扒抓式机采棉节能输送除杂装置

技术领域

本发明涉及变频调速节能控制技术以及提高机采棉除杂质量与节能降耗领域，特别涉及扒抓式机采棉节能输送除杂装置。

背景技术

中国是产棉大国，棉花产量连续多年稳居世界第一，新疆是中国的主产棉区，2019年棉花产量占全国产量的84.9%，比重再创新高。由于新疆南疆地区劳动力短缺，手工采摘棉花成本增加，所以目前在新疆南疆地区棉花采摘普遍使用机械采收棉花。对比手摘棉，机采棉杂质含量更高，含杂率普遍在12%-20%，而当前我国新疆南疆地区机采棉除杂加工处理的方式是对于不同回潮率、含杂率的机采棉采用统一的清理加工模式，或者由操作人员凭经验现场手动调整，属于粗放型加工产业。侧面说明我国棉花清理加工产业中，棉花加工设备的自动化、智能化生产，依然没有实现覆盖化。

由于目前新疆南疆地区棉花加工厂内的棉花输送装置都是等时恒速运动，很多时候都是空载或是轻载输送，既造成能量损耗又加剧了设备磨损，所以利用变频调速节能控制技术可以极大的节省能源损耗以及保护设备。另一方面，棉花除杂过程中，在某个时间段内去除杂质的量是一定的，在机采棉输送过程中，某一时刻的进给量超过输送平均量，会导致机采棉去除杂质的效果下降；当进给量小于输送平均量时，又会使机采棉除杂的效率降低，故，增加变频调速节能控制技术还可以提高棉花除杂效果。

Hans Lauhoff借助特征量“能量消耗率”的方法研究带式输送机功率消耗因素时，得到带式输送机功率消耗与带速、运行阻力相关。武汉大学的张世荣在DIN22101-2002的基础上结合递归最小二乘方算法建立了带式输送机功率消耗模型，是目前较为主流的带式输送机功率消耗模型。南通大学的曾飞采用神经网络算法构建了带式输送机能耗模型，得到采用合适的带速运行时可以降低带式输送机功率消耗。Hudson、William等分析造成成本增加的因素是设备及能源消耗并指出成本控制在机采棉生产加工过程中的重要性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供扒抓式机采棉节能输送除杂装置，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

扒抓式机采棉节能输送除杂装置，包括上料斜板与电控箱中变频调速节能控制系统，所述上料斜板一端设置有扒抓式自动上料机构，所述扒抓式自动上料机构的一侧设置有机采棉带式输送机构，所述机采棉带式输送机构的两侧设置有挡板，所述机采棉带式输送机构的后端设置有重杂沉积室，所述重杂沉积室的内部设置有挡料板与排杂口，所述重杂沉积室的后端设置有可伸缩式气吸式管道，所述可伸缩式气吸式管道的一端设置有气吸式管道，所述气吸式管道的一端设置有负压风机，所述负压风机的一侧设置有正压风机，所述正压风机的前端设置有热风干燥机构，所述热风干燥机构的一端设置有小型机采棉储棉室，所述小型机采棉储棉室的一端设置有可调节倾斜角度式机采棉清理机构，所述扒抓式自动上料机构的下端设置有移动机构，所述电控箱中变频调速节能控制系统的一侧设置有称重传感器，所述称重传感器的一侧设置有调速电机与变频器，所述调速电机与变频器的前端设置有速度传感器，所述称重传感器的内部设置有托板。

优选的，所述上料斜板与扒抓式自动上料机构之间设置有紧固栓，所述上料斜板的一端通过紧固栓与扒抓式自动上料机构的一端可拆卸连接，所述扒抓式自动上料机构的一侧与机采棉带式输送机构的一侧通过机械设备加工而成，所述机采棉带式输送机构与挡板焊接连接。

优选的，所述机采棉带式输送机构与重杂沉积室之间设置有固定销，所述机采棉带式输送机构的后端通过固定销与重杂沉积室的固定连接，所述重杂沉积室与挡料板焊接连接，所述排杂口通过机械设备开设在重杂沉积室的内部，所述重杂沉积室与可伸缩式气吸式管道之间设置有环形卡套，所述重杂沉积室的后端通过环形卡套与可伸缩式气吸式管道的一端可拆卸连接。

