拍搓式谷子脱粒装置

摘要

本发明涉及农业机械领域，具体为一种拍搓式谷子脱粒装置，解决现有谷物脱粒装置存在破碎率高、损失率高以及脱净率低、操作繁琐等问题，包括机架，机架一侧上方固定有喂料斗，喂料斗下方设置物料喂入装置；机架内还设置筛网式脱粒板，脱粒板一端位于喂料斗下方，另一端下方设有杂余排出口；脱粒板上方设有拍搓板，拍搓板一端与四杆驱动机构连接，另一端与滑块相连；四杆驱动机构为曲柄摇杆机构，拍搓板与脱粒板之间的入口间隙为18-22mm，出口间隙为3-5mm，喂入装置与脱粒板之间的入口间隙为22-27mm，出口间隙为8-12mm。本发明避免了谷子脱粒中“碾米”和谷穗含水量较高时的“绕辫子”现象，提高了脱净率、降低了损失率和破碎率，提高了脱粒质量。

权利要求

1.一种拍搓式谷子脱粒装置，包括密封机架(1)，其特征是机架一侧上方固定有喂料斗(2)，喂料斗(2)下方一侧设置物料喂入装置；机架(1)内还设置下方设有谷子排出口(3)的筛网式脱粒板(4)，脱粒板(4)一端位于喂料斗(2)下方，另一端下方设有杂余排出口(5)；脱粒板(4)上方设置有活动拍搓板(6)，拍搓板(6)一端两侧分别与四杆驱动机构连接，另一端与滑块(7)相连并位于固定在机架上的滑道(8)内。

2.根据权利要求1所述的拍搓式谷子脱粒装置，其特征是所述的四杆驱动机构为由曲柄AD(9)、摇杆BC(10)、连杆CD(11)及机架AB(12)构成的曲柄摇杆机构，其中曲柄AD长度为50mm，摇杆BC长度为150mm，连杆CD长度为180mm，机架AB长度为180mm，同时机架AB与水平方向的夹角为16°；连杆CD向外延伸至E点，延伸长度CE为100mm；连杆末端E点与拍搓板(6)之间通过滑动轴承、杆件(13)连接，连杆末端E点距离拍搓板(6)的高度为

67mm，同时与滑块(7)之间的水平距离为500mm。

3.根据权利要求1或2所述的拍搓式谷子脱粒装置，其特征是位于谷物入口处的拍搓板(6)与脱粒板(4)之间的间隙为18-22mm，杂余排出口处的拍搓板(6)与脱粒板(4)之间的间隙为3-5mm。

4.根据权利要求1或2所述的拍搓式谷子脱粒装置，其特征是脱粒板(4)四周通过调节螺栓(14)及套于其上的弹簧(15)、调整垫片弹性支撑在机架(1)上。

5.根据权利要求1或2所述的拍搓式谷子脱粒装置，其特征是所述的喂入装置采用纹杆式封闭滚筒喂入装置(16)，该喂入装置与脱粒板(4)之间的入口间隙为22-27mm，出口间隙为8-12mm。

6.根据权利要求1或2所述的拍搓式谷子脱粒装置，其特征是脱粒板(4)上的筛孔(17)为圆形，孔径为2.3-2.7mm，筛孔采用梅花形布置。

说明书

拍搓式谷子脱粒装置

技术领域

[0001] 本发明涉及农业机械领域，具体为一种尤其适合于谷子等小杂粮作物脱粒的拍搓式谷子脱粒装置。

背景技术

[0002] 目前，已知的作物脱粒装置主要靠冲击、揉搓、梳刷等原理，实现谷粒与谷穗的分离，主要结构形式包括纹杆滚筒式、钉齿滚筒式、轴流滚筒式、双滚筒式、弓齿滚筒式等脱粒装置，一般由转动滚筒和固定不动的栅格状凹板组成，通过调节滚筒转速和滚筒与凹板之间的入口和出口间隙的大小，满足不同作物脱粒和分离的需要。根据作物流向的不同，又分为切流式、轴流式等不同方式。传统的脱粒装置，脱粒速度较高，可以达到14—17m/s，固定栅格式凹板栅格尺寸较大，难以适应粒径小于2.5mm的谷子、黍子等小籽粒作物的脱粒要求，主要表现在：

[0003] (1)破碎率高，甚至会造成谷子的“碾米”现象；

[0004] (2)损失率高，由于谷子籽粒粒径较小，传统脱粒装置的密封条件不适合谷子脱粒的要求，造成较大的脱粒损失；

[0005] (3)脱净率低，由于谷子的生物生理特性特殊，谷子与谷码的连接力强，而谷码与谷穗之间的连接力小，因此谷码极易与谷穗分离，但谷子与谷码的分离较困难，传统方法脱粒时，需要大量地进行二次脱粒，难以保证脱净率。进行谷子脱粒装置的创新与设计，对满足生产急需和提高此类作物的农业机械化水平具有重要意义。

