一种蓬松加工装置及方法

技术领域

本发明涉及紫菜加工设备领域，具体涉及一种蓬松加工装置及方法。

背景技术

紫菜蓬松是坛紫菜产品一次加工中必不可少的环节，经过蓬松后的坛紫菜，色泽好、卖相佳。目前坛紫菜蓬松环节采用高流速气体冲击紫菜实现，由紫菜加工设备上的紫菜蓬松控制阀启闭产生。中国专利(公开号CN102366128A)公开了一种海藻加工用气流反冲散料装置，气吹作用组件与帘架组件相互配合，以利用气流对承载于帘架组件的菜饼产生气压冲击，使菜饼吹散蓬起；通过控制阀门来开启或切断气流输送，但其响应速度、使用寿命和安全性并不能满足需求。

对此，中国专利(公开号CN103836215A)公开了一种流量控制阀，采用动阀体和静阀体相对转动来切换连通和封堵状态，在动阀体上的通孔与经阀体上的通孔连通时调节阀导通，反之则封堵，但在用于紫菜蓬松时，由于阀腔的结构特点，阀内气体的速度、压力、方向急剧变化，增大了气体间的摩擦、碰撞以及形成旋涡，并且在入口位置和配气管位置均存在气压损耗，产生局部损失，导致出口流量降低，蓬松效果减弱。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种蓬松加工装置及方法，对蓬松阀本体、上游和下游分别进行调整，调整进气管为变径结构，缓和进气波动，采用稳流管将气体平稳引入配气管，减少不同排气流道间的气压损耗，配气管通过多个排气支管输出，均分气流，保证出口流量，提高蓬松效果。

本发明的第一目的是提供一种蓬松加工装置，采用以下方案：

包括：

蓬松阀，包括位于阀腔内的上孔板和下孔板，上孔板跟随阀杆回转，下孔板连接阀体，下孔板上的多个开孔与阀体上预设的多个排气流道一一对应连通，上孔板相对于下孔板转动以使排气流道与阀腔相连通或相隔离；

稳流管，一端对接排气流道远离阀腔的一端，另一端沿配气管轴向接入配气管一端，稳流管与配气管一一对应连通；

配气管，外圆周面上连接有多个排气支管，排气支管通过软管接入作用于待蓬松物料的气流吹送盘。

进一步的，所述阀腔连接有进气管，进气管对接阀腔的一端为变径段，沿进气管轴向靠近阀腔的方向上，进气管变径段的内径逐渐增加。

进一步的，所述进气管的变径段呈喇叭状，变径段内壁的母线为曲线。

进一步的，所述稳流管上设有弯曲段，弯曲段对应的轴线为平滑曲线。

进一步的，所述配气管沿轴向远离稳流管的方向上，配气管的内径逐渐缩小，以使输送至气流吹送盘的气压趋于一致。

进一步的，沿配气管轴向上设有多组排气支管，每组多个，沿配气管内气流输送方向上，相邻组排气支管的间距增大，且位于上游一组排气支管的数目不小于位于下游一组排气支管的数目。

进一步的，所述上孔板端面与下孔板端面贴合，阀杆为一端带有支撑盘的T型阀杆，上孔板远离下孔板一侧抵接于支撑盘端面，且上孔板上的多个开孔与支撑板上预设通孔一一对应连通。

进一步的，所述上孔板与支撑盘之间设有避让二者连通位置的垫片，下孔板与阀体之间设有避让二者连通位置的垫片。

本发明的第二目的是提供一种如第一目的所述的蓬松加工装置的工作方法，包括：

阀腔接入外部气源获取压力气体，阀腔内的压力气体能够穿过上孔板、下孔板、排气流道、稳流管和排气管后输送至气流吹送盘；

阀杆带动上孔板相对于下孔板转动，使阀腔与排气流道间歇性连通，使阀腔内的压力气体形成脉冲气流供应至气流吹送盘。

进一步的，通过调节阀杆和上孔板的转速，控制所输出脉冲气流的频率。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

(1)针对目前流量控制阀吹送蓬松气流时稳定性差、流量低的问题，对蓬松阀本体、上游和下游分别进行调整，调整进气管为变径结构，缓和进气波动，采用稳流管将气体平稳引入配气管，减少不同排气流道间的气压损耗，配气管通过多个排气支管输出，均分气流，保证出口流量，提高蓬松效果。

