一种颗粒物料旋转下滑溜管的制作方法
【专利摘要】本发明属于颗粒物料分选技术范畴，具体涉及一种颗粒物料旋转下滑溜管。该溜管(1)整体为一等内径的直圆管结构，依序包括调姿段(2)、加转段(3)和导向段(4)，调姿段(2)为内壁光滑的U形槽(5)；加转段(3)内壁开有多条周向均布、螺距逐渐减小的螺旋导向槽(6)；导向段(4)为内壁光滑的圆管；该溜管(1)采用倾斜布置，调姿段(2)在上方，U形槽(5)开口朝上。通过在溜管内壁配置多条变螺距螺旋导向槽，在加转段内逐渐将颗粒物料的整体平动转化为整体平动和自身转动相结合的运动状态，有助于布置在溜管出口处的成像系统在较短的下落距离内捕捉到颗粒物料的更多表面信息，提高依据物料表面信息进行分级的精准程度。
【专利说明】一种颗粒物料旋转下滑溜管
【技术领域】
[0001]本发明属于颗粒物料分选技术范畴，具体涉及一种颗粒物料旋转下滑溜管。
【背景技术】
[0002]谷物等颗粒物料的颜色、形态等表面信息可直接或间接反应物料的品质，因此，依据颗粒物料表面信息进行分选、分级是一种普遍采用的方法。
[0003]目前广泛使用的多通道谷物色选机，是一种依据颗粒物料表面信息进行分选的典型设备。分选时，每颗谷物颗粒进入U型倾斜滑槽后列队向下滑行。经过背景板时，如果谷物颗粒表面相对背景板产生超过标定值的色差，感应元件便可将信号差异转化为执行指令，由气嘴将谷物颗粒吹出。由于U型倾斜滑槽为直槽，谷物颗粒在其中的滑行基本为平动，且脱离滑槽后的谷物颗粒也以整体平动的运动状态经过背景板前，因此，感应元件仅能接收到背景板前与谷物颗粒相邻一侧的表面信息，造成表面信息的失真甚至遗漏，进而影响分级精度。
[0004]颗粒物料表面各部分所处的空间方位不同，通常情况下各部分所包含的表面信息各异。一些对物料表面要求较高的分级作业，需要获取颗粒物料表面全部、真实的信息。为此，通常需要在相对颗粒物料的多个方位采像，采用的方法包括:在颗粒物料周围布置多个成像系统同时采像、利用物料相对单成像系统旋转多次采像、利用透镜或面镜和单成像系统采像，或利用更复杂的采像方法成像。
[0005]增强型的谷物色选机采用了双向采像，即两套采像系统相对布置于物料两侧，以便获取更准确、全面的表面信息。由于颗粒物料表面多为不规则的曲面，双向采像仍存在较大失真，在两侧图像的边缘处甚至产生信号漏采，造成对侧面有瑕疵的颗粒判别失误。另夕卜，双向采像系统造成了设备整体布局困难，对多通道并行设备或在高污染环境运行设备表现尤甚。
[0006]中国发明专利申请CN 201010226335.7，提出了一种通过设置两个反光镜，力求通过一次采像来获得玉米果穗表面全部信息的采像方法。但得到的图像仍存在较大失真，且需对反光镜中的图像进行几何校正，当以物料表面的特征区域面积进行分选时，分级精度仍然不高。
[0007]其他已有技术中，对于尺寸较大、形状规整的物料常采用旋转托辊等结构，增加物料相对采像系统的转动，并通过多次采像尽量获得物料表面的全部、真实的信息；对于尺寸较小、数量巨大的颗粒物料的表面质量分级，直接采用上述技术及方法不仅装备复杂、庞大，且代价较高，实用性较差。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种颗粒物料旋转下滑溜管，适用于谷物、油料等小颗粒状物料的分级作业前，物料运动状态的调整，尤其适用经过圆孔筛分选后的颗粒物料的比色分选作业。
[0009]为实现上述目的，本发明的技术方案如下:
[0010]一种颗粒物料旋转下滑溜管，所述溜管I整体为一等内径的直圆管结构，依序包括调姿段2、加转段3和导向段4，其中，调姿段2为内壁光滑的U形槽5 ;加转段3内壁开有多条周向均布、螺距逐渐减小的螺旋导向槽6 ;导向段4为内壁光滑的圆管；
