一种具有自净功能的立式轴流大白菜种子脱粒机的制作方法

本发明涉及脱粒设备领域，具体的说是一种具有自净功能的立式轴流大白菜种子脱粒机。

背景技术

大白菜（学名：brassicarapapekinensis，异名brassicacampestrispekinensis或brassicapekinensis）是一种原产于中国的蔬菜，现各地广泛栽培，为东北及华北冬、春季主要蔬菜。白菜除作为蔬菜供人们食用之外，还有药用价值。祖国医学认为，白菜性味甘平，有清热除烦、解渴利尿、通利肠胃的功效，经常吃白菜可防止维生素c缺乏症。

由于大白菜市场需求量大，国内大白菜育种基地内均有大面积栽培。大面积的种植带来了白菜种子的机械化收获难题。目前我国大白菜种子收获主要采用人工分段收获的方式，即先将大白菜植株割断，放置到田间地面的油布上晾晒3-5天后，通过人工拍打、揉搓的方法进行脱粒。劳动强度大，收获效率低。国内尚未出现专门用于白菜种子脱粒装置的报道。部分用户采用稻麦类脱粒机进行白菜种子脱粒，存在着脱不净、含杂率高的问题，在对多个品种的白菜种子进行脱粒时，存在着难清种、易混种的技术难题。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种具有自净功能的立式轴流大白菜种子脱粒机，以解决大白菜种子脱粒过程中劳动强度大，效率低，脱不净，难请种，含杂率高等问题。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案为：一种具有自净功能的立式轴流大白菜种子脱粒机，包括机架和固定设置在机架上的圆筒形的机壳，机壳的中心轴线沿竖直方向分布，在机架上位于机壳的内腔中设有脱粒装置，在机架上位于机壳的外部设有用于将脱粒装置脱出的籽粒导出并进行清选的清选装置；脱粒装置包括由内向外依次同轴可转动设置在机壳中的滚筒和脱粒凹板筛，在滚筒的外缘设有第一螺旋输送桨叶和多个脱粒元件，在滚筒转动过程中可由第一螺旋输送桨叶将待脱粒物由位于机壳下端的待脱粒物进口朝向位于机壳上端的排草口方向输送，并在输送过程中可由脱粒元件与脱粒凹板筛的内缘配合进行脱粒，在脱粒凹板筛上设有供脱出的籽粒和轻杂由滚筒和脱粒凹板筛之间进入脱粒凹板筛和机壳之间的筛孔，在脱粒凹板筛的外缘还设有第二螺旋输送桨叶，在脱粒凹板筛转动过程中可由第二螺旋输送桨叶将位于脱粒凹板筛和机壳之间的籽粒和轻杂输送至清选装置中；清选装置包括输送管道和吸风口连接在输送管道上的负压风机，输送管道的一端与第二螺旋输送桨叶输送方向的末端相接，输送管道的另一端为籽粒排出口。

优选的，机架包括多根立柱和由上至下依次固定在多根立柱上的顶部固定板、中部固定板以及底部固定板，机壳设置在机架上位于中部固定板和底部固定板之间；机壳的顶端与中部固定板固定连接，排草口设置在中部固定板和顶部固定板之间，机壳的底端与底部固定板之间间隔分布并设有待脱粒物进口。

优选的，滚筒包括两端分别转动设置在顶部固定板与底部固定板上的主轴、呈环状均匀间隔分布在主轴外周的多根齿杆以及固定在主轴上靠近主轴两端的位置并用于固定多根齿杆的辐盘。

优选的，脱粒元件为杆齿，脱粒元件的一端用于与脱粒凹板筛的内缘配合脱粒，脱粒元件的另一端带有螺纹并用于与开设在齿杆上的螺纹孔配合安装。

优选的，第一螺旋输送桨叶以焊接方式固定在多根齿杆相背于主轴的外缘。

优选的，在位于主轴上方辐盘朝向主轴上端的一侧设有用于将脱粒装置内的物料朝向排草口方向导流的第一螺旋导流头，在位于主轴下方辐盘朝向主轴下端的一侧设有用于将待脱粒物进口的待脱粒物导入脱粒装置中的第二螺旋导流头。

