CN108754622B - 一种高粗茎秆作物加工处理机械 - Google Patents

一种高粗茎秆作物加工处理机械 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高粗茎秆作物加工处理机械，包括机架及依次安装于机架上的输送装置、碾压装置、分离装置和去屑装置，碾压装置、分离装置和去屑装置的各功能辊分别上下啮合。所述机架上去屑装置的后下方有抛甩滚筒装置；碾压装置包括多组上、下碾压辊横截面呈三角形布置的碾压辊，碾压辊两端的辊轴通过弹性轴承座组件安装，茎秆在输送装置上以长度方向垂直于碾压辊的轴向喂入。碾压装置的上述布置方式既可以达到碾压作用获得理想的破碎茎秆效果，又缩小了设备布置需要的场地空间。通过分离、去屑和抛甩多次处理将经过碾压辊碾压破碎的麻骨、麻屑等杂质清除干净，获得理想的达到纺织标准的纤维。

Description

一种高粗茎秆作物加工处理机械
技术领域
本发明属于作物茎秆处理领域，具体为一种高粗茎秆作物加工处理机械。
背景技术
高粗茎秆作物主要是香蕉假茎秆、麻类作物中的红麻、黄麻、工业***等。其茎秆加工处理的主要目的是获得纤维，或对木质部进行加工处理。
目前的处理机械中存在的问题主要是处理机械过多，比如工业***茎秆的处理是采用旧的亚麻打麻线上的设备，先进行茎秆切断，再横向喂入进行碎茎，最后用打麻机打麻。碎茎机一般采用多级(10对以上)压辊碾压来达到碎茎效果，打麻机一般采用多级打手刮打，才能达到理想的纤维效果。该加工流程一般有20米长，需要6-8个工人辅助操作较多，费工费时，生产率较低；而且茎秆切断后，茎秆表面的纤维也被切断，使茎秆在打麻阶段由于夹持不牢固而造成损失率增加。
本申请人也曾研发了一种“***鲜茎剥麻机(ZL2012110116953.0)”，该设备尤其适用于***鲜茎秆的剥制，但对较粗茎秆处理的适应性较差，在加工处理较粗茎秆时，易出现压辊轴承座损坏严重的现象和茎秆稍部剥制不干净的情况。
本申请人还研发了一种“一次喂入式大型剥麻机，ZL201520146726.6”但该设备在对茎秆进行处理时会造成纤维断裂，降低了纤维的市场价值。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种对较粗茎秆处理适用性强且能保证纤维剥制效果的加工处理机械。
本发明公开的这种高粗茎秆作物加工处理机械，包括机架及依次安装于机架上的输送装置、碾压装置、分离装置和去屑装置，碾压装置、分离装置和去屑装置的各功能辊分别上下啮合，其特征在于：所述机架上去屑装置的后下方有抛甩滚筒装置；碾压装置包括多组上、下碾压辊横截面呈三角形布置的碾压辊，碾压辊两端的辊轴通过弹性轴承座组件安装，茎秆在输送装置上以长度方向垂直于碾压辊的轴向喂入。
所述输送装置包括两条输送链和若干U型板，两条输送链左、右布置，各U型板以槽口朝上连接于两输送链之间的上侧，两输送链回转段的四个角部均安装有重量传感器。
所述输送链的回转端上方设置有拨辊装置，拨辊装置至少包括两个前后设置的拨辊，拨辊沿U型板的长度方向布置，拨辊的旋转方向与输送链的回转方向相反。
所述拨辊的外壁均布有若干与拨辊长度相同的拨齿，拨齿的断面形状为梯形；拨辊的拨齿***U型板的槽口中啮合喂料，茎秆在拨齿与U型板之间形成四点弯曲形式，使茎秆在进入碾压装置前，其木质部被初步破坏。
所述碾压装置包括四组碾压辊，每组碾压辊包括上一下二方式布置的三个碾压辊，上碾压辊的直径大于下碾压辊的直径，一个上碾压辊啮合两个下碾压辊，第一组碾压辊的下碾压辊与上碾压辊之间的间隙最大。
所述碾压辊的外壁呈螺旋形布置有若干碾压齿，碾压齿的断面形状为矩形，上碾压辊和下碾压辊外壁碾压齿布置的螺旋方向相反。
