專利名稱：纖維植物秸稈脫皮機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種脫皮機，其為下述類型的機器，其設計成通過下述改進的方法以單一操作將外部韌皮或樹皮纖維從諸如大麻、亞麻、洋麻、黃麻、蕁麻、以及其它植物的植物秸桿的內(nèi)部木質(zhì)芯材分離，所述改進的方法包括以非常短的間距快速分斷韌皮纖維秸桿的木質(zhì)芯材；將細微分斷的芯材從韌皮纖維快速地梳打；以及完成上述動作但不對韌皮纖維造成機械損傷。該動作在濕潤、干燥、非浸慪或浸慪條件下對植物秸桿同樣有效。
背景技術：
過去和現(xiàn)有的脫皮機不可避免地對韌皮纖維造成機械損傷，所述脫皮機包括但不限于分斷機，梳打機，錘磨機，差速脫皮機，以及預粉碎機。這種機械損傷通常被認定為“扭結帶”。通常情況下，秸桿越干燥以及浸慪程度越小，則出現(xiàn)機械損傷的情況越多。最為先進的脫皮系統(tǒng)在部分干燥的浸慪秸桿上進行操作。扭結帶基本上弱化韌皮纖維，從而限制其可使用的最終應用范圍。例如，當機械受損的韌皮纖維經(jīng)受濕法加工(另外被稱為脫膠)以及諸如梳理、精細清潔、或棉化的額外機械加工時，機械受損的纖維分斷成10毫米長度以下的短纖維。10毫米長度以下的纖維具有較小的價值，并嘗試通過經(jīng)濟上不可行的進一步加工來增加其價值。在美國專利N0.2，460，488中描述了一種應用脫皮方法的脫皮機，其包括以下組件:1)擠壓輥；2)進料臺；3)夾持輥；4)分斷輥，以及5)梳打輥。該脫皮機以下述方式操作。將纖維植物秸桿材料縱向地進料到兩個擠壓輥內(nèi)，所述兩個擠壓輥以一個位于另一個頂部上的方式豎直地對準且由平滑的硬化金屬制成。擠壓輥反向旋轉(zhuǎn)，且驅(qū)動纖維植物秸桿到金屬進料臺上，所述進料臺具有由硬質(zhì)橡膠制成的位于進料臺上方緊靠進料臺邊緣的夾持輥，以便在保持秸桿的同時持續(xù)將秸桿在進料臺邊緣的上方驅(qū)動到分斷輥以及隨后梳打棍的軌道內(nèi)。分斷棍和梳打棍具有多個從中心軸縱向向外延伸的實心金屬葉片(blade)。葉片的表面垂直于作用于其上的纖維材料的流動方向。兩個輥，即分斷輥和梳打輥，在相反的方向上轉(zhuǎn)動，且其相應的葉片在其相應的軌道路徑內(nèi)相互嚙合的深度不大于1.5英寸。向前移動的秸桿在進料臺的邊緣上方被驅(qū)動到分斷輥和梳打輥的軌道路徑內(nèi)。分斷輥和梳打輥的中心和進料臺邊緣形成近似45-45-90的三角形，其中，在進料臺的邊緣與分斷輥和梳打輥的中心之間形成90度角。分斷輥的中心以與進料臺平面相對地成線性對準的方式而定位成徑直遠離進料臺的邊緣。分斷輥的軌道路徑向下且朝向進料臺的邊緣。軌道路徑跨越(clear)進料臺邊緣小于一英寸的距離，從而擠壓向前移動的秸桿，使其向下彎曲約90度跨過進料臺邊緣。向前移動的秸桿繼續(xù)進入反向旋轉(zhuǎn)梳打輥的軌道路徑內(nèi)，該梳打輥具有跨越進料臺底部小于一英寸距離的軌道路徑。梳打輥的葉片以與分斷輥之前的擠壓大致相同的擠壓點來擠壓向前移動的秸桿，但使得秸桿向后和向上彎曲約90度。所述脫皮方法包括快速地來回彎曲，其將韌皮纖維分斷，開松，并使韌皮纖維從木質(zhì)芯材除去，但不會對纖維造成嚴重損傷。它還允許對含有不同程度水分含量的植物秸桿進行操作。該方法在美國專利N0.2，980以及美國專利N0.1, 601，984中有所描述。在美國專利N0.2，162，780中描述了另一種脫皮機。在該特定的脫皮機中，分斷輥和梳打輥相對于纖維材料的路徑設置成約45度的角度，纖維材料以緯度角或?qū)嵌强v向地拉動通過分斷輥和梳打輥。該現(xiàn)有技術還提供了用于以規(guī)則的周期性偏移圖案縱向跨過分斷輥和梳打輥來布置葉片部段的裝置，以及用于將空氣流從分斷輥葉片后面基部從頂部分斷輥的中心軸進行引導的裝置。以前的現(xiàn)有技術實例不能提供或解決以下的創(chuàng)新點。通過行進路徑下方和上方的進料帶位置而將植物秸桿墊層進料和壓縮到機器內(nèi)的裝置。以秸桿跨越進料輥夾頭以及進入分斷輥軌道的點之間的距離可控以便獲得最佳性能的方式來調(diào)節(jié)進料臺角度的裝置。利用橫向擋板來控制植物秸桿在分斷輥和進料輥之間進行橫向擴散的裝置。通過提供凹入的葉片尖端來控制剝掉皮的纖維通過脫皮區(qū)域的橫向擴散的裝置。脫皮元件構造包括較大的上部分斷輥和較小的下部梳打輥，其導致呈現(xiàn)出在快速行進的下部梳打輥內(nèi)將芯材從纖維除去的獨特動態(tài)動作。