CN205308586U - 一种农作物种子介电分选装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种农作物种子介电分选装置，包括机架、分选滚筒、滚筒支撑轮、步进电机、传动机构、进出料机构、直流高压工作部件和电气控制柜，分选滚筒由滚筒支撑轮支撑于机架上，滚筒内壁沿径向设计有内外两圈电极；进出料机构伸入滚筒内部实现分选种子的喂入与收集，电气控制柜可实现分选滚筒转速以及分选电压的调节。不同活性的种子因介电常数不同受到的电场极化力也不同，随着滚筒的旋转，种子在重力、离心力、支反力以及电场极化力等力的综合作用下，会产生不同的运动轨迹，从而实现了农作物种子的分级清选。本实用新型具有分选效率高、工作稳定可靠以及操作简便等特点。

Description

一种农作物种子介电分选装置

(一)技术领域

本发明涉及一种农作物种子介电分选装置，属于农业机械与装备。

(二)背景技术

种子作为农业生产中最基本的生产材料，在农业生产中起着至关重要的作用。种子品质的优劣是制约农业生产的关键因素，能够直接影响农作物的产量和农产品的品质。

在农业生产实践过程中，人们利用种子分选技术选用优良的种子来实现产量的增加和品质的提高。传统的种子分选方法一般有色选、风选、人工手选、筛选等，它们大多按照种子的物理机械特性(外形尺寸、颜色、粒重、密度、颜色等)的差异程度进行分选。传统分选装置分选种子所依据的这些物理机械特性并不能全面准确地反映种子品质。种子介电分选技术主要是根据不同活力种子之间介电常数的差异来进行分级清选，种子介电常数与种子发芽势及种子发芽率等的关系密切。

现代种植技术的重要特征之一为精量播种，采用精量播种不仅可以节约种子，还可以减少劳动强度，提高农业生产效益，利用高效率的种子分选技术获得高质量的种子则是实现精量播种的重要前提。鉴于上述情况，开发一种农作物种子介电分选装置是十分必要的。

(三)发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种农作物种子介电分选装置，该装置依据种子介电常数的差异实现分级清选，并且具有分选效率高、工作稳定可靠以及操作简便等优点。

一种农作物种子介电分选装置，包括机架、分选滚筒、滚筒支撑轮、步进电机、传动机构、进出料机构、直流高压工作部件和电气控制柜。其中：

所述机架用于支撑其它机构；机架包括固定支撑板、轴承座支撑架和移动脚轮；轴承座支撑架安装在固定支撑板上部；移动脚轮安装在固定支撑板下部前后两端，用于移动分选装置；

所述分选滚筒包括滚筒、分选电极、前端盖和后端盖；分选电极由内圈电极与外圈电极构成；滚筒内壁沿圆周方向设有均匀分布且与滚筒轴向长度等长的三角齿槽，在齿端以及槽底均开有圆弧槽分别用以放置内圈电极与外圈电极，圆弧槽直径略大于电极导线直径；内圈电极由沿滚筒轴向放置在三角齿槽齿端圆弧槽的多条硬质裸铜导线经电极引线连接而成，外圈电极由沿滚筒轴向放置在三角齿槽槽底圆弧槽的多条硬质裸铜导线经电极引线连接而成；前端盖和后端盖分别卡套在滚筒两侧外部；前端盖中心部分镂空，用于放置进出料机构，方便分选种子的喂入与收集；后端盖开有轴孔和螺栓孔，后端盖上的轴孔经固定法兰与传动轴相连，后端盖上还开有两个电极引线孔，方便直流高压的引入；

两个滚筒支撑轮对称放置于滚筒中段下部且与滚筒轴向平行固定于所述固定支撑板上；滚筒支撑轮轮面与滚筒外周可活动的接触；滚筒支撑轮用于支撑滚筒，滚筒可沿滚筒支撑轮轮面转动。

