CN106426479A - 一种桑枝取皮碎枝系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桑枝取皮碎枝系统，主要由延压部分、取皮部分、引导部分和碎枝部分组成。本发明克服了现有桑枝条剥皮、粉碎技术的局限，实现了取皮和枝杆粉碎的机械连续化作业。具有系统结构简单，用工少，生产效率高，能耗低等优势。并且剥取的桑皮及制成的桑枝碎粒品质好，完全能够满足各自后续加工的生产要求。

Description

一种桑枝取皮碎枝系统

技术领域

本发明涉及农机领域，具体是指一种桑枝取皮碎枝系统。

背景技术

桑树每年有二次伐条管理，将产生巨大的桑枝条资源。利用桑枝皮提取桑皮纤维，利用取皮后的桑枝杆粉碎成一定规格的碎粒用作纤维板、复合地板原料，菌类培养基等，有广泛的开发价值。现有桑枝剥皮大都采用人工剥皮，劳动强度大，效率低，浪费大；或有试验机械剥皮，因技术局限易使桑枝条过度破碎，对桑皮及纤维损伤大，也不利皮与碎屑的分离。现有枝条粉碎设备常用的结构设计和粉碎方式对桑枝碎粒规格控制较差，或存在粉碎过度，灰分多，材料制成率低；或粉碎作用不良，碎粒规格差异大，需采用多级粉碎才能达到工艺要求，设备机构复杂，生产效率低，影响其产品品质和加工成本。并且现有机械大都不具备桑枝取皮和碎枝一步进行的功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种桑枝取皮碎枝系统，通过本系统实现了取皮和枝杆粉碎的机械连续化作业，具有用工少，生产效率高，能耗低等优势。并且剥取的桑皮及制成的桑枝碎粒品质好，完全能够满足各自后续加工的生产要求。

本发明通过下述技术方案实现：

一种桑枝取皮碎枝系统，主要由延压部分，取皮部分，引导部分和碎枝部分组成；所述延压部分主要由进料槽、主剥辊、第一附剥辊、第二附剥辊和第三附剥辊组成。主剥辊与传动轴相连，第一附剥辊、第二附剥辊和第三附剥辊与机架相连，主剥辊和第一附剥辊、第二附剥辊和第三附剥辊的隔距从进口至出口由大逐步收小。

所述取皮部分主要由第一差速剥辊、第二差速剥辊、剥皮打手和原皮仓组成。第一差速剥辊、第二差速剥辊、剥皮打手均与传动轴相连，原皮仓设置在剥皮打手下部。

所述引导部分主要由引导口、第一转移罗拉、第二转移罗拉、第一喂入罗拉和第二喂入罗拉组成。第一转移罗拉、第二转移罗拉、第一喂入罗拉、第二喂入罗拉均与传动轴相连，引导口设置在第一转移罗拉和第二转移罗拉之间。

所述碎枝部分主要由粉碎仓、组合打手和出料仓组成。所述粉碎仓主要由上仓盖、下仓体、挡片和进料口组成。上仓盖与下仓体连接，且上仓盖与下仓体两端通过螺栓连接在机架上；下仓体底部为网格；挡片设置在上仓盖顶部，进料口设置在上仓盖和下仓体的侧面；所述组合打手主要由固定刀排、三叶打手座、活动打手轴、活动刀片、环形杆、限位隔距块和中心轴组成。固定刀排安装在三叶打手座的弧形基座上，中心轴的两端与粉碎仓上仓盖、下仓体相连，三叶打手座与中心轴相连，活动打手轴通过环形杆与三叶打手座相连，活动刀片活套在活动打手轴上，限位隔距块安装在活动打手轴上；出料仓位于下仓体下方。

