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5PZX-350型啤酒花采摘清选机研制

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摘要:随着啤酒花种植规模的不断扩大,人工采摘逐渐不能满足酒花的采摘期,降低了酒花的品质。啤酒花采摘清选机的研发弥补了人工采摘效率低、成本高的缺点。

关键词:啤酒花摘净率采摘期

引言

啤酒花种植作为甘肃省河西地区国营农场和部分农村的主要经济作物,种植面积已达10万亩,成为全省农业发展的支柱产业。但是啤酒花成熟后采摘时间一般仅为25~30天左右,最佳采摘期1~2天,种植区无霜期又很短,如不能及时采摘,霜冻过后,啤酒花因霜冻而成片脱落,将给种植户造成极为严重的经济损失。但人工作业劳动强度大,作业环境差,且收获期劳动力紧缺,造成采摘费用急据攀升,已达到0.4~0.5元/公斤,使生产成本增加,经济效益下降,严重影响农户的种植积极性。为了提升啤酒花种植技术水平,满足广大种植区农场工人和农民对啤酒花机械化采摘的迫切需求,提高生产率,降低作业成本,增加种植区经济效益。研制生产适合我国啤酒花机械化采摘清选的先进机型,不仅有利于提高啤酒花种植水平和社会效益,而且对促进啤酒花产业的发展具有十分重要的意义。

1 设计思想

在综合分析国内外啤酒花采摘清选机械发展现状、技术特点、使用性能基础上,结合啤酒花的生物学特征及啤酒花品种多,花体结构不一,成熟期有早有晚的特点,以及广大种植户的实际需要,机具整体设计上吸取国内外啤酒花采摘清选机的技术特点,尽量使整机结构合理、减小机具外形尺寸,提高机具机动性,降低生产成本,实现采摘、清选一体化,整机结构小型化,达到最佳的性价比。

5PZX一350型啤酒花采摘清选机按照每小时采摘350kg啤酒花的加工处理量设计,共分为两级采摘机构、两次风选机构、四条清选带,以保证酒花采摘的摘净率>95%、总功控制在6kw内、破损率

2 机具结构及工作原理

啤酒花采摘清选的过程就是啤酒花收获的过程。即将啤酒花从藤蔓枝杆上摘下,实现花果与枝、叶分离。机械采摘清选一般有切蔓、喂入、采摘、清选、排杂、成品装袋等环节。其中采摘、清选是确保机具有较高技术性能的关键环节。

该机结构如图1所示。将啤酒花立杆上的侧枝剪下,运至加工场地。在啤酒花采摘清选机启动稳定工作后,在喂料口均匀不断地向机内喂入酒花,喂入的啤酒花和枝叶在输送带与喂入辊的作用下拖入。喂入辊将藤蔓切碎。并通过一次摘花组合采摘啤酒花。此时物料由四部分组成:啤酒花、少量的叶、啤酒花束与带有少量酒花的蔓藤。啤酒花,啤酒花束与少量的叶由辊轮处落到一次筛花网上,蔓藤由辊轮带走,输送到二次摘花组合。在一次筛花网上长度小于筛花网孔的酒花落到输送皮带上被送入一次风选组合。长度大于网孔的酒花、花束与叶片一次筛花网带到二次摘花组合进行二次采摘。

在二次采摘机构中,机具重复1次一次采摘机构的工作,完全彻底地将啤酒花从蔓藤上采摘下来,加工过的藤蔓由二次筛花网排出机外。

花、叶和少量的枝杆通过两次风选进入清选带。经这四次清选最终达到清选效果,酒花通过横向皮带输送机送出装袋,杂物由第四条清选带排出机外。

3 机具主要特性

(1)喂入装置:一是设计了差速度定量喂入装置,将喂入传输速度设计为低于摘花机构的线速度,因而在任意瞬间都使喂入装置于摘花机构产生一定的速度差,从而形成定株摘花效果;二是在喂入辊上加装刀片,对喂入的藤蔓进行铡切,降低了啤酒花枝蔓对摘花机构的缠绕。从而提高了采摘的稳定性和可靠性。

(2)采摘装置如图2。~是设计了弹齿梳刷摘花设置,并在弹齿根部加装弹簧,提高了弹齿的柔韧性,降低了摘花破损率;二是设计了二级采摘机构,一级采摘机构由三组弹齿摘花棍组成,二级摘花机由二组弹齿摘花棍组成,从而在一级摘花机构摘不净时二级采摘机构完成补摘,提高了机具的摘净率。

(3)清选系统:设计为组合式清选分离装置如图3。即将方格筛、抖动筛、负压风选器、倾斜输送带式摩擦分选器有效组合,提高清选效率。一是将方格筛、抖动筛和负压风选器组合,进行第一道清选,并将部分枝叶送出机外,以降低物料的含杂率;二是将负压风选器和三道倾斜输送带式摩擦分选器组合,通过层层分选,实现了花体与茎叶的彻底分离。从而降低了清选含杂率:三是设计了风力控制装置,通过调整通风口大小,达到控制负压风选器的风力,从而提高了对不同啤酒花花朵的清选率。

(4)动力传输设计上,采用动力多级传输的原则,尽可能减少动力源,使整机动力配套控制在6KM以内,实现了整机均匀、高效、低耗、平稳运转。

4 推广及应用前景

随着我国啤酒产业的飞速发展,啤酒生产的主要原料啤酒花的需求量争剧上升。酒花种植已成为各种种植区农业增效的又一经济增长点,目前,全国种植面积达30多万亩,甘肃省种植面积达15万亩。酒泉市的种植面积已达到10万亩,其中甘肃农垦总局企业下属下河清、黄花、饮马等农场种植面积达7万多亩。而且种植面积仍呈扩大趋势,这给酒花机械化作业创造了巨大市场。酒花采摘一直是酒花生产中费工、费时、成本高的一项作业环节,广大种植户对酒花机械化采摘和加工机械设备要求非常迫切。因此,酒花机械化作业设备的发展具有非常广阔的推广及应用前景。

5 结论

(1)5PZX-350型啤酒花采摘清选机整机结构紧凑,自动化程度高,运行稳定可靠,操作调整维修方便。为我国啤酒花收获设备设计开发提供了重要参考依据。

(2)性能试验表明,该机生产率高,摘净率高,破损率小,损失率小。各项技术性能指标全部达到设计要求,满足啤酒花采摘清选需求。

(3)该机大幅度减少结构尺寸,大大降低生产成本,机具作业机动灵活,适应性强,具有较强的经济性、技术性和市场竞争力。