CN104190632B - 一种马铃薯筛分装置 - Google Patents

Abstract

一种马铃薯筛分装置，涉及马铃薯分选技术领域，用于解决人工进行马铃薯分选时劳动强度大、分选效率低的问题，并能清除马铃薯表面的泥土。本发明提供的一种马铃薯筛分装置，依次对马铃薯进行清洗、干燥、疏导和分级工序，分级准确，可根据不同的重量要求进行分级，分级准确。清洗过程，通过在清洗箱底部通入空气和在清洗箱顶部设置叶轮的形式带动清水的流动，清洗马铃薯表面的泥土，清洗效率高。各设备之间协调工作，工作效率高，减轻了人的体力劳动。

Description

一种马铃薯筛分装置

技术领域

本发明涉及马铃薯分选技术领域，具体地说是一种集清洗、吹干和分级为一体的筛分装置。

背景技术

从田地中刨出的马铃薯有大有小，需要进行称重定级，单个质量越大的马铃薯级别越高。但是将马铃薯从土中刨出后，在马铃薯上会沾有泥土，不但影响马铃薯的称重定级，而且沾有泥土不干净。中国专利2012207338091公布的一种马铃薯智能分选装置，可对马铃薯进行清洗和分级，直接将马铃薯放置在清洗槽中，通过工业相机拍照的形式进行马铃薯的定级，并使其落在相应的等级槽中。但上述方式下，存在马铃薯清洗不干净、定级不准确的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种马铃薯筛分装置，用于解决人工进行马铃薯分选时劳动强度大、分选效率低的问题，并能清除马铃薯表面的泥土。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种马铃薯筛分装置，其特征是，包括升降平移总成、清洗总成、干燥总成、疏导总成和分级总成，

所述升降平移总成包括第一机架、车架、主从动滚轮、第一电机、第一气缸、吊钩和配重块，所述第一机架为框架结构，在所述第一机架的顶部设有一沿第一机架左右方向移动的车架，在所述车架的前侧设有从动滚轮，在所述车架的后侧设有主动滚轮，所述主动滚轮通过第一传动机构与位于机架上的第一电机连接；在所述车架的底部固定一竖向放置的第一气缸，在所述第一气缸活塞杆的自由端固定一竖向放置的固定杆，在所述固定杆上转动安装一钩挂盛装马铃薯的吊箱的吊钩，在所述吊钩的安装端设有一配重块；

所述清洗总成包括盛有清水的清洗箱和第二气缸，所述清洗箱设置在第一机架中部的下方，在所述清洗箱的底部设有与空气压缩机连通的进气管，在所述进气管中设有单向阀，在所述清洗箱的顶部铰接安装一端盖，在所述端盖的自由端与第一机架之间设有一第二气缸；

所述干燥总成包括安装架、风扇和加热器，两所述安装架分别设置在第一机架右端的前后两侧，在每一所述安装架上分别固定一风扇，两所述风扇相对设置并在两风扇相对的一端分别设有一加热器；

所述疏导总成包括第二机架、第一导向板、第二导向板、第一输送带、第二电机、第三机架、第二输送带、第一接料斗和第三电机，所述第二机架设置在第一机架的右端，在所述第二机架上安装有第一输送带以及驱动第一输送带运动的第二电机，在所述第二机架左端的前后两侧分别设有一第一导向板，两所述第一导向板位于第一输送带的上方并围成一个小端朝向第二机架右端的锥形；在所述第二机架右端的前后两侧分别设有一第二导向板，两所述第二导向板位于第一输送带的上方并围成一个小端朝向第二机架右端的锥形，且两所述第二导向板围成的锥形结构的小端仅容一个马铃薯通过；在所述第二机架的右端设有一第三机架，所述第三机架的高度低于第二机架，在所述第三机架上设有第二输送带以及驱动第二输送带运动的第三电机，所述第三电机为步进电机，在所述第二输送带上均匀设有若干第一接料斗；

