一种块根茎类作物根土分离装置.pdf

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1、(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201510045013.5 (22)申请日 2015.01.28 A01D 33/08(2006.01) (73)专利权人 华南农业大学 地址 510642 广东省广州市天河区五山路 483 号 (72)发明人 马旭 陈学深 武涛 陈国锐 曾令超 李荣超 (74)专利代理机构 广东广信君达律师事务所 44329 代理人 杨晓松 (54) 发明名称 一种块根茎类作物根土分离装置 (57) 摘要 本发明公开了一种块根茎类作物根土分离装 置， 包括机架及分别装于机架上的进料斗、 出料 斗、 变频电机、 变频控制箱、 击打辊总成、 翻抛辊总 成。

2、、 弹性栅条组支撑， 弹性栅条组支撑主要由多根 斜向栅条间隔并排而成， 整体支承面为斜面 ； 击 打辊总成的击打辊横设在斜面高端的下方， 其辊 面上分布有击打辊指， 翻抛辊总成的翻抛辊横设 在斜面低端的上方， 其辊面上分布有翻抛导向辊 指， 进料斗的出料口设在斜面高端的上方， 朝向击 打辊的一端部辊面， 出料斗的进料口设在斜面高 端的上方， 位于击打辊的另一端部端面一侧 ； 击 打辊和翻抛辊由变频电机驱动旋转， 实现同步同 向转动， 变频电机由变频控制箱控制。 本发明具有 生产率高、 根土分离率高、 劳动强度低等特点。 (51)Int.Cl. 审查员 原鹏丽 (19)中华人民共和国国家知识产权。

3、局 (12)发明专利 权利要求书1页 说明书4页 附图6页 CN 104663108 B 2016.05.18 CN 104663108 B 1.一种块根茎类作物根土分离装置， 其特征在于： 包括有机架(1)及分别装于该机架 (1)上的进料斗(2)、 出料斗(3)、 变频电机(4)、 变频控制箱(9)、 击打辊总成、 翻抛辊总成、 弹 性栅条组支撑， 其中， 所述弹性栅条组支撑主要由多根斜向栅条(701)间隔并排而成， 每根 斜向栅条(701)的倾斜面相一致， 进而使得弹性栅条组支撑的整体支承面为斜面； 所述击打 辊总成的击打辊(501)横设在斜面高端的下方， 其轴线垂直于斜向栅条(701)，。

4、 其辊面上分 布有多圈在其长度方向上间隔并排的击打辊指， 每圈击打辊指沿辊体周向分布， 随击打辊 (501)一起转动， 且转至击打辊(501)顶部的击打辊指能穿过相应两斜向栅条(701)间的间 隙， 实现对弹性栅条组支撑上的物料进行击打脱土； 所述翻抛辊总成的翻抛辊(601)横设在 斜面低端的上方， 其轴线垂直于斜向栅条(701)， 其辊面上分布有多根在其长度方向上断续 螺旋布置的翻抛导向辊指(602)， 翻抛导向辊指(602)随翻抛辊(601)一起转动， 且转至翻抛 辊(601)底部的翻抛导向辊指(602)能穿过相应两斜向栅条(701)间的间隙， 实现对物料翻 抛的同时利用螺旋升角引导物料沿。

5、辊体轴向移动； 所述进料斗(2)的出料口设在斜面高端 的上方， 并朝向击打辊(501)的一端部辊面， 所述出料斗(3)的进料口设在斜面高端的上方， 并位于击打辊(501)的另一端部端面一侧； 所述击打辊(501)和翻抛辊(601)由变频电机(4) 驱动旋转， 实现同步同向转动， 所述变频电机(4)由变频控制箱(9)控制。 2.根据权利要求1所述的一种块根茎类作物根土分离装置， 其特征在于： 所述击打辊总 成包括有击打辊(501)、 击打辊驱动链轮(502)及多圈击打辊指， 其中， 所述击打辊驱动链轮 (502)装配在击打辊(501)的转轴(501-1)的一端上， 通过链条传动实现驱动击打辊(5。