該除去動作通過下述動作可被顯著優(yōu)化，即通過改變下部梳打輥關于上部分斷輥軌道的間距點而導致在其整個嚙合軌道中在梳打輥和分斷輥的葉片之間的較小或較大距離。-在與纖維材料接觸的接觸點處引導空氣射流通過分斷輥和梳打輥葉片的裝置。-將進料臺邊緣、分斷輥葉片以及梳打輥葉片進行圓滑處理。-對進料臺、進料臺邊緣、分斷輥葉片和梳打輥葉片施加光滑的疏水性涂層和末道漆。-在進料臺邊緣、分斷輥葉片和梳打輥葉片內(nèi)添加在方向上與纖維材料的行進路徑平行對準的縱向梳理槽。-通過給進料系統(tǒng)提供單獨的可變速度功率驅(qū)動來相對于脫皮元件的擠壓動作控制運轉(zhuǎn)速度的裝置。-擠壓元件關于夾持元件和脫皮元件(即進料臺邊緣，分斷輥以及梳打輥)的最優(yōu)配置。-基于中央隔板和兩個輪轂而適于分斷輥和梳打輥橫向延伸的簡化設計，其允許諸如偏移式、螺旋式、或直形的多種葉片配置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的是提供一種此后稱為“空氣梳”的新穎氣動元件，其構建于每一分斷輥葉片和梳打輥葉片內(nèi)，且能夠在與纖維材料接觸的接觸點處傳送若干個強有力的空氣射流以及從葉片尖端或末端通過軌道路徑的吞吐量，以便更有效地打開纖維材料，除去芯材，降低葉片的相互嚙合，減少纖維損傷，增加吞吐量，除去水分，防止纖維卷繞，且通常在脫皮的整個過程中有助于材料處理?？諝馐崽卣鞯囊粋€特定目的是提供一種傳送冷卻空氣以便提高除去芯材效率的裝置?？諝馐岬牧硪惶囟康氖翘峁┮环N傳送加熱空氣以便增強除濕效果的裝置?？諝馐崛~片的一個特定目的是凹入的尖端，其設計成通過下述方式來防止纖維材料逸出到空氣梳葉片橫向周邊之外，即通過為纖維材料提供當在脫皮過程中對其采取動作時而使纖維材料填充到其內(nèi)的自然空間。本發(fā)明的第二個目的是提供一種新穎的脫皮元件裝置，其包括外徑比下部梳打輥更大的上部分斷輥。這種裝置的結果是下部梳打輥必須以比上部分斷輥成比例的更快周向速度行進而導致獨特的動態(tài)動作，其可以通過改變梳打輥的外徑或通過移動分斷輥葉片關于梳打輥葉片軌道路徑的間距點來進行調(diào)整。該動態(tài)動作的整體效果在分斷輥葉片和梳打輥葉片的整個軌道相互嚙合中形成非常有益的清潔動作。該動態(tài)動作最佳地描述成伴隨有纖維材料額外彎曲和撓曲的除去動作。最終結果是獲得更為清潔的纖維。本發(fā)明的第三個目的是作為改善纖維材料的流動性、減少摩擦以及消除纖維損傷的一種新穎手段而將物理上光滑和疏水性的樹脂、復合末道漆、涂料、或其它材料結合到或施加到空氣梳葉片、進料臺以及進料臺邊緣上。本發(fā)明的第四個目的是在進料臺和空氣梳葉片上提供圓滑邊緣以盡量減少纖維損傷。本發(fā)明的第五個目的是在進料臺邊緣和空氣梳葉片的圓滑邊緣內(nèi)切出平行于纖維材料行進路徑延伸的縱向?qū)实氖崂聿?，以便更有效地打開纖維束和清潔芯材。本發(fā)明的第六個目的是提供一種分斷和梳打組件，其將允許中央隔板和端部輪轂容易進行側向延伸。上述裝置還允許多種葉片幾何形狀，諸如對稱偏移式、直形或螺旋形盤繞圖案。所述裝置還提供一種用于將葉片鎖定到位的裝置。本發(fā)明的第七個目的是通過適于進料元件和脫皮元件的單獨變速驅(qū)動器來相對于脫皮沖擊校準吞吐量速度。本發(fā)明的第八個目的是提供一種裝置，其用于將進料臺的角度從O度調(diào)整到高達10度，以便增加或減少進料輥和進料臺之間的接觸點關于上部分斷輥之間的距離。本發(fā)明的第九個目的是提供一種裝置，其用于調(diào)整進料臺的長度，以便增加或減少進料臺邊緣與分斷軌道之間的距離。本發(fā)明的第十個目的是提供一種新穎的進料元件，所述進料元件包括下部輸送帶和上部輸送帶，其將植物秸桿壓縮到分斷輥內(nèi)并繼續(xù)將纖維材料進料到進料臺的上方以及進料夾持輥的下方，從而形成均勻連續(xù)的材料墊層以便在脫皮元件內(nèi)對其采取動作。本發(fā)明的第十一個目的是提供橫向擋板或?qū)蚱?，其位于擠壓輥之間并且通過進料夾持輥，以便將纖維材料壓縮和引導到脫皮元件內(nèi)而對其采取動作。


通過參照下面關于對優(yōu)選操作方法的附圖和隨后的解釋而對操作部分的描述可透徹理解本發(fā)明及其益處。圖1是受到驅(qū)動通過脫皮元件二維透視側面的纖維植物秸桿的側視圖。圖2是進料機構和脫皮元件的相同操作構造的三維鈍角概圖。圖3示出一種用于構建適于分斷輥和梳打輥的多邊形邊緣部段的裝置，所述分斷輥和梳打輥具有外部端口和通到中空內(nèi)部的通道。圖4、5、6和7是空氣梳的透視圖。圖8、9和10是從外部到機器中心一側的分解透視圖。
