CN117816544A - 自适应可控粮食杂质清理装置及清理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是粮食筛分技术领域的一种自适应可控粮食杂质清理装置及清理方法，该清理装置包括清理筛、第一提升机、暂存斗和杂质检测***，第一提升机的入料口与清理筛的出料口相对接，暂存斗顶部入口与第一提升机的出料口相对接，暂存斗底部设有两个可切换的出料口，其中一个出料口通过回料溜槽与清理筛的进料斗相连，另一个出料口通过卸料溜槽与下一环节设备相连。本发明通过设置提升机和暂存斗，以及杂质检测***来判断筛分过后的粮食杂质含量，并以此控制暂存斗切换不同的出料口，从而实现杂质含量达标的粮食进入下一环节，不达标的粮食回到清理筛再次清理的目的，能够降低工人的劳动强度，提高粮食清理工作的安全性和智能化。

Description

自适应可控粮食杂质清理装置及清理方法

技术领域

本发明涉及粮食筛分技术领域，尤其涉及一种自适应可控粮食杂质清理装置及清理方法。

背景技术

在粮食入仓之前，对粮食中的杂质进行检测清理是必要环节，只有杂质含量达到一定标准后才能入仓。目前主要通过清理筛对杂质进行筛分，现有清理筛种类繁多，比如公开号为CN105880167A、CN105921411A和CN203565369U等，都公开了功能类似的清理筛。其主要工作过程是，先用倾斜皮带机将粮食送入筛体的进料斗，筛体振动过程中实现粮食与杂质的分离，然后通过收集斗、除尘风机和灰气分离筒等对杂质进行收集，清理后的粮食通过输送机构进入下一环节。在实际应用过程中，经过一次清理往往达不到清理标准，因此通常需要多台清理筛和多台倾斜皮带机串联使用，导致整条清理输送路线长达几十米，占用场地空间较大，设备较多，布置、连线、控制都较为麻烦，容易造成粮食洒落、噪音和粉尘污染、工人劳动强度大，甚至出现安全事故等问题。

发明内容

为克服现有清理筛使用过程中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种设备更加紧凑、清理效果更好的自适应可控粮食杂质清理装置及清理方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

自适应可控粮食杂质清理装置，包括清理筛，还包括第一提升机、暂存斗和杂质检测***，所述第一提升机设置在清理筛的出料端，第一提升机底部的入料口与清理筛的出料口相对接，所述暂存斗设置在第一提升机顶部的出料端，暂存斗顶部入口与第一提升机的出料口相对接，暂存斗底部设有两个出料口，并设有通道转换器来切换两个出料口，其中一个出料口通过回料溜槽与清理筛的进料斗相连，另一个出料口通过卸料溜槽与下一环节设备相连，所述杂质检测***通过检测经过清理筛的杂质情况来控制通道转换器，使暂存斗接通回料溜槽或卸料溜槽，同时控制清理筛的进料斗的进料速度。

进一步的是，所述通道转换器包括设置在两个出料口连接部位的转轴和带动转轴转动的驱动器，所述转轴上设有翻板，翻板在随转轴转动时可遮挡其中任何一个出料口同时打开另一个出料口。

进一步的是，所述清理筛的筛体包括筛箱、位于筛箱外壁上的振动器以及位于筛箱内的筛面，所述筛面包括上层的粗筛面、中层的细筛面和下层的收集板，且粗筛面和收集板分别向筛体左右两侧倾斜，被筛粮食的粒径小于粗筛面的筛孔，大于细筛面的筛孔，所述筛箱的出料端的侧面设有分别与粗筛面和收集板较低端对接的大杂出口和细杂出口。

进一步的是，所述杂质检测***包括摄像头和称重器，所述摄像头位于筛箱顶部，通过图像识别位于粗筛面上的杂质数量，所述称重器包括两个，分别位于大杂出口和细杂出口的下方。

进一步的是，所述清理筛还包括风选沉降机构和皮带机，所述风选沉降机构包括依次连接的风选器、除尘风机和灰气分离筒，风选器位于筛体的出料口处，灰气分离筒的底部出口处设有螺旋排料机构，所述皮带机位于风选沉降机构下方，皮带机的入料端位于筛体的出料端下方，所述第一提升机的入料口与皮带机的出料端相对接。

