CN112617237B - 一种块根块茎类作物精细化复合清洁机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种块根块茎类作物精细化复合清洁机组，属于农业机械技术领域。该机组包括按序相互衔接的干洗清杂去土装置、预洗浸泡装置、初洗装置、复洗装置、精洗装置，实际上将干洗作业和水洗作业两大部分集成在一起，干洗作业由干洗清杂去土装置完成，主要去除块根块茎类作物中的土块碎石、残秧根茎、表面浮土等；水洗作业由预洗浸泡、高压立体喷淋和毛刷辊初洗、低频超声波和气泡复洗、高频超声波和等离子水精洗，以多种清洗方式递进的梯度清洁模式，连续分步清洗，从而可以将块根块茎干洗后表面残留的土杂及害虫、病菌微生物等污物彻底清除，确保收获后的块根块茎类作物优质低损清洁，切实满足加工生产和食品安全的需求。

Description

一种块根块茎类作物精细化复合清洁机组

技术领域

本发明涉及一种作物清洁机组，尤其是一种块根块茎类作物精细化复合清洁机组，属于农业机械技术领域。

背景技术

马铃薯、胡萝卜等块根块茎类作物由于可食用部分生长于地下，收获后的块根、块茎形状不规则、大小不一，并带有大量泥土杂质以及害虫、病菌等，收获后必须进行清洁。

目前马铃薯和胡萝卜等块根块茎类作物的清杂去土技术主要分为干洗和水洗两种形式。干洗不用水，而是通过特定装置和机构完成清洗作业，可有效避免受水浸泡导致的块根块茎的腐烂问题。块根块茎类作物的干洗主要应用在初级加工，去除收获时含有的土块、石块、残秧及块根块茎表面上的浮土；而水洗是配合特定装置和机构完成清洗作业，主要用于去除块根块茎表面附着的土壤、农残等，应用在食用加工和精深加工，需要浸泡、频繁换水等，效率不够高，清洗效果也不够好。

随着马铃薯、胡萝卜等块根块茎类作物种植面积的不断增加和人们对食品安全问题与节约水资源问题的重视，现有的块根块茎类作物清洁机械及清洁方法已不能满足既高质高效去除土杂、清除害虫和病菌微生物，又尽量少用水资源的需求。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提出一种将干洗和水洗有机结合的块根块茎类作物精细化复合清洁机组，从而完成收获后的块根块茎类作物的优质低损清洁作业，既去除土杂、清除害虫和病菌微生物，又最大限度地节约水资源，切实满足加工生产和食品安全的需求。

为了达到上述首要目的，本发明块根块茎类作物精细化复合清洁机组的基本技术方案为：包括按序相互衔接的干洗清杂去土装置、预洗浸泡装置、初洗装置、复洗装置、精洗装置；

所述干洗清杂去土装置包括支撑在机架两端的主动轮和从动轮，所述主动轮和从动轮之间环绕带拨指杆条的橡胶连接带，所述橡胶连接带与清杂振动机构接触，组成输送清杂组件；所述输送清杂组件的后段上方装有一组前后高低错落分布构成物料波形起伏通过路径的毛刷辊，相邻毛刷辊旋向相逆且转速不同，组成刷洗组件；所述刷洗组件上部至少装有一个位于相邻毛刷辊之间具有弹性下压趋势的浮动板，所述浮动板的下表面分布有荆刺状橡胶指，构成刷洗压浮调节组件；所述输送清杂组件的输出端下方装有迂回倾斜的一组复洗框，所述复洗框间隔支撑有一组橡胶拨指辊，组成复洗组件；

所述预洗浸泡装置由浸泡槽和浸泡输送网链组成，所述浸泡输送网链的前段为沉入浸泡槽的水平段、后段为逐渐升高的输出段；

所述初洗装置包括底部漏斗和两侧挡板构成的厢体，所述两侧挡板之间支撑一组间隔分布的毛刷辊，所述毛刷辊的上方和两端分别装有与高压管路连通的喷嘴，构成高压立体喷淋和毛刷辊初洗机构；

所述复洗装置包括气泡发生槽和复洗输送网链，所述复洗输送网链的前段为沉入气泡发生槽的水平段、后段为逐渐升高的输出段；所述复洗输送网链的前部上方装有低频超声波振动板，所述低频超声波振动板后部的复洗输送网链上层下方装有一组间隔分布出气孔的气体支路管，所述气体支路管通过气体主路管与风机的出风口连通，构成低频超声波和气泡复洗机构；

