CN109795884B - 一种利用输送气流控制物料抛撒过程的输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业机械技术领域的一种利用输送气流控制物料抛撒过程的输送装置，包括输送管道，输送管道的出料管段配置有一对落料方向导向管组；输送管道配置有将物料和输送气流分开的部件，该部件包括设于输送管道内的隔离板，隔离板将输送管道内腔分隔成物料通道和纯气流通道；每个落料方向导向管组分为降低物料喷射速度的阻挡气流通管和一对相对设置的导向气流通管，阻挡气流通管和导向气流通管与纯气流通道连通，两个导向气流通管用于生成导向气流并导引物料的抛撒方向。使其能在输送物料的过程中分离物料和输送气流，并且利用输送气流控制物料的抛撒方向以及速度，显著减弱物料在输送时的碰撞作用。

Description

一种利用输送气流控制物料抛撒过程的输送装置

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体来说，是花生联合收获设备的气力输送系统。

背景技术

花生是中国重要的油料作物和蛋白资源，其常年种植面积、总产量均稳居世界前两位，是中国的优势农产品之一。随着传统主产区及新疆、东北等地区规模化生产发展，高效花生收获设备需求迫切，国内相关研发团队重点开展了大中型高效花生联合收获装备研发，各大农场均从美国、加拿大等国引进了大型花生联合收获系列装备。

国内外颗粒物料输送装置一般采用气力输送、刮板升运链、螺旋绞龙输送等三种形式。花生联合收获时，经过摘果、清选后的花生荚果需要专门的输送装置将其运送至料仓内，其中，气力输送机构具有结构最简单、成本最低、效率最高、节省整机空间等优点。在实际应用中，气力输送是被广泛应用的一种花生荚果输送形式，发达国家的花生收获设备的荚果输送环节多以气力输送为主。

采用气力输送装置向料仓输送物料，物料在气流作用下由出料口抛出，由于出料口气流方向是固定的，因此物料会落在料仓同一区域内，由于花生荚果本身流动性差，导致该处物料很快堆积隆起为“金字塔”状，无法充满料仓四周各区域内，料仓容积不能充分利用。此外，由于出料口气流携带荚果高速射出，荚果会以较高的速度撞击料仓仓壁，导致荚果的裂荚率、破碎率明显上升。为解决抛撒不均匀、碰撞破损的问题，市场上也相继采取了一些措施，但实际应用效果很差，原因如下：现有的颗粒物料均匀铺放装置一般采用旋转叶轮、螺旋推送等结构形式。旋转叶轮式结构一般配置在出料口，利用出料口气流使叶轮旋转，叶轮的叶片旋转将物料打散、抛撒在料仓内。该结构存在3点不足：1.由于叶轮借助出料口风速旋转，因此叶轮只能配置在出料口的一侧，叶轮只能按一个方向旋转，物料的抛撒也只能是单方向的，出料口位于料仓中部时不能均匀覆盖料仓；2.花生荚果随气流高速射出，首先击打在叶轮的叶片上再由叶片旋转抛撒，荚果与叶片的碰撞导致裂荚、破损；3、花生收获后物料中会含有少量断枝断秧和残膜，很容易缠绕在叶轮周围，导致叶轮无法旋转工作。另外，螺旋推送式结构存在4点不足：1、需要额外配置动力源、且动力需求大；2、结构复杂且需要为其配置传动机构；3、只能沿螺旋轴线方向均撒物料；4、螺旋叶片在推送花生荚果时，螺旋叶片的挤压会导致荚果破碎。

现有的降低气力输送抛撒后花生裂荚、破损的方法主要为：1、在料仓壁覆盖橡皮垫，减小荚果对料仓壁的冲击力；2、在出料口加装挡料橡胶帘，荚果射出后由橡胶帘阻挡减速，用以减小荚果对料仓壁冲击力。上述方法无法从根源上解决花生荚果的碰撞问题，实际应用中，荚果高速撞击在橡胶板上也会引起荚果的裂荚，破损。应从根源上，即从减小出料口物料射出速度方面考虑，解决荚果高速碰撞问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用输送气流控制物料抛撒过程的输送装置，能够在输送物料的过程中分离物料和输送气流，并且利用输送气流控制物料的抛撒方向以及速度，解决了物料在输送时产生碰撞的问题，并且能够实现物料堆放按需分配的要求。

