一种废旧农膜-土壤-棉杆团聚体分离装置及使用方法与流程

本发明涉及农业机械领域，特别是涉及一种废旧农膜-土壤-棉杆团聚体分离装置及使用方法。

背景技术：

覆膜栽培技术作为一项简而易行、行之有效的技术，在确保我国粮食安全和实现农产品有效供给方面发挥了巨大的作用。覆盖作物种类也从最初的经济作物扩大到棉花、玉米、小麦等大田作物，尤其对于棉花栽培来说，覆膜栽培技术极大的提高了棉花产量，是棉花栽培史上一项重要的技术创新，在我国西北、华北等植棉区，几乎“无膜不棉”。覆膜栽培技术在给棉花生产带来巨大经济效益的同时，也给农田生态环境造成了严重的“白色污染”，农业生产可持续发展面临着严重威胁。目前国内已经研制出30余种废旧农膜回收机械，但关注的焦点大多是废旧农膜捡拾率，未考虑回收废旧农膜的含杂率，机械化回收后的废旧农膜中含有大量棉杆、土壤等杂质。由于没有高效的废旧农膜筛分设备，回收后的废旧农膜-土壤-棉杆团聚体只能被随意堆放、掩埋或者焚烧，对环境造成了二次污染，仍然未从根本上解决废旧农膜污染问题。与此同时，废旧农膜属于聚乙烯材料，是一种宝贵的可再生资源，可用来加工塑料颗粒，我国每年进口废旧塑料200万t以上，均用来加工塑料颗粒，大量的废旧农膜因含杂率高被就地焚烧，造成资源浪费，产生的有害气体对大气环境造成污染。

因此研制一种废旧农膜-土壤-棉杆团聚体分离装置是非常有必要的。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种废旧农膜-土壤-棉杆团聚体分离装置，采用“气流清选+滚筒筛分”协同作业的方式，经多次分离作业能有效地将废旧农膜从团聚体中分离出来，降低回收废旧农膜的含杂率，利于回收的废旧农膜循环再利用，有效减轻“白色污染”问题，实现我国农业可持续健康发展。

一种废旧农膜-土壤-棉杆团聚体分离装置的具体方案如下：

一种废旧农膜-土壤-棉杆团聚体分离装置，包括：

机架；

旋转滚筒，包括内筒和设于内筒外部的外罩，内筒环向设有多个筛孔，外罩部分镂空设置以落料，且旋转滚筒通过机架支撑；

送风机构，与内筒的一端连通以向内筒内送风，进而将废旧农膜-土壤-棉杆团聚体中的废旧农膜吹向内筒另一端的出风口。

上述的分离装置，通过送风机构和筛孔的设置，能有效的将废旧农膜从土壤和棉杆的团聚体内分离，降低回收废旧农膜的含杂率，利于农膜的循环再利用。

进一步地，所述内筒与送风机构连接的端部设置开口罩，开口罩通过所述机架支撑，机架为支架，机架支撑开口罩、外罩和集膜箱，相应限定了内筒的位置，不会跑偏，开口罩的开口侧容纳所述内筒的端部，且开口罩设置入料口，在入料口的下方设有土壤-棉杆出料口，通过土壤-棉杆出料口的设置，从入料口进入的团聚体，因团聚体内各物质的孔隙率、比表面积存在差异，大块的土壤和棉杆直接下落，可从土壤-棉杆出料口直接排出，完成了第一次分离作业。

进一步地，所述内筒内壁设有螺旋叶片，螺旋叶片分段设置，且在内筒出风口处设置集膜箱，这样通过集膜箱对废旧农膜进行收集，且在集膜箱的下表面设置废旧农膜出料口，或者，集膜箱的上表面相对于集膜箱可打开，以从上方回收废旧农膜。

