CN102528865A

CN102528865A - 玉米秸秆皮瓤叶分离机

Info

Publication number: CN102528865A
Application number: CN2011104407066A
Authority: CN
Inventors: 王德福; 于克强; 陈争光; 雷军乐
Original assignee: Henan Agricultural University
Current assignee: Henan Agricultural University
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2011-12-26
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2031-12-26
Also published as: CN102528865B

Abstract

本发明公开了一种玉米秸秆皮瓤叶分离机，包括机架（13）和设在机架上的动力机构（12），其特征在于：所述机架（13）上由前向后依次设有均与动力机构（12）传动连接的导向输送机构、除叶机构、剥瓤机构和输出机构。本发明专门针对于玉米秸秆进行除叶、剥瓤作业，实现叶、瓤、皮彻底分离的功能，使玉米秸秆的叶、瓤、皮可以分别有效利用，而且本发明具有机械振动、噪音、能耗小的良好优点，实用性强，市场前景好，值得推广应用。

Description

玉米秸秆皮瓤叶分离机

技术领域

本发明涉及一种农副产品深加工机械，具体涉及一种玉米秸秆皮瓤叶分离机。

背景技术

我国年产玉米秸秆已超过2亿吨。长期以来，玉米秸秆主要被用作饲料、燃料、材料、肥料，或将其就地焚烧。近些年，除传统应用以外，玉米秸秆也用于了成型燃料、制取乙醇、造纸、建筑材料，而且随着国内外对玉米秸秆等生物质资源研究与利用的深入，玉米秸秆的精细化利用价值越来越受到重视。

玉米秸秆皮瓤叶中的成分含量相差较大，通常，玉米秸秆外皮中含有丰富的木质素，可作建筑材料或造纸；叶和瓤中含有丰富的营养物质，可用作反刍动物的优质饲料或制取乙醇等。为实现玉米秸秆皮瓤叶的有效分离，需要研发相应的玉米秸秆皮瓤分离设备。但目前已研发的机械存在难以去除贴近玉米秸秆茎秆的叶片，且从中部切割开（以便展开）茎秆的阻力大，难以切掉贴近外皮的瓤，除叶辊与切削辊转速高致使分离机械振动、噪音、能耗大等问题。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种玉米秸秆的皮、瓤、叶分离彻底、效果好且振动、噪音、能耗小的玉米秸秆皮瓤叶分离机。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：玉米秸秆皮瓤叶分离机，包括机架13和设在机架上的动力机构12，所述机架13上由前向后依次设有均与动力机构12传动连接的导向输送机构、除叶机构、剥瓤机构和输出机构。

所述导向输送机构包括由前到后依次设置的导向架1、设在机架13上的输送辊2和喂入装置3，喂入装置3包括第一托辊14和平行设在第一托辊14上方的喂入辊轴15，喂入辊轴15上设有具有环形轮槽的喂入辊16，喂入辊16的轮槽与第一托辊14上表面之间形成秸秆喂入通道17。

所述喂入辊16至少设有一个，第一托辊14表面轴向均匀设有第一横向齿槽18。

所述除叶机构包括由前到后依次设置的除叶装置4和搓叶装置5，除叶装置4包括上下平行设置的两根除叶辊轴19，每根除叶辊轴19上分别至少设有一个托架20，每个托架20上沿除叶辊轴19径向均匀设有四个U型除叶齿板21，上部除叶辊轴19上的除叶齿板21转动到最下方和下部除叶辊轴19上相邻的两个除叶齿板21之间均交叉呈45度夹角布置。

所述搓叶装置5包括第二托辊22和平行设在第二托辊22上方的搓叶辊轴23，搓叶辊轴23上设有具有环状斜置V型槽的搓叶辊24，搓叶辊24的V型槽与第二托辊22上表面之间形成秸秆搓叶通道25。

所述搓叶辊24的环状斜置V型槽的表面斜向设有搓叶齿26，第二托辊22表面轴向均匀设有第二横向齿槽27。

所述剥瓤机构包括自前向后依次设置的夹持装置6、分展装置7和剥瓤装置8，所述夹持装置6包括第三托辊28和平行设在第三托辊28上方的夹持辊轴29，夹持辊轴29上设有具有环状斜置V型槽的夹持辊30，夹持辊30的V型槽与第三托辊28上表面之间形成夹持通道31，夹持辊30的V型槽底部设有环形切刀32，第三托辊28表面轴向均匀设有第三横向齿槽33。

所述分展装置7包括第四托辊34、设在第四托辊34上方的分展刀35、平行设在第四托辊34后方的下展平托辊36和平行设在下展平托辊36上方的上展平辊37，分展刀35为下尖上宽结构。

