一种气力式柔性谷物脱粒装置与脱粒方法

本发明涉及农业机械装备，具体是指一种气力式柔性谷物脱粒装置与脱粒方法。

背景技术：

1、目前谷物脱粒以人工收获脱粒和机器收获脱粒两种方式为主。人工收获脱粒，费时费力，生产效益低，需大力提高机械化收获水平。市面上常用的传统机器收获脱粒装置主要有切流式和轴流式两种脱粒形式。传统机械收获脱粒当谷物喂入量过大时容易造成籽粒破碎、滚筒堵转的问题，严重影响收获效率和收获质量。

2、针对现有谷物机械收获脱粒存在的不足，急需一种柔性谷物脱粒装置，实现对不同喂入量谷物的柔性脱粒，使脱粒作业过程中谷物籽粒破碎更少，损失率低，并提高收获脱粒时的作业效率。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术的不足，提供一种气力式柔性谷物脱粒装置与脱粒方法，该装置结构简单，作业过程损失率低，作业效率高，从而实现谷物低损高效脱粒。

2、本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种气力式柔性谷物脱粒装置，包括柔性脱粒机构，所述柔性脱粒机构包括外罩以及轴接在外罩内的滚筒，所述外罩上开有筛孔，外罩两侧分别设有进料口和出料口，所述滚筒包括自内向外依次设置的刚性气室内腔壁、刚性气室壁和弹性气室外腔壁，弹性气室外腔壁的外圈固接有多个柔性齿，弹性气室外腔壁和外罩之间构成脱粒间隙，刚性气室壁和弹性气室外腔壁构成密闭的气室外腔，刚性气室内腔壁和刚性气室壁构成密闭的气室内腔，刚性气室壁上装有向气室外腔方向开启的恢复阀以及向气室内腔方向开启的收缩阀。

3、本方案中的恢复阀与收缩阀在初始状态下具有一定的开启压力，通过气室外腔和气室内腔之间的气体的动态平衡，改变脱粒间隙，从而自动调节滚筒气室外腔壁对谷穗的作用力。

4、作为优化，所述柔性脱粒机构还包括驱动滚筒旋转的驱动电机。本方案中通过驱动电机带动滚筒实现旋转。

5、作为优化，还包括机架，以及安装在机架前端的割刀和喂入机构。本方案中的割刀用于收割谷物，喂入机构将收割后的谷物输送至柔性脱粒机构。

6、作为优化，还包括设置在喂入机构和进料口之间的输送带。本方案中将喂入机构输出的谷物输送至柔性脱粒机构的进料口中。

7、作为优化，所述滚筒两端固接有转轴，所述转轴轴接在机架上。本方案中通过转轴实现滚筒的转动连接。

8、作为优化，还包括设置在外罩下方的收集箱。本方案中的收集箱用来收集滚筒筛的筛出物。

9、作为优化，所述外罩包括位于滚筒上方的上滚筒罩以及位于滚筒下方的滚筒筛，所述筛孔设置在滚筒筛上。本方案中的上滚筒罩和滚筒筛构成外罩，二者的间隙构成进料口和出料口。

10、作为优化，所述上滚筒罩和滚筒筛均为弧形且均与弹性气室外腔壁同轴。本方案中同轴设置，便于形成弧形的均匀的脱粒间隙。

11、一种使用所述气力式柔性谷物脱粒装置进行的脱粒方法：

12、初始状态下，气室外腔和气室内腔的压力分别为和，调节设定收缩阀和恢复阀的开启压力分别为和；

13、当谷物喂入量增大时，滚筒的弹性气室外腔壁与谷物之间作用力也随之增大，当气室外腔压力变为，且（-）≥时，收缩阀开启，气室外腔气体通过收缩阀进入气室内腔，弹性气室外腔壁变形，弹性气室外腔壁与滚筒筛之间的脱粒间隙增大以适应大喂入量谷物；

14、随着气体进入气室内腔，气室外腔压力减小，气室内腔压力增大，当谷物喂入量减小时，当气室外腔压力为，气室内腔压力为，且（-）≥时，恢复阀开启，气室内腔气体通过恢复阀进入气室外腔，弹性气室外腔壁变形恢复，弹性气室外腔壁与滚筒筛之间的脱粒间隙减小以适应小喂入量谷物；