所述分级总成包括第四机架、漏斗、支撑架、轴套、转轴、支点、杠杆、第二接料斗、砝码、第三气缸、第四电机、第三输送带和第四输送带，所述第四机架设置在第三机架的右端且所述第四机架高度低于第三机架，在所述第四机架左端的顶部设有一漏斗，在所述漏斗的下部设有一计数器；在所述第四机架的顶部设有一支撑架，在所述支撑架的底部设有一水平设置的平板，一轴线处于竖直方向的轴套固定在所述平板上，在所述轴套中转动安装一转轴，在所述转轴的顶部固定安装一支点，在所述支点上安装一杠杆，所述杠杆的一端位于漏斗的下方并在该端的杠杆上设有第二接料斗，在位于第二接料斗下方的平板上设有一避让马铃薯的缺口，在所述杠杆的另一端设有一砝码，在所述轴套一侧的平板上设有第四电机，所述第四电机通过第二传动机构与转轴连接；在垂直于所述杠杆摆动平面的平面内设有一竖向放置并固定在平板上的第三气缸，在设有砝码的所述杠杆一端的下方设有一与杠杆接触的行程开关，所述行程开关、计数器、第四电机和第三气缸的电磁阀分别通过导线与位于平板上的控制器电连接；在所述杠杆的正下方设有第三输送带，在所述第三输送带的一侧设有第四输送带；

在所述端盖上设置有叶轮以及驱动叶轮转动的气动马达；

所述第一传动机构为链传动机构、带传动机构或齿轮传动机构中的一种；

所述第二传动机构为齿轮传动机构。

进一步地，在所述第一机架顶部的两端分别设有一横梁，在所述横梁上垂直固定安装一对导轨，所述主动滚轮和从动滚轮分别设置在导轨上。

进一步地，所述导轨为的金属件，在所述主动滚轮和从动滚轮上分别设有与导轨配合的环形槽。

进一步地，在所述漏斗的内壁上设有漏斗形的海绵垫。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种马铃薯筛分装置，依次对马铃薯进行清洗、干燥、疏导和分级工序，分级准确，可根据不同的重量要求进行分级，分级准确。清洗过程，通过在清洗箱底部通入空气和在清洗箱顶部设置叶轮的形式带动清水的流动，清洗马铃薯表面的泥土，清洗效率高。各设备之间协调工作，工作效率高，减轻了人的体力劳动。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为图1中A向局部视图；

图3为图2中B向视图；

图4为图3的另一种形式；

图5为图1中C向局部视图；

图6为图1中D向局部视图；

图7为图1中E向局部视图；

图8为分级总成的示意图；

图9为图8中F向局部视图；

图10为漏斗的三维图；

图11为图10的俯视图；

图12为大重量马铃薯落在杠杆上的示意图；

图13为小重量马铃薯落在杠杆上的俯视示意图；

图14为小重量马铃薯落在杠杆上的正视示意图；

图15为自动脱钩示意图；

图16为本发明的工艺路线图；

图17为对小重量马铃薯进行分级的各驱动部件先后动作示意图；

图中：1第一机架，11车架，12主动滚轮，13从动滚轮，14第一电机，15链传动，16固定块，17第一气缸，18横梁，19导轨，2吊钩，21配重块，22吊箱，23固定杆，3清洗箱，31端盖，32进气管，33支撑杆，34第二气缸，35第一耳板，36第二耳板，4安装架，41风扇，42扇叶，43加热器，5第二机架，51第一输送带，52第二电机，53第一安装板，54第二安装板，55第一导向板，56第二导向板，6第三机架，61第二输送带，62第一接料斗，63第三电机，7第四机架，71漏斗，711海绵垫，72支撑架，721缺口，73轴套，74转轴，75支点，76杠杆，77第二接料斗，78砝码，79第四电机，8齿轮传动，80主动齿轮，81第三气缸，82第三输送带，83第四输送带，91大重量马铃薯，92小重量马铃薯，10行程开关。

