CN111887016B - 纵横向叶杆分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纵横向叶杆分离装置，涉及甘蔗收割机制造技术领域，它包括设置在甘蔗输送通道上的剥叶单元、横向排叶单元、反拍排叶单元和限位单元，横向排叶单元和反拍排叶单元分别设置在甘蔗输送通道的上下方；剥叶单元剥叶辊的转轴上固定有支撑盘，支撑盘上设有多根固定轴，固定轴铰接有连接杆，连接杆与剥叶板固定连接形成剥叶元件，固定轴套装有分别与连接杆转轴相抵触的扭簧；横向排叶单元包括排叶皮带，排叶皮带的前进方向与甘蔗输送通道的输送方向相交，排叶皮带的工作面靠近甘蔗输送通道；反拍排叶单元包括转动方向与甘蔗输送方向相反的反拍辊，反拍辊上固定有多个反拍板。本发明解决了现有甘蔗剥叶设备剥叶后的甘蔗含杂率高的问题。

Description

纵横向叶杆分离装置

技术领域

本发明涉及甘蔗收割机制造技术领域，尤其是一种用于分离甘蔗叶杆的装置。

背景技术

整杆甘蔗从头至稍有很多甘蔗叶，在甘蔗收获后，送去糖厂榨糖之前，必须要剥去甘蔗上的叶子。目前，国内蔗农最常采用的还是人工剥叶，因为人工剥叶干净度高，甘蔗的含杂率较低，基本能够满足糖厂要求甘蔗含杂率低于2%的条件，但甘蔗剥叶的工作量占整个甘蔗收获工作量的65％左右，人工剥叶的劳动量非常大，剥叶效率较低，人工成本高，极大地制约了甘蔗的广泛种植。机械剥叶设备可以大幅度提高剥叶效率，但是甘蔗进入剥叶设备后，甘蔗叶在相邻甘蔗和剥叶设备内部输送通道限制的影响下，会缠绕在甘蔗杆上，剥除和分离非常困难。早期的甘蔗剥叶设备剥叶的甘蔗含杂率甚至超过20%，无法应用于实际作业中，因为糖厂会拒收含杂率高于7%的甘蔗。而随着甘蔗收获机械化发展进程地不断推进，各种甘蔗剥叶设备的甘蔗叶剥除率也得到大幅提升。现有甘蔗剥叶设备叶杆分离的关键机构为两个结构相同并呈上下设置的剥叶辊，剥叶辊主要由转轴和安装在转轴上的剥叶元件组成，其工作原理是依靠转轴转动产生的离心力带动剥叶元件，对在剥叶通道中移动的甘蔗杆上的蔗叶进行多次冲击和搓擦，从而可以高效地剥除甘蔗杆上的甘蔗叶。剥叶元件是纵横向叶杆分离装置的核心元件，其工作质量直接影响着甘蔗剥叶的效率和质量，常见的剥叶元件有滚刀、剥叶板、钢丝刷、尼龙刷、橡胶指等，这些剥叶元件可分类为刚性材料剥叶元件和弹性材料剥叶元件，刚性材料剥叶元件在击打甘蔗叶的同时也对甘蔗杆造成较大的冲击和搓擦，致使甘蔗杆损伤，甚至裂开或者折断；而弹性材料剥叶元件在击打甘蔗叶的过程中，由于元件的材料较柔软，甘蔗杆的损伤程度较低，但剥叶元件本身容易磨损，需要整体替换，材料浪费严重。无论使用哪种剥叶元件，甘蔗叶剥除脱离甘蔗杆后，位于甘蔗杆下方和侧面的脱叶会在剥叶元件的击打和重力作用下会掉落地面，使脱叶排出甘蔗剥叶设备；但是，受到甘蔗输送通道的限制，位于甘蔗杆上方的脱叶，或者一部分被夹在甘蔗杆和甘蔗输送通道之间的脱叶，会随着甘蔗杆一起进入集蔗容器内，甘蔗叶杆不能很好地分离，剥叶干净度低，导致含杂率高。行业内一直都不能很好地解决该问题，甘蔗剥叶设备含杂率高的瓶颈无法得到突破，是造成国内糖厂较少收购机收甘蔗局面的主要原因。此外，甘蔗杆上方的脱叶如果过多而在甘蔗剥叶输送通道内形成堆积，则极容易出现卡阻现象，需时常停机维护，降低了剥叶效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种纵横向叶杆分离装置，这种装置可以解决现有甘蔗剥叶设备剥叶后的甘蔗含杂率高的问题。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：这种纵横向叶杆分离装置包括设置在甘蔗输送通道上的至少一个剥叶单元，所述剥叶单元具有两个剥叶辊，所述剥叶辊包括转轴和连接所述转轴的剥叶元件，在所述甘蔗输送通道上于所述剥叶单元的输出后方还设置有横向排叶单元、反拍排叶单元和限位单元，所述横向排叶单元设置于所述甘蔗输送通道的上方，所述反拍排叶单元设置在所述甘蔗输送通道的下方，所述横向排叶单元和所述反拍排叶单元位于所述剥叶单元和所述限位单元之间；所述横向排叶单元包括跨接在所述甘蔗输送通道上方的支撑架，所述支撑架的两头分别连接有通过排叶皮带箍紧连接的主动轮和从动轮，所述主动轮由电机驱动旋转，所述排叶皮带的前进方向与所述甘蔗输送通道的输送方向相交，所述排叶皮带的工作面靠近所述甘蔗输送通道；所述反拍排叶单元包括转动方向与甘蔗输送方向相反的反拍辊，所述反拍辊上固定有多个反拍板，所述多个反拍板绕所述反拍辊轴线呈环形阵列布设；所述限位单元包括分别设置于所述甘蔗输送通道上、下方的上限位筒、下限位筒；所述转轴上固定有支撑盘，所述支撑盘与所述转轴同轴设置，在所述支撑盘上呈环形阵列布设有多根固定轴，所述剥叶元件连接于所述固定轴上；所述剥叶元件包括连接杆和剥叶板，所述连接杆的一端与所述固定轴相铰接，另一端与所述剥叶板通过连接件固定连接；各所述剥叶元件和所述固定轴之间均连接有扭簧，所述扭簧套装在所述固定轴，所述扭簧的一扭臂与所述相应的所述连接杆相卡接，另一扭臂与所述转轴相抵触。