所述剥瓤装置8包括切削辊轴38、设在切削辊轴38上的套筒39和设在套筒39下方的支撑板43、套筒39上设有关于切削辊轴38中心对称的两个内切瓤刀40、两个关于切削辊轴38中心对称的外切瓤刀41和两个关于切削辊轴38中心对称的剥瓤刀42，内切瓤刀40的宽度小于外切瓤刀41的宽度，外切瓤刀41的宽度小于剥瓤刀42的宽度。

所述输出机构包括挡板10和设在挡板10后方的一对输出辊11。

采用上述技术方案，具有以下有益效果：

1、动力机构为导向输送机构、除叶机构、剥瓤机构和输出机构提供动力，动力机构采用三相交流电动机，其传动机构由三角带传动、链传动、齿轮传动组成。电机动力由三角带传动传递到各工作机构，各工序之间的传动主要由链传动和齿轮传动实现。将玉米秸秆的根部朝后放置到导向输送机构当中，先经过除叶机构进行除叶作业，再将秸秆内的瓤去除，最后输出秸秆皮。从而实现玉米秸秆的叶、瓤、皮分离，分别进行充分利用。

2、玉米秸秆根部朝后，水平放置在导向架的输送辊上向后输送，秸秆进入到喂入辊的轮槽与第一托辊上表面之间形成的秸秆喂入通道，秸秆喂入通道仅容一根秸秆通过，由喂入辊和第一托辊的相对转动实现秸秆的喂入，喂入辊至少设有一个，可以并排多根秸秆同时进行作业，第一托辊表面轴向均匀设置的第一横向齿槽起到增大输送摩擦力的作用，避免在向后输送时打滑。

3、除叶装置通过相对旋转的U形除叶齿板实现对玉米秸秆的除叶功能。除叶时，上下除叶齿板对秸秆形成六边形包络，包络六边形的两个斜边分别形成120°，进而在U形除叶齿板相对旋转时对玉米秸秆茎杆两侧的叶片进行打击、撕扯，而包络六边形的两个水平边则重点对玉米秸秆茎杆上下的叶片进行打击、撕扯、搓削（这种结构可适当降低除叶辊轴的转速，进而降低振动、噪音、功耗）。同时，U形除叶齿板由优质碳钢经热处理获得，工作可靠且坚固耐用，并可容易地拆卸，因而更换方便。

搓叶装置由低速旋转的搓叶辊和第二托辊组成，搓叶辊的环状斜置V型槽的表面斜向设有搓叶齿，第二托辊表面开有第二横向齿槽，由其相对旋转实现沿玉米秸秆茎秆纵、横两方向的搓削功能，进而将茎秆表面的叶片除掉，实现高的叶片去除率。

4、夹持装置实现对玉米秸秆的夹持定位及纵切功能。夹持辊为V型槽辊，其中部配有切刀，托辊表面开有横向齿槽，由其相对旋转实现沿玉米秸秆茎秆的夹持、定位、切割功能，进而将茎秆沿中间进行切割（再由展开部件将其从中部向两边展开），实现降低切割阻力目的。

分展装置由展开部件和托辊、下展平托辊和上展平辊组成，由其实现纵切后秸秆的向外展开及展平输送。

剥瓤装置实现玉米秸秆内瓤和外皮的分离。外切瓤刀、内切瓤刀和剥瓤刀分别以45o、45o 、75o（刀面与水平方向所成角度）交替进入已展开的玉米秸秆进行切瓤和剥瓤作业，在支撑板的支持下实现同时进行分层切削和刮削的功能（这种设计可适当降低切削辊的转速，进而降低振动、噪音、功耗），以提高玉米秸秆内瓤的分离率。

内切瓤刀和外切瓤刀的刃口沿切向实现对秸秆内瓤的切削。其中，外切瓤刀宽，其进入秸秆切削内瓤的深度稍小，重点切削全宽度展平秸秆的内瓤；内切瓤刀窄，其进入秸秆切削内瓤的深度大，重点切削展平秸秆中部且贴近秸秆外皮的瓤。剥瓤刀刃口沿横向实现对秸秆内瓤的进一步刮削功能。剥瓤刀进入秸秆内瓤的深度最小，但其宽度最大，能够实现全宽度对展平秸秆内瓤的刮削剥离功能。这种结构能够实现三个层面、三种宽度对展平秸秆的内瓤进行切削、刮削等剥离作业。即由内外切瓤刀组合实现玉米秸秆内瓤的分层和分宽度切削，并同时由剥瓤刀实现全宽度和最外层横向刮削，进而实现对展平秸秆内瓤的多层和多宽度加工，实现高的内瓤剥净率。

