摘 要：本发明涉及一种工业大麻碎茎机及碎茎方法，其中一种工业大麻碎茎机包括机架以及安装在机架上的切段装置、输送装置和挤压碎茎装置，切段装置由可升降切割机、设置在输送仓室末端的激光测距孔搭配激光测距传感器、PLC等共同完成切段任务；输送装置由输送螺旋辊和输送仓室组成，该装置的作用是将堆叠的茎秆打散均布并输送到挤压碎茎装置；挤压碎茎装置由间隙逐渐变小的碎茎螺旋辊和挤压仓室组成，通过输送挤压完成碎茎任务；本发明一改传统的弯折、刮削碎茎方式，采用螺旋体低速挤压输送的方式完成碎茎作业，相较于多组碎茎辊碎茎的传统碎茎方式机构精简、节能减排、降低了长纤维损伤率，并集合了切段和碎茎功能于一体提高了作业效率。
权利要求书
1.一种工业大麻切段碎茎机，其特征在于：包括机架（1），以及安装在所述机架（1）上的切段装置（7）、输送装置（3）、挤压碎茎装置（4）、中间轴（8）、端盖（2）和动力装置（6），所述切段装置（7）安装于输送装置（3）的前方；所述的输送装置（3）包括螺接在机架上的输送仓室（31）、位于输送仓室（31）内部与中间轴（8）花键连接的输送螺旋辊（32）；所述的挤压碎茎装置（4）包括螺接在机架（1）上的挤压仓室（41）、位于挤压仓室（41）内部与中间轴（8）花键连接的碎茎螺旋辊（42）；所述的切段装置（7）包括从上到下依次排列的入料口（71）、切割机（72）、切割机架（73）、导向轨（74）、螺接在机架（1）底部的气缸（75）和智能控制系统；所述的中间轴（8）转动设置在机架（1）上通过花键依次与输送螺旋辊（32）、连接套筒（9）、碎茎螺旋辊（42）连接；根据权利要求1所述的一种工业大麻切段碎茎机，其特征在于：所述的机架（1）两端通过轴承座转动连接有中间轴（8），中间轴（8）末端通过联轴器（5）与动力装置（6）连接，中间轴（8）外缘设置3个外花键（81）与对应的内花键（10）组成花键副。
2.根据权利要求2所述的一种工业大麻切段碎茎机，其特征在于：所述的内花键（10）分别固接于输送螺旋辊（32）、连接套筒（9）和碎茎螺旋辊（42）辊筒内壁，三者在中间轴（8）外花键（81）的作用下一起转动。
3.根据权利要求1所述的一种工业大麻切段碎茎机，其特征在于：所述的输送螺旋辊（32）由输送辊筒（321）、内花键（10）和等距螺旋齿（322）组成，等距螺旋齿（322）设置在输送辊筒（321）外表面；输送螺旋辊（32）通过连接套筒（9）与碎茎螺旋辊（42）连接；碎茎螺旋辊（42）由挤压辊筒（421）、内花键（10）和变距螺旋齿（422）组成，变距螺旋齿（422）设置在挤压辊筒（421）外表面从前到后螺距逐渐变小。
4.根据权利要求4所述的一种工业大麻切段碎茎机，其特征在于：所述的等距螺旋齿（322）和变距螺旋齿（422）都进行了圆角处理。
5.根据权利要求1所述的一种工业大麻切段碎茎机，其特征在于：所述的输送仓室（31）与挤压仓室（41）通过法兰（13）连接形成一体，设置于输送螺旋辊（32）和碎茎螺旋辊（42）圆周外围；输送仓室（31）和挤压仓室（41）下方设置了间隙逐渐变小的限位槽（14），上方设置了视窗（11），视窗盖（12）与仓室铰接；输送仓室（31）下方末端设置了激光测距孔（311），挤压仓室（41）下方末端设置出料口（411）；输送仓室（31）前端与挤压仓室（41）末端设置端盖（2）分别与仓室螺接。