[0011]所述溜管I采用倾斜布置，调姿段2在上方，U形槽5开口朝上。
[0012]所述溜管I由玻璃或硬质塑料制成。
[0013]所述调姿段2的U形槽5，由圆管部分切除后形成。
[0014]所述螺旋导向槽6的起始螺旋升角为90°，终了螺旋升角小于物料与溜管I内壁的摩擦角。
[0015]所述导向段4长度为内径的3-5倍。
[0016]所述溜管I的轴线与水平面夹角为60-85°。
[0017]一种采用多根颗粒物料旋转下滑溜管一字平排组成的多通道并行系统。
[0018]本发明的有益效果在于:
[0019]颗粒物料旋转下滑溜管，通过在溜管内壁配置多条变螺距螺旋导向槽，可导引颗粒物料将势能的大部分有效转化为自转动能，获得较高的自转速度，避免因下落速度过快、背景板高度太大引起的成像模糊，又可降低导向槽与颗粒表面的接触面积和下滑阻力，减少能量损失，在加转段内逐渐将颗粒物料的整体平动转化为整体平动和自身转动相结合的运动状态。物料平动加转动的下落状态，有助于布置在溜管出口处的成像系统在较短的下落距离内捕捉到颗粒物料的更多表面信息，提高依据物料表面信息进行分级的精准程度。另外，溜管的直圆管结构有利于多通道并排布置，构成大处理量并行系统，提高分选生产率。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明一种颗粒物料旋转下滑溜管的单根颗粒物料旋转下滑溜管的结构图。
[0021]图2为本发明一种颗粒物料旋转下滑溜管的多根颗粒物料旋转下滑溜管构成的并行系统结构图。
[0022]图3为以本发明一种颗粒物料旋转下滑溜管为主要构件组成的单通道分选系统。
[0023]附图标记
[0024]I溜管2调姿段
[0025]3 加转段4 导向段
[0026]5 U形槽6 螺旋导向槽
[0027]7震动淌板8背景板
[0028]9 补光灯10 采像分析模块
[0029]11 喷嘴12 光电开关
[0030]13 双格物料收集槽14 合格槽
[0031]15 次品槽
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。
[0033]如图1所示，本发明的颗粒物料旋转下滑溜管I整体上为一等内径的直圆管结构，由玻璃或硬质塑料制成，根据结构及功能不同，该溜管I依序包括调姿段2、加转段3和导向段4。调姿段2为内壁光滑的U形槽5，由圆管部分切除后形成，使调姿段2和加转段3相接处光滑过渡，且半开放结构有利于防止颗粒物料进入加转段3时发生堵塞；加转段3内壁开有多条周向均布、螺距逐渐减小的螺旋导向槽6，螺旋导向槽6的起始螺旋升角为90°，终了螺旋升角小于物料与溜管I内壁的摩擦角，这种结构既可导引颗粒物料产生自转，又可减少螺旋导向槽6与颗粒表面的接触面积和下滑阻力，变螺距螺旋导向槽6可导引颗粒物料将势能的大部分有效转化为自转动能，获得高的自转速度，遏制下落速度，在加转段3内逐渐将颗粒物料的整体平动转换为整体平动加自身旋转的复合运动。导向段4为内壁光滑的圆管，长度为内径的3-5倍，主要作用为定向，以使颗粒物料出溜管I时基本沿溜管I的轴线方向运动。溜管I采用倾斜布置，轴线与水平面夹角60-85°，调姿段2在上方，U形槽5开口朝上。通过调整溜管I的导向段4和加转段3长度、溜管I的倾角以及螺旋导向槽6螺距的变化规律，可实现颗粒物料平动速度及角速度的调整，同时获得较高角速度和较低整体下降速度。
[0034]本发明的颗粒物料旋转下滑溜管适用于经过尺寸分级后的颗粒物料的表面质量分选作业，尤其适合谷物、油料等颗粒物料依据表面信息进行的比色分选。
