CN103271229A - 田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机 - Google Patents

Abstract

田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机。 目前，收集这些废弃在农田里的秸秆，由于没有专门的机械装备，只能依靠人工收集，但是，在繁忙的秋收季节，农民优先忙于收获庄稼，几乎没有时间收集这些秸秆。一种 田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机 ，其组成包括：带有油缸的 前置式秸秆自动拾取和预处理系统、行走底盘集成系统 ，所述油缸 （ 12 ） 连接钉齿轮 （ 1 ） ， 所述 钉齿轮连接切断锯片轮 （ 2 ） ，所述切断锯片轮连接输送搅龙 （ 3 ） ，所述输送搅龙连接抖土与短距快速输送机构 （ 4 ） 和进料口 （ 5 ） 。 本发明用于收集粉碎压块田间废弃农作物秸秆。

Description

田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机

技术领域

本发明涉及一种田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机。

背景技术

如何从田间将散落在田地里的各种形态的秸秆资源，利用先进的自动化的装备取代昂贵的人工，进行自动、高效地收集和高密度地加工，显著地降低秸秆的收集和及其制成品物流成本，是使秸秆资源能够真正实现产业化、商业化和高附加值利用的关键所在和瓶颈问题。

各种农作物成熟收获后，废弃秸秆常常被简单切断或击碎后随意抛洒在田间地面上，以期借助自然风尽快失水干燥，便于后期处理或加工。以往可将这些散落秸秆拾取进行压缩打包运输，但由于压缩比不大，物流成本极高，且由于仍有较大的含水量而会发生自然发酵发热，导致秸秆资源腐烂变质和浪费。

秸秆是农作物的重要副产物，约为其粮食产量的1.1倍，我国秸秆产量为7亿多吨，除去各种其他利用，尚有4亿吨左右有待利用。黑龙江省秸秆产量为6千多万吨，其中2/3被废弃在农田中。如玉米、小麦等收获时，一般由联合收割机完成，收获过程中其秸秆常由置于联合收割机中底部的锤片装置击碎散布于农田里。这些秸秆如果用于还田，则正常一般只需要1/3左右，其余部分皆需要另行加以利用。

目前，收集这些废弃在农田里的秸秆，由于没有专门的机械装备，只能依靠人工收集，但是，在繁忙的秋收季节，农民优先忙于收获庄稼，几乎没有时间收集这些秸秆。由于秸秆是很重要的生物质资源，很多企业、商家希望对其深加工或高效利用，但是在高度忙碌的秋收季节，很难雇到闲暇人力去收集秸秆，即使找到工人，日工资也非常高，导致吨秸秆收集成本过高，以致最终无法实施商业化利用。结果造成卖的卖不掉，用的买不起。

由于农民迫于秋翻地的时间性要求，更不愿意再花钱进行秸秆还田处理，因此，农民只好对田间的废弃秸秆进行最廉价的焚烧处理。结果，这些宝贵的秸秆资源非但没有变成财富，反而其烟雾造成了环境污染，并危及交通与航空安全。

中国专利CN2382212Y公开了一种秸秆收获打捆机，秸秆收获打捆机是将拾取的秸秆利用双辊轧压器直接进行轧压，在秸秆没有切断之前所压出的水分很有限，往往达不到直接进行压块所要求的含水量。

发明内容

本发明的目的是提供一种农田田间收获后地面废弃农作物秸秆的全自动收集、拾取、抖土、组锯切断、定向抛送、粗料输送、细粉碎、物料干燥、模具电加热和致密成型等系统化集成技术及其全新、全自动联合机械装置的田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机。

所述目的是通过如下方案实现的：

一种田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机，其组成包括：带有油缸的前置式秸秆自动拾取和预处理系统、行走底盘集成系统，所述油缸连接钉齿轮，所述钉齿轮连接切断锯片轮，所述切断锯片轮连接输送搅龙，所述输送搅龙连接抖土与短距快速输送机构和进料口。

所述的田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎-致密成型联合机，还包括粉碎-干燥-致密成型一体化系统，所述粉碎-致密成型一体化系统包括传送带，所述传送带连接所述抖土与短距快速输送机构，所述钉齿轮连接第一带轮组，所述第一带轮组连接第二带轮组，所述第二带轮组连接所述切断锯片轮，所述第二带轮组连接第三带轮组和第一链轮组，所述第三第一链轮组连接减速器，所述减速器通过万向联轴节连接所述第三带轮组，所述第三带轮组连接传动轴。

