一种调整下滑颗粒物料运动状态的弹性栅管的制作方法

本发明涉及颗粒物料分选技术领域，尤其涉及一种调整下滑颗粒物料运动状态的弹性栅管。

背景技术：

谷物等小颗粒物料的颜色、形态等表面信息可直接或间接反映物料的品质。因此，依据颗粒物料的表面信息对其进行分选、分级是一种普遍采用的分选方法。

目前广泛使用的多通道谷物色选机是一种依据表面信息，对个体数量巨大的颗粒物料进行逐个甄别、分选的典型设备。在每个通道中，当颗粒物料下滑经过采像系统时，感应元件接收颗粒物料的表面信息，做出优劣判别，并转化为分选执行信号。由于未对通道中颗粒物料的下滑运动进行刻意干预，下滑运动基本为整体平动。

为了获取平动颗粒物料表面的全真信息，增强型色选机配置了双向采像系统，力求实现对颗粒物料表面的全覆盖。专利cn101933417中提出了利用单ccd配合面镜反射采集块状物料全表面信息的采像方法。

在其他现有技术中，对于尺寸较大、形状规整的物料，常采用旋转托辊等结构，从而增加物料相对采像系统的转动角度，并通过多次采像尽量获得物料表面的全部、真实的信息。

谷物类颗粒物料具有单体尺寸较小、甄别数量巨大的特点，在使用多通道谷物色选机时，必须多通道并行以扩大处理能力。而现有的多通道布局限制了固定式采像系统的布置数量以及对每个个体进行运动调整的空间。对于具有不规则曲面的颗粒物料，应增加物料相对成像系统的运动，以利于表面信息的全面、准确获取。

已有技术方案(专利201410602353.9)提出了一种针对谷物、油料等小颗粒物料分级作业前，物料运动状态调整的一种颗粒物料旋转下滑溜管结构：在溜管内壁配置多条变螺距螺旋导向槽，使颗粒物料进入下滑溜管时的整体平动转化为整体平动和自身转动相结合的运动状态，有助于布置在溜管出口处的成像系统，在较短的下落距离内捕捉到颗粒物料的更多表面信息。

由于颗粒物料预分级的级数有限，同一级内颗粒物料的尺寸处于一定范围。硬质下滑溜管的内径固定，对物料尺寸变化的适应性不强。尺寸偏大的下滑溜管在颗粒物料下滑过程中易出现卡料，尺寸偏小的下滑溜管则易产生径向震荡，导致能量损失。如过度提高颗粒物料的尺寸一致性，则需大幅度增加预分级的级数及与之相适应的下滑溜管级别，提高了技术应用条件和成本。

为此，应开发对预分级后颗粒物料尺寸容忍度高的下滑运动状态调整装置。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种调整下滑颗粒物料运动状态的弹性栅管，实现在下滑运动状态调整中对预分级后不同尺寸的颗粒物料运动状态的调整。

本发明解决技术问题所采用的方案是：

一种调整下滑颗粒物料运动状态的弹性栅管，包括导引管1，还包括弹性锥形栅网2。其中，

导引管1为等径结构，一端为进料口4，另一端为连接端5。

弹性锥形栅网2一端为大端，另一端为小端。

所述导引管1的内径小于弹性锥形栅网2大端的内径、大于弹性锥形栅网2小端的内径。导引管1的连接端5固定于弹性锥形栅网2的大端内侧。

所述弹性锥形栅网2包括多根栅条，栅条为锥形弹簧3。

所述锥形弹簧3的直径及螺距均自弹性锥形栅网2大端至小端的方向由大变小。锥形弹簧3的螺旋起始升角α1为90°，螺旋终了升角α2小于螺旋起始升角α1；螺旋终了升角α2还小于物料与锥形弹簧3的摩擦角。

多个结构相同的锥形弹簧3沿共有的轴线周向均布在导引管1的连接端5上。

所述锥形弹簧3的材质为弹簧钢丝。

本发明的有益效果在于：

1、本发明的调整下滑颗粒物料运动状态的弹性栅管，其弹性锥形栅网提高了设备对预分级中，同一级内颗粒物料尺寸范围大小的容忍度，减少了预分级级数，降低了分级设备配置总量；

