CN112042362A - 一种自走式花生捡拾联合收获机分级除尘集秧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了自走式花生捡拾联合收获机分级除尘集秧装置，包括集秧箱、惯性除尘装置以及旋风除尘装置；气流夹带碎秧以及粉尘进入集秧箱后气流速度减慢，使得大颗粒杂质在集秧箱中沉降；随后气流进入惯性除尘装置中，粒径大于100微米的颗粒在反复碰撞中衰减能量并沉降；气流进入旋风除尘装置中会形成旋流，经惯性除尘后的粉尘颗粒在离心作用下与气流分离；在旋风除尘的装置的排气口设置有滤膜除尘集尘网以滤除微小的粉尘颗粒。本发明根据集秧过程产生的扬尘种类及粉尘颗粒大小进行分级除尘,经过气力提升至集秧箱的粉尘通过重力除尘,惯性除尘,旋风除尘及滤膜过滤除尘完成多级除尘,将粉尘分级细化除尘效果好,具有阻力低的优点。

Description

一种自走式花生捡拾联合收获机分级除尘集秧装置

技术领域

本发明属于农业机械领域，特别涉及一种自走式花生捡拾联合收获机分级除尘集秧装置。

背景技术

随着农业规模化生产的迅速发展，农业的机械化发展占据重要地位。包括农业种植、收获、绿肥及产后加工的机械化，同时也包括农业畜牧机械化养殖等领域。而在这些农业生产迅速发展的同时，农业生产环境中产生的粉尘污染也日渐增加。

截止到2018年底，中国的花生种植，播种，收获的机械化水平已经达到75.56％，50.04％，39.72％。随着我国种植产业结构的调整，花生种植面积大幅增长以及规模化生产发展日益凸显，大面积花生机械化收获显得尤为重要。同时，原有的全喂入花生捡拾联合收获机在收获过程中将生产废气\扬尘直接排放机体外与田间的大气中,也成为破坏空气质量,危害农业作业人群健康的主要因素。在花生收获的季节通常气候干燥，花生捡拾联合收获机产生的大量扬尘会在空气中悬浮，经久不散。

农业机械化作业粉尘是在农业生产过程中产生的，并能较长时间飘浮在农业生产坏境空气中的固体微粒。粉尘对人体的危害是多方面的，最突出的危害表现在对呼吸系统的影响，其次粉尘能通过眼睛和皮肤影响人体健康。基于粉尘性质与化学成分的不同，其对作业者的危害差别也很大。游离二氧化硅粉尘属于高风险粉尘，大量吸入可导致以肺部广泛结节性纤维化为特征的呼吸系统疾病。有报道显示在作物收获阶段有机粉尘占65％以上，其中游离二氧化硅粉尘占比约5％～15％.

近年来，各级政府对于农业收获机环保的要求和审查力度逐年增加。而对于全喂入花生捡拾联合收获机的碎秧后通过气力提升的集秧过程排放的大量扬尘是污染环境，威胁人体健康的一大难题。全喂入花生收获属于两段式收获，是将挖掘机在田间挖掘晾晒后的秧果进行捡拾，输送，摘果，清选，集果，碎秧，集秧等一系列工序来完成花生收获。其中，收获时花生秧多为干秧，且要收集花生秧作为饲料，需将花生秧粉碎，利用气力提升装置输送至集秧箱。同时，花生秧果夹带泥土，与粉碎后的生秧颗粒由气力提升装置吹送后产生大量扬尘排放。原有花生机械收获没有考虑并设计降尘机构或通过集秧箱的排气口方向来降低扬尘扩散。具体的，现有技术中的产品主要存在以下缺点：

1.全喂入花生捡拾联合收获机在收获过程中将生产废气\扬尘直接排放机体外与田间的大气中,也成为破坏空气质量,危害农业作业人群健康的主要因素。

2.原有花生机械化收获没有考虑并设计降尘机构或通过集秧箱的排气口方向来降低扬尘扩散。集秧箱的排气口向上，扬尘通过气力提升装置的气流冲上空中，扬尘排放高度大，增加了扬尘扩散污染。而将排气口引向侧面或者下方，降低扬尘的排放高度，可适当减小扬尘扩散，但气流还会将田间地表的尘土吹起，造成二次扬尘，不能有效的降低作业扬尘。

3.将传统采煤采矿行业利用的喷雾式降尘方法，应用到喂入花生捡拾联合收获机在收获过程中降低生产扬尘，需要增设水箱及喷雾装置，增加了生产成本及整机配重；在使用过程中水箱需要及时补水，这会增加工时，降低作业效率。另外，将花生秧粉碎作为饲料用途，喷雾式降尘法增加饲料含水率，易腐烂变质，减小存放周期。