进一步地，为了实现对物料的收集，所述内筒相对于外罩实现旋转，从而将筛分的物料送至所述的土壤-棉杆出料口，被风力带动至内筒中段的棉杆和土体，内筒旋转，由螺旋叶片将物料送至土壤-棉杆出料口处，且螺旋叶片分段设置，具体靠近入料口的前段螺旋叶片将滚筒前段的土壤和棉杆等杂质推送到土壤-棉杆出料口，后段的螺旋叶片主要作用是不断将待分离物料翻转搅拌并带起至旋转滚筒上方、再次把少量的棉杆等杂质输送至前段螺旋叶片。

进一步地，所述外罩的长度小于所述内筒的长度，外罩的主要作用是放置旋转滚筒工作时尘土和杂质四处飞扬；所述外罩包括相互连接的两段，上段用于覆盖所述内筒的部分，下段镂空设置。

内筒从一端到一端依次设置第一段、第二段和第三段，相邻两段之间设置突板以对外罩进行限位，第二段的长度与所述外罩的长度相同，第二段设置所述的筛孔，第一段和第三段与设于所述机架的滚轮配合，滚轮与旋转动力源连接，第二段的筛孔为方形，且开孔率(筛孔总面积与筛面面积之比)60％～80％，旋转动力源为旋转电机，旋转电机直接驱动滚轮，或者通过齿轮传送机构驱动滚轮旋转，从而带动内筒旋转，且内筒的第一段和第三段分别与设于机架两侧的滚轮对进行配合，即机架一侧设有两个滚轮。

进一步地，分离装置还包括通过机架支撑的防堵机构，防堵机构设于所述旋转滚筒的外部以通过所述的外罩从内筒轴向方向向内筒吹风，因此内筒相对于外罩旋转，防堵机构设于机架无法旋转，这样防堵机构向内筒吹风，内筒每旋转一周即清理整个筛网一遍，防止堵塞内筒筛孔。

进一步地，所述防堵机构包括通过机架设于所述外罩外侧的风管，风管与第一风机连接，风管设有若干出风口，外罩相应位置处设置通孔或长条缝，以使出风口与内筒相通，第一风机设于风管的端部，出风口朝向旋转滚筒方向设置。

进一步地，所述送风机构为第二风机，第二风机通过管路与所述内筒的一端连接。

进一步地，所述内筒第一段和第三段表面设置突起以增大滚轮与内筒之间的摩擦力。

一种废旧农膜-土壤-棉杆团聚体分离装置的使用方法，具体步骤如下：

送风机构向旋转滚筒的内筒内送风，废旧农膜-土壤-棉杆团聚体被送入内筒，在下落过程中部分土壤和棉杆下落；

另一部分的物料在风力的带动下沿着内筒的轴线方向运动，因密度不同，废旧农膜被吹向内筒的出风口处，土壤与棉杆在不断下落，并通过筛孔从内筒分离出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明通过送风机构的设置，利用密度不同，实现杂质与废旧农膜的有效分离，并通过内筒和外罩的设置，内筒设置筛孔，且内筒旋转，能带动物料反向相对于废旧农膜的移动，从而实现土壤与棉杆同废旧农膜的有效分离。

2)本发明防堵机构的设置，有效向内筒吹风，从而防止物料堵塞内筒的筛孔。

3)本发明通过螺旋叶片分段设置，可对物料进行上扬，将物料有效分离，而且可以起到传送物料的作用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明内筒示意图；

图3为本发明内筒第二段展开示意图；

图4为本发明防堵机构示意图；

图5为本发明旋转滚筒的底部示意图；

其中：1、入料口，2、送风机构，3、土壤-棉杆出料口，4、滚轮5、机架6、防堵机构，7、废旧农膜出料口，8、集膜箱，9、旋转滚筒；

9-1、前段螺旋叶片，9-2、第一段筛孔，9-3、第二段筛孔，9-4、外罩，9-5、内筒，9-6、凸起；

6-1、第一风机，6-2、风管，6-3、出风口，6-4、风管端盖。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种废旧农膜-土壤-棉杆团聚体分离装置。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，一种废旧农膜-土壤-棉杆团聚体分离装置，包括机架5；旋转滚筒9，包括内筒和设于内筒外部的外罩，内筒环向设有多个筛孔，外罩部分镂空设置以落料，且旋转滚筒9通过机架5支撑；送风机构，与内筒的一端连通以向内筒内送风，进而将废旧农膜-土壤-棉杆团聚体中的废旧农膜吹向内筒另一端的出风口。