优选的，在主轴上沿主轴轴向固定设有风扇叶，在两个辐盘之间并位于多根齿杆和主轴之间的位置连接有聚风圆筒，在聚风圆筒上间隔开设有多个锥形的通风孔，且通风孔的大端朝向主轴方向，通风孔的小端朝向脱粒凹板筛方向。

优选的，脱粒凹板筛包括转动设置在开设于中部固定板上的通孔中的第一环形栅格固定板、对应分布在第一环形栅格固定板下方的第二环形栅格固定板、连接在第一环形栅格固定板和第二环形栅格固定板内缘之间的多个条状栅格板以及连接在第一环形栅格固定板和第二环形栅格固定板中部之间的圆筒筛；第一环形栅格固定板和第二环形栅格固定板的内缘分别开设有用于固定条状栅格板的矩形卡口，条状栅格板朝向主轴的一侧用于与脱粒元件配合脱粒，在多个条状栅格板上均开设有多个穿孔，所有穿孔中穿设固定有呈螺旋状分布的钢丝并由钢丝和条状栅格板共同形成栅格筛，所述筛孔开设在圆筒筛上。

优选的，第二螺旋输送桨叶包括分布于圆筒筛外缘且旋向相反的两段采用柔性材料制作的桨叶，两段桨叶的外缘均与机壳内壁紧配合，在机壳上位于两段桨叶的结合部开设有与输送管道连接的导料口，输送管道上籽粒排出口朝向下方倾斜设置。

优选的，在第一环形栅格固定板与中部固定板上的通孔之间设有轴承式转动环，在第二环形栅格固定板的外缘设有用于与传动链条连接的齿链轮，在主轴的上端设有用于与传动皮带连接的皮带轮。

有益效果

本发明中，当大白菜植株由待脱粒物进口喂入时，经第二螺旋导流头作用，物料在立式轴流脱粒滚筒与脱粒凹板筛的作用下进行脱粒并由下至上螺旋输送。此时，由于脱粒滚筒外部的第一螺旋输送桨叶的导向作用，该装置轴向输送能力较强；由于脱粒凹板筛对于滚筒的包角为360°，该装置脱粒分离的能力也明显优于传统的横置和纵置轴流式滚筒。

在优选的实施方式中，脱粒时，主轴上的风扇叶产生的风经聚风圆筒上的通风孔进入到脱粒空间内，在圆筒筛上密布有小孔，在风力及离心力作用下，使得除籽粒和少量杂余之外的茎秆等无法通过，有效的降低了含杂率。通风孔采用外窄内宽的锥形设计，可起到明显的汇集作用，利于籽粒和轻杂通过筛孔。并且在籽粒在圆筒筛与机壳内的空间内流动时能够使籽粒和杂余分离，起到一定的清选作用；同时，在圆筒筛上相互对称的第二螺旋输送桨叶将机壳内的籽粒集中输送到中部，经机壳中部进入清选装置，经清选装置的横流负压风机再次除杂，进一步降低含杂率。第二螺旋输送桨叶采用柔性材料制作，大大降低了对籽粒的损伤率，又因为螺旋桨叶与机壳间的间隙很小，可以实现籽粒的全部排出，从而解决了现有脱粒装置难清种、易混种的难题。

附图说明

图1为本发明的纵向剖面结构示意图；

图2为本发明的立体结构示意图；

图3为本发明的滚筒部分的结构示意图；

图4为本发明的脱料筛板部分的结构示意图；

图5为本发明的风扇叶部分的结构示意图；

图中标记：1、籽粒排出口，2、负压风机，3、输送管道，4、聚风圆筒，5、通风孔，6、皮带轮，7、第一螺旋导流头，8、辐盘，9、排草口，10、顶部固定板，11、立柱，12、中部固定板，13、机壳，14、第二螺旋输送桨叶，15、圆筒筛，16、条状栅格板，17、第一螺旋输送桨叶，18、脱粒元件，19、齿杆，20、主轴，21、风扇叶，22、待脱粒物进口，23、底部固定板，24、第二螺旋导流头，25、齿链轮，26、轴承式转动环，27、第一环形栅格固定板，28、钢丝，29、筛孔，30、第二环形栅格固定板。

