一种机收膜杂混合物组合刀式破碎装置及方法与流程

1.本发明涉及农业机械装置领域，特别是涉及一种机收膜杂混合物组合刀式破碎装置及方法。


背景技术：

2.这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
3.地膜覆盖栽培技术在寒、旱农业区保粮增收的同时，但也造成了农田生态环境的严重污染，机械化回收并资源化利用是解决农田残膜污染的必由之路。近年来，多种型式的残膜回收机在生产中广泛使用，残膜机械化回收已初见成效。
4.机械回收后的残膜中混合有大量的秸秆、土壤等杂质，“打结”严重(带状或片状的柔性残膜与秸杆等杂物紧密缠绕包裹在一起)，直接采用传统的分离方法难以将残膜与其它混合物分离，导致回收后的膜杂混合物只能被随意堆放、掩埋或者焚烧，仍然未从根本上解决残膜污染问题，与此同时，残膜属于聚乙烯材料，大量的残膜因含杂率高被就地焚烧，会造成土壤与环境的二次污染，且残膜可用来加工塑料颗粒，就地焚烧造成了大量的资源浪费。
5.发明人发现，残膜综合化利用需要经过膜杂破碎、清选分离、再生造粒等三个环节，机收膜杂混合物破碎处理是综合利用的首要环节，机收膜杂混合物物料特性复杂，其中膜
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杆
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土相互缠绕呈现团聚物状态，所表现的独特组织力学特性等相关问题难以准确量化，现有破碎装置只能将膜中棉杆剪切成小段物料，而柔性残膜需要高速破碎，但是高速破碎极易将秸秆破碎成细小絮状杆，后续膜杆分离难度大，且残膜延展性好致使残膜极易缠绕刀轴，单纯剪切或者撕扯的方式很难获得理想的破结物料。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种机收膜杂混合物组合刀式破碎装置及方法，结构简单、工作可靠、作业效率高，能够对膜杂混合物同时进行剪切与撕扯组合式的处理，实现膜杂混合物的高效破碎，解决了残膜与杂质缠绕打结严重阻遏机收残膜综合化利用的问题。
7.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
8.第一方面，本发明提供了一种机收膜杂混合物组合刀式破碎装置，包括动刀机构，动刀机构两侧设置定刀机构；所述动刀机构包括转动滚筒，转动滚筒外侧固设多个动刀片，转动滚筒套设于外罩内；所述定刀机构包括定刀固定架，定刀固定架固设多个定刀片，定刀片由定刀固定架向转动滚筒延伸设置，且定刀片端部与转动滚筒之间具有间隙；转动滚筒转动时，动刀片和定刀片之间相对运动，对膜杂混合物实现剪切破碎。
9.作为进一步的技术方案，多个动刀片在转动滚筒外侧呈螺旋线形排列。
10.作为进一步的技术方案，所述动刀片沿转动滚筒径向方向设置。
11.作为进一步的技术方案，所述定刀片包括两相对设置的刀片体，刀片体底部之间
通过刀座连接，刀座固定于定刀固定架，转动滚筒转动时动刀片可由相邻定刀片的刀片体或同一定刀片的刀片体之间穿过，以对膜杂混合物进行剪切。
12.作为进一步的技术方案，所述刀片体与动刀片相平行设置。
13.作为进一步的技术方案，所述刀片体呈梯形结构，刀片体两侧设置刃口。
14.作为进一步的技术方案，所述动刀片呈梯形结构，动刀片两侧设置刃口。
15.作为进一步的技术方案，所述外罩固定设置于机架，外罩一侧顶部设置加料口，另一侧设置出料口，加料口处设置喂料机构，外罩两端固定设置挡板。
16.作为进一步的技术方案，所述转动滚筒通过传动轴与动力输出装置连接，动力输出装置与控制器连接。
17.第二方面，本发明还提供了一种如上所述的机收膜杂混合物组合刀式破碎装置的工作方法，包括以下步骤：
18.膜杂混合物输送至外罩内，动刀机构的转动滚筒旋转，带动动刀片转动，动刀片和定刀片之间形成相对运动，对膜杂混合物进行剪切，同时动刀机构旋转过程中对膜杂混合物进行撕扯，实现膜杂混合物破碎处理。
19.上述本发明的有益效果如下：
20.(1)本发明设置了动刀机构和定刀机构，通过动刀机构和定刀机构的协同工作，对膜杂混合物同时进行剪切与撕扯组合式的处理，实现了膜杂混合物的高效破碎，将打结状态的团聚物破碎成散状物料，便于后续混合物料的清选分离，为后续膜杂混合物的分离和后续利用提供条件。
