一種植株分離輕質薄膜破碎裝置的製作方法

2023-05-31 22:35:46 1

本實用新型屬於現代化農業生產領域，具體涉及一種植株分離輕質薄膜破碎裝置，能夠應用於分離地膜以及對花生秧的收集。

背景技術：

隨著農業現代化的不斷發展，農村使用地膜已成為確保農業高產穩產的重要手段。但是地膜覆蓋隨栽培年限延長，殘留地膜回收率低，土壤中殘膜量逐步增加，極易造成地膜汙染。

地膜覆蓋是農業生產中不可缺少的一環，它能夠保水保肥並能夠延長作物的生長期，保證農產品的高產。然而由於地膜較難降解，也不可自行分解，它的自然降解周期一般都超過200年，而且在它的降解過程中還會溶出有害土壤的物質。據統計，我國地膜殘留量高達三四十萬噸，並且隨著每年進一步的使用地膜，殘留在土壤中的地膜會進一步繼續增加，這將會給農業生產以及人類的身體健康帶來巨大的隱患。殘留地膜對環境的危害主要表現為以下四個方面：1、對土壤環境的危害。土壤滲透是由於自由重力，水向土壤深層移動的現象。由於土壤中殘膜碎片改變切斷土壤孔隙連續性，致使重力水移動時產生較大的阻力，重力水向下移動較為緩慢，從而使水分滲透量因地膜殘留量增加而減少，土壤含水量下降，削弱了耕地的抗旱能力，甚至導致地下水難以下滲，引起土壤次生鹽鹼化等嚴重後果。另外，殘留地膜影響土壤的物理性狀，抑制作物生長發育。地膜材料的主要成分是高分子化合物，在自然條件下，這些高聚物難以分解，若長期滯留地裡，會影響土壤的透氣性，阻礙土壤水肥的運移，影響土壤微生物活動和正常土壤結構形成，最終降低土壤肥力水平，影響農作物根系的生長發育，導致作物減產。2、對農作物的危害。由於殘膜影響和破壞了土壤理化性狀，必然造成作物根系生長發育困難。凡具有殘膜的土壤，會阻止根系串通，影響作物根系正常吸收水分和養分；作物株間施肥時，有大塊殘膜隔離則隔肥，影響肥效，致使產量下降。3、對農 村環境景觀的影響。由於回收殘膜的局限性，加上處理回收殘膜不徹底，方法欠妥，部分清理出的殘膜棄于田邊、地頭，大風颳過後，殘膜被吹至家前屋後、田間、樹梢，影響農村環境景觀，造成「視覺汙染」。4、對牲畜的危害。地面露頭的殘膜與牧草混在一起，牛羊誤食殘膜後，會阻隔食道影響消化，甚至死亡。總之，從地膜汙染對環境和農作物產量以及人類的身體健康的危害能夠看出，地膜栽培農田中殘留的地膜量，大都接近或達到了能使作物減產的臨界值。因此，防治地膜汙染已經是一項十分緊迫而又有重要意義的工作。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於針對上述現有技術中的問題，提供一種植株分離輕質薄膜破碎裝置，能夠實現輕質薄膜的破碎分離並完成植株的有效收集，防止地膜殘留到土壤中。

為了實現上述目的，本實用新型植株分離輕質薄膜破碎裝置包括由上至下依次設置的離心分離機構、輥子輸送機構、破碎與風選機構以及靜電吸附機構；所述的離心分離機構包括倒漏鬥狀的進料口以及與進料口相連的離心分離筒，進料口的底部中心通過離心電機安裝用於甩落土壤顆粒的旋轉抓；所述的離心分離筒底面開有出料口，輥子輸送機構包括設置在離心分離筒正下方的輥子輸送機；所述的破碎與風選機構包括設置在輥子輸送機尾端下方的打碎筒，打碎筒的入口處通過十字支架安裝有打碎電機，打碎電機通過圓錐滾子軸承連接有打碎刀，打碎筒底部開口並連接風選通道；所述的風選通道一端連接風機，另一端連接薄膜落料桶；所述風選通道的通道體上開有落料口，靜電吸附機構包括與落料口相連的吸附箱以及連接在吸附箱下方的植株落料筒，所述的吸附箱包括靜電吸附板以及導料葉扇。

所述的進料口安裝在通過支架支撐著的頂板上，離心分離筒設置在頂板下方並與進料口連通，離心分離筒底面傾斜設置，底面最低位置側面開設有顆粒甩出口。

所述離心分離筒包括同心設置的內筒和外筒，外筒底面傾斜設置，外筒底面最低位置側面開有顆粒甩出口，出料口開設在內筒底面，內筒和外筒之間設置有若干根間隔排布的立柱。

所述的離心電機離心軸轉速為300r/min，離心分離筒的半徑為510mm。

所述輥子輸送機採用傾斜式輥子輸送機。

所述的輥子輸送機長度為1300mm，輥子之間的間距為131mm。

所述的打碎筒為倒漏鬥狀，所述的十字支架下方設置有刀刃。

所述的導料葉扇包括設置在吸附箱頂部與底部的兩個葉扇，靜電吸附板將吸附箱豎直隔開成兩個通道，導料葉扇能在吸附箱中進行擺動使物料沿不同通道下落，植株落料筒包括三個腔位，其中兩側腔位用於收集植株，中間腔位用於收集靜電吸附板斷電後落下的薄膜。