上述的分离装置，通过送风机构和内筒筛孔的设置，采用“气流清选+滚筒筛分”协同作业的方式，经两次清选分离作业能有效地将废旧农膜从团聚体中分离出来，降低回收废旧农膜的含杂率，利于农膜的循环再利用。

内筒9-5与送风机构连接的端部设置开口罩，开口罩和外罩均通过机架进行支撑，开口罩通过所述机架5支撑，开口罩的开口侧用于容纳所述内筒的端部，且开口罩设置入料口1，在入料口1的下方设有土壤-棉杆出料口3，通过土壤-棉杆出料口3的设置，从入料口1进入的团聚体，因团聚体内各物质的孔隙率、比表面积存在差异，大块的土壤和棉杆直接下落，可从土壤-棉杆出料口3直接排出，完成了第一次分离作业。

内筒9-5内壁设有螺旋叶片，螺旋叶片分段设置，且在内筒9-5出风口处设置集膜箱8，这样通过集膜箱对废旧农膜进行收集，且在集膜箱8的下表面设置废旧农膜出料口7，或者，集膜箱8的上表面相对于集膜箱可打开，以从上方回收废旧农膜，集膜箱8通过机架支撑，且集膜箱8的尺寸大于内筒的尺寸，内筒端部伸入集膜箱8，或者，集膜箱8与内筒9-5固连。

为了实现对物料的收集，内筒9-5与旋转动力源连接，内筒9-5相对于外罩9-4实现旋转，从而将筛分的物料送至所述的土壤-棉杆出料口3，被风力带动至内筒9-5中段的棉杆和土体，内筒9-5旋转，由螺旋叶片将物料送至土壤-棉杆出料口3处，且螺旋叶片分段设置，具体靠近入料口的前段螺旋叶片9-1将内筒前段的土壤和棉杆等杂质推送到土壤-棉杆出料口3，后段的螺旋叶片主要作用是不断将待分离物料翻转搅拌并带起至内筒上方、再次把少量的棉杆等杂质输送至前段螺旋叶片9-1。

外罩9-4的长度小于内筒9-5的长度，外罩9-4包括相互连接的两段，上段用于覆盖所述内筒9-5的第二段，下段的中心镂空设置，如图5所示，下段的两侧与上段连接，且通孔或长条缝设于上段和下段之间，外罩9-4的主要作用是放置旋转滚筒工作时尘土和杂质四处飞扬；如图2所示，内筒9-5从一端到一端依次设置第一段、第二段和第三段，相邻两段之间设置突板以对外罩9-4进行限位，第二段的长度与所述外罩9-4的长度相同，第二段筛孔9-3为方形，且开孔率(筛孔总面积与筛面面积之比)60％～80％，如图3所示，第一段和第三段的筛孔可为长条状。

外罩9-4覆盖内筒的第二段，内筒9-5第一段和第三段表面均设置凸起9-6，内筒9-5与滚轮4配合，滚轮4与旋转动力源如旋转电机连接，第一段和第三段分别与滚轮4配合，以通过旋转电机带动内筒9-5相对于外罩9-4的旋转。