所述弹性轴承座组件下轴承座、上轴承座及将上下轴承座弹性连接的螺杆组件，每组碾压辊的两个下碾压辊同时安装于下轴承座上，上辊安装于上轴承座上，上轴承座和下轴承座的长度相同，它们的长度方向两端对称设置有半圆孔，相邻上轴承座之间和相邻下轴承座之间的两个半圆孔分别合成一个圆孔；螺杆组件包括螺杆及连接于其上的弹簧、压块及锁紧螺母、调节螺母和垫片，螺杆的下端连接垫片及锁紧螺母，螺杆的下部置于圆孔中，弹簧的下端顶于上轴承座的上端，弹簧的上端顶于压块上，压块的上方有垫片及调节螺母。
所述分离装置位于最后一组碾压装置的后下侧，包括一对分离滚筒，分离滚筒的外壁均布有若干高分子聚乙烯板材的打板，打板的长度与分离辊的长度相同，上分离滚筒和下分滚筒辊啮合时，上分离滚筒上的打板位于下分离滚筒上相应两打板之间的中心面上。
所述去屑装置位于所述分离装置的后下侧，包括一对去屑辊，去屑辊的外壁均布若干排金属针齿，金属针齿为一端大一端小的渐变体，大端与去屑辊连接固定，金属针齿的断面形状为圆形或者正方形。
所述抛甩滚筒装置位于所述去屑装置的后下侧，包括一个抛甩滚筒，抛甩滚筒的外壁均布有若干长度与抛甩滚筒长度相同的直齿，直齿的断面形状为矩形。
本发明碾压装置的碾压辊以三角形方式布置，这样既可以达到碾压作用，获得理想的破碎茎秆效果，又缩小了设备布置需要的场地空间。本发明采用碾压、分离、去屑和抛甩的组合处理方式，通过分离、去屑和抛甩多次处理将经过碾压辊碾压破碎的麻骨和麻屑清除干净，获得理想的达到纺织标准的纤维。
本发明将茎秆采用纵向喂入的方式，将碾压辊两端的辊轴通过弹性轴承座组件安装，不会出现茎秆稍部剥制不干净的情况，还能提高本设备对高粗茎秆的适用性，避免损坏轴承座。
经过实验验证，本发明通过各种功能辊的布置组合方式处理高粗茎秆获得的纤维可达到纺织用的标准，原麻含胶率≤27.0％，含杂率≤2％，纤维长度≥600mm。同时剥麻工效≥240kg/d。
附图说明
图1为本发明一个优选实施例的布置示意图(输送链未画全，未画托板)。
图2为图1的俯视示意图(未画拨辊装置和重量传感器)。
图3为图1中的A-A示意图。
图4为图1中拨辊与U型板啮合状态的放大示意图。
图5为图1中相邻弹性轴承座组件的装配放大示意图。
图6为图5中弹性轴承座组件的上轴承座的俯视放大示意图。
图7为图5中弹性轴承座组件的下轴承座的俯视放大示意图。
图8为图1中分离辊啮合的放大结构示意图。
图9为图1中去屑辊的轴侧结构示意图。
图10为图1中抛甩滚筒的放大结构示意图。
具体实施方式
从图1可以看出，本实施例公开的这种高粗茎秆作物加工处理机械，包括机架及安装于机架上的输送装置1、拨辊装置2、碾压装置3、分离装置4、去屑装置5、抛甩装置6。碾压装置3、分离装置4、去屑装置5和抛甩滚筒装置6依次布置于输送装置1的后方，将喂入的茎秆依次进行碾压破碎、麻骨分离、麻屑去除及将洁净的纤维抛甩送出。
结合图1和图4可以看出，输送装置1包括输送链11和若干U型板12，各U型板12以槽口朝上连接于两侧输送链的上侧。即U型板的长度为输送宽度，茎秆以垂直于U型板的方向输送。
输送链的回转长度可根据不同种类茎秆的长度通过张紧装置7进行调整。为了能根据茎秆粗细大小的重量不同来控制***匹配的输送速度，碾压速度和分离速度，在输送链回转段的四个角部分别安装重量传感器(图中未画出重量传感器)。
结合图1和图4可以看出，拨辊装置2布置于输送链11回转端的上方。本实施例的拨辊装置2包括前后布置的两个拨辊21，拨辊的轴向沿U型板的长度方向，前一个拨辊与U型板之间的间隙大于后一个拨辊与U型板之间的间隙。
拨辊的外壁均布有若干与拨辊长度相同的拨齿211。从图4可以看出，拨齿211的断面形状为梯形。拨辊正下方的输送链下方有托板8，如图3所示，托板可固定于张紧装置7上，托板上方输送链连接的U型板与拨辊的拨齿啮合。拨辊21与U型板12啮合时，拨齿***U型板的槽口中，使茎秆在拨齿与U型板之间形成四点弯曲形式来初步破坏茎秆的木质部。也就是说通过在输送链回转端的上方设置拨辊装置，通过其拨辊于U型板的配合，可使茎秆在进入碾压装置前木质部已经被初步破坏，而且可以增加喂入的作用力，因而加强了喂入可靠性，提高了喂入效率。