具体实施方式

如图1至图15所示，本发明包括举升平移总成、清洗总成、干燥总成、疏导总成和分级总成，下面结合附图对本发明进行描述。

如图1、图2所示，举升平移总成包括第一机架1、车架11、主动滚轮12、从动滚轮13、第一电机14、链传动15、固定块16、第一气缸17、横梁18、导轨19、吊钩2、配重块21、吊箱22和固定杆23，第一机架1为框架结构，由若干型材焊接而成。在第一机架的顶部设有至少一对横梁18，在若干横梁的两端分别设有一导轨19，导轨与横梁垂直设置，且导轨为“┸”形的金属件。在第一机架的上方设有一车架11，在车架的前后两侧分别设有一对主动滚轮12和一对从动滚轮13，主动滚轮和从动滚轮上设有与导轨相配合的环形槽，导轨与环形槽配合实现车架的定向行走。在车架的顶部安装有第一电机14，在第一电机输出轴上固定有主动链轮，在连接两主动滚轮的轮轴上固定有一从动链轮，在主动链轮和从动链轮上连接有链条并组成链传动15；当第一电机输出旋转运动时，通过链传动带动车架的行走。当然，第一电机也可通过带传动或齿轮传动驱动车架的行走。自车架的底部向下延伸一固定块16，如图15所示，在固定块的底部固定安装一竖向放置的第一气缸17，在第一气缸17活塞杆的自由端固定安装一竖向放置的固定杆23，在固定杆上转动安装一吊钩2，吊钩的作用端用于钩挂吊箱22，在吊钩的安装端固定有配重块21。吊钩通过钢丝绳钩挂吊箱，当第一气缸活塞杆伸出时，便可实现吊箱的降落，直至吊箱与地面接触后，吊钩对吊箱的拉力作用消失，此时，配重块向下转动带动吊钩向上转动，实现吊钩的自然脱钩。吊箱包括四个侧壁和一个箱底，侧壁和箱底均为钢丝网。构成钢丝网的钢丝的直径应满足在吊箱中装满马铃薯后，吊箱无明显的变形。

如图1至图4所示，清洗总成包括清洗箱3、端盖31、进气管32、支撑杆33和第二气缸34，在第一支架中部的下方设有一清洗箱3，清洗箱为方形或圆形的金属桶，清洗箱中盛有清洗马铃薯的清水，在清洗箱下部的侧壁上设有排水管。在清洗箱的底部设有四个支撑杆33，清洗箱通过支撑杆设置在地面上。在清洗箱的底部还设有若干进气管32，在进气管中设有单向阀，防止清洗箱中的水流出，进气管的自由端通过管路与空气压缩机连通。图3、图4分别表示出了清洗箱为方向和圆形时候的进气管的布置图，在清洗箱的顶部设有端盖31，端盖的一端与清洗箱铰接连接，在端盖上设有叶轮以及驱动叶轮转动的气动马达，在端盖自由端的顶部设有一第二耳板36，在位于端盖安装端上方的第一机架上设有一第一耳板35，在第一耳板和第二耳板之间设有一第二气缸34，第二气缸缸筒与第一耳板铰接，第二气缸活塞杆自由端与第二耳板铰接。当第二气缸活塞杆做伸缩运动时，便可带动端盖自由端绕铰接点转动。当第二气缸活塞杆完全缩回时，端盖处于竖直状态，此时，可将吊箱放入清洗箱中。将吊箱放在清洗箱中后，可在进气管中通入空气，使得清洗箱中不断产生气泡，清水不断的翻滚将马铃薯表面的泥土除去。将端盖扣在清洗箱的顶部后，可启动气动马达，通过气动马达带动叶轮旋转，使得清水在清洗箱中流动形成漩涡，实现对马铃薯的清洗。

如图5所示，干燥总成包括安装架4、风扇41、扇叶42和加热器43，在第一机架的前后两侧分别设有一安装架4，在每一安装架上安装有风扇41，在两安装架的相对的一侧分别设有一加热器43，通过升降平移总成将吊箱中清洗完后的马铃薯运送到两加热器之间的位置，然后启动加热器和风扇41，风扇上的扇叶42将热空气吹在马铃薯上，实现对马铃薯的干燥。加热器的功率可调，以方便根据待干燥马铃薯的数量，调节加热器功率，实现节能。

