CN208079886U - 一种谷物脱粒试验台 - Google Patents

Abstract

一种谷物脱粒试验台，包括机架和设于机架上的传输部、切流脱粒部以及横轴流脱粒部；传输部包括沿谷物传输方向自前至后向上倾斜设置的输料带，输料带末端设置喂入料斗。谷物依次经过切流脱粒部和横轴流脱粒部的脱粒，脱下的谷粒经过筛板漏出，杂质最终通过横轴流脱粒部上的排芯口排出，本实用新型所述的装置结构简单、设计合理，物料输送顺畅，喂入量大，无论谷物干湿都不堵塞，破损率低，脱净率高。

Description

一种谷物脱粒试验台

技术领域

本实用新型属于谷物脱粒技术领域，尤其涉及一种谷物脱粒试验台。

背景技术

谷物作为生物复合材料及其脱粒过程的复杂性，各种脱粒理论研究与数学模型均存在不同程度的局限性，整机田间试验研究受制于天气、场地、品种差异性和脱粒系统的复杂性，给试验测试带来了诸多困难。本实用新型建立了一种切流横轴流谷物脱粒试验台，研究以降低籽粒破碎率为首要目标的脱粒技术参数和脱粒试验方案，同时深入发掘谷物收获机的技术潜力，探索解决制约粮食产业化发展的技术瓶颈。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种结构简单，使用效果好的谷物脱粒试验台。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：一种谷物脱粒试验台，包括机架和设于机架上的传输部、切流脱粒部以及横轴流脱粒部；

传输部包括沿谷物传输方向自前至后向上倾斜设置的输料带，输料带末端设置喂入料斗；

切流脱粒部包括切流脱粒箱，切流脱粒箱内转动设切流滚筒，喂入料斗与切流滚筒初始端连通；切流滚筒表面分布至少两个柱齿排，柱齿排自切流滚筒前端至切流滚筒后端倾斜设置；各个柱齿排烟切流滚筒周向分布；柱齿排包括多个沿切流滚筒轴向分布的柱齿；

横轴流脱粒部包括横轴流脱粒箱，横轴流脱粒箱内转动设横轴流滚筒，横轴流滚筒的初始端与切流脱粒箱连通；横轴流滚筒上自前之后依次设有脱粒区、筛分区和排杂区；脱粒区和筛分区均包括击打齿排和板齿排，击打齿排和板齿排均沿横轴流滚筒的长度方向设置，每两个击打齿排之间设置1个板齿排；击打齿排由沿多个设于横轴流滚筒外壁上的呈柱状的击打齿组成，板齿排由多个设于横轴流滚筒外壁上的呈板状的板齿组成；

排杂区包括多个设于横轴流滚筒外壁上的分离板，分离板沿横轴流滚筒长度方向设置；排杂区的末端与设于横轴流脱粒箱上的排芯口连通。

切流脱粒部和横轴流脱粒部下方设有集粮盒。

脱粒区和筛分区之间设沿横轴流滚筒周向设置的分离盘、筛分区和排杂区之间也设沿横轴流滚筒周向设置的分离盘。

排芯口上设置铰接的盖板，盖板和排芯口之间连接有拉紧弹簧，盖板上设置配重块。

横轴流脱粒箱和切流脱粒箱的底部设置筛板，筛板上均匀分布筛孔。

横轴流脱粒箱的顶部设置位于横轴流滚筒上方的横轴流上盖，横轴流上盖的内壁上设多个朝后倾斜设置的导流板。

切流滚筒和横轴流滚筒之间设置喂入挡板，喂入挡板切流滚筒切线方向设于切流滚筒侧上方。

筛板可升降连接于机架上。

机架上转动设置丝杠，丝杠与筛板螺接。

机架上还设置有动力部，动力部包括电机，电机的输出轴通过联轴器连接转矩转速测量仪，转矩转速测量仪的输出轴与横轴流滚筒和切流滚筒传动连接。

通过以上技术方案，本实用新型的有益效果为：本实用新型所述的实验台，谷物输送顺畅，破损率低，脱净率高，无论谷物干湿都不易堵塞。试验台下方的分区集粮盒便于对收集到的物料进行试验分析。通过本实用新型所述的方法物料输送顺畅，破损率低，脱净率高，无论谷物干湿都不堵塞，脱粒效果好，利于对脱粒实验台的脱粒效果进行实验。