4.现有的花生机械化收获机大多通过单级的方式进行除尘，这种处理方式没有根据粉尘的颗粒进行依次处理，这种除尘方式效率低下；特别是过滤式的除尘装置，如果所有的粉尘均由过滤式装置进行处理，大颗粒的粉尘会迅速将滤材堵塞，使得滤材需要经常更换。

5.原有花生机械化收获机在降尘问题上改造,结构复杂,造价高,增加花生机械化收获机成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种自走式花生捡拾联合收获机分级除尘集秧装置，该装置通过采用多级分离装置将气流中的杂物从重到轻依次分离，实现了降低粉尘排放的目的。

本发明的技术方案是，一种自走式花生捡拾联合收获机分级除尘集秧装置，其特征在于，包括集秧箱、惯性除尘装置以及旋风除尘装置，其中：

所述集秧箱的侧壁顶部开设有碎秧入口，所述碎秧入口与气力输送管道连接；来自所述气力输送管道的气流夹带碎秧以及粉尘颗粒进入集秧箱后气流速度减慢，使得碎秧以及部分粉尘颗粒在所述集秧箱中沉降；所述集秧箱的顶部开设有排气口；

所述惯性除尘装置的入口与所述集秧箱的排气口连接；所述惯性除尘装置壳体围合形成沿水平方向延伸的导流通道；所述导流通道中设置有多数量的沿水平方向延伸、呈条形的惯性除尘挡板；所述惯性除尘挡板的延伸方向与所述导流通道的轴线垂直，且迎风面向下倾斜，使得气流中的粉尘与其碰撞减速并向下沉降；导流通道的底部设置有多数量的惯性除尘收集槽，所述惯性除尘收集槽用于收集向下沉降的粉尘；在所述惯性除尘收集槽的底部开设有与所述集秧箱连通的粉尘出口；

所述旋风除尘装置包括同轴且沿竖向设置的外筒体和内筒体；所述外筒体的上部为圆柱形，其下部逐渐收缩呈锥形结构，并在底端形成粉尘分离出口，所述粉尘分离出口的下方连接有粉尘收集箱；所述内筒体呈圆筒形，设置在所述外筒体的内部，其顶端穿过所述外筒体的顶板形成排气口，其底端延伸至所述外筒体的锥形结构的中部，并设置有进气口；所述排气口设置有可拆卸的滤膜除尘集尘网；

所述惯性除尘装置的出口沿水平方向与所述外筒体的顶部侧面切向连接；所述内筒体的外壁环绕设置有螺旋向下的导流片；所述惯性除尘装置用于将夹杂有粉尘的气流输入至所述外筒体和内筒体之间的环形通道中，并在所述导流片的作用下在所述环形通道中形成螺旋向下的气流，使得气流中夹带的粉尘运动至所述外筒体之后，从所述外筒体底端的粉尘分离出口排入所述粉尘收集箱中，剩余气流进入所述内筒体底端的进气口，并从内筒体顶端的排气口经所述滤膜除尘集尘网过滤后排放至外界。

本发明的进一步改进在于，在所述惯性除尘装置中多数量的惯性除尘挡板分为若干列，每列所述惯性除尘挡板均沿所述导流通道的轴线方向间隔分布；各列所述惯性除尘挡板交错分布。

本发明的进一步改进在于，所述粉尘收集箱的横截面面积大于所述粉尘分离出口的面积。

本发明的进一步改进在于，所述内筒体顶端向水平方向弯折，使得所述排气口朝向水平方向。

本发明的进一步改进在于，所述滤膜除尘集尘网通过可拆卸的框架安装在所述排气口上。

本发明的有益效果为：根据全喂入花生捡拾联合收获机集秧过程产生的扬尘种类及粉尘颗粒大小进行分级除尘,经过气力提升至集秧箱的粉尘通过重力除尘,惯性除尘,旋风除尘及滤膜过滤除尘完成多级除尘,将粉尘分级细化除尘效果好,具有结构简单，阻力较低，成本费用低的优点。

附图说明

图1是自走式花生捡拾联合收获机分级除尘集秧装置的立体视图；

图2是自走式花生捡拾联合收获机分级除尘集秧装置剖视图；

图3是惯性除尘装置以及旋风除尘装置的局部剖视图。

其中，附图标记为：集秧箱1、气力输送管道11、惯性除尘装置2、导流通道21、惯性除尘挡板22、惯性除尘收集槽23、粉尘出口24、旋风除尘装置 3、外筒体31、内筒体32、粉尘分离出口33、粉尘收集箱34、排气口35、滤膜除尘集尘网36、导流片37、进气口38、框架39

