一種顆粒物料旋轉(zhuǎn)下滑溜管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于顆粒物料分選技術(shù)范疇，具體涉及一種顆粒物料旋轉(zhuǎn)下滑溜管。該溜管(1)整體為一等內(nèi)徑的直圓管結(jié)構(gòu)，依序包括調(diào)姿段(2)、加轉(zhuǎn)段(3)和導(dǎo)向段(4)，調(diào)姿段(2)為內(nèi)壁光滑的U形槽(5)；加轉(zhuǎn)段(3)內(nèi)壁開有多條周向均布、螺距逐漸減小的螺旋導(dǎo)向槽(6)；導(dǎo)向段(4)為內(nèi)壁光滑的圓管；該溜管(1)采用傾斜布置，調(diào)姿段(2)在上方，U形槽(5)開口朝上。通過在溜管內(nèi)壁配置多條變螺距螺旋導(dǎo)向槽，在加轉(zhuǎn)段內(nèi)逐漸將顆粒物料的整體平動轉(zhuǎn)化為整體平動和自身轉(zhuǎn)動相結(jié)合的運(yùn)動狀態(tài)，有助于布置在溜管出口處的成像系統(tǒng)在較短的下落距離內(nèi)捕捉到顆粒物料的更多表面信息，提高依據(jù)物料表面信息進(jìn)行分級的精準(zhǔn)程度。
【專利說明】一種顆粒物料旋轉(zhuǎn)下滑溜管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于顆粒物料分選技術(shù)范疇，具體涉及一種顆粒物料旋轉(zhuǎn)下滑溜管。

【背景技術(shù)】
[0002]谷物等顆粒物料的顏色、形態(tài)等表面信息可直接或間接反應(yīng)物料的品質(zhì)，因此，依據(jù)顆粒物料表面信息進(jìn)行分選、分級是一種普遍采用的方法。
[0003]目前廣泛使用的多通道谷物色選機(jī)，是一種依據(jù)顆粒物料表面信息進(jìn)行分選的典型設(shè)備。分選時(shí)，每顆谷物顆粒進(jìn)入U(xiǎn)型傾斜滑槽后列隊(duì)向下滑行。經(jīng)過背景板時(shí)，如果谷物顆粒表面相對背景板產(chǎn)生超過標(biāo)定值的色差，感應(yīng)元件便可將信號差異轉(zhuǎn)化為執(zhí)行指令，由氣嘴將谷物顆粒吹出。由于U型傾斜滑槽為直槽，谷物顆粒在其中的滑行基本為平動，且脫離滑槽后的谷物顆粒也以整體平動的運(yùn)動狀態(tài)經(jīng)過背景板前，因此，感應(yīng)元件僅能接收到背景板前與谷物顆粒相鄰一側(cè)的表面信息，造成表面信息的失真甚至遺漏，進(jìn)而影響分級精度。
[0004]顆粒物料表面各部分所處的空間方位不同，通常情況下各部分所包含的表面信息各異。一些對物料表面要求較高的分級作業(yè)，需要獲取顆粒物料表面全部、真實(shí)的信息。為此，通常需要在相對顆粒物料的多個(gè)方位采像，采用的方法包括:在顆粒物料周圍布置多個(gè)成像系統(tǒng)同時(shí)采像、利用物料相對單成像系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)多次采像、利用透鏡或面鏡和單成像系統(tǒng)采像，或利用更復(fù)雜的采像方法成像。
[0005]增強(qiáng)型的谷物色選機(jī)采用了雙向采像，即兩套采像系統(tǒng)相對布置于物料兩側(cè)，以便獲取更準(zhǔn)確、全面的表面信息。由于顆粒物料表面多為不規(guī)則的曲面，雙向采像仍存在較大失真，在兩側(cè)圖像的邊緣處甚至產(chǎn)生信號漏采，造成對側(cè)面有瑕疵的顆粒判別失誤。另夕卜，雙向采像系統(tǒng)造成了設(shè)備整體布局困難，對多通道并行設(shè)備或在高污染環(huán)境運(yùn)行設(shè)備表現(xiàn)尤甚。
[0006]中國發(fā)明專利申請CN 201010226335.7，提出了一種通過設(shè)置兩個(gè)反光鏡，力求通過一次采像來獲得玉米果穗表面全部信息的采像方法。但得到的圖像仍存在較大失真，且需對反光鏡中的圖像進(jìn)行幾何校正，當(dāng)以物料表面的特征區(qū)域面積進(jìn)行分選時(shí)，分級精度仍然不高。
