CN115382766B - 一种油茶鲜果-花-叶分离机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油茶鲜果‑花‑叶分离机。该分离机包括喂料口、机架、鲜果分离装置、出料口、花瓣分离装置、花蕊分离装置和出杂口；所述鲜果分离装置、花瓣分离装置和花蕊分离装置自上而下分别安装在机架的上部、中部和下部。物料投入喂料口后，鲜果分离装置分选的果实经出料口输出，花和叶沿花瓣分离装置的承料板滑落并分选花瓣至收集箱，花蕊分选至花蕊分离装置的收集盒，叶片等剩余杂物由出杂口排出。本发明对油茶鲜果‑花‑叶混合物的分离效率高、操作简单，维护便捷。
Description
技术领域
本发明属农业物料分离机械技术领域，涉及一种油茶鲜果-花-叶混合物的自动化处理设备。
背景技术
油茶具有“花果同期”和“秋花秋实”的生理特性，油茶枝条上的当年果实尚未成熟、采摘，下一年的新花却已含苞待放，即生殖周期交互重叠。近年来，油茶产业发展迅速，种植面积已超过7000万亩，规模化机械采收已成为支撑油茶产业发展的重要手段。
机械采收过程中，齿梳或振动冲击等油茶果采摘方式往往造成花瓣、花苞和叶片不同程度的掉落，例如中国专利CN112042386A等。花瓣和花蕊常用作花青素、香精等高价值产品的提取、炼制，叶片则是提取茶多酚等功能成分的重要原料，因此在采摘后会利用机械于地面收集获得包含油茶鲜果、花与叶片的混合物，例如中国专利CN208191394U；或在采摘同时完成对该混合物的收集，例如中国专利CN106941878A。
然而，目前缺乏针对油茶鲜果机械采收过程中鲜果-花-叶混合物的高效分离机械，使得无论是花瓣、花蕊，还是叶片，往往还是作为油茶果脱壳(脱蒲)预处理后的废弃物被直接丢弃，甚至在采摘时就不予收集，例如中国专利CN113016352A。可见，油茶鲜果采收过程中形成的花、叶片等物料尚未予以分类回收及高附加值利用，极大地压减了油茶产业的经济效益。
中国专利CN114472169A中采用经进料斗送入后自上而下进行多级振动筛分和筛间风选，从而完成混合物料中各组分的精细分离。但由于该专利主要是利用筛网分离尺寸差异较小的不同籽粒，因此对风阻较小(相对于籽粒)的花瓣、密度较低(相对于籽粒)的花蕊均难以有效分选。同时，由于叶片与花瓣的尺寸及重量差异较大，若要有效筛分则需先行对物料进行粉粹，由此导致花、叶中含有的活性成分难以分类利用，影响了花、叶的经济价值。此外，该专利应用时还需依赖于不同出风通道和风压的协同工作，导致结构复杂、不易控制和使用。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷与不足，本发明的目的在于提供一种油茶鲜果-花-叶分离机，实现对采收混合物料中油茶鲜果、花瓣、花蕊等的高效分离。
为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
该分离机包括喂料口、鲜果分离装置、出料口、花瓣分离装置、花蕊分离装置以及出杂口；所述鲜果分离装置包括用于将自喂料口送入的物料(例如采收混合物料)中的油茶鲜果向出料口转运的分离辊组，花蕊分离装置包括用于分选物料中的油茶花花蕊并将杂质转运至出杂口的筛分机构；花瓣分离装置包括挡料板、承料板、花瓣收集箱和用于分选物料中的油茶花花瓣的风机，挡料板设置在出料口的下方，花瓣收集箱设置在挡料板的下方，承料板自分离辊组下方靠近喂料口的一侧向内延伸(延伸方向为向下倾斜，以便分离了鲜果的物料经分离辊组后沿承料板连续滑落)至风机的出风侧，筛分机构位于花瓣收集箱与承料板之间的风机分选落料(分离鲜果及花瓣后的物料)空间的下方。
优选的，所述分离辊组具体包括设置在上层并靠近喂料口的反转辊子和设置在下层的多个输运辊子，各输运辊子在反转辊子与出料口之间间隔排列。
优选的，所述输运辊子的表面设置有颗粒状凸起。该颗粒状凸起增加输运辊子与油茶鲜果间的摩擦力。
