一种植株分离轻质薄膜破碎装置及破碎方法

摘要

一种植株分离轻质薄膜破碎装置及破碎方法，装置包括由上至下依次设置的离心分离机构、辊子输送机构、破碎与风选机构以及静电吸附机构。通过离心分离机构首先进行“抖泥”，即将大块的泥土颗粒分离出来，然后通过辊子输送机构将小颗粒的土壤颗粒通过在辊筒间进行滚动而散落出去，其次经过破碎与风选机构对植株与薄膜的混合料进行破碎，并根据植株与薄膜比重不同的特点进行风选，初步去除混杂的薄膜，最后通过静电吸附机构对风选后的植株进行深度吸附，再次去除所混杂的薄膜。本发明装置能够高效地对植株中混杂的薄膜进行破碎分离，尤其适用于分离收集地膜和花生秧，制作成本低，操作方便。

权利要求

1.一种植株分离轻质薄膜破碎装置，其特征在于：包括由上至下依次设置的离心分离机构、辊子输送机构、破碎与风选机构以及静电吸附机构；所述的离心分离机构包括倒漏斗状的进料口(1)以及与进料口(1)相连的离心分离筒(13)，进料口(1)的底部中心通过离心电机(2)安装用于甩落土壤颗粒的旋转抓；所述的离心分离筒(13)底面开有出料口，辊子输送机构包括设置在离心分离筒(13)正下方的辊子输送机(5)；所述的破碎与风选机构包括设置在辊子输送机(5)尾端下方的打碎筒(7)，打碎筒(7)的入口处通过十字支架安装有打碎电机(6)，打碎电机(6)通过圆锥滚子轴承连接有打碎刀，打碎筒(7)底部开口并连接风选通道(8)；所述的风选通道(8)一端连接风机(9)，另一端连接薄膜落料桶(12)；所述风选通道(8)的通道体上开有落料口，静电吸附机构包括与落料口相连的吸附箱以及连接在吸附箱下方的植株落料筒(10)，所述的吸附箱包括静电吸附板(11)以及导料叶扇(14)；

所述的进料口(1)安装在通过支架(4)支撑着的顶板(3)上，离心分离筒(13)设置在顶板(3)下方并与进料口(1)连通，离心分离筒(13)底面倾斜设置，底面最低位置侧面开设有颗粒甩出口；所述的导料叶扇(14)包括设置在吸附箱顶部与底部的两个叶扇，静电吸附板(11)将吸附箱竖直隔开成两个通道，导料叶扇(14)能在吸附箱中进行摆动使物料沿不同通道下落，植株落料筒(10)包括三个腔位，其中两侧腔位用于收集植株，中间腔位用于收集静电吸附板(11)断电后落下的薄膜。

2.根据权利要求1所述的植株分离轻质薄膜破碎装置，其特征在于：所述的离心电机(2)离心轴转速为300r/min，离心分离筒(13)的半径为510mm。

3.根据权利要求1所述的植株分离轻质薄膜破碎装置，其特征在于：所述辊子输送机(5)采用倾斜式辊子输送机。

4.根据权利要求1或3所述的植株分离轻质薄膜破碎装置，其特征在于：所述的辊子输送机(5)长度为1300mm，辊子之间的间距为131mm。

5.根据权利要求1所述的植株分离轻质薄膜破碎装置，其特征在于：所述的打碎筒(7)为倒漏斗状，所述的十字支架下方设置有刀刃。

6.一种如权利要求1所述植株分离轻质薄膜破碎装置的植株分离轻质薄膜破碎方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步、利用土壤颗粒比重较大的特点，通过离心作用对其分离；第二步、通过辊子输送机(5)在滚动过程中去除小颗粒的土壤颗粒；第三步、将植株与薄膜在打碎筒(7)中进行破碎；第四步、利用打碎的薄膜与植株比重不同，在风选通道(8)中通过风选初步分离出薄膜；第五步、通过静电吸附板(11)将风机分离后的薄膜吸附在吸附箱内，在植株落料筒(10)中收集二次去除薄膜的植株，至此完成所有的分离过程。

