一種尾氣回收型收割裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)物收割領(lǐng)域，具體涉及一種尾氣回收型收割裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]收割機(jī)它是一體化收割農(nóng)作物的機(jī)械，完成收割、脫粒，并將谷粒集中到儲(chǔ)藏倉，然后在通過傳送帶將糧食輸送到運(yùn)輸車上。也可用人工收割，將稻、麥等作物的禾桿鋪放在田間，然后再用谷物收獲機(jī)械進(jìn)行撿拾脫?！，F(xiàn)有的收割裝置存在結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜、集成化程度較低、能耗較高能量無法二次利用等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種尾氣回收型收割裝置。
[0004]本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0005]—種尾氣回收型收割裝置，其特征是，包括收割輪、切割刀、吸風(fēng)機(jī)、輸送管、存料斗、鏟斗和發(fā)動(dòng)機(jī)能量回收裝置，所述收割輪設(shè)置在鏟斗的前端，切割刀設(shè)置在收割輪的下方，吸風(fēng)機(jī)設(shè)置在收割裝置的底部;農(nóng)物在收割輪和切割刀的作用下被收入到鏟斗中，吸風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在收割裝置中形成負(fù)壓吸力將鏟斗中的農(nóng)料通過輸送管輸送到存料斗中；所述收割裝置通過發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)能量回收裝置用于回收發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的熱量，其包括散熱器、發(fā)動(dòng)機(jī)、回水蒸發(fā)器、高溫?fù)Q熱回路、低溫?fù)Q熱回路、蓄電池組、逆變器及變頻器、背壓調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī);所述散熱器與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，散熱器通過冷卻水將發(fā)動(dòng)機(jī)的熱量轉(zhuǎn)移到散熱器上，并通過散熱器的表面散熱;發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣依次經(jīng)過背壓調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)、高溫蒸發(fā)器、低溫蒸發(fā)器冷卻后排至大氣；
[0006]高溫?fù)Q熱回路包括依次相連的高溫循環(huán)栗、高溫蒸發(fā)器、高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)和高溫冷凝器，高溫?fù)Q熱回路內(nèi)流動(dòng)的介質(zhì)為水，高溫蒸發(fā)器安裝在背壓調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)后的高溫尾氣管道上，經(jīng)高溫冷凝器冷卻的介質(zhì)水由高溫循環(huán)栗打入高溫蒸發(fā)器內(nèi)，加熱后的介質(zhì)水隨后進(jìn)入高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)做功；
[0007]低溫?fù)Q熱回路包括依次相連的低溫循環(huán)栗、低溫蒸發(fā)器、中間抽汽過熱器、低溫多級(jí)膨脹機(jī)和低溫冷凝器，低溫?fù)Q熱回路內(nèi)流動(dòng)的介質(zhì)是R245fa，低溫蒸發(fā)器安裝在經(jīng)過高溫蒸發(fā)器后的低溫尾氣管道上;經(jīng)低溫冷凝器冷卻的介質(zhì)R245fa由低溫循環(huán)栗打入低溫蒸發(fā)器內(nèi)，加熱后的介質(zhì)水經(jīng)過中間抽汽過熱器加熱后進(jìn)入低溫多級(jí)膨脹機(jī)做功；中間抽汽過熱器為管式換熱器，加熱熱源來自高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)的中間級(jí)抽汽;還包括調(diào)節(jié)閥，所述調(diào)節(jié)閥根據(jù)中間抽汽過熱器后的R245fa溫度反饋和高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)內(nèi)的壓力反饋，用于調(diào)節(jié)中間級(jí)抽汽的流量，當(dāng)中間抽汽過熱器后的R245fa溫度反饋值大于或者小于設(shè)定的中間抽汽過熱器后的R245fa溫度值時(shí)，自動(dòng)關(guān)小或者開大調(diào)節(jié)閥的開度，同時(shí)當(dāng)高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)內(nèi)的壓力反饋值小于設(shè)定的高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)內(nèi)的壓力閉鎖值時(shí)，自動(dòng)閉鎖調(diào)節(jié)閥開啟，加熱后的中間級(jí)抽汽回流到高溫?fù)Q熱循環(huán)回路;高溫蒸發(fā)器和低溫蒸發(fā)器之間的距離L為尾氣排氣管道總長的3/4，高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)為3級(jí)膨脹機(jī)，中間級(jí)抽汽取自高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)的第2級(jí)；
