專利名稱：脫水系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于從流動的液體流中除去物品的系統(tǒng)。具體地說，本發(fā)明涉及一種用于使液體(例如水)與被夾帶在流動液體流中的馬鈴薯、其它塊根作物、蔬菜、或其它固體物品分離的改進的脫水系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通過加工設(shè)備在液體流中輸送固體物品然后在進行下游加工程序之前使這些物品與液體分離的技術(shù)在本領(lǐng)域是公知的。例如馬鈴薯或其它塊根作物可以通過加工設(shè)備被夾帶在液體流(例如水或鹽水)中進行輸送。但是在一些地方處例如在對馬鈴薯或其它塊根作物進行切片或剝皮之前，必須使這些作物與液體分離(即脫水)。一般來說在馬鈴薯加工業(yè)中，通過使來自運送該水流的水槽的水流(或其它輸送液)和所夾帶的馬鈴薯由柵欄上面通過以使水而不是馬鈴薯能夠穿過該柵欄，從而已經(jīng)使馬鈴薯脫水。這種柵欄通常以相對陡峭的傾斜度(例如35-45度)傾斜，并且橫移顯著的落差(例如36英寸左右)以確保馬鈴薯在脫水之后能繼續(xù)向前運動。而且，液體流的體積(通常在500-1500加侖/分鐘的數(shù)量級上)要求柵欄要相當(dāng)寬(例如大約3英尺或更寬)以與該體積相適應(yīng)。同樣，柵欄的顯著落差將產(chǎn)生出大量的流體動力，并且下落的水將主要沖擊在柵欄下面的表面上，從而導(dǎo)致水顯著地濺射并且打傷或損壞馬鈴薯。另外，為了確保充分脫水，考慮到在脫水過程中所產(chǎn)生出的濺射量，對于普通的柵欄而言必須相當(dāng)長(例如36-48英寸)。這種大型脫水系統(tǒng)占地面積大，并且該系統(tǒng)的大寬度經(jīng)常需要一種下游會聚輸送裝置以把馬鈴薯帶入更窄的水流中，從而將馬鈴薯輸送給下面的加工裝置例如切片機或去皮機。
因此需要一種脫水系統(tǒng)，該系統(tǒng)能在相對較小外套中有效地從液體流中將固體物品移走并且使物品不受到硬的撞擊和其它機械損傷。
發(fā)明概述本發(fā)明克服了現(xiàn)有的物品脫水設(shè)備和方法的缺點。
根據(jù)本發(fā)明的一些方面，采用一種用來使液體基本上與流動的液體流和夾帶在其中的固體物品分離出來的脫水設(shè)備來克服現(xiàn)有技術(shù)的脫水系統(tǒng)中的缺點。該脫水設(shè)備包括具有開口的第一柵欄，其中大部分流動的液體流可以通過所述開口，但是夾帶在該液體中的至少大部分固體物品不能通過所述開口。第一柵欄使大部分液體與大部分固體物品分開，并且使被分離的固體物品朝著第一柵欄的排出端輸送。該設(shè)備還包括設(shè)置在第一柵欄下面的緩沖板，用來俘獲并重新引導(dǎo)穿過第一柵欄開口的大部分液體流。該緩沖板具有靠近第一柵欄的引導(dǎo)部分。該第一柵欄和所述引導(dǎo)部分如此取向，即可使液流的頂面以與緩沖板的引導(dǎo)部分基本上相切的取向穿過第一柵欄。
根據(jù)本發(fā)明原理所構(gòu)成的設(shè)備可以做得比普通脫水設(shè)備小得多，因此成本更低。而且，該設(shè)備對與液體流分開的固體物品傷害更少，并且在涉及馬鈴薯加工的的應(yīng)用中，可以用來將被脫水的馬鈴薯直接輸送進下游加工裝置例如去皮機和切片機中。
在閱讀下面的說明書和附屬發(fā)明保護范圍的情況下并參照附圖將更加明白本發(fā)明的其它目的、部件和特征，其中例如包括操作方法以及結(jié)構(gòu)元件的功能和相互關(guān)系在內(nèi)，所有這些都形成該公開文本的一部分，其中在不同的附圖中用相同的標(biāo)號表示相應(yīng)的部件。
