[发明专利]一种磨料气体射流植物茎秆切割试验系统及方法

说明书

本发明属于植物茎秆切割试验技术领域，公开了一种磨料气体射流植物茎秆切割试验系统及方法，气流配置输送模块用于将气流和磨料进行配置；喷嘴轨道模块用于利用三轴龙门式滑台轨道带动喷嘴进行气体磨粒射流束的移动喷射；夹持模块用于对所需切割植物茎秆进行夹持；磨料收集模块用于对喷射的磨料进行收集；高速相机测量模块用于对试验数据进行采集检测。本发明采用高压气体携带水和磨料作为切割流束，实现植物茎秆无接触式切割作业，切断了植物振动激励源，将气流配置输送模块、喷嘴轨道模块、夹持模块、磨料收集模块、高速相机测量模块进行功能集合，采用气体作为流束介质，实现磨料回收，并由相机记录，具有绿色环保，功能齐全特点。

技术领域

本发明属于植物茎秆切割试验技术领域，尤其涉及一种磨料气体射流植物茎秆切割试验系统及方法。

背景技术

目前，现有植物茎秆切割主要采用往复式或旋转式刀片切割，复杂的割刀传动系统、高速的茎秆切割，往往存在振动落粒损失大、漏切重切、秸秆杂草缠绕、腐蚀磨损等问题。传统切割技术收获植物切割作业的机械激振源没有得到有效的解决，存在能耗大、落粒损失大的问题。

磨料射流具有无热损伤、高柔性、材料适用性强等特点。从射流的本质或根源来看，传统技术主要分为(磨料)水射流、浆体射流和磨料气射流，磨料气射流拥有低压高速的优点，可以快速地去除材料。水射流由于水密度大及近似不可压缩的特性切割时射流能量大，在高压及超高压射流切割难加工金属及硬度大的非金属应用广泛。磨料气射流切割时，植物茎秆所需切割力小，气体相比于水获取方便，更易于实现射流磨料回收。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：传统切割技术收获植物切割作业的机械激振源没有得到有效的解决，存在能耗大、落粒损失大的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种磨料气体射流植物茎秆切割试验系统及方法。

本发明是这样实现的，一种磨料气体射流植物茎秆切割试验系统包括：

气流配置输送模块，用于将气流和磨料进行配置，包括高压空压机、高压气瓶组、磨料罐和储水罐，所述高压空压机安装于试验台桌下，所述高压气瓶组通过高压管线与高压空压机以及磨料罐、储水罐相连接，用于储存高压气体；

喷嘴轨道模块，用于利用三轴龙门式滑台轨道带动喷嘴进行气体磨粒射流束的移动喷射，所述喷嘴分别与高压气瓶组、磨料罐和储水罐相连接；

夹持模块，安装于试验台桌面上，用于对所需切割植物茎秆进行夹持；

磨料收集模块，用于对喷射的磨料进行收集；

高速相机测量模块，用于对试验数据进行采集检测；

控制台，分别与气流配置输送模块、喷嘴轨道模块、夹持模块、磨料收集模块和高速相机测量模块连接，用于对各个模块的运行进行智能控制。

进一步，所述磨料罐、储水罐安装于支撑架上，所述磨料罐出口安装有磨料流量计，储水罐出口安装有水流量计。

进一步，所述高压气瓶组包括进口截止阀、出口截止阀、压力表、高压气瓶和气瓶架，所述高压气瓶安装于气瓶架上；所述压力表安装于高压气瓶上；所述进口截止阀与高压气瓶气体入口连接，所述出口截止阀与高压气瓶气体出口连接。

进一步，所述喷嘴通过安装块安装于三轴龙门式滑台轨道Z轴上，并通过高压管线与磨料流量计、水流量计、气路减压阀、减压阀相连接。

进一步，所述夹持模块设置有夹持底板、夹持柱、夹持架和夹持横梁，所述夹持底板上端安装有两个夹持柱，两个夹持柱之间安装有有两个上下设置的夹持架，两个夹持架上下两端分别设置有套设在夹持柱外侧的上下平移螺栓螺母；

两个夹持架外端分别安装有两个夹持横梁，所述夹持架外侧安装有用于对夹持柱进行固定的宽度螺栓。