所述的田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机，所述减速器通过第四带轮组连接粉碎机，所述粉碎机连接旋风分离器，所述旋风分离器连接成型机，所述成型机的模具连接发电机，，所述发电机通过第五带轮组连接柴油机，所述柴油机具有柴油机输出轴，所述柴油机输出轴通过所述第五带轮组连接所述发电机。

所述的田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机，还包括生物质颗粒自动输送—暂存系统，所述生物质颗粒自动输送—暂存系统包括传送带，所述传送带连接所述成型机，所述传送带另一端连接颗粒成品存储箱，所述颗粒成品存储箱一侧底部连接前油缸和后油缸。

所述的田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机，所述减速器连接第二链轮组，所述第二链轮组连接所述柴油机输出轴，所述成型机装在底盘上，所述成型机与所述粉碎机之间通过第六带轮组连接。

所述的田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机，所述钉齿轮连接调节螺母，所述调节螺母连接拖拉机，所述拖拉机连接挡板，柴油机连接烟气竖向输出管，所述烟气竖向输出管连接烟气横向输出管，所述烟气竖向输出管装有烟气竖向输出控制阀，所述烟气横向输出管装有烟气横向输出控制阀。

本发明的有益效果是：

本发明可将散落在地面上的各种尺寸和形态的、含水率在25%-30%以下的秸秆进行自动拾取、切断，然后输送到车辆后部，进行进一步的工艺粉碎、烘干和压缩致密成型，在田间里，一次性将秸秆直接加工成致密成型颗粒燃料，最大工作含水率可达25%，压缩成的颗粒燃料，密度一般在0.8-1.3之间，每小时可拾取压缩生产颗粒燃料1.5-2t，整个车辆只需一人操控，解决了农业秸秆收集耗费人力大、运输效率低的问题。

本发明可以快速拾取、高密度压缩，用以解决人工收集秸秆成本高、秸秆杂乱体积大，运输困难、成本高等问题，可加快推进秸秆经济、高效和商业化利用，有利于缓解资源约束，减轻环境压力，对于解决秸秆违规焚烧问题，稳定农业生态平衡都具有十分重要的意义。

本发明能够在田间边移动边工作，一举将废弃秸秆制成生物质颗粒，将原来在工厂才能完成的生物质致密成型加工转移到田间，使生物质高密度颗粒生产一步到位，为深加工利用提供高效、廉价地生产方式与技术。直接从田间运出的高密度的生物质颗粒，既可以作为电热或民用燃料或饲料运往各地销售，也可用作生产清洁液体燃料油的廉价原料，实现了依靠先进的技术与装备，经济高效地将田间废弃的秸秆资源直接转变成现实财富的目的。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是附图1的俯视图。

附图3是附图1和附图2中带传动式抖土与短距快速输送机构的结构示意图。

附图4是附图1和附图2中齿条转动式抖土与短距快速输送机构的结构示意图。

附图5是附图1和附图2中齿条滑动式抖土与短距快速输送机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细阐述本发明优选的实施方式。

实施例一

一种田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机，如附图1、附图2所示，其组成包括：带有油缸的前置式秸秆自动拾取和预处理系统、行走底盘集成系统，所述油缸12连接钉齿轮1，所述钉齿轮连接切断锯片轮2，所述切断锯片轮连接输送搅龙3，所述输送搅龙连接抖土与短距快速输送机构4和进料口5。前置式秸秆自动拾取和预处理系统。

前置式秸秆自动拾取和预处理系统主要完成地面散落秸秆的自动拾取、去泥土和初级粉碎，以期为原料在车上的输送及进一步加工提供必要的基础。

粉碎-致密成型一体化系统主要用于对经过初级粉碎后的秸秆原料进行工艺粉碎和致密成型加工，以获得高质量的颗粒燃料（或饲料）。

生物质颗粒自动输送—暂存系统主要用于将制成的生物质致密成型颗粒自动收集输送至颗粒暂存箱中，实现产品的临时暂存。

行走底盘集成系统,此系统为一集成整体件，自身包括转向系统、驱动系统和驾驶舱等，主要用于布置和承载上述各个子系统，作为整体，不再拆分。

前置式秸秆自动拾取和预处理系统，可将散落在田间的秸秆自动收集，并进行初步粉碎，通过传送带将初步粉碎的秸秆传送到粉碎—致密成型一体化系统，在此系统中进行进一步粉碎，并完成致密成型加工，加工成的生物质颗粒通过传送带传送到生物质颗粒自动输送—暂存系统中临时存放。通过上述各个系统可在田间一次性将秸秆直接加工成致密成型颗粒燃料，压缩成的颗粒燃料，一般密度在0.8～1.3之间，每小时可拾取压缩1.5～2t，整个车辆只需一人操控。该联合机是一种前所未有的、崭新的农机新机种，有了它，可一举实现了田间地面废弃秸秆从搜集、处理到加工成致密成型燃料或饲料最终商品的全自动、全过程的集成一体化，一举解决农业秸秆利用的最瓶颈的问题。