具体实施方式

如图1至图4所示，本发明的一种具有自净功能的立式轴流大白菜种子脱粒机，包括机架和设置在机架上的圆筒形的机壳13。机架包括沿竖直方向分布的四根立柱11和沿水平方向分布并通过焊接方式固定在四根立柱11上的顶部固定板10、中部固定板12和底部固定板23。顶部固定板10固定在四根立柱11的顶端，底部固定板23固定在四根立柱11上靠近底端的位置，中部固定板12固定在四根立柱11上中部偏上的的位置，且在中部固定板12上设有通孔。机壳13的两端敞口，其中心轴线沿竖直方向分布于中部固定板12和底部固定板23之间。机壳13底端与底部固定板23之间间隔分布，并在底部固定板23上设有与机壳13底部敞口端连通的待脱粒物进口22，待脱粒物由待脱粒物进口22进入机壳13后，由设置在机壳13内腔中的脱粒装置进行向上输送并脱粒。机壳13的顶部敞口端固定连接在中部固定板12的底面上并与通孔重合，待脱粒物在机壳13中由脱粒装置完成脱粒后的大杂通过中部固定板12上的通孔导出机壳13，然后由设置在中部固定板12和顶部固定板10之间的排草口9排出。在机架上位于机壳13的外部设有用于将脱粒装置脱出的籽粒导出并进行清选的清选装置以及用于支撑清选装置的支架。经过脱粒装置后籽粒和与籽粒体积相仿的轻杂进入清选装置进行进一步清选，得到纯净籽粒。

脱粒装置包括由内向外依次同轴设置在机壳13中的滚筒和脱粒凹板筛。

如图3所示，本实施例中的滚筒包括竖直分布的主轴20、固定在主轴20上的滚筒、设置在滚筒上的多个脱粒元件18以及设置在滚筒上的第一螺旋输送桨叶17。主轴20的上下两端分别转动设置在分布于顶部固定板10和底部固定板23中心位置的轴座内，主轴20的上端伸出顶部固定板10后连接有皮带轮6，可通过电机及皮带驱动主轴20连通滚筒转动以进行脱粒。

滚筒包括同样沿竖直方向并呈环状均匀间隔分布于主轴20外周的六根齿杆19以及固定在主轴20两端并用于分别与六根齿杆19的两端固定以起到支撑作用的两块辐盘8，六根齿杆19的端部分别与对应辐盘8的外缘通过焊接方式固定连接。

本实施例中的脱粒元件18为杆齿，杆齿的一端用于与脱粒凹板筛配合对待脱粒物进行挤压揉搓脱粒，另一端设有螺纹并配合安装在开设于齿杆19上的螺纹孔内，可通过调整杆齿旋入螺纹孔中的深度以调整脱粒元件18工作端与脱粒凹板筛之间的间距，进而调整脱粒间隙以适应不同批次的大白菜种子脱粒工作。

第一螺旋输送桨叶17以焊接方式固定在多根齿杆19相背于主轴20的外缘，其两端分别连接待脱粒物进口22和排草口9。在脱粒过程中，电机带动主轴20、滚筒、脱粒元件18以及第一螺旋输送桨叶17同步转动，由螺旋输送桨叶将位于待脱粒物进口22的物料朝向排草口9方向输送，在输送过程中物料不断的被脱粒元件18和脱粒凹板筛摩擦挤压完成脱粒，完成脱粒后的茎秆等大杂由排草口9排出。本实施例中，在主轴20上位于顶部固定板10和对应的辐盘8之间设有第一螺旋导流头7，可辅助机壳13中的大杂导流向排草口9；在主轴20上位于底部固定板23和对应的辐盘8之间设有第二螺旋导流头24，可辅助待脱粒物进口22位置的物料进入机壳13中被第一螺旋输送桨叶17输送。