实施过程中，桑枝条经进料槽喂入由主剥辊和位于其下方沿圆周分布的第一附剥辊、第二附剥辊和第三附剥辊组成的曲线延压区。所述主剥辊、第一附剥辊、第二附剥辊和第三附剥辊均为圆弧直齿沟槽罗拉，主剥辊与第一附剥辊、第二附剥辊和第三附剥辊间的隔距从进口至出口由大逐步收小。主剥辊与附剥辊及主剥辊与两组由相邻一对附剥辊构成的凹凸空间形成一组曲线延压通道。桑枝条在主剥辊与附剥辊组成的曲线通道和钳口连续的压力下，枝条因在曲屈状态下受持续增强的挤压力作用使桑皮破裂与芯杆分离。而枝杆因纤维和胶质含量高、韧性好，不会碎裂成节而呈扁条状，在第一差速剥辊和第二差速剥辊的牵引下输出。在主剥辊与附剥辊组成的延压通道出口上前方设置有由尼龙、工程塑料或韧性材料制作的方框形剥皮打手。经差速剥辊牵引输出的桑枝条在剥皮打手的打击振动下使桑皮彻底脱离芯杆，因自重下垂脱落收集入取皮机构下方的原皮仓。

分离后的枝杆经引导口、第一转移罗拉、第二转移罗拉、第一喂入罗拉和第二喂入罗拉送入碎枝部分的粉碎仓，先后受到三个方面的粉碎作用力：在枝条握持状态下，受来自于高速旋转的三叶打手座上安装的数列固定刀排的剪切和冲击打击作用；活套在随三叶打手座运动的活动打手轴上的成排活动刀片，在自身惯性和活动打手轴的驱动下作旋转或不规则运动，对断裂的桑枝碎节产生自由打击和碰撞作用，增加了打手每转动一圈对材料的打击、碰撞次数，且作用较温和；桑枝碎节在组合打手高速旋转打击产生的离心力作用下，与设置在上仓盖顶部的一组挡片发生撞击粉碎作用。通过上述对桑枝杆的剪切、冲击、打击、碰撞等作用力的综合作用，使其得到充分而适度的粉碎处理，减少了粉尘，提高了加工效率和产品制成率。粉碎达标的粒料通过下仓体底部的网格进入出料仓被收集。

进一步地，本发明公开了一种桑枝取皮碎枝系统的优选结构，即：主要由延压部分，取皮部分，引导部分和碎枝部分组成；所述延压部分主要由进料槽、主剥辊、第一附剥辊、第二附剥辊和第三附剥辊组成。主剥辊与传动轴相连，第一附剥辊、第二附剥辊和第三附剥辊与机架相连，主剥辊和第一附剥辊、第二附剥辊和第三附剥辊的隔距从进口至出口由大逐步收小。

所述取皮部分主要由第一差速剥辊、第二差速剥辊、剥皮打手和原皮仓组成。第一差速剥辊、第二差速剥辊、剥皮打手均与传动轴相连，原皮仓设置在剥皮打手下方。

所述引导部分主要由引导口、第一转移罗拉、第二转移罗拉、第一喂入罗拉和第二喂入罗拉组成。第一转移罗拉、第二转移罗拉、第一喂入罗拉、第二喂入罗拉均与传动轴相连，引导口设置在第一转移罗拉和第二转移罗拉之间。

所述碎枝部分主要由粉碎仓、组合打手和出料仓组成。所述粉碎仓主要由上仓盖、下仓体、挡片和进料口组成。上仓盖与下仓体连接，且上仓盖与下仓体两端通过螺栓连接在机架上；下仓体底部为网格；挡片设置在上仓盖顶部，进料口设置在上仓盖和下仓体的侧面；所述组合打手主要由固定刀排、三叶打手座、活动打手轴、活动刀片、环形杆、限位隔距块和中心轴组成。固定刀排安装在三叶打手座的弧形基座上，中心轴的两端与粉碎仓上仓盖、下仓体相连，三叶打手座与中心轴相连，活动打手轴通过环形杆与三叶打手座相连，活动刀片活套在活动打手轴上，限位隔距块安装在活动打手轴上；出料仓位于下仓体下方。

进一步地，所述延压部分的主剥辊与第一附剥辊、第二附剥辊和第三附剥辊均为圆弧直齿沟槽罗拉，主剥辊与第一附剥辊、第二附剥辊和第三附剥辊之间的间距可调节，以适应桑枝粗细变化大或干、湿桑枝加工的需要。