如图6所示，疏导总成包括第二机架5、第一输送带51、第二电机52、第一安装板53、第二安装板54、第一导向板55、第二导向板56、第三机架6、第二输送带61、第一接料斗62和第三电机63，第二机架设置在第一机架的右端，第二机架的高度低于第一机架的高度，在第二机架上设有第一输送带51，第一输送带用于从左往右输送马铃薯，在第二机架的左右两端设有支撑输送带的辊轮，并在第二机架的一侧设有带动辊轮转动的第二电机52，在第二机架的前后两侧分别设有一竖立放置的第一安装板53，两第一安装板成对设置并布置在第二机架的左端，在每一第一安装板上固定安装有第一导向板55，第一导向板为“厂”字形的金属板、木板或塑料板，两第一导向板围成一个小端朝向第一输送带输送方向的锥形。在第二机架的前后两侧还分别固定安装一竖向放置的第二安装板54，第二安装板设置在第二机架的右端，第一安装板和第二安装板沿第一输送带的输送方向左右布置。在每一第二安装板上固定安装一第二导向板56，两第二导向板也围成一个小端朝向第一输送带输送方向的锥形，且两第二导向板围成的锥形结构的小端仅容一个马铃薯通过。将吊箱中的马铃薯倒在第一输送带上，马铃薯经第一输送带输送到第一导向板位置时，若干马铃薯经第一导向板的疏导后从第一导向板的小端流出，此时马铃薯占据的宽度变小。随后马铃薯到达第二导向板的位置，经第二导向板的疏导后马铃薯从第二导向板的小端流出，此时马铃薯单个的从第二导向板的小端流出。在第二机架的右端(落料端)设有第三机架6，第三机架的高度低于第二机架的高度，如图7所示，在第三机架上设有第二输送带61，在第二输送带上均匀设有若干第一接料斗62，第二接料斗用于接住从第一输送带上落下的马铃薯，在第三机架的一侧设有第三电机63，第三电机用于驱动支撑死二输送带的辊轮的转动，第三电机为步进电机。

如图8、图9所示，分级总成包括第四机架7、漏斗71、支撑架72、轴套73、转轴74、支点75、杠杆76、第二接料斗77、砝码78、第四电机79、齿轮传动8、主动齿轮80、第三气缸81、第三输送带82和第四输送带83，第四机架设置在第三机架的右侧，在第四机架左端的上部设有一漏斗71，漏斗的大端朝上并位于第二输送带最右端的下方，第一接料斗上的马铃薯可落在漏斗中。如图10、图11所示，为防止马铃薯的磕伤，在漏斗内壁上设有海绵垫711，海绵垫的形状与漏斗相同并紧贴漏斗的内壁。在第四机架的顶部设有一支撑架72，支撑架为方形的框架结构，支撑架包括固定在第四机架上的四根杆件以及固定在四根杆件底部的平板，在所述平板的顶部设有一轴套73，在轴套中转动安装一转轴74，在转轴的顶部固定有一支点75，在支点上设有一杠杆76，杠杆的一端位于漏斗的下方，并在该端的杠杆上设有一第二接料斗77，为避让马铃薯，在第二接料斗下方的平板上设有一缺口721，在杠杆的另一端设有一砝码78。落在漏斗中的马铃薯可落在第二接料斗中，当马铃薯的重量大于砝码重量时，设有第二接料斗的杠杆一端下落、设有砝码的杠杆一端上升，第二接料斗的深度很浅，第二接料斗下落到一定程度后，马铃薯在自身重力的作用下即可从第二接料斗中滚出。为确保马铃薯从第二接料斗中滚出，可在第二接料斗的底部设置一斜面。在转轴上固定有一从动齿轮，在位于轴套一侧的平板上设有一第四电机79，在第四电机输出轴上固定有主动齿轮80，主动齿轮与从动齿轮构成齿轮传动8。在垂直于杠杆摆动平面的方向上设有一第三气缸81，第三气缸竖向放置，第三气缸的缸筒固定在平板上。在杠杆的正下方设有第三输送带82，在第三输送带的一侧(前侧或后侧)设有一第四输送带83。在漏斗的下部设有计数器，计数器用于记录经漏斗落下的马铃薯的个数并向位于平板上的控制器发射脉冲信号，如图12所示，重量大于砝码重量的马铃薯(大重量马铃薯91)落在第二接料斗中后，可立即将杠杆的一端压下，然后马铃薯滚落在第三输送带上。重量小于砝码重量的马铃薯(小重量马铃薯92)落在第二接料斗中后，砝码一端重量大杠杆基本不动，设有砝码的杠杆一端与行程开关10接触，行程开关位于初始位置的杠杆下方，并安装在平台上。经短暂延时后，控制器控制第四电机动作，如图13所示，使得主动齿轮转动，进而带动转轴转动90度，此时，设有砝码的杠杆一端位于第三气缸活塞杆的正上方，第四电机停止动作；然后第三气缸活塞杆伸出，推动带有砝码的杠杆一端上升，直至第四气缸活塞杆完全伸出后，小重量马铃薯从第二接料斗中滚落在第四输送带上；随后第四气缸活塞杆缩回；带有砝码的杠杆一端下落，直至第四气缸活塞杆完全缩回时，带有砝码的杠杆一端重新位于低端；此时控制器控制第四电机反向转动90度，使得杠杆回到初始位置，此为一个工作循环。第三电机为步进电机，相邻两第一接料斗中的马铃薯落在漏斗中的时间稍大于一个工作循环的时间。

