专利名称：动力重力式谷物清粮机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及清粮机。
目前，广泛应用的15型以及比重栅格式谷物清粮机(下简称栅格式)有下列不足之处1.15型工作时，重力分离台面横向水平纵向倾斜。喂人口在台面低处横向中心。由于中间喂入，台面纵向中心线附近的谷物层，自然形成的略高于两侧。谷物喂入后向前(高处)运动，轻小粒、瘪粒及破碎粒(下称不完善籽粒)和杂质与谷粒同向运动一段距离后，逐渐浮在上表面向两侧滑移，再回流从台面低处排出。中下层籽粒向前运动，上层籽粒处于似前进非前进状态，浮在上表面的杂质及不完善籽粒向低处回流，它们之间相互间有一定影响，降低分离效果。
2．由于上述因素，才配有筛选器协助比重选完成分离任务。这就使机器结构复杂化了，需要备有多种筛片来满足不同作物、不同品种、大小不同籽粒的需要。而且还要有清筛机构，使传动系统也比较复杂。因此，机器体积大、重量大、工艺复杂、制造成本高。
3．该机型没有去石机构，比籽粒大的和比籽粒小的矿物质由筛选器清除，而与籽粒大小相仿的就无能为力了。
4．主风机选用效率最低的农用风机，能源消耗较大。
5．吸风机设计在低处，风速控制不当，重力分离台面排出的不完善籽粒，很容易越E口接收槽而随轻小杂质进入吸风机排出机外。
6．栅格式无吸风机，工作时尘土飞扬条件太差。
7．出杂口前方纵向格条至右侧壁间(最后一个区)应无堵板，杂质及不完善籽粒才能回流排出。
8．轻杂质与不完善籽粒集中一个出杂口，给下一步回收不完善籽粒造成困难。由于杂质的流动角度大于谷物的流动角度，所以轻杂质在喂入口与出杂口之间有堆积现象。栅格式也无去石机构。
本实用新型的目的即在于针对上述现有的清粮机由于结构上的不合理而造成分离效果不佳、机器体积大、制造成本高、能源消耗大以及无去石机构，且吸风机设计在低处，风速控制不当、不完善籽粒易随轻小杂质排出机外等方面的问题，而提供一种新型的动力重力式谷物清粮机。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的一种动力重力式谷物清粮机，包括机架(1)、气室(2)、重力分离台(3)、沉降室(4)以及主风机(19)、吸风机(21)和驱动电机(26)，主风机(19)与气室(2)固定在机架(1)上，重力分离台(3)由支撑板(6)支撑在气室(2)的正上方，吸风机(21)与沉降室(4)固定在支架(1)的后端上部，重力分离台(3)的后端插入沉降室(4)内；重力分离台(3)的筛面左侧壁(9)、筛面右侧壁(10)、筛片(13)用螺栓固定在长方形框架(24)上，由后挡板(14)、折角挡板(15)、直挡板(16)、格条(17)、出口挡板(18)焊合而成的长方形格框分别与筛面左侧壁(9)、筛面右侧壁(10)、筛片(13)及长方形框架(24)用螺栓固定在一起。重力分离台(3)为双向倾斜，其纵向倾角4～10°，横向倾角0.3～3°。折角挡板(15)的折角部分的角度i=10～30°。直挡板(16)的高度为10～35mm，间距300～600mm，数量0～3件。折角挡板(15)、直挡板(16)、出口挡板(18)与筛面的安装角K=60～90°。纵向格条(17)的数量为4～15件，高度为10～35mm，间距为100～220mm。筛片(13)的筛孔呈贝壳形，筛孔上的翅朝向后方，其喂入去石区即101区的筛孔方向略有一偏角j=0～20°。
本实用新型具有以下优点和效果1．由于在重力分离台的筛面上设置了挡板和格条有效地组织了筛选和分离，大大地提高了分离效果，并取消了筛选器从而大大地简化了结构和制造工艺，降低了成本；在喂入去石区的筛孔方向略有一偏角，给下层籽粒与矿物质一侧推力，使之顺利集中；有效去除矿物质。
2．15型选用的农用离心风机如图7，其安装位置偏低，该风机效率也较低。
本实用新型的动力重力式谷物清粮机选用标准轴流风机为主风机19，叶轮旋转平面与筛片13平行或基本平行，气流直冲筛片13，可增加动压头减少能源消耗。
为使筛面气流均匀，减少噪声，气室内设有扩散器20，其上半部为长方锥体，下半部分为倒圆锥长方体。
3.15型的吸风机选用标准轴流风机叶片，并配离心风机的壳体，如图7，它增加沿程压力损失。而且又配置在机器的后下方。
