CN108722691A - 一种果实分离装置及果实分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农业机械技术领域，尤其涉及一种果实分离装置及果实分离方法。本发明公开了一种果实分离装置，包括：果实分离装置本体；果实分离装置本体为文丘里管式结构，包括依次排列的入口段、收缩段、喉管段和扩散段；果实分离装置本体的内壁设置有缓冲层；入口段内壁设置有多个流体管，流体管与入口段外侧连通，流体管第一端位于入口段内侧，流体管第二端位于入口段外侧，多个流体管的中心位于同一螺旋线上，使得从流体管第一端释放的流体呈螺旋运动状态。该装置结构简单，可以实现多级分离，分离效果好，适用范围大，解决了现有的果实分离装置结构笨重、分离效果差，适用范围小的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械技术领域，尤其涉及一种果实分离装置及果实分离方法。
背景技术
在大规模机械化采摘作业下，通常都是把果实与茎(或枝)叶一同收割然后再进行果实与茎(或枝)的分离，但是目前大部分分离果实与茎(或枝)的果实分离装置都是通过一些传统的机械式的运动机构实现的，虽然也可以取得不错的分离效果，但是其结构笨重、分离效果差，适用范围小，大部分果实分离装置只能适用一种果实的分离。
发明内容
本发明提供了一种果实分离装置及果实分离方法，解决了现有的果实分离装置结构笨重、分离效果差，适用范围小的技术问题。
其技术方案如下：
本发明提供了一种果实分离装置，包括：果实分离装置本体；
所述果实分离装置本体为文丘里管式结构，包括依次排列的入口段、收缩段、喉管段和扩散段；
所述果实分离装置本体的内壁设置有缓冲层；
所述入口段内壁设置有多个流体管，所述流体管与所述入口段外侧连通，所述流体管第一端位于所述入口段内侧，所述流体管第二端位于所述入口段外侧，多个所述流体管的中心位于同一螺旋线上，使得从所述流体管第一端释放的流体呈螺旋运动状态。
优选地，所述流体为气体或液体。
优选地，还包括：弹性部件；
所述弹性部件设置在所述入口段内壁上，所述弹性部件与所述果实分离装置本体的母线非平行设置，用于与待分离的果实产生碰撞。
优选地，所述弹性部件包括胶棒。
优选地，还包括：果实输送组件；
所述果实输送组件与所述入口段连接，用于将所述待分离的果实输送至所述入口段内侧。
优选地，所述果实输送组件包括：进料口、卸料口和输送机；
所述进料口和所述卸料口设置于所述输送机的两端，所述卸料口与所述入口段连通。
优选地，还包括：流体组件；
所述流体组件包括输入管、进口和出口；
所述出口和所述进口设置在所述输入管表面，所述进口用于向输入管输送流体，所述出口与所述流体管第二端连通；
所述出口的数量与所述流体管的数量相同。
优选地，所述输送机为螺旋输送机。
优选地，所述输送机为传送带输送机。
优选地，所述弹性部件与所述果实分离装置本体的母线垂直设置。
本发明还提供了一种利用上述果实分离装置的果实分离方法，包括以下步骤：
步骤1：向多个流体管通入流体，使得所述流体在果实分离装置本体的入口段内侧呈螺旋运动状态；
步骤2：在所述入口段接收待分离的果实，所述流体使得所述待分离的果实绕所述果实分离装置本体的中心轴线做离心运动并与所述入口段内壁发生碰撞，将所述待分离的果实的果实与茎(或枝)进行初次分离；
步骤3：步骤2所述初次分离后，进入所述果实分离装置本体的喉管段，进行加速运动，得到完全分离的果实和茎(或枝)。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明提供了一种果实分离装置，包括：果实分离装置本体；果实分离装置本体为文丘里管式结构，包括依次排列的入口段、收缩段、喉管段和扩散段；果实分离装置本体的内壁设置有缓冲层；入口段内壁设置有多个流体管，流体管与入口段外侧连通，流体管第一端位于入口段内侧，流体管第二端位于入口段外侧，多个流体管中心位于同一螺旋线上，使得从流体管第一端释放的流体呈螺旋运动状态。