6、01)旋 转， 所述转轴(501-1)的两端通过轴承座安装在机架(1)上； 每圈击打辊指包括有直指(503) 和弯指(504)， 以两圈击打辊指为一组， 相邻两组击打辊指在圆周上错开45 。 3.根据权利要求1所述的一种块根茎类作物根土分离装置， 其特征在于： 所述翻抛辊总 成包括有翻抛辊(601)、 翻抛导向辊指(602)、 翻抛辊驱动链轮(603)， 其中， 所述翻抛辊驱动 链轮(603)装配在翻抛辊(601)的转轴(601-1)的一端上， 通过链条传动实现驱动翻抛辊 (601)旋转， 所述转轴(601-1)的两端通过轴承座安装在机架(1)上。 4.根据权利要求1所述的一种块根茎类作物根土。

7、分离装置， 其特征在于： 所述弹性栅条 组支撑包括有斜向栅条(701)、 第一弹簧(702)、 第二弹簧(703)、 第一螺栓(704)、 第二螺栓 (705)、 第一螺母(706)、 第二螺母(707)及装于机架(1)上的栅条框架(708)， 其中， 所述斜向 栅条(701)有多根间隔并排， 其高端通过配套的第一螺栓(704)和第一螺母(706)安装在栅 条框架(708)上， 其低端通过配套的第二螺栓(705)和第二螺母(707)安装在栅条框架(708) 上， 所述第一螺栓(704)和第二螺栓(705)均竖直安装， 该斜向栅条(701)的高端与栅条框架 (708)之间的那段螺栓段上套装有第一。

8、弹簧(702)， 该斜向栅条(701)的低端与栅条框架 (708)之间的那段螺栓段上套装有第二弹簧(703)， 所述第一弹簧(702)和第二弹簧(703)的 压紧长度不等， 共同支撑着斜向栅条(701)。 5.根据权利要求1所述的一种块根茎类作物根土分离装置， 其特征在于： 所述变频电机 (4)位于击打辊(501)的下方， 并配置有电机保护罩(8)。 6.根据权利要求2所述的一种块根茎类作物根土分离装置， 其特征在于： 所述击打辊指 的端部加工有螺纹， 通过螺母、 平垫圈和弹簧垫圈安装在击打辊(501)上。 7.根据权利要求3所述的一种块根茎类作物根土分离装置， 其特征在于： 所述翻抛导向 辊。

9、指(602)为沉头螺钉， 通过螺母、 垫片安装在翻抛辊(601)上， 螺旋升角为70 。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 104663108 B 2 一种块根茎类作物根土分离装置 技术领域 0001 本发明涉及农业机械的技术领域， 尤其是指一种块根茎类作物根土分离装置， 在 作业中可实现物料随机振动、 自身翻转、 交替击打、 逐层脱土。 背景技术 0002 中国是中医药的发源地， 也是世界上天然药物品种最多、 产量最大的国家之一， 近 年来随着药用价值的开发， 人工种植规模逐年扩大， 其中根茎类中草药在中国种植面积达 16.7万公顷。 深根茎类中药材种类繁多， 根系差异较大， 部分药。

10、材挖掘后的根土复合体呈长 的柱体或长条状， 如甘草、 牛膝等， 我们称此类中药材为长根茎类。 还有部分为多年生长的 中药材， 挖掘时为不损伤药材根茎， 药材根茎包裹较多的土壤， 根土复合体近似呈球体或椭 球体， 如虎杖、 人参、 了哥王等， 我们称此类中药材为块根茎类。 通过试验发现， 这两种中药 材几何特性和根土分离特性相差较大， 其中长根茎类中药材根土复合体相对易分离； 而块 根茎层构生理特点复杂， 主根、 支根和须根与土壤交织联结， 较强的固土能力使根土复合体 相对难分离。 通常根茎类中药材根据药用的农艺要求和药厂回收要求， 挖出的根系要进行 先期处理(脱土、 清洗、 切片、 晾晒和包装。

11、)， 这一系列过程中脱土环节极为关键， 生产实践发 现， 根系裹夹的土壤越少， 后续的清洗越为容易； 也使夹带的杂质大为减少， 更有利于切片 的质量和延长刀具的使用寿命。 而目前块根茎中草药根系脱土基本为人工摔打或利用工具 敲打， 其脱土效率十分不理想， 费工费时， 增加了生产成本， 也使药农的经济收入降低。 另 外， 部分地区的块根茎类作物， 如马铃薯、 木薯等机械化根土分离也不理想， 需要改进脱土 方法。 为此， 实现块根茎类作物脱土机械化， 是实现其产业化、 规模化发展的亟需。 发明内容 0003 本发明的目的在于克服现有技术的不足， 提供一种结构简单紧凑、 造价低、 工作可 靠、 生产。