如图4所示，本实施例中的脱粒凹板筛包括用于与脱粒元件18配合脱粒的筒状栅格筛以及套设在栅格筛外周的圆筒筛15。栅格筛包括通过轴承式转动环26转动设置在开设于中部固定板12上的通孔中的第一环形栅格固定板27、对应分布在第一环形栅格固定板27正下方并与第一环形栅格固定板27竖直投影相重合的第二环形栅格固定板30以及连接在第一环形栅格固定板27和第二环形栅格固定板30内缘之间的多个条状栅格板16。条状栅格板16为矩形，其两端分别固定在开设于第一环形栅格固定板27和第二环形栅格固定板30内缘上的矩形卡口中。条状栅格板16朝向主轴20的一侧用于与脱粒元件18配合脱粒，在多个条状栅格板16上沿自身长度方向均等距间隔开设有多个穿孔，所有穿孔中穿设固定有一条呈螺旋状分布的钢丝28并由钢丝28和条状栅格板16共同形成栅格筛。在脱粒过程中，脱粒元件18的工作端在转动过程中配合条状栅格板16将待脱粒物反复挤压揉搓以完成脱粒。在第二环形栅格固定板30的外缘设有齿链轮25，可通过电机及传动链驱动脱粒凹板筛转动。

圆筒筛15的两端分别固定连接在第一环形栅格固定板27和第二环形栅格固定板30的中部。在圆筒筛15上间隔开设有多个大小仅供籽粒和与籽粒相仿的轻杂从滚筒和脱粒凹板筛之间进入脱粒凹板筛和机壳13之间，进而进入清选装置进行清选的筛孔29。在圆筒筛15的外缘设有随圆筒筛15转动以将籽粒和轻杂送入清选装置的第二螺旋输送桨叶14。第二螺旋输送桨叶14包括分布于圆筒筛15外缘且旋向相反的两段采用柔性材料制作的桨叶，两段桨叶以圆筒筛15长度方向的中心对称分布。两段桨叶的外缘均与机壳13内壁紧配合，在机壳13上位于两段桨叶的结合部开设有与输送管道3连接的导料口。

清选装置包括输送管道3和吸风口连接在输送管道3上的负压风机2，输送管道3的一端与第二螺旋输送桨叶14输送方向的末端相接即上述导料口连接，输送管道3的另一端为籽粒排出口1，且输送管道3朝向籽粒排出口1的方向倾斜。

本发明的脱粒及清选过程为：待脱粒物由待脱粒物进口22进入机壳13中，由第一螺旋输送桨叶17朝向排草口9方向输送。在输送过程中脱粒元件18的工作端与条状栅格板16配合对待脱粒物进行充分的摩擦和挤压，以使籽粒脱出。脱出籽粒后的茎秆等大杂在排草口9排出；断穗等中杂在离心力作用下穿过栅格筛后无法通过圆筒筛15上的筛孔29而落入机壳13底部重新被第一螺旋输送桨叶17带起进行新一轮的脱粒；籽粒和小杂经筛孔29进入到机壳13内壁和脱粒凹板筛之间并由第二螺旋输送桨叶14输送进入清选装置，在随输送管道3下溜过程中，轻杂被负压风机2吸出，纯净籽粒由籽粒排出口1排出并统一收集。脱粒过程中滚筒转动方向与脱粒凹板筛的转动方向是相反的，滚筒转速为800r/min左右，大于脱粒凹板筛200r/min左右的转速。目的是为了增加物料在脱粒空间内时滚筒上脱粒元件18对其的作用时间，提高脱净率、分离率。

本实施例中，为了使脱出的籽粒和轻杂迅速穿过筛孔29进入第二螺旋输送桨叶14的输送范围特在主轴20上沿主轴20轴向固定设有风扇叶21，在两个辐盘8之间并位于多根齿杆19和主轴20之间的位置连接有聚风圆筒4，在聚风圆筒4上间隔开设有多个锥形的通风孔5，且通风孔5的大端朝向主轴20方向，通风孔5的小端朝向脱粒凹板筛方向。通过锥形通风孔5汇聚由风扇叶21随主轴20转动过程中产生的风，并由汇聚后的风配合离心力作用加速籽粒和轻杂穿过筛孔29，避免籽粒在脱粒空间内受到过量挤压摩擦而产生的损伤。