发明内容

[0006] 本发明为了解决现有谷物脱粒装置存在破碎率高、损失率高以及脱净率低、操作繁琐等问题，提供一种结构形式新颖的拍搓式谷子脱粒装置。

[0007] 本发明是采用如下技术方案实现的：拍搓式谷子脱粒装置，包括密封机架，机架一侧上方固定有喂料斗，喂料斗下方一侧设置物料喂入装置；机架内还设置下方设有谷子排出口的筛网式脱粒板，脱粒板一端位于喂料斗下方，另一端下方设有杂余排出口；脱粒板上方设置有活动拍搓板，拍搓板一端两侧分别与四杆驱动机构连接，另一端与滑块相连并位于固定在机架上的滑道内。本发明是根据仿生学的有关理论，模仿人的搓擦动作和传统的连枷拍打动作而设计的，具体结构形式是筛网式脱粒板固定不动，利用四杆驱动机构确定机械式拍搓板的运动轨迹，以实现对脱粒板上谷子的拍打、搓擦和挤压动作，一次性完成谷子的脱粒过程，其中谷子从谷穗和穗码中分离出来，通过脱粒板的筛孔后由谷子排出口排出，可进入下一步清选装置，而残余的谷穗及穗码被逐步搓送到脱粒板后端，由杂余排出口排出机架外，完成整个脱粒过程。

[0008] 为了进一步提高谷子在上述脱粒过程中的脱净率、降低破碎率，同时为进一步实现拍搓板与脱粒板之间的拍打、搓擦动作，根据拍搓板的运动轨迹要求，经过多次试验及精确的理论计算得出，所述的四杆驱动机构为由曲柄AD、摇杆BC、连杆CD及机架AB构成的曲柄摇杆机构，其中曲柄AD长度为50mm，摇杆BC长度为150mm，连杆CD长度为180mm，机架AB长度为180mm，同时机架AB与水平方向的夹角为16°；连杆CD向外延伸至E点，延伸长度CE为100mm；连杆末端E点与拍搓板之间通过滑动轴承、杆件连接，连杆末端E点距离拍搓板的高度为67mm，同时与滑块之间的水平距离为500mm。

[0009] 位于谷物入口处的拍搓板与脱粒板之间的间隙为18-22mm，杂余排出口处的拍搓板与脱粒板之间的间隙为3-5mm，这是申请人经过多次试验及经验总结而得来的，在四杆驱动机构的作用下，拍搓板前段以拍打和搓擦为主，后段以搓擦和挤压为主，可使得拍搓板与脱粒板之间的搓擦动作和拍打动作更有利于谷子的一次性脱粒，尽可能的减少了破碎率。

[0010] 考虑到拍搓过程中柔和性、适应性的要求，所述脱粒板四周通过调节螺栓及套于其上的弹簧、调整垫片弹性支撑在机架上，便于调节脱粒板与拍搓板之间的间隙，以满足不同品种、不同生长状态谷子脱粒的需要。

[0011] 所述的喂入装置可采用现有多种结构形式，本发明采用纹杆式封闭滚筒喂入装置，该喂入装置与脱粒板之间的入口间隙为22-27mm，出口间隙为8-12mm，喂入装置的作用是提高进入该脱粒装置物料的均匀性，一方面完成初脱过程，另一方面强制物料均匀地进入脱粒部件，为了防止谷子及谷穗进入轴心造成缠绕和损失，滚筒采用封闭式结构。

[0012] 所述脱粒板上的筛孔为圆形，孔径为2.3-2.7mm，筛孔采用梅花形布置，该结构设计既要保证脱出的谷粒顺利排出，又要保证直径稍大的谷码继续留在脱粒板上。

[0013] 为了进一步证明本发明所述的拍搓式脱粒装置研制成功后在实际应用中的效果，特提供名称为“拍搓式谷子脱粒机检验报告”的附件1，经国家场上作业机械及机制小农具质量监督检验中心检验，该脱粒装置的未脱净损失率为0.2％，总损失率为4.7％，籽粒破碎率为0.1％，生产率为185kg/h，上述指标均优于标准要求，具体见附件1。

[0014] 与现有技术相比，本发明所述的脱粒装置采用独特的结构设计，以适合谷子脱粒的特殊要求(谷码与谷穗易分离，谷子与谷码难分离)，前段以拍打和搓擦为主，后段以搓擦和挤压为主，一次性地完成谷子与谷码、谷码与谷穗的分离过程，而且拍击和搓擦速度低于传统的脱粒机构，避免了谷子脱粒中“碾米”和谷穗含水量较高时的“绕辫子”等不良现象，提高了脱净率、降低了损失率和破碎率，大大提高了脱粒质量，对满足生产急需和提高此类作物的农业机械化水平具有重要意义。

