CN110149893A - 一种贯流脱粒分离装置及方法和联合收割机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种贯流脱粒分离装置及方法和联合收割机，包括贯流脱粒滚筒、盖板、通气底座、凹板筛、若干鼓风叶片、输送装置、检测装置和控制器；盖板的两端分别与通气底座连接；凹板筛安装于盖板的下方；通气底座位于凹板筛的下方，贯流脱粒滚筒位于盖板和凹板筛之间；鼓风叶片沿贯流脱粒滚筒周向分布；输送装置安装在通气底座内部，且位于凹板筛的下方；盖板上设有若干微波发射装置；检测装置用于检测脱粒分离装置内的温度和湿度；本发明通过在滚筒盖板上增加微波发射装置，实现了在脱粒过程中同时对稻谷进行实时加热，此外在脱粒滚筒上增加鼓风叶片，使得脱粒分离装置内部不断地有气流流过，防止再次被稻谷吸收，提高了干燥效率。

Description

一种贯流脱粒分离装置及方法和联合收割机

技术领域

本发明属于联合收获机脱粒分离装置技术领域，具体涉及一种贯流脱粒分离装置及方法和联合收割机。

背景技术

脱粒分离装置是联合收获机的重要组成部件，经脱粒分离装置得到的籽粒质量优劣关系着联合收获机的工作性能，由于新收割的稻谷水分含量较高且易发热，屯入粮库后易造成湿热积聚，导致稻谷发生霉变。因此，在对稻谷进行脱粒分离的过程中同时对稻谷进行快速干燥处理是十分重要的。

针对以上问题，专利CN201711187122.6发明了一种贯流热风式联合收割机潮湿物料输送喂入装置，该装置用气泵从联合收割机的发动机散热器抽取废弃热气流，为物料输送喂入装置提供热气流，对潮湿物料进行辅助吹送和烘干；专利CN201821377174.X发明了一种微波真空喷雾干燥设备，利用振动电机带动多孔滤网的振动，使多孔滤网上的药品快速平铺，再利用微波发生器对药品进行快速干燥处理；专利CN201811398268.X发明了一种补气增焓热泵干燥系统及干燥方法，利用中压蒸发器对干燥循环空气进行预冷处理，减少了能量品位的浪费，降低了压缩机的耗功，提高了系统的干燥性能。

以上发明专利均可以实现对特定物体的干燥处理，但无法适用于联合收获机的脱粒分离过程，长时间的高温易导致稻谷内的淀粉酶发生质变。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种贯流脱粒分离装置及方法，本发明可靠性强，利用微波加热效率高，且可以自动控制脱粒分离装置内部的温度，通过在滚筒盖板上增加微波发射装置，实现了在脱粒过程中同时对稻谷进行实时加热，此外在脱粒滚筒上增加鼓风叶片，使得脱粒分离装置内部不断地有气流流过，将稻谷中蒸发出的水蒸气快速排出，防止再次被稻谷吸收，提高了干燥效率；鼓风叶片产生的气流还可将多余的茎秆吹出，脱出的籽粒经下方的籽粒输送装置运至籽粒收集装置；可快速降低新收割的稻谷的含水率，省去了将谷物屯入粮库前集中晾干的工序，可节省大量的人力物力。

本发明还提供一种包括所述脱粒分离装置的联合收割机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种贯流脱粒分离装置，包括贯流脱粒滚筒、盖板、通气底座、凹板筛、若干鼓风叶片、检测装置和控制器；

所述盖板的两端分别与通气底座连接；所述凹板筛安装于盖板的下方；所述通气底座位于凹板筛的下方，所述通气底座一端设有物料喂入口，另一端设有物料输出口；所述贯流脱粒滚筒位于盖板和凹板筛之间；所述鼓风叶片沿贯流脱粒滚筒周向分布；所述盖板上设有若干微波发射装置；