所述传动机构由同步带传动装置、传动轴以及轴承座组成，同步带传动装置包括一条同步带和两个同步带轮；一个同步带轮安装在步进电机输出轴，另一个同步带轮安装在传动轴的一端，同步带连接两个同步带轮；传动轴另一端经固定法兰与后端盖相连，实现动力传输，传动轴通过轴承座固定于轴承座支撑架上，传动轴沿其轴向设有高压屏蔽线布线凹槽；所述步进电机为滚筒旋转提供动力，可按照需求设定不同转速；

所述进出料机构固定于电木支架上，电木支架安装在固定支撑板上；进出料机构由进料机构和出料机构组成；前端盖中部镂空，用于放置进料机构和出料机构，实现分选种子的喂入和收集。面对前端盖观察，进料机构位于分选滚筒的右侧，出料机构位于分选滚筒的左侧；分选滚筒旋转方向为顺时针方向。进料机构为一个朝分选滚筒内向下倾斜放置且覆有盖板的长方形滑槽，滑槽顶部位于滚筒外部，由滑槽顶部撒入种子，种子经滑槽底部开口落入分选滚筒内圈电极导线中间的三角齿槽内并随分选滚筒一起转动。出料机构由沿分选滚筒水平轴线呈阶梯状由低到高且依次紧密排列的长方形料斗a、料斗b、料斗c以及对应放置于每个料斗底部出口下方的I级种子收集盒、II级种子收集盒、III级种子收集盒组成，料斗a、料斗b、料斗c深入分选滚筒内部长度约为分选滚筒轴向长度的3/4，三级种子收集盒位于分选滚筒外部；种子随分选滚筒转动过程中，因其所受电场极化力活力的不同，能在分选滚筒转至不同位置时从分选滚筒三角齿槽内脱离，落入不同的料斗进入各级种子收集盒，从而实现种子的分级清选。三个料斗的底面朝滚筒外向下倾斜，方便种子由料斗底部开口滑出落至种子收集盒内，料斗a和料斗b右侧斗壁顶部安装有可调整开口角度的活动盖板，可以实现种子分级比例的调节；料斗c右侧斗壁顶端安装有一个长毛刷，毛刷的刷毛深入至分选滚筒三角齿槽内，可将三角齿槽内部的种子清出使之落入料斗c中，确保将由进料机构喂入的种子进行完全分级。

所述直流高压工作部件由直流高压发生器及两个过孔滑环组成，直流高压发生器可产生0～50kV直流高压电，两个过孔滑环固定于传动轴上，高压发生器正负极经高压屏蔽线分别与两个过孔滑环进线相连，两个过孔滑环出线经分选滚筒后端盖电极引线孔分别与内圈电极和外圈电极相连；

所述电气控制柜包括断路器开关、步进电机驱动器和步进电机控制器，电气控制柜实现介电分选装置总电源的开关以及分选滚筒转速的调节。

(四)附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的右视图；

图3为本发明去掉进出料机构的右视图；

图4为本发明的左视图；

图5为机架组成结构图；

图6为进出料机构与分选滚筒的进出料机构端结构图；

图7为进出料机构与分选滚筒的分选滚筒端结构图；

图8为丙烯酸塑料滚筒端面结构图；

图9为丙烯酸塑料滚筒内壁结构图；

图10为丙烯酸塑料滚筒内壁结构图(去掉分选电极及棉种)；

图11为进出料机构进料机构端结构图；

图12为进出料机构出料机构端结构图。

图中：1.机架，2.步进电机，3.同步带，4.同步带轮，5.高压发生器，6.传动轴，7.轴承座，8.过孔滑环，9.电气控制柜，10.分选滚筒，11.滚筒支撑轮，12.进出料机构，13.移动脚轮，14.固定支撑板，15.轴承座支撑架，16.前端盖，17.丙烯酸塑料滚筒，18.后端盖，19.电木支架，20.进料机构，21.出料机构，22.种子收集盒，23.固定法兰，24.外圈电极，25.内圈电极，26.棉花种子，27.三角齿槽齿端圆弧槽，28.三角齿槽槽底圆弧槽，29.料斗a，30.料斗b，31.料斗c，32.I级种子收集盒，33.II级种子收集盒，34.III级种子收集盒，35.毛刷，36.活动盖板。

