CN116060302A - 球状粮食非完整粒分离方法及分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是粮食检测技术领域的一种球状粮食非完整粒分离方法及分离装置，该分离方法利用球状粮食完整粒与非完整粒在自重作用下以及外部振动作用下在斜面上运行状态不同的特点，通过控制完整粒沿斜面向下滚动的速度大于向上爬行的速度，非完整粒及杂质沿斜面向下滑动的速度小于向上爬行的速度，即可精准的实现球状粮食完整粒与非完整粒及杂质的分离。基于该原理，本发明以倾斜的振动槽作分离载体，以振动器为振动槽中的粮食提供向上的爬行力，并且将振动器设置成倾斜角度、振动频率和振动幅度可调的结构形式来满足不同类别、不同品种或不同产地的球状粮食的分离需求，具有很好的适应性，同时具有较快的分离效率和较高的分离精度。

Description

球状粮食非完整粒分离方法及分离装置

技术领域

本发明涉及粮食检测技术领域，尤其涉及一种球状粮食非完整粒分离方法及分离装置。

背景技术

球状粮食泛指整体呈球状或椭球状的粮食，比如大豆、豌豆、黄豆、绿豆等。目前，由于国家对粮食储备的安全性和质量要求越来越高，导致粮食在入库前的检测越来越严格。以大豆为例，在质量检测时主要依据GB1352-2009来执行，其中，评判大豆质量的主要指标有：完整粒、损伤粒、热损伤粒和杂质的占比以及水分含量和气味、色泽等。绝大部分豆类产品受其特性影响，在收储过程中容易出现碎成两瓣或多瓣的情况，这种破损与大豆本身的干瘪、虫蛀等引起的损伤会分开统计。对于这种破碎的大豆的筛分，目前主要依靠筛网来筛分或人眼来识别，人工将破碎的大豆剔除出来，然后通过称重的方式来计算破碎占比。人工操作效率极低，且容易受主观意识影响，导致筛分效率慢，筛分质量不稳定。

发明内容

为克服现有人工筛分粮食破碎粒存在的效率低、质量不稳定等不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种可提高筛分效率和筛分质量的球状粮食非完整粒分离方法及分离装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

球状粮食非完整粒的分离方法，以一个倾斜布置的振动槽作为球状粮食的分离载体，振动槽的振动方向为从振动槽的低端一侧向高端一侧振动；分离时将球状粮食持续放入振动槽内，通过调节振动槽的倾斜角度、振动幅度和振动频率，使完整粒的球状粮食沿振动槽斜面向下滚动的速度大于向上爬行的速度，非完整粒及杂质沿振动槽斜面向下滑动的速度小于向上爬行的速度，以此实现球状粮食完整粒与非完整粒及杂质的分离。进入振动槽的球状粮食会受到自身重力作用沿振动槽向下滚动，同时受到振动器的振动作用向上爬行。完整粒和非完整粒的区别在于完整粒能沿斜面滚动，而非完整粒大多情况下只能沿斜面滑动，由此导致两者向下运动的速度不同，完整粒的滚动速度大于非完整粒的滑行速度；同时完整粒较重，非完整粒较轻，振动槽使完整粒和非完整粒向上爬行的速度不同，完整粒的爬行速度小于非完整粒的爬行速度。因此，通过合理调节振动槽的倾斜角度、振动幅度和振动频率，便能使完整粒向下移动，而非完整粒和杂质向上移动，从而实现球状粮食完整粒与非完整粒及杂质的分离。

在分离之前，可先挑取完整粒和非完整粒分别进行试验，当各参数调整到绝大多数完整粒的球状粮食都能向下滚落且非完整粒及杂质均沿振动槽向上爬行后再进行正式的分离作业。该方式可缩短调节时间，提高调节效率。

由于不同球状粮食的形态质量不同，即使同一类粮食不同品种、产地之间也略有区别，为了适应不同粮食的检测，在试验阶段或正式分离过程中，都可以记录每次针对不同类别、不同品种或不同产地的球状粮食分离时所匹配的各项参数和分离效果，之后综合每次结果来不断优化针对不同类别、不同品种或不同产地的球状粮食分离时的最优参数组合。即采用大数据算法来不断优化各关键参数，使分离效果越来越精准，同时满足不同产品的筛分需求。

