本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于空氣動(dòng)力學(xué)的谷碼輥搓清選裝置。

背景技術(shù)：

由于谷子獨(dú)特的生物特性，每個(gè)谷穗大約有60~150谷碼，谷碼多以螺旋形輪生在谷穗上，谷子與谷碼的連接力強(qiáng)，而谷碼與谷穗之間的連接力相對(duì)較小，因此，谷碼易于谷穗分離，但谷子與谷碼的分離較為困難，難以保證脫凈率。

谷碼脫粒不凈在現(xiàn)有的谷物聯(lián)合收割機(jī)清選裝置中普遍存在。由于谷物聯(lián)合收割機(jī)的脫粒裝置脫粒過的脫出物物料仍含有部分谷碼，而目前的圓筒篩清選機(jī)構(gòu)無法清選分離谷碼，完成清選之后需進(jìn)行二次脫粒，因此，消除谷子在清選過程中的谷碼問題顯得尤為重要；且在收獲量較大或者谷物脫出物含水量較大時(shí)，容易造成物料粘結(jié)并在篩面上堆積，使物料分離不足而落入籽粒攪龍，從而導(dǎo)致籽粒清潔率明顯下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種基于空氣動(dòng)力學(xué)的谷碼輥搓清選裝置，有效對(duì)谷子清選的同時(shí)減少脫粒不凈的殘留谷碼，提高清選清潔度。

本發(fā)明為解決上述問題所采用的技術(shù)方案為：一種基于空氣動(dòng)力學(xué)的谷碼輥搓清選裝置，該裝置包括機(jī)架、喂料斗、設(shè)在機(jī)架上部的谷碼脫粒機(jī)構(gòu)、設(shè)在谷碼脫粒機(jī)構(gòu)下方的分離機(jī)構(gòu)以及設(shè)在分離機(jī)構(gòu)下方的籽粒輸送機(jī)構(gòu)，所述的谷碼脫粒機(jī)構(gòu)包括皮帶、基座以及均安裝在基座上的上皮帶輥和下皮帶輥，皮帶繞過上皮帶輥和下皮帶輥構(gòu)成閉環(huán)，基座上部還橫設(shè)有用于分離谷碼中的籽粒并使谷碼脫出物分層拋揚(yáng)至分離機(jī)構(gòu)中的滾筒，滾筒壓設(shè)在上皮帶輥與下皮帶輥之間的皮帶外，使?jié)L筒外壁與皮帶之間形成谷碼的脫粒通道，所述的喂料斗設(shè)置在基座上，且喂料斗的出料口位于脫粒通道的正上方；所述的分離機(jī)構(gòu)包括清選室和安裝在清選室中的圓筒篩，清選室中位于圓筒篩的下部設(shè)有籽粒收集斗，基座下部設(shè)有將谷碼脫粒機(jī)構(gòu)中的谷碼脫出物運(yùn)送至清選室的傾斜承接板，傾斜承接板的上端與下皮帶輥的外周面承接，傾斜承接板的下端與圓筒篩的外周面承接；清選室的一端設(shè)有向其內(nèi)部通風(fēng)的離心風(fēng)機(jī)，清選室的上部設(shè)有用于清選的橫流風(fēng)機(jī)。

其中，圓筒篩設(shè)置在位于橫流風(fēng)機(jī)下部的清選室中，與傾斜承接板下端承接設(shè)置的圓筒篩與離心風(fēng)機(jī)對(duì)應(yīng)設(shè)置，且橫流風(fēng)機(jī)和離心風(fēng)機(jī)與清選室的內(nèi)部連通。

優(yōu)選的，所述的圓筒篩至少為三個(gè)，各圓筒篩呈單排排列橫設(shè)在清選室中，使各圓筒篩的中心軸線、滾筒的中心軸線、上皮帶輥的中心軸線與下皮帶輥的中心軸線均平行設(shè)置。