附图说明

图1是本实用新型所述试验台结构示意图。

图2是本实用新型所述试验台后视图。

图3是本实用新型所述的切流滚筒示意图。

图4是本实用新型所述的横轴流滚筒示意图。

图5是本实用新型所述的横轴流脱离箱上盖示意图。

图6是本实用新型所述的集粮盒示意图。

具体实施方式

一种谷物脱粒试验台，如图1~6所示，包括机架3和设于机架3上的传输部、切流脱粒部以及横轴流脱粒部。横轴流脱粒箱和切流脱粒箱的底部设置筛板24，筛板24下方设置集粮盒18，筛板24上均匀分布筛孔。

其中，筛板24可升降连接于机架3上，筛板24可升降的实现方式为：机架3上转动设置丝杠，丝杠与筛板24螺接，通过旋转丝杠实现筛板24与机架3之间距离的调整，进而实现筛板24与横轴流脱粒箱和切流脱粒箱距离的调整。丝杠上连接有转动手柄25，通过转动手柄25实现丝杠的转动，进而实现筛板24筛粒距离的调整。

传输部包括沿谷物传输方向自前至后向上倾斜设置的输料带16，输料带16末端设置喂入料斗13。在机架3上设置调速器17，通过调速器17调整输料带16的传输速度。同时，输料带16通过升降杆连接于机架3上，升降杆上设手轮28，通过调整手轮28调整输料带16的倾斜角度。

切流脱粒部包括切流脱粒箱，切流脱粒箱上设配合喂入料斗13设进料口，谷物喂入料斗13进入进料口，再通过进料口进入到切流脱粒箱内。

切流脱粒箱内转动设有切流滚筒15，切流滚筒15表面分布至少两个柱齿29排，柱齿29排自切流滚筒15初始端至切流滚筒15末端倾斜设置，从而随着切流滚筒15的转动，将谷物从切流滚筒15的初始端推到切流滚筒15的末端。各个柱齿29排沿切流滚筒15周向分布；柱齿29排包括多个沿切流滚筒15轴向分布的柱齿29；柱齿29可以对谷物上的谷粒进行击打，从而使得谷粒从谷物上脱落下来，同时柱齿29排可以对谷物进行梳理，提高谷物的脱粒效果。

横轴流脱粒部包括横轴流脱粒箱，横轴流脱粒箱内转动设有与切流滚筒15平行的横轴流滚筒14，切流滚筒15和横轴流滚筒14之间设置喂入挡板，喂入挡板切流滚筒15切线方向设于切流滚筒15侧上方。通过设置喂入挡板可以防止谷物沿着切流滚筒15周向循环上翻，造成谷物在脱粒室内长时间滞留。同时，横轴流滚筒14、切流滚筒15的旋转方向一致，从而保证谷物的旋转方向一定，避免突然改变谷物的旋转方向造成的谷物杂乱，谷粒造成磨损的问题。

横轴流滚筒14初始端与切流脱粒箱末端连通，从而从切流脱粒箱出来的谷物可以进入到横轴流脱粒箱横轴流滚筒14的初始端，接收横轴流滚筒14的脱粒。

横轴流滚筒14上自初始端之末端依次设有脱粒区、筛分区和排杂区。脱粒区与筛分区之间，筛分区与排杂区之间均设有沿横轴流滚筒14周向设置的分离盘33。通过分离盘33将脱粒区、筛分区和排杂区三个部分隔开，以迟滞物料的快速流动，增加谷物在横轴流脱粒箱内的作用时间。

