鐵扇風洞採棉機的製作方法

2023-09-10 09:43:20 2

專利名稱：鐵扇風洞採棉機的製作方法
技術領域：
"鐵扇風洞採棉機"的發明主件是"鐵扇風洞機構"。這是一個全新理念的創新設計。
背景技術：
用風動力釆棉，是人類的一個夢。上世紀五、六十年代，前蘇聯農業部和中國的多 所農業大學都做過這方面的研製，給我們留下了一些資料。但由於沒有研究出適合採棉 的風動機構，中外研製都沒有成功。而在民間，研究氣吸採棉的個體或群體，至今燦若 晨星，餘光不滅。我認為用空氣動力採棉是確實可行的，關鍵是要設計出適合採棉的風動機構。我們知道目前人類所擁有的風動機構只有兩種形式 一種是利用風扇造風的風動 機構叫風機(如農用風機；高壓風機；渦輪扇風機等)；另一種是利用活塞造風的風動 機構叫風箱(它包括原始的氣囊；古代的風箱、現代的汽缸、氣筒和氣磅等)。它們種 類繁多，但都無法勝任採棉。究其原因，是因為它們有一個共同的缺點。這個缺點是 它們只利用正壓或負壓"一元流體動力"進行工作。它們面對的都是自然大氣壓淹沒紊 流的結局，所以，它們誰也沒有製造出採棉所需的巨大風能。用風動力採棉，面對的是開放的棉田。用正壓採棉無法實施，用負壓採棉，永遠無 法解決的困難是風力離開吸氣管口就迅速衰減的問題。這個衰減造成的吸力不足是無法 克服的。要想在採棉工作室內製造出強大的風動力，就得改變這種造風裝置面對自然大 氣壓的缺陷。為此，我利用現代"風洞理論"來指導研製。所以設計出了 "鐵扇風洞機 構"，改變了一元流體面對自然大氣壓的現狀。這是人類製造風能以做功的一次革命性 突破。

發明內容
"鐵扇風洞機構"是以風扇和活塞相組合而形成的一種微型風洞機構。它的正壓 風口永遠面對負壓吸口，它第一次擺脫了自然大氣壓地控制，創造出了正、負壓合一的 "二元湍流"，若不考慮自然大氣壓地參與，它的全壓頭應該是正、負壓絕對值的二元 之和。這就在採棉工作室處創造出了正、負壓綜合時爆發出的超高壓風速。它徹底改變 了原造風裝置一元流體被淹沒的缺陷，克服了負壓氣流的衰減和正壓紊流的擴散。形成 了正、負壓合力採棉的新形式。這是人類發明的第三種造風機構，這對一元的風機和風 箱來說，簡直就是一個神話。用"鐵扇風洞機構"採棉，具有三大優勢1、 它以正、負壓混合湍流為主動力，同時，調動四周空氣介質氣流為約束力，科 學地解決了 "採棉動力"和"輸送約束力"兩個關鍵的問題。杜絕了採摘出現的落地棉。2、 該湍流的運動方式是往復式的。這恰好克服了籽棉的掛枝問題。使風力採棉有 了完善形式。3、 棉花在風中運動，既不傷害棉纖維，又可揚棄雜質，比滾筒、紡錠機械採棉要 理想得多。為此，我申報了發明專利。我想"鐵扇風洞採棉機"的推廣和應用， 一定會成為 採棉機行業的換代產品。