附圖的簡要說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明的脫水系統(tǒng)的透視圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的脫水系統(tǒng)的優(yōu)選實施方案的側(cè)視圖；
圖3為脫水系統(tǒng)的側(cè)視圖，顯示出與從水槽中流出的液體流分開的物品(例如馬鈴薯)；圖4為構(gòu)成用于相對較慢的液流的脫水系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖5為構(gòu)成用于相對較快的液流的脫水系統(tǒng)的側(cè)視圖。
優(yōu)選實施方案的詳細說明根據(jù)本發(fā)明的脫水系統(tǒng)在圖1-3中大體上由標(biāo)號10表示。如圖1所示，在所述的實施方案中，脫水系統(tǒng)10位于水槽12(或管道)前面，液流和夾帶在其中固體物品可以流動穿過所述水槽。水槽12在圖1中被描述成大體上水平地取向并且具有矩形斷面。但是，該水槽可以相對于水平方向成任意角度，只要液流的壓力足以使液流與夾帶在其中的固體物品一起輸送流過該水槽并到達其排出端13。還有，水槽12的斷面形狀可以是使物品能夠在水槽中流動的任意形狀。例如，脫水系統(tǒng)10可以設(shè)置在設(shè)備的前面，該設(shè)備利用流體動力從所收獲的馬鈴薯(或其它地面作物)中除去碎片并且根據(jù)尺寸和/或重量將馬鈴薯分類，例如在美國專利申請第08/904834號中所披露的設(shè)備，該文獻的內(nèi)容在這里被引用作為參考。
脫水系統(tǒng)10在其最基本的形式中包括具有接收端15和排出端17的第一柵欄14。第一柵欄14被設(shè)置成使其接收端15相對于水槽12的排出端13定位，以便接收從水槽12中流出并通過第一柵欄14的液流和所夾帶的固體物品。
在優(yōu)選的實施方案中，第一柵欄14包括多個沿著流向取向且縱向延伸的桿18。作為一種示例性而非限定性的實施例，第一柵欄14可以由定位在1英寸中心處且長度為16-18英寸的多根直徑為1/2英寸的桿形成。柵欄的橫向?qū)挾瓤梢约s為12英寸。在試驗上已經(jīng)確定，具有上述尺寸的第一柵欄可以與在馬鈴薯的商業(yè)加工操作中所遇到的流速相適應(yīng)。側(cè)壁25設(shè)置在第一柵欄14的兩側(cè)上(并且也設(shè)在水槽12的兩側(cè)上)。為了便于說清楚，在圖1-3中只顯示出一個側(cè)壁25，并且在圖4和5中將側(cè)壁25統(tǒng)統(tǒng)都省略掉了。
縱向桿18優(yōu)選為圓柱形(即具有圓形斷面)，但是必要時可以具有其它斷面形狀。例如也可以采用包括多根具有三角形斷面的縱向桿的楔形線。還可以采用具有矩形或其它多邊形斷面的桿。同時，在優(yōu)選實施方案中，第一柵欄14包括多根縱向延伸的桿，可以采用其開口尺寸使得液體能夠穿過但是所要與液體分開的固體物品卻不能穿過的任意結(jié)構(gòu)。例如，在某些應(yīng)用中，可以采用網(wǎng)格材料。但是網(wǎng)格或任何具有橫向結(jié)構(gòu)元件的結(jié)構(gòu)對于馬鈴薯加工來說不是優(yōu)選的，因為這種橫向元件會妨礙液體和馬鈴薯的縱向流動，從而產(chǎn)生使該系統(tǒng)會變得堵塞的危險。
在優(yōu)選的實施方案中，第一柵欄14在其接收端處由前面樞鉸16支撐，該樞鉸允許第一柵欄14的取向可以變化。下面將詳細地對由可變?nèi)∠蚰芰λ峁┑挠猛竞凸δ苓M行詳細說明?？梢岳斫獾氖牵?dāng)具有夾帶的固體物品例如馬鈴薯P的液流從水槽12流到第一柵欄14上時，大部分液體(優(yōu)選為90％或更多)將通過柵欄14下落。但是，不能穿過柵欄14的固體物品P將在液流動力的作用下朝著第一柵欄14的排出端17輸送。因此，移動經(jīng)過第一柵欄14的排出端17的固定物品P將基本上被脫水。
