CN111386866A - 一种水稻脱出混合物籽粒静电清选装置及联合收割机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水稻脱出混合物籽粒静电清选装置及联合收割机，包括静电装置，所述静电装置位于清选空间内，通过在所述清选空间内产生静电场，用于籽粒与杂余的分离。所述静电装置包括静电发生器、上电极板和下电极板；所述上电极板位于回程筛板下方，所述下电极板位于鱼鳞筛上方，所述抖动板与静电发生器连接，用于使籽粒与杂余经抖动板抖动后带上电荷；所述下电极板和上电极板分别与静电发生器连接，用于在所述上电极板与下电极板之间产生静电场。本发明提高了联合收获机清选装置的清选效率，降低了清选后籽粒中的含杂率，使得收获的谷物更纯净。

Description

一种水稻脱出混合物籽粒静电清选装置及联合收割机

技术领域

本发明涉及农业机械设备，特别涉及一种水稻脱出混合物籽粒静电清选装置及联合收割机。

背景技术

清选装置作为联合收获机的重要工作部分，其主要功能为通过分离谷物籽粒中的碎茎秆、碎叶及轻杂余以得到干净的籽粒。目前，主流的清选装置以风机筛选装置为主，主要通过风机加振动筛将杂余筛选出去，但由于水稻脱出混合中茎秆和稻叶的含水率较高(约为50％～65％)，而籽粒的含水率较低(约为15％～25％)，高含水率的碎茎秆和稻叶等不易被风机产生的气流吹出而达到清选干净的目的。因此，传统风筛式清选装置在清选高含杂率的脱出混合物是常面临较大的难题，若通过改善清选装置在处理高含水率茎秆和高含水稻叶的能力将极大提高联合收获机清选装置的清选效率。

目前中国专利公开了一种谷物联合收获机清选装置，包括振动筛侧板，该发明能使物料经回程输送板和导流条的作用，使物料均匀的落到抖动板上，在抖动板的抖动作用下，使脱出物在清选室内的分布较为均匀，在杂余通过尾筛的时候，使杂余快速并且大量的排出机外，而且从风机吹出的风在通过尾筛挡板的时候，流畅的流出机外从而降低了清选负荷，提高了清选效率。中国专利公开了一种热气流清选潮湿易粘糊脱出物的清选装置及方法，它包括发动机系统、贯流风机组件和振动筛，该发明利用热气流对脱出物的烘干作用，提高了对潮湿易粘糊脱出物的清选作用；同时采用可调流线型弧板，利用流线型弧板产生沿弧方向的高速气流从而减小了对风机的气流阻碍作用，提高筛前段气流速度和清选效率，该发明能实现发动机能源的重复利用，具有对各种不同清选物料潮湿易粘糊情况下的高效清选。中国专利公开了一种热气流可控式的联合收割机清选装置，包括离心风机和发电装置，该发明可以实现热风清选，降低潮湿作物含水率，提高收获效率，降低损失率和含杂率。以上发明均能够提高谷物联合收获机清选装置的清选效率，但在清选高含水率茎秆和稻叶时常存在清洁度较低等问题，主要原因是高含水的茎秆与稻叶的漂浮系数相近，采用常规的风筛式清选方法难以获得好的清选效果。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种水稻脱出混合物籽粒静电清选装置及联合收割机，利用水稻脱出混合中茎秆和稻叶的含水率较高而籽粒的含水率较低的差异性，同时高含水率的具有较大的介电常数特性，电阻抗较大，通过在联合收获机清选装置内增加一个静电场，使得脱出物中高含水率的茎秆和稻叶带上较大静电，而含水率较低的籽粒静电量小且不容易被极化；进而利用静电的作用使脱出物中的高含水的茎秆和稻叶更易被清选和排出。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种水稻脱出混合物籽粒静电清选装置，包括静电装置，所述静电装置位于清选空间内，通过在所述清选空间内产生静电场，用于籽粒与杂余的分离。