[0007]其他已有技術(shù)中，對于尺寸較大、形狀規(guī)整的物料常采用旋轉(zhuǎn)托輥等結(jié)構(gòu)，增加物料相對采像系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動，并通過多次采像盡量獲得物料表面的全部、真實(shí)的信息；對于尺寸較小、數(shù)量巨大的顆粒物料的表面質(zhì)量分級，直接采用上述技術(shù)及方法不僅裝備復(fù)雜、龐大，且代價(jià)較高，實(shí)用性較差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種顆粒物料旋轉(zhuǎn)下滑溜管，適用于谷物、油料等小顆粒狀物料的分級作業(yè)前，物料運(yùn)動狀態(tài)的調(diào)整，尤其適用經(jīng)過圓孔篩分選后的顆粒物料的比色分選作業(yè)。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0010]一種顆粒物料旋轉(zhuǎn)下滑溜管，所述溜管I整體為一等內(nèi)徑的直圓管結(jié)構(gòu)，依序包括調(diào)姿段2、加轉(zhuǎn)段3和導(dǎo)向段4，其中，調(diào)姿段2為內(nèi)壁光滑的U形槽5 ;加轉(zhuǎn)段3內(nèi)壁開有多條周向均布、螺距逐漸減小的螺旋導(dǎo)向槽6 ;導(dǎo)向段4為內(nèi)壁光滑的圓管；
[0011]所述溜管I采用傾斜布置，調(diào)姿段2在上方，U形槽5開口朝上。
[0012]所述溜管I由玻璃或硬質(zhì)塑料制成。
[0013]所述調(diào)姿段2的U形槽5，由圓管部分切除后形成。
[0014]所述螺旋導(dǎo)向槽6的起始螺旋升角為90°，終了螺旋升角小于物料與溜管I內(nèi)壁的摩擦角。
[0015]所述導(dǎo)向段4長度為內(nèi)徑的3-5倍。
[0016]所述溜管I的軸線與水平面夾角為60-85°。
[0017]一種采用多根顆粒物料旋轉(zhuǎn)下滑溜管一字平排組成的多通道并行系統(tǒng)。
[0018]本發(fā)明的有益效果在于:
[0019]顆粒物料旋轉(zhuǎn)下滑溜管，通過在溜管內(nèi)壁配置多條變螺距螺旋導(dǎo)向槽，可導(dǎo)引顆粒物料將勢能的大部分有效轉(zhuǎn)化為自轉(zhuǎn)動能，獲得較高的自轉(zhuǎn)速度，避免因下落速度過快、背景板高度太大引起的成像模糊，又可降低導(dǎo)向槽與顆粒表面的接觸面積和下滑阻力，減少能量損失，在加轉(zhuǎn)段內(nèi)逐漸將顆粒物料的整體平動轉(zhuǎn)化為整體平動和自身轉(zhuǎn)動相結(jié)合的運(yùn)動狀態(tài)。物料平動加轉(zhuǎn)動的下落狀態(tài)，有助于布置在溜管出口處的成像系統(tǒng)在較短的下落距離內(nèi)捕捉到顆粒物料的更多表面信息，提高依據(jù)物料表面信息進(jìn)行分級的精準(zhǔn)程度。另外，溜管的直圓管結(jié)構(gòu)有利于多通道并排布置，構(gòu)成大處理量并行系統(tǒng)，提高分選生產(chǎn)率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明一種顆粒物料旋轉(zhuǎn)下滑溜管的單根顆粒物料旋轉(zhuǎn)下滑溜管的結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖2為本發(fā)明一種顆粒物料旋轉(zhuǎn)下滑溜管的多根顆粒物料旋轉(zhuǎn)下滑溜管構(gòu)成的并行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖3為以本發(fā)明一種顆粒物料旋轉(zhuǎn)下滑溜管為主要構(gòu)件組成的單通道分選系統(tǒng)。
[0023]附圖標(biāo)記
[0024]I溜管2調(diào)姿段
[0025]3 加轉(zhuǎn)段4 導(dǎo)向段
[0026]5 U形槽6 螺旋導(dǎo)向槽
[0027]7震動淌板8背景板
[0028]9 補(bǔ)光燈10 采像分析模塊
[0029]11 噴嘴12 光電開關(guān)