脱粒区和筛分区均包括击打齿排和板齿排，击打齿排和板齿排均沿横轴流滚筒14的长度方向设置，每两个击打齿排之间设置1个板齿排；击打齿排由沿多个设于横轴流滚筒14外壁上的呈柱状的击打齿31组成，板齿排由多个设于横轴流滚筒14外壁上的呈板状的板齿30组成。

击打齿31有较强的物料抓取能力、击打和梳理作用，板齿30对不均匀喂入的物料适应性好、揉搓效果强，二者结合可以增强脱粒分离效果，提高脱粒作业的适应性。

谷物进入横轴流脱粒箱内后首先沿切向方向流动进入脱粒区，在击打齿31、板齿30结构的复合作用中，谷物将沿圆柱面的切线方向，在板齿30倾角的导向作用下呈螺旋状运动，在公转与自转的复合运动中与板齿30、击打齿31和筛板24相互作用，实现高效柔性脱粒，避免对籽粒造成的冲击伤害。

经过脱粒区后，脱下的谷粒经过筛孔落入集粮盒18。

部分未脱净谷物在分离盘33的作用下，流动速度减慢以增加击打齿31和板齿30的打击、揉搓和对玉米果穗苞叶的充分撕裂作用。

排杂区包括多个设于横轴流滚筒14外壁上的分离板34，分离板34沿横轴流滚筒14长度方向设置；分离盘33上设置筋板35，分离板34通过筋板35连接在分离盘33上。排杂区的末端与设于横轴流脱粒箱上的排芯口208连通。同时，为了保证杂质在排杂区的流动，横轴流脱粒箱的顶部设置位于横轴流滚筒14上方的横轴流上盖22，横轴流上盖22的内壁上设多个朝后倾斜设置的导流板36，通过导流板36引导了杂质的流动，使得杂质可以从排杂区排出。

为了保证排芯口20内杂质排出速度的控制，排芯口20上设置铰接的盖板，盖板和排芯口20之间连接有拉紧弹簧，盖板上设置配重块21，从而以根据谷物含水率相应调节配重块21的配重，达到最佳的脱粒效果。当谷物含水率高时，脱粒困难，此时增加配重块21的重量，降低排芯口20的杂质排出量，延长谷物在谷物脱粒实验台内的时间；当谷物含水率低时，脱粒方便，此时减小配重块21的重量，增大排芯口20的杂质排出量即可。

经过脱粒区、筛分区的杂质被推送至排杂区，在分离板34的作用下经排芯口208抛出谷物收获机外，完成脱粒、筛分和排杂的工作流程。

为了保证横轴流滚筒14、切流滚筒15和切流滚筒15的转动，在横轴流滚筒14内设有横轴流滚筒轴，横轴流滚筒轴和横轴流滚筒14通过盘毂连接并用螺钉固定；横轴流滚筒轴通过轴承座连接于横轴流脱粒箱内，横轴流滚筒轴通过轴承座26在横轴流脱粒箱内转动，通过横轴流滚筒轴的转动带动横轴流滚筒14的转动。

切流滚筒15和切流滚筒15内均设有切流滚筒轴，切流滚筒轴和切流滚筒15以及切流滚筒15分别通过盘毂连接并通过螺钉固定；切流滚筒轴通过轴承座26连接于切流脱粒箱内。切流滚筒轴通过轴承座26在切流脱粒箱内转动，通过切流滚筒轴的转动带动切流滚筒15和切流滚筒15的转动。