进一步的是，所述进料斗与筛体的入料口之间设有可控制进料速度的抑尘均料斗，抑尘均料斗顶部设有风管与除尘风机相连。

进一步的是，靠近清理筛进料斗的位置还设有第二提升机，所述第二提升机的顶部出料口与进料斗顶部相对接，第二提升机的底部入料口处设有集料槽。

采用上述自适应可控粮食杂质清理装置对粮食进行清理的方法，包括以下步骤：

步骤一、利用筛体的粗筛面和细筛面对粮食进行筛分，使大杂留在粗筛面上，粮食通过粗筛面后留在细筛面上，细杂通过细筛面掉落到收集板上；

步骤二、利用摄像头对粗筛面上的大杂进行拍摄，通过图像识别大杂的数量，利用称重器对收集到的大杂和细杂进行称重；

步骤三、通过连续记录一段时间内大杂的图像，以及大杂和细杂的重量，来判断粮食初始杂质含量的情况，再结合清理筛除杂率的算法来判断是否需要进行二次清理；

步骤四、如果步骤三中粮食杂质含量低于设定标准，通道转换器将连通卸料溜槽的出料口打开，粮食进入下一环节设备；如果粮食杂质含量高于设定标准，通道转换器将连通回料溜槽的出料口打开，粮食回到进料斗进行二次清理。

进一步的是，在步骤三中，选用以下任意一种方式来判断杂质含量，方式一，记录一段时间内大杂和细杂增加的总重量与经过筛体的物料的重量的比值来判断杂质含量；方式二，直接通过记录单位时间内大杂和细杂的增加量来判断杂质含量。

进一步的是，在步骤四中，杂质检测***在检测到粮食杂质含量情况后，立即对筛体的进料速度进行调节，经过一段时间后再控制通道转换器切换出料口，该段时间为粮食从离开筛体到达暂存斗的时间。

本发明的有益效果是：通过在清理筛的出料端设置一个提升机和带有两个出料口的暂存斗，在清理筛上设置杂质检测***来判断粮食初始杂质含量，并以此控制暂存斗中的通道转换器来接通不同的出料口，从而实现杂质含量达标的粮食进入下一环节，不达标的粮食回到清理筛进行二次清理的目的，相比现有串联式的多台设备，本申请的方案结构更加紧凑，设备的布置和控制都很方便，能够减少噪音和粉尘污染，以及工人的劳动强度，提高了粮食清理工作的安全性和智能化。

附图说明

图1是本发明的结构主视图；

图2是本发明的结构侧视图；

图3是本发明的通道转换器的结构示意图；

图4是本发明的筛体的断面视图。

图中标记为，1- 第一提升机，2- 暂存斗，3- 进料斗，4- 筛体，5- 风选沉降机构，6- 皮带机，7- 抑尘均料斗，8- 第二提升机，21- 通道转换器，22- 回料溜槽，23- 卸料溜槽，24- 转轴，25- 翻板，41- 筛箱，42- 振动器，43- 粗筛面，44- 细筛面，45- 收集板，46-大杂出口，47- 细杂出口，48- 摄像头，49- 称重器，51- 风选器，52- 除尘风机，53- 灰气分离筒，54- 螺旋排料机构，71- 风管，81- 集料槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

需要说明，若本发明中有涉及方向性指示用语，如上、下、左、右、前、后的方向、方位用语，是为了利于构件间相对位置联系的描述，非为相关构件、构件间位置关系的绝对位置特指，仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、 运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。若本发明中有涉及数量的用语，如“多”、“多个”、“若干”等，具体指的是两个及两个以上。

如图1、图2所示，本发明的自适应可控粮食杂质清理装置，包括清理筛、第一提升机1、暂存斗2和杂质检测***，所述第一提升机1设置在清理筛的出料端，第一提升机1底部的入料口与清理筛的出料口相对接，所述暂存斗2设置在第一提升机1顶部的出料端，暂存斗2顶部入口与第一提升机1的出料口相对接，暂存斗2底部设有两个出料口，并设有通道转换器21来切换两个出料口，其中一个出料口通过回料溜槽22与清理筛的进料斗3相连，另一个出料口通过卸料溜槽23与下一环节设备相连，所述杂质检测***通过检测经过清理筛的杂质情况来控制通道转换器21，使暂存斗2接通回料溜槽22或卸料溜槽23，同时控制清理筛的进料斗3的进料速度。