优选的，所述鲜果分离装置还包括主动齿轮、传动链轮、链条、带传动系统和设置在承料板下方并位于风机进风侧的电动机(既可利用风机为电动机散热，又可提高风机的出风温度，有利于加快对采收的新鲜物料的分选)，带传动系统包括从动轮、皮带、与电动机相连的主动轮以及与从动轮、主动齿轮和传动链轮分别相连的传动辊，皮带分别与从动轮和主动轮相连，主动齿轮与设置在反转辊子端部的从动齿轮相啮合，传动链轮通过链条与设置在各输运辊子端部的输运链轮相连。
优选的，所述反转辊子和传动辊的表面设置有颗粒状凸起。该颗粒状凸起增加反转辊子、传动辊与油茶鲜果间摩擦力。
优选的，所述花瓣分离装置还包括进风板、挡风板和用于控制花瓣收集箱与外界连通程度的箱门，箱门上设置有排气孔，进风板上设置有均流孔，挡风板沿风机进出风方向布置在风机和花瓣收集箱的两侧，进风板设置在两侧挡风板之间并与风机的进风侧相对。
优选的，所述筛分机构具体包括振动电机、接料斗、筛网、筛网架和弹簧，接料斗和振动电机设置在筛网架靠近风机分选落料空间的一侧上(分别设置在该侧的顶部和底部上)，筛网通过筛网架及弹簧的支撑以与水平面呈25～30°向下倾斜，筛网架远离风机分选落料空间的一侧与出杂口相衔接。
优选的，所述筛网采用孔径为10～12mm的圆形网孔。
优选的，所述花蕊分离装置还包括花蕊连续收集单元，花蕊连续收集单元包括分层设置在筛分机构下方的可滑动的收集盒和替换盒。
优选的，所述分离机还包括用于使鲜果分离装置、花瓣分离装置和花蕊分离装置同时启动分离工作的电源开关。
本发明的有益效果体现在：
本发明所述油茶鲜果-花-叶分离机整机内设有鲜果、花瓣和花蕊三个分离装置，其中花瓣分离装置结合风选(基于风机)和多级沉降(基于挡料板、花瓣收集箱及承料板)，可有效利用花瓣与其他物料(不含鲜果)在密度和空气阻力等多方面的差异，实现花瓣的低损、高效分离；同时，整机结构紧凑、一体化及自动化程度高。
进一步的，本发明中的鲜果分离装置利用传动辊和反转辊子的正反转动及颗粒状凸起对油茶鲜果、花、叶混合物料近似咬合的动作，实现混合物料的高效打散和均匀摊铺，可以提高油茶鲜果与其他物料组分的分离效率。
进一步的，本发明中利用输运辊子表面的颗粒状凸起，使表面光滑的油茶鲜果滚动前行，提高鲜果的输运能力。
进一步的，本发明中利用由弹簧、筛网架倾斜支撑的筛网及优化的筛网网孔孔径，使得整机在高效分离油茶鲜果、花瓣和花蕊的同时，可以将叶片和枝条等杂物经出杂口排出，为叶片的单独利用提供了原料来源和途径。
附图说明
图1是本发明实施例中的油茶鲜果-花-叶分离机的结构示意图；
图2是图1中所示鲜果分离装置的结构示意图；
图3是图2所示鲜果分离装置中分离辊组的结构示意图；
图4是图1中所示花瓣分离装置的结构示意图；
图5是图1中所示花蕊分离装置的结构示意图；
图6是图5所示花蕊分离装置中连续收集单元的结构示意图；
图中：1—喂料口，2—机架，3—鲜果分离装置，4—出料口，5—花瓣分离装置，6—花蕊分离装置，7—出杂口，8—电源开关；31—带传动系统，32—分离辊组，33—电动机；311—底板，312—传动链轮，313—主动轮，314—皮带，315—从动轮，316—带轮罩，317—卧式轴承座，318—传动辊；321—反转辊子，322—立式轴承座，323—从动齿轮，324—主动齿轮，325—齿轮罩，326—链轮罩，327—输运链轮，328—链条，329—输运辊子；51—后挡风板，52—挡料板，53—合页，54—箱门，55—收集箱，56—风机，57—前挡风板，58—承料板，59—进风板；61—振动电机，62—接料斗，63—连续收集单元，64—筛网，65—筛网架，66—弹簧；631—收集盒，632—长滑轨，633—短滑轨，634—刮板，635—替换盒，636—手柄。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。所述实施例仅用于解释本发明，而非对本发明保护范围的限制。