[0030]13 雙格物料收集槽14 合格槽
[0031]15 次品槽

【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0033]如圖1所示，本發(fā)明的顆粒物料旋轉(zhuǎn)下滑溜管I整體上為一等內(nèi)徑的直圓管結(jié)構(gòu)，由玻璃或硬質(zhì)塑料制成，根據(jù)結(jié)構(gòu)及功能不同，該溜管I依序包括調(diào)姿段2、加轉(zhuǎn)段3和導(dǎo)向段4。調(diào)姿段2為內(nèi)壁光滑的U形槽5，由圓管部分切除后形成，使調(diào)姿段2和加轉(zhuǎn)段3相接處光滑過渡，且半開放結(jié)構(gòu)有利于防止顆粒物料進(jìn)入加轉(zhuǎn)段3時(shí)發(fā)生堵塞；加轉(zhuǎn)段3內(nèi)壁開有多條周向均布、螺距逐漸減小的螺旋導(dǎo)向槽6，螺旋導(dǎo)向槽6的起始螺旋升角為90°，終了螺旋升角小于物料與溜管I內(nèi)壁的摩擦角，這種結(jié)構(gòu)既可導(dǎo)引顆粒物料產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，又可減少螺旋導(dǎo)向槽6與顆粒表面的接觸面積和下滑阻力，變螺距螺旋導(dǎo)向槽6可導(dǎo)引顆粒物料將勢能的大部分有效轉(zhuǎn)化為自轉(zhuǎn)動能，獲得高的自轉(zhuǎn)速度，遏制下落速度，在加轉(zhuǎn)段3內(nèi)逐漸將顆粒物料的整體平動轉(zhuǎn)換為整體平動加自身旋轉(zhuǎn)的復(fù)合運(yùn)動。導(dǎo)向段4為內(nèi)壁光滑的圓管，長度為內(nèi)徑的3-5倍，主要作用為定向，以使顆粒物料出溜管I時(shí)基本沿溜管I的軸線方向運(yùn)動。溜管I采用傾斜布置，軸線與水平面夾角60-85°，調(diào)姿段2在上方，U形槽5開口朝上。通過調(diào)整溜管I的導(dǎo)向段4和加轉(zhuǎn)段3長度、溜管I的傾角以及螺旋導(dǎo)向槽6螺距的變化規(guī)律，可實(shí)現(xiàn)顆粒物料平動速度及角速度的調(diào)整，同時(shí)獲得較高角速度和較低整體下降速度。
[0034]本發(fā)明的顆粒物料旋轉(zhuǎn)下滑溜管適用于經(jīng)過尺寸分級后的顆粒物料的表面質(zhì)量分選作業(yè)，尤其適合谷物、油料等顆粒物料依據(jù)表面信息進(jìn)行的比色分選。
[0035]本發(fā)明采用顆粒物料旋轉(zhuǎn)下滑溜管與現(xiàn)有單通道分選系統(tǒng)相結(jié)合的方式依據(jù)顆粒物料的表面質(zhì)量進(jìn)行分選作業(yè)，如圖3所示，單通道分選系統(tǒng)包括震動淌板7、背景板8、補(bǔ)光燈9、采像分析模塊10、噴嘴11、光電開關(guān)12以及雙格物料收集槽13。其中，溜管I布置于振動淌板7的下方，溜管I的方位須保證顆粒物料在不受干擾時(shí)落入雙格物料收集槽13的合格槽14內(nèi)，震動淌板7用于將顆粒物料散鋪成薄層、列隊(duì)下滑。溜管I的導(dǎo)向段4末端、軸線下方沿顆粒物料運(yùn)動線路布置有背景板8，根據(jù)顆粒物料經(jīng)過背景板8時(shí)的平動速度和自轉(zhuǎn)速度確定背景板8的長度，確保下落的顆粒物料經(jīng)過背景板8過程中產(chǎn)生一周以上的自轉(zhuǎn)。為使分選系統(tǒng)正常運(yùn)行，顆粒物料的長度需小于背景板8的長度。另外，需對震動淌板7及溜管I的幾何結(jié)構(gòu)和布置方位進(jìn)行綜合調(diào)整，以使顆粒物料經(jīng)過背景板8時(shí)，相鄰兩顆粒間的距離需大于背景板8的長度。