为了应用上述球状粮食非完整粒的分离方法，本发明提供了一种分离装置，主要包括振动槽、振动器和进料槽，所述振动槽通过支撑板倾斜设置在振动器上，其中振动槽与支撑板的安装角度可调，振动器的振幅和频率可调，所述振动器的振动方向为从振动槽的低端一侧向高端一侧振动，所述进料槽的落料点位于振动槽中部且靠近振动槽的底板。进料槽使球状粮食从振动槽的中部持续均速进入振动槽，可减少因惯性和堆积导致粮食快速向振动槽低端滚动。振动槽通过支撑板与振动器相连，方便调整振动槽的角度。振动器通过支撑板向振动槽提供动力，可使振动槽整体振动更加均匀。

对于支撑板与振动槽的具体连接方式，本发明采用的是，所述支撑板设置在振动槽两侧，并且其靠近振动槽高端的一端设有通孔，另一端设有以该通孔为圆心的弧形通槽，所述振动槽的高端通过穿过通孔的第一螺栓与支撑板固定，低端通过穿过弧形通槽的第二螺栓与支撑板固定。当需要调整振动槽的角度时，先拧松第一螺栓和第二螺栓，然后绕第一螺栓转动振动槽，调整到位后再拧紧第一螺栓和第二螺栓，对振动槽和支撑板进行固定。

在分离过程中，经过大量试验发现落料点的位置对分离的效率会有一定影响，因此，为了能调整落料点在振动槽上的位置，在所述振动槽的两侧的高端和低端分别设有沿其长度方向延伸的第一通槽和第二通槽，所述第一螺栓穿过第一通槽和通孔，第二螺栓穿过第二通槽和弧形通槽后将振动槽与支撑板固定在一起。振动槽的位置调整与角度调整类似，都是先拧松螺栓，调整好后再拧紧螺栓进行固定即可，方便快捷。

为了使从进料槽进入的粮食更加分散，可将所述进料槽的落料端的宽度设置成与振动槽的宽度相适应，且落料方向垂直于振动槽的底板。这样可避免粮食集中在振动槽中部，而是分散在整个振动槽的宽度方向上，有利于完整粒和不完整粒的快速分离。将落料方向设置为垂直于振动槽的底板，可使粮食在振动槽长度方向上的初始速度为0，最大限定避免惯性对分离的影响。

当粮食刚掉落到振动槽内时，受振动作用，会出现不规则的跳动，完整粒有可能直接跳过振动槽的高端，因此，优选方案是，在所述振动槽中部还设有挡板，挡板的下端与振动槽底板之间留有间隙，所述挡板位于进料槽的落料点与振动槽的高端之间并靠近进料槽的落料点，所述进料槽的落料端低于挡板的上端。挡板能对粮食起到一定阻挡作用，避免粮食因撞击的反弹力直接跳过振动槽的高端，不完整粒和杂质能够从挡板与振动槽底板之间留有间隙通过，不影响分离效果。

所述挡板两侧设有沿振动槽长度方向延伸的第三通槽，所述挡板通过穿过第三通槽的第三螺栓固定在振动槽上。通过第三通槽和第三螺栓的配合，可以调整挡板的角度和位置，从而便于更好的控制挡板对粮食的阻挡作用。

进一步的，在所述振动槽底板上靠近振动槽高端的部位设有筛孔，所述筛孔为沿振动槽长度方向延伸的条形孔，并且筛孔包括多个，沿振动槽宽度方向均匀间隔设置。筛孔的目的是便于一些细小的杂质和颗粒早点通过筛孔掉落，使一些需要多运行一段时间才能分离的粮食能够更加通畅的运动。筛孔可优选前小后大的条形孔，卡塞在条形筛孔上的粮食随着振动槽的振动向后移动，最后从筛孔上脱落，避免筛孔卡塞粮食。

本发明的有益效果是：

1、该分离方法利用球状粮食完整粒与非完整粒在自重作用下以及外部振动作用下在斜面上运行状态不同的特点，使完整粒沿斜面向下滚动的速度大于向上爬行的速度，非完整粒及杂质沿斜面向下滑动的速度小于向上爬行的速度，即可精准的实现球状粮食完整粒与非完整粒及杂质的分离，大大提高了分离效率和分离质量；

