專利名稱：一種秸稈莖葉分離的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域，涉及一種適于玉米、高粱秸稈莖葉分離的方 法和裝置。
背景技術(shù)：
我國每年可產(chǎn)生秸稈7億多噸。近年來，秸稈就地焚燒日趨嚴重，產(chǎn)生 的煙霧已成為一大社會公害。隨著全球能源和環(huán)保問題的緊迫性加劇，對農(nóng) 作物秸稈這一生物質(zhì)資源的開發(fā)利用在國內(nèi)外引起了高度重視。隨著研究的 深入，可再生的秸稈資源應用途徑越來越廣，規(guī)模越來越大。秸稈可代替木 材造紙、生產(chǎn)纖維板、復合板、輕體墻、復合門窗、隔熱板、包裝托盤，也 可代替泡沫塑料生產(chǎn)一次性餐具、包裝緩沖板等。秸稈汽化、秸稈飼料等技 術(shù)也在不斷普及。所以，秸稈資源綜合利用目前已成為一大產(chǎn)業(yè)。但是，研 究表明，秸稈的莖和葉的化學成份和力學性能差異較大，混合利用會降低產(chǎn) 品的性能或質(zhì)量。因此，在生產(chǎn)中，秸稈的莖葉往往必須分離，分別利用。目前，國內(nèi)外至今還沒有一種理想的秸稈特別是玉米、高粱等秸稈莖葉 分離方法。有人曾借鑒甘蔗去葉的方法用沖擊法對玉米秸稈進行莖葉分離試 驗研究。其法是借鑒甘蔗去葉方法，利用鋼絲繩等物代替甘蔗去葉機中的膠 指對玉米秸稈高速打擊。結(jié)果表明該法有一定的可行性，但去葉率受秸稈含 水率和抗沖擊能力影響較大， 一次分離率較低(小于80%)。且鋼絲繩使用壽 命比較短，分離效果不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷與不足,本發(fā)明的目的在于提供一種秸稈莖葉 分離方法。其思路是利用秸桿在加工利用中可切段、可壓扁而不影響后續(xù)加 工利用，甚至有利于后續(xù)加工利用的特點，采用切段壓扁碾搓法進行莖葉分 離。實現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)是一種秸稈莖葉分離方法，按以下步驟進行1) 去除含葉率較高的秸稈梢頭，去梢頭長度為10 80cm;2) 將去除梢頭后的秸稈切成0. 2 1. 5倍秸稈節(jié)長的碎段；3) 將切段后的秸稈沿秸稈長度方向單層送入一對活動膠輥壓扁，使殘 留的秸稈葉絕大多數(shù)分布在秸稈壓扁后形成的兩個平面上；4) 將壓扁的秸稈進一步經(jīng)一對或數(shù)對對輥在秸稈壓扁后形成的兩個平 面上沿秸稈長度方向施加的碾搓、搓擦、撕裂作用力使殘留的秸稈葉從秸稈 莖上剝離；5) 利用氣流清選作用使秸稈莖葉分離。本發(fā)明還有一個目的是提供一種實現(xiàn)上述秸稈莖葉分離方法的裝置。它 包括氣流清選機構(gòu)、進料斗、理料輥、機箱、短淌板、長淌板、活動膠輥、 固定膠輥、莖稈接料斗、變速箱及電機，所述的進料斗安裝在機箱的頂部， 在進料斗的底部安裝有理料輥，在理料輥的下端置有一對折的短淌板和長淌 板，長淌板的下端與安裝在機箱中間的活動膠輥靠近固定膠輥一側(cè)相切；在 機箱的左下邊置有一個莖稈接料斗；右下邊置有一個電機和變速箱，變速箱 的兩個輸出端帶輪I和帶輪II分別通過三角帶I和三角帶II與活動膠輥帶輪和固定膠輥帶輪連接，理料輥帶輪通過三角帶m與固定膠輥帶輪連接；所述的氣流清選機構(gòu)通過上下兩個通道連接在機箱的左側(cè)。
