CN107570404A - 一种颗粒物自清理式双层筛分装置及筛分方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种颗粒物自清理式双层筛分装置，包括内层筛网、外层筛网、主动轴、外壳、角度调节框架、自清理毛刷，内层筛网、外层筛网均设置在外壳的内部，外层筛网位于外壳与内层筛网的中间，内层筛网和外层筛网为圆筒形状；内层筛网上均匀开内层圆孔，外层筛网上均匀开外层圆孔，外层圆孔直径小于内层圆孔直径，内层筛网内设置有主动轴，外壳设置在角度调节框架上；所述主动轴上设置有用于清理内层筛网的自清理毛刷。本发明还提供了一种颗粒物自清理式双层筛分方法。本发明通过两层筛网对颗粒物进行三级筛分，一次完成，效率高；设计的清网刷装置，能实现对筛网的自清理，方便整理；装置零件少且简单，设计、制造容易，拆装方便，投入成本低。

Description

一种颗粒物自清理式双层筛分装置及筛分方法

技术领域

本发明涉及一种筛分装置及筛分方法，具体涉及一种颗粒物自清理式双层筛分装置及筛分方法，属于颗粒物筛选技术领域。

背景技术

互联网的飞速发展催生了众多新兴行业，电子商务就是依托互联网发展而来的网络经济时代最重要的应用之一。截至2010年12月，网络购物用户规模达到1.61亿人，网购渗透率达到35.1％。2015年中国以18万亿元的电子商务交易总额跃居成为世界第一大网络零售市场。越来越多的电商平台应运而生，更多的人开始在电商平台上创建自己的“网店”，利用自身优势，售卖商品。

经过分析收集数据，我们发现常见的干散货(比如，枸杞、花生、葡萄干、去除了水分的香菇、红枣等)在销售量中异军突起。以新疆吐鲁番为例，每年吐鲁番葡萄干外销售10万 t左右，销往三十多个国家和地区，其中：直接从新疆出口约5000t。通过将葡萄干原料运到山东加工后，从大连、烟台、天津、青岛等出口到欧洲、澳洲、加拿大、俄罗斯约4.5万t；绿葡萄干出口至印度，韩国，日本和中东约2000t，其他销往马来西亚、新加坡、美国、哈萨克斯坦、菲律宾及中国台湾等国家和地区。

为了帮助“网店”解决葡萄干、枸杞等小颗粒干散货从筛选到包装的过程中，因为工作量大、强度高、机械化水平过低而导致的人工采集与包装效率低下，进而造成成本高、易腐败等问题,我们拟设计颗粒物自清理式双层筛分装置，快速方便将颗粒物分级，提高包装效率。当然，需要说明的是，本申请的颗粒物自清理式双层筛分装置也可以用于其他需要筛分颗粒物的领域，并不局限于网店使用，其他实体店铺、家庭、工厂等均可使用。

发明内容

不同粒径的干散货级别不同，市场售价不同，所以筛分是干散货包装前最重要的一个步骤。本发明正是针对现有对颗粒状干散货筛分效率低、包装速度慢等问题而提出的一种颗粒物自清理式双层筛分装置，通过两层筛网对颗粒物进行三级筛分，是一种结构简单、易于操作、适合推广的筛分装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种颗粒物自清理式双层筛分装置，包括内层筛网、外层筛网、主动轴、外壳、角度调节框架、自清理毛刷，内层筛网、外层筛网均设置在外壳的内部，外层筛网位于外壳与内层筛网的中间，内层筛网和外层筛网为圆筒形状；内层筛网上均匀开内层圆孔，外层筛网上均匀开外层圆孔，外层圆孔直径小于内层圆孔直径，内层筛网内设置有主动轴，外壳设置在角度调节框架上；所述主动轴上设置有用于清理内层筛网的自清理毛刷。

更进一步的方案是：

所述自清理毛刷由毛刷和连接件组成，通过连接件固定在主动轴上，通过对连接件的调节来调整毛刷与主动轴之间的距离。

更进一步的方案是：

所述角度调节框架用于调整筛分装置的倾角，与主动轴连接。

本发明还提供了一种颗粒物自清理式双层筛分方法，主要使用本发明公开的颗粒物自清理式双层筛分装置，并具体包括如下步骤：

颗粒物导入筛分机构，首先到达筛分机构的内层筛网；内层筛网上的内层圆孔，阻拦大粒径颗粒物，使小粒径颗粒物掉落至外层筛网，大粒径颗粒物顺着有倾斜角的筛分机构的内层筛网的底部出口掉出；外层筛网上的外层圆孔，阻拦粒径比外层圆孔直径大的小粒径颗粒物，使粒径比外层圆孔直径小的果柄、果把、粒径不合格的颗粒物掉落至外壳；小粒径颗粒物顺着有倾斜角的筛分机构的外层筛网和内层筛网之间的底部出口掉出；而粒径比外层圆孔直径小的果柄、果把、粒径不合格的颗粒物则顺着有倾斜角的筛分机构的外层筛网和外壳之间的底部出口掉落至废料盒；最终，达到产品筛分并去除杂质的目的，筛分工作完成。

