CN112588582B - 一种仿蚯蚓体表结构及运动的复合波浪筛 - Google Patents

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    • B07B4/00—Separating solids from solids by subjecting their mixture to gas currents
    • B07B4/08—Separating solids from solids by subjecting their mixture to gas currents while the mixtures are supported by sieves, screens, or like mechanical elements

Abstract

一种仿蚯蚓体表结构及运动的复合波浪筛属于农业机械，所述复合波浪筛以蚯蚓的表面结构和运动形式为仿生原型，由特定的波浪曲线1和特定的异弧形波浪曲线2复合构成，其中曲线1对应蚯蚓的环形体表；曲线2对应蚯蚓运动的波浪结构，所述复合波浪筛纵截面为异弧形波浪结构，所述异弧形波浪结构长度为L＝1360mm，每个单元的深度H＝10mm，宽度W＝60mm，偏心距e＝10mm；所述复合波浪筛横截面为波浪结构，所述的波浪结构长度为D＝400mm，波形比为
Figure DDA0002757899800000011
波峰半径为Rf＝6mm，波谷半径为Rg＝100mm，本复合波浪筛提高了对物料的分散、分层能力，具有上下、左右、前后的三维透筛能力，相比于传统平面筛能够很好的减少杂余对籽粒的夹带损失，结构新颖、合理。

Description

一种仿蚯蚓体表结构及运动的复合波浪筛
技术领域
本发明属于农业机械，具体涉及一种仿蚯蚓体表结构及运动的复合波浪筛
背景技术
现有的风筛式谷物清选装置大多采用结构为平面式的清选筛，筛面形式单一，当清选大量谷物，或清选含水率较高的谷物时普通平面筛上物料不容易分层，会产生堆积现象进而导致筛孔堵塞，分离清选效果不好。此外，当风机转速过大时，杂余对于籽粒的夹带损失十分严重，籽粒损失率很高，作业效率低。
发明内容
本发明的目的就是针对上述存在的技术问题，通过仿真分析的方法设计发明一种仿蚯蚓体表结构及运动的复合波浪筛，以达到提高清选效果和作业质量的目的。
本发明的目的是通过如下设计方案实现的：所述复合波浪筛以蚯蚓的表面结构和运动形式为仿生原型，由特定的波浪曲线1和特定的异弧形波浪曲线2复合构成，其中曲线1对应蚯蚓的环形体表；曲线2对应蚯蚓运动的波浪结构，所述复合波浪筛纵截面为异弧形波浪结构，所述异弧形波浪结构长度为L＝1360mm，每个单元的深度H＝10mm，宽度W＝60mm，偏心距e＝10mm；所述复合波浪筛横截面为波浪结构，所述的波浪结构长度为D＝400mm，波形比为
Figure GDA0004170075120000021
其中h代表每个横截面波浪单元的深度，w代表每个横截面波浪单元的宽度；波峰半径为Rf＝6mm，波谷半径为Rg＝100mm。
所述纵向异弧形波浪结构主要对筛上物料起扰动作用，使物料实现快速纵向分散，横向波浪结构主要对筛上物料起横向分散作用，提高筛面对物料的处理量。横向和纵向曲线相复合形成具有凸起和凹坑的非平面波浪表面。筛面运动时上述凸起和凹坑能够使物料快速分散并向前运移，并且实现颗粒的多维透筛效果。此外，在进行谷物清选作业时，仿蚯蚓体表结构及运动的复合波浪筛所具有的凹坑结构，还能够对籽粒起到“滞留”作用，在风机的配合使用下，提高籽粒与杂余的分离效果。
附图说明
图1是仿蚯蚓体表结构及运动的复合波浪筛的三维示意图
图2是图1的主视图
图3是图1的侧视图
图4是图1的俯视图
图中件号说明：
1、横向波浪曲线、2、纵向异弧形波浪曲线、3、凹坑、4、凸包
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述。一种仿蚯蚓体表结构及运动的复合波浪筛，所述复合波浪筛以蚯蚓的表面结构和运动形式为仿生原型，由特定的波浪曲线1和特定的异弧形波浪曲线2复合构成，其中曲线1对应蚯蚓的环形体表；曲线2对应蚯蚓运动的波浪结构，所述复合波浪筛纵截面为异弧形波浪结构，所述异弧形波浪结构长度为L＝1360mm，每个单元的深度H＝10mm，宽度W＝60mm，偏心距e＝10mm；所述复合波浪筛横截面为波浪结构，所述的波浪结构长度为D＝400mm，波形比为
Figure GDA0004170075120000031
其中h代表每个横截面波浪单元的深度，w代表每个横截面波浪单元的宽度；波峰半径为Rf＝6mm，波谷半径为Rg＝100mm。
所述的一种仿蚯蚓体表结构及运动的复合波浪筛是在平面圆孔筛的基础上设计的。
本发明的工作原理为：当进行谷物的清选作业时，所述波浪筛进行平面内的往复运动，落在波浪筛凸包3上的物料向四周分散，落在凹坑4内的颗粒开始透筛，在筛面的运动以及风机的配合下，物料开始快速分散，并向筛后运动。此外，所述复合波浪筛每经过一个运动周期，筛上物料由一个波浪单元跃起至下一个波浪单元，重复经历聚集—分散—聚集的运动过程，直至完成物料的筛分。其中物料在“分散”过程中会被气流吹散，实现籽粒与杂余的分离效果，物料在“聚集”过程中，大部分籽粒会滞留在凹坑4中，而一些体积较大的杂余无法滞留在凹坑4中会随气流向筛后移动，这一过程能够进一步实现籽粒与杂余的分离，达到减小损失率和含杂率的效果。
本发明采用CFD—DEM耦合方法模拟分析传统平面筛上谷物清选效果，并通过EDEM软件提取出平面筛上籽粒运动轨迹以及籽粒在每个运动周期的横向和纵向的平均位移，以此为基础初步确定复合式仿生波浪筛的横、纵截面参数，并通过大量的仿真对比试验选取出最优参数组合。最终对比试验结果表明，在标准工作条件下，复合波浪筛的损失率仅为0.33％，含杂率仅为0.16％，相比于传统平面圆孔筛，复合式仿生波浪筛能够有效的提高谷物的清洁率，降低谷物的损失率，满足清选装置的筛分作业要求。

Claims (2)

1.一种仿蚯蚓体表结构及运动的复合波浪筛，其特征在于：所述复合波浪筛以蚯蚓的表面结构和运动形式为仿生原型，由波浪曲线(1)和异弧形波浪曲线(2)复合构成，其中波浪曲线(1)对应蚯蚓的环形体表；异弧形波浪曲线(2)对应蚯蚓运动的波浪结构，所述复合波浪筛纵截面为异弧形波浪结构，所述异弧形波浪结构长度为L＝1360mm，每个单元的深度H＝10mm，宽度W＝60mm，偏心距e＝10mm；所述复合波浪筛横截面为波浪结构，所述的波浪结构长度为D＝400mm，波形比为
Figure FDA0004170075110000011
其中h代表每个横截面波浪单元的深度，w代表每个横截面波浪单元的宽度，波峰半径为Rf＝6mm，波谷半径为Rg＝100mm。
2.根据权利要求1所述的一种仿蚯蚓体表结构及运动的复合波浪筛，其特征在于：所述的仿蚯蚓体表结构及运动的复合波浪筛是在平面圆孔筛的基础上设计的。
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