附圖l:是鐵扇風洞採棉機的整體結構示意圖。附圖2:是鐵扇風洞機構的運行示意圖。附圖3:是棉花採摘和輸送的風動風門自動運做示意圖。
具體實施例方式一、"鐵扇風洞機構"的運動原理。1、 在一個梯形錐體風箱(如圖1)裡，懸掛一面活塞風扇(1)。活塞四周用軟料與箱壁中縫連接密封(2)。使風扇能夠在箱內擺動。箱體下方是風扇兩側的風道(3)和 (4)，兩個風道的中間為採棉工作室(5)。這個工作室兩側有一對相對的風口，為風流 湍流拉鋸處(6)(圖上是外側位置)，是採棉動力處。2、 將風扇與動力輪(如圖2*7)連接，在動力輪轉動時帶動風扇往返運動。風扇 扇起的風就從正壓風口吹出，被負壓風口吸入。反之亦然。這樣，風扇不斷往返運動， 兩個風口之間的工作室內就出現了拉鋸式正、負壓空氣湍流的運動。用風壓計測試，該 湍流全壓頭顯示的是正、負壓二元之和，比單一的正壓或負壓一元流提高了 50%以上。(有實驗報告附後)二、 《鐵扇風洞採棉機》的風門設置。在"鐵扇風洞機構"下方兩側的風道裡，各有一個"換風裝置"。每個裝置兩側都 有對稱的風門(如圖3，8和9)。風門向兩側開。在負壓出現時兩側風門開起，棉花吸 入箱內。在正壓出現時，兩側風門關閉，棉花由風道兩頭的排氣孔(10和11)吹出箱 外送入棉倉。排氣孔也由風門管理，正壓時打開排花，負壓吋關閉。在"換風裝置"的 頂部，有鐵絲網封頂，網下有斜吊軟門(12)。該門負壓時封閉；正壓時打開，與排氣 孔共享正壓力外洩。這些風門保證了採棉的吸入和排出的順暢。三、 "鐵扇風洞採棉機"各種數據的計算。1、 風速計算設箱內的空氣淨容積即風扇運動扇動的最大容積為0. 75立方米，吸風口為0. 06平 方米，風口的風流長度是0.75平方米+ 0.6平方米=12.5米。那麼，動力輪一轉拉動鐵扇一個往返，即可扇動1.5立方米空氣。兩轉扇動3立方 米空氣，3轉扇動4.5立方米空氣。設動力輪每秒2轉，其風口風速計算為3立方米/秒+0.06平方米=50米/秒。設動力輪每秒3轉，其風口風速計算為4.5立方米/秒+0.06平方米=75米/秒。2、 風壓計算根據風速和風壓的轉換公式風速=4.04 VH。 每秒2轉時的風壓計算為(50米/秒+ 4.04) 2=153毫米水柱。 每秒3轉時的風壓計算為(75米/秒+ 4.04) 2=345毫米水柱。3、 阻力計算設鐵扇面積為2. 5平方米，計算它在不同壓力下所承受的運動阻力為 在153毫米水柱壓力下的運動阻力為153公斤X2. 5平方米=382. 5公斤。 在345毫米水柱壓力下的運動阻力為345公斤X2. 5平方米=826. 5公斤。4、 動力拉動距離計算設動力凸輪半徑為0. 15米，其運動周長為0. 15米X2X3. 14=0.942米。那麼，2轉就是:0.942米X2^.884米。三轉就是0. 942米X3-2. 826米。5、 功率計算2轉時的功率計算382. 5公斤X 1. 884米/秒+ 75公斤米=9. 61馬力。 3轉時的功率計算826. 5公斤X2. 826米/秒+ 75公斤米=31.1馬力。6、 採棉功效計算因為吸風口為0.06平方米，其寬度為0.2米。行車速度每秒按凸輪轉數3計算 0. 2米X3轉/秒=0. 6米。 一天採棉功效為0. 6米/秒X3600秒X8小時=17280米。 換算為畝17280米XO. 6米/行+666平方米/畝=15. 5畝。 (以上計算是借用"一元流體力學"理論進行的，是最保守的機械計算)
權利要求
1、「鐵扇風洞採棉機」包括「鐵扇風洞機構」，其特點是由風箱和活塞風扇構成的一體化造風機構。其機構下部風道裡有適合採棉花的工作室風口裝置。
2、 "鐵扇風洞機構"，其特點是由兩個梯形錐體半箱組合而成，中縫與活塞 風扇軟翼相連，構成了一個在活塞密封運動中的兩個造風空間。(即正壓空間和 負壓空間)。
3、 "活塞風扇"的特點是由一片風扇葉和中心軸構成。其中心軸為風扇 葉承重軸，懸掛在箱壁中鋒頂端或車架上。風扇葉運動重心與動力軸連接，以 拉動該風扇葉在風箱內做往返運動以造風。
4、 "鐵扇風洞採棉機"的特點是在"鐵扇風洞機構"下方的兩個風道之 間組成為前後開放的採棉通道，騎棉行而前行。兩風道中心處裝有適合採棉的 風門，構成完整的採棉機構。
5、 "鐵扇風洞機構"如果改變其風道風門樣式，也可以開發出其它多種功 能。比如棉花清雜、風動力洗缸等。
全文摘要
「鐵扇風洞採棉機」的發明主件是「鐵扇風洞機構」。該機構是以活塞和風扇組合而形成的一種微型風洞機構。它的特點是正壓吹口永遠對著負壓吸口，它突破了人類原有的兩種傳統造風方式(風機和風箱)被自然大氣壓控制的局面，創造出正、負壓合一的「二元湍流」，在採棉工作室處形成了相當於一元流體力學正、負壓絕對值之和的全壓頭。徹底改變了傳統造風方式能耗高、風壓低，風量小、風速慢的缺陷。克服了傳統造風方式負壓氣流離開吸風口立即衰減、正壓紊流無法採棉的困難，開創了正、負壓合力採棉的新形式。這是人類空氣動力學機構發明史上第一個創造二元湍流的新機構，它結束了空氣動力不能採棉的神話。
文檔編號A01D46/00GK101627684SQ200810072919
公開日2010年1月20日 申請日期2008年7月16日 優先權日2008年7月16日
發明者明 張, 張淑昆 申請人:張淑昆