基于TRIZ创新方法的新型枸杞筛分机

摘 要：采用机械振动筛分机进行枸杞筛分，是目前中、小企业及个体商户筛分枸杞的主要方法，但该筛分机筛网比较容易堵塞，严重影响筛分效率低，难以满足需求，故提出对枸杞筛选机进行技术改进。文章就是基于TRIZ创新方法，进行系统问题分析，利用技术矛盾、物理矛盾等解决问题的工具提出了解决问题的有效方案。

关键词：TRIZ创新方法；枸杞；堵塞

中图分类号：S226.5 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）15-0030-02

Abstract： At present， it is the main method for middle and small enterprises and individual merchants to screen Chinese wolfberry by using mechanical vibration sieving machine. However， the screen screen of this machine is easily blocked， which seriously affects the screening efficiency and is difficult to meet the demand. Therefore， the technical improvement of lycium barbarum screening machine was put forward. This article is based on the Triz innovation method， carries on the system question analysis， uses the technical contradiction， the physics contradiction and so on solves the question the tool to propose the effective plan to solve the problem.

Keywords： TRIZ innovation method； lycium barbarum； blocking

引言

内蒙古巴盟地区是枸杞的主要产地之一，过去产品的分级，一般是采用人力分拣，分拣过程工作量大、效率低。近年来，随着人们对枸杞的需求量增加和品级要求越来越高，对枸杞的分级要求越来越严，故采用了筛选机进行分拣。目前应用最广泛的就是惯性筛选机，利用摇动筛网进行筛选，但由该机械筛选效率依然不高，难以满足需求，故提出对枸杞筛选机进行技术改进。

1 问题分析

1.1 系统的工作原理及主要问题

枸杞惯性筛选机以曲柄连杆机构作为传动部件，电机通过皮带传动使偏心轴旋转，然后靠连杆来带动筛箱作一定方向往复运动工作，使筛箱具有向上和向前的加速度。枸杞由上料盘一端加入，借助于重力，惯性力不断地从筛面上抛起，小于筛孔的颗粒透筛，由下层的出料口排出等待二次筛选、晒网上的枸杞则以一定速度向排料端移动，从而使枸杞得到筛分。

当前技术系统利用机械运动摇动筛网进行枸杞的筛选，但枸杞很容易堵塞网眼或粘在筛网上，开机一个小时就会有30%筛孔被堵，有时一个班得清理四-五次筛底，严重影响筛分效率，故提出对枸杞筛选机进行技术改进。

1.2 功能分析

该系统组件主要包括：筛箱、筛网、机架、电机、机械传动系统。其超系统组件有作用对象枸杞、鼓风机、空气、电、杂质等。通过对组件的相互作用分析，我们建立了该系统的功能模型（如图1所示）。

1.3 根原因分析

根据上述对问题初步分析的结果，运用根原因分析法可以发现，系统筛分效率低下的主要原因归根结底有两方面因素：第一，由于圆孔型网眼堵塞造成清理次数多；第二，筛网面积小，单位时间内效率太低。

针对这两方面原因，确定了问题的关键点。（1）网眼堵塞造成筛选效率低下；（2）筛网面积小造成筛选效率低下。然后针对问题的关键点从而可以寻找该系统的最终理想解。

2 问题解决

为获得接近最终理想解的优秀方案，有效解决本项目所面临的网眼堵塞、筛分效率低下等关键问题，综合运用 TRIZ 解决问题的工具技术矛盾、物理矛盾等寻求问题的解决方案。

2.1 技术矛盾

如果使机构的运动速度加快，那么枸杞受到的力变大，筛选效率提高，但是机构稳定性变差。转换成TRIZ标准技术矛盾，就是改善的通用工程参数为力（10），恶化的通用工程参数为结构的穩定性（13）。通过查找矛盾矩阵，得到相应发明原理。

应用发明原理初步产生如下方案：

方案一：35物理或化学参数改变原理：通过把圆孔型网眼变成条状（如图3所示），使枸杞不论是以垂直方向、还是以水平方向，只要其最大直径处小于网孔的宽度就都能够顺利通过，从而降低网眼的堵塞，提高枸杞的筛分率。