2、本发明提供的分离装置，以倾斜设置的振动槽作为分离载体，以振动器为振动槽中的粮食提供向上的爬行力，并使粮食分散，使得完整粒与非完整粒能够快速分离，从而保证分离效果；

3、将振动槽设计成角度可调、振幅和频率可调以及落料位置可调的结构形式，能够通过调整各项参数来适应不同类别、不同品种或不同产地的球状粮食的分离，具有很好的适应性，应用范围广；

4、通过在振动槽的落料点上方设置挡板，能对粮食起到一定阻挡作用，避免粮食因撞击的反弹力直接跳过振动槽的高端，而不完整粒和杂质能够从挡板与振动槽底板之间留有间隙通过，可很好的控制落料的随机性对分离的影响，提高分离的精确性。

附图说明

图1是本发明分离装置的结构示意图一；

图2是本发明分离装置的结构示意图二；

图中标记为，1- 振动槽，2- 振动器，3- 进料槽，4- 支撑板，5- 挡板，11- 第一螺栓，12- 第二螺栓，13- 第一通槽，14- 第二通槽，15- 筛孔，41- 通孔，42- 弧形通槽，51-第三通槽，52- 第三螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1所示，本发明的球状粮食非完整粒的分离方法，主要是以一个倾斜布置的振动槽1作为球状粮食的分离载体，振动槽1的振动方向为从振动槽的低端一侧向高端一侧振动；分离时将球状粮食持续放入振动槽1内，通过调节振动槽1的倾斜角度、振动幅度和振动频率，使完整粒的球状粮食沿振动槽1斜面向下滚动的速度大于向上爬行的速度，非完整粒及杂质沿振动槽1斜面向下滑动的速度小于向上爬行的速度，以此实现球状粮食完整粒与非完整粒及杂质的分离。

上述分离方法的具体实现原理是：进入振动槽的球状粮食会受到自身重力作用沿振动槽向下滚动，同时受到振动器的振动作用向上爬行。其中完整粒和非完整粒的区别在于完整粒能沿斜面滚动，而非完整粒大多情况下只能沿斜面滑动，由此导致两者向下运动的速度不同，完整粒的滚动速度大于非完整粒的滑行速度；同时完整粒较重，非完整粒较轻，振动槽使完整粒和非完整粒向上爬行的速度不同，完整粒的爬行速度小于非完整粒的爬行速度。因此，通过合理调节振动槽的倾斜角度、振动幅度和振动频率，便能使完整粒向下移动，而非完整粒和杂质向上移动，从而实现球状粮食完整粒与非完整粒及杂质的分离。

上述的振动槽也可以考虑用其它的输送机构来替代，比如一条沿斜上方运行的皮带，粮食向上爬行的作用力就主要依靠皮带对粮食的摩擦力来实现，因为非完整粒粮食在皮带上滚动的过程中大概率会变成较大的面与皮带接触，而完整粒与皮带始终是点或线接触，这样非完整粒更容易受皮带摩擦力而向上运行，同样可以实现完整粒与非完整粒的分离，只是皮带不容易分散粮食，容易造成粮食堆积而影响分离效果，振动槽可很好的解决该问题。

在分离之前，需进行调试和试验，为提高效率和精确性，可先挑取完整粒和非完整粒分别进行试验，当各参数调整到绝大多数完整粒的球状粮食都能向下滚落且非完整粒及杂质均沿振动槽1向上爬行后再进行正式的分离作业。该方式可缩短调节时间，提高调节效率。

由于不同球状粮食的形态质量不同，即使同一类粮食不同品种、产地之间也略有区别，为了适应不同粮食的检测，在试验阶段或正式分离过程中，都可以记录每次针对不同类别、不同品种或不同产地的球状粮食分离时所匹配的各项参数和分离效果，之后综合每次结果来不断优化针对不同类别、不同品种或不同产地的球状粮食分离时的最优参数组合。即采用大数据算法来不断优化各关键参数，使分离效果越来越精准，同时满足不同产品的筛分需求。