参见图1，本发明所述油茶鲜果-花-叶分离机包括喂料口1、机架2、鲜果分离装置3、出料口4、花瓣分离装置5、花蕊分离装置6、出杂口7和电源开关8；所述喂料口1安装在机架2的右上侧；鲜果分离装置3、花瓣分离装置5和花蕊分离装置6自上而下分别安装在机架2的上部、中部和下部，鲜果分离装置3的带传动系统31置于机架2的前侧，出料口4和出杂口7分别安装在机架2的左上侧和右下侧；电源开关8安装在机架2的右侧，并且电源开关8位于喂料口1下方。
参见图2，所述鲜果分离装置3还包括分离辊组32和电动机33；分离辊组32的工作面位于喂料口1与出料口4之间；电动机33通过固定于机架2上的底板311安装在机架2内，并且电动机33与电源开关8相连；带传动系统31包括带轮罩316和传动辊318(通常为单根)，带轮罩316安装在机架2前侧上，传动辊318通过一组(例如两个)卧式轴承座317安装在机架2顶部内侧，传动辊318的前端与所述带轮罩316内的从动轮315同轴连接；电动机33依次通过所述带轮罩316内的主动轮313(与电动机33输出轴相连)、皮带314与所述从动轮315相连，从而带动传动辊318于机架2上转动；传动辊318的侧表面均匀布设有颗粒状凸起。
参见图3，所述分离辊组32包括反转辊子321、齿轮罩325、链轮罩326和输运辊子329(通常为多根)；链轮罩326、齿轮罩325分别安装在机架2前、后侧上；反转辊子321通过一组(例如2个)立式轴承座322安装在机架2顶部外侧，反转辊子321的后端与位于所述齿轮罩325内的从动齿轮323同轴连接(反转辊子321的侧表面均匀布设有颗粒状凸起)，该从动齿轮323与位于所述齿轮罩325内且与传动辊318的后端同轴连接的主动齿轮324相啮合，使得反转辊子321由传动辊318通过所述主动齿轮324与从动齿轮323的啮合驱动而在传动辊318上方转动(转动方向与传动辊相反)，从而能够将位于反转辊子321右侧(与喂料口紧邻一侧)的包含油茶鲜果、花(花瓣、花蕊及未散开的花朵)及叶片、枝条等杂质的混合物(简称混合物料)搅动翻起，进而推动混合物料穿过反转辊子321与传动辊318之间的空隙向各输运辊子329所在一侧(反转辊子左侧)转移，并将未散开的花朵打散(将其花瓣和花蕊分开)；各输运辊子329通过另一组(例如输运辊子数目的2倍)卧式轴承座317由远及近(参照与出料口4的距离)等间距并排安装在机架2顶部内侧，各输运辊子329的前端分别与位于所述链轮罩326内的对应输运链轮327同轴连接，这些链轮与自所述链轮罩326内伸出的链条328相连，并且该链条328伸出链轮罩326的一端同时与连接在传动辊318前端上的传动链轮312相连，从而通过链轮与链条的配合，由传动辊318带动各输运辊子329(输运辊子329侧表面均匀布设有颗粒状凸起)转动，以输送经过分离所得油茶鲜果至出料口4(在输送工作的前半程混合物料中除油茶鲜果外的其他组分已穿过输运辊子之间的空隙下落，即与油茶鲜果进行了分离)。
参见图4，所述花瓣分离装置5包括后挡风板51、挡料板52、箱门54、收集箱55、风机56、前挡风板57、承料板58和进风板59；前挡风板57和后挡风板51分别安装在机架2的前侧和后侧上，箱门54通过合页53安装在机架2的左侧上，该箱门54上设有孔径为6～8mm的圆形导流排气孔，进风板59(其上具有供外界空气穿透的均流孔)安装在机架2的右侧上，收集箱55为顶面及其一个相邻侧面呈敞开状的容器，收集箱55安装在机架2内，其敞开的侧面可以由所述箱门54遮挡，敞开的顶面使得花瓣可落入收集箱55内；风机56通过底板311安装在机架2上(电动机位于风机进风口与进风板之间)，并且风机56与电源开关8相连；挡料板52和承料板58以与水平面分别呈一定夹角的倾斜状安装在机架2内，其中挡料板52自分离辊