進(jìn)一步地，各圓筒篩的外徑大小不一致，從與傾斜承接板下端承接設(shè)置的圓筒篩起始至遠(yuǎn)離傾斜承接板的圓筒篩方向，圓筒篩的外徑逐漸減小。

其中，所述的籽粒輸送機(jī)構(gòu)包括設(shè)在籽粒收集斗下部的螺旋輥，螺旋輥的輸出端設(shè)有用于排出清選干凈的谷子的籽粒輸出斗。

優(yōu)選的，橫流風(fēng)機(jī)和離心風(fēng)機(jī)的個(gè)數(shù)均為一個(gè)。

其中，離心風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口與圓筒篩的篩下空間對(duì)應(yīng)設(shè)置。

其中，清選室上與離心風(fēng)機(jī)相對(duì)設(shè)置的端部設(shè)有谷糠收集斗。

其中，機(jī)架上還設(shè)有電動(dòng)機(jī)ⅰ和電動(dòng)機(jī)ⅱ，電動(dòng)機(jī)ⅰ帶動(dòng)上皮帶輥端部設(shè)置的帶輪ⅰ轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)上皮帶輥與下皮帶輥旋轉(zhuǎn)，滾筒向與閉環(huán)繞設(shè)在上皮帶輥與下皮帶輥上的皮帶的相反方向旋轉(zhuǎn)；橫流風(fēng)機(jī)端部設(shè)置的帶輪ⅱ由帶輪ⅰ帶動(dòng)從而帶動(dòng)橫流風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)工作；離心風(fēng)機(jī)由電動(dòng)機(jī)ⅱ帶動(dòng)離心風(fēng)機(jī)端部設(shè)置的帶輪ⅲ旋轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)離心風(fēng)機(jī)工作，帶輪ⅲ帶動(dòng)圓筒篩端部設(shè)置的帶輪iv旋轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)圓筒篩同方向旋轉(zhuǎn)工作，帶輪iv帶動(dòng)螺旋輥端部設(shè)置的帶輪v旋轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)螺旋輥旋轉(zhuǎn)工作。

有益效果：本發(fā)明先利用谷碼脫粒機(jī)構(gòu)中的滾筒與皮帶之間的脫粒通道搓擦谷物脫出物，將殘留谷碼分離，再通過清選室中的氣體介質(zhì)進(jìn)行清選；其中，谷碼受到滾筒和皮帶摩擦力、擠壓力和自身重力，在力作用下使殘留谷碼分離拋揚(yáng)出去；

依據(jù)不同物質(zhì)的重量不同，漂浮速度不同，利用氣流作用分離谷子和雜物，谷子受到離心風(fēng)機(jī)橫向力和橫流風(fēng)機(jī)力，和谷子重力形成合力，而落入下方的籽粒輸送機(jī)構(gòu)；輕雜物和谷糠受到橫流風(fēng)機(jī)和離心風(fēng)機(jī)氣流橫向力，形成合力而被橫流風(fēng)機(jī)吸出，落入雜物收集斗，然后隨著圓筒篩的旋轉(zhuǎn)，輕雜物和谷糠物料被氣流清選，直到谷子和雜物被全部分離。

其中，清選室中的圓筒篩的連續(xù)運(yùn)動(dòng)，延長(zhǎng)了物料在清選室中的懸浮時(shí)間，并使物料并在篩面上均勻分散；同時(shí)，由于氣流風(fēng)干作用，降低物料的含水量，避免物料在清選過程中產(chǎn)生粘結(jié)，使物料均勻地受到氣流的清選，直到籽粒全部與雜物分離，有效對(duì)谷子清選的同時(shí)減少脫粒不凈的殘留谷碼，谷子在螺旋輥輸送下從螺旋輥的輸出端排出。因此，本發(fā)明在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的同時(shí)，具有清潔度高、清選效率高、濕分性能好的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的示意圖；