如图16所示，本发明依次对马铃薯进行清洗、干燥、疏导和分级工序，下面对本发明的工作过程进行描述。第一，第一气缸活塞杆伸出，将盛有待清洗的马铃薯的吊箱挂在吊钩上；然后驱动第一气缸活塞杆缩回，当第一气缸活塞杆完全缩回后，第一电机动作带动车架向第一机架的右侧移动，直至吊箱位于清洗箱的上方。第二，第二气缸活塞杆缩回动作将端盖打开，第一气缸活塞杆伸出将吊箱置于清洗箱中，当第一气缸活塞杆完全伸出后，挂钩自然脱钩；然后第一气缸活塞杆缩回，第二气缸活塞杆伸出将端盖扣在清洗箱上，然后通过进气管向清洗箱中通入空气，此时清洗箱中的清水涌动对马铃薯进行一次清洗；稍后停止通入空气，启动气动马达，此时清洗箱中的清水产生漩涡对马铃薯进行二次清洗；然后第二气缸活塞杆缩回将端盖再次打开，第一气缸活塞杆伸出，将吊箱挂在吊钩上；第一气缸活塞杆缩回使得吊箱置于高处，驱动第一电机动作使得吊箱置于两加热器之间。第三，启动风扇和加热器，通过风扇将加热器产生的热气吹在马铃薯上，实现对马铃薯的干燥。第四，驱动第一电机动作，将车架移动至第一机架的右端，将马铃薯倒在第一输送带上或放置在第一输送带上。第五，启动第二电机和第三电机，马铃薯经两级导向板的疏导后，一个一个的落在第一接料斗上，然后第一接料斗中的马铃薯落在漏斗中。第六，重量大于砝码重量的大重量马铃薯落在第二接料斗中，同时计数器计数一次，并向控制器发送脉冲信号，大重量马铃薯压破设有第二接料斗的杠杆一端下降，然后大重量马铃薯滚落在第三输送带上；如图17所示，重量小于砝码重量的小重量马铃薯落在第二接料斗中，同时计数器计数一次，并向控制器发送脉冲信号，控制器接收到脉冲信号后，经延时后向第四电机发出动作信号，第四电机动作驱动转轴转动90度，此时设有砝码的杠杆一端置于第三气缸的正上方；然后控制器驱动第三气缸动作，将设有砝码的杠杆一端顶起，使得小重量马铃薯落在第四输送带上；然后第三气缸活塞杆缩回，第四电机动作使得杠杆回到初始位置。控制器、行程开关、计数器、第四电机和第三气缸组成一控制电路，大重量马铃薯落在第二接料斗中后，计数器虽也向控制器发出脉冲信号，控制器向第四电机发出动作信号，使得第四电机延时后准备动作，但是在延时期间内大重量马铃薯将设有第二接料斗的杠杆一端压下，行程开关将控制电路断开，此时第四电机和第三气缸均不动作。

Claims (4)