本发明的目的是这样实现的：一种利用输送气流控制物料抛撒过程的输送装置，包括输送管道，所述输送管道的进料管段接通配置有大型离心风机的风源，所述输送管道的出料管段置顶设置且处于料仓的上部进料侧的位置，其特征在于：

所述输送管道的出料管段配置有一对落料方向导向管组，以垂直于出料管段出口端面的视角为准，两个落料方向导向管组分别布置在输送管道的出料管段左右侧，所述输送管道配置有将物料和输送气流分开的部件，该部件包括如下部分：

弧形管结构的弯管段，该弯管段设置为输送管道主体部分与出料管段之间的圆弧过渡结构；

设于输送管道内壁上的隔离板，该隔离板具有延伸方向与出料管段轴向相一致的、且处于出料管段之内的平板部，以及处于弯管段之内的、且与平板部平滑接续的弧形板部，所述弧形板部的弧形结构与弯管段的弧形结构相适配；

所述隔离板将输送管道内腔分隔为容物料通过的物料通道以及流通纯输送气流的纯气流通道，且所述物料通道处于纯气流通道之上；

其中，所述纯气流通道的出气侧分隔为两组相互隔开的、分别接通两个落料方向导向管组的出气气路，两组出气气路以垂直于出料管段出口端面的视角为准左右对称布置，每组出气气路均由相互隔开的阻挡气流通道和导向气流通道组成；

每个落料方向导向管组包括如下部分：

阻挡气流通管，该阻挡气流通管的进风端与阻挡气流通道的出风端接通，该阻挡气流通管的出风端斜对物料通道出口端面且偏下方倾斜，按照输送方向该阻挡气流通管的出风端处于物料通道出口端面的正前方上侧位置并与物料通道出口端端面之间留有间隙；

导向气流通管，该导向气流通管的进风端与导向气流通道的出风端接通，按照输送方向该导向气流通管的出风端处于物料通道出口端面的前方；

其中，两个落料方向导向管组的导向气流通管的出风端朝向平行于物料通道出口端端面且偏下倾斜，以垂直于物料通道出口端端面的视角为准两个导向气流通管的出风端左右对称且相对布置。

进一步地，所述物料通道出口端、导向气流通管的出风端、阻挡气流通管的出风端按照输送方向依次布置，所述导向气流通管的出风端、阻挡气流通管的出风端相互接近。

进一步地，每个导向气流通管均配置有风门板，所述风门板滑动穿装在导向气流通管上且用于控制导向气流通管的流量。

进一步地，设所述隔离板的弧形板部的圆心角角度为β，设所述弯管段的圆心角角度为α，上述两个圆心角角度值存在如下的数学关系：β＝α/3。

进一步地，设所述物料通道出口端端面与阻挡气流通管的出风端之间的距离为L，设物料通道内腔的高度为h,两个参数存在如下的数学关系：L>h。

进一步地，所述阻挡气流通管的出风端的朝向与物料通道出口方向形成的夹角θ为45°。

进一步地，两个阻挡气流通管的出风端齐平设置且连成一体，设阻挡气流通管的出风端宽度为b，设物料通道的宽度为g，两个参数存在如下的数学关系：g＝2b。

进一步地，所述阻挡气流通道、导向气流通道均为弧形结构。

进一步地，每组出气气路的阻挡气流通道、导向气流通道均由一对同轴的弧形导流板形成。

进一步地，所述阻挡气流通管的出风端与导向气流通管的出风端连成一体，且两个导向气流通管的出风端连成一体。

本发明的有益效果在于：能够在输送物料的过程中分离物料和输送气流，并且能够将输送气流输送到纯气流通道，通过两个落料方向导向管组分流成导向气流和阻挡气流，其中阻挡气流起到了降低物料喷射速度的作用，导向气流则起到了控制物料抛撒方向的作用，能够充分地回收利用输送管道内的高速输送气流，以达到控制物料的抛撒方向、速度的目的，无需对输送气流提供额外的动力，实现一气多用、节省能源的目的；其中，阻挡气流用于降低物料的射出速度，使得物料在降低速度后受自重落入料仓，便于物料堆放，有效地避免了物料在输送时产生的碰撞问题，极大地降低了物料的碰撞破损率；导向气流用于引导物料抛撒方向，导向气流分成方向相对的两股，两股导向气流可将物料分别吹至料仓的两侧，使得物料能够均匀覆盖料仓内腔的边缘及中部区域，使得物料能够充满料仓，达到充分利用料仓内腔容积的目的；另外，可依据不同花生品种、荚果含水率等情况，适当调节风门板的位置，按需调节各导向气流通管的风量、风速大小，有效提高气流利用率，还可根据料仓内腔的堆放要求，调节料仓内腔各处的物料抛撒量，实现物料堆放按需调配的目的。

