CN103262714A

CN103262714A - 玉米秸秆皮瓤叶分离装置

Info

Publication number: CN103262714A
Application number: CN2013102157563A
Authority: CN
Inventors: 王德福; 李利桥; 陈争光; 马丽君; 唐永
Original assignee: Henan Agricultural University
Current assignee: Henan Agricultural University
Priority date: 2013-06-03
Filing date: 2013-06-03
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2033-06-03
Also published as: CN103262714B

Abstract

本发明公开了一种玉米秸秆皮瓤叶分离装置，包括机架（30）和设在机架上的动力机构（1），所述机架（30）上由前向后依次设有均与动力机构（1）传动连接的除叶机构、夹持输送辊总成（4）、切割辊总成（5）、展开辊总成（6）、展平辊总成（7）、剥瓤辊总成（8）和外皮输出辊总成（9）。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，经久耐用、不易缠绕堆积的良好优点，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装置

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装置。

背景技术

我国是世界上玉米秸秆资源量最为丰富的国家之一，每年玉米秸秆的产量达到2.5亿吨左右。随着我国经济和技术的持续发展，玉米秸秆正在得到更广泛的应用。除传统应用以外，玉米秸秆也用于了成型燃料、造纸、制板、制取乙醇等，但大部分利用针对的是整株秸秆，由于玉米秸秆皮、瓤、叶中的成分含量相差较大，其皮、瓤和叶相互干扰，致使玉米秸秆整秆应用的效果不佳，这给许多利用方法带来了难以解决的障碍。因此，建立在巨大廉价资源基础上的玉米秸秆皮瓤叶分离技术，能促进玉米秸秆外皮、内瓤、叶片各尽其用，对玉米秸秆资源的有效增值利用、农民增加收入、农业可持续性发展以及改善土壤结构、减少环境污染、保护生态环境都有重大意义。

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。

专利号为201110440706.6的中国发明专利公开了一种玉米秸秆皮瓤叶分离机，其存在除叶部件耐用性差且工作时易缠绕等问题，切割固定杆易于展裂茎秆（造成剥瓤时茎秆易碎断进而使剥瓤质量下降），剥掉的瓤下落分离较困难且剥瓤辊易于回带已剥掉的瓤（造成在分离机的切割辊总成、展开辊总成、展平辊总成上部堆积拥堵），这严重限制了玉米秸秆皮瓤叶分离技术的推广。

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、经久耐用、不易缠绕堆积的玉米秸秆皮瓤叶分离装置。

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装置，包括机架30和设在机架上的动力机构1，所述机架30上由前向后依次设有均与动力机构1传动连接的除叶机构、夹持输送辊总成4、切割辊总成5、展开辊总成6、展平辊总成7、剥瓤辊总成8和外皮输出辊总成9，所述除叶机构包括前除叶辊总成2和后除叶辊总成3，前除叶辊总成2和后除叶辊总成3均包括上下平行设置的两根除叶转轴10，每根除叶转轴10上同轴向均设有除叶辊12，除叶辊12上沿径向均匀设有四块除叶板11，除叶板11沿轴向设有至少一个除叶凹槽31，上部和下部除叶板11上的除叶凹槽31均上下一一对应；上部除叶转轴10上的除叶板11转动到最下方时伸入到下部除叶转轴10上相邻的两个除叶板11之间，此时上部除叶转轴10上的除叶板11与下部除叶转轴10上相邻的两个除叶板11均呈45度夹角。

所述夹持输送辊总成4包括上下平行设置的上输送转轴13和下输送转轴15，上输送转轴13上设有输送齿辊32、下输送转轴15上设有输送板14，输送板14沿轴向设有至少一个夹持凹槽33。

所述切割辊总成5包括定位辊16和平行设在定位辊16下方的切割辊19，定位辊16上设有夹持板17，夹持板17沿轴向设有至少一个切割凹槽34，切割辊19上设有伸入到切割凹槽34内的切割刀18。

所述展开辊总成6包括导送转轴20，导送转轴20上设有导送齿辊35，导送齿辊35下方设有固定杆21，固定杆21上沿由前到后的方向设有至少两个逐个变大的展开翼板22，展开翼板22为上尖下宽结构。

所述展平辊总成7包括平行设置的上展平转轴23和下展平转轴24，上展平转轴23上设有上展平齿辊36，下展平转轴24上设有与上展平齿辊36上下对应的下展平齿辊37，上展平齿辊36和下展平齿辊37之间具有3～4cm的间隙。