为了实现本实验台的正常工作，机架3上还设置有动力部，动力部包括电机4，电机4的输出轴通过联轴器5连接转矩转速测量仪6，转矩转速测量仪6的输出轴与横轴流滚筒轴和切流滚筒轴传动连接，具体为，转矩转速测量仪6的输出轴上设置带轮7，带轮7通过皮带8带动切流滚筒轴和横轴流滚筒轴的转动，进而通过电机4带动横轴流滚筒14和切流滚筒15的转动即可。为了实现电机4转动的控制，在机架3处设置电气控制柜1，电气控制柜1内设变频器2，变频器2实现电机4工作的控制。

一种利用上述谷物脱离实验台进行的谷物脱粒实验方法，包括如下步骤：

1）谷物进入切流脱粒箱。谷物通过多个输送带进入喂入料斗，再通过喂入料斗进入到切流脱粒箱，谷物的单排最大喂入量为：

（1）

式中：w为喂入量，单位为kg/s；c为单个带苞叶谷物的平均质量，单位为kg；n为输送带每间隔果穗个数，对应籽粒收获机作业行数；Vd为输送带线速度，单位m/s；d为相邻输送带间隔距离，单位为m。

2）切流脱粒箱内转动的切流滚筒上的柱齿击打谷物，部分谷物的谷粒脱落，沿切流脱粒箱底部从切流脱粒箱中漏出，具体为沿筛板上的筛孔漏出，落入到集粮盒内。其中，谷物落入切流脱粒箱后在布置有倾斜设置的柱齿排的切流滚筒的抓取和初步揉搓作用下流入第一和第二切流滚筒处，空间倾斜布局的柱齿排起到推进物料输送的作用同时增加了脱粒作用行程。

3）切流脱粒箱内转动的切流滚筒上的柱齿排对谷物进行击打和梳理，并将谷物向切流脱粒箱末端推进。

4）谷物到达切流脱粒箱末端进入到横轴流脱粒箱，在谷物由切流脱粒箱进入到横轴流脱粒箱的过程中，V形进料挡板和喂入挡板对谷物进行作用，防止谷物沿着两个切流滚筒周向循环上翻，造成谷物在切流脱粒箱内长时间滞留，导致破碎率增高。

横轴流脱粒箱内横轴流滚筒上脱粒区的击打齿排和板齿排分别对谷物进行击打和揉搓，大部分谷物的谷粒脱落沿横轴流脱粒箱底部从横轴流脱粒箱中漏出。

5）横轴流滚筒转动，此处，切流滚筒与横轴流滚筒的旋转方向一致，以保证物料的工作行程。随着横轴流滚筒转动，谷物被推入到筛分区，筛分区的击打齿排和板齿排继续分别对谷物进行击打和揉搓使谷物上的谷粒充分掉落，沿横轴流脱粒箱底部从横轴流脱粒箱中漏出。

具体为，谷物进入横轴流脱粒室内后首先沿切向方向流动进入脱粒区，在击打齿、板齿结构的复合作用中，谷物将沿圆柱面的切线方向，在板齿倾角的导向作用下呈螺旋状运动，在公转与自转的复合运动中与板齿、击打齿和筛板相互作用，实现高效柔性脱粒，避免对籽粒造成的冲击伤害。

经过脱粒区后，脱下的谷粒经过筛板落入集粮盒。部分未脱净谷粒在分离盘的作用下，流动速度减慢以增加击打齿和板齿的打击、揉搓和对谷物苞叶的充分撕裂作用。

6）杂质成分的谷物进入到排杂区从排芯口排出。经过脱粒区和筛分区的谷物杂质被推送至排杂区，在分离板的作用下经排芯口抛出谷物收获机外，完成脱粒、筛分和排杂的工作流程。

7）对脱落的谷粒进行实验。对脱落的谷粒进行实验包括籽粒破损率计算，其中，籽粒破损率计算方法为：

（3）

式中：Z_s为籽粒破碎率，单位为%；W_s为破碎籽粒质量，单位为g；W_i为样品籽粒总质量，单位为g。

其中，本方法中，切流滚筒和横轴流滚筒的线速度分别为：

（2）

式中：v_z、v_q分别为横轴流滚筒和切流滚筒的线速度，单位为m/s；d_zj、d_qj分别为横轴流滚筒和切流滚筒的线速度计算直径，单位为mm；其中，d_zj=550 mm、d_qj=470 mm；n_z、n_q分别为横轴流滚筒和切流滚筒的转速，单位为r/min。