上述纵横向叶杆分离装置的技术方案中，更具体的技术方案还可以是：两个所述剥叶辊上的所述剥叶元件的旋转区域在径向上有交叠区域。

进一步的，所述支撑盘固定连接有限位保护套，所述限位保护套与所述转轴同轴设置，所述限位保护套上开设有与各所述剥叶元件一一对应的限位槽所述连接杆穿过相应的所述限位槽。

进一步的，所述连接杆的外端固定有安装所述剥叶板的剥叶板安装座。

进一步的，所述剥叶板由橡胶制成。

进一步的，所述反拍排叶单元位于所述横向排叶单元正下方，所述上限位筒靠近所述横向排叶单元，所述下限位筒与所述上限位筒错开设置。

进一步的，所述排叶皮带的外表面布设有凸起。

进一步的，所述排叶皮带的前进方向垂直于所述甘蔗输送通道。

进一步的，所述反拍板的外边缘设有锯齿。

进一步的，所述反拍板倾斜固定于所述反拍辊上，所述反拍板的拍打面与所述反拍辊表面之间的夹角为钝角，所述反拍辊上固定有多个与各所述反拍板固定连接的加强板。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

1、在甘蔗输送通道上设置剥叶单元、横向排叶单元和反拍排叶单元，先通过剥叶单元的两个带可回弹剥叶元件的剥叶辊进行全方位剥叶，再由位于后方的横向排叶单元的排叶皮带将位于甘蔗上方甘蔗叶从侧面刮出脱叶，同时，反拍排叶单元的反拍板反向拍打悬垂的脱叶，将脱叶拍打落下，实现彻底的叶杆分离，剥叶干净度高，与脱叶分离后的甘蔗杆在限位单元的导向下输送至集蔗容器内，得到含杂率低于2%的甘蔗；且甘蔗杆不易损伤，分离装置不易卡阻，有效提高了剥叶效率。