2、本发明的调整下滑颗粒物料运动状态的弹性栅管，可实现在颗粒物料下滑过程中，对其运动状态的多点扶持和导引，并能使调整效果更可靠；

3、本发明的调整下滑颗粒物料运动状态的弹性栅管，当颗粒物料滑出弹性锥形栅网时，成像系统能够捕捉到颗粒物料的更多表面信息；

4、本发明的调整下滑颗粒物料运动状态的弹性栅管，其开放的弹性锥形栅网结构更易清理、维护；

5、本发明的调整下滑颗粒物料运动状态的弹性栅管，弹性栅管结构简单，简化了加工工艺低，并能降低制造成本。

附图说明

图1为本发明的调整下滑颗粒物料运动状态的弹性栅管结构示意图；

图2为本发明的调整下滑颗粒物料运动状态的弹性栅管导引管与弹性锥形栅连接关系示意图；

图3为本发明的调整下滑颗粒物料运动状态的锥形弹簧结构示意图；

图4为本发明的调整下滑颗粒物料运动状态的弹性栅管工作示意图。

附图标记：

1导引管2弹性锥形栅网3锥形弹簧

4进料口5连接端6颗粒物料

α1螺旋起始升角r1大端半径r2小端半径

α2螺旋终了升角o1o2轴线

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1～3所示，一种调整下滑颗粒物料运动状态的弹性栅管，包括导引管1和弹性锥形栅网2。其中，

导引管1为等径结构，一端为进料口4，另一端为连接端5。

弹性锥形栅网2一端为大端，另一端为小端。

所述导引管1的内径小于弹性锥形栅网2大端的内径、大于弹性锥形栅网2小端的内径。导引管1的连接端5固定于弹性锥形栅网2的大端内侧。

所述弹性锥形栅网2包括多根栅条，栅条为锥形弹簧3。

所述锥形弹簧3的直径及螺距均自弹性锥形栅网2的大端至小端的方向由大变小，r1为大端半径，r2为小端半径。锥形弹簧3的螺旋起始升角α1为90°，螺旋终了升角α2小于螺旋起始升角α1；螺旋终了升角α2还小于物料与锥形弹簧3的摩擦角。o1o2为锥形弹簧3的轴线，多个结构相同的锥形弹簧3沿共有的轴线o1o2周向均布在导引管1的连接端5上。优选地，所述锥形弹簧3的材质为弹簧钢丝。

本发明的工作过程为：

如图4所示，使用前，将弹性栅管倾斜布置，使其轴线与水平面夹角为60～85°；导引管1在上方，弹性锥形栅网2在下方。

颗粒物料6进入弹性栅管前需经过圆孔筛选，圆孔筛筛孔直径小于导引管1的内径。

使用时，经过圆孔筛选后的颗粒物料6由导引管1的进料口4进入弹性栅管，并沿导引管1内壁进行加速下滑和姿态稳定。当颗粒物料6运动至接近导引管1的连接端5时，其运动状态为重心最低的整体加速平动滑行状态。

所述颗粒物料6进入导引管1时为单粒依次进入。

颗粒物料6滑出导引管1后进入弹性锥形栅网2内。由于导引管1的内径小于弹性锥形栅网2大端的内径，连接端5固定于弹性锥形栅网2的大端内侧，因此能够有效避免颗粒物料6自导引管1进入弹性锥形栅网2过程中可能出现的的卡阻料问题。

进入弹性锥形栅网2后，颗粒物料6受到多个锥形弹簧3的柔性扶持、运动导向的作用；同时由于锥形弹簧3的螺旋升角自螺旋起始升角α1至螺旋终了升角α2呈由90°逐渐减小的趋势，颗粒物料6的运动状态逐渐由整体平动滑行状态过渡为整体平动和自身旋转的复合运动滑行状态。弹性锥形栅网2的整体锥形结构能在颗粒物料6在滑行过程对其中起到多点扶持和切向导引的作用，能够有效将颗粒物料6的势能转化为回转动能。

最后，颗粒物料6以整体平动和自身旋转的复合运动滑行状态。由弹性锥形栅网2的小端滑出。

弹性锥形栅网2的小端布置有成像系统，捕捉颗粒物料6滑出弹性锥形栅网2时的表面信息。

所述锥形弹簧3螺旋终了升角小于颗粒物料6与锥形弹簧3的摩擦角，摩擦角根据颗粒物料6的物料种类与锥形弹簧3的弹簧材质确定。

优选地，同时位于弹性锥形栅网2内的颗粒物料6的个数为0或1。

本弹性栅管实现了将颗粒物料6的势能尽量多地转化为旋转动能的运动调整要求。通过调节颗粒物料6进入导引管1前的初始速度、导引管1的长度、锥形弹簧3的螺距和直径，能够调整颗粒物料6滑出弹性锥形栅网2的平动速度和角速度，实现获得颗粒物料6较高的角速度和较低的平动速度的目的，从而使成像系统在颗粒物料6较短的下落距离后捕捉到其更多表面信息。

本发明所述的弹性栅管，适用于经过尺寸预分级后的颗粒物料的表面质量分选作业，尤其适合谷物、油料等颗粒物料依据表面信息进行的甄别、分选。