更进一步的方案是：

筛分工作进行时，通过对连接件的调节调整毛刷与主动轴之间的距离，调整毛刷正好触及内层筛网，筛网转动带动毛刷左右摆动，轻微搅动颗粒物促进筛分，并且防止堵网；筛分工作完成后，再次调节连接件，加大毛刷与主动轴之间的距离，使毛刷从外层筛网的筛孔中穿出；此时毛刷紧密接触筛网，通过滚筒筛的空转达到清网效果。

更进一步的方案是：

所述筛分机构的倾斜角为5°。

本发明通过两层筛网对颗粒物进行三级筛分，一次完成，效率高；本发明设计的清网刷装置，能实现对筛网的自清理，方便整理；本发明的装置零件少且简单，设计、制造容易，拆装方便，投入成本低。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明侧面示意图；

图3为本发明自清理毛刷的连接件示意图；

图4为颗粒物平面运动分析示意图；

图5颗粒物在滚筒筛内的受力分析；

图6滚筒筛适宜转速与半径的关系。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

如附图1所示，一种颗粒物自清理式双层筛分装置，包括内层筛网1、外层筛网2、主动轴3、外壳4、角度调节框架5、自清理毛刷6，内层筛网、外层筛网均设置在外壳的内部，外层筛网位于外壳与内层筛网的中间，内层筛网和外层筛网为圆筒形状；内层筛网1上均匀开内层圆孔，外层筛网2上均匀开外层圆孔，外层圆孔直径小于内层圆孔直径，内层筛网内设置有主动轴，外壳设置在角度调节框架5上；所述主动轴上设置有用于清理内层筛网的自清理毛刷6。

如附图3所示，所述自清理毛刷6由毛刷和连接件组成，通过连接件固定在主动轴3上，通过对连接件的调节来调整毛刷与主动轴之间的距离。

所述角度调节框架5用于调整筛分装置的倾角，与主动轴3连接。

如附图1、2所示，作为本发明的一个实施例，本发明的颗粒物自清理式双层筛分装置还包括前后支脚，支脚上安装有角度调节框架5，其中后支脚由后支脚固定连接件7以及竖形方管8组成，后支脚固定连接件7与角度调节框架相连，前支脚由第一前支脚固定连接件9、角度调节杆10、第二前支脚固定连接件11组成，其中第一前支脚固定连接件9用于与角度调节框架相连，角度调节杆10位于第一前支脚固定连接件9和第二前支脚固定连接件11之间，用于调整角度调节框架的倾斜角。

作为本发明的一个优化的实施例，在两个前支脚之间，两个后支脚之间，都设置有横向连接件12，用于固定整个筛分装置。

作为本发明的一个实施例，本发明提供了一种颗粒物自清理式双层筛分方法，具体包括如下步骤：

颗粒物导入筛分机构，首先到达筛分机构的内层筛网1；内层筛网上的内层圆孔，阻拦大粒径颗粒物，使小粒径颗粒物掉落至外层筛网2，大粒径颗粒物顺着有倾斜角的筛分机构的内层筛网的底部出口掉出；外层筛网2上的外层圆孔，阻拦粒径比外层圆孔直径大的小粒径颗粒物，使粒径比外层圆孔直径小的果柄、果把、粒径不合格的颗粒物掉落至外壳；小粒径颗粒物顺着有倾斜角的筛分机构的外层筛网2和内层筛网1之间的底部出口掉出；而粒径比外层圆孔直径小的果柄、果把、粒径不合格的颗粒物则顺着有倾斜角的筛分机构的外层筛网2和外壳4之间的底部出口掉落至废料盒；最终，达到产品筛分并去除杂质的目的，筛分工作完成。

筛分工作进行时，通过对自清理毛刷6的连接件的调节调整毛刷与主动轴之间的距离，调整毛刷正好触及内层筛网1，筛网转动带动毛刷左右摆动，轻微搅动颗粒物促进筛分，并且防止堵网；筛分工作完成后，再次调节连接件，加大毛刷与主动轴之间的距离，使毛刷从外层筛网的筛孔中穿出；此时毛刷紧密接触筛网，通过滚筒筛的空转达到清网效果。

作为本发明的一个优化的实施例，为了达到较好的筛分效果，筛分机构的倾斜角设置为 5°。滚筒筛筒体的安装倾角θ直接影响颗粒物在筛筒体内完成一个循环运动时沿轴向前进的距离，从而影响停留时间、筛分效率等。在筛筒体长度和转速一定的情况下，倾角的增加缩短了颗粒物停留时间，提高了物料通过量。使颗粒物在筛筒体内的运动循环次数减少，降低了筛分效率。倾角较小时，需要提高筒体转速以保证处理能力，颗粒物在筛筒体内的循环翻滚次数增多，有利于颗粒物的筛分。根据分析，筛分机构的安装倾角在5°较为适宜。