所述检测装置用于检测脱粒分离装置内的温度和湿度；

所述控制器分别与检测装置、微波发射装置和贯流脱粒滚筒连接。

上述方案中，所述贯流脱粒滚筒还包括两个顶端幅盘、若干中间幅盘、脱粒元件和中心轴；

所述中心轴的一端连接有驱动装置，所述控制器与驱动装置连接；

所述顶端幅盘与中心轴同轴心安装，且顶端幅盘固定于中心轴上；所述顶端幅盘之间安装有若干个中间幅盘；所述中间幅盘与顶端幅盘同轴心安装；

所述鼓风叶片沿纵向穿过中间幅盘，且每张鼓风叶片的两端分别与顶端幅盘连接；所述中间幅盘的圆周分布有多排脱粒元件。

上述方案中，所述盖板包括空心顶盖和若干微波发射装置；

所述空心顶盖为内部含腔体的圆弧型结构，空心顶盖底部设有若干通孔；所述微波发射装置阵列布置在空心顶盖的腔体内；所述微波发射装置的头部从空心顶盖底部通孔探出。

上述方案中，还包括输送装置；所述输送装置安装在通气底座内部，且位于凹板筛的下方。

上述方案中，所述输送装置包括第一传动轴、第二传动轴和传送带；

所述第一传动轴和第二传动轴平行放置，所述传送带的两端分别与第一传动轴和第二传动轴连接。

上述方案中，所述检测装置包括温度传感器和湿度传感器；

所述温度传感器用于检测脱粒分离装置内的温度；所述湿度传感器用于检测脱粒分离装置内的湿度；所述控制器分别与温度传感器和湿度传感器连接。

上述方案中，所述鼓风叶片为圆弧形薄板结构；所述鼓风叶片的曲率半径与贯流脱粒滚筒的半径相同；所述鼓风叶片沿贯流脱粒滚筒周向等间隔分布；所述鼓风叶片的布置角度与贯流脱粒滚筒的径向夹角a为45°～60°。

上述方案中，所述空心顶盖的内壁表面光滑。

一种联合收割机，包括所述的脱粒分离装置。

一种根据所述的脱粒分离装置的控制方法，包括以下步骤：

物料从所述脱粒分离装置的通气底座物料喂入口进入；

所述微波发射装置产生的微波在贯流脱粒滚筒、盖板与凹板筛之间不断反射，对物料进行加热；

所述检测装置对脱粒分离装置内的温度和湿度进行实时监测并传递给控制器，当脱粒分离装置内的温度达到预设最大值时，所述控制器控制微波发射装置停止工作，待温度下降到预设最小值时，控制器控制微波发射装置重新开始工作；

所述控制器根据检测装置检测的湿度控制贯流脱粒滚筒的转速，从而控制鼓风叶片的风速，空气从通气底座物料喂入口进入，从物料输出口流出，将物料干燥，将多余的茎秆吹出。

有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明针对谷物联合收获机工作过程中，新收割的稻谷中含水率较高，在脱粒分离过程中容易粘连在脱粒分离装置上，收集后还需要集中晾干的问题，设计了一种微波在线温湿度控制的脱粒分离装置，谷物在进入脱粒分离装置后即受到微波的辐射，谷物中的水分快速蒸发，鼓风叶片引发的气流持续地将谷物中蒸发出的潮湿气体推出。本发明结构简单、可靠性高、通用性好，通过微波加热的方法解决了新收割的谷物较潮湿的问题。

2.本发明谷物的脱粒分离过程耗时较短，且谷物在脱粒分离装置内分布不均，本发明利用微波对谷物进行加热，微波穿透性强，可以对缠绕密集区域的谷物内外部同时加热，微波加热速度快的特点也符合在极短时间内对谷物进行快速干燥的要求。另外，微波加热与传统加热方式相比能耗大大降低，有效地节约了能源。

3.本发明利用温度传感器和湿度传感器对脱粒分离装置内的温度和湿度进行实时监测，并用于自动控制脱粒分离装置内的环境。当脱粒分离装置内的温度达到预设最大值时，传感器会控制微波发射器停止工作，避免因加热温度过高导致谷物中的淀粉酶发生高温变质。所述控制器根据脱粒分离装置内湿度的变化控制贯流脱粒滚筒的转速，从而控制鼓风叶片的风速，空气从通气底座物料喂入口进入，从物料输出口流出，提高了干燥效率。

4.本发明中脱粒装置的整体尺寸基本没有发生变化，只是在幅盘之间增加了一圈间隔均匀的鼓风叶片，可以应用于现有的谷物联合收获机上。本发明中的鼓风叶片为圆弧形，当脱粒滚筒开始旋转后，鼓风叶片可以使得脱粒分离装置内部不断地有气流穿过，气流将谷物中被蒸出的潮湿气体快速吹出，防止水蒸气再次被稻谷吸收，有效地提高了干燥效率。