重新定向緩沖板30主要位于第一柵欄14下面。重新定向緩沖板30包括在側(cè)壁25之間延伸的面板，該面板沿著橫向方向基本上是平坦的。緩沖板30包括安裝在位于其排出端17附近的第一柵欄14的底部上的引導(dǎo)部分。該引導(dǎo)部分32可以與第一柵欄14剛性地連接，或者它可以通過鉸鏈與第一柵欄14連接，從而使引導(dǎo)部分32和第一柵欄14之間的角度可變。緩沖板30還優(yōu)選包括彎曲部分34和從彎曲部分34的端部連續(xù)延伸的筆直部分36。
如圖2所示，在優(yōu)選的實施方案中，緩沖板30的尾端33由間隔元件42輕輕地支撐在引導(dǎo)表面40上方。間隔元件42剛性地連接在緩沖板30但是能夠相對引導(dǎo)表面40平移(例如滑動)。在優(yōu)選的實施方案中，如圖2所示，也在側(cè)壁25之間延伸并且沿著橫向方向基本上是平坦的引導(dǎo)表面40包括在點A和B之間延伸的彎曲部分。在點A和B之間的彎曲部分優(yōu)選相對于第一柵欄14的前面樞鉸16以固定的半徑R設(shè)置。
由于第一柵欄14的取向是通過使它繞著前面樞鉸16轉(zhuǎn)動來調(diào)節(jié)的，所以允許緩沖板30的位置和取向根據(jù)第一柵欄14的新取向來改變。在第一柵欄14重新取向的過程中間隔元件42可沿著引導(dǎo)表面40平移，這樣引導(dǎo)表面40就維持住緩沖板30的正確取向。
如圖2所示，調(diào)節(jié)棒50可以與排出端17連接以利于第一柵欄14的取向調(diào)節(jié)。
在優(yōu)選的布置中，第二柵欄22從第一柵欄14的排出端17延伸出。第二柵欄22也優(yōu)選由多根平行且縱向延伸的桿24形成。在優(yōu)選的布置中，第一柵欄14和第二柵欄22通過尾端樞鉸20相互連接以使第一柵欄14和第二柵欄22的相對取向可變。
在第一柵欄14下面的并由緩沖板20所限制的區(qū)域限定了第一腔室44，在第二柵欄22下面的并由引導(dǎo)表面40和緩沖板30所限定的區(qū)域限定了第二腔室46。在緩沖板30中可以形成有開口28，該開口在第一腔室44和第二腔室46之間延伸?；蛘?，如圖2所示，在第一腔室44和第二腔室46之間連通的開口可以設(shè)置在相鄰間隔元件42之間的48處。
在圖3中顯示出脫水系統(tǒng)10的優(yōu)選實施方案的操作。夾帶著固體物品P的液體的進入流S1朝著其排出端13流過水槽12。經(jīng)過水槽12的排出端13并流到第一柵欄14的接收端15，該液流轉(zhuǎn)變成落下流S2，其中在該液流中的大部分(優(yōu)選為90％或更多)液體穿過第一柵欄14落下，從而使固體物品P與大部分液體分開。優(yōu)選的是，第一柵欄14的取向和緩沖板30的取向如此設(shè)定，液流60的前沿面在緩沖板30的引導(dǎo)部分32的上游但在其附近穿過第一柵欄14。下落流S2將具有在此被限定為橫向線的前緣60，在該前緣處下落流S2的表面穿過第一柵欄14。前緣60最好出現(xiàn)在第一柵欄的排出端17的上游，從而在該流體內(nèi)的大部分液體穿過第一柵欄14，并且經(jīng)過第一柵欄排出端17的固體物品基本上被脫水。前緣60還最好出現(xiàn)在緩沖板30的引導(dǎo)部分32附近，從而下落流S2的表面以基本上相切的方式接觸緩沖板30的引導(dǎo)部分32，以便為流體提供平緩的重新定向。如果下落流S2的表面以0-25°的淺角度接觸引導(dǎo)部分32的話則可以實現(xiàn)液體平緩的重新定向。如果前緣60出現(xiàn)在離緩沖板30的引導(dǎo)部分32基本為上游的位置處的話，則下落流S2的表面將以相對于緩沖板30更橫向的取向沖擊在緩沖板30上，從而使得流體的流動局部地停止并且產(chǎn)生出顯著的濺射。