2、上下剥叶辊的剥叶元件的旋转区域有交叠，可增加剥叶范围，增强剥叶效果。

3、设置限位保护套，连接杆穿过限位保护套周面上对应的限位槽，可限制剥叶元件的摆动角度，确保剥叶元件能持续正常工作；限位保护套还可以阻隔甘蔗叶，避免甘蔗叶缠绞转轴。

4、在连接杆外端固定剥叶板安装座，方便安装、拆换剥叶板。

5、反拍排叶单元设置于横向排叶单元正下方，能反拍打掉脱叶的时，使位于甘蔗杆上方的脱叶松动，排叶皮带更易于将上方脱叶从侧旁排出；限位单元的布置可以确保甘蔗杆在输送通道顺畅行进。

6、排叶皮带的外表面布设有凸起，有利于排出脱叶。

7、排叶皮带的前进方向垂直于甘蔗输送通道，可将脱叶快速排出剥叶设备，并减小本装置在剥叶设备上的占位。

8、反拍板外边缘设锯齿，利于拍打的同时将脱叶用力刮下，提高排叶效果。

9、反拍板的连接结构和加强板的设置，能提高反拍排叶单元的强度，延长其使用寿命。

附图说明

图1是本纵横向叶杆分离装置的主视图。

图2是图1的立体结构示意图。

图3是本纵横向叶杆分离装置实施例的安装结构示意图。

图4是本纵横向叶杆分离装置安装结构的俯视示意图。

图5是剥叶单元的结构示意图。

图6是剥叶辊的结构示意图。

图7是剥叶元件的排布结构示意图。

图8是限位保护套的安装结构示意图。

图9是横向排叶单元的结构示意图。

图10是横向排叶单元的主视图。

图11是图10的俯视图。

图12是横向排叶单元的安装结构示意图。

图13其它实施例中剥叶元件的结构示意图。

图14是图13中A-A方向的剖视图。

附图标号说明：10、甘蔗输送通道；20、剥叶单元；21、剥叶电机；22、上轴承座；23、剥叶辊；23-1、转轴；23-2、支撑盘；23-3、固定轴；23-4、剥叶元件；23-41、剥叶板；23-411、钢网；23-42、剥叶板安装座；23-43、连接杆；23-5、扭簧；23-6、限位保护套；23-61、限位槽；24、下轴承座；25、剥叶齿轮；30、横向排叶单元；31、支撑架；32、连接板；33、套筒；34、主动轮；34-1、主动轮轴；34-2、驱动轮；35、排叶皮带；35-1、工作面；36、排叶电机；36-1、排叶电机安装架；36-2、链轮；36-3、排叶电机输出轴；37、从动轮；37-1、从动轮轴；38、调节螺栓；39、双排链条；40、反拍排叶单元；41、反拍辊；42、反拍板；43、加强板；50、限位单元；51、上限位筒；52、下限位筒；60、输送单元；70、支架梁；70-1、排叶缺口。

