CN113713882B - 用于非常规稻谷脱壳的辊带式砻谷机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于非常规稻谷脱壳的辊带式砻谷机，包括机架及输送部分，输送部分包括入口输送单元、中部输送单元及下层输送单元；中部输送单元包括输送装置、辊压装置、驱动输送装置、驱动辊压装置及辊压调节装置；输送装置包括主输送带轮、被输送带轮、连接主输送带轮和被输送带轮的V型辊带；辊压装置包括胶辊、轴向穿过胶辊的胶辊轴及用于支持胶辊的胶辊支撑架，以及套置在胶辊轴上的胶辊带轮；辊压调节装置包括安装在机架上的辊压调节电机及通过联轴器与辊压调节电机输出轴相连的胶辊支撑轴，胶辊支撑轴穿过胶辊支撑架支撑杆的通孔。对多倍体、长径比大于3.5的非常规稻谷进行脱壳，解决了传统双辊砻谷机易于出现破碎、难以脱壳的难题。
Description
技术领域
本发明属于稻谷加工技术领域，具体涉及一种用于非常规稻谷脱壳的辊带式砻谷机。
背景技术
砻谷机是一种将稻谷脱去颖壳，制成糙米的粮食加工机械，是现代食用大米加工企业的必备设备。我国粮食作物中稻谷种植面积最大、总产量最多，世界上有半数以上人口以大米为主食。稻谷加工是粮食产业链中的重要组成部分，也是食品加工的基础工业，在国民经济和国家粮食安全中具有重要的地位和作用。稻谷加工主要包括：清理去石、砻谷脱壳、碾米、抛光、色选以及成品米处理等工序，稻谷加工过程中稻谷脱壳是重要的加工环节和关键工序，稻谷脱壳工艺效果的好坏，将直接影响后续加工成品米的质量、出率、破碎率和产量。脱壳常用设备为胶辊砻谷机，其主要工作构件是一对做相向不等速旋转运动的橡胶辊筒。当谷粒送入工作区后受到两胶辊施加的挤压力，以及由两胶辊速度差所产生的摩擦力，挤压力与摩擦力的综合作用产生撕搓效应，从而使稻壳破裂与糙米分离完成脱壳。
水稻的粒形性状与产量和品质密切相关，主要包括粒长、粒宽、粒厚、长宽比和长厚比等方面。粒长不仅决定稻米的外观和碾磨品质，而且对水稻的千粒重也有影响。我国的水稻品种属于亚洲栽培稻，有两个亚种，即粳稻和籼稻。粳稻和籼稻最为显著的外观区别在于其谷粒的长度，籼稻谷粒一般较长，而粳稻谷粒则相反。近年来，由于受到国内一些著名品牌和国际市场泰国香米的影响，粳稻品种在选育过程中有长粒化的趋势。通常以整精米的长宽比来衡量粒型的长短，依据国际水稻研究所的标准，长宽比大于3.0者即为细长型，长宽比小于2.0即为粗短型，长宽比在2.0～3.0则为中间型。我国优质籼米的新标准是长宽比大于2.8。粳稻长宽比一般为1.5～2.0；长宽比大于2.5，整精米粒长≥6.5mm者是长粒粳稻。通常，随着粒长的增加，糙米率、整精米率等加工碾磨品质会随之降低。
粒长是水稻粒形的三大构成因素(粒长、粒宽、粒厚)之一。粒长、粒宽和粒厚对粒重的总影响力达94.4％，直接影响水稻的单产，其中粒长对水稻粒重的贡献更大。研究表明，粒形细长的品种米质较好。进行品质改良时，选育的稻米要求粒形较长、宽度较小、长宽比适中。因此，粒长也是稻米品质的一个重要指标。
砻谷机主要形式包括双胶辊式，辊带式，砂臼式，常规稻谷主要加工形式为双胶辊形式，特点：处理量大，平稳性好，工艺性能优。但是，轧区构型决定了对不同稻谷的脱壳率和破碎率不同。双辊形式砻谷机辊间轧区相对较小，一些非常规稻谷的脱壳不能达到很好的两指标平衡点。
发明内容
本发明的目的在于针对上述技术的不足，提供一种用于非常规稻谷脱壳的辊带式砻谷机，解决非常规稻谷脱壳难、易于破碎难题，提高非常规稻谷的脱壳效率。