5.本发明中鼓风叶片产生的气流从通气底座一侧的物料喂入口进入脱粒分离装置，再从通气底座另一侧的物料输出口吹出，由于短茎秆等杂质的质量较小，会直接被鼓风叶片产生的气流吹出出风口；谷物籽粒质量较大，经凹版筛的缝隙落至下方的传送带上，传送带将收集到的籽粒运送至籽粒收集装置中，实现籽粒与杂质的分离。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为一种联合收割机微波在线温湿度控制的脱粒分离装置主视图。

图2为一种联合收割机微波在线温湿度控制的脱粒分离装置右视图。

图3为贯流脱粒滚筒装配示意图。

图4为鼓风叶片分布图。

图5为微波发射装置分布图。

图6为籽粒输送装置装配示意图。

图7为气流流动示意图。

附图标记说明如下：

1-贯流脱粒滚筒，101-顶端幅盘，102-中间幅盘，103-脱粒元件，104-鼓风叶片，105-中心轴，2-盖板，201-空心顶盖，202-微波发射装置，3-通气底座，4-凹板筛，5-输送装置，501-第一传动轴，502-第二传动轴，503-传送带，6-温度传感器，7-湿度传感器。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1和图2所示，一种贯流脱粒分离装置，包括贯流脱粒滚筒1、盖板2、通气底座3、凹板筛4、若干鼓风叶片104、输送装置5、检测装置和控制器；所述盖板2的两端分别与通气底座3连接；所述凹板筛4安装于盖板2的下方；所述通气底座3位于凹板筛4的下方，所述贯流脱粒滚筒1位于盖板2和凹板筛4之间；所述鼓风叶片104沿贯流脱粒滚筒1周向分布；所述输送装置5安装在通气底座3内部，且位于凹板筛4的下方；所述盖板2上设有若干微波发射装置202；所述检测装置用于检测脱粒分离装置内的温度和湿度；所述控制器分别与检测装置、微波发射装置202和贯流脱粒滚筒1连接。

所述检测装置包括温度传感器6和湿度传感器7；所述温度传感器6用于检测脱粒分离装置内的温度；所述湿度传感器7用于检测脱粒分离装置内的湿度；所述控制器分别与温度传感器6和湿度传感器7连接。所述温度传感器6和湿度传感器7平行安装在盖板2的顶部。

优选的，所述贯流脱粒滚筒1和凹板筛4的制作材料均为微波反射系数接近于1的金属。

如图3所示，所述贯流脱粒滚筒1包括两个顶端幅盘101、中间幅盘102、脱粒元件103、鼓风叶片104和中心轴105；所述中心轴105的一端连接有驱动装置，具体的，所述驱动装置为三相异步电机，另一端由轴承座固定支撑；所述顶端幅盘101与中心轴105同轴心安装，且顶端幅盘101固定于中心轴105上；两个所述顶端幅盘101之间安装有若干个中间幅盘102；所述中间幅盘102与顶端幅盘101同轴心安装；且顶端幅盘101、中间幅盘102固定于中心轴105上；所述鼓风叶片104沿纵向穿过中间幅盘102，且每张鼓风叶片104的两端分别固定在两端的顶端幅盘101上；所述中间幅盘102的圆周分布有多排脱粒元件103。

如图4所示，所述鼓风叶片104为圆弧形薄板结构；所述鼓风叶片104的厚度为1～2mm；所述鼓风叶片104的曲率半径与贯流脱粒滚筒1的半径相同；所述鼓风叶片104沿贯流脱粒滚筒1周向等间隔分布；所述所有鼓风叶片104的布置角度与贯流脱粒滚筒1的径向夹角a为45°～60°，可以保证其产生风力的效果，从谷物中蒸发出的水蒸气可以快速地被排出。

如图5所示，所述盖板2包括空心顶盖201和微波发射装置202；所述空心顶盖201为内部含腔体的圆弧型结构，其底部有若干通孔；在本实施例中，所述微波发射装置202以5排5列的阵列方式均匀分布在空心顶盖201的腔体内；所述微波发射装置202的列间距为30～40mm；所述空心顶盖201的腔体的上表面与下表面间的距离为15～20mm；所述微波发射装置202的头部从空心顶盖201底部通孔处探出。所述微波发射装置202的主体及导线连接部分因布置在空心顶盖201的腔体内而不会受到谷物的冲击；所述微波发射装置202的排布方式可以使得谷物的受热更加均匀。