圖11、12和13是從外部到機器中心的相反側的分解透視圖。圖14是纖維植物秸桿脫皮機的側視圖。圖15是另一纖維植物秸桿脫皮機的側視圖。圖16是具有可調(diào)進料臺的另一纖維植物秸桿脫皮機的側視圖。圖17是纖維植物秸桿脫皮機的透視圖。圖18是纖維植物秸桿脫皮機的頂視透視圖。圖19是部分輪轂組件的透視圖。圖20是圖18所示的部分輪轂組件的另一透視圖。圖21是部分輪轂組件的透視圖。圖22是圖20所示的部分輪轂組件的另一透視圖。圖23是組裝好的輪轂的透視圖。圖24是脫皮機葉片的透視圖。圖25是適于圖23所示脫皮機葉片的組裝組件的透視圖；圖26是用于將圖23所示的葉片組裝到圖22所示輪轂的夾具的透視圖；圖27是輪轂和葉片組件的透視圖。
具體實施例方式圖1至圖2和圖8至圖13所示的機器被安裝到以14 (圖8至圖13)所示的一對實心直立框架結構內(nèi)?？蚣芙Y構14具有足夠的間隔以便適應進料機構2a、2b、3和13以及脫皮元件5、6和7的寬度。所述機器由三角形腿部15支撐。存在由13所示的輸入端口和以35所示的輸出端口。從這些附圖應該容易明了的是所述發(fā)明本質(zhì)上代表一個箱式結構，其可通過多個結構裝置而被裝以框架，固定和受到支撐。這種箱式設計可特別理想地執(zhí)行為飼料和收割組合設備。許多裝置可用于在擠壓輥2a和2b的作用下而送入秸桿。圖8至圖13中所示的機器通過手動裝置經(jīng)由輸入端口 13而將秸桿送入。圖1示出將纖維植物秸桿I送入到反向旋轉(zhuǎn)的擠壓輥2a和2b內(nèi)，擠壓輥2a和2b被安裝到軸16和18上。在附圖的圖8和圖9中，軸16和18適配到支撐于結構框架14內(nèi)的軸承17a-17b和19a-19b中。圖11和圖12示出其中擠壓輥2a和2b通過驅(qū)動軸16、18和20而與夾持輥4串聯(lián)驅(qū)動的方式，驅(qū)動軸16、18和20附接到其相應的鏈輪38、39和36內(nèi)且由驅(qū)動軸22推進，驅(qū)動軸22附接到鏈輪37且驅(qū)動鏈條36。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，該優(yōu)選實施例未在附圖中示出，但容易理解的是，軸承17a和17b應在結構框架14的兩側而附接到合適的結構導向器。這些結構導向器支撐軸承17a和17b，并允許垂直運動。這些結構導向器將允許諸如螺旋彈簧的產(chǎn)生合適壓力的裝置被安裝在連接到軸承17a和17b的結構框架14內(nèi)，以便將擠壓輥2b壓入到擠壓輥2a內(nèi)。在圖1中，纖維植物秸桿I通過擠壓輥2a的逆時針旋轉(zhuǎn)和擠壓輥2b的順時針旋轉(zhuǎn)被向前推進的同時而在擠壓輥2a和2b之間被擠壓。這種攤平動作用于形成纖維秸桿材料的均勻墊層，且開始破壞韌皮纖維和木質(zhì)芯材之間的結合。此外，擠壓動作將水分從濕潤植物稻桿上去除。在離開擠壓輥2a和2b之后，纖維植物秸桿I被接收到進料臺3上，進料臺3比較薄且由光滑金屬或復合材料制成。進料臺3被支撐在結構框架14內(nèi)。有益的是將光滑的疏水性涂層或末道漆施加到進料臺3以便減少摩擦以及改善植物纖維秸桿I的流動性。還有益的是對進料臺3的表面穿孔，這通過提供水分逸出路線和使得空氣由于梳打輥7及其附屬空氣梳8的風扇作用而吹動通過孔的一種裝置可同樣降低摩擦和提高流動性。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，夾持輥4由硬化橡膠、聚氨酯或類似的夾持聚合物制成，且沿植物纖維秸桿I的行進路徑直接定位到進料臺3的上方且直接鄰近擠壓輥2a和2b。這種緊湊的設計使得在擠壓輥2a和2b以及夾持輥4的雙重作用下以盡可能長的持續(xù)時間保持纖維植物秸桿1，從而最大限度地減少纖維植物秸桿I滑動到脫皮元件內(nèi)的可能性。這種設計也使其自身根據(jù)進料速度以及相對于梳打輥7和分斷輥6的直徑來獨特地優(yōu)化適于擠壓輥2a和2b的工作直徑。在附圖中，夾持輥4安裝于軸20上，軸20由軸承21a和21b支撐于結構框架14內(nèi)。但是，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，夾持輥4也可以安裝到垂直可移動的軸承上，其附接到構建于結構框架14內(nèi)的結構導向器以便與諸如彈簧線圈的施加壓力裝置相嚙合。