5、输出机构的挡板起到向相对转动的一对输出辊的进口导入玉米秸秆外皮的作用，输出辊为相对旋转的齿辊组成，实现玉米秸秆外皮的夹持输出。

本发明将玉米秸秆根部朝后放置于导向输送机构，由其将玉米秸秆分成至少一列并依次导入除叶机构；继而分别由除叶齿板（除叶部件）和搓叶辊对叶片进行打击、搓擦，叶片脱离茎秆，实现叶片与茎秆分离，且茎秆被导入剥瓤机构；然后茎秆经夹持定位与切割、展开、压平、内瓤切削，实现内瓤与外皮的分离；最后外皮由输出辊导出。本发明专门针对于玉米秸秆进行除叶、剥瓤作业，实现叶、瓤、皮彻底分离的功能，使玉米秸秆的叶、瓤、皮可以分别有效利用，而且本发明具有机械振动、噪音、能耗小的良好优点，实用性强，市场前景好，值得推广应用。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明当中喂入装置的结构示意图；

图3是本发明当中除叶装置的结构示意图；

图4是本发明当中搓叶装置的结构示意图；

图5是本发明当中夹持装置的结构示意图；

图6是本发明当中剥瓤装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的玉米秸秆皮瓤叶分离机，包括机架13和设在机架上的动力机构12，机架13上由前向后依次设有均与动力机构12传动连接的导向输送机构、除叶机构、剥瓤机构和输出机构。

导向输送机构包括由前到后依次设置的导向架1、设在机架13上的输送辊2和喂入装置3，喂入装置3包括第一托辊14和平行设在第一托辊14上方的喂入辊轴15，喂入辊轴15上设有具有环形轮槽的喂入辊16，喂入辊16的轮槽与第一托辊14上表面之间形成秸秆喂入通道17。喂入辊16至少设有一个，第一托辊14表面轴向均匀设有第一横向齿槽18。

除叶机构包括由前到后依次设置的除叶装置4和搓叶装置5，除叶装置4包括上下平行设置的两根除叶辊轴19，每根除叶辊轴19上分别至少设有一个托架20，每个托架20上沿除叶辊轴19径向均匀设有四个U型除叶齿板21，上部除叶辊轴19上的除叶齿板21转动到最下方和下部除叶辊轴19上相邻的两个除叶齿板21之间均交叉呈45度夹角布置。

搓叶装置5包括第二托辊22和平行设在第二托辊22上方的搓叶辊轴23，搓叶辊轴23上设有具有环状斜置V型槽的搓叶辊24，搓叶辊24的V型槽与第二托辊22上表面之间形成秸秆搓叶通道25。搓叶辊24的环状斜置V型槽的表面斜向设有搓叶齿26，第二托辊22表面轴向均匀设有第二横向齿槽27。

剥瓤机构包括自前向后依次设置的夹持装置6、分展装置7和剥瓤装置8，所述夹持装置6包括第三托辊28和平行设在第三托辊28上方的夹持辊轴29，夹持辊轴29上设有具有环状斜置V型槽的夹持辊30，夹持辊30的V型槽与第三托辊28上表面之间形成夹持通道31，夹持辊30的V型槽底部设有环形切刀32，第三托辊28表面轴向均匀设有第三横向齿槽33。

分展装置7包括第四托辊34、设在第四托辊34上方的分展刀35、平行设在第四托辊34后方的下展平托辊36和平行设在下展平托辊36上方的上展平辊37，分展刀35为下尖上宽结构。

剥瓤装置8包括切削辊轴38、设在切削辊轴38上的套筒39和设在套筒39下方的支撑板43、套筒39上设有关于切削辊轴38中心对称的两个内切瓤刀40、两个关于切削辊轴38中心对称的外切瓤刀41和两个关于切削辊轴38中心对称的剥瓤刀42，内切瓤刀40的宽度小于外切瓤刀41的宽度，外切瓤刀41的宽度小于剥瓤刀42的宽度。

