本发明是用于农业谷物立式轴流脱粒机或立式轴流脱粒部件的联合收割机上的一种清选装置。传统的脱粒机和联合收割机,不论是切流滚筒脱粒部件还是卧式轴流脱粒部件,多采用往复式震动筛进行清选,该清选装置与气流清选相比,具有结构庞大,生产率低,单位金属用量大,振动部件容易损坏等缺点。原有的立式轴流脱粒部件,虽然也采用了气流清选,但采用中心风道,将被清理的脱出物集中在集料锥,清选面积缩小,混杂物和空气流量之比的系数增高,清选能力受到制约,因而脱粒部件生产率能力受到限制,只能用于小型脱粒机上。 本发明采用外风道气流清选系统,在360°立置圆筒形脱分凹板(7,图1)外围设一脱出物空腔(10),在空腔内由第一和第二清选系统,通过垂直上升气流,将颖糠和杂余清理出去,脱粒部件生产能力不再受清选能力的限制,清选面积可根据滚筒生产率增加而扩大,解决了立式轴流脱粒机生产能力瓶颈问题,为设计廉价简易大中型立式轴流脱粒机和联合收割机开创了道路。外风道气流清选装置结构简单,脱粒部件的脱粒,分离和清选三道程序流程缩短,清选能力增强,脱粒工艺流程更为合理。
本发明气流清选装置由第一和第二清选系统所组成。第一清选部位在立置凹板(7)上端脱出物空腔(10)内,由环形混流风扇内圈(16)和外风道内壁(8)组成环形锥体吸风道(11),由风扇叶片(12)产生的负压,将凹板上端分离出来的颖糠杂余,直接由风扇叶片吸出机外,以分担第二清选系统的清选负荷。
本发明第二清选系统是由分离叶轮(5),外环风道(9),环形混流风扇(15)及轴向螺旋排杂风道(19)所组成。分离叶轮由多个倾斜叶片(20,图1,图2)和固定圈(25)构成。叶片间隙小于短茎杆长度。叶片下面安装数个刮粮板(21),刮粮板上装有橡胶垫板,以免籽粒被挤碎。分离叶轮安装在一个环形三角胶带槽圈上(3),由介轴(26)上三角胶带轮传动。环形槽圈内侧由四个导轮支撑(24),槽圈须调整与滚筒(2)轴同心,分离叶轮与滚筒旋转方向相反。
环形混流风扇(15)由风扇内圈(16),风扇板(17)及数个后倾叶片(12)制成。风扇体用杆件(13)固定在滚筒(2)下排排草齿(14)上,与滚筒同体旋转,环形轴流进风径向排风。
排杂风道为轴向螺旋体(19),在外环风道上部外侧,排杂风道出口与排草出口(18)在同一位置,但由风扇板(17)隔开。
当作物由喂入口(1)喂入滚筒进行脱粒时,从凹板(7)分离出来的脱出物(包括籽粒,颖糠和短茎杆杂余等),沿360°圆筒形凹板均匀地在脱出物空腔(10)内扩散下落。在凹板上部分离出来的脱出物,首先由第一清选风道(11)吸出部分杂余。其余大部分脱出物,降落在反向旋转的分离叶轮上(5),脱出物受叶轮离心力作用,在叶片上向外围抛掷,进入外环风道入口处(6)。在外环风道(9)内由环形风扇所产生的负气压,使气流从分离叶轮下部,通过叶片间隙上升,(旋转的倾斜分离叶片也产生上升气流),将较轻的杂余和颖糠送进环形风道。再通过风扇叶片,从螺旋排杂风道(19)排出机外。较重的籽粒,通过分离叶轮外端间隙,下落到集粮盘,然后由刮粮板(21)将清洁的籽粒由出粮口(22)排出。
本发明根据脱出物空气动力特性,颖糠和籽粒具有不同飘浮系数,因而利用它们不同的临界速度,在垂直气流场中进行分离清选。资料表明水稻临界速度为10.1米/秒,小麦为8.9-11.5米/秒,大麦为8.4-10.8米/秒,而稻麦的颖糠临界速度则为0.6-5.0米/秒。短茎杆(小于100毫米,呈水平位置)为2.5-3.2米/秒。(物料临界速度是用测定仪器在垂直气流场中测定的。与本发明外环风道垂直气流是一致的)。根据此测定数据,外环风道入口处风速设计为6米/秒,脱出物降落到分离叶轮上,因稻麦颖糠临界速度小于6米/秒,则被吸入风道,稻麦籽粒临界速度大于6米/秒,则不会被吸入风道,而下落到集粮盘,因之能获得分离。
由于短茎杆不是近似球体,它的临界飘浮速度在气流场中因方位不同而异。如短茎杆在气流场中呈直立状态,它的临界速度比水平时大2-3倍,将无法被气流吸走,这是一般气流清选难以获得较高地清洁度的主要原因。
分离叶轮的作用在于能将降落到叶轮上的短茎杆水平输送到风道吸口,因短茎杆此时处于水平位置,临界速度小于6米/秒,则容易被气流吸起。当短茎杆脱离叶轮向上运动时,可能产生任意滚动呈倾斜或直立状态,飘浮系数将增大,但风道入口呈锥形,风道逐渐变窄,风速也随之增高,因之茎杆不管呈什么方位将都能被气流吸出机外,从而能获得较高的清洁度。
附图说明:
图1立式轴流脱粒部件外风道清选总体布置
图2分离叶轮固定在环形三角胶带槽圈上