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例的自走式花生捡拾联合收获机分级除尘集秧装置，包括集秧箱1、惯性除尘装置2以及旋风除尘装置3，其中：

如图1、2所示，集秧箱1的侧壁顶部开设有碎秧入口，碎秧入口与气力输送管道11连接。气力输送管道11与碎秧装置连接。碎秧装置将花生秧粉碎后通过风机输送至气力输送管道11。来自所述气力输送管道11的气流夹带碎秧以及粉尘颗粒进入集秧箱1后，由于集秧箱1内部的空间较大使得气流速度减慢，进而使得碎秧以及部分重量较大粉尘颗粒受重力作用在所述集秧箱1中沉降。

集秧箱1的顶部开设有排气口，以便气流排出。经过集秧箱1的沉降，排出集秧箱1的气流中仅残余部分粉尘颗粒。惯性除尘装置2的入口与集秧箱1 顶部的排气口连接。惯性除尘装置2壳体围合形成沿水平方向延伸的导流通道 21；本实施例中，导流通道21的截面为矩形。

如图2、3所示，为了进一步清除气流中残余的粉尘颗粒，导流通道21中设置有多数量的沿水平方向延伸、呈条形的惯性除尘挡板22。惯性除尘挡板22 的延伸方向与所述导流通道21的轴线垂直，且迎风面向下倾斜，使得气流流经惯性除尘挡板22时，气流中的粉尘与其碰撞减速并向下沉降。导流通道21的底部设置有多数量的惯性除尘收集槽23，惯性除尘收集槽23用于收集向下沉降的粉尘，在惯性除尘收集槽23的底部开设有与集秧箱1连通的粉尘出口24，沉积在惯性除尘收集槽23中的粉尘通过粉尘出口24进入到集秧箱1中。

本实施例中，惯性除尘装置2中多数量的惯性除尘挡板22分为三列，每列所述惯性除尘挡板22均沿导流通道21的轴线方向间隔分布。三列惯性除尘挡板22交错分布。这种排列方式不仅阻力较小，还可使得气流中的粉尘可以与惯性除尘挡板22发生多次碰撞，从而充分减速，以便粉尘颗粒沉降。在此阶段，粒径大于100微米的粉尘可充分沉降。

本实施例中，旋风除尘装置3包括同轴且沿竖向设置的外筒体31和内筒体 32。外筒体31的上部为圆柱形，其下部逐渐收缩呈锥形结构，并在底端形成粉尘分离出口33。上述结构使得外筒体31底部的锥形结构的纵截面呈梯形。

粉尘分离出口33的下方连接有粉尘收集箱34，粉尘收集箱34为可拆卸结构。内筒体32呈圆筒形，设置在外筒体31的内部，其顶端穿过外筒体31的顶板形成排气口35，其底端延伸至外筒体31的锥形结构的中部，并设置有进气口38。排气口35设置有可拆卸的滤膜除尘集尘网36。

惯性除尘装置2的出口沿水平方向与外筒体31的顶部侧面切向连接。内筒体32的外壁环绕设置有螺旋向下的导流片37。惯性除尘装置2用于将夹杂有粉尘的气流输入至外筒体31和内筒体32之间的环形通道中，并在导流片37的作用下在环形通道中形成螺旋向下的气流，使得气流中夹带的粉尘运动至所述外筒体31的锥形结构时，从所述外筒体31底端的粉尘分离出口33排入所述粉尘收集箱34中，剩余气流向上运动进入所述内筒体32底端的进气口38，并从内筒体32顶端的排气口35经滤膜除尘集尘网36过滤后排放至外界。

与现有技术用于分离均质粉末的旋风分离装置不同，本实施例中在外筒体 31地内侧设置内筒体32，并在内筒体32的外侧设置导流片37，在环形区域内对螺旋气流进行限制和引导，使得螺旋气流更加稳定，可以按照预定的路径流动，针对本实施例所要分离的粉尘颗粒具有更好的分离效果。

旋风除尘装置3采用离心分离的原理分离气流和粉尘颗粒。在此阶段可分离气流中粒径为10-100微米的粉尘。为了便于粉尘在粉尘收集箱34中沉积，本实施例中的粉尘收集箱34的横截面面积大于所述粉尘分离出口33的面积，这种结构可以降低粉尘收集箱34中的气流速度，便于粉尘沉积，同时可防止其内部的粉尘被再次吹起。

内筒体32中的气流中仍然残留着少数的粉尘颗粒，这些颗粒通常粒径较小，在空气中形成气溶胶结构，难以通过分离。为了分离这些颗粒，本实施例中在内筒体32的排气口35上设置有滤膜除尘集尘网36，滤膜除尘集尘网36 可滤除气流中粒径大于PM2.5的颗粒，过滤后的空气满足较高的排放标准。