這種壓力裝置將安裝到結構框架14且附接到軸承21a和21b，以便抵靠進料臺2來壓縮夾持輥4，并牢固地保持纖維植物秸桿I。夾持輥4以比擠壓輥2a和2b稍快的速度逆時針轉(zhuǎn)動，在脫皮元件的作用下將秸桿送入的同時向前拉動秸桿，而不是允許其聚成一團。在離開夾持輥4的夾持之后，纖維植物秸桿I在進料臺邊緣5的上方向前推進以及進入分斷輥6的軌道路徑，然后進入到梳打輥7的軌道路徑內(nèi)。進料臺3是可伸縮的，允許進料臺邊緣5進出移動，以適應秸桿直徑、柔性和脆性不同的纖維植物秸桿。一般而言，進料臺邊緣5不超過夾持輥4最遠的向前周向點。該切點垂直于進料臺3。進料臺邊緣5和分斷輥6的周向軌道之間的距離可在5毫米至44毫米的范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)。分斷輥6和梳打輥7可以許多方式布置有不同直徑和數(shù)目的葉片。然而，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，分斷輥6和梳打輥7具有相同的大小，并具有相同數(shù)量的葉片。如在圖1至圖2和圖8至圖13中可以看出的那樣，這種對稱設計需要分斷輥驅(qū)動軸28與進料臺3的平面相交以及需要梳打輥驅(qū)動軸25與從圓滑的進料臺邊緣5下降的切線相交，該切線相對垂直于纖維植物秸桿I的定向流動且相對接近進料臺邊緣5且在進料臺邊緣5之后。這種工作部件的布置在進料臺邊緣5、分斷輥驅(qū)動軸28和梳打輥驅(qū)動軸25之間形成約90-45-45度的三角形。在進料臺邊緣5、分斷輥6和梳打輥7之間形成90度的角。這種布置還確保分斷輥6和梳打輥7在基本相同的位置擠壓纖維植物秸桿I。作為該動作的結果，纖維植物秸桿I被重復地來回彎曲，導致芯材被徹底粉碎以及從纖維植物秸桿1、Ia和Ic中除去。圖8和圖11示出了用于將分斷輥6和梳打輥7固定到結構框架14兩側的裝置。具體而言，分別對應于分斷輥6和梳打輥7的驅(qū)動軸25和28分別固定于軸承26a-26b和29a-29b中。兩套軸承26a-26b和29a_29b可安裝在固定到結構框架14的旋轉(zhuǎn)接頭中，以便更好地控制在相對輥6和7上的空氣梳葉片8之間的沖擊角和相互嚙合深度。圖1和圖2示出具有多個特殊構造葉片8 (以下簡稱為空氣梳)的切碎輥6和梳打輥7。在圖4-7中示出適于這些空氣梳的優(yōu)選設計。圖4和圖5示出單個L型機加工的金屬件，其具有在外部背面?zhèn)?a內(nèi)切出的槽以及頂端Sb處的圓滑內(nèi)端。當如圖6和圖7所示將兩個L形件背靠背放置時，將得到為空氣梳8的復合件?？諝馐岣浇拥椒謹噍佪嗇y部段9和梳打輥輪輞部段9，上述在圖1和圖3中示出。圖3還示出了在其內(nèi)空氣梳8插入到輪輞部段9內(nèi)的端口。圖3示出這些端口如何打開通到中空軸內(nèi)部10，這也在圖1中示出。壓縮空氣通過作為驅(qū)動機構的在相對側上的驅(qū)動軸25和28而被傳送到中空軸內(nèi)部10，其對應于該附圖中的圖11。該空氣可被冷卻或加熱。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，壓縮空氣被引導通過體積減少的槽，其有效地使得空氣流加速流入射流鼓風內(nèi)，以便更有效地打開纖維束Ia以及除去芯材lc。空氣梳也降低分斷輥6的葉片和梳打輥7的葉片之間的沖擊角以及相互嚙合度。因此，僅需要較少的沖擊力來將芯材Ic從扁平和脫掉皮的纖維秸桿材料Ia去除，上述最大限度地減少了對所回收纖維Ib的機械性纖維損傷。如圖4-7中所示的“空氣梳”是一種純粹新穎的裝置。然而，其并不限于這種設計?？諝馐?可簡單地由典型的空氣刀或類似的體積減少的射流噴嘴類型的裝置構造而成，上述裝置能夠在與纖維材料接觸的接觸點處傳送加壓空氣以及從葉片的尖端或末端遍布整個軌道路徑。這種空氣刀和噴嘴可在一般市場上得到。為了利用這些裝置之一來制備合適的空氣梳，所述裝置之一將用合適的硬化材料(諸如金屬或復合材料)來加強所述裝置的前進側，以便形成用于進行分斷和梳打操作的葉片。以這種方式增強的空氣刀、一束或多束射流是新穎的，以及所提出的這種裝置的應用也是新穎的。在本附圖中未示出的具有益處的另一特征是梳理槽，其平行于纖維植物秸桿的定向流動而對準且在進料臺邊緣5和空氣梳8內(nèi)切出。梳理槽有助于打開纖維束，從而有助于將芯材Ic去除。進料臺邊緣5和空氣梳8均為圓滑的且經(jīng)過平滑表面處理，甚至可帶有梳理槽。這些部件表面也可有利地施加光滑的疏水性涂層和末道漆，以減少摩擦和提高纖維植物秸桿的流動性。