其中，清理筛的整体结构与现有方案类似，本申请的主要改进之处在于通过在清理筛的出料端设置一个第一提升机1和带有两个出料口的暂存斗2，在清理筛上设置杂质检测***来判断粮食初始杂质含量，并以此控制暂存斗2中的通道转换器21来接通不同的出料口，从而实现杂质含量达标的粮食通过卸料溜槽23进入下一环节，不达标的粮食通过回料溜槽22回到清理筛进行二次清理的目的。相比现有串联式的多台设备，本申请的方案结构更加紧凑，因设备数量变少，所以设备的布置和控制都更加方便，同时能够减少噪音和粉尘污染，以及工人的劳动强度，提高了粮食清理工作的安全性和智能化。

具体如何利用通道转换器21来切换暂存斗的出料口，本发明的优选方案是，如图3所示，所述通道转换器21包括设置在两个出料口连接部位的转轴24和带动转轴24转动的驱动器，所述转轴24上设有翻板25，翻板25在随转轴24转动时可遮挡其中任何一个出料口同时打开另一个出料口。其中驱动器图中未示出，可以采用电机或电磁铁等方式来驱动转轴转动。当翻板25转到左边并与暂存斗2的内壁接触时，与回料溜槽22连通的出料口被关闭，另一侧与卸料溜槽23连通的出料口被打开；反之，当翻板25转到右边并与暂存斗2的内壁接触时，与卸料溜槽23连通的出料口被关闭，另一侧与回料溜槽22连通的出料口被打开。

对于筛体4的具体结构，如图4所示，所述清理筛的筛体4包括筛箱41、位于筛箱41外壁上的振动器42以及位于筛箱41内的筛面，所述筛面包括上层的粗筛面43、中层的细筛面44和下层的收集板45，且粗筛面43和收集板45分别向筛体4左右两侧倾斜，被筛粮食的粒径小于粗筛面43的筛孔，大于细筛面44的筛孔，所述筛箱41的出料端的侧面设有分别与粗筛面43和收集板45较低端对接的大杂出口46和细杂出口47。筛分过程是：粮食进入筛体4后，体积较大的大杂会留在粗筛面43上，粮食和体积较小的细杂会通过粗筛面43的筛孔掉落到细筛面44上，同时细杂会通过细筛面44的筛孔掉落到收集板45上。因为粗筛面43和收集板45分别向筛体4左右两侧倾斜，同时筛体4从进料端到出料端也是倾斜设置的，所以大杂和细杂会在振动器42的作用下向筛箱41出料端的两侧聚集并排出，与中部的粮食分开。

本申请的杂质检测***便是根据筛体4的结构和筛分方式进行设计的，主要包括摄像头48和称重器49，如图4所示，所述摄像头48位于筛箱41顶部，通过图像识别位于粗筛面43上的杂质数量，所述称重器49包括两个，分别位于大杂出口46和细杂出口47的下方。摄像头48可以在靠近筛体4出料端的部位设置一个，或者沿粮食走向设置多个。因为粮食在达到粗筛面43后会迅速掉入到细筛面44上，所以留在粗筛面43上的几乎都是杂质，因此利用图像识别技术能够很容易识别杂质轮廓所形成的像素面积，从而判断杂质数量。称重器49配有计时记录功能，可根据设定的连续时间段来记录各段时间内杂质增加的重量。

具体在采用上述自适应可控粮食杂质清理装置清理杂质的过程中，主要按以下步骤进行：

步骤一、利用筛体4的粗筛面43和细筛面44对粮食进行筛分，使大杂留在粗筛面43上，粮食通过粗筛面43后留在细筛面44上，细杂通过细筛面44掉落到收集板45上；

步骤二、利用摄像头48对粗筛面43上的大杂进行拍摄，通过图像识别大杂的数量，利用称重器49对收集到的大杂和细杂进行称重；

步骤三、通过连续记录一段时间内大杂的图像，以及大杂和细杂的重量，来判断粮食初始杂质含量；

步骤四、如果步骤三中粮食初始杂质含量低于设定标准，通道转换器21将连通卸料溜槽23的出料口打开，粮食进入下一环节设备；如果粮食杂质含量高于设定标准，通道转换器21将连通回料溜槽22的出料口打开，粮食回到进料斗3进行二次清理。