由于下落流S2最好以基本上相切的方式接觸緩沖板30，所以當(dāng)流體經(jīng)過緩沖板40的彎曲部分34時該流體轉(zhuǎn)變成重新定向的流體S3，從而使流體的流動方向重新定向。之后該重新定向的流體S3在經(jīng)過緩沖板30的筆直部分36時轉(zhuǎn)變成返回流S4。之后該返回流S4可以朝著用于進一步利用和/或處理該流體的下水道或泵或存儲容器流動。在所示的實施方案中，返回流S4基本上與進入流S1平行并與之反向。但是也并非是必需的。也就是說，返回流S4可以沿著傾斜的或下傾的取向流動，和/或它可以相對于進入流S1橫向地流動。
在大部分液流經(jīng)過第一柵欄14之后，與液流分開的固體物品P在動力的作用下被帶到第一柵欄的排出端17。之后，固體物品P移動到第二柵欄22上。第二柵欄22優(yōu)選以如此的角度取向，即可使固體物品P將在它們自身動能的作用下通過重力的幫助沿著第二柵欄22移動。第二柵欄22可以以與第一柵欄14相同的角度傾斜，或者可以大于或小于該角度?；蛘?，如果將第二柵欄22從脫水系統(tǒng)10省掉的話，則與流體分開的固體物品P可以經(jīng)過第一柵欄14的排出端17到達隨后的輸送或加工機構(gòu)上。
在流到第二柵欄22上之后，攜帶在固體物品P上或與之一起移動的任何殘留液體可以通過第二柵欄22掉進第二腔室46中，大致如由圖3中所示的液滴D所示。在這點上，通過在第一腔室44和第二腔室46之間設(shè)置吸入口48(或28)可以有助于該第二脫水步驟的進行。當(dāng)液體流過緩沖板30并經(jīng)過吸入口48(或28)時，液體在開口上的快速流動產(chǎn)生出一種文丘里吸入作用，因此在第二腔室46中產(chǎn)生出低壓區(qū)域。在第二腔室46中的低壓將通過第二柵欄22吸入液體，從而與在主要只是通過重力在第二柵欄22處除去液體的情況相比從固體物品P中除去了更多額外的液體。吸入口48(或28)必須被如此定尺寸和取向，即可使得液體能夠流過但不能穿過開口。
在經(jīng)過第二柵欄22之后，固體物品P可以流到下面的大致如在圖2和3中的標(biāo)號25所示的輸送裝置和/或加工機構(gòu)中。
圖4和5顯示出第一柵欄14的取向可以被調(diào)節(jié)以便與進入流S1的不同相對流速適應(yīng)的方式。圖4顯示出流動相對較慢的進入流S1。由于流速較慢并且流體S1伴隨的動量相對較低，所以在經(jīng)過水槽12的排出端13之后該流體容易基本上筆直地落下。第一柵欄14可以以相對陡峭的傾斜度傾斜，從而落下流S2的前緣60位于離緩沖板30的引導(dǎo)部分32相對較近的地方。緩沖板30的引導(dǎo)部分32也重新取向，從而落下流S2的表面將以基本上相切的方式接觸在緩沖板30上以產(chǎn)生出平緩的重新定向流S3和返回流S4。
圖5顯示出脫水系統(tǒng)10的布置，由此第一柵欄14取向成以便與進入流S1的相對迅速的流速相適應(yīng)。如果第一柵欄14不是正向傾斜的話，則迅速流動的進入流S1的動量將使得大部分液流完全流過第一柵欄14。因此，柵欄14傾斜成能夠“抓住”進入流S1。還有，第一柵欄14和緩沖板30的引導(dǎo)部分32的取向優(yōu)選是這樣的下落流S2的前緣60位于離引導(dǎo)部分32相對較近的地方。緩沖板30的引導(dǎo)部分32也是如此取向，這樣下落流S2的表面將以基本上相切的方式接觸緩沖板30，從而產(chǎn)生出基本上平緩的重新定向流S3和返回流S4。
如果進入流是已知的且大體上是穩(wěn)定的話，則第一柵欄可以以固定的取向設(shè)置。在這種情況中，第一柵欄不必由鉸鏈支撐或者第一柵欄的取向不必是可調(diào)節(jié)的。
雖然已經(jīng)結(jié)合了被認(rèn)為是最實際的且優(yōu)選的實施方案對本發(fā)明進行了說明，但是要理解的是，本發(fā)明并不限于所披露的實施方案，相反，本發(fā)明試圖覆蓋被包含在所附發(fā)明保護范圍的精神和范圍內(nèi)的各種變化和等同的設(shè)置。
權(quán)利要求