进一步地，所述取皮部分的第一差速剥辊和第二差速剥辊与主剥辊及第一附剥辊、第二附剥辊和第三附剥辊之间的线速度有一定的差值，第一差速剥辊和第二差速剥辊较快。

进一步地，所述取皮部分的剥皮打手的转轴与物料运动方向平行，剥皮打手一般为尼龙、工程塑料或韧性材料制作的方框形打手，其结构简单，材料柔韧性好，并可根据桑枝干、湿状态或皮与杆分离情况对打手速度进行调节，不会对桑皮造成损伤，或使桑枝断裂成节。

进一步地，所述碎枝部分的上仓盖与下仓体连接，且上仓盖与下仓体两端通过螺杆连接在机架上，便于组合打手的拆卸和安装。

进一步地，所述组合打手的每个三叶打手座弧形基座上安装3至5片固定刀排，固定刀排刀刃处截面结构形状为圆弧形，增加其结构强度。固定刀排与三叶打手座弧形基座呈一定角度安装，且两者之间采用可拆卸连接，便于拆卸和更换。

进一步地，所述组合打手的活动刀片每列为8至12片，活动刀片一端设有圆孔，活套在活动打手轴上，可绕活动打手轴自由转动，大大增加了组合打手每转动一圈对桑枝碎节的打击、碰撞次数，由于是自由打击，作用较温和。

进一步地，所述活套在活动打手轴上相的邻两只活动刀片间设置有限位隔距块，避免活动刀片集中在一起。并且通过对三组活动打手轴上隔距块位置的错位安装，使活动刀片空间分布均匀，对材料的处理不留死角。

进一步地，所述上仓盖的挡片为5至8片，挡片与上仓盖呈一定角度设置，挡片采用钢片制成。

进一步地，所述下仓体的底部为网格形式，采用普通板钢一体制造成型，保证了设备的结构强度。

进一步地，所述三叶打手座的弧形基座上安装的固定刀排采用渗碳钢制作，成型后进行淬火处理。

进一步地，所述活动打手轴上的活动刀片采用弹簧钢制作，且表面渗碳淬火。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果为：

（1）本发明能实现取皮和枝杆粉碎的机械连续化作业，用工少，生产效率高。除桑枝喂入由人工完成外，生产全过程半成品传输、桑枝取皮、桑皮收集、枝杆粉碎、碎粒收集均由系统自动完成。

（2）本发明能实现剪伐2个月以内的桑枝皮与杆的分离率可达98%以上，对纤维损伤小、杂物少。采用的以固定打手握持打击和活动打手自由打击及挡片撞击辅助作用相结合的粉碎方式，对材料处置适宜，不会造成打击剧烈；并且，该方式对韧性良好的桑枝芯杆作用适度，不会碎裂成节，便于输送和进一步加工。

（3）本发明能实现一次加工成型。不会出现粉碎过度，灰分多，材料制成率低下，需多次循环才能达到出料标准，生产效率低等问题。

附图说明

图1为本发明的结构图。

图2为本发明的粉碎仓结构图。

其中：1—料槽；2—主剥辊； 3—第一附剥辊；4—第二附剥辊；5—第三附剥辊；6—第一差速剥辊；7—第二差速剥辊；8—剥皮打手；9原皮仓；10—引导口；11—第一转移罗拉；12—第二转移罗拉；13—第一喂入罗拉；14—第二喂入罗拉；15—进料口；16—上仓盖；17—挡片；18—组合打手；19—下仓体；20—出料仓；201—中心轴；202—三叶打手座；203—固定刀排；204—活动刀片；205—活动打手轴；206—环形杆；207—限位隔距块。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1和图2所示，一种桑枝取皮碎枝系统，主要由延压部分，取皮部分，引导部分和碎枝部分组成。所述碎枝部分主要由粉碎仓、组合打手18和出料仓20组成。所述粉碎仓主要由上仓盖16、下仓体19、挡片17和进料口15组成。上仓盖16与下仓体19连接，且上仓盖16与下仓体19两端通过螺栓连接在机架上；下仓体19底部为网格；挡片17设置在上仓盖16顶部，进料口15设置在上仓盖16和下仓体19的侧面；所述组合打手18主要由固定刀排203、三叶打手座202、活动打手轴205、活动刀片204、环形杆206、限位隔距块207和中心轴201组成。固定刀排203安装在三叶打手座202的弧形基座上，中心轴201的两端与粉碎仓上仓盖16、下仓体19相连，三叶打手座202与中心轴206相连，活动打手轴205通过环形杆206与三叶打手座202相连，活动刀片204活套在活动打手轴205上，限位隔距块207安装在活动打手轴205上；出料仓20位于下仓体19下方。