前置式秸秆自动拾取和预处理系统中的钉齿轮和切断锯片的配合使用和相向转动，可将散落在田间的秸秆自动拾取并将尺寸较大的秸秆进行初步的粉碎加工，以便于利用传送带进行输送。该系统中的调节螺母和油缸组成的秸秆拾取系统高度调节机构，可以调节钉齿轮、切断锯片轮、挡板、进料口、输送绞笼和自动抖土导向机构与地面之间的距离，可以适用田间不同的地势和地形。

实施例二

本实施例与实施例一的不同之处在于，如附图1、附图2所示，所述的田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机，还包括粉碎-干燥-致密成型一体化系统，所述粉碎-致密成型一体化系统包括传送带6，所述传送带连接所述抖土与短距快速输送机构，所述钉齿轮连接第一带轮组14，所述第一带轮组连接第二带轮组15，所述第二带轮组连接所述切断锯片轮，所述第二带轮组连接第三带轮组16和第一链轮组17，所述第三第一链轮组连接减速器20，所述减速器通过万向联轴节连接所述第三带轮组，所述第三带轮组连接传动轴4-3。

实施例三

本实施例与实施例二的不同之处在于，如附图1、附图2所示，所述的田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机，所述减速器20通过第四带轮组22连接粉碎机21，所述粉碎机连接旋风分离器8，所述旋风分离器连接成型机28，所述成型机的模具连接发电机32，所述发电机通过第五带轮组30连接柴油机7，所述柴油机具有柴油机输出轴18，所述柴油机输出轴通过所述第五带轮组连接所述发电机。

利用柴油机的废烟气的余热对初粉碎的秸秆进行干燥，被熏制后的物料，其柔性好，有利于成型。柴油机的烟筒采用阀门控制形式，在烟筒靠近粉碎机一侧引出一个筒路，在筒路上安装一个阀门，当要进行成型加工时，将烟筒上的阀门关闭，同时打开筒路上的阀门；若不需要进行成型加工，则将烟筒上的阀门打开，同时关闭筒路上的阀门。这样即利用了柴油机的废烟气，又提高了生物质颗粒的质量，一举两得。

实施例四

本实施例与实施例三的不同之处在于，如附图2所示，所述的田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机，还包括生物质颗粒自动输送—暂存系统，所述生物质颗粒自动输送—暂存系统包括传送带，所述传送带23连接所述成型机，所述传送带另一端连接颗粒成品存储箱24，所述颗粒成品存储箱一侧底部连接前油缸27和后油缸26。成型的生物质颗粒25装在颗粒成品存储箱内

成型机可选用各种类型成型机。同产能以重量轻、体积小为宜，包括各种平模和环摸成型机。但就平模成型机而言，选用锥辊式平模成型机能耗最小，较直辊成型机可减少1/3～1/4。所有致密成型机模具均采用电加热，其能量由外接发电机供给，可提高生物质颗粒产品的表面质量和强度，保型性较好。

实施例五

本实施例与实施例二或实施例三的不同之处在于，如附图2所示，所述的田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机，所述减速器连接第二链轮组19，所述第二链轮组连接所述柴油机输出轴，所述成型机装在底盘29上，所述成型机与所述粉碎机之间通过第六带轮组31连接。

实施例六

本实施例与实施例一的不同之处在于，如附图1所示，所述的田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机，所述钉齿轮连接调节螺母13，所述调节螺母连接拖拉机，所述拖拉机连接挡板11，柴油机连接烟气竖向输出管，所述烟气竖向输出管连接烟气横向输出管，所述烟气竖向输出管装有烟气竖向输出控制阀10，所述烟气横向输出管装有烟气横向输出控制阀9。

实施例七

本实施例与实施例一的不同之处在于，如附图3所示，所述的田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机，所述抖土与短距快速输送机构4包括带传动式抖土与短距快速输送机构或齿条转动式抖土与短距快速输送机构或齿条滑动式抖土与短距快速输送机构；

所述的带传动式抖土与短距快速输送机构主要用于玉米、高粱等硬度较大秸秆的拾取和传送，所述的带传动式抖土与短距快速输送机构包括传动轴4-3，所述传动轴连接上带轮4-5和下带轮4-6，所述上带所述轮4-5和下带轮4-6均连接皮带4-2，所述传动轴连接拾取底盘4-1，所述拾取底盘连接固定轴4-4。