向流体管内通入流体，位于同一螺旋线上的流体呈螺旋运动状态，使待分离的果实绕果实分离装置本体的中心轴线做离心运动并与缓冲层发生碰撞，使得果实与茎(或枝)发生初次分离，缓冲层的设置可以保证果实表面不受损伤，初次分离后，进入喉管段，根据文丘里效应，流体夹裹着待分离的果实在喉管段进行加速运动，实现果实与茎(或枝)的完全分离，由于果实的重量集中，在惯性力的作用下会脱落下来，从而得到完全分离的果实与茎(或枝)。
本发明第一次将文丘里管式结构和文丘里效应应用在果实与茎(或枝)的分离上，在果实分离装置内壁设置缓冲层，结合流动的流体，利用果实质量集中，慢性力大的特点，实现果实与茎(或枝)的分离，该装置不仅减少了传统的机械式的运动机械对果实的损伤，还能实现多次分离，保证了分离的效果，同时，该装置重量小、结构简单、节能环保，且适用范围广，可以通过调节流体管流体的速率和压力，分离不同种类、不同成熟度的果实。本发明提供的一种果实分离方法，基于上述果实分离装置，操作简单。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种果实分离装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的果实分离装置本体的截面示意图；
图3为本发明实施例提供的流体组件结构示意图；
其中，附图标记如下：
1、流体管第一端；2、流体管第二端；3、弹性部件；4、进料口；5、卸料口；6、输送机；7、输入管；8、进口；9、出口；10、入口段；11、收缩段；12、喉管段；13、扩散段。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种果实分离装置及果实分离方法，用于解决现有的果实分离装置结构笨重、分离效果差，适用范围小的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例提供的一种果实分离装置的结构示意图。
请参阅图2，本发明实施例提供的果实分离装置本体的截面示意图。
本发明实施例中提供的一种果实分离装置的一个实施例，包括：果实分离装置本体，果实分离装置本体为文丘里管式结构，包括依次排列的入口段10、收缩段11、喉管段12和扩散段13。
文丘里管式结构均包括入口段10、收缩段11、喉管段12和扩散段13。
文丘里效应的原理为：当流体或液体在文丘里管里面流动，在管道的最窄处(喉管段12)，动态压力(速度头)达到最大值，静态压力(静息压力)达到最小值。流体(液体)的速度因为通流横截面面积减小而上升。整个涌流都要在同一时间内经历管道缩小过程，因而压力也在同一时间减小，进而产生压力差，这个压力差用于测量或者给流体提供一个外在吸力。
文丘里管式结构和文丘里效应均为现有技术，此处不做赘述。
果实分离装置本体可以竖直放置，也可以水平放置，还可以倾斜放置，此处对果实分离装置的放置方法不做具体限定。
本发明实施例中，果实分离装置本体竖直放置。
果实分离装置本体的内壁设置有缓冲层。
缓冲层的设置，防止果实与内壁发生碰撞时，保证果实不受损伤，缓冲层可以为高分子的弹性材料，本发明实施例中，缓冲层为海绵。
入口段10内壁设置有多个流体管，流体管与入口段10外侧连通，流体管第一端1位于入口段10内侧，流体管第二端2位于入口段10外侧，多个流体管的中心位于同一螺旋线上，使得从流体管第一端1释放的流体呈螺旋运动状态。
流体管的数量为多个，此处对流体管的数量不做具体限定。
流体管可以通过焊接的方式设在入口段10内壁上，也可以通过管道固定支架固定在入口段10内壁上。为方便装配与后期更换、维修等，因此，优选为管道固定支架。
向流体管内通入流体，位于同一螺旋线上的流体呈螺旋运动状态，使待分离的果实绕果实分离装置本体的中心轴线做离心运动并与缓冲层发生碰撞，使得果实与茎(或枝)发生初次分离，缓冲层的设置可以保证果实表面不受损伤，初次分离后，进入喉管段12，根据文丘里效应，流体夹裹着待分离的果实在喉管段12进行加速运动，实现果实与茎(或枝)的完全分离，由于果实的重量集中，在惯性力的作用下会从扩散段13脱落下来，从而得到完全分离的果实与茎(或枝)。