组32的左下方向外延伸(从而将位于挡料板下方的收集箱与位于挡料板斜上方的出料口相分隔，确保分离的油茶鲜果经出料口输出)，承料板58位于分离辊组32的右下方，承料板58的上侧靠近喂料口1，承料板58的下侧靠近风机56的出风口，从而导引经输运辊子329下落的混合物料的剩余部分滑向风机56出风口，该部分物料中的组分花瓣、花蕊被风机气流吹起，其中花瓣最终达到挡料板52，经碰撞折返落入收集箱55，而花蕊则被收集箱55侧壁阻挡，并从收集箱55外侧向下滑落，杂质组分受气流影响小，滑出承料板58后继续下落。
参见图5，所述花蕊分离装置6包括振动电机61、接料斗62、连续收集单元63、筛网架65和弹簧支座；筛网架65通过弹簧支座(包括两组共计4个安装位置在组间存在高度差的弹簧66)安装在机架2内，并且使安装在筛网架65上的筛网64位于底板311下方(筛网向下倾斜，与水平面呈约30°夹角，筛网上均匀布设有孔径为10～12mm的圆形网孔)；振动电机61安装在筛网架65的左下部，并且振动电机61与电源开关8相连，振动电机61一般是通过在电动机两端增加偏心转子，从而可以带动筛网架65振动；接料斗62安装在筛网架65左上部，用于接收落下的花蕊及叶片等杂质，并且筛网64通过筛网架65分别与接料斗62和出杂口7相衔接；连续收集单元63安装在机架2的底部，连续收集单元63的物料收集位置与通过所述筛网架65固定在上方的筛网64正对。
参见图6，所述连续收集单元63具体包括收集盒631、长滑轨632、短滑轨633、刮板634、替换盒635和手柄636；长滑轨632沿着机架2左右侧方向布置在机架2底部前后两侧，替换盒635通过长滑轨632安装在机架2上；短滑轨633沿着机架前后侧方向布置在长滑轨632的下部右侧和中间，收集盒631通过短滑轨633悬挂在机架2底部，收集盒631、替换盒635的顶部为敞开状态，便于筛网落料(花蕊)的收集；刮板634沿着机架前后侧方向布置在长滑轨632上方中间(刮板634与机架2相连)，用于在替换盒635完成临时(于物料收集位置抽出收集盒631并转移清空其内部收集的花蕊的时段)接料后，将替换盒635内(尤其是表层)的花蕊随替换盒635滑出物料收集位置而刮入已清空并安装复位的收集盒631内；手柄636安装在替换盒635后侧上。
上述油茶鲜果-花-叶分离机的工作流程如下：
步骤1：接通电源，打开电源开关8后整机启动，电动机33驱动分离辊组32运转，风机56从进风板59吸入空气并吹出气流，振动电机61带动筛网架65产生振动效果；
步骤2：将含有油茶鲜果、花和叶的物料投进喂料口1，鲜果分离装置3的传动辊318和反转辊子321将物料均匀摊铺在输运辊子329上；随输运辊子329转动，花瓣、花蕊和叶片等物料组分从输运辊子329之间的空隙掉落，未掉落的油茶鲜果从出料口4滚落分离；
步骤3：花瓣、花蕊和叶片等物料组分沿承料板58继续滑落，风机56气流吹散花瓣，花瓣在撞击挡料板52后落入收集箱55中，剩余的花蕊和叶片等物料组分则向下掉落入接料斗62；
步骤4：接料斗62收集到的花蕊和叶片等物料组分滑落到筛网64上，并继续随振动电机61振动(通过筛网架传递至筛网上)筛分花蕊到收集盒631中；若收集盒631已落满花蕊，拉动手柄636将替换盒635通过长滑轨632移动至筛网64正下方，抽出并清空收集盒631中花蕊后将收集盒631放回原位，此时推回手柄636移出替换盒635，移出时替换盒635内的花蕊被刮板634扫落至收集盒631中，之后收集盒631继续收集花蕊；筛网64上分选剩下的叶片等杂物，会随振动电机61振动，沿筛网64滑落到出杂口7后排出；
步骤5：所有物料处理完毕后，关闭电源开关8，停机后切断电源。
总之，本发明针对油茶果机械采收过程中鲜果、花、叶混杂的物料缺乏自动化高效分离机械的问题，通过技术攻关提出了用于油茶鲜果-花-叶分离的一体化机具，分离效率高、操作简单，并且维护便捷，为油茶果、花、叶的分类利用提供装备保障和技术支撑。