优选的，所述可伸缩式气吸式管道与气吸式管道之间设置有固定套，所述可伸缩式气吸式管道的一端通过固定套与气吸式管道的一端可拆卸连接，所述气吸式管道的一端与负压风机的一侧可拆卸连接。

优选的，所述负压风机的一侧与正压风机的一侧通过管道连接，所述负压风机与正压风机垂直分布，所述正压风机的前端与热风干燥机构的一端通过机械设备加工而成，所述热风干燥机构的一端与小型机采棉储棉室的一侧通过机械设备加工而成。

优选的，所述小型机采棉储棉室的一端与可调节倾斜角度式机采棉清理机构的一侧通过机械设备加工而成，所述扒抓式自动上料机构与移动机构通过机械设备加工而成，所述电控箱中变频调速节能控制系统的一侧与称重传感器的一侧通过机械设备加工而成。

优选的，所述称重传感器与调速电机与变频器电气连接，所述调速电机与变频器与速度传感器电气连接，所述称重传感器与托板焊接连接。

优选的，所述电控箱中变频调速节能控制系统的内部设置有单片机、PID稳态、变频调速、电源线与供电电源。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该扒抓式机采棉节能输送除杂装置：

利用变频调速节能控制技术，能够完成机采棉除杂输送过程中的节能降耗，软起动，无级调速，利用PID进行稳态，装置寿命长，机采棉清理机构在每个时间段清理的机采棉的量是一定的，过量将引起除杂质量下降并增加负荷降低寿命，过低则除杂效率下降，进给量与进给速度的匹配会提高除杂效果，装置构造简单，成本相对较低，可以得到广泛的应用，装置体积小移动方便，方便清理以及维修，适用场景多，容易推广，有利于人们的使用；

整个扒抓式机采棉节能输送除杂装置结构简单，操作方便，使用的效果相对于传统方式更好。

附图说明

图1为本发明扒抓式机采棉节能输送除杂装置的整体结构示意图；

图2为本发明扒抓式机采棉节能输送除杂装置的后视图；

图3为本发明扒抓式机采棉节能输送除杂装置中的电控箱中变频调速节能控制系统16的工作流程图。

图中：1、上料斜板；2、扒抓式自动上料机构；3、挡板；4、机采棉带式输送机构；5、重杂沉积室；6、挡料板；7、排杂口；8、可伸缩式气吸式管道；9、气吸式管道；10、负压风机；11、正压风机；12、热风干燥机构；13、小型机采棉储棉室；14、可调节倾斜角度式机采棉清理机构；15、移动机构；16、电控箱中变频调速节能控制系统；17、称重传感器；18、调速电机与变频器；19、速度传感器；20、托板。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-3所示，扒抓式机采棉节能输送除杂装置，包括上料斜板1与电控箱中变频调速节能控制系统16，上料斜板1一端设置有扒抓式自动上料机构2，扒抓式自动上料机构2的一侧设置有机采棉带式输送机构4，机采棉带式输送机构4的两侧设置有挡板3，机采棉带式输送机构4的后端设置有重杂沉积室5，重杂沉积室5的内部设置有挡料板6与排杂口7，重杂沉积室5的后端设置有可伸缩式气吸式管道8，可伸缩式气吸式管道8的一端设置有气吸式管道9，气吸式管道9的一端设置有负压风机10，负压风机10的一侧设置有正压风机11，正压风机11的前端设置有热风干燥机构12，热风干燥机构12的一端设置有小型机采棉储棉室13，小型机采棉储棉室13的一端设置有可调节倾斜角度式机采棉清理机构14，扒抓式自动上料机构2的下端设置有移动机构15，电控箱中变频调速节能控制系统16的一侧设置有称重传感器17，称重传感器17的一侧设置有调速电机与变频器18，调速电机与变频器18的前端设置有速度传感器19，称重传感器17的内部设置有托板20。