6.一种权利要求1~6任一项工业大麻切段碎茎机的切段碎茎方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、沤制后的工业大麻茎秆通过输送机进入入料口（71），在输送螺旋辊（32）的作用下沿限位槽（14）匀速前进；在输送螺旋辊（32）和输送仓室（31）的作用下，堆叠的茎秆打散均布并向挤压碎茎装置（4）输送；S2、当激光测距仪检测到茎秆时将结果反馈给PLC，经过PLC计算控制执行元件气缸（75）升降带动切割机（72）作业，按照设定的长度稳定连续的对茎秆进行切段；S3、切段后的茎秆进入挤压碎茎装置（4），在碎茎螺旋辊（42）的作用下继续前进，因碎茎螺旋辊（42）螺旋齿的螺距逐渐变小，且与挤压仓室（41）的间隙逐渐变小，切段后的茎秆在持续的、强度逐渐升高的柔性挤压作用下逐渐破碎，完成工业大麻碎茎作业，并在螺旋推力和自身重力的作用下从挤压仓室（41）的出料口（411）下落排出。
技术领域
本发明属于农业机械领域，尤其涉及到工业大麻纤维加工设备，具体是指一种工业大麻切段碎茎机及切段碎茎方法。
背景技术
工业大麻广泛应用于纤维、种子和医药等领域，其纤维纺织特性优良，具有吸湿、抑菌、舒适性好、耐热等优点，深受国内外人士的欢迎与重视，近年来随着种植面积不断扩大，人们对纤维提取技术的需求也在增加，但现有纤维提取的预处理过程存在长纤维易损伤、设备较多、作业场地大、能源利用率低等问题。
因此实现满足工业大麻纤维提取农艺要求的工业大麻切段碎茎一体作业，成为提高工业大麻纤维加工效率亟需解决的问题。
现有的工业大麻碎茎机由多组平行布置的碎茎辊组成，靠辊齿相互啮合来实现碎茎作业，其缺点是碎茎辊高速旋转容易造成麻纤维损伤，过载适应能力差，且一般为开放布置粉尘较多，作业前还需要专门的大体积切段机进行预处理，再运送到碎茎机加工这就造成了工时的浪费。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种工业大麻切段碎茎机及切段碎茎方法，实现了切段和碎茎的一体化作业提高了生产效率，本发明主要是通过低速挤压输送的方法碎茎，解决了碎茎辊高速旋转易造成麻纤维损伤和断裂的问题，仓室的封闭设计减少了粉尘的扩散和环境污染。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种工业大麻切段碎茎机，包括机架，以及安装在所述机架上的切段装置、输送装置、挤压碎茎装置、中间轴、端盖和动力装置，所述切段装置安装于输送装置的前方；所述的输送装置包括螺接在机架上的输送仓室、位于输送仓室内部与中间轴花键连接的输送螺旋辊；所述的挤压碎茎装置包括螺接在机架上的挤压仓室、位于挤压仓室内部与中间轴花键连接的碎茎螺旋辊；所述的切段装置包括从上到下依次排列的入料口、切割机、切割机架、导向轨、螺接在机架底部的气缸和智能控制系统；所述的中间轴转动设置在机架上通过花键依次与输送螺旋辊、连接套筒、碎茎螺旋辊连接；本发明进一步的设置在于，所述的机架两端通过轴承座转动连接有中间轴，中间轴末端通过联轴器与动力装置连接，中间轴外缘设置3个外花键分别与对应的内花键组成花键副。
本发明进一步的设置在于，所述的内花键分别固接于输送螺旋辊、连接套筒和碎茎螺旋辊辊筒内壁，三者在中间轴外花键的作用下一起转动。
本发明进一步的设置在于，所述的输送螺旋辊由输送辊筒、内花键和等距的螺旋齿组成，等距螺旋齿设置在输送辊筒外表面；输送螺旋辊通过连接套筒与碎茎螺旋辊连接；挤压螺旋辊由挤压辊筒、内花键和变距螺旋齿组成，变距螺旋齿设置在挤压辊筒外表面从前到后螺距逐渐变小。
本发明进一步的设置在于，所述的等距螺旋齿和变距螺旋齿都进行了圆角处理。
本发明进一步的设置在于，所述的输送仓室与挤压仓室通过法兰连接形成一体，设置于输送螺旋辊和碎茎螺旋辊圆周外围；输送仓室和挤压仓室下方设置了间隙逐渐变小的限位槽，上方设置了视窗，视窗盖与仓室铰接；输送仓室下方末端设置了激光测距孔，挤压仓室下方末端设置出料口；输送仓室前端与挤压仓室末端设置端盖与仓室螺接。
