[發明專利]玉米秸稈皮瓤分離裝置

在審

• 申請號: 201610108898.3
• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號: CN107127036A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 宮元娟;任德志;高志惠;呂崢;邢芳
• 申請（專利權）人: 沈陽農業大學
• 主分類號: B02C21/00
• 分類號: B02C21/00;B02C23/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及農業機械技術領域中以玉米秸稈物料高值化利用機構的結構設計和應用技術領域，特別提供了一種玉米秸稈皮瓤分離裝置。

背景技術

玉米秸稈由葉、外皮和瓤構成，其中：瓤和葉含有豐富的粗蛋白、粗脂肪、半纖維素和糖等，是育畜的優良飼料；外皮的主要成份是纖維素和木質素，它強度高、韌性好，是造紙、制板的好原料。但是，在秸稈的皮瓤未分離前作飼料，其作為傳統飼料使用則存在適口性差，采食率低，咀嚼困難等亟待改善的問題；若在秸稈的皮瓤未分離前將其用于造紙、制板，則由于糖和蛋白含量高，致使漿液粘度大，生產效率低，成本增加。

如果將秸稈外皮分離，必將明顯有利于資源的高效利用，甚至可能使其利用效率倍增。然而玉米外皮和瓤的結合力使得其高效分離有難度。目前玉米秸稈皮和瓤分離技術針對單株秸稈剝葉，接著切割刮瓤，由于秸稈個體的差異性，存在分離質量不穩定，分離效率低，進而沒有得到推廣應用。此外，因為玉米秸稈的存量大，每年都有大量秸稈因得不到及時有效利用被焚燒，對環境造成了污染。

東北農業大學的王德福研制的玉米秸稈皮瓤葉分離設備，對剝瓤機構進行了試驗研究。其利用試驗臺對其主要影響因素：剝瓤刀與支持板間隙、剝瓤刀數量、剝瓤刀安裝角和剝瓤輥轉速進行了試驗。王德福設計的玉米秸稈皮瓤分離機由除葉機構和剝瓤機構組成。玉米秸稈皮瓤分離主要工藝 為：秸稈喂入-兩級除葉-旋切剝瓤-外皮輸出，其關鍵工藝為除葉與剝瓤。其皮瓤分離過程是，在喂入輥夾持輸送下秸稈根部向前進入齒輥除葉機構，經其打擊、搓擦，大部分葉片脫離莖桿；然后秸稈進入剝瓤機構，經縱向切割、展開、壓平、內瓤切削，實現內瓤與外皮的分離；最后外皮由輸出輥導出。(參見文獻：王德福，陳爭光，于克強.玉米秸稈剝瓤機構參數優化[J].農業機械學報，2012，43(10)：90-94.文獻：王德福，陳爭光，于克強.玉米秸稈剝瓤機構參數優化[J].農業機械學報，2012，43(10)：90-94.)

東北林業大學李平凡，設計了一種用于分離玉米秸稈皮、瓤、葉的一體機(參見文獻：李平凡，花軍，張向明.玉米秸稈皮.瓤.葉分離體機的設計研究[J].安徽農業科學，2013(33)：13038-13041)。該機主要由電機、機架、去葉裝置和除瓤裝置等組成，按照先去葉后除瓤的順序對玉米秸稈進行加工，其中去葉基于搓擦原理，除瓤基于劈展刮削原理。以上2種皮、瓤分離機共同的特點是，對每個單株秸稈進行打擊、搓擦，脫葉；然后切割秸稈、展開、壓平、內瓤切削這樣的過程，實現外皮與瓤葉的分離。由于秸稈個體的差異性，皮瓤分離質量不穩定，工作效率低。

為了提高秸稈的應用價值，做到精細化利用；進行新的技術發明和應用勢在必行。解決玉米秸稈的外皮和瓤葉高效分離技術對農民盡快實現小康、改善生態環境、實現可持續發展和國家十三五的宏偉目標具有重要的意義。人們迫切希望獲得一種技術效果優良的玉米秸稈皮瓤分離裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種技術效果優良的玉米秸稈皮瓤分離裝置。

本發明重點涉及一種玉米秸稈皮瓤分離裝置，其特征在于：其以秸稈 及皮瓤硬度、密度、彈性模量等差異較大的物料特性進行皮瓤分離研究為切入點，建立碾壓、剪切和錘擊分離機構體系；其工作原理是：待加工的玉米秸稈從喂料口進入玉米秸稈皮瓤分離裝置中實現碾壓、剪切和錘擊分離，在高速旋轉的錘刀和外齒圈之間受到沖擊、剪切和摩擦作用而實現皮瓤分離；其分離機理為下述幾點的組合：①高速旋轉錘擊粉碎單元對物料直接沖擊作用；②帶齒襯套對物料的反擊作用；③錘刀和外齒圈所形成的的狹窄間隙對物料的剪切、擠壓和摩擦作用；④物料間的相互碰撞、摩擦作用。

所述玉米秸稈皮瓤分離裝置，優選要求保護下述內容：

所述玉米秸稈皮瓤分離裝置采用先壓后碎再分離的方式對秸稈進行處理；即：先使用1-2對壓輥對玉米秸稈進行預壓處理，然后將壓成條狀的秸稈進行切割分段，切割后在揉碎機中揉碎，最后通過旋風分離將皮瓤分離并存儲。

對玉米秸稈進行預壓處理所使用的是軸線相互垂直的2對壓輥，其中一組為軸線水平布置的水平輥子2，另一組為軸線豎直布置的豎直輥子；其中：水平輥子2整體為圓柱狀結構，其外圓柱面上固定布置有用于擠壓配合的齒滾結構；水平輥子2有兩個組成一對且二者共同構成喂入輥組，兩個水平輥子2的軸線平行且在同一豎直平面中布置；兩個水平輥子2之間留有相配合的能調節的喂料間隙；成對的水平輥子2中主動件由外部動力驅動；

軸線豎直布置的豎直輥子在玉米秸稈加工流程中布置在水平輥子2的下游，其也由兩個組成一對且二者共同構成繼續對玉米秸稈進行預壓的輥組；