CN101590247B - 一种设施农业栽培基质连续式消毒系统 - Google Patents

Abstract

一种设施农业栽培基质连续式消毒系统，包括将运送待消毒的基质的输送机构，产生高温蒸汽的蒸汽锅炉，蒸汽锅炉安装在一带有车轮的移动小车上，移动小车上设有基质进行消毒的消毒装置，输送机构的出料口位于消毒装置的进料口的上方；蒸汽锅炉的燃烧室的烟气出口与一热交换器连通，热交换器内设有若干换热管，换热管的进气口与一鼓风机连接，热交换器顶部设有排烟管；换热管与一将来自蒸汽锅炉产生的蒸汽和来自热交换器的热风混合均匀的混合器的热风进口连通，蒸汽锅炉的蒸汽出口与混合器的蒸汽进口连通，混合器的出口与消毒装置连通。本发明具有使基质与蒸汽热风混流气体充分接触、工作效率高、消毒效果好、节能、安全性好的优点。

Description

一种设施农业栽培基质连续式消毒系统

技术领域

本发明涉及设施农业栽培基质消毒系统，尤其涉及一种利用饱和蒸汽与高温热风混流气体对栽培基质进行连续式消毒的系统。

技术背景

设施农业是高效农业，使农业生产部分摆脱了自然界的束缚，不仅实现农产品的一年四季生产，改善农产品供给，而且可以增加农产品的附加值，设施农业的经济效益显著高于露地农业，具有较高的投资回报率。设施农业的栽培以固体基质和营养液栽培为主，其中，固体基质栽培是目前应用最广泛使用的一种型式，常用固体基质有草炭、珍珠岩、蛭石、岩棉、多孔陶粒、泥炭、木屑稻壳、树皮等，呈散料状，其性能稳定、应用广泛。

固体栽培基质在栽培作物前，都必须进行消毒处理，其原因是未消毒的栽培基质中生存着大量的病菌、虫卵和害虫等，同时也常伴有杂草种子，因此，固体基质在植物栽培或播种前进行消毒处理成为设施农业生产中的重要工序，栽培基质经过消毒可以防止病害，克服轮作障碍，对提高设施农业生产效率，减少病虫害及提高农产品品质有重要的意义。

目前栽培基质消毒方法主要分为药剂消毒和物理消毒两类。药剂消毒主要利用溴甲烷、氯化苦、甲醛、高锰酸钾、漂白剂等药剂对栽培基质进行消毒。药剂消毒的方法简单，杀菌除虫效果好，但其主要问题是对环境的污染问题，其使用受到限制而逐渐在减少。

物理消毒的方法较多，主要有蒸汽消毒，热水消毒、日光消毒等，其中日光消毒受天气和日照的影响较大，消毒周期长。热水消毒的应用受到水资源、成本的方面限制。蒸汽消毒是近年来在栽培基质消毒的应用受到了一定的重视，但目前国内的蒸汽消毒尚无专用的蒸汽消毒设备和成熟技术，现有的做法比较简陋，其主要利用简单的带盖的容器(如：汽油桶、箱子等)作为消毒柜，将栽培装入柜内，通过导管把高压蒸汽锅炉产生的高温蒸汽通入消毒柜，将其中的基质加热到一定温度，并持续保温一段时间，以达到消除基质中病虫害和杂草种子的目的。蒸汽消毒目前所存在的主要问题是设备简陋，机械化程度不高，效率低，移动作业不方便，同时采用高压蒸汽锅炉，对设备的制造、特别是对使用操作在安全性方面提出了高的要求。