进一步，所述静电装置包括静电发生器、上电极板和下电极板；所述上电极板位于回程筛板下方，所述下电极板位于鱼鳞筛上方，所述抖动板与静电发生器连接，用于使籽粒与杂余经抖动板抖动后带上电荷；所述下电极板和上电极板分别与静电发生器连接，用于在所述上电极板与下电极板之间产生静电场。

进一步，所述上电极板与下电极板之间的间距沿所述清选空间内气流的方向逐渐增加。

进一步，所述下电极板水平方向布置，所述上电极板斜向方向布置，所述下电极板上均布设有若干通孔，用于籽粒落入鱼鳞筛内。

进一步，还包括气流致声装置，所述气流致声装置位于所述清选空间出口处，所述气流致声装置内设有压电结构，用于将所述清选空间出口处的风能转换为电能。

进一步，所述气流致声装置包括导流腔、环形喷嘴、套筒、尖劈、空腔、声学共振腔、压电片和端盖；所述导流腔安装在所述清选空间出口处，所述导流腔出口与套筒进口连接，所述套筒进口处设有环形喷嘴，所述套筒出口处安装端盖，所述尖劈通过端盖安装在套筒内；所述尖劈与环形喷嘴之间设有空腔，用于将形成涡环气流；所述尖劈内部为声学共振腔，所述声学共振腔内安装压电片。

进一步，所述气流致声装置与储能装置连接，用于储存电能。

进一步，所述导流腔内部设有滤网，所述导流腔底部设有缺口，且所述缺口位于滤网附近，用于排出滤网过滤的杂余。

进一步，所述滤网包括第一导流滤网和第二导流滤网，所述第一导流滤网和第二导流滤网按照流向依次安装在所述导流腔内部，所述第二导流滤网的过滤精度高于所述第一导流滤网。

一种联合收割机，包括所述的籽粒静电清选装置。

本发明的有益效果在于：

1.本发明所述的水稻脱出混合物籽粒静电清选装置，针对联合收割机脱出混合物中高含水率的碎茎秆和稻叶等不易被清选的问题，本发明通过在原始的联合收获机的清选装置内增加静电场，利用静电作用，迫使谷物脱出物中的不易剔除的高含水率的碎茎秆和稻叶等杂余在静电场和风机气流的同时作用下更易被排出，这大大提高了联合收获机清选装置的清选效率，降低了谷物脱出物的含杂率，使得收获的谷物更纯净。

2.本发明所述的水稻脱出混合物籽粒静电清选装置，针对联合收割机清选装置风机产生的气流有很多富余能量，本发明通过气流致声装置，利用气流特性在装置内产生声波进而进行换能，将联合收获机清选装置的风机产生的气流的剩余能量回收并转化为压电能，进而以电能的方式储存于蓄电池中以供静电发生器使用。通过这样的方式将多余的风能回收再利用，大大得提高了能源利用率。

3.本发明所述的水稻脱出混合物籽粒静电清选装置，针对联合收割机脱出物含水率不尽相同，本发明利用不同含水率物质的介电常数，即电阻抗大小不同，其在静电场中所受电场力也不同的原理，发明了静电清选装置，成功实现籽粒与杂余的分离，提高了清选效率。

附图说明

图1为本发明所述的水稻脱出混合物籽粒静电清选装置总装结构示意图。

图2为本发明所述的静电装置结构图。

图3为本发明所述的气流致声装置结构图。

图4为本发明的能量回收原理图。

图5为本发明所述的下电极板结构图。

图6为本发明所述的滤网结构图。

图中：

1-静电装置；101-静电发生器；102-抖动板；103-上电极板；104-下电极板；2-气流致声装置；201-导流腔；202-第一导流滤网；203-环形喷嘴；204-套筒；205-尖劈；206-空腔；207-声学共振腔；208-压电片；209-端盖；210-第二导流滤网；3-蓄电池；4-导线。

