自動排膠裝置及自動排膠方法與流程

本發明涉及橡膠產業采膠技術領域，具體涉及一種自動排膠裝置以及自動排膠方法。

背景技術：

橡膠樹具有外層砂囊皮，砂囊皮內側為水囊皮，水囊皮內有大量乳管，乳管是天然膠乳合成器官，天然橡膠生產就是采集膠乳管內的膠乳。目前，主要是依靠人工采膠。具體過程如下：

人工操作手動或電動割膠刀，切割橡膠樹的樹皮，切割深度至少達到上述水囊皮位置，以切斷乳管；往往沿樹干高度方向，切割形成螺旋形的切割線；

在螺旋形切割線的最低點設置收集罐，膠乳管內的膠膠乳順著螺旋形切割線流入收集罐內，完成膠乳的采集。

膠乳的產生需要合成時間，所以上述描述的為一次采膠過程，采膠完畢后，需要等待膠乳管內重新合成膠乳，膠乳上述的螺旋切割線內膠乳凝固，再次采集時，重復上述過程。

上述技術方案存在下述技術問題：

傳統的人力割膠，割膠深度和耗皮厚度都需要人工控制，對工人技術要求高，但在膠工疲勞之后難度很大，容易引起割膠質量下降，造成傷樹現象。另外，培養一名熟練膠工需要一個月甚至更長時間，要投入大量的技術培訓成本，在當前勞動力日趨緊張，人力成本大幅增加，且膠價市場行情不好的背景下，生產企業入不敷出，導致有膠不能割、有膠無人割的尷尬局面，給生產造成較大的損失。

而且，無論是手動割膠刀還是機械割膠刀，均需要切割橡膠樹的樹皮，采集完畢后，下一次采集需要再次切割樹皮，重復切割會損傷橡膠樹，進而發生死皮、不再產膠的現象，影響生產收益。

有鑒于此，亟待針對上述問題作出改進，以降低割膠難度，減少對橡膠樹的傷害。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明提供一種自動排膠裝置以及自動排膠方法，無需多次切割橡膠樹，可以降低割膠難度，減少對橡膠樹的傷害。

本發明提供的自動排膠裝置，包括排膠單元，所述排膠單元包括排膠管和膠乳抗凝劑輸出部，所述排膠管的前端能夠插入橡膠樹皮內引出膠乳，所述抗凝劑輸出部輸出的抗凝劑能夠在停止引膠時流向與所述排膠管對應的橡膠樹皮膠乳出口。

可選地，所述排膠單元還包括控制閥，所述控制閥控制所述排膠管通斷。

可選地，所述抗凝劑輸出部的抗凝劑排出口能夠連通所述排膠管的前端，以通過所述前端流向所述乳管出口。

可選地，所述控制閥處于連通所述排膠管時，所述抗凝劑輸出部與所述前端的通路自動封堵；所述控制閥斷開所述排膠管時，所述抗凝劑輸出部自動連通所述前端。

可選地，所述控制閥為球閥，所述球閥的外壁開設有抗凝劑排出槽，所述抗凝劑排出口連通至所述抗凝劑排出槽；

所述球閥斷開所述排膠管時，所述抗凝劑能夠沿所述抗凝劑排出槽進入所述排膠管的前端；所述球閥轉動而連通所述排膠管時，所述排膠管的內管壁自動封堵所述抗凝劑排出槽。

可選地，所述排膠單元還包括控制器，所述控制器設定通斷周期，以控制所述控制閥于通斷周期內通斷所述排膠管；

所述排膠單元包括殼體，驅動所述球閥轉動的驅動部設于所述殼體內；所述抗凝劑輸出部的抗凝劑注入口設于所述殼體的頂部，所述抗凝劑輸出部還包括設于所述殼體的底部之下的存儲管，所述存儲管的底部設有所述抗凝劑排出口；