與現有技術相比，本實用新型植株分離輕質薄膜破碎裝置結構緊湊，通過離心分離機構首先進行「抖泥」，即將大塊的泥土顆粒分離出來，然後通過輥子輸送機構將小顆粒的土壤顆粒通過在輥筒間進行滾動而散落出去，其次經過破碎與風選機構對植株與薄膜的混合料進行破碎，並根據植株與薄膜比重不同的特點進行風選，初步去除混雜的薄膜，最後通過靜電吸附機構對風選後的植株深度吸附，再次去除所混雜的薄膜。本實用新型裝置能夠高效地對植株中混雜的薄膜進行破碎分離，尤其適用於分離收集地膜和花生秧，製作成本低，操作方便。

進一步的，本實用新型離心分離筒底面傾斜設置，底面最低位置側面開設有顆粒甩出口，這樣能夠使甩出的泥土顆粒順著外桶沿著傾斜方向一個一個進行流出。

進一步的，本實用新型採用傾斜式輥子輸送機，不需外在提供動力，就能達到運輸效果。

進一步的，本實用新型打碎筒的十字支架下方設置有刀刃，該刀刃能夠與打碎刀進行配合，形成剪切的效果，使得破碎更加省力高效。

進一步的，本實用新型靜電吸附機構通過靜電吸附板以及導料葉扇將吸附箱空間進行分隔，植株落料筒包括三個腔位，其中兩側腔位用於收集植株，中間腔位用於收集靜電吸附板斷電後落下的薄膜，這樣保證分離效果，進一步提高收集到植株的純淨度。

附圖說明

圖1本實用新型植株分離輕質薄膜破碎裝置的整體結構示意圖；

圖2本實用新型離心分離機構的結構示意圖；

圖3本實用新型輥子輸送機構的結構示意圖；

圖4本實用新型破碎與風選機構的結構示意圖；

圖5本實用新型靜電吸附機構的結構示意圖；

圖6本實用新型落料原理示意圖；

附圖中：1.進料口；2.離心電機；3.頂板；4.支架；5.輥子輸送機；6.打碎電機；7.打碎筒；8.風選通道；9.風機；10.植株落料筒；11.靜電吸附板；12.薄膜落料桶；13.離心分離筒；14.導料葉扇。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明。

參見圖1，本實用新型植株分離輕質薄膜破碎裝置包括由上至下依次設置的離心分離機構、輥子輸送機構、破碎與風選機構以及靜電吸附機構；離心分離機構包括倒漏鬥狀的進料口1以及與進料口1相連的離心分離筒13，進料口1的底部中心通過離心電機2安裝用於甩落土壤顆粒的旋轉抓；離心分離筒13底面開有出料口，輥子輸送機構包括設置在離心分離筒13正下方的輥子輸送機5；破碎與風選機構包括設置在輥子輸送機5尾端下方的打碎筒7，打碎筒7的入口處通過十字支架安裝有打碎電機6，打碎電機6通過圓錐滾子軸承連接有打碎刀，打碎筒7底部開口並連接風選通道8；風選通道8一端連接風機9，另一端連接薄膜落料桶12；風選通道8的通道體上開有落料口，靜電吸附機構包括與落料口相連的吸附箱以及連接在吸附箱下方的植株落料筒10，吸附箱包括靜電吸附板11以及導料葉扇14。

參照圖2，離心分離機構利用離心力，將大塊較重的土壤顆粒從料桶中甩出，以達到分離土壤的作用，並能將分離後的混合料送入下一機構。為了達到這一目的，在這個部分的設計是：利用離心電機2帶動軸旋轉，在軸上用螺栓裝有四個旋轉抓，旋轉抓在旋轉時起到「抖泥」與離心的作用，甩出的土壤顆粒通過離心分離筒13上的一圈「柵欄柱」甩出，而較長的花生秧則不會從中甩出，所以能夠達到分離較大較重土壤顆粒的作用。