具体实施方式

下面结合附图实施例对本发明作进一步详述：

图1所示的纵横向叶杆分离装置包括设置在甘蔗输送通道10上的剥叶单元20、横向排叶单元30、反拍排叶单元40和限位单元50，横向排叶单元30设置于甘蔗输送通道10的上方，反拍排叶单元40设置在甘蔗输送通道10的下方，横向排叶单元30和反拍排叶单元40位于剥叶单元20和限位单元50之间。如图3和图4所示，本纵横向叶杆分离装置安装在甘蔗剥叶设备的两根对称设置的支架梁70上，在支架梁70上于本纵横向叶杆分离装置的前后分别安装有两组带动甘蔗在甘蔗输送通道10内移动的输送单元60，各输送单元60具有两个转向相反的输送辊，各输送单元60、剥叶单元20、横向排叶单元30均由独立的动力源，反拍排叶单元40位于横向排叶单元30正下方，反拍排叶单元40的动力由后一组的输送单元60通过链传动方式提供；反拍排叶单元40包括转动方向与甘蔗输送方向相反的反拍辊41，反拍辊41上倾斜固定有多个反拍板42，多个反拍板42绕反拍辊41轴线呈环形阵列布设，各反拍板42与反拍辊41的连接线平行于反拍辊41的轴线，反拍板42和输送通道之间具有一段距离，避免拍打时刮伤甘蔗杆；反拍板42的拍打面与反拍辊41表面之间的夹角为钝角，反拍辊41上固定有多个与各反拍板42固定连接的加强板43，反拍板42的外边缘还设有锯齿，参见图2。限位单元50包括分别设置于甘蔗输送通道10上、下方的上限位筒51、下限位筒52，上限位筒51靠近横向排叶单元30，下限位筒52与上限位筒51错开设置，以使甘蔗能更顺畅地进入上限位筒51和下限位筒52之间。

图5所示的纵横向叶杆分离装置包括安装在支架梁70上的剥叶辊组，剥叶辊组具有两个结构相同、转向相反的剥叶辊23，两个剥叶辊23呈上下方式设置，并通过轴承分别与上轴承座22、下轴承座24相连接，上轴承座22固定安装于支架梁70上端面，下轴承座24固定安装于支架梁70下端面，在其中一个上轴承座22上安装有剥叶电机21，剥叶电机21输出轴与剥叶辊23的转轴23-1相平行，两个剥叶辊23的转轴23-1上分别安装有相互啮合的剥叶齿轮25，剥叶电机21通过链传动方式驱动剥叶齿轮25转动，带动剥叶辊23转动。如图6所示，剥叶辊23包括转轴23-1、支撑盘23-2、固定轴23-3、剥叶元件23-4、扭簧23-5和限位保护套23-6，转轴23-1上固定有多个相间隔的支撑盘23-2，支撑盘23-2与转轴23-1同轴设置，在支撑盘23-2上呈环形阵列布设有多根固定轴23-3，各固定轴23-3的两端分别延伸至位于最外面的两个支撑盘23-2上，每根固定轴23-3上均铰接有若干等距间隔设置的剥叶元件23-4，参见图7。剥叶元件23-4包括剥叶板23-41和连接杆23-43，连接杆23-43的一端与固定轴23-3相铰接，另一端与剥叶板23-41通过连接件固定连接；本实施例的连接杆23-43外端固定有剥叶板安装座23-42，剥叶板23-41插装在剥叶板安装座23-42内并通过螺钉固定；剥叶板23-41的击打面为板体的细长面，连接杆23-43和剥叶板23-41的击打面之间的夹角为钝角，且剥叶板23-41的击打面朝剥叶辊23旋转方向设置。各剥叶元件23-4和与之连接的固定轴23-3之间均连接有扭簧23-5，扭簧23-5套装在固定轴23-3上，扭簧23-5的一扭臂与相应的连接杆23-43相卡接，另一扭臂与转轴23-1相抵触。如图8所示，支撑盘23-2固定连接有与转轴23-1同轴设置的限位保护套23-6，限位保护套23-6的周面上上开设有与各剥叶元件23-4一一对应的限位槽23-61，剥叶元件23-4的连接杆23-43穿过相应的限位槽23-61，各限位槽23-61的弧长相同，位于同一圆周上的各限位槽23-61等距间隔设置。两个剥叶辊23上的剥叶元件23-4的旋转区域在径向上有交叠区域，剥叶元件23-4的剥叶板23-41由橡胶制成，有利于提高剥叶能力。如图13和图14所示，在其它实施例中，为提高剥叶板23-41的耐磨性能和强度，在剥叶板23-41内部镶嵌有钢网23-411，钢网23-411呈波浪结构并沿剥叶板23-41的长度方向设置。