所述剥瓤辊总成8包括剥瓤支持板25和平行设在剥瓤支持板25下方的剥瓤转轴26，剥瓤转轴26上设有剥瓤辊38，剥瓤辊38上沿周向设有剥瓤刀27。

所述外皮输出辊总成9包括平行设置的上输出转轴28和下输出转轴29，上输出转轴28上设有上输出齿辊39，下输出转轴29上设有与上输出齿辊39上下对应的下输出齿辊40。

所述前除叶辊总成2上的除叶凹槽31尺寸大于后除叶辊总成3上的除叶凹槽31尺寸。

采用上述技术方案，具有以下有益效果：

1、动力机构为除叶机构、夹持输送辊总成、切割辊总成、展开辊总成、展平辊总成、剥瓤辊总成和外皮输出辊总成提供动力，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。电动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。玉米秸秆根部向前送入除叶机构，玉米秸秆叶片首先受到前后布置的前除叶辊总成和后除叶辊总成的打击、搓擦作用，从而实现茎叶分离。随后玉米秸秆进入夹持输送辊总成和切割辊总成，经夹持输送与定位支撑后由切割辊上的切割刀将玉米秸秆茎秆沿下中部切开，再由展开辊总成的展开翼板将其沿中部向两侧展开，后由展平辊总成将其展平。展平后的秸秆进入剥瓤辊总成，在剥瓤支持板的支撑下由高速旋转的剥瓤刀切削瓤，并直接将其抛向下部，进而更易于实现皮瓤分离。最后，外皮则由输出辊总成输送到分离机后部。从而实现玉米秸秆的叶、瓤、皮分离，分别进行充分利用。

2、除叶辊总成由前后布置的两对相对旋转的除叶辊组成。每个除叶辊上均配置有4个带除叶凹槽的除叶板，除叶板采用10mm×10mm的方形钢条，且前道除叶辊上除叶凹槽的大于后道除叶辊上的除叶凹槽，从而使前道除叶辊便于秸秆的喂入并去除较长较大的叶片，后道除叶辊上以利于去除贴近茎秆的叶片。

3、夹持输送辊总成包括相对旋转的输送齿辊和输送板，输送板上设置4个夹持凹槽，输送板也采用10mm×10mm的方形钢条，与输送齿辊配合实现对玉米秸秆的夹持输送。输送齿辊配置在上部且夹持辊配置在下部的结构更利于定位输送茎秆，以支持切割辊作业。

4、切割辊总成由相对旋转的定位辊和切割辊组成，切割辊上安装有切割刀，定位辊上配置有4个具有切割凹槽的夹持板，夹持板采用10mm×10mm的方形钢条，进而在定位辊配合下由切割辊实现对玉米秸秆茎秆沿下中部的切割剖开功能。配置切割凹槽的夹持板和定位辊既实现玉米秸秆茎秆的夹持定位，又不限制已剖切开茎秆由随后配置的固定杆向两侧的展开作业，减少其随后向两侧展开时的内向约束力。

5、展开辊总成的固定杆配置有两级逐渐扩展的展开翼板，第一级展开翼板实现已剖切开秸秆茎秆沿下中部向两侧的分开、随后第二级展开翼板实现茎秆向两侧的平展，进而确保了由导送齿辊配合实现下中部切开后玉米秸秆茎秆向两侧的充分展开。导送齿辊配置在上部和固定杆配置在下部的结构支持玉米秸秆沿下中部向两侧的展开，继而随后由剥瓤辊总成从下部进行剥瓤作业。

6、展平辊总成由一对相对旋转的上展平齿辊和下展平齿辊组成，实现已展开秸秆的展平及夹持输送。

7、剥瓤辊总成由剥瓤辊和剥瓤支持板组成，剥瓤辊上安装有剥瓤刀，在剥瓤支持板的支撑下由高速旋转的剥瓤刀进行瓤的切削，进而实现玉米秸秆瓤和外皮的分离。剥瓤支持板配置在上部且剥瓤辊配置在下部的结构支持剥瓤刀从下部进行切瓤及向下抛送作业，进而彻底解决了已剥掉的瓤的下落分离问题。