说明书

一种植株分离轻质薄膜破碎装置及破碎方法

技术领域

[0001] 本发明属于现代化农业生产领域，具体涉及一种植株分离轻质薄膜破碎装置及破碎方法，能够应用于分离地膜以及对花生秧的收集。

背景技术

[0002] 随着农业现代化的不断发展，农村使用地膜已成为确保农业高产稳产的重要手段。但是地膜覆盖随栽培年限延长，残留地膜回收率低，土壤中残膜量逐步增加，极易造成地膜污染。

[0003] 地膜覆盖是农业生产中不可缺少的一环，它能够保水保肥并能够延长作物的生长期，保证农产品的高产。然而由于地膜较难降解，也不可自行分解，它的自然降解周期一般都超过200年，而且在它的降解过程中还会溶出有害土壤的物质。据统计，我国地膜残留量高达三四十万吨，并且随着每年进一步的使用地膜，残留在土壤中的地膜会进一步继续增加，这将会给农业生产以及人类的身体健康带来巨大的隐患。残留地膜对环境的危害主要表现为以下四个方面：1、对土壤环境的危害。土壤渗透是由于自由重力，水向土壤深层移动的现象。由于土壤中残膜碎片改变切断土壤孔隙连续性，致使重力水移动时产生较大的阻力，重力水向下移动较为缓慢，从而使水分渗透量因地膜残留量增加而减少，土壤含水量下降，削弱了耕地的抗旱能力，甚至导致地下水难以下渗，引起土壤次生盐碱化等严重后果。另外，残留地膜影响土壤的物理性状，抑制作物生长发育。地膜材料的主要成分是高分子化合物，在自然条件下，这些高聚物难以分解，若长期滞留地里，会影响土壤的透气性，阻碍土壤水肥的运移，影响土壤微生物活动和正常土壤结构形成，最终降低土壤肥力水平，影响农作物根系的生长发育，导致作物减产。2、对农作物的危害。由于残膜影响和破坏了土壤理化性状，必然造成作物根系生长发育困难。凡具有残膜的土壤，会阻止根系串通，影响作物根系正常吸收水分和养分；作物株间施肥时，有大块残膜隔离则隔肥，影响肥效，致使产量下降。3、对农村环境景观的影响。由于回收残膜的局限性，加上处理回收残膜不彻底，方法欠妥，部分清理出的残膜弃于田边、地头，大风刮过后，残膜被吹至家前屋后、田间、树梢，影响农村环境景观，造成“视觉污染”。4、对牲畜的危害。地面露头的残膜与牧草混在一起，牛羊误食残膜后，会阻隔食道影响消化，甚至死亡。总之，从地膜污染对环境和农作物产量以及人类的身体健康的危害能够看出，地膜栽培农田中残留的地膜量，大都接近或达到了能使作物减产的临界值。因此，防治地膜污染已经是一项十分紧迫而又有重要意义的工作。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种植株分离轻质薄膜破碎装置及破碎方法，能够实现轻质薄膜的破碎分离并完成植株的有效收集，防止地膜残留到土壤中。

[0005] 为了实现上述目的，本发明植株分离轻质薄膜破碎装置，包括由上至下依次设置的离心分离机构、辊子输送机构、破碎与风选机构以及静电吸附机构；所述的离心分离机构包括倒漏斗状的进料口以及与进料口相连的离心分离筒，进料口的底部中心通过离心电机安装用于甩落土壤颗粒的旋转抓；所述的离心分离筒底面开有出料口，辊子输送机构包括设置在离心分离筒正下方的辊子输送机；所述的破碎与风选机构包括设置在辊子输送机尾端下方的打碎筒，打碎筒的入口处通过十字支架安装有打碎电机，打碎电机通过圆锥滚子轴承连接有打碎刀，打碎筒底部开口并连接风选通道；所述的风选通道一端连接风机，另一端连接薄膜落料桶；所述风选通道的通道体上开有落料口，静电吸附机构包括与落料口相连的吸附箱以及连接在吸附箱下方的植株落料筒，所述的吸附箱包括静电吸附板以及导料叶扇。