通过对线速度进行限定，保证了谷物的脱粒效率，同时降低了脱粒过程中对谷粒的损坏，保证了谷粒的完整性。

本实用新型所述的实验台，谷物输送顺畅，破损率低，脱净率高，无论谷物干湿都不易堵塞。试验台下方的分区集粮盒便于对收集到的物料进行试验分析。

Claims (10)

1.一种谷物脱粒试验台，其特征在于：包括机架和设于机架上的传输部、切流脱粒部以及横轴流脱粒部；

传输部包括沿谷物传输方向自前至后向上倾斜设置的输料带，输料带末端设置喂入料斗；

切流脱粒部包括切流脱粒箱，切流脱粒箱内转动设切流滚筒，喂入料斗与切流滚筒初始端连通；切流滚筒表面分布至少两个柱齿排，柱齿排自切流滚筒前端至切流滚筒后端倾斜设置；各个柱齿排烟切流滚筒周向分布；柱齿排包括多个沿切流滚筒轴向分布的柱齿；

横轴流脱粒部包括横轴流脱粒箱，横轴流脱粒箱内转动设横轴流滚筒，横轴流滚筒的初始端与切流脱粒箱连通；横轴流滚筒上自前之后依次设有脱粒区、筛分区和排杂区；脱粒区和筛分区均包括击打齿排和板齿排，击打齿排和板齿排均沿横轴流滚筒的长度方向设置，每两个击打齿排之间设置1个板齿排；击打齿排由沿多个设于横轴流滚筒外壁上的呈柱状的击打齿组成，板齿排由多个设于横轴流滚筒外壁上的呈板状的板齿组成；

排杂区包括多个设于横轴流滚筒外壁上的分离板，分离板沿横轴流滚筒长度方向设置；排杂区的末端与设于横轴流脱粒箱上的排芯口连通。

2.如权利要求1所述的谷物脱粒试验台，其特征在于：切流脱粒部和横轴流脱粒部下方设有集粮盒。

3.如权利要求2所述的谷物脱粒试验台，其特征在于：脱粒区和筛分区之间设沿横轴流滚筒周向设置的分离盘、筛分区和排杂区之间也设沿横轴流滚筒周向设置的分离盘。

4.如权利要求3所述的谷物脱粒试验台，其特征在于：排芯口上设置铰接的盖板，盖板和排芯口之间连接有拉紧弹簧，盖板上设置配重块。

5.如权利要求4所述的谷物脱粒试验台，其特征在于：横轴流脱粒箱和切流脱粒箱的底部设置筛板，筛板上均匀分布筛孔。

6.如权利要求5所述的谷物脱粒试验台，其特征在于：横轴流脱粒箱的顶部设置位于横轴流滚筒上方的横轴流上盖，横轴流上盖的内壁上设多个朝后倾斜设置的导流板。

7.如权利要求6所述的谷物脱粒试验台，其特征在于：切流滚筒和横轴流滚筒之间设置喂入挡板，喂入挡板切流滚筒切线方向设于切流滚筒侧上方。

8.如权利要求7所述的谷物脱粒试验台，其特征在于：筛板可升降连接于机架上。

9.如权利要求8所述的谷物脱粒试验台，其特征在于：机架上转动设置丝杠，丝杠与筛板螺接。

10.如权利要求1至9任意一项所述的谷物脱粒试验台，其特征在于：机架上还设置有动力部，动力部包括电机，电机的输出轴通过联轴器连接转矩转速测量仪，转矩转速测量仪的输出轴与横轴流滚筒和切流滚筒传动连接。