所述精洗装置包括等离子水槽和精洗输送网链，所述精洗输送网链的前段为沉入等离子水槽的水平段、后段为逐渐升高的输出段；所述精洗输送网链的前部上方装有高频超声波振动板，所述高频超声波振动板后部装有等离子水注入口，构成高频超声波和等离子水精洗机构。

这样，本发明的复合清洁机组实际上将干洗作业和水洗作业两大部分集成在一起，干洗作业由干洗清杂去土装置完成，主要去除块根块茎类作物中的土块碎石、残秧根茎、表面浮土等；水洗作业由预洗浸泡、高压立体喷淋和毛刷辊初洗、低频超声波和气泡复洗、高频超声波和等离子水精洗，以多种清洗方式递进的梯度清洁模式，连续分步清洗，从而可以将块根块茎干洗后表面残留的土杂及害虫、病菌微生物等污物彻底清除，确保收获后的块根块茎类作物优质低损清洁，切实满足加工生产和食品安全的需求。同时，经干洗清杂去土装置作业后的物料中已不再含有土块碎石、残秧根茎、表面浮土等杂质，再进行水洗作业，既可最大限度地减轻水洗装置作业负担、减少用水量，又可提高清洁质量。

本发明进一步的完善还有：

所述刷洗压浮调节组件中含有与机架相对固连的固定块，所述固定块活插有垂向的中空杆，所述中空杆的下端与下表面具有间隔分布长短橡胶指的浮动板固连，所述中空杆的下段套有位于固定块和浮动板之间的压缩弹簧，所述中空杆的上段中缝中插装有担在焊接于固定块的垫块上的定位条，所述中空杆的顶端旋拧下压在定位条上的螺母。

所述输送清杂组件前段上方装有物料供给调节组件，所述物料供给调节组件含有一组沿橡胶连接带宽度方向间隔分布的L形橡胶杆，所述L形橡胶杆的水平段间隔分布柔性刺辊。

所述毛刷辊的两端分别由通过调高螺杆连接于安装板上的轴承端板支撑。

所述清杂振动机构含有支撑在两端轴承板的驱振转轴，所述轴承板通过一对垂向螺杆固定在与机架固连的调高板上；所述驱振转轴轴向固连径向延伸的支撑板，所述支撑板的两端分别支撑有振动轮。

所述复洗框的入口侧装有一排喷嘴构成的喷淋部件。

所述初洗装置的底部漏斗下方安放废水循环收集箱，所述厢体输出端两侧分别装有逐渐靠拢呈八字形的出料挡板。

所述复洗装置的各水平气体支管路与气体主管路连通，形同发梳状；所述气体主管路的一端通过上端带调节阀的输气管与风机的出风口连通。

附图说明

以下结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明一个实施例的立体结构示意图。

图2为图1实施例中干洗清杂去土装置的立体结构示意图(拆去前挡板)。

图3为图2中的物料供给调节组件立体结构示意图。

图4为图2中的清杂振动机构立体结构示意图。

图5为图2中的刷洗压浮调节组件立体结构示意图。

图6为图2的刷洗组件的立体结构示意图。

图7为图2干洗清杂去土装置的工作过程示意图。

图8为图1实施例的初洗装置立体结构示意图。

图9为图1实施例的预洗浸泡装置立体结构示意图。

图10为图1实施例的复洗装置立体结构示意图。

图11为图1实施例的精洗装置立体结构示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的块根块茎类作物精细化复合清洁机组基本构成如图1 所示，包括按序相互衔接的干洗清杂去土装置A、预洗浸泡装置B、初洗装置C、复洗装置D、精洗装置E和接料装置F。