所述组合打手18的每个三叶打手座弧形基座上安装3至5片固定刀排，固定刀排与三叶打手座202弧形基座呈一定倾角，有利于其剪切和切削作用的发挥。固定刀排203是本发明的主要切削、粉碎机件。当桑枝条在第一喂入罗拉13和第二喂入罗拉14钳持下喂入粉碎仓时，将受到高速旋转的三叶打手座202上安装的数列固定刀排203的剪切和冲击打击作用，使桑枝条初步断裂成一定规格的碎节，其长度可通过调节组合打手18的转速控制。固定刀排203刀刃处截面结构形状为圆弧形，采用渗碳钢制作，成型后进行淬火处理，增加其结构强度和使用寿命。固定刀排203与三叶打手座202之间采用可拆卸连接，便于拆卸和更换。

所述组合打手18的活动刀片每列为8至12片，采用弹簧钢制作，表面渗碳淬火。活动刀片204一端设有圆孔，活套在活动打手轴205上，可在自身惯性和活动打手轴205的驱动下绕活动打手轴205自由转动或作不规则运动。相邻两只活动刀片204间设置有限位隔距块207，避免活动刀片204集中在一起。

活动刀片204是本发明的补充打击、粉碎机件。其作用是对握持状态下经高速旋转的固定刀排203的剪切和冲击打击的桑枝碎节，通过无序地碰撞、打击、切割等方式，进行补充粉碎和打击，大大增加了组合打手18每转动一圈对桑枝碎节的打击、碰撞次数，且作用相对较温和。与固定刀排203配合使用可降低设备打手转速，减少灰分，提高产品制成率。并通过对三组活动打手轴205上隔距块207位置的错位排列，可使活动刀片204的空间分布更合理，对材料的处理不留死角。

所述上仓盖16顶部设置有5至8片与上仓盖16呈一定倾角的挡片17，挡片17采用钢片制成。其作用是使受组合打手18高速旋转打击的桑枝碎节在离心力作用下，与挡片17发生碰撞、冲击而起到辅助粉碎作用，增强了设备对材料的处理效果，提高了生产效率。

实施例2：

在实施例1的基础上，所述延压部分主要由进料槽1、主剥辊2、第一附剥辊3、第二附剥辊4和第三附剥辊5组成，主剥辊2与传动轴相连，第一附剥辊3、第二附剥辊4和第三附剥辊5与机架相连，主剥辊2和第一附剥辊3、第二附剥辊4和第三附剥辊5的隔距从进口至出口由大逐步收小；所述取皮部分主要由第一差速剥辊6、第二差速剥辊7、剥皮打手8和原皮仓9组成，第一差速剥辊6、第二差速剥辊7、剥皮打手8与传动轴相连，原皮仓9设置在剥皮打手8下方；所述引导部分主要由引导口10、第一转移罗拉11、第二转移罗拉12、第一喂入罗拉13和第二喂入罗拉14组成，第一转移罗拉11、第二转移罗拉12、第一喂入罗拉13、第二喂入罗拉14与传动轴相连，引导口10设置在第一转移罗拉11和第二转移罗拉12之间。

所述延压部分的主剥辊与第一附剥辊、第二附剥辊和第三附剥辊均为圆弧直齿沟槽罗拉，主剥辊与第一附剥辊、第二附剥辊和第三附剥辊之间的间距可调节，以适应桑枝粗细变化大或干、湿桑枝加工的需要。