为实现上述目的，本发明所设计的用于非常规稻谷脱壳的辊带式砻谷机，包括机架、入口调节部分及输送部分，所述输送部分包括入口输送单元、中部输送单元及下层输送单元；所述中部输送单元包括输送装置、辊压装置、驱动输送装置、驱动辊压装置及辊压调节装置；所述输送装置包括主输送带轮、被输送带轮、连接主输送带轮和被输送带轮的V型辊带；所述辊压装置包括胶辊、轴向穿过胶辊的胶辊轴及用于支持胶辊的胶辊支撑架，以及套置在胶辊轴上的胶辊带轮；所述辊压调节装置包括安装在机架上的辊压调节电机及通过联轴器与辊压调节电机输出轴相连的胶辊支撑轴，胶辊支撑轴穿过胶辊支撑架支撑杆的通孔。
进一步地，所述胶辊布置在胶辊支撑架的U型架内，胶辊轴的一端依次穿过U型架一侧板的通孔、胶辊的轴向通孔及U型架另一侧板的通孔，胶辊的两端部均固定有胶辊固定架，胶辊固定架套置在胶辊轴上且与胶辊轴固定连接。
进一步地，所述驱动输送装置包括安装在机架上的辊带电机及安装在辊带电机输出轴上的辊带电机带轮，辊带电机带轮通过辊带传送带与主输送带轮的传动轴相连，辊带传送带上设置有调压装置。
进一步地，所述驱动辊压装置包括固定在机架上的胶辊电机及安装在胶辊电机输出轴上的胶辊电机带轮，胶辊电机带轮通过胶辊传送带与胶辊带轮相连，胶辊传送带设置有调压装置。
进一步地，所述输送装置还包括安装在V型辊带上的调压装置。
进一步地，所述辊压装置还包括套置在胶辊轴上的转速传感器；所述辊压调节装置还包括安装在辊压调节电机输出轴上的扭矩传感器。
进一步地，所述入口输送单元包括位于出料通孔正下方的入口导流板、位于入口导流板末端下方的入口导向板及安装在机架上且正对于入口导流板下方的入口限位板，入口导向板通过入口导向板支座固定在机架顶横梁的底面上。
进一步地，所示调压装置包括张紧轮支架、穿过张紧轮支架上下端板的轴、通过张紧轮支撑杆安装在轴顶端的张紧轮及套置在轴上且固定在张紧轮支架上的压力传感器，以及套置在轴上且位于压力传感器与限位板之间的弹簧。
进一步地，所述入口导流板的底面设置有入口温度传感器和入口观测器，入口温度传感器和入口观测器靠近入口导流板的末端；所述机架上设置有出口观测器和出口温度传感器，且出口观测器和出口温度传感器均位于V型辊带出口端。
进一步地，所述入口调节部分包括固定在机架顶横梁上的入料控制电机、通过联轴器与入料控制电机输出轴相连的丝杠、与丝杠相匹配的丝杠螺母、与丝杠螺母延伸板相连的开度控制板及入料斗，丝杠通过套置在丝杠上的丝杠座固定安装在机架的顶横梁上；入料斗的底部设置有中空导向板，且中空导向板开设有与入料斗底部出口相匹配的出料通孔，开度控制板7插入中空导向板的中空腔内完全遮挡或部分遮挡出料通孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明砻谷机针对多倍体、长径比大于3.5的非常规稻谷进行脱壳，解决了传统双辊砻谷机易于出现破碎、难以脱壳的难题；
2、本发明砻谷机采用辊带形式，增加了接触柔性，较少破碎，加大砻谷接触区，提高了非常规稻谷的脱壳效率。
3、本发明砻谷机通过辊压调节装置调整砻谷机压力，适应非常规稻谷的脱壳。
附图说明
图1为本发明用于非常规稻谷脱壳的辊带式砻谷机结构示意图；
图2为图1中入口调节部分结构示意图；
图3为图1中辊压装置与辊压调节装置结构示意图；
图4为图1中调压装置结构示意图。