附图说明

图1是装置的安装位置示意图。

图2是落料方向导向管组的布置示意图。

图3是隔离板的布置示意图。

图4是导向气流通道、阻挡气流通道的布置示意图。

图5是弧形导流板的分布示意图。

图6是落料方向导向管组的立体结构示意图。

图7是导向气流出风管段的出风方向示意图。

图8是阻挡气流通管的立体结构示意图。

图9是阻挡气流出风管段与物料通道的位置关系示意图。

图10阻挡气流出风管段与物料通道的结构关系示意图。

图中，1大型离心风机，2输送管道，201弯管段，201a外圆管壁，201b内圆管壁，202物料通道，203纯气流通道，204隔离板，204a弧形板部，204b平板部，205阻挡气流通道，206导向气流通道，207弧形导流板，208出料管段，3落料方向导向管组，301阻挡气流通管，302导向气流通管，303风门板，4料仓。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

如图1-10所示，一种利用输送气流控制物料抛撒过程的输送装置，包括输送管道2，输送管道2的进料管段接通配置有大型离心风机1的风源，输送管道2的出料管段208置顶设置且处于料仓4的上部进料侧的位置。

上述输送管道2的出料管段208配置有一对落料方向导向管组3，以垂直于出料管段208出口端面的视角为准，两个落料方向导向管组3分别布置在输送管道2的出料管段208左右侧，输送管道2配置有将物料和输送气流分开的部件，该部件包括如下部分：

弧形管结构的弯管段201，该弯管段201设置为输送管道2主体部分与出料管段208之间的圆弧过渡结构；

设于输送管道2内壁上的隔离板204，该隔离板204具有延伸方向与出料管段208轴向相一致的、且处于出料管段208之内的平板部204b，以及处于弯管段201之内的、且与平板部204b平滑接续的弧形板部204a，弧形板部204a的弧形结构与弯管段201的弧形结构相适配；

上述隔离板204将输送管道2内腔分隔为容物料通过的物料通道202以及流通纯输送气流的纯气流通道203，且物料通道202处于纯气流通道203之上；

其中，纯气流通道203的出气侧分隔为两组相互隔开的、分别接通两个落料方向导向管组3的出气气路，两组出气气路以垂直于出料管段208出口端面的视角为准左右对称布置，每组出气气路均由相互隔开的阻挡气流通道205和导向气流通道206组成。

上述隔离板204实现了物料的隔离和输送气流的导入收集，输送气流携带花生荚果向上提升，在输送至弯管段201时，花生荚果的输送方向由竖直转为水平，由于离心力和惯性力作用，花生荚果会紧贴弯管段201的外圆管壁201a完成转向，而弯管段201的内圆管壁201b处几乎没有花生荚果，因此在弯管段201荚果转向聚集处的下方设置隔离板204，能够实现物料和输送气流的分离，把花生荚果分离在隔离板204上方，输送气流导入隔离板204下方。

上述落料方向导向管组3包括如下部分：

阻挡气流通管301，该阻挡气流通管301的进风端与阻挡气流通道205的出风端接通，该阻挡气流通管301的出风端斜对物料通道202出口端面且偏下方倾斜，按照输送方向该阻挡气流通管301的出风端处于物料通道202出口端面的正前方上侧位置并与物料通道202出口端端面之间留有间隙；

导向气流通管302，该导向气流通管302的进风端与导向气流通道206的出风端接通，按照输送方向该导向气流通管302的出风端处于物料通道202出口端面的前方；

其中，两个落料方向导向管组3的导向气流通管302的出风端朝向平行于物料通道202出口端端面且偏下倾斜，以垂直于物料通道202出口端端面的视角为准两个导向气流通管302的出风端左右对称且相对布置。