所述取皮部分的第一差速剥辊和第二差速剥辊与主剥辊及第一附剥辊、第二附剥辊和第三附剥辊之间的线速度有一定的差值，第一差速剥辊和第二差速剥辊较快。

所述取皮部分的剥皮打手的转轴与物料运动方向平行，剥皮打手一般为尼龙、工程塑料或韧性材料制作的方框形打手，其结构简单，材料柔韧性好，并可根据桑枝干、湿状态或皮与杆分离情况对打手速度进行调节，不会对桑皮造成损伤，或使桑枝断裂成节。

桑枝条在主剥辊2、第一附剥辊3、第二附剥辊4和第三附剥辊5所组成的曲线延压通道和钳口连续压力下，枝条因在屈曲状态下受持续增强的挤压力作用使桑皮破裂与芯杆分离，而桑枝杆因纤维和胶质含量高、韧性好，不会碎裂成节而呈扁园条状输出，差速剥辊6、差速剥辊7的线速度大于主剥辊的线速度，在差速剥辊6、差速剥辊7的牵引和剥皮打手8的打击振动下，桑皮彻底脱离芯杆，因自重下垂脱落收集入取皮机构下方的原皮仓9 。

实施例3：

为提高机械效率和加工速率，常见的改进方法是提高组合打手转速，结构尺寸增加，材料改进，及设备加工方法和生产工艺的改进。但考虑设备制造及生产加工、能耗等综合成本，这些改进方案不易取得满意结果。

在实施例2的基础上，通过反复实验对组合打手中固定刀排的只数，进行了进一步的优化实验和改进。

为了得到最优的固定刀排的只数，本实施例分别试制了刀排数为2、3、4、5、6只，活动刀片数为10只的组合打手，进行刀排数对加工速率和制成率的影响实验。

实验过程中保持喂入罗拉和组合打手的转速一定（采用低速档），取5次实验的平均数据，实验结果如下表所示：

表一 固定刀排的只数与加工速率和制成率实验

刀片只数	2	3	4	5	6
						加工速率(kg/hr)	643	769	828	837	842
制成率（%）	93.1	94.3	94.9	92.1	90.2

由表一可知，随着刀排只数的增加，设备加工速率逐步提高，但产品灰分比重亦逐步增加，而制成率降低。根据实验情况，综合考虑设备制造成本、生产加工速率、制成率等因素，本发明采用的刀排数量以4只为最佳。

实施例4：

为提高机械效率和加工速率，常见的改进方法是提高组合打手转速，结构尺寸增加，材料改进，及设备加工方法和生产工艺的改进。但考虑设备制造及生产加工、能耗等综合成本，这些改进方案不易取得满意结果。

在实施例3的基础上，通过反复实验对组合打手中活动刀片的有无和数量，进行了进一步的优化实验和改进。

为了确定最佳活动刀片只数，本实施例在固定刀排数为4只的组合打手上，分别组装了数量为0、3、6、9、12、14只的活动刀片，进行活动刀片数对加工速率和成品率的影响实验。

实验过程中保持喂入罗拉和组合打手的转速一定（采用低速档），取5次实验的平均数据，实验结果如下表所示：

表二 活动刀片只数与加工速率比和成品率实验

刀片数	0	3	6	9	12	14
							加工速率(kg/hr)	606	697	756	809	821	832
制成率（%）	85.3	88.4	90.7	93.6	93.9	92.7

由表二可知，没有活动刀片时，仅靠作用剧烈的固定打手的打击，桑枝杆需多次循环往复处理才能透过网格进入出料仓，因此加工速率和制成率都较低；实验数据还表明，随着活动刀片只数的增加，设备加工速率逐步提高，产品制成率亦呈明显上升趋势。当活动刀片数增加至9只以后，设备加工速率和产品制成率上升幅度趋缓，产品制成率在活动刀片数达14只后还略有下降。因此，根据实验情况，综合考虑设备制造成本、生产加工速率、产品制成率等因素，本发明采用的活动刀片数以10－12片为最佳。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种桑枝取皮碎枝系统，其特征在于：所述系统主要由延压部分，取皮部分，引导部分和碎枝部分组成。