拨辊的直径优选100mm-300mm，根据输送链上U型板的布置情况，其外壁优选均布拨齿数为8个-36个。
输送链11和拨辊21将茎秆喂入碾压装置3的第一组碾压辊。
本实施例的碾压装置3有四组碾压辊，每组碾压辊31包括三个碾压辊，三个碾压辊以上一下二的三角形方式布置，上碾压辊的直径大于下碾压辊的直径，上碾压辊位于两下碾压辊之间的中心面上，一个上碾压辊啮合两个下碾压辊，各组碾压辊的上碾压辊处于同一高度面，第一组碾压辊的下碾压辊与上碾压辊之间的间隙较大，后面三组碾压辊的下碾压辊与上碾压辊之间的间隙相同，以保证茎秆的顺利喂入。
一个上碾压辊同时与两个下辊啮合对茎秆进行碾压，既可以达到碾压次数，获得理想的碾压效果，又缩小了布置的场地位置。经过实验验证，本实施例的这种三角形碾压辊布置，高粗茎秆经过8次上下碾压辊的碾压就能获得碾压效果较好的纤维，但纤维上有部分麻骨和麻屑，所以本实施例选用四组碾压辊。
结合图2和图3可以看出，各碾压辊的外壁呈螺旋形布置有若干碾压齿，上碾压辊和下碾压辊外壁碾压齿布置的螺旋方向相反。
上碾压辊的直径优选120mm-2110mm，其外壁优选均布8-30个碾压齿，下碾压辊的直径优选100mm-200mm，其外壁优选均布6-30个碾压齿。
结合图1、和图5至图7可以看出，碾压装置3还包括弹性轴承座组件。弹性轴承座组件包括下轴承座32、上轴承座33和螺杆组件34。
每组碾压辊的两个下碾压辊的辊轴同时安装于下轴承座32上，上碾压辊的辊轴安装于上轴承座33上，上、下轴承座的长度相同，它们的长度方向两端对称开设半圆形孔，相邻的上轴承座之间、下轴承座之间的两个半圆孔合成一个圆孔。螺杆组件34包括螺杆341及连接于其上的弹簧342、压块343及垫片、锁紧螺母、调节螺母。螺杆341的下端穿过机架的纵梁ZL，通过垫片及锁紧螺母锁紧，螺杆的下部穿过圆孔，弹簧的下端顶于上轴承座的上端，弹簧的上端顶于压块上，压块的上方有垫片及调节螺母。也就是说相邻的两组弹性轴承座组件共用一个螺杆组件。
通过弹性轴承座组件的弹簧能调节上碾压辊和下碾压辊之间的间隙，从而提高碾压装置对茎秆粗细的适应性，从而达到要求的理想碾压效果。
本实施例各碾压齿的断面形状为矩形，在上、下碾压辊啮合时，使茎秆在碾压辊之间形成四点弯曲状态，茎秆受到等弯矩的作用而发生组织破坏断裂，茎秆的反作用力被分解，进而避免对上、下轴承座的破坏，又可达到理想的碾压效果。
结合图1和图8可以看出，分离装置4包括一对上下啮合的分离辊，分离辊外壁均布若干高分子聚乙烯板材的打板41，打板的长度与分离辊的长度相同。
从图8可以看出，上分离辊和下分离辊啮合时，上分离辊上的打板位于下分离辊上相应两排打板之间的中心面上，形成有利于茎秆皮骨分离的弯折角度。这样茎秆在啮合处形成三点弯曲状态，使碾碎后的茎秆在最大弯矩处断裂。
高分子聚乙烯材料做成的打板，通过螺栓组件固定在分离辊外壁的打板安装板42上，方便更换。
高分子聚乙烯板材是综合性能最好的工程塑料，其耐磨、耐冲击、耐腐蚀、自润滑、吸收冲击能是现有塑料中最好的，在国际上被称为“令人惊异的材料”。随着上下分离辊的啮合运动，高分子聚乙烯板材与茎秆之间发生摩擦的同时对其进行刮打，从而去除纤维上的绝大部分麻骨等杂质。
分离辊的直径优选200mm-400mm，其外壁优选均布12-36条打板，打板的宽度尺寸优选30mm-70mm，上下分离辊的啮合深度优选5mm-50mm。
结合图1和图9可以看出，去屑装置5包括一对上下啮合的去屑辊，去屑辊的直径优选200mm-400mm。金属针齿为一端大一端小的渐变体，大端与去屑辊连接固定，金属针齿的断面形状优选为圆形。针对麻类作物纤维的特性，金属针齿的长度优选15mm，大径端尺寸优选2mm-5mm，小径端尺寸优选1mm-2mm。
通过大量的金属针齿对纤维的梳刷，将纤维上附着的麻屑等杂质进一步去除，获得满足纺织要求的纤维。