其中，干洗清杂去土装置A基于曲线运移路径，具体结构如图2 所示，机架1的两端分别支撑主电机通过链传动带动的主动轮2-1和从动轮2-2，主动轮2-1和从动轮2-2之间环绕带拨指杆条的橡胶连接带2-3，组成输送清杂组件2,拨指杆条等间距分布在橡胶连接带2-3上，其杆条主体上间隔分布有刺状橡胶拨指，可在物料输送过程中有效保护物料免受损伤，完成物料边抖动边输送作用，实现大颗粒杂质的清除作业。输送清杂组件2的输入端装有入料口1-1、两侧装有挡板1-2。输送清杂组件2的前段上方装有间隔分布的两个物料供给调节组件3，橡胶连接带2-3上层中部下面与清杂振动机构4接触。输送清杂组件2的后段上方装有一组前后高低错落分布的毛刷辊 5-1，组成刷洗组件5。输送清杂组件2下方装有土杂清理组件9,该土杂清理组件9倾斜的接杂板9-2下表面中部与约束在垂向支撑滑道 9-3的滑块击打球衔接，滑块击打球位于电机通过偏心圆盘9-4铰接的连杆的上端。工作时，接取和收集经过输送清杂部分和第一次曲线运移路径刷洗部分作业后清洗下来的土杂，滑块击打球在电机和偏心圆盘及连杆的作用下实现循环击打接杂板，使土杂顺利落入下部的土杂收集箱内。刷洗部件5上部装有二个位于相邻毛刷辊5-1之间具有弹性下压趋势的浮动板6-1，构成刷洗压浮调节组件6。输送清杂组件2的输出端下方装有迂回倾斜的一组复洗框7-1，组成复洗组件7，该复洗组件7含有一组四个迂回倾斜的复洗框7-1，各复洗框7-1的入口侧装有一排喷嘴7-3构成的喷淋部件，在需要时可以适当喷雾，复洗框7-1中间隔支撑有一组六根橡胶拨指辊7-2，橡胶拨指辊由四角拨指杆及荆刺状的橡胶拨指构成，在受到物料碰撞和冲击时，可实现被动式周向转动，进一步清洗物料表面残留土杂。复洗组件7的下方承接预洗浸泡装置B。

物料供给调节组件3的具体结构如图3所示，包括固定在机架1 上的定位连接板3-1，定位连接板3-1上沿橡胶连接带宽度方向间隔分布五根L形橡胶杆3-2，L形橡胶杆3-2的水平段间隔分布三个柔性橡胶带刺辊3-3，柔性橡胶带刺辊3-3具有周向分布的径向延伸辊刺，受力时可以上下弹性浮动，主要作用是控制物料的供给。其中，前面的一组物料供给调节组件主要是控制物料的初始喂入量，保证物料的适量供给；后面的一组物料供给调节组件主要是控制进入第一次曲线运移路径刷洗部分的物料喂入量，保证物料单层进入第一次曲线运移路径刷洗部分，提高清洗效果，防止堵塞。

清杂振动机构4的具体结构如图4所示，含有支撑在两端轴承板 4-3的驱振转轴4-1，轴承板4-3通过一对垂向螺杆固定在与机架1 固连的调高板4-4上。驱振转轴4-1通过链传动与驱振电机4-2传动连接，并且轴向两处分别固连径向延伸的支撑板4-6，该支撑板4-6的两端分别支撑有振动轮4-5。因此，当驱振电机带动驱振转轴旋转时，振动轮将使输送清杂组件间歇抖动，并且可以通过垂向螺杆调节驱振转轴的上下位置，进而调节振动幅度。

刷洗压浮调节组件6的具体结构如图5所示，与机架1相对固连的固定块6-5活插有垂向的中空杆6-7，该中空杆6-7的下端与下表面具有间隔分布长短橡胶指6-8的浮动板6-1固连，中空杆6-7的下段套有位于固定块6-5和浮动板6-1之间的压缩弹簧6-6，中空杆6-7的上段中缝中插装有担在焊接于固定块6-5的垫块6-4上的定位条 6-3，中空杆6-7的顶端旋拧下压在定位条6-3上的螺母6-2。二个刷洗压浮调节组件6分别位于第一、第二和第三、第四毛刷辊之间，具有弹性下压趋势，通过压缩弹簧和中空杆，可以自适应物料大小上下浮动，防止物料弹出，同时，浮动板下面的长短橡胶指可柔性下压物料，保证其稳定顺畅输送。

刷洗组件5的具体结构如图6所示，含有一组四根前后高低错落分布的毛刷辊5-1，各毛刷辊5-1的两端分别由通过调高螺杆5-3连接于安装板5-2上的轴承端板5-4支撑，安装板5-2与机架1固连。由于毛刷辊可合理调节高低错落。并且，第一刷辊与第三刷辊通过链传动连接，转动方向为逆时针；第二刷辊与第四刷辊通过链传动连接，转动方向为瞬时针；由于分别由相应电机驱动，第二刷辊与第四刷辊的转动速度高于第一刷辊与第三刷辊的转速，形成速度差。通过相邻刷辊高低位置、转向、转速均不相同的特性形成了高低位反向差速转刷的结构，也即形成了物料基于曲线运移路径的第一次曲线运移刷洗，可有效刷除物料表面的土杂，同时刷辊上均布的软长毛可最大限度的降低物料损伤。

