淘米洗米机

用该发明设计的淘米洗米机是可供家庭、食堂、饭店使用的一种厨房自动化设 备。据电脑捡索(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 有发现那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米沙淘洗出来，而且，有些淘洗米机(如上述 CN85201652U，CN2152604Y，CN2047600U，CN2057867U，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 可以装配成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)的运动速度必须是恒定不变的，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，绝大多数的米粒不能上升，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 与米粒及沙粒在该流水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，即可使全部沙粒淘洗出来，而只损失极小量的米。

同理，设由进水口106进入洗米桶107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，而米粒几乎一点都不上升， 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为排沙阀门(其结构见排沙阀门的构造及原理)，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π·R12=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，而全部的沙石沉积在 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，已淘出沙 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，打开出米水阀门113，淘洗好的米随水流 一起冲出淘洗米装置，并由收米排水桶(如图5所示)接住。在112与收米排水桶 之间可以设置一个可使水米分离的过渡槽，如筛网槽等。

该装置中的洗米桶送水管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″，并必须满住公式(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锥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沙石下落到淘米桶的底部，并 聚集于排沙口处，由排沙阀门排出。

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所示为收米排水桶，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是排沙阀门(参见排沙阀门的构造及原 理)，124是淘洗米(圆)桶，125是加米口，126既是溢水口、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′的供水流量给淘米桶供水，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，并由排沙阀门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所示的收米排水桶将米接住。

本实施例中，淘洗米桶124的底部和淘米盆127的底部做成锥形的目的与实施 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，但他们总的供水流量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，该阀门为一类似锥形阀门结构，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128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位水龙头，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 排除去。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作 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部分为图10所示的底座。c部分为如图5所示的收米排水桶。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的出水管。11为淘米 桶的送水水泵，12为洗米桶的送水水泵。109为淘米桶的送水管。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。1411为水泵11的吸 水管。1412为水泵12的吸水管。1411、1412与图10中的141一致。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1412、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所示的收米排水桶。 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 桶的排水管。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。1413、1414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桶的尺寸关系以 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。