的高度也可取各种数值。进水管106可以以各种方式与淘(洗)米桶连接。
实施例一根据以上的原理，我们设计、制做了如图3所示的淘(洗)米装置。图中109为淘米桶送水管，110为排砂阀门(其结构见排砂阀门的构造及原理)，111为洗米桶送水管，112为出米(水)口，113为出米(水)口阀门，114为洗米桶溢水口，115为该淘(洗)米装置的加米口，116为洗米(圆)桶，117为淘米(圆)桶。送水管109与淘米桶117的连接是在淘米桶的底部，沿水平方向与淘米桶的水平截面成切线方向。当恒定流量Q1的水从109沿切线方向进入淘米桶时，淘米桶中的水流将旋转上升。淘米桶的内横截面面积S1与Q1之间满足公式(3)。即内横截面半径R1与Q1之间满足πR12＝Q1/V，即R1＝[Q1/(π·V)]1/2............................(5)式中V由公式(1)给出。此时适当调节Q1，使淘米桶中的水流速度为约等于V而小于V的某一值，这样即可使绝大多数的米随旋转水流上升，而全部的砂石沉积在淘米桶的底部，并全部被排沙阀门排出淘米桶。淘米工作即结束。此时，已淘出砂石的米随旋转水流在洗米桶116的底部旋转，而上升的水流将米中的谷皮等杂质由溢水口114带出洗米桶，洗米结束之后，打开出来水阀门113，淘洗好的米随水流一起冲出淘洗米装置，并由收米排水筒(如图5所示)接住。在112与收米排水筒之间可以设置一个可使水米分离的过渡槽，如筛网槽等。
该装置中的洗米筒送水管111在小容量淘洗米机中可以不设置。而大容量淘洗米机中可以设置，而此时由111供给的水流量Q1″与洗米桶的内横截面面积S1′之间应满足下式(Q1＋Q1″)/S1′≤V′...........................(6)式中Q1(＞0)为送水管109中的供水流量，V′由公式(2)给出。公式(6)指出了设置或不设置111时，对洗米桶内横截面面积的尺寸要求。
该装置中的送水管109可以设置一个或几个，而总的供水流量为Q1，并必须满足公式(5)。而送水管111可以不设置，也可以设置一个或几个，而总的供水流量为Q1″，并必须满足公式(6)。
送水管109，111与淘(洗)米桶的底部连接(如图3所示)，并与淘(洗)米桶的内横截面成切线方向连接的目的，是使水流在淘(洗)米桶中旋转上升，使米处于流化状态，以便能够充分的淘洗米。
淘米桶和洗米桶的底部做成椎形的目的是为了有利于使沙石向中间聚集，使由于水流不稳定或被上升的米冲击而上升到洗米桶中的砂石下落到淘米桶的底部，并聚集于排砂口处，由排砂阀门排出。
淘米桶和洗米桶的桶壁和底部的内表面可以是光滑的，也可以是凹凸不平的各种形状，使有利于更好的淘洗米。
图5所示为两种收米排水筒，图中118是收米桶，119是排水口，120是接米水口。其工作原理是，由119排出的水流速度较小，而不能将米带出来，因此，米会全部落入118中。收米桶可以是圆形桶，椭圆形桶，多边形桶，等等。桶壁上可以带有很多小孔，桶壁上孔的大小只能使水通过，而不能使米通过。
实施例二如图4所示，图中121，122是供水管，123是排砂阀门(参见排砂阀门的构造及原理)，124是淘洗米(圆)桶，125是加米口，126即是溢水口、又是出水米口。127是淘米盆。当此装置工作时，首先122中无水流，从121以Q2′的供水流量给淘米筒供水，Q2′与淘米桶的内横截面半径R2满足公式(4)，即Q2′≤πR22·V′，即R2≥[Q2′/(πV′)]1/2...................(7)此时淘(洗)米桶中的水流以小于或等于V′的速度上升，这样即可使米中杂质从溢水口126漂洗出去，而米留在淘洗米桶中。洗米结束之后，从122以Q2″的流量也给淘米桶供水。此时，供给淘洗米桶的总供水流量为Q2＝Q2′＋Q2″，而Q2与R2之间满足公式(3)，即πR22＝Q2/V＝(Q2′＋Q2″)/V，也就是Q2＝Q2′＋Q2″＝πR22·V.........................(8)此时适当调节Q2″，使淘洗米桶中的水流以略小于V的某一速度上升，即可使全部沙粒淘洗出来，并由排砂阀门123排出来。而绝大多数的米由出水米口126随水流一起冲出淘洗米桶，并由如图5所示收米排水筒将米接住。
本实施例中，淘洗米桶124的底部和淘米盆127的底部做成椎形的目的与实施例一中所述目的完全相同。
淘洗米桶的桶壁和底部内表面以及淘米盆的盆壁和底部内表面可以是光滑的，也可以是凹凸不平的各种形状，以利于更好的淘洗米。