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。

如图1和图2所示，本发明所述的水稻脱出混合物籽粒静电清选装置，包括静电装置1，所述静电装置1位于清选空间内，通过在所述清选空间内产生静电场，用于籽粒与杂余的分离。所述静电装置1包括静电发生器101、上电极板103和下电极板104；所述上电极板103位于回程筛板的正下方，所述下电极板104位于鱼鳞筛的正上方，所述抖动板102与静电发生器101连接，用于使籽粒与杂余经抖动板102抖动后带上电荷；所述下电极板104和上电极板103分别与静电发生器101连接，用于在所述上电极板103与下电极板104之间产生静电场。所述抖动板102、鱼鳞筛和回程筛板为现有联合收割机清选装置中的结构，在此不再详细描述。

工作过程为：蓄电池3给静电发生装置101供电，上电极板103和下电极板104间产生静电场，脱出物经抖动板102抖动时带上负电，籽粒与杂余由于电阻抗性不同，杂余在静电场中抛行更远，并在气流作用下更易被吹出，籽粒则穿过下电极板104掉入鱼鳞筛。

为了让籽粒在静电场内更容易掉入鱼鳞筛，所述上电极板103与下电极板104之间的间距沿所述清选空间内气流的方向逐渐增加，这样可以使籽粒沿所述清选空间内气流的方向受到的库仑力逐渐减少，籽粒可以通过自重克服库仑力落入鱼鳞筛，而杂余虽然库仑力逐渐减少，但杂余在气流作用下会被吹出。图2和图5可以看出所述上电极板103位于联合收获机回程筛板正下方，且斜向上与机身固定且平行于回程筛板，下电极板104位于鱼鳞筛正上方，水平方向与机身固定；所述下电极板104上均布设有若干通孔，用于籽粒落入鱼鳞筛内。

如图3所示，还包括气流致声装置，所述气流致声装置2位于所述清选空间出口处，所述气流致声装置2内设有压电结构，用于将所述清选空间出口处的风能转换为电能。所述气流致声装置2包括导流腔201、环形喷嘴203、套筒204、尖劈205、空腔206、声学共振腔207、压电片208和端盖209；所述导流腔201安装在所述清选空间出口处，所述导流腔201为锥形，所述导流腔201出口与套筒204进口连接，所述套筒204进口处设有环形喷嘴203，所述套筒204出口处安装端盖209，所述尖劈205通过端盖209安装在套筒204内；所述尖劈205与环形喷嘴203之间设有空腔206，用于将形成涡环气流；所述尖劈205内部为声学共振腔207，所述声学共振腔207内安装压电片208。所述环形喷嘴203、空腔206、尖劈205、声学共振腔207构成气流致声机构；所述声学共振腔207、压电片208和端盖209构成声电换能机构。如图4所示，所述气流致声装置2与蓄电池3通过导线4连接，用于储存电能。所述蓄电池3可与静电发生器101连接。

工作原理：风机产生的气流在导流腔201进气口处形成湍流，通过环形喷嘴203出现旋涡脱落，在空腔206内形成涡环。涡环的脉动压力场冲击尖劈205，产生边棱音，由于声波在声学共振腔207底部发生全反射，所以在声学共振腔207内形成稳定的驻波，声学共振腔207内的稳定声波与声电换能机构的固有频率接近，它激励压电片208的振动而输出高电压，风机产生的气流经气流致声装置2被回收，其风能被转化为压电能进而储存与蓄电池3中以供发电使用。