附图说明

[0015] 图1为本发明的结构示意图

[0016] 图2为拍搓板的四杆驱动机构示意图

[0017] 图3为图2中E点的运动轨迹示意图

[0018] 图4为脱粒板的俯视图

[0019] 图5为脱粒原理示意图

[0020] 图中：1-机架 2-喂料斗 3-谷子排出口 4-脱粒板 5-杂余排出口 6-拍搓板7-滑块 8-滑道 9-曲柄AD 10-摇杆BC 11-连杆CD 12-机架AB13-杆件 14-调节螺栓
15-弹簧 16-纹杆式封闭滚筒喂入装置 17-筛孔 18-电机 19-盖板 20-侧板具体实施方式

[0021] 拍搓式谷子脱粒装置，如图1所示，包括密封机架1，机架一侧上方固定有喂料斗2，喂料斗2下方一侧设置物料喂入装置，采用纹杆式封闭滚筒喂入装置16；机架1内还设置下方设有谷子排出口3的筛网式脱粒板4，脱粒板4四周通过调节螺栓14及套于其上的弹簧15、调整垫片弹性支撑在机架1上，脱粒板4一端位于喂料斗2下方，另一端下方设有杂余排出口5；脱粒板4上方设置有活动拍搓板6，拍搓板6一端两侧分别与四杆驱动机构连接，另一端与滑块7相连并位于固定在机架上的滑道8内，四杆驱动机构由电机18驱动。
上述拍搓板采用厚度为3mm、凸起高度为1mm的花纹钢板，与40×40×5mm角钢组成焊接式结构；如图4所示，固定脱粒板采用最佳孔径φ2.5mm、梅花形式布置、厚度为1.5mm的圆孔筛，谷粒通过面积占固定脱粒板总面积的45％，与厚度为3mm的钢板组成焊接式结构，整体采用弹性支撑，可通过4个支撑点的调节螺栓、调整垫片及弹簧进行调整，满足不同品种、不同生长状态谷子脱粒的需要。

[0022] 为了进一步优化该装置的结构，方便拆卸、安装机架内的部件，机架的盖板19及侧板20均为活动式，整个机架采用40×40×5mm角钢及厚度为1mm的钢板组成焊接式结构。四杆驱动机构和拍搓板各铰接点、支撑点均采用滑动轴承支撑，保证拍搓板运动轨迹的准确实现和各运动机件的使用寿命。

[0023] 如图2所示，四杆驱动机构为由曲柄AD9、摇杆BC10、连杆CD11及机架AB12构成的曲柄摇杆机构，其中曲柄AD长度为50mm，摇杆BC长度为150mm，连杆CD长度为180mm，机架AB长度为180mm，同时机架AB与水平方向的夹角为16°；连杆CD向外延伸至E点，延伸长度CE为100mm；连杆末端E点与拍搓板6之间通过滑动轴承、杆件13连接，连杆末端E点距离拍搓板6的高度为67mm，同时与滑块7之间的水平距离为500mm，此距离是保证拍搓板的工作长度能满足脱粒要求，拍搓板的实际长度为654mm。事实上，在实际运动过程中，四杆驱动机构与拍搓板及滑块形成一个六杆机构，经过多次运动仿真及实际应用结果表明，该机构能够满足拍搓板的运动轨迹要求和完成脱粒过程。

[0024] 如图3所示，反映的是拍搓板上E点的实际运动轨迹曲线，其底部表示拍搓板自左向右运动，基本呈水平状态，对谷穗进行搓擦；曲线上部表示拍搓板自右向左运动，对谷穗起到扰动作用，到达最高点后自上向下运动，主要完成对谷穗的拍击作用。拍搓板上左端至右端各点的运动轨迹相似，但运动范围不同，尤其是在垂直方向，各点在垂直方向的变动范围逐渐变小(45mm～0mm)，搓擦作用逐渐加强，拍击作用逐渐减弱，而各点在水平方向的运动范围基本保持在125mm左右，这种运动形式与弹性固定脱粒板配合，实现对谷穗的脱粒过程。

[0025] 如图5所示，反映了脱离装置的工作原理，图中箭头分别代表谷穗及谷码流动方向、谷子及颖壳流动方向及残余谷穗及谷码流动方向。切去茎秆的谷穗，由喂料斗进入纹杆式封闭滚筒喂入装置，通过该装置的抓取作用，同时对谷穗进行初步挤压和搓擦。在拍搓板的反复拍打和搓擦作用下，谷子从谷穗及穗码中分离出来，通过固定脱粒板由谷子排出口导入谷物清选装置，残余的谷穗及谷码被逐步搓送到后端杂余排出口排出机外，完成整个脱粒过程。位于谷物入口处的拍搓板6与脱粒板4之间的间隙为18-22mm，最佳为20mm，杂余排出口处的拍搓板6与脱粒板4之间的间隙为3-5mm，最佳为4mm；纹杆式封闭滚筒喂入装置16与脱粒板4之间的入口间隙为22-27mm，最佳为25mm，出口间隙为8-12mm，最佳为10mm。