送水管121，122与淘洗米桶的底部连接，如图4所示，并与淘洗米桶的横截面成切线方向连接，以使水流在淘洗米桶中旋转上升，使米处于流化状态，以利于更充分的淘洗米。
送水管121可以是一个，也可以是几个，但它们总的供水流量Q2′应满足公式(7)。
溢水口126与出水米口126即可如图4所示设在一处，也可以设在两处。
排沙阀门的构造及原理如图6、图7、图8、图9所示，该阀门为一类似椎形阀门结构，图中128为阀壳，129为集沙孔，130为排沙孔，131为轴孔，132为阀芯子，133为轴，134为集沙槽，135为弹簧，136、138为垫圈，137为螺母，139为淘(洗)米桶的底部。其中集沙槽134的孔径尺寸大于集沙孔129的孔径尺寸，而排沙孔130的孔径尺寸又大于集沙槽134的孔径尺寸。集沙孔129与淘(洗)米桶底部的排沙孔为同一个孔。阀芯子132上的集沙槽134可以设置多个。
当该阀门工作时，阀芯子132在阀壳28内旋转。当集沙槽134转到集沙孔129(即淘米桶的排沙孔)下时，聚集到集沙孔129处的沙粒落入集沙槽134，并被132的继续旋转带走，当装有沙粒的集沙槽134转到排沙孔130处时，沙粒即落下来，即被排出到淘米桶外。而且，不论该阀门是否工作，淘洗米桶中的水几乎一点都不会从此阀门处流出。
排沙阀门的这种结构即可达到排沙的目的，又几乎不影响淘洗米桶中的水流速度。因此，完全可以在淘洗米的同时进行排沙工作。
底座及恒定流量供水装置如图10所示为底座示意图。图中140为水龙头，141为水泵的吸水管，142为回水管，由淘洗米桶出来的水几乎全部由此管(142)流至蓄水池(146)，143为蓄水池排水阀门，144为溢水池排水口，145为溢水池，146为蓄水池，147为滤网，148为排水管，149为底座支架，150为蓄水板，151为底座侧壁。
当由水龙头140供给的水流量大于或等于由水泵通过吸水管141抽送给淘(洗)米桶的水流量时，由142出来的水将全部溢过150上部而排出到溢水池145中而被排出去。而当由140供给的水流量小于由141抽去的水流量时，由142放出的水就会补充进来一部分而保证141的抽送水流量。由于由141抽去的水流量通过淘洗米桶后将通过142而几乎全部回到蓄水池146中。因此不论140的水流量如何变化，146中的水将稳定的保证141中的水流量。即蓄水池的这种构造在任何供水条件下，均能满足淘洗米桶要求的稳定流量的水流供给。而且，由140供水一定时间后(只要140中有水流)蓄水池中的水将非常清洁，从而完全满足洗净米的目的。
滤网147的作用是挡住由142放出的较大的谷皮等杂质，使之不能进入141中。
图中140，141，142，147与蓄水池146的相对位置可以根据实际设计需要做必要的调整。图中141，142可以根据实际设计需要设置多个。
水泵、淘洗米装置(如实施例一、二等)可以安装在蓄水池146内，或溢水池145内，或之外的底座上的其它位置上。
加到水泵上的电源可以是由一简单低成本的恒压电源供给。这样，即使市电电压在一定的范围内变化，该恒压电源均提供一恒定的电压来使水泵(电机)在一恒定功率下工作。
由以上的，以恒定功率工作的水泵、图10所示的底座构成一恒定流量供水装置。
总装示意图1所示为实施例一的总装工作示意图。图中a部分为实施例一的淘洗米装置(如图3所示)。b部分为如图10所示的底座。c部分为如图5所示的收米排水筒。4为洗米桶溢水口(114)的出水管。5为收米排水桶的排水口(119)出水管。11为淘米桶的送水水泵，12为洗米桶的送水水泵。109为淘米桶送水管。111为洗米桶送水管。112为淘(洗)米装置的出米(水)口。140为水龙头，141(1)为水泵11的吸水管，141(2)为水泵12的吸水管，142为回水管。图中箭头指向为水流流向。水泵11的供水流量与淘洗米桶的尺寸关系以及水泵12的供水流量与淘洗米桶的尺寸及整个机器的运行服从实施例一中所述规则。图中水泵12及其吸水管141(2)、洗米桶送水管111在小容量淘洗米机中可以不设置。