8、外皮输出辊总成由一对相对旋转的上输出齿辊和下输出齿辊组成，该对齿辊转速较展平辊转速高，实现玉米秸秆外皮的夹持输出及向后抛送。

本发明的除叶辊总成中的除叶辊采用了带除叶凹槽的除叶板结构，增强除叶部件耐用性，并解决叶片缠绕问题；夹持输送辊总成采用了上部配输送齿辊和下部配带夹持凹槽的夹持板的夹持辊结构，切割辊总成采用了上部配带浅切割凹槽的夹持板的定位辊和下部配切割辊的结构，减少其对随后向两侧展开的玉米秸秆茎秆的内向约束力以降低茎秆展裂的可能性；展开辊总成采用了上部配导送齿辊和下部配展开部件结构支持从玉米秸秆茎秆下中部向两侧的展开；剥瓤辊总成采用了剥瓤刀下置的结构，以便使剥掉的瓤直接抛向分离装置的下部，彻底解决回带瓤及剥掉的瓤下落分离受阻问题。

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，经久耐用、不易缠绕堆积的良好优点，实用性强，市场前景好，值得推广应用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明当中除叶辊总成的结构示意图；

图3是图2的左视图；

图4是本发明当中夹持输送辊总成的结构示意图；

图5是本发明当中切割辊总成的结构示意图；

图6是本发明当中展开辊总成的结构示意图；

图7是本发明当中展平辊总成的结构示意图；

图8是本发明当中剥瓤辊总成的结构示意图；

图9是图8的左视图；

图10是本发明当中外皮输出辊总成的结构示意图。

具体实施方式

如图1～图10所示，本发明的玉米秸秆皮瓤叶分离装置，包括机架30和设在机架上的动力机构1，所述机架30上由前向后依次设有均与动力机构1传动连接的除叶机构、夹持输送辊总成4、切割辊总成5、展开辊总成6、展平辊总成7、剥瓤辊总成8和外皮输出辊总成9，所述除叶机构包括前除叶辊总成2和后除叶辊总成3，前除叶辊总成2和后除叶辊总成3均包括上下平行设置的两根除叶转轴10，每根除叶转轴10上同轴向均设有除叶辊12，除叶辊12上沿径向均匀设有四块除叶板11，除叶板11沿轴向设有至少一个除叶凹槽31，上部和下部除叶板11上的除叶凹槽31均上下一一对应；上部除叶转轴10上的除叶板11转动到最下方时伸入到下部除叶转轴10上相邻的两个除叶板11之间，此时上部除叶转轴10上的除叶板11与下部除叶转轴10上相邻的两个除叶板11均呈45度夹角。所述前除叶辊总成2上的除叶凹槽31尺寸大于后除叶辊总成3上的除叶凹槽31尺寸。

夹持输送辊总成4包括上下平行设置的上输送转轴13和下输送转轴15，上输送转轴13上设有输送齿辊32、下输送转轴15上设有输送板14，输送板14沿轴向设有至少一个夹持凹槽33。

切割辊总成5包括定位辊16和平行设在定位辊16下方的切割辊19，定位辊16上设有夹持板17，夹持板17沿轴向设有至少一个切割凹槽34，切割辊19上设有伸入到切割凹槽34内的切割刀18。

展开辊总成6包括导送转轴20，导送转轴20上设有导送齿辊35，导送齿辊35下方设有固定杆21，固定杆21上沿由前到后的方向设有至少两个逐个变大的展开翼板22，展开翼板22为上尖下宽结构。

展平辊总成7包括平行设置的上展平转轴23和下展平转轴24，上展平转轴23上设有上展平齿辊36，下展平转轴24上设有与上展平齿辊36上下对应的下展平齿辊37，上展平齿辊36和下展平齿辊37之间具有3～4cm的间隙。