1.一种马铃薯筛分装置，其特征是，包括升降平移总成、清洗总成、干燥总成、疏导总成和分级总成，

所述升降平移总成包括第一机架、车架、主从动滚轮、第一电机、第一气缸、吊钩和配重块，所述第一机架为框架结构，在所述第一机架的顶部设有一沿第一机架左右方向移动的车架，在所述车架的前侧设有从动滚轮，在所述车架的后侧设有主动滚轮，所述主动滚轮通过第一传动机构与位于机架上的第一电机连接；在所述车架的底部固定一竖向放置的第一气缸，在所述第一气缸活塞杆的自由端固定一竖向放置的固定杆，在所述固定杆上转动安装一钩挂盛装马铃薯的吊箱的吊钩，在所述吊钩的安装端设有一配重块；

所述清洗总成包括盛有清水的清洗箱和第二气缸，所述清洗箱设置在第一机架中部的下方，在所述清洗箱的底部设有与空气压缩机连通的进气管，在所述进气管中设有单向阀，在所述清洗箱的顶部铰接安装一端盖，在所述端盖的自由端与第一机架之间设有一第二气缸；

所述干燥总成包括安装架、风扇和加热器，两所述安装架分别设置在第一机架右端的前后两侧，在每一所述安装架上分别固定一风扇，两所述风扇相对设置并在两风扇相对的一端分别设有一加热器；

所述疏导总成包括第二机架、第一导向板、第二导向板、第一输送带、第二电机、第三机架、第二输送带、第一接料斗和第三电机，所述第二机架设置在第一机架的右端，在所述第二机架上安装有第一输送带以及驱动第一输送带运动的第二电机，在所述第二机架左端的前后两侧分别设有一第一导向板，两所述第一导向板位于第一输送带的上方并围成一个小端朝向第二机架右端的锥形；在所述第二机架右端的前后两侧分别设有一第二导向板，两所述第二导向板位于第一输送带的上方并围成一个小端朝向第二机架右端的锥形，且两所述第二导向板围成的锥形结构的小端仅容一个马铃薯通过；在所述第二机架的右端设有一第三机架，所述第三机架的高度低于第二机架，在所述第三机架上设有第二输送带以及驱动第二输送带运动的第三电机，所述第三电机为步进电机，在所述第二输送带上均匀设有若干第一接料斗；

所述分级总成包括第四机架、漏斗、支撑架、轴套、转轴、支点、杠杆、第二接料斗、砝码、第三气缸、第四电机、第三输送带和第四输送带，所述第四机架设置在第三机架的右端且所述第四机架高度低于第三机架，在所述第四机架左端的顶部设有一漏斗，在所述漏斗的下部设有一计数器；在所述第四机架的顶部设有一支撑架，在所述支撑架的底部设有一水平设置的平板，一轴线处于竖直方向的轴套固定在所述平板上，在所述轴套中转动安装一转轴，在所述转轴的顶部固定安装一支点，在所述支点上安装一杠杆，所述杠杆的一端位于漏斗的下方并在该端的杠杆上设有第二接料斗，在位于第二接料斗下方的平板上设有一避让马铃薯的缺口，在所述杠杆的另一端设有一砝码，在所述轴套一侧的平板上设有第四电机，所述第四电机通过第二传动机构与转轴连接；在垂直于所述杠杆摆动平面的平面内设有一竖向放置并固定在平板上的第三气缸，在设有砝码的所述杠杆一端的下方设有一与杠杆接触的行程开关，所述行程开关、计数器、第四电机和第三气缸的电磁阀分别通过导线与位于平板上的控制器电连接；在所述杠杆的正下方设有第三输送带，在所述第三输送带的一侧设有第四输送带；

在所述端盖上设置有叶轮以及驱动叶轮转动的气动马达；

所述第一传动机构为链传动机构、带传动机构或齿轮传动机构中的一种；

所述第二传动机构为齿轮传动机构。

2.根据权利要求1所述的一种马铃薯筛分装置，其特征是，在所述第一机架顶部的两端分别设有一横梁，在所述横梁上垂直固定安装一对导轨，所述主动滚轮和从动滚轮分别设置在导轨上。

3.根据权利要求2所述的一种马铃薯筛分装置，其特征是，所述导轨为的金属件，在所述主动滚轮和从动滚轮上分别设有与导轨配合的环形槽。

4.根据权利要求1所述的一种马铃薯筛分装置，其特征是，在所述漏斗的内壁上设有漏斗形的海绵垫。