图9至图12所示的甘蔗叶杆分离装置用于将已剥离的甘蔗叶从侧面排出剥叶设备外，它主要包括支撑架31、主动轮34、排叶皮带35、从动轮37和排叶电机36，其中，支撑架31跨接在支架梁70上，在支撑架31之上固定有排叶电机安装架36-1，排叶电机36安装于排叶电机安装架36-1上。在支撑架31的四根立柱的外侧分别连接有连接板32，各连接板32上均设置有套筒33，位于支撑架31同一端的两个套筒33穿装连接有主动轮轴34-1，另一端的两个套筒33穿装连接有从动轮轴37-1，从动轮轴37-1与主动轮轴34-1相平行，主动轮轴34-1、从动轮轴37-1分别通过轴承装配有主动轮34、从动轮37，主动轮34固定连接有由排叶电机36驱动转动的驱动轮34-2，驱动轮34-2通过花键套装在主动轮轴34-1上，驱动轮34-2与排叶电机输出轴36-3传动连接；本实施例的排叶电机输出轴36-3上安装有链轮36-2，该链轮36-2和驱动轮34-2均为双排链轮，链轮36-2与驱动轮34-2通过双排链条39相连接。排叶皮带35是本甘蔗叶杆分离装置排叶的关键部件，主动轮34和从动轮37通过排叶皮带35箍紧连接，排叶皮带35设置于剥叶设备的甘蔗输送通道10上方，排叶皮带35的下循环外端面为工作面35-1，排叶皮带35的前进方向与剥叶设备内的甘蔗输送通道10的输送方向垂直相交，且工作面35-1靠近甘蔗输送通道10；为了使排叶皮带35靠近甘蔗输送通道10，且能更好地从支架梁70侧面排叶，支架梁70对应排叶皮带35的部位开设有排叶缺口70-1。排叶皮带35的外表面布设凸起，可更好地将脱叶刮出剥叶设备；本实施例的排叶皮带35为三根并排的百节带，相邻百节带间隔设置，主动轮34和从动轮37的圆周上设有对应于各百节带的限位槽23-61，限位槽23-61的两侧壁可以限制百节带宽度方向的窜动。为了提高传动的稳定性，安装主动轮轴34-1的连接板32通过调节螺栓38与支撑架31固定连接，调节螺栓38的轴线沿排叶皮带35的长度方向设置，调节螺栓38通过位于连接板32相背两面的螺母与连接板32锁紧固定；调节调节螺栓38的轴向位置，主动轮轴34-1随之移动，当主动轮轴34-1轴线位于排叶电机输出轴36-3轴线正下方后，旋转螺母固定调节螺栓38。

如图3所示，作业时，启动各电机驱动各动作单元工作，甘蔗经前一组输送单元60运送至剥叶单元20的两个剥叶辊23之间，两个反向转动的剥叶辊23上的剥叶元件23-4随转轴23-1转动，剥叶辊23的转动方向朝向甘蔗输送方向，当甘蔗通过甘蔗输送通道10时，旋转的剥叶元件23-4上的剥叶板23-41会对甘蔗叶进行击打，使甘蔗叶剥离甘蔗杆，当剥叶板23-41与甘蔗相抵触时，剥叶元件23-4在扭簧23-5的作用下，自动调节适应不同大小和弯曲度的甘蔗，剥叶板23-41在甘蔗杆表面随形滑动，更好地剥离了甘蔗叶。当剥叶元件23-4转动至脱离蔗杆表面后，剥叶元件23-4在扭簧23-5的弹力作用下复位。当被剥离甘蔗叶的甘蔗被输送至横向排叶单元30和反拍排叶单元40之间时，循环旋转的排叶皮带35不断刮动并带走甘蔗杆和排叶皮带35工作面35-1之间的已剥离的甘蔗叶，使脱叶从剥叶设备侧面排出；同时，下方的反拍辊41相对甘蔗输送方向反向转动，各反拍板42连续拍打悬垂的脱叶，悬垂的脱叶在拍打力和锯齿的作用下，被拍、刮落地或位于下方的脱叶收集容器内。甘蔗经过剥叶单元20全方位剥叶，以及横向排叶单元30的横向排叶和反拍排叶单元40的纵向排叶后，甘蔗杆和甘蔗叶彻底分离，甘蔗杆经由限位单元50的导向进入后一组输送单元60，并通过该输送单元60将甘蔗杆输送至甘蔗收集容器中。