[0008]高溫蒸發(fā)器和低溫蒸發(fā)器均采用屏式-螺旋換熱管，在尾氣入口一側(cè)的前半段采用錯(cuò)列布置的屏式換熱管，后半段采用螺旋換熱管;所述發(fā)動(dòng)機(jī)到散熱器的冷卻水回水管道上還設(shè)置有回水蒸發(fā)器，用于回收發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水回水的熱量，其冷卻源取自低溫循環(huán)栗的中間抽頭，經(jīng)加熱后的中間抽頭出來的R245fa回到中間抽汽過熱器的入口處;所述高溫蒸發(fā)器和低溫蒸發(fā)器整體設(shè)置在圓筒式的換熱殼體中，換熱殼體由前殼體和后殼體通過螺栓扣合而成，前殼體的長度與屏式換熱管的水平長度相同，后殼體的長度與螺旋換熱管的水平長度相同；所述屏式換熱管上設(shè)置有多個(gè)振打器，振打器由蓄電池組供電;所述前殼體的底部呈弧形，在弧形底部的最低點(diǎn)處還設(shè)置有排污口，用于定期排出屏式換熱管上振落的污物；
[0009]低溫多級(jí)膨脹機(jī)和高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)之間通過聯(lián)軸器同軸連接，在系統(tǒng)啟動(dòng)初期，低溫?fù)Q熱回路中的R245fa先于高溫?fù)Q熱回路中的水到達(dá)汽化溫度，低溫多級(jí)膨脹機(jī)首先啟動(dòng)，同時(shí)通過聯(lián)軸器帶動(dòng)高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)低速預(yù)轉(zhuǎn)動(dòng)，起到減小高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)的啟動(dòng)壓力，縮短啟動(dòng)時(shí)間的作用；在系統(tǒng)停止時(shí)，高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)首先惰走減速，同時(shí)通過聯(lián)軸器帶動(dòng)低溫多級(jí)膨脹機(jī)減速，以減少低溫膨脹機(jī)的惰走時(shí)間，起到減小低溫多級(jí)膨脹機(jī)的鼓風(fēng)摩擦，防止葉片過熱的作用；
[0010]還包括蓄電池組、逆變器及變頻器，高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)的一端與蓄電池組相連，蓄電池組用于儲(chǔ)存由膨脹機(jī)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化而來的電能；蓄電池組與逆變器及變頻器相連，逆變器用于將蓄電池的直流電逆變?yōu)榻涣麟?，變頻器用于驅(qū)動(dòng)背壓調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)并調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速；背壓調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)用于減低并控制發(fā)動(dòng)機(jī)的背壓，運(yùn)行時(shí)通過檢測(cè)到的排氣壓力反饋來調(diào)節(jié)背壓調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速從而調(diào)節(jié)背壓在最佳值。
[0011]優(yōu)選地，所述低溫多級(jí)膨脹機(jī)和高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)分別通過高溫進(jìn)汽閥和低溫進(jìn)氣閥調(diào)節(jié)各自的進(jìn)汽量，采用的高溫進(jìn)汽閥和低溫進(jìn)氣閥的流量穩(wěn)定區(qū)為30%?100%額定流量，當(dāng)高溫?fù)Q熱回路或低溫?fù)Q熱回路循環(huán)流量大于30 %各自額定流量時(shí)，高溫進(jìn)汽閥或低溫進(jìn)汽閥保持全開以避免節(jié)流損失，通過調(diào)節(jié)高溫循環(huán)栗或者低溫循環(huán)栗的轉(zhuǎn)速來改變膨脹機(jī)的出力；當(dāng)高溫?fù)Q熱回路或低溫?fù)Q熱回路循環(huán)流量小于30%各自額定流量時(shí)，保持高溫循環(huán)栗或低溫循環(huán)栗的轉(zhuǎn)速不變，通過控制高溫進(jìn)汽閥或低溫進(jìn)汽閥的開度來調(diào)節(jié)膨脹機(jī)的出力。