本机型选用标准的轴流风机为吸风机21，配置在台面的后上方，从重力分离台3台面上进入的气流直对吸风机21的叶轮，可减少压力损失。沉降室内的风速控制在不完善籽粒的悬浮速度之内(小于)，不完善籽粒可全部沉降集中，由重力门22自动排出。
动力重力式与15型相比较，在相同生产率和清选质量的前提下，可节约钢材35％以上，节约能源30％。与栅格式比较，改善工作环境，并节约能源10％。
附图的图面说明如下
图1为谷粒成层及运动方向示意图图2为台面驱动机构及谷粒受力图图3为挡板功能示意图图4为本实用新型的动力重力式谷物清粮机结构图图5为图4的俯视图图6a～6d为台面结构、谷粒流向及筛孔形状图图7为5XFZ-15.0型清粮机工艺流程简图
以下结合附图和实施例作进一步说明为了便于理解下面分一、工作原理；二、挡板、格条的功能；三、结构特征与基本参数三部分叙述一、工作原理谷物在重力选筛面上基本运动规律及动力平衡方程重力选的工作机理有关方面的书藉中有所论述，不再重复。
由于重力选筛面往复运动，在自下而上气流的作用下，A端喂入到筛面上的谷物，向B端运动的同时逐渐成层。颗粒大、比重大、表面光滑的籽粒沉人下层，次之在中间层，小籽粒及不完善籽粒在上层，轻杂质浮在上表面。
下层籽粒与筛面接触，受筛面运动和摩擦力的影响，在牵连惯性力的作用下，向B端前进的速度最大；中间层间接的受筛面运动和摩擦力的影响，前进的速度要小；上层籽粒受到的影响就微乎其微了，在重力的作用下，有的速度在零左右徘徊或者是负值了，随同浮在上表面的轻杂质，又回流到A端流出筛面。如
图1。
图2，重力分离台驱动机构及单粒谷物在筛面上受力图。
E为上死点，E2为下死点，E1点的运动轨迹是一弧线。由于r很小，H较大，L又长，一般θ＜1.5°，故假定E1点为直线运动，其运动方程X=EE1=(L+r)-L2-(rsinφ)2-rcosφ]]>而φ=2πnt60=ωt]]>所以X=(L+r)-L2-(rsinωt)2-rcosωt……(1)]]>E1点的运动加速度，简化得X..=rω2(cosωt+rLcos2ωt)……(2)]]>当E1点运动到上死点时，即ωt=0°，其运动加速度X..=rω2(1+rL)……(3)]]>当E1点运动到行程中点，即ωt=90°，其运动加速度X..=-r2Lω2……(4)]]>当E1点运动到下死点时，即ωt=180°时，其运动加速度X..=-rω2(1-rL)……(5)]]>可以看出，曲柄旋转由0～180°，加速度逐渐在减小，而由180～360°加速度逐渐增大，在上死点时加速度达到最大值，此时籽粒抛离筛面。
为了便于理解，现将15型有关参数(L=0.65m；r=0.012mω=40.6rad/s)代入式③X..=rω2(1+rL)]]>=0.0126×40.62(1+0.0120.65)]]>=20.15(m/s2)]]>加速度之大，是重力加速度的二倍。
就单粒而言，籽粒在筛面上的动力平衡方程N=mx..sin(β+α)-mgcosα……(6)]]>T-F=mx..cos(β-α)-mgsinα……(7)]]>现将15型有关参数(β=32°；α=5°)代入式⑦T-F=mx..cos(β-α)-mgsinα]]>=m×20.15×cos(32°-5°)-mgsin5°=17.1m(N)
下层籽粒沿筛面前进的动力非常可观。
上层籽粒质量小加速度也小，前进的动力就更小。所以下层籽粒就可以象橄榄球队员那样，推开小粒、不完善籽粒及杂质横冲直撞的前进。
当然，在穿过谷物层气流的作用下，籽粒在筛面上的受力和运动规律就非常复杂了，不是论证和几个公式就可以说清楚的了!3 挡板、格条的功能可以想象，前进的谷物流，如果横向加一高度适当的横向挡板，动力大的就将推开动力小的籽粒在板前结集，并争先恐后的越过挡板。而且在挡板处形成一条横向凸起，谷层表面又增加—坡角γ如图3。
动力小的小粒、不完善籽粒及轻杂质，受动力大籽粒的排挤很难进入凸起区，也就没有越过挡板的机会了。为了让它们横向流动，分离台面横向也设计成倾斜的，就可横向顺坡而下了。为了防止正常籽粒也横向顺坡而下，纵向增加若干格条。这样就将台面分割成若干个区。
谷物喂入到1区(喂入去石区)，充满后越过挡板的进入n+1区；1区横向流动的进入2区；轻杂质及部分不完善籽粒回流进入沉降室。2区充满后越过挡板的进入n+2区，n+1区横向流动的也进入n+2区，以此类推，充满筛面。1～n区和xmaxn+1区都分离出不完善籽粒及轻杂质，回流进入沉降室。xn+1区越过挡板流出筛面的籽粒大，比重也大，xn+2区的次之，xmaxn+1区流出筛面的籽粒小比重也小。