12、率高、 根土分离率高、 劳动强度低、 损伤率低的块根茎类作物根土分离装置。 0004 为实现上述目的， 本发明所提供的技术方案为： 一种块根茎类作物根土分离装置， 包括有机架及分别装于该机架上的进料斗、 出料斗、 变频电机、 变频控制箱、 击打辊总成、 翻 抛辊总成、 弹性栅条组支撑， 其中， 所述弹性栅条组支撑主要由多根斜向栅条间隔并排而 成， 每根斜向栅条的倾斜面相一致， 进而使得弹性栅条组支撑的整体支承面为斜面； 所述击 打辊总成的击打辊横设在斜面高端的下方， 其轴线垂直于斜向栅条， 其辊面上分布有多圈 在其长度方向上间隔并排的击打辊指， 每圈击打辊指沿辊体周向分布， 随击打辊一起转动，。

13、 且转至击打辊顶部的击打辊指能穿过相应两斜向栅条间的间隙， 实现对弹性栅条组支撑上 的物料进行击打脱土； 所述翻抛辊总成的翻抛辊横设在斜面低端的上方， 其轴线垂直于斜 向栅条， 其辊面上分布有多根在其长度方向上断续螺旋布置的翻抛导向辊指， 翻抛导向辊 指随翻抛辊一起转动， 且转至翻抛辊底部的翻抛导向辊指能穿过相应两斜向栅条间的间 隙， 实现对物料翻抛的同时利用螺旋升角引导物料沿辊体轴向移动； 所述进料斗的出料口 设在斜面高端的上方， 并朝向击打辊的一端部辊面， 所述出料斗的进料口设在斜面高端的 说 明 书 1/4 页 3 CN 104663108 B 3 上方， 并位于击打辊的另一端部端面一侧。

14、； 所述击打辊和翻抛辊由变频电机驱动旋转， 实现 同步同向转动， 所述变频电机由变频控制箱控制。 0005 所述击打辊总成包括有击打辊、 击打辊驱动链轮及多圈击打辊指， 其中， 所述击打 辊驱动链轮装配在击打辊的转轴的一端上， 通过链条传动实现驱动击打辊旋转， 所述转轴 的两端通过轴承座安装在机架上； 每圈击打辊指包括有直指和弯指， 以两圈击打辊指为一 组， 相邻两组击打辊指在圆周上错开45 。 0006 所述翻抛辊总成包括有翻抛辊、 翻抛导向辊指、 翻抛辊驱动链轮， 其中， 所述翻抛 辊驱动链轮装配在翻抛辊的转轴的一端上， 通过链条传动实现驱动翻抛辊旋转， 所述转轴 的两端通过轴承座安装在机。

15、架上。 0007 所述弹性栅条组支撑包括有斜向栅条、 第一弹簧、 第二弹簧、 第一螺栓、 第二螺栓、 第一螺母、 第二螺母及装于机架上的栅条框架， 其中， 所述斜向栅条有多根间隔并排， 其高 端通过配套的第一螺栓和第一螺母安装在栅条框架上， 其低端通过配套的第二螺栓和第二 螺母安装在栅条框架上， 所述第一螺栓和第二螺栓均竖直安装， 该斜向栅条的高端与栅条 框架之间的那段螺栓段上套装有第一弹簧， 该斜向栅条的低端与栅条框架之间的那段螺栓 段上套装有第二弹簧， 所述第一弹簧和第二弹簧的压紧长度不等， 共同支撑着斜向栅条， 通 过调节螺母可以调节弹簧的压紧长度， 进而调节斜向栅条与辊体的距离。 00。

16、08 所述变频电机位于击打辊的下方， 并配置有电机保护罩。 0009 所述击打辊指的端部加工有螺纹， 通过螺母、 平垫圈和弹簧垫圈安装在击打辊上。 0010 所述翻抛导向辊指为沉头螺钉， 通过螺母、 垫片安装在翻抛辊上， 螺旋升角为70 。 0011 本发明与现有技术相比， 具有如下优点与有益效果： 0012 1)本发明采用翻抛辊翻抛导向输送、 击打辊击打脱土实现根土复合体的破碎分离 和输送作业， 在作业中实现物料自身翻转、 逐层脱土， 有效降低了机械对物料的损伤， 适用 于块根茎类作物根系脱土分离的机械化作业， 具有结构简单紧凑、 造价低廉、 工作可靠、 生 产率高、 根土分离率高、 劳动强。