[0006] 所述的进料口安装在通过支架支撑着的顶板上，离心分离筒设置在顶板下方并与进料口连通，离心分离筒底面倾斜设置，底面最低位置侧面开设有颗粒甩出口。

[0007] 所述的离心电机离心轴转速为300r/min，离心分离筒的半径为510mm。

[0008] 所述辊子输送机采用倾斜式辊子输送机。

[0009] 所述的辊子输送机长度为1300mm，辊子之间的间距为131mm。

[0010] 所述的打碎筒为倒漏斗状，所述的十字支架下方设置有刀刃。

[0011] 所述的导料叶扇包括设置在吸附箱顶部与底部的两个叶扇，静电吸附板将吸附箱竖直隔开成两个通道，导料叶扇能在吸附箱中进行摆动使物料沿不同通道下落，植株落料筒包括三个腔位，其中两侧腔位用于收集植株，中间腔位用于收集静电吸附板断电后落下的薄膜。

[0012] 本发明植株分离轻质薄膜破碎方法，包括以下步骤：第一步、利用土壤颗粒比重较大的特点，通过离心作用对其分离；第二步、通过辊子输送机在滚动过程中去除小颗粒的土壤颗粒；第三步、将植株与薄膜在打碎筒中进行破碎；第四步、利用打碎的薄膜与植株比重不同，在风选通道中通过风选初步分离出薄膜；第五步、通过静电吸附板将风机分离后的薄膜吸附在吸附箱内，在植株落料筒中收集二次去除薄膜的植株，至此完成所有的分离过程。

[0013] 与现有技术相比，本发明植株分离轻质薄膜破碎装置结构紧凑，通过离心分离机构首先进行“抖泥”，即将大块的泥土颗粒分离出来，然后通过辊子输送机构将小颗粒的土壤颗粒通过在辊筒间进行滚动而散落出去，其次经过破碎与风选机构对植株与薄膜的混合料进行破碎，并根据植株与薄膜比重不同的特点进行风选，初步去除混杂的薄膜，最后通过静电吸附机构对风选后的植株进行深度吸附，再次去除所混杂的薄膜。本发明装置能够高效地对植株中混杂的薄膜进行破碎分离，尤其适用于分离收集地膜和花生秧，制作成本低，操作方便。

[0014] 进一步的，本发明离心分离筒底面倾斜设置，底面最低位置侧面开设有颗粒甩出口，这样能够使甩出的泥土颗粒顺着外桶沿着倾斜方向一个一个进行流出。

[0015] 进一步的，本发明采用倾斜式辊子输送机，不需要外在提供动力，就能达到运输的效果。

[0016] 进一步的，本发明打碎筒的十字支架下方设置有刀刃，该刀刃能够与打碎刀进行配合，形成剪切的效果，使得破碎更加省力高效。

[0017] 进一步的，本发明静电吸附机构通过静电吸附板以及导料叶扇将吸附箱空间进行分隔，植株落料筒包括三个腔位，其中两侧腔位用于收集植株，中间腔位用于收集静电吸附板断电后落下的薄膜，这样保证分离效果，进一步提高收集到植株的纯净度。

[0018] 与现有技术相比，本发明植株分离轻质薄膜破碎方法首先通过离心及振动对土壤颗粒进行多重去除，去除土壤颗粒后将混杂有薄膜的植株共同进行破碎，使薄膜与植株的混合料变成小段，随后再通过风选将比重较轻的薄膜初步分离，最后再通过静电吸附深度清理植株中混杂的薄膜。本发明方法能够彻底、高效的将土壤颗粒和残留薄膜进行分离，简便易行。