为了防止杂余进入气流致声装置2内部，所述导流腔201内部设有滤网，所述导流腔201底部设有缺口，且所述缺口位于滤网附近，用于排出滤网过滤的杂余。所述导流腔201为锥形，如图3和图6所示，所述滤网包括第一导流滤网202和第二导流滤网210，所述第一导流滤网202和第二导流滤网210按照流向依次安装在所述导流腔201内部，所述第二导流滤网210的过滤精度高于所述第一导流滤网202。第一导流滤网202和第二导流滤网210表面均为弧形且斜向30-45度安装在导流腔201内，第一导流滤网202表面为网格状，网格大小小于一般短茎秆等杂余的大小，第二导流滤网210表面有细密小孔，小孔大小刚好挡住过滤后的剩余杂余。

一种联合收割机，包括所述的籽粒静电清选装置。

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)

1.一种水稻脱出混合物籽粒静电清选装置，其特征在于，包括静电装置(1)，所述静电装置(1)位于清选空间内，通过在所述清选空间内产生静电场，用于水稻脱出混合物中籽粒与杂余的分离。

2.根据权利要求1所述的水稻脱出混合物籽粒静电清选装置，其特征在于，所述静电装置(1)包括静电发生器(101)、上电极板(103)和下电极板(104)；所述上电极板(103)位于回程筛板下方，所述下电极板(104)位于鱼鳞筛上方，所述抖动板(102)与静电发生器(101)连接，用于使水稻脱出混合物中籽粒与杂余经抖动板(102)抖动后带上电荷；所述下电极板(104)和上电极板(103)分别与静电发生器(101)连接，用于在所述上电极板(103)与下电极板(104)之间产生静电场。

3.根据权利要求2所述的水稻脱出混合物籽粒静电清选装置，其特征在于，所述上电极板(103)与下电极板(104)之间的间距沿所述清选空间内气流的方向逐渐增加。

4.根据权利要求3所述的水稻脱出混合物籽粒静电清选装置，其特征在于，所述下电极板(104)水平方向布置，所述上电极板(103)斜向方向布置，所述下电极板(104)上均布设有若干通孔，用于籽粒落入鱼鳞筛内。

5.根据权利要求1-4任一项所述的水稻脱出混合物籽粒静电清选装置，其特征在于，还包括气流致声装置(2)，所述气流致声装置(2)位于所述清选空间出口处，所述气流致声装置(2)内设有压电结构，用于将所述清选空间出口处的风能转换为电能。

6.根据权利要求5所述的水稻脱出混合物籽粒静电清选装置，其特征在于，所述气流致声装置(2)包括导流腔(201)、环形喷嘴(203)、套筒(204)、尖劈(205)、空腔(206)、声学共振腔(207)、压电片(208)和端盖(209)；所述导流腔(201)安装在所述清选空间出口处，所述导流腔(201)出口与套筒(204)进口连接，所述套筒(204)进口处设有环形喷嘴(203)，所述套筒(204)出口处安装端盖(209)，所述尖劈(205)通过端盖(209)安装在套筒(204)内；所述尖劈(205)与环形喷嘴(203)之间设有空腔(206)，用于将形成涡环气流；所述尖劈(205)内部为声学共振腔(207)，所述声学共振腔(207)内安装压电片(208)。

7.根据权利要求5所述的水稻脱出混合物籽粒静电清选装置，其特征在于，所述气流致声装置(2)与储能装置连接，用于储存电能。

8.根据权利要求6所述的水稻脱出混合物籽粒静电清选装置，其特征在于，所述导流腔(201)内部设有滤网，所述导流腔(201)底部设有缺口，且所述缺口位于滤网附近，用于排出滤网过滤的杂余。

9.根据权利要求8所述的水稻脱出混合物籽粒静电清选装置，其特征在于，所述滤网包括第一导流滤网(202)和第二导流滤网(210)，所述第一导流滤网(202)和第二导流滤网(210)按照流向依次安装在所述导流腔(201)内部，所述第二导流滤网(210)的过滤精度高于所述第一导流滤网(202)。

10.一种联合收割机，其特征在于，包括权利要求1所述的水稻脱出混合物籽粒静电清选装置。

Images