籽粒进入凸起区和越过挡板，都是在进行力的较量，即进行优胜劣汰的挑选，经过几次这样的挑选，取代筛选器达到分离的目的。去掉了筛选器，就大大的简化结构，简化制造工艺、简化传动系统等。大幅度的减轻机重、降低制造与使用成本。
三、结构特征与基本参数本实用新型的动力重力式谷物清粮机结构如图4，由机架1、驱动电机26、主风机19、气室2、重力分离台3、吸风机21与沉降室4等部分组成。
主风机19与气室2固定在机架1上，重力分离台3由四块台面支撑板6(或者四个摆动臂)支撑在主风机19与气室2的正上方。吸风机21与沉降室4固定在机架1的后端上部，使重力分离台3的后端插入沉降室4内，喂入口23位于筛面101区(喂入去石区)纵向中心的上方，如图4、图5。
重力分离台3是本机的核心部件(如图6a、6b所示)。筛面左侧壁9、筛面右侧壁10、筛片13用螺栓固定在由角钢焊合而成的长方形框架24上。再将后挡板14、折角挡板15、直挡板16、格条17、出口挡板18焊合而成的长方格框，分别与筛面左侧壁9、筛面右侧壁10、筛片13以及长方形框架24用螺栓固定。筛孔形状见图6c、图6d。
重力分离台3为双向倾斜，其纵向倾角4～10°，横向倾角0.3～3°。
横向挡板有四种高度可调的后挡板14；折角挡板15，折角部分的角度i=10～30°；出口挡板18，以上三种每种各1件。直挡板16数量0～3件。高度均为10～35mm，间距300～600mm。折角挡板15、直挡板16、出口挡板18与筛面的安装角K=60～90°。如图6b。
纵向格条17，数量4～15件，高度10～35mm，间距100～220mm。
如图6c和图6d所示筛片13的筛孔呈贝壳型，筛孔上的翅朝向后方(纵向低端)。101区(喂入去石区)筛孔方向略有一偏角j=0～20°，给下层籽粒与矿物质一侧推力，使之顺利集中，又对整体的谷粒运动影响不大。
权利要求1．一种动力重力式谷物清粮机，包括机架(1)、气室(2)、重力分离台(3)、沉降室(4)以及主风机(19)、吸风机(21)和驱动电机(26)，其特征在于主风机(19)与气室(2)固定在机架(1)上，重力分离台(3)由支撑板(6)支撑在气室(2)的正上方，吸风机(21)与沉降室(4)固定在支架(1)的后端上部，重力分离台(3)的后端插入沉降室(4)内；重力分离台(3)的筛面左侧壁(9)、筛面右侧壁(10)、筛片(13)用螺栓固定在长方形框架(24)上，由后挡板(14)、折角挡板(15)、直挡板(16)、格条(17)、出口挡板(18)焊合而成的长方形格框分别与筛面左侧壁(9)、筛面右侧壁(10)、筛片(13)及长方形框架(24)用螺栓固定在一起。
2．根据权利要求1所述的动力重力式谷物清粮机，其特征在于重力分离台(3)为双向倾斜，其纵向倾角4°～10°，横向倾角0.3～3°。
3．根据权利要求1所述的动力重力式谷物清粮机，其特征在于折角挡板(15)的折角部分的角度i=10°～30°。
4．根据权利要求1所述的动力重力式谷物清粮机，其特征在于直挡板(16)的高度为10～35mm，间距300～600mm，数量0～3件。
5．根据权利要求1所述的动力重力式谷物清粮机，其特征在于折角挡板(15)、直挡板(16)、出口挡板(18)与筛面的安装角K=60～90°。
6．根据权利要求1所述的动力重力式谷物清粮机，其特征在于纵向格条(17)的数量为4～15件，高度为10～35mm，间距为100～220mm。
7．根据权利要求1所述的动力重力式谷物清粮机，其特征在于筛片(13)的筛孔呈贝壳形，筛孔上的翅朝向后方，其喂入去石区即101区的筛孔方向略有一偏角j=0°～20°。
专利摘要一种动力重力式谷物清粮机,其重力分离台(3)由支撑板或摆动臂支撑在主风机(19)与气室(2)的正上方,其后端则插入设置在支架(1)后端上部的吸风机(21)与沉降室(4)内。重力分离台(3)的筛面具有后挡板(14)、折角挡板(15)、直挡板(16)、格条(17)和出口挡板(18),因而大大提高了筛选和分离的效果,本实用新型还简化了结构和制造工艺,降低了生产和使用成本,并具有降低能耗、提高效率的优点。
文档编号B03B4/02GK2307631SQ9722845
公开日1999年2月17日 申请日期1997年10月24日 优先权日1997年10月24日
发明者王洪斌, 王彦辉 申请人:王洪斌