输出机构包括挡板10和设在挡板10后方的一对输出辊11。

本实施例中喂入辊16并排设置有四个，对应的托架20、搓叶辊24、夹持辊30、分展刀35和套筒39分别也设置四组。并在前后方向上一一对应。

本发明对玉米秸秆的叶、瓤、皮分离工艺为：玉米秸秆导向喂入——去除叶片——茎秆分展——切削内瓤——玉米秸秆外皮输出。具体步骤如下：将玉米秸秆根部朝后放置于导向输送机构，由其将玉米秸秆分成至少一列并依次导入除叶机构；继而分别由除叶齿板21（除叶部件）和搓叶辊24对叶片进行打击、搓擦，叶片脱离茎秆，实现叶片与茎秆分离，且茎秆被导入剥瓤机构；然后茎秆经夹持装置的定位与切割、展开、压平、内瓤切削，实现内瓤与外皮的分离；最后外皮由一对输出辊11导出。

Claims

1.玉米秸秆皮瓤叶分离机，包括机架（13）和设在机架上的动力机构（12），其特征在于：所述机架（13）上由前向后依次设有均与动力机构（12）传动连接的导向输送机构、除叶机构、剥瓤机构和输出机构。

2.根据权利要求1所述的玉米秸秆皮瓤叶分离机，其特征在于：所述导向输送机构包括由前到后依次设置的导向架（1）、设在机架（13）上的输送辊（2）和喂入装置（3），喂入装置（3）包括第一托辊（14）和平行设在第一托辊（14）上方的喂入辊轴（15），喂入辊轴（15）上设有具有环形轮槽的喂入辊（16），喂入辊（16）的轮槽与第一托辊（14）上表面之间形成秸秆喂入通道（17）。

3.根据权利要求2所述的玉米秸秆皮瓤叶分离机，其特征在于：所述喂入辊（16）至少设有一个，第一托辊（14）表面轴向均匀设有第一横向齿槽（18）。

4.根据权利要求1所述的玉米秸秆皮瓤叶分离机，其特征在于：所述除叶机构包括由前到后依次设置的除叶装置（4）和搓叶装置（5），除叶装置（4）包括上下平行设置的两根除叶辊轴（19），每根除叶辊轴（19）上分别至少设有一个托架（20），每个托架（20）上沿除叶辊轴（19）径向均匀设有四个U型除叶齿板（21），上部除叶辊轴（19）上的除叶齿板（21）转动到最下方和下部除叶辊轴（19）上相邻的两个除叶齿板（21）之间均交叉呈45度夹角布置。

5.根据权利要求4所述的玉米秸秆皮瓤叶分离机，其特征在于：所述搓叶装置（5）包括第二托辊（22）和平行设在第二托辊（22）上方的搓叶辊轴（23），搓叶辊轴（23）上设有具有环状斜置V型槽的搓叶辊（24），搓叶辊（24）的V型槽与第二托辊（22）上表面之间形成秸秆搓叶通道（25）。

6.根据权利要求5所述的玉米秸秆皮瓤叶分离机，其特征在于：所述搓叶辊（24）的环状斜置V型槽的表面斜向设有搓叶齿（26），第二托辊（22）表面轴向均匀设有第二横向齿槽（27）。

7.根据权利要求1所述的玉米秸秆皮瓤叶分离机，其特征在于：所述剥瓤机构包括自前向后依次设置的夹持装置（6）、分展装置（7）和剥瓤装置（8），所述夹持装置（6）包括第三托辊（28）和平行设在第三托辊（28）上方的夹持辊轴（29），夹持辊轴（29）上设有具有环状斜置V型槽的夹持辊（30），夹持辊（30）的V型槽与第三托辊（28）上表面之间形成夹持通道（31），夹持辊（30）的V型槽底部设有环形切刀（32），第三托辊（28）表面轴向均匀设有第三横向齿槽（33）。

8.根据权利要求7所述的玉米秸秆皮瓤叶分离机，其特征在于：所述分展装置（7）包括第四托辊（34）、设在第四托辊（34）上方的分展刀（35）、平行设在第四托辊（34）后方的下展平托辊（36）和平行设在下展平托辊（36）上方的上展平辊（37），分展刀（35）为下尖上宽结构。

9.根据权利要求7所述的玉米秸秆皮瓤叶分离机，其特征在于：所述剥瓤装置（8）包括切削辊轴（38）、设在切削辊轴（38）上的套筒（39）和设在套筒（39）下方的支撑板（43）、套筒（39）上设有关于切削辊轴（38）中心对称的两个内切瓤刀（40）、两个关于切削辊轴（38）中心对称的外切瓤刀（41）和两个关于切削辊轴（38）中心对称的剥瓤刀（42），内切瓤刀（40）的宽度小于外切瓤刀（41）的宽度，外切瓤刀（41）的宽度小于剥瓤刀（42）的宽度。

10.根据权利要求1所述的玉米秸秆皮瓤叶分离机，其特征在于：所述输出机构包括挡板（10）和设在挡板（10）后方的一对输出辊（11）。