结合图1和图10可以看出，抛甩滚筒装置6包括一个抛甩滚筒，抛甩滚筒的直径优选350mm-550mm，其外壁优选均布12-40条长度与抛甩滚筒长度相同的板条，板条的断面形状优选为矩形。通过抛甩滚筒将去除了麻骨、麻屑等杂质的洁净纤维有效抛送，还可防止纤维回缠现象的发生。
本机械还包括传动***，输送链通过传动***实现回转，输送链的回转通过其上的U型板将茎秆纵向输送，拨辊及其它茎秆加工处理功能辊及抛甩滚筒均需通过传动***实现旋转，它们的旋转在实现其相应碎茎、麻骨分离、去屑相应功能的同时实现茎秆的传送。传动***的具体配置可根据实际情形确定。为了提高安全性，一般在传动***外设置防护罩。
经过实验验证，本实施例通过上述几种功能辊的布置组合方式处理高粗茎秆获得的纤维可达到纺织用纤维标准，原麻含胶率≤27.0％，含杂率≤2％，纤维长度≥600mm。同时剥麻工效≥240kg/d。
文中“横向喂入”指茎秆的输送方向与功能辊的轴向平行，“纵向喂入”指茎秆的输送方向与功能辊的轴向垂直。

Claims (5)

1.一种高粗茎秆作物加工处理机械，包括机架及依次安装于机架上的输送装置、碾压装置、分离装置和去屑装置，碾压装置、分离装置和去屑装置的各功能辊分别上下啮合，其特征在于：所述机架上去屑装置的后下方有抛甩滚筒装置；碾压装置包括多组上、下碾压辊横截面呈三角形布置的碾压辊，碾压辊两端的辊轴通过弹性轴承座组件安装，茎秆在输送装置上以长度方向垂直于碾压辊的轴向喂入；
所述输送装置包括两条输送链和若干U型板，两条输送链左、右布置，各U型板以槽口朝上连接于两输送链之间的上侧，两输送链回转段的四个角部均安装有重量传感器；
所述输送链的回转端上方设置有拨辊装置，拨辊装置至少包括两个前后设置的拨辊，拨辊沿U型板的长度方向布置，拨辊的旋转方向与输送链的回转方向相反；
所述拨辊的外壁均布有若干与拨辊长度相同的拨齿，拨齿的断面形状为梯形；拨辊的拨齿***U型板的槽口中啮合喂料，茎秆在拨齿与U型板之间形成四点弯曲形式，使茎秆在进入碾压装置前，其木质部被初步破坏；
所述碾压装置包括四组碾压辊，每组碾压辊包括上一下二方式布置的三个碾压辊，上碾压辊的直径大于下碾压辊的直径，一个上碾压辊啮合两个下碾压辊，第一组碾压辊的下碾压辊与上碾压辊之间的间隙最大；
所述碾压辊的外壁呈螺旋形布置有若干碾压齿，碾压齿的断面形状为矩形，上碾压辊和下碾压辊外壁碾压齿布置的螺旋方向相反。
2.如权利要求1所述的高粗茎秆作物加工处理机械，其特征在于：所述弹性轴承座组件包括下轴承座、上轴承座及将上下轴承座弹性连接的螺杆组件，每组碾压辊的两个下碾压辊同时安装于下轴承座上，上辊安装于上轴承座上，上轴承座和下轴承座的长度相同，它们的长度方向两端对称设置有半圆孔，相邻上轴承座之间和相邻下轴承座之间的两个半圆孔分别合成一个圆孔；螺杆组件包括螺杆及连接于其上的弹簧、压块及锁紧螺母、调节螺母和垫片，螺杆的下端连接垫片及锁紧螺母，螺杆的下部置于圆孔中，弹簧的下端顶于上轴承座的上端，弹簧的上端顶于压块上，压块的上方有垫片及调节螺母。
3.如权利要求1所述的高粗茎秆作物加工处理机械，其特征在于：所述分离装置位于最后一组碾压装置的后下侧，包括一对分离滚筒，分离滚筒的外壁均布有若干高分子聚乙烯板材的打板，打板的长度与分离辊的长度相同，上分离滚筒和下分滚筒辊啮合时，上分离滚筒上的打板位于下分离滚筒上相应两打板之间的中心面上。
4.如权利要求1所述的高粗茎秆作物加工处理机械，其特征在于：所述去屑装置位于所述分离装置的后下侧，包括一对去屑辊，去屑辊的外壁均布若干排金属针齿，金属针齿为一端大一端小的渐变体，大端与去屑辊连接固定，金属针齿的断面形状为圆形或者正方形。
5.如权利要求1所述的高粗茎秆作物加工处理机械，其特征在于：所述抛甩滚筒装置位于所述去屑装置的后下侧，包括一个抛甩滚筒，抛甩滚筒的外壁均布有若干长度与抛甩滚筒长度相同的直齿，直齿的断面形状为矩形。
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