[0012]本收割裝置的有益效果:該收割裝置結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用，能實(shí)現(xiàn)農(nóng)物的自動(dòng)收割存儲(chǔ)操作方便，且發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣能量可二次利用，節(jié)能環(huán)保;設(shè)計(jì)了發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣能量回收系統(tǒng)，根據(jù)不同溫度段的熱量回收需求以及介質(zhì)的蒸發(fā)溫度和換熱特性的不同，在高溫段和低溫段采用不同的循環(huán)介質(zhì)，從而從整體上提高了系統(tǒng)的換熱效率;通過將壓力較低的低溫循環(huán)栗中間抽頭引出至回水蒸發(fā)器冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的回水，能夠在回收發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣廢熱同時(shí)回收冷卻水的熱量，而且節(jié)能效果明顯;重新設(shè)計(jì)了一種適合尾氣換熱使用的屏式-螺旋換熱管，既便于清理，又增加了換熱效率;通過將部分的回收能量用來通過逆變器和變頻器驅(qū)動(dòng)背壓調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)，并且根據(jù)排氣背壓的反饋調(diào)節(jié)背壓調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，在實(shí)現(xiàn)無外界電源驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)的同時(shí)將背壓調(diào)節(jié)和能量回收一體化，大大節(jié)省了投資和空間占用；利用高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)的中間級(jí)抽汽，這部分的抽汽已經(jīng)在高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)中經(jīng)過一段膨脹過程，利用其剩余的熱量來加熱進(jìn)入低溫多級(jí)膨脹機(jī)前的介質(zhì)R245fa，一方面可以保證R245fa的有效汽化，另一方面可以提高低溫膨脹回路的做功效率，避免冷源損失，從而提高能量回收裝置的整體效率;低溫多級(jí)膨脹機(jī)和高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)之間通過聯(lián)軸器同軸連接，在系統(tǒng)啟動(dòng)的初期，由于尾氣溫度較低，低溫?fù)Q熱回路中的R245fa先于高溫?fù)Q熱回路中的水到達(dá)汽化溫度，低溫多級(jí)膨脹機(jī)首先啟動(dòng)，同時(shí)通過聯(lián)軸器帶動(dòng)高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)低速預(yù)轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣可以有效減小高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)的啟動(dòng)壓力，縮短啟動(dòng)時(shí)間，在系統(tǒng)停止時(shí)，高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)首先惰走減速，同時(shí)通過聯(lián)軸器帶動(dòng)低溫多級(jí)膨脹機(jī)減速，以減少低溫膨脹機(jī)的惰走時(shí)間，由于停止過程中膨脹機(jī)內(nèi)的介質(zhì)溫度還比較高，此時(shí)主要起到減小低溫多級(jí)膨脹機(jī)的鼓風(fēng)摩擦，防止葉片過熱的作用;根據(jù)不同的流量工況下進(jìn)汽閥調(diào)節(jié)特性和節(jié)流損失的考慮，設(shè)計(jì)了一種轉(zhuǎn)速和進(jìn)汽閥相結(jié)合的控制方式，在減少節(jié)流損失的同時(shí)保持了調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0013]利用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。
[0014]圖1是本收割裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本能量回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3是高溫蒸發(fā)器和低溫蒸發(fā)器的側(cè)視圖；
[0017]圖4是高溫蒸發(fā)器和低溫蒸發(fā)器的正視圖。