当物料由物料通道202出口抛出时，受到左侧导向气流通管302的出风端吹出的左上至右下的导向气流，部分物料沿这股导向气流方向被吹散、抛撒至料仓4右侧；同时，物料也会受到右侧导向气流通管302的出风端吹出的由右上至左下的导向气流，使得部分物料被吹散、抛撒至料仓4左侧；另外，剩余部分物料，未及时被两股气流吹撒至两侧，而落至出料口正下方即料仓4的中部区域。因此，由物料通道202出口抛出的物料，在导向气流和阻挡气流的综合作用下，被均匀抛撒至料仓4的左侧、右侧、中部等三处；物料由物料通道202的出口射出瞬间，受到阻挡气流通管301喷出的阻挡气流的阻挡作用，物料运动速度大小和方向将会突变，物料运动速度在逆向风阻作用下变小，运动方向由水平变为斜向下方。由于物料运动速度减小，因此物料落入料仓4时与料仓4内壁的碰撞作用明显减弱，受到料仓4内壁的反作用力减小，最终使得物料碰撞破损率减小。

上述物料通道202出口端、导向气流通管302的出风端、阻挡气流通管301的出风端按照输送方向依次布置，并且导向气流通管302的出风端、阻挡气流通管301的出风端相互接近，物料在迅速降速的瞬间就能够被导向气流导引到料仓4的左右两侧位置。

每个导向气流通管302均配置有风门板303，风门板303滑动穿装在导向气流通管302上且用于控制导向气流通管302的流量。可依据不同花生品种、荚果含水率等情况，按照实际需求调节分配至各导向气流通道302的风量和风速大小，有效提高气流利用率。此外，在抛撒物料的过程中，还可根据料仓4的实际堆放情况，适当调节风门板303的位置，调节料仓4各处的物料抛撒量，实现物料堆放按需调配的目的。简而言之，就是如果发现料仓4某一侧物料的堆放高度较低，则需要提高对应料仓4这一侧的导向气流通管302的出风量，那么可以将此导向气流通管302的风门板303向外侧滑移，以生成相对较大的导向气流，使得物料能够在增大的导向气流的导引下更多的被抛撒到料仓4中物料堆放高度相对较低的一侧，以解决物料抛撒不均匀的问题。

设隔离板204的弧形板部204a的圆心角角度为β，设弯管段201的圆心角角度为α，上述两个圆心角角度值存在如下的数学关系：β＝α/3；如果隔离板204的弧形板部204a弧长太长则花生荚果容易混入下方的纯气流通道203，太短则导致分离出来的输送气流的风压、流量太小。弯管段201的圆心角角度α为60°-90°，弯管段201的内圆半径R为输送管道2横截面高度的2倍以上；隔离板204与内圆管壁201b之间的距离为输送管道2横截面高度的三分之一。

设物料通道202出口端端面与阻挡气流通管301的出风端之间的距离为L，设物料通道202内腔的高度为h,两个参数存在如下的数学关系：L>h。以保证阻挡气流通管301的阻挡气流不会将物料反吹到物料通道202内，避免了物料回流现象。

上述阻挡气流通管301的出风端的朝向与物料通道202出口方向形成的夹角θ为45°，可使得物料能够在受阻降速的同时受阻挡气流的导引作用向下降落。

两个阻挡气流通管301的出风端齐平设置且连成一体，设阻挡气流通管301的出风端宽度为b，设物料通道202的宽度为g，两个参数存在如下的数学关系：g＝2b。两个阻挡气流通管301的出风端气流可以有效地覆盖物料通道202的出口端端面，以全面阻挡物料通道202的出口端喷射出的物料。

上述阻挡气流通道205、导向气流通道206均为弧形结构。

每组出气气路的阻挡气流通道205、导向气流通道206均由一对同轴的弧形导流板207形成，导流效果好，使得风阻较小，减少风力损耗。

上述阻挡气流通管301的出风端与导向气流通管302的出风端连成一体，且两个导向气流通管302的出风端连成一体，以保证结构强度。

以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用输送气流控制物料抛撒过程的输送装置，包括输送管道(2)，所述输送管道(2)的进料管段接通配置有大型离心风机(1)的风源，所述输送管道(2)的出料管段(208)置顶设置且处于料仓(4)的上部进料侧的位置，其特征在于：

所述输送管道(2)的出料管段(208)配置有一对落料方向导向管组(3)，以垂直于出料管段(208)出口端面的视角为准，两个落料方向导向管组(3)分别布置在输送管道(2)的出料管段(208)左右侧，所述输送管道(2)配置有将物料和输送气流分开的部件，该部件包括如下部分：