本發(fā)明所述的理料輥是在一根軸上等距活動有多個輪子，輪間距為io 50mm。本發(fā)明所述的短淌板和長淌板為瓦楞形狀，在瓦楞的凸面上分布有多行 理料柱，且每行柱子中任意兩個柱子的間距大于從其上流過的秸稈碎段長度。 所述的短淌板與水平面夾角為30° 45° ,長淌板與水平面夾角為105° 130° 。短淌板與長淌板的結(jié)構(gòu)相同，但長淌板長度大于短淌板。所述的活動膠輥和固定膠輥不在同一水平線上，活動膠輥略高于固定膠 輥?；顒幽z輥為慢輥，逆時針方向轉(zhuǎn)動，其線速度為0. 1 25m/s，固定膠輥 為快輥，順時針方向轉(zhuǎn)動，其線速度為O. 1 30m/s。本發(fā)明中秸稈莖葉分離裝置的工作原理是這樣的將秸稈用適宜的市售鍘草機去除梢頭，并剪切成0. 2 1. 5倍秸稈節(jié)長的 碎段。手工將秸稈碎段添加到秸稈莖葉分離裝置的進料斗中。開機運行，秸 稈碎段在理料輥的攪動下，從理料輥與進料斗之間的縫隙中向外單層均勻排 料。秸稈碎段依次進入短淌板和長淌板，在兩個淌板的理料、導向和加速作 用下，秸稈碎段沿其長度方向以適宜的速度進入膠輥工作區(qū)。同時，切段后 直接剝離下的葉子在經(jīng)過淌板時，受到氣流作用，隨氣流排出。在秸稈碎段剛進入軋距的瞬間，秸稈碎段的速度小于或等于活動膠輥的 線速度。在兩個膠輥的作用下，秸稈碎段的速度迅速增大到大于活動膠輥的 線速度而小于固定膠輥的線速度。此時，固定膠輥對秸稈碎段進一步加速， 而活動膠輥阻止秸稈進一步加速。這樣， 一方面秸稈被膠輥壓扁，使絕大部 分殘留的葉子分布在壓扁后形成的兩個平面上，并使葉子與莖稈的結(jié)合力得 到破壞，另一方面，膠輥間對秸稈的加速和阻止加速的作用力(即一對剪力)
施加到秸稈壓扁后形成的兩個平面上。由于秸稈葉與莖稈間的摩擦系數(shù)小于 秸稈葉與膠輥間的摩擦系數(shù)，這對剪力會促使葉子與莖稈間產(chǎn)生滑移，使秸稈葉從莖稈上剝離。隨著秸稈進一步進入兩膠輥的中間，膠輥對秸稈的擠壓 力和剪力都繼續(xù)增大，最終使葉子從莖稈上徹底剝離。秸稈莖葉離開膠輥后，落入到氣流清選機構(gòu)的氣流通道中，經(jīng)氣流清選， 較輕的葉子隨氣流排出，而較重的莖稈落入到莖稈接料斗中。最終實現(xiàn)秸稈 莖葉分離。本發(fā)明同現(xiàn)有的技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點① 一次分離率高。由于利用了秸稈可切段、可壓扁而不影響其后續(xù)加工 利用，甚至有利于后續(xù)加工利用的特點，使得秸稈莖葉一次分離率很高。② 適用范圍廣。本發(fā)明適于各種品種的玉米、高粱等采收后不同含水率 的秸稈的莖葉分離?！蚬に嚭唵?，分離成本低，便于規(guī)?；B續(xù)作業(yè)。 為秸稈的后續(xù)加工利用帶來便利。如壓扁或切段后均有利于后續(xù)的干 燥、粉碎等作業(yè)。


下面結(jié)合附圖對上述秸稈莖葉分離方法及基于該方法的秸稈莖葉分離裝 置進一步說明。圖1是秸稈莖葉分離裝置結(jié)構(gòu)示意2是秸稈莖葉分離裝置的理料輥主視3是秸稈莖葉分離裝置的理料輥左視4是秸稈莖葉分離裝置中淌板的主視圖 圖5是秸稈莖葉分離裝置中淌板的俯視圖輪1氣流清選機構(gòu) 5 短淌板9固定膠輥13變速箱17固定膠輥帶輪附圖標記表 2進料斗 3理料輥 4機箱 6長淌板 7活動膠輥8活動膠輥帶10三角帶I 11帶輪I12電機14莖稈接料斗15帶輪II 16三角帶II 18三角帶III 19理料輥帶輪20理料柱具體實施方式