其中，机架1、顶横梁2、入料控制电机3、联轴器4、丝杠5、丝杠螺母6、开度控制板7、入料斗8、非常规稻谷9、入口限位板10、入口导流板11、入口温度传感器12、入口观测器13、V型辊带14、主输送带15、传动轴16、辊带传送带17、辊带电机带轮18、辊带电机19、胶辊20、胶辊轴21、胶辊固定架22、胶辊带轮23、转速传感器24、张紧轮支架25、张紧轮26、胶辊传送带27、胶辊电机带轮28、辊带电机29、胶辊支撑架30、辊压调节电机31、扭矩传感器32、胶辊支撑轴33、调压装置34、出口观测器35、出口温度测试器36、风机37、带称重器稻壳收集仓38、带称重器糙米收集仓39、延伸板40、丝杠座41、中空导向板42、出料通孔43、入口导向板44、被输送带轮45、U型架46、支撑杆47、稻壳下层导流板48、糙米下层导流板49、稻壳限位板50、糙米限位板51、轴52、张紧轮支撑杆53、压力传感器54、限位板55、弹簧56。
具体实施方式
下面结合图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，以便本领域技术人员理解。
如图1所示用于非常规稻谷脱壳的辊带式砻谷机，包括机架、入口调节部分及输送部分。结合图2所示入口调节部分包括固定在机架1顶横梁2上的入料控制电机3、通过联轴器4与入料控制电机3输出轴相连的丝杠5、与丝杠5相匹配的丝杠螺母6、与丝杠螺母6延伸板40相连的开度控制板7及入料斗8，丝杠5通过套置在丝杠5上的丝杠座41固定安装在机架1的顶横梁2上；入料斗8的底部设置有中空导向板42，且中空导向板42开设有与入料斗8底部出口相匹配的出料通孔43，开度控制板7插入中空导向板42的中空腔内完全遮挡或部分遮挡出料通孔43，为了保证开度控制板7在中空导向板42内的滑动稳定性，开度控制板7的宽度与中空导向板42的内宽相等。通过入料控制电机3、丝杠5和开度控制板7控制入料斗8内非常规稻谷的入料速度。
结合图3所示输送部分包括入口输送单元、中部输送单元及下层输送单元。入口输送单元包括位于出料通孔43正下方的入口导流板11、位于入口导流板11末端下方的入口导向板44及安装在机架1上且正对于入口导流板11下方的入口限位板10，入口导向板44通过入口导向板支座固定在机架1顶横梁2的底面上；另外，入口导流板11的底面设置有入口温度传感器12和入口观测器13，入口温度传感器12和入口观测器13靠近入口导流板11的末端，用于观察入口导流板11末端的非常规稻谷和检测入口导流板11末端非常规稻谷的入口温度。
中部输送单元包括输送装置、辊压装置、驱动输送装置、驱动辊压装置及辊压调节装置。输送装置包括主输送带轮15、被输送带轮45、连接主输送带轮15和被输送带轮45的V型辊带14及安装在V型辊带14上的调压装置34；驱动输送装置包括安装在机架1上的辊带电机19及安装在辊带电机19输出轴上的辊带电机带轮18，辊带电机带轮18通过辊带传送带17与主输送带轮15的传动轴16相连，辊带传送带17上设置有调压装置34。
辊压装置包括胶辊20、轴向穿过胶辊20的胶辊轴21及用于支持胶辊20的胶辊支撑架30，以及均套置在胶辊轴21上的胶辊带轮23和转速传感器24；胶辊20布置在胶辊支撑架30的U型架46内，胶辊轴21的一端依次穿过U型架46一侧板的通孔、胶辊20的轴向通孔及U型架46另一侧板的通孔，同时，胶辊20的两端部均固定有胶辊固定架22，胶辊固定架22套置在胶辊轴21上且与胶辊轴21固定连接。
