CN1013240B - 立式轴流脱粒部件外风道气流清选装置 - Google Patents

Abstract

立式轴流脱粒部件外风道气流清选装置是用于农业机械立式轴流脱粒机或立式轴流联合收割机上的一种清选装置。其清选方案系利用凹板脱出物籽粒和颖糠杂余不同飘浮系数，在立置360°圆形凹板外围脱出物空腔内，经第一清选和第二清选系统，通过外环风道上升气流，将颖糠和杂余分离出去。本发明清选能力强，清选损失少，它能解决立式轴流脱粒部件气流清选瓶颈问题，为生产简易的立式轴流大中型脱粒机和大马力联合收割机提供了条件。

Description

本发明是用于农业机械立式轴流脱粒机和立式轴流联合收割机上的一种清选装置。

传统的脱粒机和联合收割机，不论是切流式滚筒或卧式轴流滚筒的脱粒部件，多采用机械震动筛和径向风扇相结合的清选方法，该装置与气流清选原理相比，具有结构庞大，金属用量多，振动部件容易损坏等缺点。目前国内生产的小型筒式脱粒机，为了简化结构，虽然采用了不同形式的气流清选方案，但这些气流清选结构，均存在同样的矛盾问题：即如果籽粒清洁度达到了要求，则避免不了增加清选损失，如果降低了清选损失，则清洁度又达不到要求。在“与小四轮拖拉机组配的联合收割机”的发明中（发明专利号CN87103115），立式轴流脱粒部件采用了“中心风道气流清选”垂直气流场清选方案，清洁度和清选损失均可达到设计指标，解决了两者之间的矛盾，但该清选装置还存在以下问题：（1）中心风道清选因气流从滚筒中心通过，空气流量（即清选能力）受到限制，因之中心风道只能用于小型喂入量少于1公斤/秒的脱粒机和联合收割机。（2）在脱粒过程中，由凹板分离出来的脱出物降落到集料锥时，由于上升气流与下降的脱出物相冲突，减缓了脱出物下落速度，容易在锥体部位产生堵塞，这也影响了清选能力（见该说明书图3）。（3）所谓被吸入中心风道的少量籽粒，在风道间断处抛入滚筒和凹之间的作物流内再次得到分离（见该说明书第7页第一段），这是一种籽粒无效循环，徒增加了凹板的无益分离量。（4）该方案采用上下双风扇，结构较复杂。

本发明采用外风道气流清选装置，其目的是解决立式轴流脱粒部件气流清选瓶颈问题，为扩大立式轴流脱粒部件生产能力和使用范围提供了条件。

本发明的目的是这样实现的：它具有第一清选和第二清选系统，其方案是利用籽粒和颖糠杂余不同临界速度，在立式轴流脱粒部件所设垂直气流场中，分离清选颖糠和杂余。第一清选系统位于立置360°圆形凹板（7）上端，由环形混流风扇内圈（16）和外环风道内壁（8）构成环状第一清选锥形吸风道（11），通过锥形风道，将凹板上端脱出物空腔（10）内的颖糠和杂余，直接由环形混流风扇（12）吸出机外。第二清选系统由立置凹板外围的脱出物空腔（10），位于凹板上端的环形混流风扇（12），凹板底部的分离叶轮（5），联通分离叶轮和混流风扇的外环风道（9）及在外环风道上部外侧的轴向螺旋排杂风道（19）所组成。在脱出物空腔内的籽粒和杂余，降落到凹板底部分离叶 轮上，叶轮抛送到外环风道喇叭形进气口（6），由环形风扇将颖糠杂余经垂直外环风道（9）吸出机外。清洁籽粒落入集粮盘（4），由刮粮板（21）抛出出粮口（22）。

本发明采用第一清选和第二清选系统，不仅清选损失小，并且清选能力强，因外环风道可根据滚筒设计生产能力增加而扩大，不再受气流通过滚筒内径的限制，将能解决立式轴流大中型脱粒机和大马力拖拉机配套的联合收割机气流清选瓶颈问题。

图1立式轴流脱粒部件外风道气流清选总体布置图，图例说明：～气流，O籽粒，X颖糠，/短茎杆;

图2分离叶轮;

图3分离叶轮与三角胶带槽轮圈组装图;

图4环行混流风扇。

下面结合附图说明本发明具体装置细节及工作情况。

当作物由喂入口（1）喂入滚筒进行脱粒时（见图1），从立置的360°圆形凹板（7）周围分离出来的脱出物（包括籽粒，颖糠杂余和短茎杆），均匀地在脱出物空腔（10）内扩散下落。在凹板上部分离出来的脱出物，首先由第一清选系统环状锥形风道（11）吸出部分杂余。锥形风道是由环形混流风扇内圈（16）和外环风道内壁（8）构成。环形混流风扇（12）产生负压，将凹板上端分离出来的颖糠杂余，直接通过风扇叶片（15）吸出机外，清除了一部分杂余。