工作时，如图7所示，物料在第一刷辊作用下，运动到第二刷辊上面再落下；然后在第三刷辊作用下，继续运动到第四刷辊上面然后再落下，完成第一次曲线运移路径刷洗。此后，物料依次落入四个迂回曲折的复洗筐内，实现第二次曲线运移路径的复洗作业。同时可根据需要，在复洗筐的喷淋作用下，实现物料第二次基于曲线运移路径的复洗作业时的水洗，提高清洗效果。前三个复洗筐有底板，第四复洗筐无底板，更有利于土杂物料落入收集箱内。

预洗浸泡装置B的具体结构如图9所示，由支撑在底架上的浸泡槽B1和浸泡输送网链B2组成，浸泡输送网链B2的前段为沉入浸泡槽B1的水平段、后段为逐渐升高的输出段。浸泡输送网链B2上装有间隔分布的橡胶刮板B3，便于运送物料。

初洗装置C的具体结构如图8所示，包括底部漏斗和两侧挡板构成的通过式厢体C2，底部漏斗的下方安放废水循环收集箱C5,厢体 C2的输出端两侧分别装有逐渐靠拢呈八字形的出料挡板C6，其作用是引导经过初洗后的物料顺利进入复洗装置D的气泡发生槽内，防止物料从两边掉落；两侧挡板之间支撑一组驱动电机C1通过链传动带动的间隔分布毛刷辊C3，毛刷辊C3的上方和两端分别装有与高压管路连通的喷嘴C4，构成高压立体喷淋和毛刷辊初洗机构。各面喷嘴的角度可调，从而实现所需方向的喷淋，毛刷辊则配合高压立体水喷淋，有效去除农产品物料表面的土杂。

复洗装置D的具体结构如图10所示，包括气泡发生槽D2和复洗输送网链D3，复洗输送网链D3的前段为沉入气泡发生槽D2的水平段、后段为逐渐升高的输出段；复洗输送网链上也装有间隔分布的橡胶刮板，复洗输送网链D3的前部上方装有两块间隔分布的低频超声波振动板D1(33KHz、功率1200W，江苏江大五棵松生物科技有限公司WKS1200)，其下部浸入水中1cm左右，两块低频超声波振动板D1 后部的复洗输送网链D3上层下方装有一组间隔的水平气体支路管，各气体支管路上分别间隔分布有朝上的出气孔，且各气体支管路的一端分别与气体主管路连通，形同发梳状，气体主管路的一端通过上端带调节阀的输气管D4与风机的出风口连通，构成低频超声波和气泡复洗机构。当复洗输送网链在其驱动电机的带动下运送物料时，先进行低频超声波清洗，然后再进行气泡清洗。

精洗装置E的具体结构如图11所示，包括等离子水槽E2和精洗输送网链E4，精洗输送网链E4的前段为沉入等离子水槽E2的水平段、后段为逐渐升高的输出段，精洗输送网链上也装有间隔分布的橡胶刮板；精洗输送网链E4的前部上方装有四块高频超声波振动板E1(频率120KHz、功率1200W，江苏江大五棵松生物科技有限公司 WKS1200)，四块低频超声波振动板E1后部装有等离子水注入口E3，构成高频超声波和等离子水精洗机构。当精洗输送网链在其驱动电机的带动下运送物料时，由高频超声波和等离子水混合作用进行物料精洗，可有效清洗物料表面残留土杂和表面病菌微生物，由于此段物料仅有少量土杂，故采用高频超声波产生的空化作用可以避免损伤物料表皮。

本实施例的块根块茎类作物精细化复合清洁机组与现有技术相比具有如下特点：

1)干洗清杂去土装置的水平、垂向曲线运移路径具有理想的去土效果；

2)高压立体喷淋结构保证了全方位的清洗效果；

3)低频超声波+气泡复洗先借助低频超声波的空化作用使物料表面土杂变松散后再通过气泡清洗，确保了清洗质量；

4)高频超声波+等离子水精洗通过高频超声波空化和等离子水切实起到了灭虫杀菌作用。

总之，由于将干洗和水洗合理组合——干洗作业由干洗清杂去土机构完成，主要去除块根块茎类作物中的土块碎石、残秧根茎、表面浮土等；水洗作业采用梯度清洗的模式，由预洗浸泡机构、高压立体喷淋+毛刷辊初洗机构、低频超声波+气泡复洗机构、高频超声波+等离子水精洗机构完成；因此不仅可以完成块根块茎类农产品干洗后表面残留土杂的去除，还有效清除了害虫、病菌微生物等污物，满足食品安全要求，并且经干洗清杂去土装置作业后的物料中已不再含有土块碎石、残秧根茎、表面浮土等杂质，再进行水洗作业，既可最大限度地减轻水洗装置作业负担、减少用水量，又可提高清洁质量。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种块根块茎类作物精细化复合清洁机组，其特征在于：包括按序相互衔接的干洗清杂去土装置、预洗浸泡装置、初洗装置、复洗装置、精洗装置；