圖1是發(fā)明人給出的本發(fā)明秸稈莖葉分離方法的裝置結(jié)構(gòu)示意圖，它包 括氣流清選機構(gòu)l、進料斗2、理料輥3、機箱4、短淌板5、長淌板6、活動 膠輥7、固定膠輥9、莖稈接料斗14、變速箱13及電機12組成，所述的進料 斗2安裝在機箱4的頂部，在進料斗2的底部安裝有理料輥3，在理料輥3的 下端置有一對折的短淌板5和長淌板6，長淌板6的下端與安裝在機箱4中間 的活動膠輥9靠近固定膠輥7 —側(cè)相切；在機箱4的左下邊置有一個莖稈接 料斗14;右下邊置有一個電機12和變速箱13，變速箱13的兩個輸出端帶輪 I ll和帶輪II 15分別通過三角帶I IO和三角帶II 16與活動膠輥帶輪8 和固定膠輥帶輪17連接，理料輥帶輪19通過三角帶III 18與固定膠輥帶輪 17連接；所述的氣流清選機構(gòu)1通過上下兩個通道連接在機箱的左側(cè)。所述的理料輥3是在一根軸上等距活動有多個輪子，輪間距為10 50mm。
所述的短淌板5和長淌板6為瓦楞形狀，在瓦楞的凸面上分布有多行理 料柱20，且每行柱子中任意兩個柱子的間距大于從其上流過的秸稈碎段長度， 短淌板5與水平面夾角為30° 45° ,長淌板6與水平面夾角為105° 130所述的活動膠輥7和固定膠輥9不在同一水平線上，活動膠輥7略高于 固定膠輥9?；顒幽z輥7為慢輥，逆時針方向轉(zhuǎn)動，其線速度為0. 1 25m/s, 固定膠輥9為快輥，順時針方向轉(zhuǎn)動，其線速度為0. 1 30m/s。具體操作使用方法秸稈原料選取陜西楊凌地區(qū)產(chǎn)玉米秸稈，平均株高230cm，平均根圓直徑 2.9 cm，含水率33. 2%。用鍘草機將秸稈梢頭成批切除10 80cm。本實施列中切除梢頭30cm。切 除梢頭后秸稈平均含葉率31. 5%。用鍘草機將秸稈成批切成0. 2 1. 5倍秸稈節(jié)長的碎段。本實施例中秸稈 碎段長度為1倍秸稈節(jié)長。手工將秸稈碎段添加到秸稈莖葉分離裝置的進料斗2中。開機運行，秸 稈碎段在理料輥3的攪動下，從理料輥3與進料斗2之間的縫隙中向外單層 均勻排料。秸稈碎段依次進入短淌板5和長淌板6，在兩個淌板的理料、導向 和加速作用下，秸稈碎段沿其長度方向以適宜的速度進入膠輥工作區(qū)。同時， 切段后直接剝離下的葉子在經(jīng)過淌板時，受到氣流作用，隨氣流排出。本實 施例中，短趟板5與水平面夾角為40。，長趟板與水平面夾角為115° 。秸稈碎段進入工作區(qū)后經(jīng)膠輥壓扁并碾搓，使葉子從莖稈上徹底剝離。 本實施列中，壓扁厚度(膠輥間距)為5mm，固定膠輥9線速度為15m/s，
活動膠輥7線速度為12. 5m/s。秸稈莖葉離開膠輥后，落入到氣流清選機構(gòu)1的氣流通道中，經(jīng)氣流清 選，較輕的葉子隨氣流排出，而較重的莖稈落入到莖稈接料斗14中，最終實 現(xiàn)秸稈莖葉分離。本實施例中，秸稈莖葉一次分離率為96.5%。
權(quán)利要求
1、一種秸稈莖葉分離方法，其特征在于，按以下步驟進行1)去除含葉率較高的秸稈梢頭，去梢頭長度為10～80cm；2)將去除梢頭后的秸稈切成0.2～1.5倍秸稈節(jié)長的碎段；3)將切段后的秸稈沿秸稈長度方向單層送入一對活動膠輥壓扁，使殘留的秸稈葉絕大多數(shù)分布在秸稈壓扁后形成的兩個平面上；4)將壓扁的秸稈進一步經(jīng)一對或數(shù)對對輥在秸稈壓扁后形成的兩個平面上沿秸稈長度方向施加的碾搓、搓擦、撕裂作用力使殘留的秸稈葉從秸稈莖上剝離；5)利用氣流清選作用使秸稈莖葉分離。