[0018]附圖標(biāo)記:散熱器-1;發(fā)動(dòng)機(jī)-2;高溫冷凝器-3;低溫冷凝器-4;高溫蒸發(fā)器-5;低溫蒸發(fā)器-6;高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)-7;低溫多級(jí)膨脹機(jī)-8;回水蒸發(fā)器-9;高溫循環(huán)栗-10;低溫循環(huán)栗-1 I;中間抽汽過熱器-12;蓄電池組-13;背壓調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)-14;逆變器及變頻器-15；調(diào)節(jié)閥-16;屏式換熱管-17;螺旋換熱管-18;聯(lián)軸器-19;前殼體-20;后殼體-21;螺栓-22;排污口 -23;收割輪-24;切割刀-25;吸風(fēng)機(jī)-26;輸送管_27;存料斗_28;鏟斗-29。
【具體實(shí)施方式】
[0019]結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0020]實(shí)施例1:
[0021]如圖1所示的一種尾氣回收型收割裝置，包括收割輪24、切割刀25、吸風(fēng)機(jī)26、輸送管27、存料斗28、鏟斗29和發(fā)動(dòng)機(jī)能量回收裝置，所述收割輪24設(shè)置在鏟斗29的前端，切割刀25設(shè)置在收割輪24的下方，吸風(fēng)機(jī)26設(shè)置在收割裝置的底部;農(nóng)物在收割輪24和切割刀25的作用下被收入到鏟斗29中，吸風(fēng)機(jī)26運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在收割裝置中形成負(fù)壓吸力將鏟斗29中的農(nóng)料通過輸送管27輸送到存料斗28中；所述收割裝置通過發(fā)動(dòng)機(jī)2驅(qū)動(dòng)。
[0022]如圖2所示，發(fā)動(dòng)機(jī)能量回收裝置用于回收發(fā)動(dòng)機(jī)2尾氣的能量，其包括散熱器1、發(fā)動(dòng)機(jī)2、回水蒸發(fā)器9、高溫?fù)Q熱回路、低溫?fù)Q熱回路、蓄電池組13、逆變器及變頻器15和背壓調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)14。散熱器I與發(fā)動(dòng)機(jī)2相連，散熱器I通過冷卻水將發(fā)動(dòng)機(jī)2的熱量轉(zhuǎn)移到散熱器I上，并且通過散熱器I的表面散熱。發(fā)動(dòng)機(jī)2的尾氣依次經(jīng)過背壓調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)14、高溫蒸發(fā)器5、低溫蒸發(fā)器6冷卻后排出大氣。
[0023]高溫?fù)Q熱回路包括依次相連的高溫循環(huán)栗10、高溫蒸發(fā)器5、高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)7和高溫冷凝器3，高溫?fù)Q熱回路內(nèi)流動(dòng)的介質(zhì)是水，高溫蒸發(fā)器5安裝在背壓調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)14后的高溫尾氣管道上，經(jīng)高溫冷凝器3冷卻的介質(zhì)水由高溫循環(huán)栗10打入高溫蒸發(fā)器5內(nèi)用以冷卻高溫尾氣段的尾氣，加熱后的介質(zhì)水隨后經(jīng)過高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)7做功，將熱能轉(zhuǎn)換為高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)7的機(jī)械能。
[0024]低溫?fù)Q熱回路包括依次相連的低溫循環(huán)栗11、低溫蒸發(fā)器6、中間抽汽過熱器12、低溫多級(jí)膨脹機(jī)8和低溫冷凝器4，低溫?fù)Q熱回路內(nèi)流動(dòng)的介質(zhì)是R245fa，低溫蒸發(fā)器6安裝在經(jīng)過高溫蒸發(fā)器5后的低溫尾氣管道上以進(jìn)一步回收尾氣的熱量，經(jīng)低溫冷凝器6冷卻的介質(zhì)R245fa由低溫循環(huán)栗11打入低溫蒸發(fā)器6內(nèi)，加熱后的介質(zhì)水經(jīng)過中間抽汽過熱器12后經(jīng)過低溫多級(jí)膨脹機(jī)8做功，將熱能轉(zhuǎn)換為低溫多級(jí)膨脹機(jī)8的機(jī)械能。發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在能量回收裝置中，用水作為介質(zhì)和用R245fa作為介質(zhì)兩者的效果并不相同，水的蒸發(fā)溫度要比R245fa的蒸發(fā)溫度高出不少，因此適合在高溫的尾氣段上使用；而在低溫的尾氣段上使用R245fa作為介質(zhì)，更有利于其蒸發(fā)做功。另外，這種在不同的壓力和溫度條件下將這兩種介質(zhì)結(jié)合使用，從整體上也能提高系統(tǒng)的換熱效率。中間抽汽過熱器12為管式換熱器，加熱熱源來自高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)7的中間級(jí)抽汽，這部分的抽汽已經(jīng)在高溫多級(jí)透平膨脹機(jī)7中經(jīng)過一段膨脹過程，利