一种工业大麻切段碎茎方法，包括以下步骤：S1、沤制后的工业大麻茎秆通过输送机进入入料口，在输送螺旋辊的作用下沿限位槽匀速前进；在输送螺旋辊和输送仓室的作用下，堆叠的茎秆打散均布并向挤压碎茎装置输送；S2、当激光测距仪检测到茎秆时将结果反馈给PLC，经过PLC计算控制执行元件气缸升降带动切割机作业，按照设定的长度稳定连续的对茎秆进行切段；S3、切段后的茎秆进入挤压碎茎装置，在碎茎螺旋辊的作用下继续前进，因碎茎螺旋辊螺旋齿的螺距逐渐变小，且与挤压仓室的间隙逐渐变小，切段后的茎秆在持续的、强度逐渐升高的柔性挤压作用下逐渐破碎，完成工业大麻碎茎作业，并在螺旋推力和自身重力的作用下从挤压仓室的出料口下落排出。
本发明中的有益效果为：1.本发明集成了工业大麻切段机和碎茎机的功能、简化了机械结构、提高了加工效率、降低了制造成本与故障率，输送螺旋辊的设置集成了输送和初步碎茎两个功能，碎茎螺旋辊的设置集成了输送和精细碎茎两个功能，碎茎螺旋辊辊齿的变距设置使机具在不增加机械结构的前提下实现碎茎压力的变化。2.机械结构的简化解决了纤维提取预处理过程设备多、场地大的问题，使工业大麻加工作业更加灵活，减少了能源损耗，低速挤压的碎茎方式解决了常规高速作业高纤维损伤率的问题，为提取高品质的工业大麻纤维打下良好基础。3.输送仓室和挤压仓室的封闭设置，能显著阻隔设备运转和物料碰撞产生的高频噪音，有效防止了粉尘的扩散和环境污染，此外封闭作业可以避免操作者意外接触受伤，提升了操作安全性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1为本发明的整体结构示意图；图2为本发明图1的主视图；图3为本发明图2中A处放大示意图；图4为本发明中间轴结构示意图；图5为本发明输送螺旋辊结构示意图；图6为本发明连接套筒结构示意图；图7为本发明碎茎螺旋辊结构示意图；图8为本发明输送仓室结构示意图；图9为本发明挤压仓室结构示意图；图10为本发明整体流程图。
图1
图2
图3
图4
图5
图6
图7
图8
图9
图10
图中：1、机架；2、端盖；3、输送装置31、输送仓室；311、激光测距孔；32、输送螺旋辊；321、输送辊筒；322、等距螺旋齿；4、挤压碎茎装置；41、挤压仓室；411、出料口；42、碎茎螺旋辊；421、挤压辊筒；422、变距螺旋齿；5、联轴器；6、动力装置；7、切段装置；71、入料口；72、切割机；73、切割机架；74、导向轨；75、气缸；8、中间轴；81、外花键；9、连接套筒；10、内花键；11、视窗；12、视窗盖；13、法兰；14、限位槽。
具体实施方式
为了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。
参阅图1一图9，本发明的一种工业大麻切段碎茎机，包括机架，以及安装在所述机架上的切段装置、输送装置、挤压碎茎装置、中间轴、端盖和动力装置，所述切段装置安装于输送装置的前方；所述的输送装置包括螺接在机架上的输送仓室、位于输送仓室内部与中间轴花键连接的输送螺旋辊；所述的挤压碎茎装置包括螺接在机架上的挤压仓室、位于挤压仓室内部与中间轴花键连接的碎茎螺旋辊；所述的切段装置包括从上到下依次排列的入料口、切割机、切割机架、导向轨、螺接在机架底部的气缸和智能控制系统；所述的中间轴转动设置在机架上通过花键依次与输送螺旋辊、连接套筒、碎茎螺旋辊连接；输送装置负责将输送机送来的麻秆送入碎茎装置，具体是在输送螺旋辊和限位槽共同作用下将重叠不规则的麻秆均匀铺放在限位槽中，并向挤压碎茎装置移动，随着输送螺旋辊与限位槽间隙逐渐变小，完成了麻秆的初步碎茎。
切段作业通过智能控制系统完成，具体是当麻秆到达激光测距孔时，信号反馈给PLC，PLC将切段指令传递给执行装置升降气缸，气缸带动切割机升降，完成设定好的等距切段的作业。切段后的麻秆进入挤压碎茎装置，在碎茎螺旋辊和限位槽的作用下，完成最终的碎茎作业，碎茎后的物料由出料口向下排出。