(2)T型阀杆与上孔板之间增加垫片、下孔板与阀体之间增加垫片，提高阀腔内结构的密封效果，防止气体泄露，保证气压稳定。

(3)进气管采用流通面积逐渐增大的变径结构，从外部压力气源获取的压力气体通过进气管进入阀腔时，在进气管内逐渐扩张，从而减少阀腔内涡旋的数目及强度，提高输入气流的平稳性。

(4)稳流管采用弯曲管，将输入稳流管的脉冲气流进行平缓引导，减少不同排气流道之间气流的摩擦碰撞等相互影响，从而降低气压损耗和损失，保证输出流量。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例1和2中蓬松加工装置的示意图。

图2为本发明实施例1和2中蓬松阀及内部阀杆的示意图。

图3为本发明实施例1和2中蓬松阀及阀腔的示意图。

图4为本发明实施例1和2中蓬松阀的底部结构示意图。

图5为本发明实施例1和2中阀杆、上孔板和下孔板的配合示意图。

图6为本发明实施例1和2中进气管的结构示意图。

图7为本发明实施例1和2中配气管的结构示意图。

其中，1.进气管，2.蓬松阀，3.配气管，4.软管，5.气流吹送盘，6.托盘，7.阀杆，8.阀腔，9.上垫片，10.上挡圈，11.上孔板，12.下孔板，13.下垫片，14.下挡圈，15.排气流道，16.稳流管，17.压紧螺母，18.弹簧，19.推力轴承，20.排气支管。

具体实施方式

实施例1

本发明的一个典型实施例中，如图1-图7所示，给出一种蓬松加工装置。

公开号CN102366128A的中国专利公开了一种海藻用气流反冲散料装置，控制阀的响应速度、使用寿命和安全性难以满足需求，导致气流的控制难以满足需求；而目前的流量控制阀虽然能够实现相应速度的需求，但气流穿过阀腔8时阀内气体的速度、压力、方向急剧变化，增大了气体间的摩擦、碰撞及形成旋涡，造成气压的损耗，气流波动导致出口流量降低，影响蓬松效果。

基于此，本实施例提供一种蓬松加工装置，调整蓬松阀2本体、其上游和下游的配套组件，调整影响气流输送的结构，优化气流输送效果，减少气压损耗，稳定气流输送，保证出口流量，提高蓬松效果。

下面，结合附图对蓬松加工装置进行详细说明。

参见图1，蓬松加工装置包括机架，机架通过轴承19配合轴承19座连接有传动轴，传动轴通过联轴器接入驱动元件，驱动元件带动传动轴回转。传动轴两端连接有偏心轮，偏心轮通过连杆连接升降台架，在传动轴转动时，通过偏心轮和连杆驱动升降台架沿竖向往复运动。

升降台架的角位置连接有导向杆，导向杆与连接在机架上的导向座滑动配合，约束升降台架保持在竖直方向上往复运动。升降台架上连接有气流吹送盘5，机架上还设有与气流吹送盘5相对布置的托盘6，气流吹送盘5跟随升降台架沿竖向上往复运动，改变气流吹送盘5与托盘6之间的竖向间距。

气流吹送盘5能够输出气流作用于托盘6上的物料，待蓬松的物料可以为坛紫菜、海带、海藻等。

结合图1和图2，气流吹送盘5通过软管4接入排气管3，排气管3通过稳流管16接入蓬松阀2，蓬松阀2通过进气管1接入外部压力气源。

蓬松阀2包括阀体和阀杆7，阀体的阀腔8内设有上孔板11和下孔板12，上孔板11和下孔板12均为圆形板，同轴布置且能够相对转动，上孔板11跟随阀杆7回转，下孔板12连接阀体，下孔板12上的多个开孔与阀体上预设的多个排气流道15一一对应连通，上孔板11相对于下孔板12转动以使排气流道15与阀腔8相连通或相隔离。

当上孔板11转动到其上的开孔与下孔板12上的开孔连通时，阀腔8与排气流道15连通，当上孔板11转动到其上的开孔与下孔板12上的开孔错位布置时，阀腔8与排气流道15被分隔阻断。通过阀杆7带动上孔板11回转，能够使得阀腔8与排气流道15间歇性连通，使得输入阀腔8内的压力空气以脉冲气流的方式输出，通过调整阀杆7的转速，改变其连通与分隔阻断的频率，改变所输出脉冲气流的频率。