21.(2)本发明动刀机构的动刀片呈螺旋式设置，不仅能起到传输的作用，通过螺旋线形排布的动刀将膜杂混合物向后输送，动刀在转动状态下还能对柔性膜进行撕扯而不会将其破碎，避免了柔性残膜与絮状杆的混合。
22.(4)本发明动刀片和定刀片的刀片体均设置成梯形结构，扩大了刀片之间的切割空间，刀片更加容易的对膜杂混合物进行切割，使得刀片不会因土体过多而卡住，刀片体成梯形结构的设置利于切割且不会出现挂膜的现象。
附图说明
23.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
24.图1是本发明根据一个或多个实施方式的一种机收膜杂混合物组合刀式破碎装置的整体结构示意图；
25.图2是本发明根据一个或多个实施方式的动刀机构的结构示意图；
26.图3是本发明根据一个或多个实施方式的动刀机构与定刀机构组合机构的结构示意图；
27.图4是本发明根据一个或多个实施方式的定刀机构的结构示意图；
28.图5是本发明根据一个或多个实施方式的动刀片和刀座配合示意图；
29.图6是本发明根据一个或多个实施方式的定刀片示意图；
30.图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；
31.其中，1、传送带；2、加料口；3、筋板；4、外罩；5、后端挡板；6、定刀机构；7、机架；8、
前端挡板；9、控制器；10、动刀机构；11、三相异步电机；12、步进电机；101、传动轴；102、转动滚筒；103、固定刀座；104、动刀片；601、定刀固定架；602、定刀片；603、固定螺栓。
具体实施方式
32.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
33.正如背景技术所介绍的，现有破碎装置只能将膜中棉杆剪切成小段物料，而柔性残膜需要高速破碎，但是高速破碎极易将秸秆破碎成细小絮状杆，后续膜杆分离难度大，且残膜延展性好致使残膜极易缠绕刀轴，单纯剪切或者撕扯的方式很难获得理想的破结物料的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种机收膜杂混合物组合刀式破碎装置及工作方法。
34.实施例1
35.本发明的一种典型的实施方式中，如图1
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图6所示，提出一种机收膜杂混合物组合刀式破碎装置，包括，机架7、喂料机构、控制机构和破碎机构，机架采用槽钢焊接而成，喂料机构、控制机构和破碎机构均固定设置在机架上。
36.其中，喂料机构由传送带1、步进电机12和加料口2组成，其中传送带和步进电机均固定设置在机架上，传送带具有首端和尾端，传送带整体呈斜向上的角度，即尾端高于首端设置，步进电机设置在传送带的首端，用于驱动传送带转动，从而使得传送带上的膜杂混合物输送到加料口处，加料口设置在传送带的尾端下部，并与破碎机构固定连接。
37.具体的，破碎机构外部设有外罩4、前端挡板8、后端挡板5、破碎装置和动力输出装置，外罩为两个半圆筒形结构，相对固定设置在机架上形成圆筒结构，该圆筒结构前端和后端均为开口设置，前端挡板和后端挡板分别设置在外罩的两端，其中，前端挡板为圆形板结构并与外罩固定连接，后端挡板为半圆形板结构并与外罩后端固定连接，从而在外罩后端底部形成出料口，以使得破碎装置内的膜杂混合物能够从外罩的后端排出。
38.外罩的外部按照一定间距均匀设有多个筋板3，筋板的作用是提高外罩的抗撞击能力，避免在膜杂混合物破碎时飞溅的碎土、碎石撞击外罩造成外罩变形。
39.破碎装置设置在外罩的内部，动力输出装置固定设置在机架上，位于外罩的外部且靠近前端挡板，动力输出装置与外罩内的破碎装置连接。
40.加料口为一个漏斗结构，设置在外罩靠近前端挡板的一侧，并与外罩顶部固定连接，外罩顶部与加料口连接处设有开口，用于将膜杂混合物送入到外罩内部。
41.可以理解的是，加料口的位置最好无限靠近前端挡板，以使得膜杂混合物在外罩内部的输送路径最大化，保证膜杂混合物的切割和撕扯效果。
42.本实施例中动力输出装置选用三相异步电机11，在其他实施例中也可选用其他电机，只要能够作为动力输出机构带动破碎装置工作即可。