17、度低、 损伤率低等特点。 0013 2)两辊同向旋转、 上下斜向布置， 增大了作业空间， 弱化了对物料个体形状差异的 要求。 0014 3)本发明由电机驱动， 可以根据实际工况调节转速以提高生产率， 调节方便， 操作 简单。 0015 4)本发明装置通用性好， 翻抛辊、 击打辊以及栅条的高度都可以调节， 能够适应不 同形状、 不同大小的块根茎类中药材根系的根土分离作业； 通过对翻抛和击打辊辊指简单 更换或套接柔性材料， 可对其它易损伤块根茎类作物(马铃薯、 人参等)实施脱土作用。 附图说明 0016 图1为本发明所述块根茎类作物根土分离装置的主视图。 0017 图2为本发明所述块根茎类作物根土。

18、分离装置的侧视图。 0018 图3为本发明所述块根茎类作物根土分离装置的俯视图。 0019 图4为本发明所述击打辊总成的结构示意图。 0020 图5为本发明所述翻抛辊总成的结构示意图。 0021 图6为本发明所述弹性栅条组支撑的侧视图。 说 明 书 2/4 页 4 CN 104663108 B 4 0022 图7为本发明所述弹性栅条组支撑的俯视图。 具体实施方式 0023 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。 0024 如图1至图7所示， 本实施例所述的块根茎类作物根土分离装置， 包括有机架1及分 别装于该机架1上的进料斗2、 出料斗3、 变频电机4、 变频控制箱9、 击打辊总成、 翻抛辊。

19、总成、 弹性栅条组支撑， 其中， 所述弹性栅条组支撑主要由九根斜向栅条701等距间隔并排而成， 每根斜向栅条701的倾斜面相一致， 进而使得弹性栅条组支撑的整体支承面为斜面； 所述击 打辊总成的击打辊501横设在斜面高端的下方， 其轴线垂直于斜向栅条701， 其辊面上分布 有八圈在其长度方向上等距间隔并排的击打辊指， 每圈击打辊指沿辊体周向均布有四根击 打辊指， 随击打辊501一起转动， 且转至击打辊501顶部的击打辊指能穿过相应两斜向栅条 701间的间隙， 实现对弹性栅条组支撑上的物料进行击打脱土。 所述翻抛辊总成的翻抛辊 601横设在斜面低端的上方， 其轴线垂直于斜向栅条701， 其辊面上。

20、分布有多根在其长度方 向上断续螺旋布置的翻抛导向辊指602， 翻抛导向辊指602随翻抛辊601一起转动， 且转至翻 抛辊601底部的翻抛导向辊指602能穿过相应两斜向栅条701间的间隙， 实现对物料翻抛的 同时利用螺旋升角引导物料沿辊体轴向移动， 在本实施例中， 螺旋升角为70 。 所述进料斗2 的出料口设在斜面高端的上方， 并朝向击打辊501的一端部辊面， 所述出料斗3的进料口设 在斜面高端的上方， 并位于击打辊501的另一端部端面一侧。 所述击打辊501和翻抛辊601由 变频电机4驱动旋转， 实现同步同向转动， 所述变频电机4位于击打辊501的下方， 由变频控 制箱9控制， 并配置有电机保。

21、护罩8， 所述电机保护罩8为弧形， 由钢板焊接而成， 用于挡住经 击打辊击打的根土复合体并撞击分离的土壤， 通过改变变频电机4的频率可以改变整机工 作的转速。 0025 所述击打辊总成包括有击打辊501、 击打辊驱动链轮502及八圈击打辊指， 其中， 所 述击打辊驱动链轮502装配在击打辊501的转轴501-1的一端上， 通过链条传动带动击打辊 驱动链轮502， 进而实现驱动击打辊501做顺时针转动， 所述转轴501-1的两端是通过轴承座 安装在机架1上， 击打辊501在垂直方向的位置可调， 以满足不同形状、 大小的物料需要。 每 圈击打辊指包括有直指503和弯指504， 所有直指503和弯指。