所述排膠單元包括繞樹固定環，所述繞樹固定環環繞所述存儲管以固定所述排膠單元于所述橡膠樹。

可選地，所述排膠管的尾端設有接頭，以連接集膠管。

可選地，所述自動排膠裝置包括多組所述自動排膠單元。

可選地，所述自動排膠裝置還包括試劑瓶，所述試劑瓶提供膠乳抗凝劑至多組所述自動排膠單元的所有所述抗凝劑輸出部。

可選地，所述自動排膠裝置還包括收膠桶，所有所述自動排膠單元中排膠管引出的膠乳均匯集至所述收膠桶。

可選地，所述排膠單元包括繞樹固定環，所述繞樹固定環固定所述排膠單元于橡膠樹干。

可選地，所述排膠管前端的頂部和底部具有開口，和/或所述排膠管的前端呈錐狀。

本發明還提供一種自動排膠方法，進行如下操作：

通過排膠管引出膠乳，進行膠乳采集；

膠乳采集結束時，輸出抗凝劑以流向與排膠管對應的橡膠樹皮乳管出口，排膠管保持在采膠位置。

可選地，設定排膠管的通斷周期，通斷周期包括連通時段和斷開時段；

處于連通時段時，自動進行膠乳采集；處于斷開時段時，自動輸出膠乳抗凝劑。

該自動排膠裝置和自動排膠方法，在停止采膠時，輸出抗凝劑流向與排膠管對應的橡膠樹的膠乳出口位置，以免膠乳凝固不再流出而影響下次采膠。即膠乳采集結束后，膠乳抗凝劑可以保持乳管出口膠乳處于非凝固狀態。而排膠管則保持在采膠的位置，這樣，當下次采集膠乳時，膠乳出口基于抗凝劑并未凝固，膠乳可直接經膠乳出口進入排膠管的前端被收集，而無需再一次切割，也無需再插入排膠管。由此可見，該裝置以及相應的排膠方法，無需多次切割樹皮，一次插入排膠裝置后可重復利用采膠，可以降低采膠難度，節省人力成本。更為重要的是，減輕了對橡膠樹的損害，有助于保證生產的長期收益。

附圖說明

圖1為本發明所提供自動排膠裝置一種具體實施例的結構示意圖；

圖2為圖1豎向剖視圖；

圖3為圖2中排膠單元的立體結構示意圖；

圖4為圖3中排膠單元的半剖結構示意圖，排膠管處于連通狀態；

圖5為圖4中排膠管處于斷開狀態的示意圖；

圖6為圖4的正視圖；

圖7為圖3中排膠單元通過繞樹固定環環繞固定于橡膠樹的結構示意圖。

圖1-7中附圖標記說明如下：

a橡膠樹、a1水囊皮、a2砂囊皮；

100排膠單元、10控制器、20殼體、201驅動馬達、301抗凝劑存儲管、301a抗凝劑排出口、302抗凝劑注入口、303、連通管、40排膠管、401接頭、402前端、402a開口、50球閥、501抗凝劑排出槽、502貫通通道、60繞樹固定環、70集膠管；

200收膠桶；

300試劑瓶。

具體實施方式

為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。

請參考圖1，圖1為本發明所提供自動排膠裝置一種具體實施例的結構示意圖；圖2為圖1豎向剖視圖。

本實施例提供的自動排膠裝置，包括排膠單元100，排膠單元100包括排膠管40和膠乳抗凝劑，膠乳抗凝劑如酪素、聚丙烯酰胺等，排膠管40的前端402能夠插入橡膠樹皮a內引出膠乳。即排膠管40前端402插入的位置以能夠引出膠乳為目的進行選定，圖2中，排膠管40的前端402插入橡膠樹皮a的水囊層a1(外層為砂囊皮a2，如圖6所示)，通常該位置為產生膠乳的乳管聚集位置，插入該位置便于引出膠乳，排膠管40引出膠乳后，可匯集至收膠桶200內。

如圖3所示，圖3為圖2中排膠單元100的立體結構示意圖。

為了便于引出膠乳，排膠管40的前端402頂部和底部具有開口402a，橡膠樹皮a內的膠乳管上下延伸分布，設置開口402a后，排膠管40可以插入橡膠樹皮a內切開的膠乳管，便于膠乳更為順暢地流入排膠管40內。具體在形成開口402a時，可以將原始管狀的前端402，上下切削形成開口402a，切削可以向端面傾斜，從而使得前端402形成錐狀，使得插入橡膠樹皮a的操作更為容易。

需要說明的是，這里排膠管40的前端402屬于廣義的概念，并不限于排膠管40管體本身的前端部，前端402可以與排膠管40的主管體為一體結構，也可以是獨立存在并利于插入橡膠樹皮a內的其他單獨結構體。