本纵横向叶杆分离装置由剥叶单元20剥叶后，再通过反拍排叶单元40和横向排叶单元30的纵横向排叶，使甘蔗叶和甘蔗杆彻底分离，剥叶干净，有效降低了含杂率，并确保了剥叶设备能长时间持续顺畅地运转，还延长了使用寿命。

Claims (10)

1.一种纵横向叶杆分离装置，包括设置在甘蔗输送通道上的至少一个剥叶单元，所述剥叶单元具有两个剥叶辊，所述剥叶辊包括转轴和连接所述转轴的剥叶元件，其特征在于：在所述甘蔗输送通道上于所述剥叶单元的输出后方还设置有横向排叶单元、反拍排叶单元和限位单元，所述横向排叶单元设置于所述甘蔗输送通道的上方，所述反拍排叶单元设置在所述甘蔗输送通道的下方；所述横向排叶单元包括跨接在所述甘蔗输送通道上方的支撑架，所述支撑架的两头分别连接有通过排叶皮带箍紧连接的主动轮和从动轮，所述主动轮由电机驱动旋转，所述排叶皮带的前进方向与所述甘蔗输送通道的输送方向相交，所述排叶皮带的工作面靠近所述甘蔗输送通道；所述反拍排叶单元包括转动方向与甘蔗输送方向相反的反拍辊，所述反拍辊上固定有多个反拍板，所述多个反拍板绕所述反拍辊轴线呈环形阵列布设；所述限位单元包括分别设置于所述甘蔗输送通道上、下方的上限位筒、下限位筒；所述转轴上固定有支撑盘，所述支撑盘与所述转轴同轴设置，在所述支撑盘上呈环形阵列布设有多根固定轴，所述剥叶元件连接于所述固定轴上；所述剥叶元件包括连接杆和剥叶板，所述连接杆的一端与所述固定轴相铰接，另一端与所述剥叶板通过连接件固定连接；各所述剥叶元件和所述固定轴之间均连接有扭簧，所述扭簧套装在所述固定轴，所述扭簧的一扭臂与相应的所述连接杆相卡接，另一扭臂与所述转轴相抵触。

2.根据权利要求1所述的纵横向叶杆分离装置，其特征在于：两个所述剥叶辊上的所述剥叶元件的旋转区域在径向上有交叠区域。

3.根据权利要求2所述的纵横向叶杆分离装置，其特征在于：所述支撑盘固定连接有限位保护套，所述限位保护套与所述转轴同轴设置，所述限位保护套上开设有与各所述剥叶元件一一对应的限位槽所述连接杆穿过相应的所述限位槽。

4.根据权利要求3所述的纵横向叶杆分离装置，其特征在于：所述连接杆的外端固定有安装所述剥叶板的剥叶板安装座。

5.根据权利要求4所述的纵横向叶杆分离装置，其特征在于：所述剥叶板由橡胶制成，所述剥叶板内镶嵌有钢网。

6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的纵横向叶杆分离装置，其特征在于：所述反拍排叶单元位于所述横向排叶单元正下方，所述上限位筒靠近所述横向排叶单元，所述下限位筒与所述上限位筒错开设置。

7.根据权利要求6所述的纵横向叶杆分离装置，其特征在于：所述排叶皮带的外表面布设有凸起。

8.根据权利要求7所述的纵横向叶杆分离装置，其特征在于：所述排叶皮带的前进方向垂直于所述甘蔗输送通道。

9.根据权利要求8所述的纵横向叶杆分离装置，其特征在于：所述反拍板的外边缘设有锯齿。

10.根据权利要求9所述的纵横向叶杆分离装置，其特征在于：所述反拍板倾斜固定于所述反拍辊上，所述反拍板的拍打面与所述反拍辊表面之间的夹角为钝角，所述反拍辊上固定有多个与各所述反拍板固定连接的加强板。

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