22、504的端部都加工有螺纹， 通过 螺母、 平垫圈和弹簧垫圈安装在击打辊501上。 每圈击打辊指的间隔为55mm， 每圈击打辊指 沿辊体周向均布有四根击打辊指， 具体有三根直指503和一根弯指504， 辊指端点到轴心的 距离为135mm， 以两圈击打辊指为一组， 相邻两组击打辊指在圆周上错开45 。 0026 所述翻抛辊总成包括有翻抛辊601、 翻抛导向辊指602、 翻抛辊驱动链轮603， 其中， 所述翻抛辊驱动链轮603装配在翻抛辊601的转轴601-1的一端上， 通过链条传动带动翻抛 辊驱动链轮603， 进而实现驱动翻抛辊601做顺时针转动， 所述转轴601-1的两端通过轴承座 安装在机架1。

23、上， 翻抛辊601在垂直方向的位置可调， 以满足不同形状、 大小的物料需要， 所 述翻抛导向辊指602为沉头螺钉， 通过螺母、 垫片安装在翻抛辊601上， 螺旋升角为70 ， 可以 根据不同根茎类中药材需要更换不同长度的螺钉， 即可以根据需要更换翻抛导向辊指602。 0027 所述弹性栅条组支撑包括有斜向栅条701、 第一弹簧702、 第二弹簧703、 第一螺栓 704、 第二螺栓705、 第一螺母706、 第二螺母707及装于机架1上的栅条框架708， 其中， 所述斜 向栅条701有九根等距间隔并排， 其高端通过配套的第一螺栓704和第一螺母706安装在栅 说 明 书 3/4 页 5 CN 。

24、104663108 B 5 条框架708上， 其低端通过配套的第二螺栓705和第二螺母707安装在栅条框架708上， 所述 第一螺栓704和第二螺栓705均竖直安装， 该斜向栅条701的高端与栅条框架708之间的那段 螺栓段上套装有第一弹簧702， 该斜向栅条701的低端与栅条框架708之间的那段螺栓段上 套装有第二弹簧703， 所述第一弹簧702和第二弹簧703的压紧长度不等， 共同支撑着斜向栅 条701， 通过调节螺母可以调节弹簧的压紧长度， 进而调节斜向栅条与辊体的距离。 0028 工作时， 块根茎类作物由进料斗2进入， 落到弹性栅条组支撑上， 由旋转的击打辊 总成上的击打辊指(辊指伸出。

25、栅条间隙的部分)对物料底部实现连续击打， 实现梳刷脱土， 其上弯指的圆弧部分使物料周期性抬升， 并在重力作用下回落， 实现物料的振动脱土； 同时 弯指使物料撞击到上方的同向旋转的翻抛辊总成上， 实现撞击脱土； 翻抛辊总成的翻抛导 向辊指使物料一端被升起， 因升起和击打分别作用在物料的侧面和底部， 这种 “同向异位” 的作用力使物料产生一自转力扭， 可实现边击打边翻转， 周向逐层脱土； 由于翻抛辊总成上 的翻抛导向辊指采用断续螺旋布置， 物料受击打的同时， 也受螺旋推力的作用而沿辊体轴 向移动， 往出料斗3方向输送， 最终， 脱土后的根茎会从出料斗3落下， 完成根土分离过程。 0029 综上所述。

26、， 在采用以上方案后， 本发明采用上下斜向布置的击打辊和翻抛辊同向 旋转、 异位击打的方式， 使物料在翻转的同时施以振动、 击打和梳理等复合脱土作业形式， 适用于块根茎类作物脱土分离的机械化作业， 具有工作可靠、 生产率高、 根土分离率高、 劳 动强度低、 损伤率低等特点， 值得推广。 0030 以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例， 并非以此限制本发明的实施范 围， 故凡依本发明之形状、 原理所作的变化， 均应涵盖在本发明的保护范围内。 说 明 书 4/4 页 6 CN 104663108 B 6 图1 说 明 书 附 图 1/6 页 7 CN 104663108 B 7 图2 说 明 书 附 图 2/6 页 8 CN 104663108 B 8 图3 说 明 书 附 图 3/6 页 9 CN 104663108 B 9 图4 图5 说 明 书 附 图 4/6 页 10 CN 104663108 B 10 图6 说 明 书 附 图 5/6 页 11 CN 104663108 B 11 图7 说 明 书 附 图 6/6 页 12 CN 104663108 B 12 。