附图说明

[0019] 图1本发明植株分离轻质薄膜破碎装置的整体结构示意图；

[0020] 图2本发明离心分离机构的结构示意图；

[0021] 图3本发明辊子输送机构的结构示意图；

[0022] 图4本发明破碎与风选机构的结构示意图；

[0023] 图5本发明静电吸附机构的结构示意图；

[0024] 图6本发明落料原理示意图；

[0025] 附图中：1.进料口；2.离心电机；3.顶板；4.支架；5.辊子输送机；6.打碎电机；7.打碎筒；8.风选通道；9.风机；10.植株落料筒；11.静电吸附板；12.薄膜落料桶；13.离心分离筒；14.导料叶扇。

具体实施方式

[0026] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

[0027] 参见图1，本发明植株分离轻质薄膜破碎装置包括由上至下依次设置的离心分离机构、辊子输送机构、破碎与风选机构以及静电吸附机构；离心分离机构包括倒漏斗状的进料口1以及与进料口1相连的离心分离筒13，进料口1的底部中心通过离心电机2安装用于甩落土壤颗粒的旋转抓；离心分离筒13底面开有出料口，辊子输送机构包括设置在离心分离筒13正下方的辊子输送机5；破碎与风选机构包括设置在辊子输送机5尾端下方的打碎筒7，打碎筒7的入口处通过十字支架安装有打碎电机6，打碎电机6通过圆锥滚子轴承连接有打碎刀，打碎筒7底部开口并连接风选通道8；风选通道8一端连接风机9，另一端连接薄膜落料桶12；风选通道8的通道体上开有落料口，静电吸附机构包括与落料口相连的吸附箱以及连接在吸附箱下方的植株落料筒10，吸附箱包括静电吸附板11以及导料叶扇14。

[0028] 参照图2，离心分离机构利用离心力，将大块较重的土壤颗粒从料桶中甩出，以达到分离土壤的作用，并能将分离后的混合料送入下一机构。为了达到这一目的，在这个部分的设计是：利用离心电机2带动轴旋转，在轴上用螺栓装有四个旋转抓，旋转抓在旋转时起到“抖泥”与离心的作用，甩出的土壤颗粒通过离心分离筒13上的一圈“栅栏柱”甩出，而较长的花生秧则不会从中甩出，所以能够达到分离较大较重土壤颗粒的作用。

[0029] 在整个离心分离筒13的上端有一长方形的顶板3，顶板3上开有一圈栅栏柱的孔，下面有圆环型与上面顶板3相对应的孔，用两端带有螺纹的轴所制得的“栅栏柱”穿过，两端用螺母连接。用白铁皮卷成筒状，将下部剪出斜度，底面最低位置侧面开设有颗粒甩出口，颗粒甩出口为方形，倾斜的目的是使甩出的较大泥土颗粒能够沿着倾斜方向流出，颗粒甩出口使得泥土颗粒沿此口排除，并用螺钉安装在平板的一圈孔外，作为离心外桶，使得甩出的泥土颗粒顺外桶而下。在圆环上同样用白铁皮卷成筒状，用螺钉连接在圆环上，作为内桶，内桶的主要作用是将甩出泥土颗粒后的料落下，送入辊子输送机5。甩出的泥土颗粒顺离心外桶而落，在离心外桶和内桶间利用钣金加工一斜的椭圆铁皮，中间剪出一个与内筒大小相同的孔，利用焊接的方法与离心外桶、离心内筒相连。在长方形顶板3的圈孔四角上用螺栓连接方脚支架，用于作为支脚。这就实现了第一步的离心功能，并将甩出的泥土顺利排出。

[0030] 本步骤主要设计参数如下：离心轴转速为300r/min、离心外桶的半径为510mm。

[0031] 参照图3，利用辊子输送机构的输送，一方面起到传递物料的作用，另一方面利用辊子间的间隙，使得上个步骤没有甩出的泥土颗粒进一步散落，一般花生秧的长度在30～40厘米，地膜与花生秧纠缠在一起，所以花生秧不会从辊筒间散落出，起到分离泥土颗粒的作用。