這些設計措施允許纖維束滑過碰撞表面，減少潛在的機械損傷。潔凈的韌皮纖維Ib從脫皮機通過輸出端口 35而噴射出。圖3中示出制備輪輞部段9的裝置。輪輞部段9由圓柱形或?qū)ΨQ多邊形的由金屬或合適硬化復合材料構成的軸或管制備而成。輪輞部段9在外表面中構造有用于接納空氣梳葉片8的端口。這些端口給中空軸內(nèi)部10提供缺口，并允許空氣進入空氣梳8。在圖2中，輪輞部段9在輪輞部段9的橫向端部處通過實心板12而附接到驅(qū)動軸25和28，從而形成能夠接受加壓空氣的密封中空軸內(nèi)部10。輪輞部段9可構造成如本附圖所示的機器單一部段，或輪輞部段9可與多個輪輞部段9互鎖以便形成不同寬度的分斷輥6和梳打輥7。當輪輞部段9互鎖以形成一個多部段輥時，其可以諸如直線形的圖案或諸如人字形或螺旋形盤繞的重復偏移圖案來布置葉片。在圖8和圖9中示出用于推動分斷輥6和梳打輥7的裝置。電動機34驅(qū)動鏈條31，鏈條31環(huán)繞著推進驅(qū)動軸25和27的鏈輪27和30，驅(qū)動軸25和27分別對應于分斷輥6和梳打輥7。鏈條31還驅(qū)動推進驅(qū)動軸22的鏈輪24，其驅(qū)動擠壓輥2a和2b以及夾持輥4。參照圖14，系統(tǒng)110包括用于將纖維植物秸桿引入到壓縮區(qū)域114內(nèi)的傳送帶112。壓縮區(qū)域114由傳送帶112和帶116所界定。帶116可為帶齒的驅(qū)動器或動力傳動帶，且在輥118、124和126的上方路過。輥118和輥120分別部分地限定帶116和傳送帶112的路徑，且起到擠壓輥的作用，以便進一步壓縮送入到系統(tǒng)110內(nèi)的植物秸桿。該動作形成纖維植物秸桿的均勻墊層。除了擠壓輥之外，纖維植物秸桿沿進料臺122受到引導。進料臺122可相對于分斷輥120和梳打輥130以固定的方式定位。在其它實施例中，進料臺122是可調(diào)的，以允許操作員調(diào)節(jié)將纖維植物秸桿引入到分斷輥128上的葉片132的角度。葉片132聯(lián)接到分斷輥128的輪轂134。分斷輥128和梳打輥130的每一個設有用于擊打纖維植物秸桿的若干個葉片。梳打輥130設有聯(lián)接到輪轂138的葉片136。特別地，葉片132和136可以重疊，使得纖維植物秸桿在其通過系統(tǒng)110時來回彎曲。此外，葉片132和134的重疊在葉片132和136的尖端耙過纖維植物秸桿時導致拉伸動作。當離開分斷輥128和梳打輥130之間的重疊區(qū)域時，將纖維植物秸桿引導通過垂直于與分斷輥128和梳打輥130兩者軸線平行的平面取向的排出口。圖15和16示出纖維秸桿脫皮機，其具有可調(diào)節(jié)的進料組件211，大的分斷輥228，以及小的梳打輥230。分斷輥228由附接到輪轂234上的二十個空氣梳葉片232構成，而梳打輥230由氣附接到輪轂238的十個空氣梳葉片236構成。基于分斷輥和梳打輥的這種構造，梳打輥230和分斷輥228之間的齒輪傳動比必定為2:1?？稍趦蓚€位置看到進料臺211。進料臺211在圖15中示出其為平坦或直形的，而在圖16中示出其處于8度的傾斜角?？烧{(diào)節(jié)的范圍將落入O度至10度的范圍內(nèi)。進料臺222由隔板223構成，隔板223可如由機器操作員所確定的那樣來去除和插入，以便于達到將進料臺222的邊緣和分斷輥228的軌道之間的空間縮短或延長的目的?？蚣?10包繞植物纖維秸桿脫皮機。擋板248、250和251保護內(nèi)部且將被粉碎的芯材引導到脫皮機底部。纖維植物秸桿在輸入端口 214處進入到機器內(nèi)。在進入之后，將纖維植物秸桿在輥218和220的上方被壓扁。輥218為進料帶組件211的一部分。輥218和224通過適于施加向下壓力的裝置而被固定到結構框架。每個輥218和224可彼此獨立地向上或向下行進0.5英寸的距離。當纖維植物秸桿進入輸入端口 214時，橫向擋板導向器215防止扁平的纖維材料在進料臺222的邊緣上方橫向溢出。進料帶組件211由受到輥226驅(qū)動的進料帶216構成。進料帶216為帶齒正時帶，其由提供夾持作用的聚合物諸如聚氨酯構成。如前所述，輥218和224提供向下的壓力，并可向上和向下行進0.5英寸的距離。輥218和224帶齒。張緊器240由軸244、壓力裝置246和輥247構成。張緊器240的目的是保持進料帶216繃緊。圖17示出適于位于上部分斷輥228和下部梳打輥230兩者上的空氣梳葉片252和254的凹入尖端。