(五)具体实施方式

附图为本发明的一个实施例，但不用来限制本发明的范围。

下面结合附图以棉花种子为分选对象介绍本发明的具体实施方法。

实施例1：

参照图1～12。本发明涉及一种农作物种子介电分选装置，由机架、分选滚筒、滚筒支撑轮、步进电机、传动机构、进出料机构、直流高压工作部件以及电气控制柜组成。

所述机架由固定支撑板、轴承座支撑架以及移动脚轮组成；机架用于支撑其它机构；

所述分选滚筒由丙烯酸塑料滚筒、分选电极、前端盖以及后端盖构成；分选电极由内圈电极与外圈电极构成；丙烯酸塑料滚筒外径400mm，壁厚20mm，长度为200mm，丙烯酸塑料滚筒内壁沿圆周方向刻有均匀分布且与丙烯酸塑料滚筒轴向长度等长的三角齿槽，齿高11cm，齿宽10.5cm，在齿端以及槽底均刻有直径为3mm的圆弧槽分别用以放置内圈电极与外圈电极；内圈电极由沿丙烯酸塑料滚筒轴向放置在三角齿槽齿端圆弧槽的多条直径为2.75mm硬质裸铜导线经电极引线连接而成，外圈电极由沿丙烯酸塑料滚筒轴向放置在三角齿槽槽底圆弧槽的多条直径为2.75mm硬质裸铜导线经电极引线连接而成；前端盖和后端盖分别卡套在丙烯酸塑料滚筒两侧外部；前端盖中心部分镂空，用于放置进出料机构，方便分选种子的喂入与收集；后端盖开有轴孔和螺栓孔，后端盖上的轴孔经固定法兰与传动轴相连，后端盖上还开有两个电极引线孔，方便直流高压的引入；

所述两个白尼龙材质滚筒支撑轮对称放置于丙烯酸塑料滚筒中段下部且与滚筒轴向平行固定于机架上；滚筒支撑轮轮面与滚筒外周可活动的接触；用于支撑滚筒，滚筒可沿滚筒支撑轮轮面转动。

所述步进电机为滚筒旋转提供动力，型号为江苏常州常锋电机有限公司生产的86BYGH350型步进电机，可按照需求设定不同转速；

所述传动机构由同步带传动装置、传动轴以及轴承座组成，同步带传动装置包括同步带和同步带轮；步进电机输出轴经同步带传动装置与传动轴一端相连，传动轴另一端经固定法兰与后端盖相连，实现动力传输，传动轴通过轴承座固定于机架上，传动轴沿轴向刻有高压屏蔽线布线凹槽，高压屏蔽线采用扬州科通电气设备有限公司生产的(H)GYX-20型高压屏蔽线；

所述进出料机构固定于电木支架上，电木支架安装在机架上；进出料机构由进料机构和出料机构组成；前端盖中部镂空，用于放置进料机构和出料机构，实现分选种子的喂入和收集。面对前端盖观察，进料机构位于分选滚筒的右侧，出料机构位于分选滚筒的左侧；分选滚筒旋转方向为顺时针方向。进料机构为一个朝分选滚筒内向下倾斜放置且覆有盖板的长方形滑槽，倾斜角度为38°，滑槽顶部位于分选滚筒外部，由滑槽顶部撒入种子，种子经滑槽底部开口落入分选滚筒内圈电极导线中间的三角齿槽内并随分选滚筒一起转动。出料机构由沿分选滚筒水平轴线呈阶梯状由低到高且依次紧密排列的长方形料斗a、料斗b、料斗c以及对应放置于每个料斗底部出口下方的I级种子收集盒、II级种子收集盒、III级种子收集盒组成，料斗a、料斗b、料斗c深入分选滚筒内部长度约为分选滚筒轴向长度的3/4，种子收集盒位于分选滚筒外部；随分选滚筒转动的种子所受电场极化力因活力的不同而不同，在分选滚筒转至不同位置时从分选滚筒三角齿槽内脱离，落入不同的料斗进入各级种子收集盒，从而实现种子的分级清选。三个料斗的底面朝滚筒外向下倾斜，倾斜角度为38°，方便种子由料斗底部开口滑出落至种子收集盒内，料斗a及料斗b右侧斗壁顶部安装有可调整开口角度的活动盖板，可以实现种子分级比例的调节；料斗c右侧斗壁顶端安装有一个长毛刷，毛刷的刷毛深入至分选滚筒三角齿槽内，可将三角齿槽内部的种子清出使之落入料斗c中，确保将由进料机构喂入的种子进行完全分级。