拾取底盘贴着地面前进，同时带轮带动皮带不断地向后转动，皮带略高出拾取底盘，将拾取底盘和钉齿轮拾取起来的秸秆快速向后输送，同时，皮带之间有一定空隙，行走过程中可将泥土抖掉，保证后续加工原料的质量。皮带可根据工作要求的不同选用平带、V型带、齿形带等均可。

实施例八

本实施例与实施例七的不同之处在于，如附图4所示，所述的田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机，所述的齿条转动式抖土与短距快速输送机构主要用于小麦、水稻等硬度小，质量轻的秸秆的拾取和传送；所述的齿条转动式抖土与短距快速输送机构包括拾取底盘4-1，所述拾取底盘连接传动曲轴4-8，所述传动曲轴连接上带轮4-5，所述传动曲轴通过齿轮连接齿条4-7，所述拾取底盘连接固定轴4-4。

齿条转动式抖土与短距快速输送机构：主要用于小麦、水稻等硬度小，质量轻的秸秆的拾取和传送。齿条在传动曲轴的驱动下，进行上下前后往复式运动，将拾取底盘和钉齿轮拾取起来的秸秆快速向后输送。齿条上的齿可以防止小麦、水稻等硬度小，质量轻的秸秆从齿条上脱落。齿条上的齿形根据工作需要，选用直齿形、三角齿形等均可。

实施例九

本实施例与实施例七的不同之处在于，如附图5所示，所述的田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机，所述齿条滑动式抖土与短距快速输送机构主要用于山区枝桠等条状生物质的拾取和传送，所述齿条滑动式抖土与短距快速输送机构包括拾取底盘4-1，所述拾取底盘连接传动曲轴4-8，所述传动曲轴连接上带轮4-5，所述传动曲轴通过齿轮连接齿条4-7，所述拾取底盘连接固定轴4-4，所述齿条4-7连接所述传动轴，所述传动轴上开有滑槽4-6。

齿条滑动式抖土与短距快速输送机构：主要用于山区枝桠等条状生物质的拾取和传送。此机构齿条利用传动曲轴提供动力，前端采用齿条在滑槽滑动的形式运动，并略低与齿条后端，这样可将散落在地上的长条状的枝桠和枯叶很好地拾取，并快速向后输送。齿条上的齿形根据工作需要，选用直齿形、三角齿形等均可。

实施例十

本实施例与上述实施例的不同之处在于，所述的田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机，所述的输出轴18经过链传动19接到减速器20输入轴，左端输出轴经过万向联轴节将动力经过带传动16传送到传动轴4-3，带动抖土与短距快速输送机构4运动，伸出轴通过链传动17带动搅龙3转动，轴的伸出端装上带轮，通过带传动14和带传动15，分别带动切断锯片轮2和钉齿轮1相向转动，同时抖土与短距快速输送机构4在传动轴轴4-3的驱动下，其上的上带轮4-5转动，将拾取底盘4-1和钉齿轮1拾取上来的秸秆快速向后传送至切断锯片轮2处，由切断锯片轮2将尺寸较长的秸秆适当切碎，以便于传送带6向后输送，抖土与短距快速输送机构4在完成秸秆拾取、向后传送的同时，可将泥土抖掉，并起到贴地拾取导向的作用。

所述的油缸12和调节螺母13可以调节秸秆拾取系统离地面的高度，以适应不同的地势和地形。

所述的减速器20右端输出轴经过带传动22带动粉碎机21工作，将从传送带6传送来的秸秆进行进一步粉碎，柴油机7的出烟筒安装有阀门10，在粉碎机21进料口处设置一个带阀门9的管道，利用废烟气对秸秆进行干燥，经过高温烟气熏制的秸秆，柔性好，易于成型。粉碎干燥之后的秸秆经气力输送至旋风分离器8沉降送至成型机28进行致密成型加工，柴油机右端输出轴通过带传动30将一部分动力传给发电机32，发电机32接到成型机28的平模盘上，为致密成型加工提供温度保障，是生产的颗粒表面质量更好。加工成的生物质颗粒25经过传送带23送入颗粒暂存箱24中临时存储。当颗粒暂存箱24中装满了生物质颗粒后，可通过油缸26和油缸27提供的推力，使颗粒暂存箱24侧向翻转，以将其存储的生物质颗粒倒入前来接收的运输车辆中。