进一步的，在步骤三中，选用以下任意一种方式来判断杂质含量，方式一，记录一段时间内大杂和细杂增加的总重量与经过筛体4的物料的重量的比值，以及大杂的图像来判断粮食初始杂质含量；方式二，直接通过记录单位时间内大杂和细杂的增加量和大杂的图像来判断粮食初始杂质含量。其中，第一种方式需要记录粮食的重量，可根据粮食的种类、粮食流量和经过的时间进行估算，也可以通过设置重量传感器来记录粮食进入筛体时或者离开筛体时的冲击力以及作用时间来计算粮食的重量。第二种方式需要事先对***进行大模型训练，针对不同种类的粮食，杂质含量不同的粮食，不同的进料速度进行试验，记录粮食杂质含量合格时对应的单位时间内杂质增加的重量，以此作为阈值，在实际清理过程中，单位时间内杂质增加的重量超过该阈值，则说明粮食初始杂质含量偏高，需要再次清理，否则说明杂质含量合格。

另外，因为粮食从筛体4到暂存斗2需要一定时间，所以在步骤四中，杂质检测***在检测到粮食杂质含量情况后，立即对筛体4的进料速度进行调节，经过一段时间后再控制通道转换器21切换出料口，该段时间为粮食从离开筛体4到达暂存斗2的时间。对于进料速度的控制，当粮食杂质含量本身很低时，可加快进料速度，提高清理效率；当杂质含量较高时，可降低进料速度，单位时间内经过筛体4的粮食较少，清理效果也就更好。因此，当杂质检测***识别到杂质含量偏高时，先降低进料速度，粮食进入暂存斗后经回料溜槽22回到进料斗，因为此时进料速度降低，筛分效果变好，杂质检测***识别到杂质含量合格后，可适当提高速度，于此同时，从筛体4到暂存斗2之间的粮食还没有完全合格，所以需要预留一段时间等这部分粮食进入回料溜槽22后再切换通道转换器21。在这个过程中，经过***的多次调节后，最终会得到一个比较合适的进料速度，按照这个进料速度，只需一次清理便能满足清理要求，从而实现自适应可控粮食杂质清理。

为了使整体方案更加完善，本发明还提供了以下一些优选方案：

为了降低粉尘污染，便于将粮食送入第一提升机，所述清理筛还包括风选沉降机构5和皮带机6，所述风选沉降机构5包括依次连接的风选器51、除尘风机52和灰气分离筒53，风选器51位于筛体4的出料口处，灰气分离筒53的底部出口处设有螺旋排料机构54，所述皮带机6位于风选沉降机构5下方，皮带机6的入料端位于筛体4的出料端下方，所述第一提升机1的入料口与皮带机6的出料端相对接。

为了更好的控制进料速度，确保粮食均匀进入筛体4，在所述进料斗3与筛体4的入料口之间设有可控制进料速度的抑尘均料斗7，抑尘均料斗7顶部设有风管71与清理筛上的除尘风机52相连。在选配时，抑尘均料斗7需同时具有控制扬尘、均料和控制进料速度的功能，以便更好的实现粮食进料速度的控制。

此外，在靠近清理筛的进料斗3的位置还设有第二提升机8，所述第二提升机8的顶部出料口与进料斗3顶部相对接，第二提升机8的底部入料口处设有集料槽81。集料槽81用于承接从货车上卸下的粮食，采用第二提升机8来将粮食送入进料斗3，相比倾斜皮带机占用空间更小，也能更好的与抑尘均料斗7配合实现粮食进料速度的控制。

Claims (10)

1.自适应可控粮食杂质清理装置，包括清理筛，其特征在于：还包括第一提升机（1）、暂存斗（2）和杂质检测***，所述第一提升机（1）设置在清理筛的出料端，第一提升机（1）底部的入料口与清理筛的出料口相对接，所述暂存斗（2）设置在第一提升机（1）顶部的出料端，暂存斗（2）顶部入口与第一提升机（1）的出料口相对接，暂存斗（2）底部设有两个出料口，并设有通道转换器（21）来切换两个出料口，其中一个出料口通过回料溜槽（22）与清理筛的进料斗（3）相连，另一个出料口通过卸料溜槽（23）与下一环节设备相连，所述杂质检测***通过检测经过清理筛的杂质情况来控制通道转换器（21），使暂存斗（2）接通回料溜槽（22）或卸料溜槽（23），同时控制清理筛的进料斗（3）的进料速度。