弧形管结构的弯管段(201)，该弯管段(201)设置为输送管道(2)主体部分与出料管段(208)之间的圆弧过渡结构；

设于输送管道(2)内壁上的隔离板(204)，该隔离板(204)具有延伸方向与出料管段(208)轴向相一致的、且处于出料管段(208)之内的平板部(204b)，以及处于弯管段(201)之内的、且与平板部(204b)平滑接续的弧形板部(204a)，所述弧形板部(204a)的弧形结构与弯管段(201)的弧形结构相适配；

所述隔离板(204)将输送管道(2)内腔分隔为容物料通过的物料通道(202)以及流通纯输送气流的纯气流通道(203)，且所述物料通道(202)处于纯气流通道(203)之上；

其中，所述纯气流通道(203)的出气侧分隔为两组相互隔开的、分别接通两个落料方向导向管组(3)的出气气路，两组出气气路以垂直于出料管段(208)出口端面的视角为准左右对称布置，每组出气气路均由相互隔开的阻挡气流通道(205)和导向气流通道(206)组成；

每个落料方向导向管组(3)包括如下部分：

阻挡气流通管(301)，该阻挡气流通管(301)的进风端与阻挡气流通道(205)的出风端接通，该阻挡气流通管(301)的出风端斜对物料通道(202)出口端面且偏下方倾斜，按照输送方向该阻挡气流通管(301)的出风端处于物料通道(202)出口端面的正前方上侧位置并与物料通道(202)出口端端面之间留有间隙；

导向气流通管(302)，该导向气流通管(302)的进风端与导向气流通道(206)的出风端接通，按照输送方向该导向气流通管(302)的出风端处于物料通道(202)出口端面的前方；

其中，两个落料方向导向管组(3)的导向气流通管(302)的出风端朝向平行于物料通道(202)出口端端面且偏下倾斜，以垂直于物料通道(202)出口端端面的视角为准两个导向气流通管(302)的出风端左右对称且相对布置。

2.根据权利要求1所述的一种利用输送气流控制物料抛撒过程的输送装置，其特征在于：所述物料通道(202)出口端、导向气流通管(302)的出风端、阻挡气流通管(301)的出风端按照输送方向依次布置，所述导向气流通管(302)的出风端、阻挡气流通管(301)的出风端相互接近。

3.根据权利要求1所述的一种利用输送气流控制物料抛撒过程的输送装置，其特征在于：每个导向气流通管(302)均配置有风门板(303)，所述风门板(303)滑动穿装在导向气流通管(302)上且用于控制导向气流通管(302)的流量。

4.根据权利要求1所述的一种利用输送气流控制物料抛撒过程的输送装置，其特征在于：设所述隔离板(204)的弧形板部(204a)的圆心角角度为β，设所述弯管段(201)的圆心角角度为α，上述两个圆心角角度值存在如下的数学关系：β＝α/3。

5.根据权利要求1所述的一种利用输送气流控制物料抛撒过程的输送装置，其特征在于：设所述物料通道(202)出口端端面与阻挡气流通管(301)的出风端之间的距离为L，设物料通道(202)内腔的高度为h,两个参数存在如下的数学关系：L>h。

6.根据权利要求5所述的一种利用输送气流控制物料抛撒过程的输送装置，其特征在于：所述阻挡气流通管(301)的出风端的朝向与物料通道(202)出口方向形成的夹角θ为45°。

7.根据权利要求1所述的一种利用输送气流控制物料抛撒过程的输送装置，其特征在于：两个阻挡气流通管(301)的出风端齐平设置且连成一体，设阻挡气流通管(301)的出风端宽度为b，设物料通道(202)的宽度为g，两个参数存在如下的数学关系：g＝2b。

8.根据权利要求1所述的一种利用输送气流控制物料抛撒过程的输送装置，其特征在于：所述阻挡气流通道(205)、导向气流通道(206)均为弧形结构。

9.根据权利要求8所述的一种利用输送气流控制物料抛撒过程的输送装置，其特征在于：每组出气气路的阻挡气流通道(205)、导向气流通道(206)均由一对同轴的弧形导流板(207)形成。

10.根据权利要求7所述的一种利用输送气流控制物料抛撒过程的输送装置，其特征在于：所述阻挡气流通管(301)的出风端与导向气流通管(302)的出风端连成一体，且两个导向气流通管(302)的出风端连成一体。

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