[0035]本发明采用颗粒物料旋转下滑溜管与现有单通道分选系统相结合的方式依据颗粒物料的表面质量进行分选作业，如图3所示，单通道分选系统包括震动淌板7、背景板8、补光灯9、采像分析模块10、喷嘴11、光电开关12以及双格物料收集槽13。其中，溜管I布置于振动淌板7的下方，溜管I的方位须保证颗粒物料在不受干扰时落入双格物料收集槽13的合格槽14内，震动淌板7用于将颗粒物料散铺成薄层、列队下滑。溜管I的导向段4末端、轴线下方沿颗粒物料运动线路布置有背景板8，根据颗粒物料经过背景板8时的平动速度和自转速度确定背景板8的长度，确保下落的颗粒物料经过背景板8过程中产生一周以上的自转。为使分选系统正常运行，颗粒物料的长度需小于背景板8的长度。另外，需对震动淌板7及溜管I的几何结构和布置方位进行综合调整，以使颗粒物料经过背景板8时，相邻两颗粒间的距离需大于背景板8的长度。
[0036]分选前的颗粒物料需经过圆孔筛选，圆孔筛孔直径小于溜管I的内径，从而使待分选的颗粒物料的直径小于溜管I的内径。颗粒物料进入溜管I前须经震动淌板7散铺成薄层、列队下滑。然后，颗粒物料依次进入溜管I调姿段2的U形槽5中进行加速下滑和姿态稳定，逐渐过渡为重心最低的整体加速平动滑行状态；进入加转段3后，在螺旋导向槽6的导引下颗粒物料运动状态逐渐由整体平动过渡为整体平动和自身旋转的复合运动状态；经过导向段4的定向，以整体平动和自身旋转相结合的运动状态沿溜管I轴线方向排出溜管I。颗粒物料继续下落经过背景板8时会经历一周以上的自转过程，期间，补光灯9向背景板8补充光照，连续工作的采像分析模块10持续采集背景板8区域内的色差信号并与标定值比对。合格颗粒物料经过背景板8时，采像分析模块10沉默，颗粒物料落入合格槽14 ；一旦在背景板8前出现异色颗粒物料，采像分析模块10即接通驱动喷嘴11的电源，使喷嘴11进入待命状态，当异色颗粒物料继续下落经过光电开关12时，光电开关12产生的脉冲信号立即触发喷嘴11进行延时断开形式的短暂开启，气流推动异色颗粒物料偏离正常下落轨迹并落入次品槽15，同时，脉冲信号切断驱动喷嘴11的电源，等待下一异色颗粒物料。
[0037]如图2所示，进行分选作业时，可将多个溜管I 一字平排组成多通道并行系统，实现大通量作业。
【权利要求】
1.一种颗粒物料旋转下滑溜管，其特征在于: 所述溜管(1)整体为一等内径的直圆管结构，依序包括调姿段(2)、加转段(3)和导向段(4),其中，调姿段⑵为内壁光滑的I形槽(5)；加转段⑶内壁开有多条周向均布、螺距逐渐减小的螺旋导向槽(6)；导向段(4)为内壁光滑的圆管； 所述溜管(1)采用倾斜布置，调姿段(2)在上方』形槽(5)开口朝上。
2.根据权利要求1所述的颗粒物料旋转下滑溜管，其特征在于: 所述溜管(1)由玻璃或硬质塑料制成。
3.根据权利要求1所述的颗粒物料旋转下滑溜管，其特征在于: 所述调姿段(2)的I形槽(5),由圆管部分切除后形成。
4.根据权利要求1所述的颗粒物料旋转下滑溜管，其特征在于: 所述螺旋导向槽(6)的起始螺旋升角为90。，终了螺旋升角小于物料与溜管(1)内壁的摩擦角。
5.根据权利要求1所述的颗粒物料旋转下滑溜管，其特征在于: 所述导向段(4)长度为内径的3-5倍。
6.根据权利要求1所述的颗粒物料旋转下滑溜管，其特征在于: 所述溜管(1)的轴线与水平面夹角为60-85。。
7.一种采用多根如权利要求1-6所述的颗粒物料旋转下滑溜管一字平排组成的多通道并行系统。
【文档编号】B07C5/342GK104384116SQ201410602353
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】张绍英, 王叶群, 刘婷, 姚刚, 魏文军, 李海涛 申请人:中国农业大学