图2所示为实施例二的总装工作示意图。图中d部分为如图10所示的底座。e部分为实施例二的淘洗米装置(如图4所示)。f部分为如图5所示的收米排水筒。23、24为水泵，x、8为该淘洗米装置溢水口(126)的接水口及排水管，9为收米排水筒的排水管。121、122、126与实施例二(如图4所示)中的121、122、126完全一致。140、142与图10中的140、142完全一致。141(3)、141(4)与图10中的141一致即分别为水泵23、24的吸水管。当淘洗米工作开始时X处于X′位置(即图中虚线所示位置)，23工作即121中有水流，24不工作122中无水流，即进行洗米工作；当洗米结束之后，X回到原位(即图中实线所示位置)，24与23同时工作，即进行淘米工作。图中121中的水流流量、122中的水流流量与该淘洗米筒的尺寸关系以及整个机器的运行服从实施例二中所述规则。本设计比较适合于较大容量的淘洗米装置。
权利要求
1.一种淘米洗米机，其特征是由淘米桶、洗米桶、排沙阀门、恒定流量供水装置、收米排水桶构成，淘米桶、洗米桶的设计方法其特征是首先通过严格的测量、计算分析米、沙在静止或流动水中的运动情况求得淘米所需的上升水流速度v及洗米所需的上升水流速度v′，之后，根据v求出淘米桶所需的水流流量q与淘米桶的内横截面面积s之间的关系s·v＝q，进一步根据不同的淘米容量、供水流量等条件决定s及相应的q，同样，根据v′求出洗米桶所需的水流流量q′与洗米桶的内横截面面积s′之间的关系s′·v′≥q′，进一步根据不同的洗米容量、供水流量等条件决定s′及相应的q′，排沙阀门其特征是该阀门是一类似椎形阀门结构，主要由阀壳(128)，阀芯子(132)组成，阀壳上有集沙孔(129)、排沙孔(130)，阀芯子(132)上有多个集沙槽(134)，阀芯子(132)可以在阀壳(128)内连续旋转，阀芯子(132)与阀壳(128)的连接是紧密接触，使集孔(129)上的水、沙、米等不能直接下落到排沙孔(130)处，而只能通过阀芯子(132)的转动由集沙槽(134)带到排沙孔(130)处而落下来，恒定流量供水装置该装置包括一个不论市电电压如何变化均能以恒定功率工作的水泵，和一个具有蓄水池(146)、溢水池(145)的底座，其特征是底座上主要是具有蓄水池(146)、溢水池(145)、水龙头、淘洗米桶的溢(出)水口出水管(142)、水泵的吸水管(141)、滤网(147)、蓄水板(150)，上述的水龙头(140)，水泵的吸水管(141)，淘洗米桶的溢(出)水口出水管(142)、滤网(147)与蓄水池(146)的相对位置可以根据实际设计需要做必要的调整，上述水泵的吸水管(141)及淘洗米桶的溢(出)水口出水管(142)可以根据需要设置多个，收米排水筒其特征是该装置包括收米桶(118)，宽大的排水口(119)，接米水口(120)，收米排水筒可以是各种形状，筒壁及筒底上可以有很多只能使水通过而不能使米通过的排水小孔，
2.如权力要求1所述的淘米桶、洗米桶的内横截面形状可以是圆形、椭圆形、多边形、或者圆环形等等，只要水平内截面面积处处相等即可，该淘米桶、洗米桶的底部可以是平底、椎形底等等，该淘米桶、洗米桶桶壁及底部内表面可以是光滑的，也可以是凹凸不平的各种形状，该淘米桶、洗米桶可与各种相关部件连接(或连通)，淘米桶与洗米桶可以是一个桶，也可以是两个桶，淘米桶与洗米桶是两个桶时，它们可以以各种方式组合(或连接)。
3.如权力要求1所述的供给淘米桶、洗米桶的水流可以以各种方式和以各种方向由淘米桶(或洗米桶)的底部或其近处送入淘米桶(或洗米桶)。
4.如权力要求1所述的淘(洗)米桶与排沙阀门的连接是排沙阀门的集沙孔(129)朝上与淘(洗)米桶的底部连通构成淘(洗)米装置。
5.如权力要求4所述的淘(洗)米装置，及如权力要求1所述的收米排水桶，水泵等与权力要求1所述的底座的相对位置可以根据实际设计需要作适当的安排。
6.如权力要求1所述的淘米、洗米桶，排沙阀门，底座，收米排水桶，以及相关部件均可以用各种无毒材料制作。
7.根据如权利要求1所述的淘米洗米机的设计方法，可设计制造矿山选矿、淘金等的设备。
全文摘要
一种厨房自动化设备，根据严格的测量、计算、分析，求得淘(洗)米所需的上升速度v(v′)。根据淘(洗)米时的供水流量q(q′)与淘洗米桶的内横截面面积S及v(v’)之间关系s·v＝q(s·v′＝q′)，再根据淘(洗)米容量等条件决定s、q(q′)，如此制造的淘(洗)米装置的结构是底部带有排沙阀门(123)及供水管(121、122)的桶(124)，并可设计制造各种容量的淘(洗)米机。本装置还可用于矿山选矿、淘金等。
文档编号B03B5/00GK1132620SQ9510332
公开日1996年10月9日 申请日期1995年4月3日 优先权日1995年4月3日
发明者朱永哲, 许相林 申请人:朱永哲