本实施例中，动力装置电机带动中间轴旋转，中间轴通过花键连接带动输送螺旋辊、连接套筒和挤压螺旋辊转动，为机具运行提供动力。
作为优选的一种技术方案，所述的机架两端通过轴承座转动连接有中间轴，中间轴末端通过联轴器与动力装置连接，中间轴外缘设置3个外花键分别与对应的内花键组成花键副。
具体的，动力装置电机通过联轴器将扭矩传递给中间轴，外花键固接在中间轴上，随中间轴一起旋转。
作为优选的一种技术方案，所述的内花键分别固接于输送螺旋辊、连接套筒和碎茎螺旋辊辊筒内壁，三者在中间轴外花键的作用下一起转动。
作为优选的一种技术方案，所述的输送螺旋辊由输送辊筒、内花键和等距的螺旋齿组成，等距螺旋齿设置在输送辊筒外表面；输送螺旋辊通过连接套筒与碎茎螺旋辊连接；碎茎螺旋辊由挤压辊筒、内花键和变距螺旋齿组成，变距螺旋齿设置在挤压辊筒外表面从前到后螺距逐渐变小。
本实施例中，等距螺旋齿可使麻秆匀速输送并完成初步碎茎；连接套筒对输送螺旋辊和碎茎螺旋辊起到径向限位的作用，减少运行时因偏心造成的机具振荡和损坏；变距螺旋齿在碎茎后期螺距逐渐变小，随着齿密度的增加单位输送距离的径向压力加大，同时限位槽与碎茎螺旋辊间隙逐渐缩小到最小值，完成最终碎径任务。
作为优选的一种技术方案，所述的等距螺旋齿和变距螺旋齿都进行了圆角处理，此处理显著降低了长纤维的损伤率，为高质量纤维提取打下良好基础。
作为优选的一种技术方案，所述的输送仓室与挤压仓室通过法兰连接形成一体，设置于输送螺旋辊和碎茎螺旋辊圆周外围；输送仓室和挤压仓室下方设置了间隙逐渐变小的限位槽，上方设置了视窗，视窗盖与仓室铰接；输送仓室下方末端设置了激光测距孔，挤压仓室下方末端设置出料口；输送仓室前端与挤压仓室末端设置端盖与仓室螺接。
本实施例中，输送仓室与挤压仓室的法兰连接限制了仓室之间的轴向移动使二者合为一体；整体仓室下方设置的限位槽特征是，从输送仓室前端到挤压仓室末端与辊齿间隙逐渐缩小，碎径压力逐渐上升使碎茎作业稳定有序进行；视窗便于观察和维修；激光测距孔便于确定麻秆位置；端盖加强了仓室的密闭性。
本发明还提供了一种工业大麻切段碎茎机的切段碎茎方法，包括以下步骤：S1、沤制后的工业大麻茎秆通过输送机进入入料口，在输送螺旋辊的作用下沿限位槽匀速前进；在输送螺旋辊和输送仓室的作用下，堆叠的茎秆打散均布并向挤压碎茎装置输送；S2、当激光测距仪检测到茎秆时将结果反馈给PLC，经过PLC计算控制执行元件气缸升降带动切割机作业，按照设定的长度稳定连续的对茎秆进行切段；S3、切段后的茎秆进入挤压碎茎装置，在碎茎螺旋辊的作用下继续前进，因碎茎螺旋辊螺旋齿的螺距逐渐变小，且与挤压仓室的间隙逐渐变小，切段后的茎秆在持续的、强度逐渐升高的柔性挤压作用下逐渐破碎，完成工业大麻碎茎作业，并在螺旋推力和自身重力的作用下从挤压仓室的出料口下落排出。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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，上述实施方式和说明书中的描述只是说明本发明原理，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本发明要求保护的范围内。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。
文章摘自国家发明专利，一种工业大麻切段碎茎机及切段碎茎方法，发明人：贾彪，王孝波，赵世宏等，申请号：202610702146.3，申请日：2026.05.21