所述干洗清杂去土装置包括支撑在机架两端的主动轮和从动轮，所述主动轮和从动轮之间环绕带拨指杆条的橡胶连接带，所述橡胶连接带与清杂振动机构接触，组成输送清杂组件；所述输送清杂组件的后段上方装有一组前后高低错落分布构成物料波形起伏通过路径的毛刷辊，相邻毛刷辊旋向相逆且转速不同，组成刷洗组件；所述刷洗组件上部至少装有一个位于相邻毛刷辊之间具有弹性下压趋势的浮动板，所述浮动板的下表面分布有荆刺状橡胶指，构成刷洗压浮调节组件；所述输送清杂组件的输出端下方装有迂回倾斜的一组复洗框，所述复洗框间隔支撑有一组橡胶拨指辊，组成复洗组件；

所述预洗浸泡装置由浸泡槽和浸泡输送网链组成，所述浸泡输送网链的前段为沉入浸泡槽的水平段、后段为逐渐升高的输出段；

所述初洗装置包括底部漏斗和两侧挡板构成的厢体，所述两侧挡板之间支撑一组间隔分布的毛刷辊，所述毛刷辊的上方和两端分别装有与高压管路连通的喷嘴，构成高压立体喷淋和毛刷辊初洗机构；

所述复洗装置包括气泡发生槽和复洗输送网链，所述复洗输送网链的前段为沉入气泡发生槽的水平段、后段为逐渐升高的输出段；所述复洗输送网链的前部上方装有低频超声波振动板，所述低频超声波振动板后部的复洗输送网链上层下方装有一组间隔分布出气孔的气体支路管，所述气体支路管通过气体主路管与风机的出风口连通，构成低频超声波和气泡复洗机构；

所述精洗装置包括等离子水槽和精洗输送网链，所述精洗输送网链的前段为沉入等离子水槽的水平段、后段为逐渐升高的输出段；所述精洗输送网链的前部上方装有高频超声波振动板，所述高频超声波振动板后部装有等离子水注入口，构成高频超声波和等离子水精洗机构。

2.根据权利要求1所述的块根块茎类作物精细化复合清洁机组，其特征在于：所述刷洗压浮调节组件中含有与机架相对固连的固定块，所述固定块活插有垂向的中空杆，所述中空杆的下端与下表面具有间隔分布长短橡胶指的浮动板固连，所述中空杆的下段套有位于固定块和浮动板之间的压缩弹簧，所述中空杆的上段中缝中插装有支撑在焊接于固定块的垫块上的定位条，所述中空杆的顶端旋拧下压在定位条上的螺母。

3.根据权利要求2所述的块根块茎类作物精细化复合清洁机组，其特征在于：所述输送清杂组件前段上方装有物料供给调节组件，所述物料供给调节组件含有一组沿橡胶连接带宽度方向间隔分布的L形橡胶杆，所述L形橡胶杆的水平段间隔分布柔性刺辊。

4.根据权利要求3所述的块根块茎类作物精细化复合清洁机组，其特征在于：所述毛刷辊的两端分别由通过调高螺杆连接于安装板上的轴承端板支撑。

5.根据权利要求4所述的块根块茎类作物精细化复合清洁机组，其特征在于：所述清杂振动机构含有支撑在两端轴承板的驱振转轴，所述轴承板通过一对垂向螺杆固定在与机架固连的调高板上；所述驱振转轴轴向固连径向延伸的支撑板，所述支撑板的两端分别支撑有振动轮。

6.根据权利要求1至5任一所述的块根块茎类作物精细化复合清洁机组，其特征在于：所述复洗框的入口侧装有一排喷嘴构成的喷淋部件。

7.根据权利要求6所述的块根块茎类作物精细化复合清洁机组，其特征在于：所述初洗装置的底部漏斗下方安放废水循环收集箱，所述厢体输出端两侧分别装有逐渐靠拢呈八字形的出料挡板。

8.根据权利要求7所述的块根块茎类作物精细化复合清洁机组，其特征在于：所述复洗装置的各水平气体支管路与气体主管路连通，形同发梳状；所述气体主管路的一端通过上端带调节阀的输气管与风机的出风口连通。

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