具体的，如图3、图4和图5所示，上孔板11端面与下孔板12端面贴合，阀杆7为一端带有支撑盘的T型阀杆7，上孔板11远离下孔板12一侧抵接于支撑盘端面，且上孔板11上的多个开孔与支撑板上预设通孔一一对应连通。

同时，支撑盘上设置的通孔与上孔板11的开孔通过上挡圈10进行连接，上挡圈10一端探入支撑盘的通孔内，上挡圈10的一端探入上孔板11的开孔内，上挡圈10即作为支撑盘连接上孔板11的挡销，又作为支撑盘上通孔连通上孔板11上开孔的连通管，上孔板11的开孔通过上挡圈10和支撑盘的通孔连通阀腔8。

阀体上设置的排气流道15与下孔板12的开孔通过下挡圈14进行连接，下挡圈14一端探入阀体的排气流道15内，下挡圈14的一端探入下孔板12的开孔内，下挡圈14即作为阀体连接下孔板12的挡销，又作为阀体上排气流道15连通下孔板12上开孔的连通管，下孔板12的开孔通过下挡圈14和阀体的排气流道15连通稳流管16。

上孔板11与支撑盘之间设有避让二者连通位置的上垫片9，下孔板12与阀体之间设有避让二者连通位置的下垫片13。

本实施例中，上孔板11和下孔板12上分别设有四个开孔，阀杆7带动上孔板11相对于下孔板12转动，阀杆7每转动一周，阀腔8和排气流道15连通四次，上垫片9和下垫片13将其对应位置的缝隙填充，实现密封防止高压气体泄露。

如图2所示，阀杆7的支撑盘连接有支撑杆，支撑杆穿过阀体上预设的轴孔连接回转驱动机构，回转驱动机构可以采用伺服电机等。

同时，支撑杆外套设有角接触轴承，角接触轴承安装在轴孔内，对阀杆7与阀体的相对转动进行径向的支撑。轴孔内还设有套设在支撑杆外的推力轴承19，推力轴承19轴向一端抵接于阀体，另一端抵接有弹簧18，弹簧18套设在支撑杆外，且弹簧18远离推力轴承19的一端设有压紧螺母17，压紧螺母17与支撑杆上预设的螺纹段配合。

弹簧18抵接推力轴承19的位置设有金属垫片，压紧螺母17通过旋转改变其处于支撑杆上的位置，弹簧18受到挤压而积蓄回弹力并通过压紧螺母17施加于阀杆7，从而使得阀杆7的支撑盘挤压上孔板11，使上孔板11与下孔板12的端面紧密接触。实现阀杆7、上孔板11和下孔板12在沿阀杆7轴向上的运动限制。通过调节压紧螺母17的位置，改变弹簧18的压缩量，从而改变阀杆7所受的轴向力。

未加压状态下，蓬松阀2不受气体压力、仅受轴向力。弹簧18处于压缩状态，使得阀杆7受到一个向下轴向力，在该轴向力的作用下，使得阀杆7和上孔板11、上孔板11和下孔板12、下孔板12和阀体紧密接触。可以实现两个目的，一是未加压状态下，实现蓬松阀2的装配固定，避免因阀杆7的轴向移动，上孔板11、下孔板12以及挡圈的位置发生变化，使得蓬松阀2的装配失效；二是加压状态下，使得阀杆7和上孔板11、上孔板11和下孔板12、下孔板12和阀体受到面压力，保证接触面间的密封，避免气体泄漏，此外，阀杆7和上孔板11、下孔板12和阀体间存在硅胶垫片，以防止气体泄漏。

当上孔板11与下孔板12上的开孔相互重叠时，阀体的阀腔8与排气流道15连通，从而使高压气体从阀腔8流入排气流道15，实现了蓬松阀2的开启；当上孔板11与下孔板12通孔相互错开时，蓬松阀2的阀腔8相对于排气流道15封闭，实现了蓬松阀2的关闭。

如图6所示，阀腔8连接有进气管1，进气管1对接阀腔8的一端为变径段，沿进气管1轴向靠近阀腔8的方向上，进气管1变径段的内径逐渐增加，进气管1的变径段呈喇叭状，变径段内壁的母线为曲线。