在整個離心分離筒13的上端有一長方形的頂板3，頂板3上開有一圈柵欄柱的孔，下面有圓環型與上面頂板3相對應的孔，用兩端帶有螺紋的軸所製得的「柵欄柱」穿過，兩端用螺母連接。用白鐵皮捲成筒狀，將下部剪出斜度，底面最低位置側面開設有顆粒甩出口，顆粒甩出口為方形，傾斜的目的是使甩出的較大泥土顆粒能夠沿著傾斜方向流出，顆粒甩出口使得泥土顆粒沿此口排除，並用螺釘安裝在平板的一圈孔外，作為離心外桶，使得甩出的泥土顆粒順外桶而下。在圓環上同樣用白鐵皮捲成筒狀，用螺釘連接在圓環上，作為內桶，內桶的主要作用是將甩出泥土顆粒後的料落下，送入輥子輸送機5。甩出的泥土顆粒順離心外桶而落，在離心外桶和內桶間利用鈑金加工一斜的橢圓鐵皮，中間剪出一個與內筒大小相同的孔，利用焊接的方法與離心外桶、離心內筒相連。在長方形頂板3的圈孔四角上用螺栓連接方腳支架，用於作為支腳。這就實現了第一步的離心功能，並將甩出的泥土順利排出。

本步驟主要設計參數如下：離心軸轉速為300r/min、離心外桶的半徑為510mm。

參照圖3，利用輥子輸送機構的輸送，一方面起到傳遞物料的作用，另一方面利用輥子間的間隙，使得上個步驟沒有甩出的泥土顆粒進一步散落，一般花生秧的長度在30～40釐米，地膜與花生秧糾纏在一起，所以花生秧不會從輥筒間散落出，起到分離泥土顆粒的作用。

選用傾斜式輥子輸送機，傾斜式的好處是不需要外在提供動力，就能達到運輸的效果。

本步驟主要設計參數如下：輥子輸送機的高度為1500mm、輥子輸送機長度為1300mm、滾筒之間的距離為131mm。

參照圖4，破碎機構的主要目的是將花生秧與其中混有的地膜一同打碎，打碎成小段狀，隨後通過風選機構將地膜分離。利用鐵板切割捲成「桶狀」和「漏鬥狀」形成打碎筒7，打碎筒7下方連接風選通道8，利用焊接技術將它們焊在一起，在打碎筒7上方用螺栓連接十字支架，十字支架的主要目的是安放軸承座與電機。軸承座與十字支架之間用四個平均分布的螺栓連接，打碎電機6安放在軸承座上，它們之間用螺栓連接，在十字支架下方焊有刀刃，目的是為了在打碎刀轉動時與之相配合，起到「剪刀」的作用，進而達到打碎的目的。

軸承座中間裝有圓錐滾子軸承，選擇圓錐滾子軸承的原因主要是：一是圓錐滾子軸承能夠承受雙向載荷，即能承受徑向力，又能承受沿軸向的力；二是圓錐滾子軸承的內外圈高度不平齊，不旋轉的外圈能頂在軸承座上，與電機軸一同旋轉的內圈能頂在「打碎刀」上，並緊挨軸上。「打碎刀」頂在軸承內圈上，並在旋轉時與「刀刃」起剪切作用，將花生秧和殘留地膜打碎。在打碎電機6的電機軸下方攻有螺紋，並擰有螺母，螺母的主要作用是在軸向進行固定，並保證「打碎刀」與「刀刃」配合進行剪切。

風選結構通過風機9的風力將上一步打碎的花生秧和殘留地膜進行分離。利用花生秧和地膜間的密度有所不同，在風機的吹動下，地膜會比花生秧被吹飛的更遠。

參見圖5，靜電吸附機構利用靜電吸附板11對打碎的地膜進行吸附，將地膜吸附在靜電吸附板11上，斷電後，靜電吸附板11上吸附的地膜便會自行下落進入回收地膜的料口中。而花生秧則不會被靜電所吸附，能夠順利進入最後收集的植株落料筒10，進一步實現分離。

參見圖6，經過風機分離後的花生秧從如圖所示的方向下落，上下兩個導料葉扇14能夠在繼電開關的帶動下向左向右擺動，，如圖所示的位置是繼電開關在Ⅰ位置，此時上導料葉扇在右側位置，下導料葉扇在左側位置，當繼電開關打在Ⅱ位置時，上導料葉扇在左側，下導料葉扇在右側。植株落料筒10包括三個腔位，此設計的目的是當繼電開關在Ⅰ位置時，混有地膜的花生秧會從左腔進入，經過左腔的靜電吸附板吸附後，打碎的花生秧落入圖示左側腔位，當繼電開關在Ⅱ位置時，上導料葉扇在左側位置，下導料葉扇在右側位置，此時混有地膜的花生秧經過右腔靜電吸附板的吸附落入右側腔位中。同時，繼電開關與靜電吸附板11的電路相連，當繼電開關在Ⅰ位置時，此時右腔的靜電吸附板斷電，此時右腔所吸附的地膜會因為失電而落下，則會落入中間的腔位中中；當繼電開關在Ⅱ位置時，此時左腔的靜電吸附板失電，則左腔靜電吸附板所吸附的地膜會因為失電而落下，也進入中間的腔位中。

最終分離出的一部分地膜進入薄膜落料桶12中，在植株落料筒10中，中間的腔位也是地膜，兩邊的腔位是分離出的花生秧，最終達到了分離花生秧和地膜的目的。