该装置为文丘里管式结构，可以实现果实的多级变速，分离效果好，该装置设计简单，操作方便，只需向流体管不断通入流体即可，通过调节流体管流体的速率和压力，还可以分离不同种类，不同成熟度的果实。
以上是对本发明一种果实分离装置的一个实施例进行详细地描述，以下对本发明一种果实分离装置的另一个实施例进行详细地描述。
请参阅图3，本发明实施例提供的流体组件结构示意图。
本发明实施例中提供的一种果实分离装置的另一个实施例，流体可以气体，也可以为液体，气体优选为压缩气体，液体优选为自来水。
流体管通入的气体或液体，其在果实分离本体中的运动状态是相同的，此处不做赘述。
需要说明的是，流体为液体时，当流体管通入的液体流量多于液体从扩散段13流出液体的流量时，液体就会从投入待分离果实的入口流出去，因此，流体优选为气体。
进一步地，果实分离装置还包括：弹性部件3。
弹性部件3设置在入口段10内壁上，弹性部件3与果实分离装置本体的中心轴线非平行设置，用于与待分离的果实产生碰撞。
本发明实施例中，弹性部件3与果实分离装置本体的中心轴线垂直设置。
设置弹性部件3的目的是进一步与待分离的果实产生碰撞，增大果实与茎(或枝)的分离效果，且避免果实的损坏，因此，弹性部件3需要有弹性，且表面积不能太大，以免堵塞入口段10。
弹性部件3的数量可以为多个，此处对弹性部件3的数量不做具体限定。
本发明实施例中，弹性部件3为柔性胶棒。
弹性部件3与内壁为可拆卸连接，可拆卸连接可以方便装配与后期更换、维修等。
本发明实施例中，柔性胶棒一端与入口段10内壁螺纹连接，其中，内壁设置有螺纹孔，柔性胶棒一端设置有螺纹。
进一步地，果实分离装置还包括：果实输送组件。
果实输送组件可以为一个，也可以为多个，此处不做具体限定。
果实输送组件可以与果实分离装置本体平行设置，也可以垂直设置，还可以以一定夹角设置，此处对果实输送组件的设置位置不做具体限定。
果实输送组件与入口段10连接，用于将待分离的果实输送至入口段10内侧。
果实输送组件的设置使得待分离的果实可以均匀的进入入口段10内侧，以免手动送料时送料过多堵塞入口段10。
进一步地，果实输送组件包括：进料口4、卸料口5和输送机6。
进料口4用于送入待分离的果实，输送机6用于将待分离的果实输送到卸料口5，卸料口5用于将待分离的果实送入入口段10。进料口4和卸料口5位于输送机6的两端，卸料口5与入口段10连通。
如图2所示，入口段10还设置有与卸料口5相配合的进料端，进料端与卸料口5连通，进料端可以为弧形，也可以为直角形，使得待分离的果实入口段10的内腔进入入口段10，更加有利于果实与茎(或枝)的分离，进料端还可以为其它形状，只需将待分离的果实送入入口段10即可，优选为弧形，此处不做具体限定。
进料端与卸料口5可以为可拆卸连接，方便果实输送组件的更换与拆卸。
当流体为液体时，当流体管通入的液体流量多于液体从扩散段13流出液体的流量时，液体就会从卸料口5流出去。
进一步地，果实分离装置还包括：流体组件。
流体组件可以为一个，也可以为多个，此处不做具体限定。
流体组件用于输送流体进入果实分离装置本体。
流体组件包括输入管7、进口8和出口9。
出口9设置在输入管7表面，进口8可以设置在输入管7的端部，也可以设置在输入管7的表面，此处不做具体限定。
进口8通过与空气压缩机或鼓风机连接向输入管7输送流体，出口9与流体管第二端2连通，用于将流体送入流体管。
出口9在输入管7的设置位置通过流体管的位置来确定。
出口9的数量与流体管的数量相同，流体管的数量不止一个，此处对流体管的数量不做具体限定。
流体管与进口8可以为焊接，也可以为可拆卸连接，优选为可拆卸连接，包括：螺纹连接、法兰连接、承插连接、沟槽连接、卡套式管接头、焊接式管接头、节套式连接或卡压式连接。