驱动辊压装置包括固定在机架1上的胶辊电机29及安装在胶辊电机29输出轴上的胶辊电机带轮28，胶辊电机带轮28通过胶辊传送带27与胶辊带轮23相连，胶辊传送带27设置有调压装置34。
辊压调节装置包括安装在机架1上的辊压调节电机31、通过联轴器与辊压调节电机31输出轴相连的胶辊支撑轴33及安装在辊压调节电机31输出轴上的扭矩传感器32，胶辊支撑轴33穿过胶辊支撑架30支撑杆47的通孔。
胶辊20位于V型辊带14的正上方，通过辊压调节装置调节胶辊20与V型辊带14之间的压力。同时，机架1上设置有出口观测器35和出口温度传感器36，且出口观测器35和出口温度传感器36均位于V型辊带14出口端，用于观察V型辊带14出口端的非常规稻谷和检测出口处非常规稻谷的出口温度。
下层输送单元包括稻壳下层导流板48、糙米下层导流板49、位于稻壳下层导流板48上方的稻壳限位板50、位于糙米下层导流板49上方的糙米限位板51、位于稻壳下层导流板49出口端的带称重器稻壳收集仓38及位于糙米下层导流板49出口端的带称重器糙米收集仓39，以及安装在机架1上且正对糙米下层导流板的风机37，风机37将落入到糙米下层导流板49上的稻壳吹到稻壳下层导流板48。
如图4所示调压装置包括张紧轮支架25、穿过张紧轮支架25上下端板的轴52、通过张紧轮支撑杆53安装在轴52顶端的张紧轮26及套置在轴52上且固定在张紧轮支架25上的压力传感器54，以及套置在轴52上且位于压力传感器54与限位板55之间的弹簧56。安装在V型辊带14上的调压装置34，其张紧轮26抵在V型辊带14；同理，安装在辊带传送带17上的调压装置34，且张紧轮26抵在辊带传送带17上；安装在胶辊传送带27上的调压装置34，其张紧轮26抵在胶辊传送带27上。通过调压装置上的压力传感器采集V型辊带14或传动带上的压力后，并通过张紧轮26来调节V型辊带14或传动带。
非常规稻谷进入入料斗，通过入料控制电机、丝杠、丝杠螺母运动，完成开度控制板7的开度调控，非常规稻谷进入入口导流板11，输送至V型辊带，从而进入V型辊带14与胶辊20的接触区，入口温度传感器12和入口观测器13测量脱壳入口区温度以及稻谷的运动形式；辊带电机19通过带轮、辊带传送带17带动传动轴16旋转，从而带动V型辊带14运动。胶辊电机29通过带轮、胶辊传送带27带动胶辊带轮23转动，胶辊带轮23带动胶辊轴21转动，从而带动胶辊20旋转。辊压调节电机31通过胶辊支撑轴33带动胶辊支撑架30动，从而调节胶辊20与V型辊带14之间的压力来实现非常规稻谷的脱壳。
出口观测器和出口温度传感器测量脱壳区出口的米粒脱壳情况与温度分布，稻壳与脱壳后的糙米通过风机分离进入稻壳收集仓与糙米收集仓，通过称重器获得稻壳和糙米各自的重量，从而获得脱壳效率。
Claims (6)
1.一种用于非常规稻谷脱壳的辊带式砻谷机，包括机架、入口调节部分及输送部分，所述输送部分包括入口输送单元、中部输送单元及下层输送单元；其特征在于：所述中部输送单元包括输送装置、辊压装置、驱动输送装置、驱动辊压装置及辊压调节装置；所述输送装置包括主输送带轮(15)、被输送带轮(45)、连接主输送带轮(15)和被输送带轮(45)的V型辊带(14)；所述辊压装置包括胶辊(20)、轴向穿过胶辊(20)的胶辊轴(21)及用于支持胶辊(20)的胶辊支撑架(30)，以及套置在胶辊轴(21)上的胶辊带轮(23)；所述辊压调节装置包括安装在机架(1)上的辊压调节电机(31)及通过联轴器与辊压调节电机(31)输出轴相连的胶辊支撑轴(33)，胶辊支撑轴(33)穿过胶辊支撑架(30)支撑杆(47)的通孔；