15、随着不同喂入量谷物的进入，不断重复着上述过程，最终使气力式柔性谷物脱粒装置可以适应不同喂入量的谷物，实现柔性脱粒。

16、本发明的有益效果为：

17、1、整体结构简单，兼容性好，适应性强，可以实现对多种谷物的柔性脱粒；

18、2、采用气力式柔性脱粒方式，脱粒时，可以通过借助气室内外腔压力的动态平衡，改变脱粒间隙，从而自动调节滚筒气室外腔壁对谷穗的作用力，谷物籽粒损失率低，脱净率高，实现最佳柔性脱粒效果。

技术特征：

1.一种气力式柔性谷物脱粒装置，其特征在于：包括柔性脱粒机构（4），所述柔性脱粒机构（4）包括外罩以及轴接在外罩内的滚筒（20），所述外罩上开有筛孔，外罩两侧分别设有进料口和出料口（7），所述滚筒（20）包括自内向外依次设置的刚性气室内腔壁（17）、刚性气室壁（19）和弹性气室外腔壁（14），弹性气室外腔壁（14）的外圈固接有多个柔性齿（21），弹性气室外腔壁（14）和外罩之间构成脱粒间隙，刚性气室壁（19）和弹性气室外腔壁（14）构成密闭的气室外腔（15），刚性气室内腔壁（17）和刚性气室壁（19）构成密闭的气室内腔（16），刚性气室壁（19）上装有向气室外腔（15）方向开启的恢复阀（13）以及向气室内腔（16）方向开启的收缩阀（18）。

2.根据权利要求1所述的一种气力式柔性谷物脱粒装置，其特征在于：所述柔性脱粒机构（4）还包括驱动滚筒（20）旋转的驱动电机（9）。

3.根据权利要求1所述的一种气力式柔性谷物脱粒装置，其特征在于：还包括机架（11），以及安装在机架（3）前端的割刀（1）和喂入机构（2）。

4.根据权利要求3所述的一种气力式柔性谷物脱粒装置，其特征在于：还包括设置在喂入机构（2）和进料口之间的输送带（3）。

5.根据权利要求3所述的一种气力式柔性谷物脱粒装置，其特征在于：所述滚筒（20）两端固接有转轴（6），所述转轴（6）轴接在机架（11）上。

6.根据权利要求1所述的一种气力式柔性谷物脱粒装置，其特征在于：还包括设置在外罩下方的收集箱（10）。

7.根据权利要求1所述的一种气力式柔性谷物脱粒装置，其特征在于：所述外罩包括位于滚筒（20）上方的上滚筒罩（5）以及位于滚筒（20）下方的滚筒筛（12），所述筛孔设置在滚筒筛（12）上。

8.根据权利要求6所述的一种气力式柔性谷物脱粒装置，其特征在于：所述上滚筒罩（5）和滚筒筛（12）均为弧形且均与弹性气室外腔壁（14）同轴。

9.一种使用权利要求1所述气力式柔性谷物脱粒装置进行的脱粒方法，其特征在于：

技术总结
本发明涉及一种气力式柔性谷物脱粒装置与脱粒方法，包括柔性脱粒机构，所述柔性脱粒机构包括外罩以及轴接在外罩内的滚筒，所述外罩上开有筛孔，外罩两侧分别设有进料口和出料口，所述滚筒包括自内向外依次设置的刚性气室内腔壁、刚性气室壁和弹性气室外腔壁，弹性气室外腔壁的外圈固接有多个柔性齿，弹性气室外腔壁和外罩之间构成脱粒间隙，刚性气室壁和弹性气室外腔壁构成密闭的气室外腔，刚性气室内腔壁和刚性气室壁构成密闭的气室内腔，刚性气室壁上装有向气室外腔方向开启的恢复阀以及向气室内腔方向开启的收缩阀，本发明采用气力式柔性脱粒方式，整体结构简单，兼容性好，适应性强，可以实现对不同喂入量谷物的高效低损脱粒。

技术研发人员：邹亮亮,张大健,程浩,牛子孺,郭晶,李扬,薛雨娇,申海锋
受保护的技术使用者：山东农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27