2、 一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的秸稈莖葉分離方法的裝置，其特征在于 它包括氣流清選機構(gòu)(1)、進料斗(2)、理料輥(3)、機箱(4)、短淌板(5)、長淌板(6)、活動膠輥(7)、固定膠輥(9)、莖稈接料斗(14)、變 速箱(13)及電機(12);所述的進料斗(2)安裝在機箱(4)的頂部，在進 料斗(2)的底部安裝有理料輥(3)，在理料輥(3)的下端置有一對折的短 淌板(5)和長淌板(6)，長淌板(6)的下端與安裝在機箱(4)中間的活動 膠輥(9)靠近固定膠輥(7) —側(cè)相切；在機箱(4)的左下邊置有一個莖稈 接料斗(14);右下邊置有一個電機(12)和變速箱(13)，變速箱(13)的 兩個輸出端帶輪I (11)和帶輪II (15)分別通過三角帶I (10)和三角帶 II (16)與活動膠輥帶輪(8)和固定膠輥帶輪(17)連接，理料輥帶輪(19) 通過三角帶III (18)與固定膠輥帶輪(17)連接；所述的氣流清選機構(gòu)(1) 通過上下兩個通道連接在機箱的左側(cè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述的理料輥(3)是在 一根軸上等距活動有多個輪子，輪間距為10 50mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述的短淌板(5)和長 淌板(6)為瓦楞形狀，在瓦楞的凸面上分布有多行理料柱(20)，且每行理 料柱中任意兩個柱子的間距大于從其上流過的秸稈碎段長度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的裝置，其特征在于所述的短淌板(5) 與水平面夾角為30° 45° ，長淌板(6)與水平面夾角為105° 130° 。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述的活動膠輥(7)、固 定膠輥(9)不在同一水平線上，活動膠輥(7)略高于固定膠輥(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于活動膠輥(7)為慢輥， 逆時針方向轉(zhuǎn)動，其線速度為0.1 25m/s，固定膠輥(9)為快輥，順時針方 向轉(zhuǎn)動，其線速度為O. 1 30m/s。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種秸稈莖葉分離的方法和裝置，涉及農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域。將收獲后的秸稈成批去除梢頭，再切成0.2～1.5倍秸稈節(jié)長的碎段，將其鋪成單層壓扁、碾搓和搓擦使葉從莖稈上剝離，最后通過氣流清選實現(xiàn)秸稈莖葉分離?；诒景l(fā)明的秸稈莖葉分離裝置包括進料機構(gòu)、一對橡膠輥、氣流清選機構(gòu)。進料機構(gòu)中的理料輥和兩個淌板可實現(xiàn)物料單層均勻進料，并使物料沿秸稈長度方向準確喂入。本發(fā)明特別適于玉米、高粱秸稈的莖葉分離，工藝簡單，成本低，便于規(guī)?；B續(xù)作業(yè)。由于利用了秸稈可壓扁、可切段而不影響其后續(xù)加工利用，甚至有利于后續(xù)加工利用的特點，使得秸稈莖葉分離率高，為秸稈資源工業(yè)化利用帶來便利。
文檔編號B27J1/00GK101125432SQ20071001850
公開日2008年2月20日 申請日期2007年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月17日
發(fā)明者朱新華, 郭文川 申請人:西北農(nóng)林科技大學