作为本发明的一个优化的实施例，由于筛分机构转速会直接影响筛分效果，本发明对转速进行优化设计，具体如下：

由于物料在滚筒筛内的运动过程较为复杂。在研究滚筒筛内物料的运动规律时，首先设计作出如下假设：

物料随筒体的转动沿筒体轴线作螺旋筛分运动，暂不考虑内部筛孔以及清网装置对物料运动过程的影响；

不考虑物料之间的相互干扰。

首先：计算颗粒物的脱离角α

颗粒物在如附图4所示的平面内运动。

圆周运动轨迹方程：(x-rconα)²+(y+rsinα)²＝r² o≤r≤R

抛物线运动轨迹方程：

式中：r为颗粒物在xoy平面内距筛体轴线的距离；α为颗粒物的脱离角。

圆周运动轨迹与抛物线运动轨迹相交于两点，设其中一点为原点。两点坐标分别为o(0， 0)和B(4rsin²αcosα，-4rsinαcos²α)。抛物线运动轨迹最高点设为点D(x_D,y_D)。

通过对抛物线轨迹方程求导计算D点坐标。

解得：x_D＝rsin²αcosα

为使筛分效率最大，需要获得最大的抛落落差，即计算(y_D-y_B)的最大值。

解得：α＝35.264°

其次：计算滚筒筛转速和半径的关系

颗粒物在滚筒筛内受力分析如图5所示。

易得：

可得:

式中：C为颗粒物所受向心力；m为颗粒物质量，单位为kg；v为颗粒物的切向线速度，单位为m/s；n为滚筒筛的转速，单位为r/min。

当脱离角度α达到最优时(上面计算得出α＝35.264°)，我们结合颗粒物自身特性和实验得到的实际数据，最后将滚筒筛转速与半径的关系确定如图6所示。可以看出，随着滚筒筛半径的增加，滚筒筛的适宜转速略有降低。

在本发明的一个实施例中，设置的筛分装置直径为0.34m，所以选定转速为24r/min。其他规格的筛分装置的速度可以类推。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (6)

1.一种颗粒物自清理式双层筛分装置，其特征在于：包括内层筛网(1)、外层筛网(2)、主动轴(3)、外壳(4)、角度调节框架(5)、自清理毛刷(6)，内层筛网、外层筛网均设置在外壳的内部，外层筛网位于外壳与内层筛网的中间，内层筛网和外层筛网为圆筒形状；内层筛网(1)上均匀开内层圆孔，外层筛网(2)上均匀开外层圆孔，外层圆孔直径小于内层圆孔直径，内层筛网内设置有主动轴，外壳设置在角度调节框架(5)上；所述主动轴上设置有用于清理内层筛网的自清理毛刷(6)。

2.根据权利要求1所述的颗粒物自清理式双层筛分装置，其特征在于：

所述自清理毛刷(6)由毛刷和连接件组成，通过连接件固定在主动轴(3)上，通过对连接件的调节来调整毛刷与主动轴之间的距离。

3.根据权利要求1所述的颗粒物自清理式双层筛分装置，其特征在于：

所述角度调节框架(5)用于调整筛分装置的倾角，与主动轴(3)连接。

4.一种颗粒物自清理式双层筛分方法，其特征在于：使用权利要求1-3任一权利要求所述的颗粒物自清理式双层筛分装置，并具体包括如下步骤：

颗粒物导入筛分机构，首先到达筛分机构的内层筛网；内层筛网上的内层圆孔，阻拦大粒径颗粒物，使小粒径颗粒物掉落至外层筛网，大粒径颗粒物顺着有倾斜角的筛分机构的内层筛网的底部出口掉出；外层筛网上的外层圆孔，阻拦粒径比外层圆孔直径大的小粒径颗粒物，使粒径比外层圆孔直径小的果柄、果把、粒径不合格的颗粒物掉落至外壳；小粒径颗粒物顺着有倾斜角的筛分机构的外层筛网和内层筛网之间的底部出口掉出；而粒径比外层圆孔直径小的果柄、果把、粒径不合格的颗粒物则顺着有倾斜角的筛分机构的外层筛网和外壳之间的底部出口掉落至废料盒；最终，达到产品筛分并去除杂质的目的，筛分工作完成。

5.根据权利要求4所述的颗粒物自清理式双层筛分方法，其特征在于：

筛分工作进行时，通过对连接件的调节调整毛刷与主动轴之间的距离，调整毛刷正好触及内层筛网，筛网转动带动毛刷左右摆动，轻微搅动颗粒物促进筛分，并且防止堵网；筛分工作完成后，再次调节连接件，加大毛刷与主动轴之间的距离，使毛刷从外层筛网的筛孔中穿出；此时毛刷紧密接触筛网，通过滚筒筛的空转达到清网效果。

6.根据权利要求4所述的颗粒物自清理式双层筛分方法，其特征在于：

所述筛分机构的倾斜角为5°。