圖18是從纖維狀植物秸桿脫皮機上面看過去的視圖，其示出進料臺邊緣255具有反向的輪廓以便與凹入的空氣梳葉片尖端252匹配。在圖18中也示出橫向擋板215。將會注意到，空氣梳葉片252超過進料路徑256的寬度。在進料路徑橫向邊緣上的該額外的間距有助于包含材料流以及防止橫向溢出。圖19-27示出脫皮元件組件。圖19和20示出輪轂組件的內(nèi)部隔板310。該空間可構建成適應任何操作寬度?？臻g322是中空的，并接受來自中心軸的空氣。孔323和324代表從內(nèi)部空間322到隔板外部的空氣通道?？諝馐?10固定到隔板的外表面314和外側輪轂的外表面414。每個空氣梳510通過葉片夾具610利用穿過點614、518和416的螺釘附接。墊圈可插入到表面314上以便形成隔板和空氣梳之間的氣密密封。
圖21和22示出外側輪轂410。外側輪轂410利用螺釘通過螺釘插入點326和426而被栓接到內(nèi)部隔板310的兩側上。外側輪轂410的內(nèi)板面415和420適配到隔板310的相應板面312和320內(nèi)。橡膠密封墊圈可插入到輪輞318和418之間以形成氣密密封。空間422接納中心驅(qū)動軸，其通過螺釘插入通過孔432而被錨固。外側輪轂410的外表面434還具有突出的輪輞唇緣430和輪輞表面428?？?32貫通延伸到輪輞唇緣430。墊圈或墊片可繞該中心驅(qū)動軸插入且插入到空間422內(nèi)以形成氣密密封。圖23和圖27示出沒有空氣梳510以及具有空氣梳510的整個輪轂組件。圖27示出整個脫皮元件。圖24示出空氣梳510，其通過兩個圖25中所示的L形葉片528背靠背放置而組裝成。組裝好的空氣梳利用螺釘穿過點518附接到圖23示出的輪轂組件。葉片表面514從輪轂組件延伸出，并達到圓滑尖端520。每個L形葉片528具有在葉片表面514的背面?zhèn)葍?nèi)切出的槽。當兩個L形葉片背靠背定位時，這些槽形成從內(nèi)部底部526延伸到位于圓滑葉片尖端520內(nèi)的端口 522的空氣通道。側面512密封這些通道。橫向側間隙513可以通過焊接或通過樹脂來密封。圖26示出將空氣梳510固定到輪轂組件的葉片夾具。角612對應于圖19和20的角316以及圖21至22的角416。葉片夾具610適配到空氣梳510邊緣的上方。螺釘插入通過的孔614對應于空氣梳510中的孔518和外側輪轂410中的孔424。此外，本公開中所述的脫皮方法提供一種合適的裝置，其用于構建高效率和有效的脫皮機，該脫皮機能夠?qū)崿F(xiàn)與現(xiàn)代飼料或收割組合設備合作來經(jīng)濟地運作所述脫皮機所需的快速吞吐量能力，以及等于或超過現(xiàn)代常用脫皮系統(tǒng)的吞吐量。毫無疑問，可從本發(fā)明得到部件的許多變型和布置。前面的描述提供了用于構建和操作本發(fā)明的準則，但并不意味著將本發(fā)明的操作限制到迄今為止關于下述權利要求所述的潛在變型和布置。根據(jù)本文的描述和附圖，示例性實施例的一些特征包括:I) 一種吞吐量可變的具有獨特脫皮元件的脫皮機，其可有效地和高效地將植物秸桿的外部韌皮纖維從其內(nèi)部木質(zhì)芯材分離，包括如下布置的工作部件:a.由下部和上部進料帶組件構成的進料元件，其將植物秸桿壓縮成均勻的墊層且在夾持進料輥的作用下將所述均勻的墊層在進料臺的上方傳送。其意圖、能力、設計和目的就是實現(xiàn)聲稱新穎的這種結果。b.進料臺，其具有可調(diào)的傾斜角度和長度以及由金屬或合適的復合材料構成，并涂覆有光滑的疏水性涂層或末道漆，以便當均勻的墊層在進料臺上方以及在夾持送料輥的作用下受到驅(qū)動時減少摩擦和提高流動性。c.上部進料帶，其由夾持聚氨酯(諸如“確保夾持力”)構成，以便在將纖維墊層通過脫皮元件送入的同時牢固地保持纖維墊層，這樣包含于墊層內(nèi)的整個長度上的植物秸桿被脫皮。d.橫向擋板或?qū)蚪M件，其位于擠壓輥之間且通過包含均勻墊層的夾持進料輥，防止均勻墊層從橫向溢出。e.進料臺邊緣，其具有反向輪廓以便與分斷輥空氣梳葉片尖端的凹入尖端相匹配。f.在上部分斷輥的軌道周邊和進料臺邊緣之間的間隙距離可在5毫米到44毫米的范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)。該距離范圍提供最佳的纖維清潔，最大限度地減少損傷，并允許對含有不同程度的水分含量的纖維植物秸桿進行操作。g.分斷輥和梳打輥，其由兩個外側輪轂和一個中空的中央隔板構成。