一种用于绿叶菜收获机的气吹式扶禾装置及设计方法与流程

本发明属于农业机械化领域，涉及一种用于绿叶菜收获机的气吹式扶禾装置，完成绿叶菜的扶禾作业。

技术背景

绿叶菜是一类主要以鲜嫩的绿叶、叶柄和嫩茎为产品的速生蔬菜，由于生长期短，采收灵活，栽培十分广泛，因此迫切需要发展绿叶菜收获机械。

现阶段绿叶菜的收获主要靠人工作业进行，用手将菜叶收拢，用刀从根茎部将叶菜切断，然后收拢打捆，劳动强度大，工作效率低下。

经对现有技术的文献检索发现，中国发明新型专利“一种绿叶菜整株连续采收装置及采收方法”专利申请号：201510924799.8，提供了一种收获机械，但其存在的问题为：无法有效的将绿叶菜进行扶禾，在收获过程中绿叶菜呈散状的情况较多，而且叶菜损伤率较高。

技术实现要素：

本发明针对绿叶菜收获机存在的不足，提供一种用于叶菜收获机的气吹式扶禾装置，对于大范围种植的绿叶菜的扶禾收获作业具有重要意义，较好的克服了机器收获时扶禾不佳和对绿叶菜损伤的问题。

本发明一种用于叶菜收获机的气吹式扶禾装置采用如下技术方案：扶禾器、进气口、出气孔、固定杆、阀门、控制器、气泵和气流管道。所述的扶禾器用于扶禾绿叶菜；所述的进气口用于将气体充入扶禾器其中空的腔体中，从而在腔体中形成一定的压力；所述的出气孔用于形成柱状气体，使叶菜悬空；所述的固定杆用于固定扶禾装置；所述的阀门用于控制气流的流量；所述的控制器用于控制气泵产生气体的压强及流量；所述的气泵用于产生恒压的气体；所述的气流管道用于传导气体。

所述的扶禾器为PVC材料所制，为锥状密封的中空结构，表面光滑且弧线坡度平缓，其表面均布若干出气孔，其底面为水平面，其后端面为固定杆与进气孔；所述的扶禾器为整个扶禾装置的主体部分，位置整个装置的前端，且左右侧各一个。

所述的出气孔均布于扶禾器表面轴线及两侧，由扶禾器的前端至末端均有分布，位于轴线上的出气孔，其开孔方向为垂直方向，位于轴线两侧的出气孔，其开孔方向垂直于表面切线方向；所述的出气孔与扶禾器内腔相通。

所述的进气口位于扶禾器后端面中部，其直径与气流管道直径相同，与气流管道的末端相配合连接。

所述的固定杆为硬质塑料所制，位于扶禾器后端面上侧，其一端与扶禾器固定，另一端固定于收获机的前端。

所述的阀门安装于气流管道中部，转动阀门旋钮可以调节气流管道的流量。

所述的控制器安装于气泵一侧，固定于叶菜收获机上，可通过控制频率来调节气泵的压强和流量，并且控制器表面液晶显示屏显示气泵的压强和流量。

所述的气泵安装固定于叶菜收获机上，由收获机电源供电通过控制器控制产生气体；所述的气泵由气流管道与扶禾器相连。

所述的气流管道为两部分，其一，一端与气泵相连，另一端与阀门的进气端相连；其二，一端与扶禾器后端面的进气口相连，另一端与阀门的出气端相连；所述的气流管道为柔软的PVC材料。

本发明一种用于叶菜收获机的气吹式扶禾装置采用的设计方法为：根据叶菜的自重、出气孔的有效个数及出气孔的面积可得到出气孔气柱的压强，由出气孔的流速及气压与流速的关系及出气孔气柱的压强可得扶禾器腔体内的压力，配合管道中气体压力的损失，即得气泵的压强；根据出气孔的流量及扶禾器上的出气孔的个数，即得气泵的流量。

所述的叶菜浮动应满足条件为：

F≥G (1)

F＝n′*p*s (2)

其中：F为作用于叶菜下表面的力；G为叶菜的自重；n′为有效出气孔的个数，其中有效的意义为出气孔产生的气流能作用于叶菜表面；p为出气孔气柱的压强；s为出气孔的面积。

所述的出气孔的流速及流量为：

其中：vc为出气孔的流速；ζ为阻力系数；pq为腔体内的压强；p为出气孔气柱的压强。

所述的出气孔气柱压强与流速的关系为：

其中：p为出气孔气柱的压强；vc为出气孔的流速。

所述的扶禾器腔体内的气压由公式(2)(3)(5)得：

pq＝[[800(1+ζ)ρ]+1]p (6)

所述的气流管道的压力损失为：

(v²＝1600pq) (8)

其中：ps为气流在管道中损失的压力；f为气体流动摩擦系数；l为气流管道的长度；D为管路直径；ρ为气体的密度；v为管道内气体的流速；pq为腔体内的压强。

所述的气泵压强及流量可由上述公式推导得：

其中：n为出气孔的个数；Cc为收缩系数。

本发明的有益效果是：

1、叶菜在扶禾过程中有气流的辅助，大大降低了摩擦力，降低了因扶禾造成的损伤。

2、此装置简单轻便，可适用于多种叶菜收获机使用。

3、此装置气泵为电动，节能环保，且配备控制装置，操作方便，简单易上手。

附图说明

图1为本发明的结构简图；

图2为本发明的主视结构简图；

图3为本发明的左视结构简图；

图中：1、扶禾器2、出气孔3、进气口4、固定杆5、阀门6、控制器7、气泵8、气流管道。

具体实施方式、

下面结合附图对本发明专利的进行进一步描述。如图1、2、3所示，所述的扶禾装置包括扶禾器1、进气口2、出气孔3、固定杆4、阀门5、控制器6、气泵7和气流管道8。所述的扶禾器1为PVC材料所制，为锥状密封的中空结构，表面光滑且弧线坡度平缓，其表面均布若干出气孔，其底面为水平面，其后端面为固定杆与进气孔；所述的扶禾器1为整个扶禾装置的主体部分，位置整个装置的前端，且左右侧各一个。

所述的出气孔2均布于扶禾器1表面轴线及两侧，由扶禾器1的前端至末端均有分布，位于轴线上的出气孔，其开孔方向为垂直方向，位于轴线两侧的出气孔，其开孔方向垂直于表面切线方向；所述的出气孔2与扶禾器1内腔相通。

所述的进气口3位于扶禾器1后端面中部，其直径与气流管道8直径相同，与气流管道8的末端相配合连接。

所述的固定杆4为硬质塑料所制，位于扶禾器1后端面上侧，其一端与扶禾器1固定，另一端固定于收获机的前端。

所述的阀门5安装于气流管道8中部，转动阀门5旋钮可以调节气流管道8的流量。

所述的控制器6安装于气泵7一侧，固定于叶菜收获机上，可通过控制频率来调节气泵7的压强和流量，并且控制器6表面液晶显示屏显示气泵7的压强和流量。

所述的气泵7安装固定于叶菜收获机上，由收获机电源供电通过控制器6控制产生气体；所述的气泵7由气流管道8与扶禾器1相连。

所述的气流管道8为两部分，其一，一端与气泵7相连，另一端与阀门5的进气端相连；其二，一端与扶禾器1后端面的进气口3相连，另一端与阀门5的出气端相连；所述的气流管道8为柔软的PVC材料。