所述的搅龙3设计成一根轴上装有左右两段旋向不同的螺旋，可实现物料向布置于中部的进料口5处集运。

实施例十一

本实施例与上述实施例的不同之处在于，所述的田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机，所述田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机的工作过程，

    输出轴18经过链传动19接到减速器20输入轴，左端输出轴经过万向联轴节将动力经过带传动16传送到传动轴4.3，带动抖土与短距快速输送机构4运动，伸出轴通过链传动17带动搅龙3转动，轴的伸出端装上带轮，通过带传动14和带传动15，分别带动切断锯片轮2和钉齿轮1相向转动，同时抖土与短距快速输送机构4在传动轴轴4.3的驱动下，其上的带轮4.5转动，将拾取底盘4.1和钉齿轮1拾取上来的秸秆快速向后传送至切断锯片轮2处，由切断锯片轮2将尺寸较长的秸秆适当切碎，以便于传送带6向后输送。在此过程中，挡板11对杂乱的秸秆进行遮挡和归拢。油缸12和调节螺母13可以调节秸秆拾取系统离地面的高度，以适应不同的地势和地形。减速器20右端输出轴经过带传动22带动粉碎机21工作，将从传送带6传送来的秸秆进行进一步粉碎，柴油机7的出烟筒安装有阀门10，在粉碎机21进料口处设置一个带阀门9的管道，利用废烟气对秸秆进行干燥，经过高温烟气熏制的秸秆，柔性好，易于成型。粉碎干燥之后的秸秆经气力输送至旋风分离器8沉降送至成型机28进行致密成型加工，柴油机右端输出轴通过带传动30将一部分动力传给发电机32，发电机32接到成型机28的平模盘上，为致密成型加工提供温度保障，是生产的颗粒表面质量和强度更好。加工成的生物质颗粒25经过传送带23送入颗粒暂存箱24中临时存储。当颗粒暂存箱24中装满了生物质颗粒后，可通过油缸26和油缸27提供的推力，使颗粒暂存箱24侧向翻转，以将其存储的生物质颗粒倒入前来接收的运输车辆中。上述各个工作部分和子系统，都布置、安装在底盘29上。

本实施方式只是对本专利的示例性说明而并不限定它的保护范围，本领域人员还可以对其进行局部改变，只要没有超出本专利的精神实质，都视为对本专利的等同替换，都在本专利的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机，其组成包括：带有油缸的前置式秸秆自动拾取和预处理系统、行走底盘集成系统，其特征在于所述油缸连接钉齿轮，所述钉齿轮连接切断锯片轮，所述切断锯片轮连接输送搅龙，所述输送搅龙连接抖土与短距快速输送机构和进料口。

2.根据权利要求1所述的田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机，其特征在于还包括粉碎-干燥-致密成型一体化系统，所述粉碎-致密成型一体化系统包括传送带，所述传送带连接所述抖土与短距快速输送机构，所述钉齿轮连接第一带轮组，所述第一带轮组连接第二带轮组，所述第二带轮组连接所述切断锯片轮，所述第二带轮组连接第三带轮组和第一第一链轮组，所述第三第一链轮组连接减速器，所述减速器通过万向联轴节连接所述第三带轮组，所述第三带轮组连接传动轴。

3.根据权利要求2所述的田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机，其特征在于所述减速器通过第四带轮组连接粉碎机，所述粉碎机连接旋风分离器，所述旋风分离器连接成型机，所述成型机的模具连接发电机，所述发电机通过第五带轮组连接柴油机，所述柴油机具有柴油机输出轴，所述柴油机输出轴通过所述第五带轮组连接所述发电机。

4.根据权利要求3所述的田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机，其特征在于还包括生物质颗粒自动输送—暂存系统，所述生物质颗粒自动输送—暂存系统包括传送带，所述传送带连接所述成型机，所述传送带另一端连接颗粒成品存储箱，所述颗粒成品存储箱一侧底部连接前油缸和后油缸。

5.根据权利要求2或3所述的田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机，其特征在于所述减速器连接第二链轮组，所述第二链轮组连接所述柴油机输出轴，所述成型机装在底盘上，所述成型机与所述粉碎机之间通过第六带轮组连接。

6.根据权利要求1所述的田间废弃农作物秸秆全自动收集粉碎致密成型联合机，其特征在于所述钉齿轮连接调节螺母，所述调节螺母连接拖拉机，所述拖拉机连接挡板，柴油机连接烟气竖向输出管，所述烟气竖向输出管连接烟气横向输出管，所述烟气竖向输出管装有烟气竖向输出控制阀，所述烟气横向输出管装有烟气横向输出控制阀。

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