[0032] 选用倾斜式辊子输送机，倾斜式的好处是不需要外在提供动力，就能达到运输的效果。

[0033] 本步骤主要设计参数如下：辊子输送机的高度为1500mm、辊子输送机长度为1300mm、滚筒之间的距离为131mm。

[0034] 参照图4，破碎机构的主要目的是将花生秧与其中混有的地膜一同打碎，打碎成小段状，随后通过风选机构将地膜分离。利用铁板切割卷成“桶状”和“漏斗状”形成打碎筒7，打碎筒7下方连接风选通道8，利用焊接技术将它们焊在一起，在打碎筒7上方用螺栓连接十字支架，十字支架的主要目的是安放轴承座与电机。轴承座与十字支架之间用四个平均分布的螺栓连接，打碎电机6安放在轴承座上，它们之间用螺栓连接，在十字支架下方焊有刀刃，目的是为了在打碎刀转动时与之相配合，起到“剪刀”的作用，进而达到打碎的目的。

[0035] 轴承座中间装有圆锥滚子轴承，选择圆锥滚子轴承的原因主要是：一是圆锥滚子轴承能够承受双向载荷，即能承受径向力，又能承受沿轴向的力；二是圆锥滚子轴承的内外圈高度不平齐，不旋转的外圈能顶在轴承座上，与电机轴一同旋转的内圈能顶在“打碎刀”上，并紧挨轴上。“打碎刀”顶在轴承内圈上，并在旋转时与“刀刃”起剪切作用，将花生秧和残留地膜打碎。在打碎电机6的电机轴下方攻有螺纹，并拧有螺母，螺母的主要作用是在轴向进行固定，并保证“打碎刀”与“刀刃”配合进行剪切。

[0036] 风选结构通过风机9的风力将上一步打碎的花生秧和残留地膜进行分离。利用花生秧和地膜间的密度有所不同，在风机的吹动下，地膜会比花生秧被吹飞的更远。

[0037] 参见图5，静电吸附机构利用静电吸附板11对打碎的地膜进行吸附，将地膜吸附在静电吸附板11上，断电后，静电吸附板11上吸附的地膜便会自行下落进入回收地膜的料口中。而花生秧则不会被静电所吸附，能够顺利进入最后收集的植株落料筒10，进一步实现分离。

[0038] 参见图6，经过风机分离后的花生秧从如图所示的方向下落，上下两个导料叶扇14能够在继电开关的带动下向左向右摆动，，如图所示的位置是继电开关在Ⅰ位置，此时上导料叶扇在右侧位置，下导料叶扇在左侧位置，当继电开关打在Ⅱ位置时，上导料叶扇在左侧，下导料叶扇在右侧。植株落料筒10包括三个腔位，此设计的目的是当继电开关在Ⅰ位置时，混有地膜的花生秧会从左腔进入，经过左腔的静电吸附板吸附后，打碎的花生秧落入图示左侧腔位，当继电开关在Ⅱ位置时，上导料叶扇在左侧位置，下导料叶扇在右侧位置，此时混有地膜的花生秧经过右腔静电吸附板的吸附落入右侧腔位中。同时，继电开关与静电吸附板11的电路相连，当继电开关在Ⅰ位置时，此时右腔的静电吸附板断电，此时右腔所吸附的地膜会因为失电而落下，则会落入中间的腔位中中；当继电开关在Ⅱ位置时，此时左腔的静电吸附板失电，则左腔静电吸附板所吸附的地膜会因为失电而落下，也进入中间的腔位中。

[0039] 最终分离出的一部分地膜进入薄膜落料桶12中，在植株落料筒10中，中间的腔位也是地膜，两边的腔位是分离出的花生秧，最终达到了分离花生秧和地膜的目的。