[實用新型]一種仿生非光滑清選篩面

無效

• 申請號: 200920233944.8
• 申請日: 2009-07-20
• 公開（公告）號: CN201536502U
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 徐立章;李耀明;馬征
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: A01F12/44
• 分類號: A01F12/44
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 盧亞麗

技術領域

本實用新型屬于一種農業機械用篩面，特別是一種仿生非光滑清選篩面。

背景技術

機械化聯合收獲過程是將田間成熟作物植株割下，經輸送槽喂入到脫粒裝置，將籽粒從作物穗頭或角果中脫出，清選裝置從脫出混合物中獲得干凈的籽粒，而將雜余排出機外。隨著經濟社會的發展，勞動力成本的增加，農作物機械化收獲的需求越來越大，與此同時，農作物產量的不斷增加，收獲時作物含水量越來越高，如油菜機械化收獲時主莖稈含水率一般在50％～72％，角果殼含水率54％～66％，角果成熟度差異顯著；南方晚粳稻或北方霜前水稻收獲時，莖稈的含水率在30-60％。作物含水率的增加造成脫粒中濕脫濕分離困難，更困難的是潮濕物料的清選篩分。田間試驗發現：在連續2-3個小時收獲作業中，油菜脫出混合物清選時容易粘在篩面上，形成粘附物，堵塞篩孔，甚至將篩面完全覆蓋(俗稱糊篩)，使篩面有效清選面積減小，清選損失率大幅增加。總之潮濕物料篩分時在篩面上的粘連、進而造成篩孔堵塞問題已成為我國油菜、水稻等機械化收獲亟需解決的最關鍵問題，具有重要的理論意義和廣闊的應用前景。

美、德、日等國學者先后進行了海洋生物體表和植物葉表面的仿生研究。1936年，Gray?J發現了海豚的實際游泳速度和生理上所能達到的游泳速度之間存在著巨大的差別。經過多年的研究，理論學家和試驗學家共同證明：當海豚游動時隨著滑過海豚體表的水流剪切阻力增大，海豚皮膚逐漸由光滑轉變成具有一定幾何形狀的非光滑形態，實現減阻。隨后，這一技術被澳大利亞Speedo公司所采用，研制開發了Fastskin系列的布料與泳衣，幫助了世界上許多優秀游泳運動員獲得佳績。德國科學家Nitschke等對鯊魚的皮膚進行細致的觀察和研究發現：鯊魚皮膚表面具有典型的冠狀結構，每一塊冠狀組織上具有3-5徑向溝槽，研究證實當紊流流經這種具有縱向溝槽的非光滑表面時會比流經光滑表面時產生的剪切阻力要小。土壤動物體表的許多部位經常與土壤直接接觸，它們經過億萬年的進化而形成的防粘特性突出地表現于其體表。研究表明，幾何非光滑體表是土壤動物減粘降阻的原因之一。吉林大學任露泉院士、佟金教授通過對洗螂研究發現，銳螂出入于粘性較大的糞便和泥土中，能自由行動，身體并未粘附糞便和泥土，體表必然進化成與之相適應的結構。這種現象主要歸結于蟋螂體表觸土部位隨機地或規律地分布著一定幾何形狀的結構單元體，單元態呈凸包型或凹坑型，凸包直徑在12-16微米，凸包高度在6-8微米。銳螂體表這種結構，一方面能有效地減少其體表與土壤接觸面積，減少發生化學吸附點的數量，另一方面破壞了水膜的連續性，使其體表與土壤表面間存在空氣膜，從而達到不粘的效果。任露泉院士、佟金教授等將該研究成果應用于觸土部件、不粘炊具、模具，形成了多項專利，如仿生減粘脫附非光滑表面部件(公告號：CN1211005C)、不粘炊具(公告號：CN1240331C)、具有仿生非光滑表面的模具(公告號：CN100360272C)等。但到目前為止還未發現國內、外學者對潮濕農業物料清選篩分時在篩面上的粘附、堵塞篩孔等問題的解決方案。

實用新型內容

本實用新型的目的是為農業機械提供一種能適應潮濕物料篩分的仿生非光滑清選篩面。受蟋螂體表結構形態具有減粘脫附效果等研究成果的啟發，形成了適應潮濕物料篩分仿生非光滑清選篩面的設計思想。根據待篩分物料與篩面的粘附特性，同時考慮制造和使用成本，取篩面非光滑表面結構形態尺度在亞毫米級到毫米級范圍。

本實用新型的目的是采用以下技術方案實現的：

一種仿生非光滑清選篩面，包括篩面基體和基體上的篩孔，清選篩基體的表面上具有若干凸起或凹陷單元體，所說的凸起或凹陷單元體高度(H)為0.5～2毫米，凸起或凹陷單元體在篩面基體上的幾何投影面積之和與篩面基體面積之比為30-70％。

所述的仿生非光滑清選篩面，其特征在于所述的凸起或凹陷單元體為球冠、圓柱或圓錐等旋成體，其球冠半徑(SR)、圓柱形或圓錐大端直徑()為0.5-2毫米，單元體按交錯柵格式排列，單元體間距為1.5～7毫米。

所述的仿生非光滑清選篩面的制造方法為：先在篩面基體上利用機械沖壓的方法形成凸起或凹陷單元體后，所說的凸起或凹陷單元體高度(H)為0.5～2毫米，凸起或凹陷單元體在篩面基體上的幾何投影面積之和與篩面基體面積之比為30-70％，然后再在基體上加工形成篩孔。

本實用新型中所說的篩面基體面積，是指未加工形成篩孔前的基體投影面積。

本實用新型的仿生非光滑清選篩面，具有加工簡單，性能可靠，成本低，與普通光滑清選篩相比，將篩分物料與篩面的粘附性降低40％-80％，有效篩分時間增加6-20倍，具有抗粘防堵作用。