本发明第二清选系统由脱出物空腔（10），分离叶轮（5），外环风道（9），环形混流风扇（12）及轴向螺旋排杂风道（19）组成。分离叶轮由多个倾斜叶片（20）和叶片固定圈（27）构成（见图2）。叶片间隙小于短茎杆长度。叶片下面装数个刮粮板（21），刮粮板上装有橡胶垫板，以免籽粒被挤碎。分离叶轮安装在一个三角胶带槽轮圈（3）上（见图3），由介轴（26）上三角胶带轮传动。槽轮圈内侧由四个导轮（24）支撑（图1），槽轮圈须调整与滚筒（2）同心，分离叶轮与滚筒旋转方向相反。

环形混流风扇（12）由风扇内圈（16），风扇板（17）及数个后倾叶片（15）制成（见图4）。风扇体用联接杆件（13）固定在滚筒下排排草齿（14）上（图1），与滚筒同体旋转。环形风扇由环形风道轴向进风，径向扩散排风。

排杂风道（9）为轴向螺旋体，在外环风道上部外侧，排杂风道出口与排草出口（18）在同一位置，但由风扇板（17）隔开。

当凹板脱出物由第一清选系统清除部分杂余后，大部分颖糠和全部籽粒在脱出物空腔（10）内降落到反向旋转的分离叶轮（5）上，脱出物受叶轮离心力作用，在叶片上向外周扩散，进入外环风道喇叭形入口处（6）。此时，由于环形混流风扇产生的负气压，使气流从分离叶轮下面，通过叶片间隙上升，将叶片上较轻的颖糠和杂余，吸入外环风道（9），再通过风扇叶片（15），从螺旋排杂风道出口（19），排出机外。较重的籽粒，经分离叶轮叶片间隙，下落到集粮盘（4），然后由刮粮板（21）将清洁的籽粒由出粮口（22）排出。长茎杆由滚筒排草齿（14）从排草口（18）排出机外。

本发明根据脱出物空气动力特性，颖糠和籽粒具有不同飘浮系数，因而利用它们不同的临界速度，在垂直气流场中进行分离清选。资料表明水稻临界速度为10.1米/秒，小麦为8.9-11.5米/秒，大麦为8.4-10.8米/秒，而稻麦的颖糠临界速度则为0.6-5.0米/秒。短茎杆（小于100毫米，呈水平位置）为2.5-3.2米/秒。（物料临界速度是用测定仪器在垂直气流场中测定的，与本发明外环风道垂直气流是一致的）。根据上述测定数据，外环风道入口处风速设计为6米/秒，脱出物降落到分离叶轮上，因稻麦颖糠临界速度小于6米/秒，则被吸入外环风道，稻麦籽粒临界速度大于6米/秒，则不会被吸入外环风道，而下落到集粮盘，因之能获得清洁的籽粒。

由于短茎杆不是近似球体，它的临界飘浮速度在气流场中因方位不同而异。如短茎杆在气流场中呈直立状态，它的临界速度比水平时大2-3倍，将无法被气流吸走，这是一般气流清选难以获得较高清洁度的主要原因。

分离叶轮的作用在于能将降落到叶轮上的短茎杆水平输送到风道吸口，因短茎杆此时处于水平位置，临界速度小于6米/秒，则容易被气流吸起。当短茎杆脱离叶轮向上运动时，可能产生任意滚动呈倾斜或直立状态，临界速度将增大，但外环风道入口处喇叭形，风道逐渐变窄，风速也随之增高，因之茎杆不管呈什么方位将能被气流吸出机外，从而获得较高的清洁度。

Claims (5)

1、一种立式轴流脱粒部件外风道气流清选装置，它具有第一清选和第二清选系统，其特征是第一清选系统位于立置360°圆形凹板(7)上端，由环形混流风扇内圈(16)和外环风道内壁(8)构成环状第一清选锥形吸风道(11)；第二清选系统由立置凹板外围的脱出物空腔(10)，凹板上端环形混流风扇(12)，凹板底部的分离叶轮(5)，沟通分离叶轮和环形混流风扇的外环风道(9)及在外环风道上部外侧的轴向螺旋排杂风道(19)组成。

2、根据权利要求1所述的清选装置，其特征是分离叶轮由倾斜叶片（20）和固定圈（27）构成;叶片间隙小于短茎杆长度，叶片下面安装带橡胶面的刮粮板（21）;分离叶轮与滚筒反向旋转。

3、根据权利要求1所述的清选装置，其特征是环形混流风扇由风扇内圈（16），风扇板（17）和后倾风扇叶片（15）构成;风扇体由联接杆件（13）固定在滚筒（2）下排排草齿（14）上，与滚筒同体旋转。

4、根据权利要求1所述的清选装置，其特征是分离叶轮安装在一个三角胶带槽轮圈（3）上，槽轮圈内侧由四个导轮（24）支撑，槽轮圈须调整与滚筒同心。

5、根据权利要求1所述的清选装置，其特征是外环风道下端为喇叭形进气口（6）。

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