本实施例中，滤膜除尘集尘网36通过可拆卸的框架39安装在所述排气口 35上。采用可拆卸的结构，便于使用者更换滤膜除尘集尘网36。本实施例中，通过多级除尘，到达滤膜除尘集尘网36时大部分粉尘已经被去除，因此滤膜除尘集尘网36的过滤负荷较小，延长了滤膜除尘集尘网36的使用时间，使用者不必频繁更换滤膜除尘集尘网36，间接提高了自走式花生捡拾联合收获机的利用率。

内筒体32顶端向水平方向弯折，使得所述排气口35朝向水平方向。这种朝向使得从排气口35排出的气流也流向水平方向，气流残余的粉尘颗粒更容易沉降。排气口35设置有滤膜除尘集尘网36，可降低排出的气流的速度，避免了气流将地表的粉尘吹起。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种自走式花生捡拾联合收获机分级除尘集秧装置，其特征在于，包括集秧箱(1)、惯性除尘装置(2)以及旋风除尘装置(3)，其中：

所述集秧箱(1)的侧壁顶部开设有碎秧入口，所述碎秧入口与气力输送管道(11)连接；来自所述气力输送管道(11)的气流夹带碎秧以及粉尘颗粒进入集秧箱(1)后气流速度减慢，使得碎秧以及部分粉尘颗粒在所述集秧箱(1)中沉降；所述集秧箱(1)的顶部开设有排气口；

所述惯性除尘装置(2)的入口与所述集秧箱(1)的排气口连接；所述惯性除尘装置(2)的壳体围合形成沿水平方向延伸的导流通道(21)；所述导流通道(21)中设置有多数量的沿水平方向延伸、呈条形的惯性除尘挡板(22)；所述惯性除尘挡板(22)的延伸方向与所述导流通道(21)的轴线垂直，且迎风面向下倾斜，使得气流中的粉尘与其碰撞减速并向下沉降；导流通道(21)的底部设置有多数量的惯性除尘收集槽(23)，所述惯性除尘收集槽(23)用于收集向下沉降的粉尘；在所述惯性除尘收集槽(23)的底部开设有与所述集秧箱(1)连通的粉尘出口(24)；

所述旋风除尘装置(3)包括同轴且沿竖向设置的外筒体(31)和内筒体(32)；所述外筒体(31)的上部为圆柱形，其下部逐渐收缩呈锥形结构，并在底端形成粉尘分离出口(33)，所述粉尘分离出口(33)的下方连接有粉尘收集箱(34)；所述内筒体(32)呈圆筒形，设置在所述外筒体(31)的内部，其顶端穿过所述外筒体(31)的顶板形成排气口(35)，其底端延伸至所述外筒体(31)的锥形结构的中部，并设置有进气口(38)；所述排气口(35)设置有可拆卸的滤膜除尘集尘网(36)；

所述惯性除尘装置(2)的出口沿水平方向与所述外筒体(31)的顶部侧面切向连接；所述内筒体(32)的外壁环绕设置有螺旋向下的导流片(37)；所述惯性除尘装置(2)用于将夹杂有粉尘的气流输入至所述外筒体(31)和内筒体(32)之间的环形通道中，并在所述导流片(37)的作用下在所述环形通道中形成螺旋向下的气流，使得气流中夹带的粉尘运动至所述外筒体(31)的锥形结构时，从所述外筒体(31)底端的粉尘分离出口(33)排入所述粉尘收集箱(34)中，剩余气流进入所述内筒体(32)底端的进气口(38)，并从内筒体(32)顶端的排气口(35)经所述滤膜除尘集尘网(36)过滤后排放至外界。

2.根据权利要求1所述的一种自走式花生捡拾联合收获机分级除尘集秧装置，其特征在于，在所述惯性除尘装置(2)中多数量的惯性除尘挡板(22)分为若干列，每列所述惯性除尘挡板(22)均沿所述导流通道(21)的轴线方向间隔分布；各列所述惯性除尘挡板(22)交错分布。

3.根据权利要求1所述的一种自走式花生捡拾联合收获机分级除尘集秧装置，其特征在于，所述粉尘收集箱(34)的横截面面积大于所述粉尘分离出口(33)的面积。

4.根据权利要求1所述的一种自走式花生捡拾联合收获机分级除尘集秧装置，其特征在于，所述内筒体(32)顶端向水平方向弯折，使得所述排气口(35)朝向水平方向。

5.根据权利要求1所述的一种自走式花生捡拾联合收获机分级除尘集秧装置，其特征在于，所述滤膜除尘集尘网(36)通过可拆卸的框架(39)安装在所述排气口(35)上。

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