圖2為圖1的左視圖；

圖3為圖1的右視圖；

圖4為本發(fā)明清選室中氣流風(fēng)場(chǎng)對(duì)谷子脫出物受力分析圖；

圖5為本發(fā)明谷碼脫粒機(jī)構(gòu)對(duì)谷碼受力分析圖；

圖6為本發(fā)明中圓筒篩的示意圖。

附圖標(biāo)記：1、機(jī)架，2、喂料斗，3、基座，4、清選室，5、皮帶，6、上皮帶輥，60、帶輪ⅰ，7、下皮帶輥，8、滾筒，9、圓筒篩，90、帶輪iv，10、傾斜承接板，11、離心風(fēng)機(jī)，110、帶輪ⅲ，12、橫流風(fēng)機(jī)，120、帶輪ⅱ，13、螺旋輥，130、帶輪v，14、籽粒輸出斗，15、電動(dòng)機(jī)ⅰ，16、電動(dòng)機(jī)ⅱ，17、谷糠收集斗，18、籽粒收集斗，19、篩孔，20、軸承。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征以及達(dá)成的目的便于理解，下面結(jié)合示意圖，進(jìn)一步闡述本發(fā)明，但本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍并不局限于具體實(shí)施方式中所描述的范圍。

一種基于空氣動(dòng)力學(xué)的谷碼輥搓清選裝置，如圖1和圖2所示，該裝置包括機(jī)架1、喂料斗2、籽粒收集斗18、設(shè)在機(jī)架1上部的谷碼脫粒機(jī)構(gòu)、設(shè)在谷碼脫粒機(jī)構(gòu)下方的分離機(jī)構(gòu)以及設(shè)在分離機(jī)構(gòu)下方的籽粒輸送機(jī)構(gòu)。其中，谷碼脫粒機(jī)構(gòu)包括皮帶5、基座3以及均安裝在基座3上的上皮帶輥6和下皮帶輥7，皮帶5繞過上皮帶輥6和下皮帶輥7構(gòu)成閉環(huán)，基座3上部還橫設(shè)有用于分離谷碼中的籽粒并使谷碼脫出物分層拋揚(yáng)至分離機(jī)構(gòu)中的滾筒8，滾筒8壓設(shè)在上皮帶輥6與下皮帶輥7之間的皮帶5外部，使?jié)L筒8外壁與皮帶5之間形成谷碼的脫粒通道，喂料斗2設(shè)置在基座3上，且喂料斗2的出料口位于脫粒通道的正上方。

其中，分離機(jī)構(gòu)包括清選室4和安裝在清選室4中的圓筒篩9，基座3下部設(shè)有將谷碼脫粒機(jī)構(gòu)中的谷碼脫出物運(yùn)送至清選室4的傾斜承接板10，傾斜承接板10的上端與下皮帶輥7的外周面承接，傾斜承接板10的下端與其中一個(gè)圓筒篩9的外周面承接；清選室4的一端設(shè)有向其內(nèi)部通風(fēng)的離心風(fēng)機(jī)11，離心風(fēng)機(jī)11的出風(fēng)口與清選室4中的圓筒篩9的篩下空間對(duì)應(yīng)設(shè)置，清選室4的上部設(shè)有用于清選的橫流風(fēng)機(jī)12。優(yōu)選的，橫流風(fēng)機(jī)12和離心風(fēng)機(jī)11的個(gè)數(shù)均為一個(gè)，二者的個(gè)數(shù)可以根據(jù)清選室的體積具體設(shè)置，保證清選率。其中，圓筒篩9設(shè)置在位于橫流風(fēng)機(jī)12下部的清選室4中，與傾斜承接板10下端承接設(shè)置的圓筒篩9與離心風(fēng)機(jī)11相鄰對(duì)應(yīng)設(shè)置，且橫流風(fēng)機(jī)12和離心風(fēng)機(jī)11與清選室4的內(nèi)部連通。