[0036]分選前的顆粒物料需經(jīng)過圓孔篩選，圓孔篩孔直徑小于溜管I的內(nèi)徑，從而使待分選的顆粒物料的直徑小于溜管I的內(nèi)徑。顆粒物料進(jìn)入溜管I前須經(jīng)震動淌板7散鋪成薄層、列隊(duì)下滑。然后，顆粒物料依次進(jìn)入溜管I調(diào)姿段2的U形槽5中進(jìn)行加速下滑和姿態(tài)穩(wěn)定，逐漸過渡為重心最低的整體加速平動滑行狀態(tài)；進(jìn)入加轉(zhuǎn)段3后，在螺旋導(dǎo)向槽6的導(dǎo)引下顆粒物料運(yùn)動狀態(tài)逐漸由整體平動過渡為整體平動和自身旋轉(zhuǎn)的復(fù)合運(yùn)動狀態(tài)；經(jīng)過導(dǎo)向段4的定向，以整體平動和自身旋轉(zhuǎn)相結(jié)合的運(yùn)動狀態(tài)沿溜管I軸線方向排出溜管I。顆粒物料繼續(xù)下落經(jīng)過背景板8時(shí)會經(jīng)歷一周以上的自轉(zhuǎn)過程，期間，補(bǔ)光燈9向背景板8補(bǔ)充光照，連續(xù)工作的采像分析模塊10持續(xù)采集背景板8區(qū)域內(nèi)的色差信號并與標(biāo)定值比對。合格顆粒物料經(jīng)過背景板8時(shí)，采像分析模塊10沉默，顆粒物料落入合格槽14 ；一旦在背景板8前出現(xiàn)異色顆粒物料，采像分析模塊10即接通驅(qū)動噴嘴11的電源，使噴嘴11進(jìn)入待命狀態(tài)，當(dāng)異色顆粒物料繼續(xù)下落經(jīng)過光電開關(guān)12時(shí)，光電開關(guān)12產(chǎn)生的脈沖信號立即觸發(fā)噴嘴11進(jìn)行延時(shí)斷開形式的短暫開啟，氣流推動異色顆粒物料偏離正常下落軌跡并落入次品槽15，同時(shí)，脈沖信號切斷驅(qū)動噴嘴11的電源，等待下一異色顆粒物料。
[0037]如圖2所示，進(jìn)行分選作業(yè)時(shí)，可將多個(gè)溜管I 一字平排組成多通道并行系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)大通量作業(yè)。
【權(quán)利要求】
1.一種顆粒物料旋轉(zhuǎn)下滑溜管，其特征在于: 所述溜管(1)整體為一等內(nèi)徑的直圓管結(jié)構(gòu)，依序包括調(diào)姿段(2)、加轉(zhuǎn)段(3)和導(dǎo)向段(4),其中，調(diào)姿段⑵為內(nèi)壁光滑的I形槽(5)；加轉(zhuǎn)段⑶內(nèi)壁開有多條周向均布、螺距逐漸減小的螺旋導(dǎo)向槽(6)；導(dǎo)向段(4)為內(nèi)壁光滑的圓管； 所述溜管(1)采用傾斜布置，調(diào)姿段(2)在上方』形槽(5)開口朝上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒物料旋轉(zhuǎn)下滑溜管，其特征在于: 所述溜管(1)由玻璃或硬質(zhì)塑料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒物料旋轉(zhuǎn)下滑溜管，其特征在于: 所述調(diào)姿段(2)的I形槽(5),由圓管部分切除后形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒物料旋轉(zhuǎn)下滑溜管，其特征在于: 所述螺旋導(dǎo)向槽(6)的起始螺旋升角為90。，終了螺旋升角小于物料與溜管(1)內(nèi)壁的摩擦角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒物料旋轉(zhuǎn)下滑溜管，其特征在于: 所述導(dǎo)向段(4)長度為內(nèi)徑的3-5倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒物料旋轉(zhuǎn)下滑溜管，其特征在于: 所述溜管(1)的軸線與水平面夾角為60-85。。
7.一種采用多根如權(quán)利要求1-6所述的顆粒物料旋轉(zhuǎn)下滑溜管一字平排組成的多通道并行系統(tǒng)。
【文檔編號】B07C5/342GK104384116SQ201410602353
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】張紹英, 王葉群, 劉婷, 姚剛, 魏文軍, 李海濤 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)