Claims (5)
1.一种油茶鲜果-花-叶分离机，其特征在于：该分离机包括喂料口(1)、鲜果分离装置(3)、出料口(4)、花瓣分离装置(5)、花蕊分离装置(6)和用于分选物料中的油茶花花瓣及花蕊的风机(56)以及出杂口(7)；所述鲜果分离装置(3)包括用于将自喂料口(1)送入的物料中的油茶鲜果向出料口(4)转运的分离辊组(32)，花蕊分离装置(6)包括用于分选物料中的油茶花花蕊并将杂质转运至出杂口(7)的筛分机构；花瓣分离装置(5)包括挡料板(52)、承料板(58)和花瓣收集箱(55)，挡料板(52)设置在出料口(4)的下方，花瓣收集箱(55)设置在挡料板(52)的下方，承料板(58)自分离辊组(32)下方靠近喂料口(1)的一侧向内延伸至风机(56)的出风侧；含油茶鲜果、花及叶的混合物料经分离出油茶鲜果后沿承料板(58)滑向风机(56)出风口，花瓣、花蕊被风机(56)气流吹起，其中花瓣达到挡料板(52)后，经碰撞折返落入收集箱(55)，而花蕊则被收集箱(55)侧壁阻挡，并从收集箱(55)外侧向下滑落，杂质组分滑出承料板(58)后继续下落；筛分机构位于花瓣收集箱(55)与承料板(58)之间的风机(56)分选落料空间的下方；
所述分离辊组(32)具体包括设置在上层并靠近喂料口(1)的反转辊子(321)和设置在下层的多个输运辊子(329)，输运辊子(329)在反转辊子(321)与出料口(4)之间间隔排列；
所述输运辊子(329)的表面设置有颗粒状凸起；
所述鲜果分离装置还包括主动齿轮(324)、传动链轮(312)、链条(328)、带传动系统(31)和设置在承料板(58)下方并位于风机(56)进风侧的电动机(33)，带传动系统包括从动轮(315)、皮带(314)、与电动机(33)相连的主动轮(313)以及与从动轮(315)、主动齿轮(324)和传动链轮(312)分别相连的传动辊(318)，皮带(314)分别与从动轮(315)和主动轮(313)相连，主动齿轮(324)与设置在反转辊子(321)端部的从动齿轮(323)相啮合，传动链轮(312)通过链条(328)与设置在输运辊子(329)端部的输运链轮(327)相连；
所述反转辊子(321)和传动辊(318)的表面设置有颗粒状凸起；
所述花瓣分离装置(5)还包括进风板(59)、挡风板和用于控制花瓣收集箱(55)与外界连通程度的箱门(54)，箱门(54)上设置有排气孔，进风板(59)上设置有均流孔，挡风板沿风机(56)进出风方向布置在风机(56)和花瓣收集箱(55)的两侧，进风板(59)设置在挡风板之间并与风机(56)的进风侧相对。
2.根据权利要求1所述一种油茶鲜果-花-叶分离机，其特征在于：所述筛分机构具体包括振动电机(61)、接料斗(62)、筛网(64)、筛网架(65)和弹簧(66)，接料斗(62)和振动电机(61)设置在筛网架(65)靠近风机(56)分选落料空间的一侧上，筛网(64)通过筛网架(65)及弹簧(66)的支撑以与水平面呈25～30°向下倾斜，筛网架(65)远离风机(56)分选落料空间的一侧与出杂口(7)相衔接。
3.根据权利要求2所述一种油茶鲜果-花-叶分离机，其特征在于：所述筛网(64)采用孔径为10～12mm的圆形网孔。
4.根据权利要求1所述一种油茶鲜果-花-叶分离机，其特征在于：所述花蕊分离装置(6)还包括花蕊连续收集单元(63)，花蕊连续收集单元(63)包括分层设置在筛分机构下方的可滑动的收集盒(631)和替换盒(635)。
5.根据权利要求1所述一种油茶鲜果-花-叶分离机，其特征在于：所述分离机还包括用于使鲜果分离装置(3)、花瓣分离装置(5)和花蕊分离装置(6)同时启动分离工作的电源开关(8)。
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