抗凝劑輸出部用于輸出膠乳抗凝劑，并且輸出的抗凝劑能夠在停止引膠時流向與排膠管40對應的橡膠樹皮a的膠乳出口(即前端402插入后形成的膠乳管開口)，以免膠乳凝固而堵塞排膠口，影響下次采膠。即膠乳采集結束后，抗凝劑可以保持膠乳出口處于非凝固狀態。而排膠管40則保持在采膠的位置，這樣，當下次采膠時，膠乳出口基于抗凝劑并未凝固，堵塞，膠乳可直接經膠乳出口進入排膠管40的前端402被收集，而無需再一次切割，也無需再插入排膠管40。

由此可見，該裝置以及相應的排膠方法，無需多次切割樹皮，一次切割后可重復利用，從而節省人力成本。更為重要的是，減輕了對橡膠樹的損害，有助于保證生產的長期收益。

可繼續參考圖4、5理解，圖4為圖3中排膠單元100的半剖結構示意圖，排膠管40處于連通狀態；圖5為圖4中排膠管40處于斷開狀態的示意圖。

該實施例中，自動排膠裝置還包括控制閥，控制閥控制排膠管40通斷，圖4中控制閥具體采用球閥50。如上所述，在采膠結束后，需要向橡膠樹皮a內的膠乳出口位置注入膠乳抗凝劑，如果排膠管40始終處于導通狀態，則部分抗凝劑會流入收膠桶200，設置控制閥后，則膠乳采集結束后可以關閉該控制閥，使得抗凝劑只流向橡膠樹皮a的膠乳出口位置，避免抗凝劑的浪費，控制采膠成本。同時，防止無限制流膠而傷及膠樹。

當然，這里不設置控制閥也是可以的。例如，在膠乳出口位置，排膠管40形成彎管段，可以存儲一定量的抗凝劑，或者采膠結束后，將排膠管40向上提，也可以避免抗凝劑向收集方向流動，顯然，設置控制閥為較優的技術方案，不會對膠乳的排出造成任何不利影響，且易于控制，有助于實現全程自動化。

此時，抗凝劑輸出部的抗凝劑排出口301a可以設置為連通至排膠管40的前端402，以流向膠乳出口位置，即抗凝劑先進入排膠管40的前端402，然后再流向膠乳出口位置，如此便于抗凝劑輸出部的設置。當然，抗凝劑輸出口301a直接對應于膠乳出口位置設置也是可以的。

請繼續參考圖4、5，當控制閥為球閥50時，可以在球閥50的外壁開設抗凝劑排出槽501，圖4示出的抗凝劑排出槽501位于球閥50的頂部。抗凝劑排出口301a連通至抗凝劑排出槽501，當球閥50斷開排膠管40時，抗凝劑能夠沿抗凝劑排出槽501進入排膠管40的前端402，當球閥50轉動而連通排膠管40時，抗凝劑排出槽501隨之轉換位置，此時，排膠管40的內管壁由于具有與球閥50外壁匹配的形狀，可以封堵抗凝劑排出槽501，則抗凝劑無法流向排膠管40內。

圖4中，球閥50具有貫通通道502，形成兩端的開口，貫通通道502與排膠管40管腔同軸時導通排膠管40，球閥50轉動90度而使其貫通通道502與排膠管40管腔垂直時斷開排膠管40。球閥50的管壁橫截面為圓弧，球閥50具有球形外壁，當球閥50處于圖4中連通排膠管40狀態時，內管壁與球閥50外壁適配，恰好可以封堵抗凝劑排出槽501；當球閥50處于圖5中斷開排膠管40狀態時，球閥50外壁與內管壁之間產生間隙，抗凝劑排出槽501位于間隙位置，從而外露，則流入抗凝劑排出槽501內的抗凝劑可以流出，并進入排膠管40的前端402，繼而流向橡膠樹皮a的膠乳出口位置，達到防止膠乳凝固的效果。

如此設置，當采膠結束而斷開球閥50時，抗凝劑也自動輸出至橡膠樹皮a的膠乳出口位置；采膠重新開始時，球閥50連通，抗凝劑的輸出也自動停止，使得排膠管40的通斷與抗凝劑的截止、注入能夠同步進行，控制簡便。