其中，上料斜板1与扒抓式自动上料机构2之间设置有紧固栓，上料斜板1的一端通过紧固栓与扒抓式自动上料机构2的一端可拆卸连接，扒抓式自动上料机构2的一侧与机采棉带式输送机构4的一侧通过机械设备加工而成，机采棉带式输送机构4与挡板3焊接连接，挡板3可防止机采棉在输送过程中掉落。

其中，机采棉带式输送机构4与重杂沉积室5之间设置有固定销，机采棉带式输送机构4的后端通过固定销与重杂沉积室5的固定连接，重杂沉积室5与挡料板6焊接连接，排杂口7通过机械设备开设在重杂沉积室5的内部，重杂沉积室5与可伸缩式气吸式管道8之间设置有环形卡套，重杂沉积室5的后端通过环形卡套与可伸缩式气吸式管道8的一端可拆卸连接，机采棉带式输送机构4输送机采棉的载体，便于输送机采棉。

其中，可伸缩式气吸式管道8与气吸式管道9之间设置有固定套，可伸缩式气吸式管道8的一端通过固定套与气吸式管道9的一端可拆卸连接，气吸式管道9的一端与负压风机10的一侧可拆卸连接，可伸缩式气吸式管道8在机采棉堆棉花不足时，上料输送机构移动时进行伸缩，可伸缩式气吸式管道8具有高温、防晒帆布的性能，气吸式管道9是机采棉输送到除杂装置的通道。

其中，负压风机10的一侧与正压风机11的一侧通过管道连接，负压风机10与正压风机11垂直分布，正压风机11的前端与热风干燥机构12的一端通过机械设备加工而成，热风干燥机构12的一端与小型机采棉储棉室13的一侧通过机械设备加工而成，负压风机10可将机采棉从重杂沉积室5吸至管道内，正压风机11可将机采棉吹至小型机采棉储棉室13与可调节倾斜角度式机采棉清理机构14内。

其中，小型机采棉储棉室13的一端与可调节倾斜角度式机采棉清理机构14的一侧通过机械设备加工而成，扒抓式自动上料机构2与移动机构15通过机械设备加工而成，电控箱中变频调速节能控制系统16的一侧与称重传感器17的一侧通过机械设备加工而成，移动机构15将上料输送机构移送到机采棉堆处，进行移动。

其中，称重传感器17与调速电机与变频器18电气连接，调速电机与变频器18与速度传感器19电气连接，称重传感器17与托板20焊接连接，称重传感器17便于对机采棉的重量进行称重，且能较准确的将重量进行反馈。

其中，电控箱中变频调速节能控制系统16的内部设置有单片机、PID稳态、变频调速、电源线与供电电源，供电电源可通过电源线提供电源。

需要说明的是，本发明为扒抓式机采棉节能输送除杂装置，在使用时,开启装置的总电源，打开重量检测与速度调节软件，将扒抓式机采棉节能输送除杂装置放到机采棉堆前，利用前方的扒抓式自动上料机构2进行机采棉的上料，再将机采棉扒抓到机采棉带式输送机构4上，称重传感器17将接受到的压力信号转换成电信号，通过A/D转换接入单片机主板内，经单片机控制器将测量数据进行分析、判断和逻辑运算，并与原有数据库设定数据进行对比后，输出模拟信号给调速电机与变频器18，从而对机采输送机构电机的转速进行控制，从而实现机采棉除杂输送过程中的节能降耗，并提高除杂效果，整体结构利用变频调速节能控制技术，能够完成机采棉除杂输送过程中的节能降耗，软起动，无级调速，利用PID进行稳态，装置寿命长，机采棉清理机构在每个时间段清理的机采棉的量是一定的，过量将引起除杂质量下降并增加负荷降低寿命，过低则除杂效率下降，进给量与进给速度的匹配会提高除杂效果，装置构造简单，成本相对较低，可以得到广泛的应用，装置体积小移动方便，方便清理以及维修，适用场景多，容易推广，便于人们使用。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。