1.一種用于使液體基本上與流動的液體流和夾帶在其中的固體物品分離的脫水設(shè)備，包括a)具有開口的第一柵欄，其中大部分流動的液體流可以通過所述開口，但是夾帶在該液體中的至少大部分固體物品不能通過所述開口，該柵欄用來使大部分液體與大部分固體物品分開，并且使被分離的固體物品朝著第一柵欄的排出端輸送；以及b)設(shè)置在第一柵欄下面的緩沖板，用來俘獲并重新引導(dǎo)穿過第一柵欄開口的大部分液體流，所述緩沖板具有靠近第一柵欄的引導(dǎo)部分，其中該第一柵欄和所述引導(dǎo)部分如此取向，即使得液流的頂面以與緩沖板的引導(dǎo)部分基本上相切的取向穿過第一柵欄。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，還包括支撐所述第一柵欄以使所述第一柵欄的取向可變的鉸鏈。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，還包括位于所述第一柵欄附近的第二柵欄。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述第二柵欄通過鉸鏈連接在所述第一柵欄上。
5.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述緩沖板具有形成在其中的開口，用來在液體流過開口時產(chǎn)生出文丘里效應(yīng)以抽吸液體穿過所述第二柵欄。
6.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，在所述緩沖板下面具有間隙，從而在液體流過該間隙時產(chǎn)生出文丘里效應(yīng)以抽吸液體穿過所述第二柵欄。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一柵欄包括多根沿著流動方向延伸、大體上平行且間隔開的細長桿。
8.如權(quán)利要求7所述的外殼，其中所述細長桿具有大體上圓形的斷面。
9.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一柵欄相對于水平方向以正角度或負(fù)角度設(shè)置。
10.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述緩沖板還包括從所述引導(dǎo)部分延伸出的彎曲部分，所述彎曲部分在所述第一柵欄上面被彎曲到大體上與流動方向相反的方向。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所示第一柵欄在其接收端附近由前面樞鉸支撐。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述緩沖板以這樣的方式支撐在引導(dǎo)表面上，即當(dāng)所述第一柵欄繞著所述前面樞鉸轉(zhuǎn)動時與所述引導(dǎo)部分相對的所述緩沖板的端部能夠沿著所述引導(dǎo)表面平移。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述引導(dǎo)表面包括相對于所述前面樞鉸以恒定的半徑設(shè)置的彎曲部分。
全文摘要
一種用來使液流與在其中流動的物品分離的脫水系統(tǒng)。該脫水系統(tǒng)包括第一柵欄,該柵欄俘獲由水槽或其它裝置而來的液流。該液流但不是固體物品穿過第一柵欄并且由緩沖板截留,所述緩沖板平緩地使液體重新定向。緩沖板相對于第一柵欄布置,從而流經(jīng)柵欄的流體表面與緩沖板的引導(dǎo)部分基本上相切。
文檔編號B01D29/00GK1376083SQ00812678
公開日2002年10月23日 申請日期2000年8月31日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月10日
發(fā)明者里克·W·巴杰馬 申請人:瑞科特公司