43.破碎装置由动刀机构10和定刀机构6组成，二者协同工作，对膜杂混合物同时进行剪切和撕扯组合式的处理。
44.其中，动刀机构由传动轴101、转动滚筒102、多个固定刀座103和多个动刀片104组成，转动滚筒设置在外罩内部，转动滚筒中部固定设置传动轴，传动轴穿过前端挡板与三相
异步电机连接，传动轴转动可以实现转动滚筒的驱动，传动轴另一端与后端挡板连接，连接处可设置轴承座。
45.单个动刀片通过螺栓与单个固定刀座固定连接，固定刀座固定设置在转动滚筒上，动刀片沿转动滚筒径向方向布设，且多个动刀片在转动滚筒外壁呈螺旋线形排列，从而使得动刀机构不仅能够在转动的状态下进行撕扯作业，还能起到输送的作用，使得膜杂混合物向后端输送。
46.动刀片由厚度6mm的65mn打磨而成，呈梯形结构，侧边开设有刃口，梯形结构的设置扩大了刀片的工作空间，有效避免了卡刀问题的发生。
47.可以理解的是，固定刀座可以通过焊接的方式与转动滚筒固定连接，也可以采用螺栓固定或者是锚栓固定，只要能够保证固定刀座位置固定而不会发生偏移即可，这里不做过多限制。
48.定刀机构由定刀固定架601、定刀片602和固定螺栓603组成，其中，定刀固定架设有两个，设置在动刀机构的两侧，并分别与机架固定连接，以实现定刀片的位置固定，定刀片由定刀固定架向转动滚筒延伸设置，且定刀片端部与转动滚筒之间具有间隙。
49.可以理解的是，为了保证定刀片端部与转动滚筒之间具有间隙，使得定刀机构和动刀机构协同工作过程中不会发生碰撞，外罩的内径需要大于动刀机构动刀片最外边缘尺寸。
50.可选的实施例中，将外罩设置为上下两个半圆结构，每一个半圆结构两侧均固定于定刀固定架，由此既可使外罩不会阻挡定刀机构和动刀机构的配合，也可使整个结构固定稳固。
51.在其他实施例中，可以在外罩4两侧对应于定刀机构的位置设置开槽，以供定刀片伸入外罩内侧，从而定刀片和动刀片相互配合，对膜杂混合物形成剪切作用；
52.或者，也可将定刀机构固定安装在外罩内侧，使定刀机构能够配合动刀机构实现破碎工作即可，这里不做过多限制。
53.定刀片设有多个，在固定螺栓的作用下按照一定间距均匀的固定设置在定刀刀架上。
54.定刀片由45号钢折弯而成对称结构，即由两个刀片体和一个刀座组成一个定刀片，两个刀片体相对且间隔设置，两刀片体底部之间通过刀座连接，且刀片体和刀座一体成型，定刀片整体为u字形；刀片体与定刀刀架相互垂直，且刀片体与动刀片相互平行；刀座用于配合固定螺栓实现定刀片的固定，刀片体厚度6mm，刀片体呈梯形，且侧边开设有刃口。
55.可以理解的是，定刀片之间的间距以及一个定刀片中两个刀片之间的间距根据动刀机构中固定刀座之间的距离确定，只要能够保证动刀机构转动时动刀片能够位于两个定刀片之间或是一个定刀片中两个刀片之间通过即可，这里不做过多限制。如将刀片体之间间距设置成和相邻动刀片在轴线方向的间距相等，动刀片转动时会由刀片体之间的间隙通过，也就实现了动刀机构和定刀机构的剪切配合。
56.控制机构为带有显示屏的控制器9，固定安装在机架上，主要作用是根据实际需求设定步进电机和三相异步电机的转动速率，以实现喂料调节和动刀机构转速调节。动刀机构和喂料机构设有独立的驱动装置，可根据实际需求进行喂料调节和动刀机构的转速调节，有效避免了破碎装置的堵塞问题。
57.动刀机构转动速度为低速状态，可使膜杂混合物破碎成小的块状或者片状，秸秆成小块状而不是细碎状态。
58.实施例2
59.本技术的另一典型实施例中，提供如实施例1所述的机收膜杂混合物组合刀式破碎装置的工作方法，具体过程如下：
60.根据实际作业情况通过控制器，调节步进电机和三相异步电机的快慢控制，以调节喂料速度和动刀机构转速。
61.作业时，膜杂混合物经传送带输送进入加料口，三相异步电机通过传动轴带动动刀机构高速旋转，动刀片和定刀片之间形成相对运动，一方面动刀机构与定刀机构配合完成对膜杂混合物的剪切作用，另一方面动刀机构旋转过程中对膜杂混合物进行撕扯；动刀片组成的螺旋结构在进行撕扯工作的同时将膜杂混合物向后端输送，膜杂混合物在动刀机构与定刀机构配合下，同时完成剪切、撕扯、向后输送的工作，实现膜杂混合物高效破碎处理。
62.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。