上述利用球閥50的結構特征實現自動封堵或是開啟抗凝劑的通路，可以理解，并不限于球閥50結構。只要控制閥處于連通排膠管40的狀態時，抗凝劑輸出部與排膠管40的前端402的通路能夠自動封堵，而處于斷開狀態，上述通路又能夠自動開啟即可。例如，控制閥的閥芯離開排膠管40的管腔時連通排膠管40，而恰好離開后能夠封堵抗凝劑輸出部的通路；或者，抗凝劑輸出部的抗凝劑輸出通路設有閥體，控制閥的閥芯在動作時能夠與該閥體實現聯動，均是可行的，本領域技術人員可以根據該技術構思設計出其他類型的自動封堵、自動連通方式，均位于本發明的保護范圍之內。

具體地，為了實現進一步的自動化，排膠單元100還可以包括控制器10，控制器10可以根據采膠標準要求設定通斷周期，以控制控制閥于通斷周期內通斷排膠管40。顯然，通斷周期包括連通時段和斷開時段。連通時段可以根據采膠時間設定，斷開時段可以根據膠乳的生成時間設定，例如，采膠過程一般能夠持續2.5-3小時，膠乳重新生成的時間大約為36小時，則連通時段可設定為2.5-3小時，斷開時段可設定為36小時，則整個通斷周期為38.5-39小時，在通斷周期內完成一次連通和斷開，相應地完成采膠、產膠。以上設定時間只是示例說明，本領域技術人員可以根據實際采膠、產膠時間進行設定。

根據控制器10設定的通斷周期，例如先控制球閥50連通排膠管40，連通2.5-3小時后，控制器10輸出控制指令控制球閥50斷開排膠管40，斷開持續36小時后，再重新控制球閥50連通排膠管40，繼而進入下一通周期控制。如此，上述自動排膠裝置完全實現了自動化排膠，不但無需重復切割樹皮，采膠過程也幾乎無需人工操作。

需要說明的是，上述實施例以球閥50為例進行說明，利用球閥50特殊的外壁結構，能夠與內管壁配合，以實現球閥50切換工作位時，相應地實現抗凝劑的輸出和截止，巧妙簡便。

可以理解，抗凝劑輸出部向橡膠樹皮a的膠乳出口位置輸出抗凝劑，并不限于此控制方式。例如，抗凝劑排出口301a與膠乳出口之間可以設置一單獨的閥體，當控制器10輸出信號以使控制閥斷開/連通排膠管40時，也可以控制該閥體相應地連通/斷開。此時，控制閥可以是球閥50以外的其他類型的通斷閥，也可以是普通的手動通斷閥(自動化程度低于控制器10的控制)。

圖4中，排膠單元100還包括殼體20，驅動球閥50轉動的驅動部設于殼體20內，球閥50的閥體位于排膠管40內腔，驅動部包括與球閥50的閥體連接的驅動軸以及傳動機構、驅動馬達201等，控制器10則安裝于殼體20的外周，當然，控制器10也可以內置于殼體20內。

抗凝劑輸出部的一部分也位于殼體20內，抗凝劑輸出部的抗凝劑注入口302則設于殼體20的頂部，抗凝劑輸出部還包括設于殼體20的底部之下的抗凝劑存儲管301，抗凝劑排出口301a設于抗凝劑存儲管301的底部。殼體20設有連通抗凝劑注入口302和存儲管301的連通管303，連通管303設于驅動馬達201的側面。圖4中，殼體20底部的抗凝劑存儲管301相對地呈罐狀設置，其徑向尺寸大于位于殼體20內的連通管302的尺寸，能夠存儲一定量的抗凝劑，以便于可以長時間向橡膠樹皮a內輸入抗凝劑，從而減少工作量。這里，驅動馬達201同步驅動球閥30和存儲管301，以使抗凝劑排出口301a與球閥30上的抗凝劑排出槽501同時轉動。

抗凝劑輸出部設于殼體20內，殼體20可以同時保護抗凝劑輸出部和球閥50的驅動部，結構更為緊湊，而且此時的抗凝劑排出口301a易于連通至球閥50頂部的抗凝劑排出槽501。可知，上述的僅是一種示例，抗凝劑輸出部可以設于其他位置、設計為其他結構，例如抗凝劑輸出部可以僅僅為一外置于殼體20外部的抗凝劑輸出管；或者包括抗凝劑試劑罐和輸出泵等。