进一步地，输送机6为螺旋输送机6或传送带输送机6，优选为螺旋输送机6，当流体为气体时，螺旋输送机6中的螺旋叶片与管道之间的缝隙小，可有效阻止果实分离装置中的气体从进料端泄露出。
以上是对本发明一种果实分离装置的一个实施例进行详细地描述，以下对本发明一种利用果实分离装置的果实分离方法的一个实施例进行详细地描述。
请参阅图1至图3，一种利用果实分离装置的果实分离的方法，包括以下步骤：
步骤1：向多个流体管通入流体，使得流体在果实分离装置本体的入口段10内侧呈螺旋运动状态。
流体可以为气体，也可以为液体。
步骤2：在入口段10接收待分离的果实，流体使得待分离的果实绕果实分离装置本体的中心轴线做离心运动并与入口段10内壁发生碰撞，将待分离的果实的果实与茎(或枝)进行初次分离。
在重力的作用和/或入口段10螺旋运动的流体的带动下，果实脱落进入喉管段12。
步骤3：步骤2初次分离后，进入果实分离装置本体的喉管段12，进行加速运动，得到完全分离的果实和茎(或枝)。
当果实进入喉管段12时，因其通道狭小，果实在喉管段12中间运动而流体在管壁附近运动，形成“气包料”的现象，避免了果实与管壁的碰撞。
由于果实在喉管段12重量集中，在惯性力的作用下会脱落下来，得到完全分离的果实和茎(或枝)。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种果实分离装置，其特征在于，包括：果实分离装置本体；
所述果实分离装置本体为文丘里管式结构，包括依次排列的入口段、收缩段、喉管段和扩散段；
所述果实分离装置本体的内壁设置有缓冲层；
所述入口段内壁设置有多个流体管，所述流体管与所述入口段外侧连通，所述流体管第一端位于所述入口段内侧，所述流体管第二端位于所述入口段外侧，多个所述流体管的中心位于同一螺旋线上，使得从所述流体管第一端释放的流体呈螺旋运动状态。
2.根据权利要求1所述的果实分离装置，其特征在于，所述流体为气体或液体。
3.根据权利要求1所述的果实分离装置，其特征在于，还包括：弹性部件；
所述弹性部件设置在所述入口段内壁上，所述弹性部件与所述果实分离装置本体的中心轴线非平行设置，用于与待分离的果实产生碰撞。
4.根据权利要求3所述的果实分离装置，其特征在于，所述弹性部件包括胶棒。
5.根据权利要求3所述的果实分离装置，其特征在于，还包括：果实输送组件；
所述果实输送组件与所述入口段连接，用于将所述待分离的果实输送至所述入口段内侧。
6.根据权利要求5所述的果实分离装置，其特征在于，所述果实输送组件包括：进料口、卸料口和输送机；
所述进料口和所述卸料口设置于所述输送机的两端，所述卸料口与所述入口段连通。
7.根据权利要求1所述的果实分离装置，其特征在于，还包括：流体组件；
所述流体组件包括输入管、进口和出口；
所述出口和所述进口设置在所述输入管表面，所述进口用于向所述输入管输送流体，所述出口与所述流体管第二端连通；
所述出口的数量与所述流体管的数量相同。
8.根据权利要求6所述的果实分离装置，其特征在于，所述输送机为螺旋输送机或传送带输送机。
9.根据权利要求3所述的果实分离装置，其特征在于，所述弹性部件与所述果实分离装置本体的中心轴线垂直设置。
10.一种利用权利要求1至权利要求9任意一项所述果实分离装置的果实分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：向多个流体管通入流体，使得所述流体在果实分离装置本体的入口段内侧呈螺旋运动状态；
步骤2：在所述入口段接收待分离的果实，所述流体使得所述待分离的果实绕所述果实分离装置本体的中心轴线做离心运动并与所述入口段内壁发生碰撞，将所述待分离的果实的果实与茎(或枝)进行初次分离；
步骤3：步骤2所述初次分离后，进入所述果实分离装置本体的喉管段，进行加速运动，得到完全分离的果实和茎(或枝)。
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