方案二：10预先作用原理：进行筛选前，可以通过预先冷冻对枸杞进行预处理，降低其表面的糖化情况，使枸杞对筛网的粘附作用减小，以提高筛选效率。

方案三：21减少有害作用的时间原理， 将筛箱做成封闭式结构，可以进行上下翻转，当筛网转到上面时，卡在网眼内的枸杞，在自身重力的作用下掉落下来，从新进入筛选过程。

2.2 物理矛盾

为了“提高筛选效率”，需要系统参数“速度”为“快”，但又为了“提高系统结构的稳定性”，需要参数“速度”为“慢”，即速度既要“快”又要“慢”。为了提高筛选效率，系统中筛选枸杞的筛网运动速度要“快”，但为了减少磨损，系统中传动机构的速度又需要“慢”，因此该矛盾可以从“空间”上进行分离，得到解决方案：

方案四：2抽取发明原理，根据抽取发明原理，利用抽出物质或结构中的“负面”部分或不需要的属性，可以将系统的传动部分抽取出来，改由电机直接带动筛箱进行运动，则可以提高筛箱的运动速度，以减少枸杞对筛网网眼的堵塞，达到提高筛选效率的目的。

方案五：24借助中介物原理，根据借助中介物原理，使用中介物实现所需的动作。可通过在筛网下部加装一个拍打器，使筛网处除了在连杆机构的带动下做直线往复运动，同时还能上下震动，以减少枸杞对筛网网眼的堵塞，达到提高筛选效率的目的。

方案六：20有效作用的连续性原理，消除空闲和间歇性动作，枸杞在筛选运动的过程中，遇到比它体积大的孔时，在重力的作用下会穿过孔，当网眼产生的阻力大于其重力时，它就会堵塞网眼，这时可以从下往上给其一个反作用力（如利用鼓风机从下往上间歇性吹风），在不用停机还能继续筛选的情况下，减少枸杞对筛网网眼的堵塞，达到提高筛选效率的目的。

2.3 物场模型分析及76个标准解

通过前面对系统进行功能分析所建立的功能模型可以看出，枸杞与筛网通过机械场构建起了一个基本的物场模型，而此物场模型中的枸杞S1对筛网S2存在着有害作用（粘附和堵塞）。由标准解解决流程可知，当前系统中同时存在有用和有害作用，如果无法限制S1和S2相接触，可以在S1和S2之间引入第三类廉价物质S3，从而消除有害作用。得到如下解决方案

方案七：在筛网上安装一个刷子，当有网眼堵塞，利用刷子由下往上及时清理堵塞的网眼，避免网眼大面积长时间堵塞，已达到提高筛选效率的目的。

2.4 效应分析

通过查找科学效应知识库，得到可用的效应为“分离效应”，依据该效应通过对知识效应库的搜索，得到了一些启示，最后得出问题的解决方案。

方案八：针对枸杞筛选过程中出现网眼堵塞的情况，可以将筛网网面采用弹性网面，同时使网孔在一定尺寸范围内具有扩张的能力，从而有效提高筛分效率。

3 最终方案遴选及结论

根据TRIZ原理提示，结合工程实际情况，最终选定采用1、4合并方案，将筛网圆孔型网眼变成条状，并将机械传动部分裁剪掉，直接由振动电机代替，使枸杞不论是以垂直方向、还是以水平方向，只要其最大直径处小于网孔的宽度就都能够顺利通过。

4 结束语

该方案主要应用于小型筛选机械，对于个体商户具有推广价值。采用该筛选机有效提高筛选效率，大约节约时间1/3，节省电能、人力、资金等成本达1/4。将会受到廣大商家的青睐和推广。

参考文献：

[1]冯鸿君.基于功能分析法的枸杞筛选机创新设计[J].科技信息，2010（28）.

[2]韩小平，崔传金，郑德聪.影响振动筛清选的主要因素[A].纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会（CSAE 2009）论文集[C].2009.

[3]孙永伟，谢尔盖·伊克万科.TRIZ打开创新之门的金钥匙[M].科学出版社，2015.

[4]张春林，李志香，赵志强.机械创新设计[M].机械工业出版社.

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