所述直流高压工作部件由直流高压发生器及两个过孔滑环组成，直流高压发生器选择为天津东文公司生产的DW-P503-1ACDF高压电源，可输出0～50kV直流高压电，过孔滑环选择为深圳森瑞普电子有限公司生产的SNH038型过孔滑环，两个过孔滑环固定于传动轴上，高压发生器正负极经高压屏蔽线分别与两个过孔滑环进线相连，两个过孔滑环出线经分选滚筒后端盖电极引线孔分别与内外圈分选电极相连；

所述电气控制柜由断路器开关、步进电机驱动器、步进电机控制器等构成，直流高压发生器电源进线接入断路器开关，由电气控制柜提供工作电源，步进电机驱动器输出与步进电机相连，由步进电机控制器控制步进电机驱动器输出进而调节步进电机转速，实现分选滚筒转速的调节。电气控制柜可以实现介电分选装置总电源的开关以及分选滚筒转速的调节。

农作物种子介电分选装置工作流程概述：

打开电气控制柜断路器开关接通电源，对步进电机控制器进行设置，调节分选滚筒转速至设定值，确认分选滚筒平稳转动后打开直流高压发生器，调节直流高压发生器输出直流高压至设定值，将待分选种子缓慢喂入进料机构，种子经进料机构滑槽底部开口落入分选滚筒内圈电极导线中间的三角齿槽内并随分选滚筒一起转动。随分选滚筒转动的种子所受电场极化力因活力的不同而不同，在分选滚筒转至不同位置时从分选滚筒三角齿槽内脱离，从三角齿槽脱离的种子在重力作用下掉落至不同的料斗进入各级种子收集盒，从而实现种子的分级清选。

实施例2：

将已贮藏1年的劣变品种“1号棉种”作为对象使用本发明进行介电分选，，初始发芽率＜18％，初始含水量为(5.8±0.5)％，百粒重为9.23±0.15g，。

随机挑取800g“1号棉种”备用，将农作物种子介电分选装置高压发生器输出直流高压设定为5.5kV，并将分选滚筒转速设定为16r/min，将800g“1号棉种”缓慢喂入进料机构，待分选结束后，将I级种子收集盒、II级种子收集盒以及III级种子收集盒内的种子取出放入密封袋中，分别对应编号为I级种子、II级种子以及III级种子，以备后续发芽试验使用。

随机选取I级种子、II级种子以及III级种子各200粒均匀混合后作为参照组种子。随机选取I级种子、II级种子、III级种子以及参照组种子各300粒，以100粒为1个重复，参照GB/T3543.4-1995国家标准进行3次重复种子发芽试验，发芽率指标取3次重复平均值。

结果显示：参照组种子发芽率为17.5％；I级种子发芽率为33.1％，较参照组提高了15.6％；II级种子发芽率为24.8％，较参照组提高了7.3％，III级种子发芽率为15.6％，低于参照组。试验结果证明，本发明能够实现农作物种子的高效介电分选。

Claims (1)