中国专利第200510049632.8号公布了一中设施园艺移动式基质蒸汽消毒系统，其技术方案是：蒸汽锅炉通过蒸汽管和移动小车的蒸汽入口连接，基质输送机位于移动小车一侧，基质输送机的出料口位于移动小车上方，基质通过基质输送机输送至移动小车，高温高压蒸汽通过蒸汽管通过消毒小车，对基质进行高温蒸汽消毒，移动式基质蒸汽消毒机可通过移动小车运载基质，移动小车同时作为消毒容器，以解决设备移动不便的问题。但是，这种设施园艺移动式基质蒸汽消毒系统直接将蒸汽锅炉产生的高压蒸汽通入消毒容器中，未能有效利用锅炉燃烧室排除的烟气的热量；且消毒容器中的基质是静止不动的，会影响蒸汽充分接触换热、不利于消毒效率的提高；同时所采用的是压力锅炉，对操作使用时在安全性方面要求较高。

发明内容

为克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种能使基质与蒸汽热风混流气体充分接触、工作效率高、节能的设施农业栽培基质连续式消毒系统。

一种设施农业栽培基质连续式消毒系统，包括运送待消毒的基质的输送机构，产生高温蒸汽的蒸汽锅炉，所述的蒸汽锅炉安装在一带有车轮的移动小车上，所述的移动小车上设有对基质进行消毒的消毒装置，所述的输送机构的出料口位于所述的消毒装置的进料口的上方；

其特征在于：所述的蒸汽锅炉的燃烧室的烟气出口与一热交换器连通，所述的热交换器内设有若干换热管，所述的换热管的进气口与一鼓风机连接，所述的热交换器顶部设有将烟气排出的排烟管；所述的换热管与一混合器的热风进口连通，所述的混合器具有将来自蒸汽锅炉产生的蒸汽和来自热交换器的热风混合均匀的混合室，所述的蒸汽锅炉的蒸汽出口与所述的混合器的蒸汽进口连通，所述的混合器的出口与所述的消毒装置连通。

进一步，为所述的鼓风机提供动力的鼓风电机为变频电机，所述的蒸汽锅炉为常压蒸汽锅炉。

进一步，所述的消毒装置包括机架，承接来料的进料仓，和对基质进行消毒的消毒室，所述的进料仓出口与所述的消毒室的物料入口连通，所述的进料仓内设有推动基质进入消毒室的螺旋叶片。

进一步，所述的消毒室通过所述的机架倾斜地设置在所述的移动小车上。

进一步，所述的消毒室的物料入口高于物料出口。

进一步，所述的消毒室通过输气管与所述的混合器连通，所述的输气管位于所述的消毒室的内腔中心，所述的输气管的圆周上设有一系列的径向的喷嘴孔。

进一步，所述的消毒室通过能带动消毒室转动的滚轮组与所述的机架连接，所述的滚轮组包括一对安装在靠近所述的物料入口的前端的主动滚轮和一对安装在靠近所述的物料出口的后端的支撑滚轮，所述的主动滚轮与驱动滚轮转动的驱动电机连接。

进一步，所述的消毒室的内壁上设有推动基质向后运动的螺旋导板。

进一步，所述的机架前端通过一调节消毒室倾斜角度的调节机构与所述的移动小车连接，所述的调节机构包括设置在所述的移动小车上的调节支架，所述的调节支架上设有升降电机，所述的升降电机通过传动机构与一丝杆机构连接，所述的丝杆机构中的丝杆与所述的传动机构连接，所述的丝杆机构中的螺母与所述的机架固接。

进一步，所述的传动机构包括通过减速器与所述的升降电机连接的主动锥齿轮和与所述的主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮，所述的从动锥齿轮与所述的丝杆固接。