所述驱动输送装置包括安装在机架(1)上的辊带电机(19)及安装在辊带电机(19)输出轴上的辊带电机带轮(18)，辊带电机带轮(18)通过辊带传送带(17)与主输送带轮(15)的传动轴(16)相连，辊带传送带(17)上设置有调压装置(34)；
所述驱动辊压装置包括固定在机架(1)上的胶辊电机(29)及安装在胶辊电机(29)输出轴上的胶辊电机带轮(28)，胶辊电机带轮(28)通过胶辊传送带(27)与胶辊带轮(23)相连，胶辊传送带(27)设置有调压装置(34)；
所述输送装置还包括安装在V型辊带(14)上的调压装置(34)；
所示调压装置包括张紧轮支架(25)、穿过张紧轮支架(25)上下端板的轴(52)、通过张紧轮支撑杆(53)安装在轴(52)顶端的张紧轮(26)及套置在轴(52)上且固定在张紧轮支架(25)上的压力传感器(54)，以及套置在轴(52)上且位于压力传感器(54)与限位板(55)之间的弹簧(56)。
2.根据权利要求1所述用于非常规稻谷脱壳的辊带式砻谷机，其特征在于：所述胶辊(20)布置在胶辊支撑架(30)的U型架(46)内，胶辊轴(21)的一端依次穿过U型架(46)一侧板的通孔、胶辊(20)的轴向通孔及U型架(46)另一侧板的通孔，胶辊(20)的两端部均固定有胶辊固定架(22)，胶辊固定架(22)套置在胶辊轴(21)上且与胶辊轴(21)固定连接。
3.根据权利要求1所述用于非常规稻谷脱壳的辊带式砻谷机，其特征在于：所述辊压装置还包括套置在胶辊轴(21)上的转速传感器(24)；所述辊压调节装置还包括安装在辊压调节电机(31)输出轴上的扭矩传感器(32)。
4.根据权利要求1所述用于非常规稻谷脱壳的辊带式砻谷机，其特征在于：所述入口输送单元包括位于出料通孔(43)正下方的入口导流板(11)、位于入口导流板(11)末端下方的入口导向板(44)及安装在机架(1)上且正对于入口导流板(11)下方的入口限位板(10)，入口导向板(44)通过入口导向板支座固定在机架(1)顶横梁(2)的底面上。
5.根据权利要求4所述用于非常规稻谷脱壳的辊带式砻谷机，期特征在于：所述入口导流板(11)的底面设置有入口温度传感器(12)和入口观测器(13)，入口温度传感器(12)和入口观测器(13)靠近入口导流板(11)的末端；所述机架(1)上设置有出口观测器(35)和出口温度传感器(36)，且出口观测器(35)和出口温度传感器(36)均位于V型辊带(14)出口端。
6.根据权利要求1所述用于非常规稻谷脱壳的辊带式砻谷机，期特征在于：所述入口调节部分包括固定在机架(1)顶横梁(2)上的入料控制电机(3)、通过联轴器(4)与入料控制电机(3)输出轴相连的丝杠(5)、与丝杠(5)相匹配的丝杠螺母(6)、与丝杠螺母(6)延伸板(40)相连的开度控制板(7)及入料斗(8)，丝杠(5)通过套置在丝杠(5)上的丝杠座(41)固定安装在机架(1)的顶横梁(2)上；入料斗(8)的底部设置有中空导向板(42)，且中空导向板(42)开设有与入料斗(8)底部出口相匹配的出料通孔(43)，开度控制板(7)插入中空导向板(42)的中空腔内完全遮挡或部分遮挡出料通孔(43)。
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