优选地，所述空心顶盖201的制作材料均为微波反射系数接近于1的金属，故所述微波发射装置202发射的微波不会被空心顶盖201吸收，所述空心顶盖201的内壁表面光滑，所述盖板2上发出的微波可以在脱粒分离装置内持续地反射。

如图6所示，所述籽粒输送装置5包括第一传动轴501、第二传动轴502和传送带503；所述第一传动轴501和第二传动轴502平行放置，并将动力传输至传送带503。

如图7所示，所述通气底座3一端设有物料喂入口，另一端设有物料输出口。所述贯流脱粒滚筒1转动的过程中，空气随物料一同从物料喂入口进入通气底座3内部，并穿过凹板筛4与贯流脱粒滚筒1，最终从通气底座3右侧的物料输出口流出。本发明中鼓风叶片104产生的气流从通气底座3一侧的物料喂入口进入脱粒分离装置，再从通气底座另一侧的物料输出口吹出，由于短茎秆等杂质的质量较小，会直接被鼓风叶片104产生的气流吹出物料输出口；谷物籽粒质量较大，经凹版筛4的缝隙落至下方的传送带503上，传送带503将收集到的籽粒运送至籽粒收集装置中，实现籽粒与杂质的分离。

本发明所述贯流脱粒分离装置的控制方法，包括以下步骤：

谷物联合收割机在田间工作时，潮湿谷物从通气底座3左侧的物料喂入口进入脱粒分离装置；

所述微波发射装置202产生的微波在贯流脱粒滚筒1、空心顶盖201与凹板筛4之间不断反射，对物料进行持续加热，物料表面及内部的水分挥发至空气中；

所述鼓风叶片104的旋转使得空气不断地从通气底座3左侧进风口流入，经凹版筛4行进至贯流脱粒滚筒1中，将物料中挥发出的潮湿气体从通气底座3右侧出风口排出；

所述温度传感器6和湿度传感器7对脱粒分离装置内的温度和湿度进行实时监测，当脱粒分离装置内的温度达到预设最大值时，控制器控制微波发射装置202停止工作，待温度下降到预设最小值时，控制器控制微波发射装置202重新开始工作；所述控制器根据脱粒分离装置内湿度的变化控制贯流脱粒滚筒1的转速，从而控制鼓风叶片104的风速，空气从通气底座3物料喂入口进入，从物料输出口流出；

物料的籽粒从凹板筛4的缝隙间落至输送装置5上，输送装置5用于将籽粒运向籽粒收集装置。

本发明通过在脱粒分离装置顶部均匀分布微波发射装置202对喂入的谷物进行干燥处理，温度传感器6和湿度传感器7用于控制脱粒分离装置内部的环境，避免因温度过高导致谷物中的淀粉酶发生高温变质。另外，通过在贯流脱粒滚筒1上增加鼓风叶片104，使得脱粒分离装置内部不断地有气流流过，将稻谷中蒸发出的水蒸气快速排出，防止再次被稻谷吸收，鼓风叶片104产生的气流还可将多余的茎秆吹出，剩余的籽粒经下方的输送装置5被运至籽粒收集装置中。本发明干燥效率高、可靠性强、应用前景广阔，适用于现有的大部分收获机械。

本发明可以集干燥、脱粒、清选功能于一体，通过在脱粒分离装置内安装微波干燥装置，可以避免谷物因潮湿而缠绕在脱粒滚筒1上，导致脱粒滚筒1堵塞的问题，也节省了在脱粒结束后再对谷物进行集中干燥的时间，提高了工作效率；同时利用输送装置5与鼓风叶片104产生的气流配合，代替了振动筛、回程板等结构复杂且易产生故障的部件，既简化了脱粒分离装置的结构，提高了工作稳定性；又减小了脱粒分离装置的质量与体积，有利于其在联合收割机上的分布与装配。

实施例2

一种联合收割机，所述联合收割机包括实施例1所述的贯流脱粒分离装置，因此具有实施例1所述的有益效果，此处不再赘述。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种贯流脱粒分离装置，其特征在于，包括贯流脱粒滚筒(1)、盖板(2)、通气底座(3)、凹板筛(4)、若干鼓风叶片(104)、检测装置和控制器；