所述組件可以是圓形或多邊形的形狀，且附接到中空的中央驅(qū)動軸，其能夠?qū)⒖諝鈧魉偷街锌盏闹醒敫舭濉？諝馐崛~片附接到輪轂的外周。中央隔板是中空的并具有將空氣傳送到空氣梳的在外周切出的通道。1.空氣梳葉片由金屬或其它合適的硬化材料制成，其能夠經(jīng)受與處于濕潤或干燥物理狀態(tài)的纖維材料快速重復的碰撞，且能夠以射流、束、帶等的任何形式在相對接近與纖維材料接觸的接觸點以及從空氣梳葉片的末端或尖端來傳送加壓空氣?？梢岳斫獯嬖谠S多用于實現(xiàn)這一結果的手段。其意圖、能力、設計和目的就是實現(xiàn)聲稱新穎的這種結果。j.分斷輥和梳打輥的軌道路徑在空氣梳葉片的周向路徑內(nèi)相互嚙合。相互嚙合的程度或級別可通過調(diào)節(jié)位于梳打輥或分斷輥任一上的空氣梳葉片的高度來進行控制。k.新穎的脫皮元件設計，其包括外徑比下部梳打輥更大的上部分斷輥。所述組件在分斷輥和梳打輥軌道路徑的嚙合過程中形成有利的獨特除去動作。具體而言，下部梳打輥以比上部分斷輥更快的周向速度行進。因此，當下部梳打輥葉片進入上部分斷輥的軌道路徑內(nèi)時，稱為間距點的空間中的點將獲得與后部分斷輥葉片相距的距離以及獲得在嚙合軌道的整個期間與前部分斷輥葉片相距的距離。該動作形成對纖維材料的額外彎曲和撓曲，上述有利于將芯材從纖維開松和釋放。將會注意到，通過改變下部梳打輥葉片軌道關于分斷輥葉片軌道的間距點，可提供各種掃掠效果。其它新穎的方面并不限于該創(chuàng)新設計，且可結合由外徑相同和葉片數(shù)目相同的兩個輥構成的分斷輥和梳打輥組件。1.空氣梳葉片和進料臺邊緣以如此的方式進行圓滑處理，以便在脫皮過程中沒有會切斷或切割纖維材料的尖銳邊緣。這些邊緣可以是光滑的或可切有平行于纖維材料行進路徑延伸的縱向?qū)实奈⑹岵邸＿@些圓滑邊緣通過減少摩擦以及允許纖維材料滑過表面而最大限度地減少纖維損傷。具有微梳槽的圓滑邊緣具有類似的益處，同時還在脫皮過程中有利地具有增強打開纖維束的能力。2)適于分斷輥和梳打輥葉片的新穎空氣梳設計，其起到減少纖維損傷，提高纖維的清潔和開松，提高材料的處理，以及簡化構造和維修，其包括:a.由合適金屬形成的兩個L形件，其具有凹入的尖端和附接到分斷輥輪轂和梳打輥輪轂和隔板組件的另外稱為輪輞的基部，提供適于脫皮元件的獨特葉片組件。兩個L形件對稱且背靠背適配到一起。它們可通過焊接到一起，通過樹脂，或通過任何其它合適的手段而形成氣密密封。b.空氣梳葉片的外表面可進行表面處理或涂覆有光滑的疏水性涂層或末道漆，以便減少摩擦和提高流動性。c.空氣梳葉片附接到外部輪輞且縱向延伸過表面。d.空氣梳葉片可直接垂直于纖維材料的定向流動而成一定角度，或向前或向后偏移一定的角度。e.在單個L形葉片的背面?zhèn)惹谐鰪幕康絾蝹€葉片尖端體積減小的多個通道。當單個葉片背靠背地結合到一起時，這些通道形成射流噴嘴。f.空氣梳葉片的基部具有突出的鍵槽和突出的端口，上述鍵槽和端口對應于在分斷輥及梳打輥的外部切出的凹入鍵槽和凹入端口。突出一凹入鍵槽和端口允許進行簡單的固定和拆卸，以及容易進行角度調(diào)節(jié)，通過螺釘或類似的控制和固定機構可相對于軌道行進方向前進和后退。3)新穎的分斷輥和梳打輥組件，其包括兩個外側輪轂和一個內(nèi)部隔板。a.內(nèi)部隔板可構造成適應任何橫向?qū)挾?。b.外側輪轂可能是軸頸鍵合以將空氣梳葉片鎖定在位。c.內(nèi)部隔板是中空的，以接受來自中心軸的空氣，并可包括內(nèi)部擋板，以將氣流引導到內(nèi)圓周弧的有限部段。d.組件可通過包括但并不限于墊片、墊圈和樹脂的各種裝置而氣密密封。4)根據(jù)聲明1，2和3的脫皮機，其中進料元件和脫皮元件受到單獨的變速驅(qū)動器的控制，其允許每次前進的擠壓次數(shù)被精確校準。5)將外部韌皮纖維從其木質(zhì)芯材分離的植物秸桿脫皮方法，包括以下有益動作。a.在上部和下部帶和壓力輥之間的初始壓縮和擠壓動作破壞纖維植物秸桿的韌皮纖維皮層和木質(zhì)芯材之間的結合，形成壓扁的纖維植物秸桿的均勻墊層以便脫皮，去除水分和樹膠，以及在進料臺邊緣的上方驅(qū)動墊層前進并且使其進入脫皮元件的軌道內(nèi)。b.為上部進料帶組件一部分的第二夾持進料輥在纖維墊層向前進料并受到脫皮元件的作用的同時夾持纖維墊層。上部帶應由諸如聚氨酯的聚合物構成，其能夠夾持材料而不允許其向前滑動。c.第三分斷動作將纖維材料在進料臺的上方向下彎曲和撓曲60度至120度之間的角度，以便粉碎木質(zhì)芯材以及從芯材開松韌皮纖維。d.