其中，清選室4中位于圓筒篩9的下部設(shè)有籽粒收集斗18，籽粒輸送機(jī)構(gòu)包括設(shè)在籽粒收集斗18下部的螺旋輥13，螺旋輥13的輸出端設(shè)有用于排出籽粒收集斗18中的清選干凈的谷子的籽粒輸出斗14。

本發(fā)明中，圓筒篩9至少為三個(gè)，各圓筒篩9呈單排排列橫設(shè)在清選室4中，使各圓筒篩9的中心軸線、滾筒8的中心軸線、上皮帶輥6的中心軸線與下皮帶輥7的中心軸線均平行設(shè)置。圖2和圖3列舉了圓筒篩9為三個(gè)的情形，其中，各圓筒篩9的外徑大小不一致，從與傾斜承接板10下端承接設(shè)置的圓筒篩起始至遠(yuǎn)離傾斜承接板10的圓筒篩方向，圓筒篩9的外徑逐漸減小。

其中，如圖3所示，機(jī)架1上還設(shè)有電動(dòng)機(jī)ⅰ15和電動(dòng)機(jī)ⅱ16，電動(dòng)機(jī)ⅰ15帶動(dòng)上皮帶輥6端部設(shè)置的帶輪ⅰ60轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)上皮帶輥6與下皮帶輥7旋轉(zhuǎn)，滾筒8向與閉環(huán)繞設(shè)在上皮帶輥6與下皮帶輥7上的皮帶5的相反方向旋轉(zhuǎn)，其中，滾筒8是從動(dòng)的，滾筒8被閉環(huán)繞設(shè)在上皮帶輥6與下皮帶輥7上的皮帶5帶動(dòng)，即滾筒8依靠皮帶5的張緊力與摩擦力運(yùn)動(dòng)，省略了動(dòng)力源，降低能耗；此時(shí)，滾筒8的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與上皮帶輥6的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。

如圖3所示，橫流風(fēng)機(jī)12端部設(shè)置的帶輪ⅱ120由帶輪ⅰ60帶動(dòng)，從而帶動(dòng)橫流風(fēng)機(jī)12旋轉(zhuǎn)工作；離心風(fēng)機(jī)11由電動(dòng)機(jī)ⅱ16帶動(dòng)離心風(fēng)機(jī)11端部設(shè)置的帶輪ⅲ110旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)離心風(fēng)機(jī)11工作，帶輪ⅲ110帶動(dòng)圓筒篩9端部設(shè)置的帶輪iv90旋轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)圓筒篩9同方向旋轉(zhuǎn)工作，帶輪iv90帶動(dòng)螺旋輥13端部設(shè)置的帶輪v130旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)螺旋輥13旋轉(zhuǎn)工作。

如圖3所示，當(dāng)圓筒篩9為三個(gè)時(shí)，從圖3所示的圖示方式，從左向右的圓筒篩依次標(biāo)記為第一個(gè)圓筒篩、第二個(gè)圓筒篩、第三個(gè)圓筒篩，即：與傾斜承接板10下端承接設(shè)置的圓筒篩為第一個(gè)圓筒篩；第一個(gè)圓筒篩端部設(shè)置的帶輪iv帶動(dòng)與其相鄰設(shè)置的第二個(gè)圓筒篩端部設(shè)置的帶輪iv，從而帶動(dòng)第二個(gè)圓筒篩同方向旋轉(zhuǎn)工作；第二個(gè)圓筒篩端部設(shè)置的帶輪iv帶動(dòng)與相鄰設(shè)置的第三個(gè)圓筒篩端部設(shè)置的帶輪iv，從而帶動(dòng)第三個(gè)圓筒篩同方向旋轉(zhuǎn)工作；第二個(gè)圓筒篩端部設(shè)置的帶輪iv帶動(dòng)螺旋輥13端部設(shè)置的帶輪v130旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)螺旋輥13旋轉(zhuǎn)工作。