所述盖板(2)的两端分别与通气底座(3)连接；所述凹板筛(4)安装于盖板(2)的下方；所述通气底座(3)位于凹板筛(4)的下方，所述通气底座(3)一端设有物料喂入口，另一端设有物料输出口；所述贯流脱粒滚筒(1)位于盖板(2)和凹板筛(4)之间；所述鼓风叶片(104)沿贯流脱粒滚筒(1)周向分布；所述盖板(2)上设有若干微波发射装置(202)；

所述检测装置用于检测脱粒分离装置内的温度和湿度；

所述控制器分别与检测装置、微波发射装置(202)和贯流脱粒滚筒(1)连接。

2.根据权利要求1所述的贯流脱粒分离装置，其特征在于，所述贯流脱粒滚筒(1)还包括两个顶端幅盘(101)、若干中间幅盘(102)、脱粒元件(103)和中心轴(105)；

所述中心轴(105)的一端连接有驱动装置，所述控制器与驱动装置连接；

所述顶端幅盘(101)与中心轴(105)同轴心安装，且顶端幅盘(101)固定于中心轴(105)上；所述顶端幅盘(101)之间安装有若干个中间幅盘(102)；所述中间幅盘(102)与顶端幅盘(101)同轴心安装；

所述鼓风叶片(104)沿纵向穿过中间幅盘(102)，且每张鼓风叶片(104)的两端分别与顶端幅盘(101)连接；所述中间幅盘(102)的圆周分布有多排脱粒元件(103)。

3.根据权利要求1所述的贯流脱粒分离装置，其特征在于，所述盖板(2)还包括空心顶盖(201)；

所述空心顶盖(201)为内部含腔体的圆弧型结构，空心顶盖(201)底部设有若干通孔；所述微波发射装置(202)阵列布置在空心顶盖(201)的腔体内；所述微波发射装置(202)的头部从空心顶盖(201)底部通孔探出。

4.根据权利要求1所述的贯流脱粒分离装置，其特征在于，还包括输送装置(5)；所述输送装置(5)安装在通气底座(3)内部，且位于凹板筛(4)的下方。

5.根据权利要求4所述的贯流脱粒分离装置，其特征在于，所述输送装置(5)包括第一传动轴(501)、第二传动轴(502)和传送带(503)；

所述第一传动轴(501)和第二传动轴(502)平行放置，所述传送带(503)的两端分别与第一传动轴(501)和第二传动轴(502)连接。

6.根据权利要求1所述的贯流脱粒分离装置，其特征在于，所述检测装置包括温度传感器(6)和湿度传感器(7)；

所述温度传感器(6)用于检测脱粒分离装置内的温度；所述湿度传感器(7)用于检测脱粒分离装置内的湿度；所述控制器分别与温度传感器(6)和湿度传感器(7)连接。

7.根据权利要求1所述的贯流脱粒分离装置，其特征在于，所述鼓风叶片(104)为圆弧形薄板结构；所述鼓风叶片(104)的曲率半径与贯流脱粒滚筒(1)的半径相同；所述鼓风叶片(104)沿贯流脱粒滚筒(1)周向等间隔分布；所述鼓风叶片(104)的布置角度与贯流脱粒滚筒(1)的径向夹角α为45°～60°。

8.根据权利要求3所述的贯流脱粒分离装置，其特征在于，所述空心顶盖(201)的内壁表面光滑。

9.一种联合收割机，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的贯流脱粒分离装置。

10.一种根据权利要求1-8任一项所述的贯流脱粒分离装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

物料从所述脱粒分离装置的通气底座(3)物料喂入口进入；

所述微波发射装置(202)产生的微波在贯流脱粒滚筒(1)、盖板(2)与凹板筛(4)之间不断反射，对物料进行加热；

所述检测装置对脱粒分离装置内的温度和湿度进行实时监测并传递给控制器，当脱粒分离装置内的温度达到预设最大值时，所述控制器控制微波发射装置(202)停止工作，待温度下降到预设最小值时，控制器控制微波发射装置(202)重新开始工作；

所述控制器根据检测装置检测的湿度控制贯流脱粒滚筒(1)的转速，从而控制鼓风叶片(104)的风速，空气从通气底座(3)物料喂入口进入，从物料输出口流出，将物料干燥，将多余的茎秆吹出。