进气管1采用流通面积逐渐增大的变径结构，从外部压力气源获取的压力气体通过进气管1进入阀腔8时，在进气管1内逐渐扩张，从而减少阀腔8内涡旋的数目及强度，提高输入气流的平稳性。

如图2所示，稳流管16一端对接排气流道15远离阀腔8的一端，另一端沿排气管3轴向接入排气管3一端，稳流管16与排气管3一一对应连通。

稳流管16上设有弯曲段，弯曲段对应的轴线为平滑曲线，稳流管16采用弯曲管，将输入稳流管16的脉冲气流进行平缓引导，减少不同排气流道15之间气流的摩擦碰撞等相互影响，从而降低气压损耗和损失，保证输出流量。

如图7所示，排气管3外圆周面上连接有多个排气支管20，排气支管20通过软管4接入作用于待蓬松物料的气流吹送盘5。

排气管3沿气流输送方向上，可以采用等直径结构，并配置其上的支管20等间距分布，便于其在整个蓬松加工装置上的布局。

本实施例中，作为可选的实施方式，排气管3沿气流输送方向上，考虑气流在排气管3内输送时的逐渐损耗，若采用等直径结构，内部气压会逐渐降低，对此，排气管3沿轴向远离稳流管16的方向上，排气管3的内径逐渐缩小，以使输送至气流吹送盘5的气压趋于一致，沿排气管3轴向上设有多组排气支管20，每组多个，沿排气管3内气流输送方向上，相邻组排气支管20的间距增大，且位于上游一组排气支管20的数目不小于位于下游一组排气支管20的数目。

阀体通过进口法兰、出口法兰安装在稳流管16中，进口法兰、出口法兰对整个阀体起到固定、支撑作用；采用弯曲的稳流管16直接连接出口法兰，则弯曲的稳流管16将作为支撑结构、且承受气体压力，为减少弯曲的稳流管16受力变形，延伸出阀体壁面侧板，使得各弯曲的稳流管16的气体在该侧板处汇集。

排气管3与阀体壁面侧板、出口法兰连接，使得阀体壁面侧板成为出口法兰在阀体中的支撑结构，并使用肋板加强连接；此外，在稳流管16与阀体上腔的连接处，由于稳流管16外壁距离锁紧部分处圆柱孔壁较近，弯曲的稳流管16受力变形后，与圆柱孔壁可能存在干涉，添加连接板。

由于排气流道15与排气管3之间采用弯曲的稳流管16过渡，可有效减少流体在下腔中的能量损耗。为了保证进入阀腔8内的气体的稳定，采用了变径进气管1与阀体相结合的办法，使得阀体内流场得以稳定。

变径进气管1在与蓬松阀2相结合的地方，其管径由原来的固定管径逐渐扩大到与阀腔8直径相同，并与蓬松阀2通过阀体上的法兰盘相连接。由于进气管1的内径呈现逐步放大的形式，在管道内原本湍急的气体通过进气管1入口进入蓬松阀2的阀腔8时，其流速会慢慢减小，使得入口处能量损耗减小。

由于进气管1的内径在靠近阀腔8方向上逐渐扩大，可有效减少阀腔8内旋涡的数量及强度；进气管1的内径变化缓慢，可增大出口流量，但入口锥角过小，会造成阀腔8高度增加量过大，因此选择了合适的锥角；相比于固定直径的进气通道，当蓬松阀2的开度为100％时，采用变径进气管1的流量明显增加。

对蓬松阀2本体、上游和下游分别进行调整，调整进气管1为变径结构，缓和进气波动，采用稳流管16将气体平稳引入排气管3，减少不同排气流道15间的气压损耗，排气管3通过多个排气支管20输出，均分气流，保证出口流量，提高蓬松效果。

实施例2

本发明的另一典型实施方式中，如图1-图7所示，给出一种蓬松加工装置的工作方法。

利用如实施例1中蓬松加工装置，包括以下步骤：

阀腔8接入外部气源获取压力气体，阀腔8内的压力气体能够穿过上孔板11、下孔板12、排气流道15、稳流管16和排气管后输送至气流吹送盘5；

阀杆7带动上孔板11相对于下孔板12转动，使阀腔8与排气流道15间歇性连通，使阀腔8内的压力气体形成脉冲气流供应至气流吹送盘5。

在工作时，通过调节上孔板11的转速，控制所输出脉冲气流的频率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。