1.一种农作物种子介电分选装置，其特征在于包括机架、分选滚筒、滚筒支撑轮、步进电机、传动机构、进出料机构、直流高压工作部件和电气控制柜；

所述机架用于支撑其它机构；机架包括固定支撑板、轴承座支撑架和移动脚轮；轴承座支撑架安装在固定支撑板上部；移动脚轮安装在固定支撑板下部前后两端；

所述分选滚筒包括滚筒、分选电极、前端盖和后端盖；分选电极由内圈电极与外圈电极构成；滚筒内壁沿圆周方向设有均匀分布且与滚筒轴向长度等长的三角齿槽，在齿端以及槽底均开有圆弧槽分别用以放置内圈电极与外圈电极，圆弧槽直径略大于电极导线直径；内圈电极由沿滚筒轴向放置在三角齿槽齿端圆弧槽的多条硬质裸铜导线经电极引线连接而成，外圈电极由沿滚筒轴向放置在三角齿槽槽底圆弧槽的多条硬质裸铜导线经电极引线连接而成；前端盖和后端盖分别卡套在滚筒两侧外部；前端盖中心部分镂空，用于放置进出料机构，方便分选种子的喂入与收集；后端盖开有轴孔和螺栓孔，后端盖上的轴孔经固定法兰与传动轴相连，后端盖上还开有两个电极引线孔，方便直流高压的引入；

两个滚筒支撑轮对称放置于滚筒中段下部且与滚筒轴向平行固定于所述固定支撑板上；滚筒支撑轮轮面与滚筒外周可活动的接触；滚筒支撑轮用于支撑滚筒，滚筒能沿滚筒支撑轮轮面转动；

所述传动机构包括同步带传动装置、传动轴和轴承座；同步带传动装置包括一条同步带和两个同步带轮；一个同步带轮安装在步进电机输出轴，另一个同步带轮安装在传动轴的一端，同步带连接两个同步带轮；传动轴另一端经固定法兰与后端盖相连，实现动力传输；传动轴通过轴承座固定于轴承座支撑架上，传动轴沿其轴向设有高压屏蔽线布线凹槽；所述步进电机为滚筒旋转提供动力，能按照需求设定不同转速；

所述进出料机构固定于电木支架上，电木支架安装在固定支撑板上；进出料机构由进料机构和出料机构组成；前端盖中部镂空，用于放置进料机构和出料机构，实现分选种子的喂入和收集；面对前端盖观察，进料机构位于分选滚筒的右侧，出料机构位于分选滚筒的左侧；分选滚筒旋转方向为顺时针方向；进料机构为一个朝分选滚筒内向下倾斜放置且覆有盖板的长方形滑槽，滑槽顶部位于滚筒外部，由滑槽顶部撒入种子，种子经滑槽底部开口落入分选滚筒内圈电极导线中间的三角齿槽内并随分选滚筒一起转动；出料机构由沿分选滚筒水平轴线呈阶梯状由低到高且依次紧密排列的长方形料斗a、料斗b、料斗c以及对应放置于每个料斗底部出口下方的I级种子收集盒、II级种子收集盒、III级种子收集盒组成，料斗a、料斗b、料斗c深入分选滚筒内部长度约为分选滚筒轴向长度的3/4，三级种子收集盒位于分选滚筒外部；种子随分选滚筒转动过程中，因其所受电场极化力活力的不同，能在分选滚筒转至不同位置时从分选滚筒三角齿槽内脱离，落入不同的料斗进入各级种子收集盒，从而实现种子的分级清选；三个料斗的底面朝滚筒外向下倾斜，方便种子由料斗底部开口滑出落至种子收集盒内，料斗a和料斗b右侧斗壁顶部安装有能调整开口角度的活动盖板，能实现种子分级比例的调节；料斗c右侧斗壁顶端安装有一个长毛刷，毛刷的刷毛深入至分选滚筒三角齿槽内，能将三角齿槽内部的种子清出使之落入料斗c中，确保将由进料机构喂入的种子进行完全分级；

所述直流高压工作部件由直流高压发生器及两个过孔滑环组成，直流高压发生器能产生0～50kV直流高压电，两个过孔滑环固定于传动轴上，高压发生器正负极经高压屏蔽线分别与两个过孔滑环进线相连，两个过孔滑环出线经分选滚筒后端盖电极引线孔分别与内圈电极和外圈电极相连；

所述电气控制柜包括断路器开关、步进电机驱动器和步进电机控制器，电气控制柜实现介电分选装置总电源的开关以及分选滚筒转速的调节。