剥瓤辊总成8包括剥瓤支持板25和平行设在剥瓤支持板25下方的剥瓤转轴26，剥瓤转轴26上设有剥瓤辊38，剥瓤辊38上沿周向设有剥瓤刀27。

外皮输出辊总成9包括平行设置的上输出转轴28和下输出转轴29，上输出转轴28上设有上输出齿辊39，下输出转轴29上设有与上输出齿辊39上下对应的下输出齿辊40。

本发明对玉米秸秆的叶、瓤、皮分离工艺为：玉米秸秆去除叶片——茎秆分展——切削内瓤——玉米秸秆外皮输出。具体步骤如下：玉米秸秆根部向前送入除叶机构，玉米秸秆叶片首先受到前后布置的前除叶辊总成2和后除叶辊总成3的打击、搓擦作用，从而实现茎叶分离。随后玉米秸秆进入夹持输送辊总成4和切割辊总成5，经夹持输送与定位支撑后由切割辊19上的切割刀18将玉米秸秆茎秆沿下中部切开，再由展开辊总成6的展开翼板22将其沿中部向两侧展开，后由展平辊总成7将其展平。展平后的秸秆进入剥瓤辊总成8，在剥瓤支持板25的支撑下由高速旋转的剥瓤刀27切削瓤，并直接将其抛向下部，进而更易于实现皮瓤分离。最后，外皮则由输出辊总成9输送到分离机后部。从而实现玉米秸秆的叶、瓤、皮分离，分别进行充分利用。

本发明包括但不限于本实施例，以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.玉米秸秆皮瓤叶分离装置，包括机架（30）和设在机架上的动力机构（1），所述机架（30）上由前向后依次设有均与动力机构（1）传动连接的除叶机构、夹持输送辊总成（4）、切割辊总成（5）、展开辊总成（6）、展平辊总成（7）、剥瓤辊总成（8）和外皮输出辊总成（9），其特征在于：所述除叶机构包括前除叶辊总成（2）和后除叶辊总成（3），前除叶辊总成（2）和后除叶辊总成（3）均包括上下平行设置的两根除叶转轴（10），每根除叶转轴（10）上同轴向均设有除叶辊（12），除叶辊（12）上沿径向均匀设有四块除叶板（11），除叶板（11）沿轴向设有至少一个除叶凹槽（31），上部和下部除叶板（11）上的除叶凹槽（31）均上下一一对应；上部除叶转轴（10）上的除叶板（11）转动到最下方时伸入到下部除叶转轴（10）上相邻的两个除叶板（11）之间，此时上部除叶转轴（10）上的除叶板（11）与下部除叶转轴（10）上相邻的两个除叶板（11）均呈45度夹角。

2.根据权利要求1所述的玉米秸秆皮瓤叶分离装置，其特征在于：所述夹持输送辊总成（4）包括上下平行设置的上输送转轴（13）和下输送转轴（15），上输送转轴（13）上设有输送齿辊（32）、下输送转轴（15）上设有输送板（14），输送板（14）沿轴向设有至少一个夹持凹槽（33）。

3.根据权利要求1所述的玉米秸秆皮瓤叶分离装置，其特征在于：所述切割辊总成（5）包括定位辊（16）和平行设在定位辊（16）下方的切割辊（19），定位辊（16）上设有夹持板（17），夹持板（17）沿轴向设有至少一个切割凹槽（34），切割辊（19）上设有伸入到切割凹槽（34）内的切割刀（18）。

4.根据权利要求1所述的玉米秸秆皮瓤叶分离装置，其特征在于：所述展开辊总成（6）包括导送转轴（20），导送转轴（20）上设有导送齿辊（35），导送齿辊（35）下方设有固定杆（21），固定杆（21）上沿由前到后的方向设有至少两个逐个变大的展开翼板（22），展开翼板（22）为上尖下宽结构。

5.根据权利要求1所述的玉米秸秆皮瓤叶分离装置，其特征在于：所述展平辊总成（7）包括平行设置的上展平转轴（23）和下展平转轴（24），上展平转轴（23）上设有上展平齿辊（36），下展平转轴（24）上设有与上展平齿辊（36）上下对应的下展平齿辊（37），上展平齿辊（36）和下展平齿辊（37）之间具有3～4cm的间隙。

6.根据权利要求1所述的玉米秸秆皮瓤叶分离装置，其特征在于：所述剥瓤辊总成（8）包括剥瓤支持板（25）和平行设在剥瓤支持板（25）下方的剥瓤转轴（26），剥瓤转轴（26）上设有剥瓤辊（38），剥瓤辊（38）上沿周向设有剥瓤刀（27）。

7.根据权利要求1所述的玉米秸秆皮瓤叶分离装置，其特征在于：所述外皮输出辊总成（9）包括平行设置的上输出转轴（28）和下输出转轴（29），上输出转轴（28）上设有上输出齿辊（39），下输出转轴（29）上设有与上输出齿辊（39）上下对应的下输出齿辊（40）。

8.根据权利要求2所述的玉米秸秆皮瓤叶分离装置，其特征在于：所述前除叶辊总成（2）上的除叶凹槽（31）尺寸大于后除叶辊总成（3）上的除叶凹槽（31）尺寸。