如圖4、5所示，并結合圖6理解，圖6為圖4的正視圖，且排膠單元100中排膠管40的前端402插入水囊皮a1位置。

殼體20底部安裝有筒狀體，筒狀體頂端向外延伸形成環形凸緣，環形凸緣與殼體20底部貼合固定，可通過螺栓緊固。抗凝劑存儲管301設于筒狀體內，筒狀體底部形成有橫向筒體，相當于排膠管40的一部分。即，排膠管40前部形成一體式的三通結構，上部旁通通道內設置抗凝劑存儲管301，并與殼體20底部固定，下部形成排膠管40的管腔。如此設置的結構，穩定性更強，便于球閥50的可靠控制。

可以結合圖3、5，并參考圖7理解，圖7為圖3中排膠單元100通過繞樹固定環60環繞固定于橡膠樹干的結構示意圖。

抗凝劑存儲管301上部為殼體20、下部為排膠管40，抗凝劑存儲管301形成整個排膠單元100的“頸部”，則可以在抗凝劑存儲管301位置設置繞樹固定環60，繞樹固定環60可以環繞抗凝劑存儲管301，并環繞橡膠樹干，從而將排膠單元100固定于橡膠樹干。

當然，繞樹固定環60并不限于通過上述方式固定排膠單元100，比如，可以在殼體20上設置穿孔，繞樹固定環60穿過穿孔再環繞橡膠樹樹干也是可以的。實際上，排膠單元100的控制器10、驅動部等結構也不限于設于如上所述的殼體20，布置方式也可以有多種，比如驅動部設于排膠管40的側面。而繞樹固定環60只要能夠起到將排膠單元100綁于橡膠樹干即可。

甚至，排膠單元100的固定方式也并不限于繞樹固定環60。理論上，當排膠管40的前端402插入橡膠樹皮a內足夠牢固時，則無需額外的例如繞樹固定環60類的固定部件。當然，為了保證可靠穩定的采膠過程，設置固定排膠單元100于橡膠樹干的固定部件顯然是更佳的方案。除了繞樹固定環60，也可以設置其他類型的固定部件，例如設置固定于收膠桶200或是地面的支撐桿，排膠單元100固定于支撐桿也是可行的。

請繼續參考圖1，該自動排膠裝置可以包括多組排膠單元100，排膠單元100的數量可根據排膠量、橡膠樹干周向尺寸、高度等因素確定。各排膠單元100在橡膠樹干的高度方向上相互錯開，周向上也相互錯開，圖1中的排膠單元100呈傾斜布置，當數量較多時，相應地會呈螺旋形。橡膠樹皮a內的膠乳管數量較多，膠乳管很細，一個排膠單元100難以引出更多的膠乳，所以高度、周向錯離布置的排膠單元100，可以引出更多的膠乳，提高收集效率。各膠乳單元的排膠管40可以連通于同一收膠桶200，如圖1所示。

上述實施例中，每組排膠單元100均設有一控制器10，可以理解，也可以僅設置一個控制器10，以統一控制各排膠單元100內的控制閥，當然，基于線路連接的限制，按照本實施例進行單獨控制也是較佳的選擇。

如上所述的排膠管40長度可以較長，從而直接連通至收膠桶200。或者，排膠管40長度相對較短，在其尾端設置接頭401，連接一段集膠管70，再連通至收膠桶200。排膠管40需要設置控制閥，并且能夠順利地插入橡膠樹皮a內保持穩定，因此，排膠管40最好具備一定的強度，例如可以是塑料件，而集膠管70采取軟管即可，還便于根據與收膠桶200的距離調整長度。

如圖1所示，在設置多組排膠單元100時，可以還設置一試劑瓶300，試劑瓶300內配備膠乳抗凝劑，試劑瓶300提供抗凝劑至多組自動排膠單元100的各抗凝劑輸出部，即連通至殼體20頂部的抗凝劑注入口302，從圖1可看出，每一組排膠單元100體積相對較小，統一配備體積相對較大試劑瓶300，可以簡化整個自動排膠裝置。

以上僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。