第四梳打動作以基本上與先前分斷擠壓相同的平面來捕獲前進的纖維材料，將前進的纖維材料在相反的方向上向回彎曲60到120度的角度，并且當纖維材料捕獲在分斷輥葉片和梳打輥葉片的軌道路徑的相互嚙合的軌道之間時迫使其瞬間地進行額外的彎曲和撓曲。該額外的彎曲和撓曲導致粉碎和開松的芯材從纖維被擊打或鞭打下來。e.來自梳理槽、微梳槽或其它的第五梳理、打開和清潔動作，上述梳理槽、微梳槽或其它在進料臺內(nèi)和位于分斷輥和梳打輥兩者上的空氣梳葉片尖端切出，且平行于纖維材料的定向流動延伸，用于打開纖維束以及提高纖維清潔。f.第六氣動清潔動作，其包括從分斷輥和梳打輥葉片(這種裝置另外被稱為空氣梳葉片)的周向末端傳送加壓空氣鼓風，以及在與纖維材料接觸的接觸點處傳送所述鼓風，從而有效地將芯材從纖維材料除去，打開纖維束，降低水分，防止纖維包繞移動部件，并有助于脫皮后的纖維回收。g.第七氣動動作，其包括將鼓風冷卻空氣通過氣動清潔元件，即空氣梳，以便達到使得木質(zhì)芯材更快速和容易地從纖維材料分離的目的。h.第八反向的氣動動作,其包括使得鼓風加熱的空氣通過氣動清潔元件，即空氣梳，以便達到迅速減少纖維材料水分含量的目的。1.第九脫皮動作，其由使得下部梳打輥比上部分斷輥更大的周向速度行進，以便增加所述下部梳打輥的清潔效率。j.第十減小摩擦的動作,其由施加到進料臺、進料臺邊緣以及所有的空氣梳葉片尖端的光滑疏水性涂層、末道漆或其它材料來提供，其允許纖維材料滑動和流動通過前面所列元件以及在前面所列元件的上方通過。
K.在整個工藝過程中的第十一橫向引導動作，其從具有橫向擋板的進料元件中開始，并通過具有凹入葉片尖端的分斷輥和梳打輥繼續(xù)。通過使得脫皮元件寬度在任一側超過進料元件寬度0.5英寸或以上的距離也可增強橫向控制。6)根據(jù)聲明5所述的植物秸桿脫皮方法，其利用位于分斷輥和梳打輥葉片的周向尖端的另外稱為作為空氣梳的空氣鼓風特征，以盡量減少所述葉片和纖維材料之間接觸的持續(xù)時間和程度，導致級別較低的彎曲以及分斷輥葉片和梳打輥空氣梳葉片之間相互嚙合的深度，這有助于最大限度地減少機械纖維損傷，同時增強材料的脫皮后處理。7)根據(jù)聲明6的植物秸桿脫皮方法，其允許基于分斷輥和梳打輥的操作寬度來改變吞吐量能力，且分斷輥和梳打輥可安裝于收割頭工具，拾取頭工具，或用作常用軋機的一部分。
權利要求
1.一種纖維植物稻桿脫皮機,其包括: 進料裝置； 具有第一多個葉片的分斷輥； 具有第二多個葉片的梳打輥，梳打輥定位成使得第一和第二多個葉片重疊； 多個空氣出口，其通過葉片且配置成當纖維植物秸桿通過脫皮機時向其提供加壓空氣。
2.適用于纖維植物秸桿脫皮機的脫皮元件，所述脫皮元件包括: 第一外側輪轂； 第二外側輪轂； 以及聯(lián)接到所述第一和第二外側輪轂的內(nèi)側輪轂； 其中，所述外側輪轂或內(nèi)側輪轂之一設有與壓縮空氣源流體連通的出口。
3.根據(jù)權利要求2所述的脫皮元件，進一步包括多個葉片，所述葉片具有用于將壓縮空氣傳送到纖維植物秸桿的空氣出口。
4.根據(jù)權利要求3所述的脫皮元件，其特征在于，所述葉片包括兩個相同的半組件。
5.一種纖維植物脫皮機，其包括根據(jù)權利要求3所述的脫皮元件。
6.根據(jù)權利要求5所述的纖維植物脫皮機，包括至少第一脫皮元件和第二脫皮元件。
7.根據(jù)權利要求6所述的纖維植物脫皮機，其特征在于，所述第一脫皮元件所包括的葉片數(shù)量為第二脫皮元件所包括的葉片數(shù)量的兩倍。
8.根據(jù)權利要求7所述的纖維植物脫皮機，其特征在于，所述葉片包括凹入邊緣。
9.根據(jù)權利要求8所述的纖維植物脫皮機，還包括進料臺，其中，所述脫皮元件的葉片配置成在進料臺邊緣的Icm范圍內(nèi)經(jīng)過。
10.根據(jù)權利要求8所述的纖維植物脫皮機，其特征在于，所述進料臺邊緣具有對應于葉片邊緣凹入形狀的突出形狀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種纖維植物秸稈脫皮機。脫皮機包括進料裝置、具有第一多個葉片的分斷輥，以及具有第二多個葉片的梳打輥。梳打輥定位成使得第一和第二多個葉片重疊。多個空氣出口通過葉片，且配置成當纖維植物秸稈通過脫皮機時向其提供加壓空氣。
文檔編號D01B1/14GK103154333SQ201180040498
公開日2013年6月12日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權日2010年6月28日
發(fā)明者J·魯賓, M·迪亞斯 申請人:巴斯特萊博有限責任公司