2.根据权利要求1所述的一种桑枝取皮碎枝系统，其特征在于：所述延压部分主要由进料槽（1）、主剥辊（2）、第一附剥辊（3）、第二附剥辊（4）和第三附剥辊（5）组成，主剥辊（2）与动力设备相连，第一附剥辊（3）、第二附剥辊（4）和第三附剥辊（5）与机架相连，主剥辊（2）和第一附剥辊（3）、第二附剥辊（4）和第三附剥辊（5）的隔距从进口至出口由大逐步收小。

3.根据权利要求1所述的一种桑枝取皮碎枝系统，其特征在于：所述取皮部分主要由第一差速剥辊（6）、第二差速剥辊（7）、剥皮打手（8）和原皮仓（9）组成，第一差速剥辊（6）、第二差速剥辊（7）、剥皮打手（8）均与传动轴相连，原皮仓（9）设置在剥皮打手（8）下方。

4.根据权利要求1所述的一种桑枝取皮碎枝系统，其特征在于：所述引导部分主要由引导口（10）、第一转移罗拉（11）、第二转移罗拉（12）、第一喂入罗拉（13）和第二喂入罗拉（14）组成，第一转移罗拉（11）、第二转移罗拉（12）、第一喂入罗拉（13）、第二喂入罗拉（14）均与传动轴相连，引导口（10）设置在第一转移罗拉（11）和第二转移罗拉（12）之间。

5.根据权利要求1所述的一种桑枝取皮碎枝系统，其特征在于：所述碎枝部分主要由粉碎仓、组合打手（18）和出料仓（20）组成；所述粉碎仓主要由上仓盖（16）、下仓体（19）、挡片（17）和进料口（15）组成；上仓盖（16）与下仓体（19）连接，且上仓盖（16）与下仓体（19）两端通过螺栓连接在机架上；下仓体（19）底部为网格；挡片（17）设置在上仓盖（16）顶部，进料口（15）设置在上仓盖（16）和下仓体（19）的侧面；所述组合打手（18）主要由固定刀排（203）、三叶打手座（202）、活动打手轴（205）、活动刀片（204）、环形杆（206）、限位隔距块（207）和中心轴（201）组成；固定刀排（203）安装在三叶打手座（202）的弧形基座上，中心轴（201）的两端与粉碎仓上仓盖（16）、下仓体（19）相连，三叶打手座（202）与中心轴（206）相连，活动打手轴（205）通过环形杆（206）与三叶打手座（202）相连，活动刀片（204）活套在活动打手轴（205）上，限位隔距块（207）安装在活动打手轴（205）上；出料仓（20）位于下仓体（19）下方。

6.根据权利要求2所述的一种桑枝取皮碎枝系统，其特征在于：所述延压部分的主剥辊（2）与第一附剥辊（3）、第二附剥辊（4）和第三附剥辊（5）均为圆弧直齿沟槽罗拉，主剥辊（2）与第一附剥辊（3）、第二附剥辊（4）和第三附剥辊（5）之间的间距可调节。

7.根据权利要求3所述的一种桑枝取皮碎枝系统，其特征在于：所述取皮部分的第一差速剥辊（6）和第二差速剥辊（7）与主剥辊（2）与第一附剥辊（3）、第二附剥辊（4）和第三附剥辊（5）之间的线速度有一定的差值，第一差速剥辊（6）和第二差速剥辊（7）较快。

8.根据权利要求3所述的一种桑枝取皮碎枝系统，其特征在于：所述取皮部分的剥皮打手（8）的转轴与物料运动方向平行，剥皮打手（8）一般为尼龙、工程塑料或韧性材料制作的方框形打手。

9.根据权利要求5所述的一种桑枝取皮碎枝系统，其特征在于：所述三叶打手座（202）的每个弧形基座上安装有3至5片固定刀排（203），固定刀排（203）与三叶打手座（202）弧形基座呈一定角度安装，两者之间采用可拆卸连接，刀片刀刃处截面结构形状为圆弧形。

10.根据权利要求5所述的一种桑枝碎枝设备，其特征在于：所述组合打手（18）的活动刀片（204）每组为8至12片，活动刀片（204）一端设有圆孔，活套在活动打手轴（205）上，可绕活动打手轴（205）自由转动；相邻两只活动刀片（204）间设置有限位隔距块（207）。