2.如权利要求1所述的自适应可控粮食杂质清理装置，其特征在于：所述通道转换器（21）包括设置在两个出料口连接部位的转轴（24）和带动转轴（24）转动的驱动器，所述转轴（24）上设有翻板（25），翻板（25）在随转轴（24）转动时可遮挡其中任何一个出料口同时打开另一个出料口。

3.如权利要求1所述的自适应可控粮食杂质清理装置，其特征在于：所述清理筛的筛体（4）包括筛箱（41）、位于筛箱（41）外壁上的振动器（42）以及位于筛箱（41）内的筛面，所述筛面包括上层的粗筛面（43）、中层的细筛面（44）和下层的收集板（45），且粗筛面（43）和收集板（45）分别向筛体（4）左右两侧倾斜，被筛粮食的粒径小于粗筛面（43）的筛孔，大于细筛面（44）的筛孔，所述筛箱（41）的出料端的侧面设有分别与粗筛面（43）和收集板（45）较低端对接的大杂出口（46）和细杂出口（47）。

4.如权利要求3所述的自适应可控粮食杂质清理装置，其特征在于：所述杂质检测***包括摄像头（48）和称重器（49），所述摄像头（48）位于筛箱（41）顶部，通过图像识别位于粗筛面（43）上的杂质数量，所述称重器（49）包括两个，分别位于大杂出口（46）和细杂出口（47）的下方。

5.如权利要求1所述的自适应可控粮食杂质清理装置，其特征在于：所述清理筛还包括风选沉降机构（5）和皮带机（6），所述风选沉降机构（5）包括依次连接的风选器（51）、除尘风机（52）和灰气分离筒（53），风选器（51）位于筛体（4）的出料口处，灰气分离筒（53）的底部出口处设有螺旋排料机构（54），所述皮带机（6）位于风选沉降机构（5）下方，皮带机（6）的入料端位于筛体（4）的出料端下方，所述第一提升机（1）的入料口与皮带机（6）的出料端相对接。

6.如权利要求1所述的自适应可控粮食杂质清理装置，其特征在于：所述进料斗（3）与筛体（4）的入料口之间设有可控制进料速度的抑尘均料斗（7），抑尘均料斗（7）顶部设有风管（71）与清理筛上的除尘风机（52）相连。

7.如权利要求6所述的自适应可控粮食杂质清理装置，其特征在于：靠近清理筛的进料斗（3）的位置还设有第二提升机（8），所述第二提升机（8）的顶部出料口与进料斗（3）顶部相对接，第二提升机（8）的底部入料口处设有集料槽（81）。

8.自适应可控粮食杂质清理方法，其特征在于，包括如权利要求4所述的自适应可控粮食杂质清理装置，还包括以下步骤：

步骤一、利用筛体（4）的粗筛面（43）和细筛面（44）对粮食进行筛分，使大杂留在粗筛面（43）上，粮食通过粗筛面（43）后留在细筛面（44）上，细杂通过细筛面（44）掉落到收集板（45）上；

步骤二、利用摄像头（48）对粗筛面（43）上的大杂进行拍摄，通过图像识别大杂的数量，利用称重器（49）对收集到的大杂和细杂进行称重；

步骤三、通过连续记录一段时间内大杂的图像，以及大杂和细杂的重量，来判断粮食初始杂质含量的情况，再结合清理筛除杂率的算法来判断是否需要进行二次清理；

步骤四、如果步骤三中粮食杂质含量低于设定标准，通道转换器（21）将连通卸料溜槽（23）的出料口打开，粮食进入下一环节设备；如果粮食杂质含量高于设定标准，通道转换器（21）将连通回料溜槽（22）的出料口打开，粮食回到进料斗（3）进行二次清理。

9.如权利要求8所述的自适应可控粮食杂质清理方法，其特征在于：在步骤三中，选用以下任意一种方式来判断杂质含量，方式一，记录一段时间内大杂和细杂增加的总重量与经过筛体的物料的重量的比值，以及大杂的图像来判断杂质含量；方式二，直接通过记录单位时间内大杂和细杂的增加量和大杂的图像来判断杂质含量。

10.如权利要求8所述的自适应可控粮食杂质清理方法，其特征在于：在步骤四中，杂质检测***在检测到粮食初始杂质含量情况后，立即对筛体（4）的进料速度进行调节，经过一段时间后再控制通道转换器（21）切换出料口，该段时间为粮食从离开筛体（4）到达暂存斗（2）的时间。