如图1、图2所示，采用上述球状粮食非完整粒分离方法进行粮食分离的分离装置，包括振动槽1、振动器2和进料槽3，所述振动槽1通过支撑板4倾斜设置在振动器2上，其中，振动槽1与支撑板4的安装角度可调，振动器2的振幅和频率可调，所述振动器2的振动方向为从振动槽1的低端一侧向高端一侧振动，所述进料槽3从振动槽1的中部进料，且落料点靠近振动槽1的底板。其中振动器2的振动方向从振动槽1的低端一侧向高端一侧振动指的是可以在水平方向振动，也可以沿振动槽1的长度方向振动，或者鉴于二者之间。进料槽3的布置方式最好采用从振动槽1的低端向高端方向进料，可减少因堆积和惯性导致粮食快速向振动槽1低端滚动。振动槽1通过支撑板4与振动器2相连，方便调整振动槽1的角度。振动器2通过支撑板4向振动槽1提供动力，可使振动槽1整体振动更加均匀。振动器2的振幅和频率可调，能更的控制粮食的爬行速度，同时适应不同类型的球状粮食的分离。

对于支撑板4与振动槽1的具体连接方式，本发明采用的是，所述支撑板4设置在振动槽1两侧，并且其靠近振动槽1高端的一端设有通孔41，另一端设有以该通孔41为圆心的弧形通槽42，所述振动槽1的高端通过穿过通孔的第一螺栓11与支撑板4固定，低端通过穿过弧形通槽42的第二螺栓12与支撑板4固定。当需要调整振动槽1的角度时，先拧松第一螺栓11和第二螺栓12，然后绕第一螺栓11转动振动槽1，调整到位后再拧紧第一螺栓11和第二螺栓12，对振动槽1和支撑板4进行固定。在确定调整角度时可借助其它测量角度的设备一起使用，也可以直接在弧形通槽42的边缘设置刻度线来实现。

在分离过程中，经过大量试验发现落料点的位置对分离的效率会有一定影响，而一般进料槽3的位置不太容易调整，因此，为了能调整落料点在振动槽1上的位置，所述振动槽1的两侧的高端和低端分别设有沿其长度方向延伸的第一通槽13和第二通槽14，所述第一螺栓11穿过第一通槽13和通孔41，第二螺栓12穿过第二通槽14和弧形通槽42后将振动槽1与支撑板4固定在一起。振动槽1的位置调整与角度调整类似，也是先拧松第一螺栓11和第二螺栓12，然后沿第一通槽13和第二通槽14的长度方向调整振动槽1的位置，调整好后再拧紧螺栓进行固定即可，方便快捷。

为了使从进料槽3进入的粮食更加分散，可将所述进料槽3的落料端的宽度设置成与振动槽1的宽度相适应，且落料方向垂直于振动槽1的底板。这样可避免粮食集中在振动槽1中部，而是分散在整个振动槽1的宽度方向上，有利于完整粒和不完整粒的快速分离。将落料方向设置为垂直于振动槽1的底板，可使粮食在振动槽1长度方向上的初始速度为0，最大限定避免惯性对分离的影响。

当粮食刚掉落到振动槽1内时，受振动作用，会出现不规则的跳动，完整粒有可能跳动到高的地方，然后在向下滚动的过程中与上行粮食发生碰撞，从而降低分离效率，或者有可能直接跳过振动槽1的高端，因此，优选方案是，在所述振动槽1中部还设有挡板5，挡板5的下端与振动槽1底部之间留有间隙，所述挡板5位于进料槽3的落料点与振动槽1的高端之间并靠近进料槽3的落料点，所述进料槽3的落料端低于挡板5的上端。通过在振动槽1的落料点上方设置挡板5，能对粮食起到一定阻挡作用，避免粮食因撞击的反弹力跳到高处，而不完整粒和杂质能够从挡板与振动槽底板之间留有间隙通过，可很好的控制落料的随机性对分离的影响，提高分离的精确性。

所述挡板5两侧设有沿振动槽1长度方向延伸的第三通槽51，所述挡板5通过穿过第三通槽51的第三螺栓52固定在振动槽1上。通过第三通槽51和第三螺栓52的配合，可以调整挡板5的角度和位置，从而便于更好的控制挡板5对粮食的阻挡作用。此外，挡板5可优选柔性材质，比如一条橡胶带等，能够对弹起的粮食起到缓冲作用，使粮食更快的稳定在振动槽1内。