在废旧农膜-土壤-棉杆团聚体分离过程中由于废旧农膜表面积大、孔隙率小以及密度小等特点使得废旧农膜极易贴附在滚筒筛网内壁上，导致部分土壤和棉杆无法顺利从旋转滚筒的筛孔漏下，从而影响分离效果。故分离装置还包括通过机架支撑的防堵机构6，防堵机构6设于旋转滚筒的外部以通过所述的外罩9-4从内筒9-5轴向方向向内筒吹风，因此内筒相对于外罩旋转，防堵机构设于机架无法旋转，这样防堵机构6向内筒9-5吹风，内筒9-5每旋转一周即清理整个筛网一遍，防止堵塞内筒筛孔。

如图4所示，防堵机构6包括通过机架设于所述外罩外侧的风管6-2，风管6-2一端与第一风机6-1连接，另一端设置风管端盖6-4，沿着风管6-2的长度方向设有若干出风口6-3，外罩相应位置处设置通孔或长条缝，以使出风口6-3与内筒9-5相通，第一风机6-1设于风管6-2的端部，出风口6-3朝向旋转滚筒方向设置，此外，防堵机构可设于所述外罩的两侧，第一风机设于风管原理送风机构的端侧。

送风机构为第二风机，第二风机通过管路与所述内筒的一端连接。

机架5设有滚轮4，滚轮4与旋转动力源连接，以带动内筒9-5旋转，旋转动力源为旋转电机，旋转电机直接驱动滚轮，或者通过齿轮传送机构驱动滚轮旋转，从而带动内筒旋转，且内筒的第一段和第三段分别与设于机架两侧的滚轮对进行配合，即机架一侧设有两个滚轮。

一种废旧农膜-土壤-棉杆团聚体分离装置的使用方法，具体步骤如下：

送风机构向旋转滚筒的内筒内送风，废旧农膜-土壤-棉杆团聚体被送入内筒，在下落过程中部分土壤和棉杆下落，且从土壤-棉杆出料口3下落；

另一部分的物料在风力的带动下沿着内筒的轴线方向运动，因密度不同，废旧农膜被吹向内筒的出风口处，土壤与棉杆在不断下落，通过螺旋叶片的设置将土壤和棉杆送至土壤-棉杆出料口3下落，因外罩设置镂空部分，且颗粒较小的土壤和棉杆直接从内筒的第二段的筛孔下落。

分离作业时，旋转滚筒9在旋转动力源的带动下转动，将已经进行粉碎处理的废旧农膜-土壤-棉杆团聚体经入料口送入内筒内部，因废旧农膜与土壤、棉杆等杂质孔隙率、比表面积等物理特性的差异，大块的土壤和棉杆会直接下落，小块的土壤、棉杆和废旧农膜在气力作用下向后运动，完成第一次清选分离作业。滚筒筛网内壁上的前段螺旋叶片9-1将内筒9-5前端的土壤和棉杆等杂质推送到土壤-棉杆出料口3，后段螺旋叶片不断将第一次分离后的团聚体翻转搅拌并带起至内筒上方，在下落过程中由于废旧农膜-土壤-棉杆团聚体在空气介质中受力后的沉降规律不同，密度越小的物料在水平方向的运动距离越远，密度越大的物料在水平方向的运动距离越近，因此密度最小的废旧农膜被吹向内筒末端，进入集膜箱8；密度较大的土壤、棉杆落至内筒的中部，再由后段螺旋叶片推至旋转滚筒的前端经土壤-棉杆出料口3送出；细小的土壤和棉杆从内筒第一段和第三段的筛孔直接下漏，完成第二次清选分离作业。在团聚体分离过程中由于废旧农膜表面积大、孔隙率小以及密度小等特点使得废旧农膜极易贴附在滚筒筛网内壁上，导致部分土壤和棉杆无法顺利从内筒的筛孔漏下，会影响分离效果。安装在滚筒侧边的防堵机构经风管的出风口不断吹出适量的风，将贴附在滚筒筛网内侧的废旧农膜吹动，滚筒每旋转一周即清理整个筛网一遍，防止堵塞滚筒筛孔，从而实现废旧农膜-土壤-棉杆团聚体的有效分离。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。