本發(fā)明中，能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的部件如上皮帶輥6、下皮帶輥7、滾筒8、圓筒篩9、螺旋輥13，各部件的兩端均通過軸承轉(zhuǎn)動(dòng)支撐在機(jī)架上。如圖6所示，圓筒篩9的兩端設(shè)有軸承20，圓筒篩9的一端設(shè)有帶輪iv90，圓筒篩9上均布有篩孔19。優(yōu)選的，篩孔19方形，邊長(zhǎng)為25mm×25mm。

本發(fā)明中，圓筒篩9平行橫設(shè)在清選室4內(nèi)，用于篩分谷糠并延長(zhǎng)谷糠在清選室4的懸浮時(shí)間；橫流風(fēng)機(jī)12下面設(shè)置圓筒篩9，圓筒篩9右側(cè)設(shè)置離心風(fēng)機(jī)11，組成清選的空間。本發(fā)明先利用谷碼脫粒機(jī)構(gòu)搓擦谷物脫出物，將殘留谷碼分離，再通過清選室4的氣體介質(zhì)進(jìn)行清選，具有清潔度高，清選效率高，濕分性能好的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的工作過程：物料由谷碼脫粒機(jī)構(gòu)上部的喂料斗2喂入，進(jìn)入谷碼脫粒機(jī)構(gòu)，谷物脫出物經(jīng)滾筒8與皮帶5的擠壓搓擦作用，分離谷碼中的籽粒后，將籽粒、輕雜物、穎殼等分層拋揚(yáng)至清選室4的三個(gè)圓筒篩9篩面上，圓筒篩9連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)篩分物料并延長(zhǎng)物料在清選室4的懸浮時(shí)間，輕雜物經(jīng)圓筒篩9表面旋轉(zhuǎn)傳送拋至下一個(gè)圓筒篩9篩面上，被橫流風(fēng)機(jī)12吸出，同時(shí)，離心風(fēng)機(jī)11吹散籽粒與穎殼的混雜物，穎殼和一些輕雜物被離心風(fēng)機(jī)11氣流吹至后方的谷糠收集斗17，谷糠收集斗17設(shè)置在清選室4上與離心風(fēng)機(jī)11相對(duì)設(shè)置的端部，谷糠收集斗17與清選室4內(nèi)部連通；籽粒通過圓筒篩9漏下至籽粒輸送機(jī)構(gòu)，在螺旋輥13的輸送下從籽粒輸出斗14排出。

本發(fā)明的工作原理分析：谷碼脫粒機(jī)構(gòu)的滾筒8和皮帶5高速運(yùn)動(dòng)搓擦谷碼，如圖5受力圖所示，谷碼受到滾筒8和皮帶5的摩擦力f1和摩擦力f2，同時(shí)受到擠壓力n1、擠壓力n2和自身重力g，在力作用下使殘留谷碼分離拋揚(yáng)出去；依據(jù)不同物質(zhì)的重量不同，漂浮速度不同，利用氣流作用分離谷子和雜物，如圖4受力分析圖所示，谷子受到離心風(fēng)機(jī)的橫向力f1、橫流風(fēng)機(jī)力f0和谷子重力fg，形成合力f而落入下方籽粒收集斗18；輕雜物受到橫流風(fēng)機(jī)12氣流向上的徑向力f1和離心風(fēng)機(jī)氣流橫向力f2，由于輕雜物重力較輕，其重力fg可以忽略不計(jì)，f1和f2形成合力f而被橫流風(fēng)機(jī)12吸出；谷糠受到離心風(fēng)機(jī)氣流橫向力f1、橫流風(fēng)機(jī)力f0和重力fg，谷糠受此三個(gè)力，形成合力f，谷糠被吹出機(jī)外，并落入谷糠收集斗17。隨著圓筒篩9的旋轉(zhuǎn)，谷糠物料被氣流清選，直到谷子和雜物被全部分離。