进一步的，在所述振动槽1底板上靠近振动槽1高度的部位设有筛孔15，所述筛孔15为沿振动槽1长度方向延伸的条形孔，并且筛孔15包括多个，沿振动槽1宽度方向均匀间隔设置。所述筛孔15的尺寸最好小于完整粒粮食的最小外径尺寸。设置筛孔15可以便于一些细小的杂质和颗粒早点通过筛孔15掉落，提高筛分效率，同时使一些因为粮食堆积而暂时上行的完整粒粮食能够更加通畅的运动，以便完整粒与不完整粒的精确分离。另外，筛孔15最好采用前小后大的条形孔，这样卡塞在条形筛孔上的粮食随着振动槽1的振动向后移动，最后从筛孔15上脱落，避免筛孔15卡塞粮食。

Claims (10)

1.球状粮食非完整粒分离方法，其特征是：以一个倾斜布置的振动槽（1）作为球状粮食的分离载体，振动槽（1）的振动方向为从振动槽（1）的低端一侧向高端一侧振动；分离时将球状粮食持续放入振动槽（1）内，通过调节振动槽（1）的倾斜角度、振动幅度和振动频率，使完整粒的球状粮食沿振动槽（1）斜面向下滚动的速度大于向上爬行的速度，非完整粒及杂质沿振动槽（1）斜面向下滑动的速度小于向上爬行的速度，以此实现球状粮食完整粒与非完整粒及杂质的分离。

2.如权利要求1所述的球状粮食非完整粒分离方法，其特征是：在分离之前，先挑取完整粒和非完整粒分别进行试验，当各参数调整到绝大多数完整粒的球状粮食都能向下滚落且非完整粒及杂质均沿振动槽（1）向上爬行后再进行正式的分离作业。

3.如权利要求1所述的球状粮食非完整粒分离方法，其特征是：在分离过程中，记录每次针对不同类别、不同品种或不同产地的球状粮食分离时所匹配的各项参数和分离效果，之后综合每次结果来不断优化针对不同类别、不同品种或不同产地的球状粮食分离时的最优参数组合。

4.采用如权利要求1所述的球状粮食非完整粒分离方法进行粮食分离的分离装置，其特征是：包括振动槽（1）、振动器（2）和进料槽（3），所述振动槽（1）通过支撑板（4）倾斜设置在振动器（2）上，其中，所述振动槽（1）与支撑板（4）的安装角度可调，所述振动器（2）的振幅和频率可调，所述振动器（2）的振动方向为从振动槽（1）的低端一侧向高端一侧振动，所述进料槽（3）的落料点位于振动槽（21）中部且靠近振动槽（1）的底板。

5.如权利要求4所述的分离装置，其特征是：所述支撑板（4）设置在振动槽（1）两侧，并且其靠近振动槽（1）高端的一端设有通孔（41），另一端设有以该通孔（41）为圆心的弧形通槽（42），所述振动槽（1）的高端通过穿过通孔的第一螺栓（11）与支撑板（4）固定，低端通过穿过弧形通槽（42）的第二螺栓（12）与支撑板（4）固定。

6.如权利要求5所述的分离装置，其特征是：所述振动槽（1）的两侧的高端和低端分别设有沿其长度方向延伸的第一通槽（13）和第二通槽（14），所述第一螺栓（11）穿过第一通槽（13）和通孔（41），第二螺栓（12）穿过第二通槽（14）和弧形通槽（42）后将振动槽（1）与支撑板（4）固定在一起。

7.如权利要求4所述的分离装置，其特征是：所述进料槽（3）的落料端的宽度与振动槽（1）的宽度相适应，且落料方向垂直于振动槽（1）的底板。

8.如权利要求4-7任意一项所述的分离装置，其特征是：所述振动槽（1）中部还设有挡板（5），挡板（5）的下端与振动槽（1）底板之间留有间隙，所述挡板（5）位于进料槽（3）的落料点与振动槽（1）的高端之间并靠近进料槽（3）的落料点，所述进料槽（3）的落料端低于挡板（5）的上端。

9.如权利要求8所述的分离装置，其特征是：所述挡板（5）两侧设有沿振动槽（1）长度方向延伸的第三通槽（51），所述挡板（5）通过穿过第三通槽（51）的第三螺栓（52）固定在振动槽（1）上。

10.如权利要求8所述的分离装置，其特征是：所述振动槽（1）底板上靠近振动槽（1）高端的部位设有筛孔（15），所述筛孔（15）为沿振动槽（1）长度方向延伸的条形孔，并且筛孔（15）包括多个，沿振动槽（1）宽度方向均匀间隔设置。

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