进一步，所述的输送机构为皮带输送机，所述的皮带输送机的底部设有料斗，皮带表面设有防止基质下滑的一系列的横向隔板。

进一步，所述的移动小车上设有可与牵引机车连接的牵引挂钩。

本发明的技术构思是：将蒸汽锅炉燃烧室排放的高温烟气输送到热交换器中，对鼓风机鼓入的冷风加热从而形成热风，将这种热风与蒸汽锅炉产生的蒸汽送入混合器中按一定比例的混和，形成匀质高温蒸汽热风混流气体，这种蒸汽热风混流气体，蒸汽包裹在远大于蒸汽冷凝温度的高温热风中，使蒸汽在输送过程中始终保证原有的相态，对基质进行消毒时，具有很强的热力穿透性和杀伤性，保持较好的消毒效果；且消毒室在滚轮组的带动下持续滚动，在消毒过程中，基质跟随着消毒室转动和并被螺旋导板不断翻搅，与此同时，蒸汽热风混流气体由输送管的径向喷嘴孔进入消毒室内，与连续式输入的翻滚搅动状态的基质相遇，在空间进行充分混合传热交换，传热面积大，温升速度快，没有消毒死区，提高了消毒效果和效率。通过调节消毒室的倾角的大小可达到控制消毒过程持续时间和出料速度目的，实现了生产率和消毒效果可控的连续式消毒过程。采用常压蒸汽锅炉，整台设备在常压下工作，极大地提高了设备的安全性，对设备的制造和使用操作过程无特殊的安全性要求。

本发明具有使基质与蒸汽热风混流气体充分接触、工作效率高、消毒效果好、节能、安全性好的优点。

附图说明

图1为本发明的正视图

图2为本发明的侧视图

图3为本发明的锅炉与热交换器的示意图

图4为本发明的消毒装置的示意图

图5为本发明的消毒装置的侧视图

图6为本发明的消毒室的剖视图

图7为本发明的调节机构的示意图

具体实施方式

实施例一

参照图1、图3

一种设施农业栽培基质连续式消毒系统，包括将运送待消毒的基质的输送机构2，产生高温蒸汽的蒸汽锅炉4，所述的蒸汽锅炉4安装在一带有车轮的移动小车1上，所述的移动小车1上设有对基质进行消毒的消毒装置3，所述的输送机构2的出料口21位于所述的消毒装置3的进料口321的上方；

所述的蒸汽锅炉的燃烧室41的烟气出口与一热交换器5连通，所述的热交换器5内设有若干换热管51，所述的换热管51的进气口与一鼓风机6连接，所述的热交换器5顶部设有将烟气排出的排烟管52；所述的换热管51与一混合器7的热风进口71连通，所述的混合器7具有将来自蒸汽锅炉4产生的蒸汽和来自热交换器5的热风混合均匀的混合室；所述的蒸汽锅炉4的蒸汽出口与所述的混合器7的蒸汽进口72连通，所述的混合器7的出口与所述的消毒装置3连通。

为所述的鼓风机6提供动力的鼓风电机为变频电机，所述的蒸汽锅炉为常压蒸汽锅炉。

所述的输送机构2为皮带输送机，所述的皮带输送机的底部设有料斗21，皮带表面设有防止基质下滑的一系列的横向隔板22。

所述的移动小车1上设有可与牵引机车连接的牵引挂钩11。

实施例二

参照图1、2、3、4

本实施例与实施例一的区别在于：

所述的消毒装置3包括机架31，承接来料的进料仓32，和对基质进行消毒的消毒室33，所述的进料仓出口与所述的消毒室33的物料入口连通，所述的进料仓32内设有推动基质进入消毒室33的螺旋叶片322。

所述的消毒室33通过所述的机架31倾斜地设置在所述的移动小车1上。

所述的消毒室33的物料入口高于物料出口。

所述的消毒室33通过输气管332与所述的混合器7连通，所述的输气管332位于所述的消毒室33的内腔中心，所述的输气管332的圆周上设有一系列的径向的喷嘴孔333。

所述的消毒室33通过能带动消毒室33转动的滚轮组与所述的机架31连接，所述的滚轮组包括一对安装在靠近所述的物料入口的前端的主动滚轮311和一对安装在靠近所述的物料出口的后端的支撑滚轮312，所述的主动滚轮311与驱动滚轮转动的驱动电机连接。

实施例三

参照图1-6

本实施例与实施例二的区别之处在于：所述的消毒室33的内壁上设有推动基质向后运动的螺旋导板331。

实施例四

参照图1-5、图7

本实施例与实施例二的区别之处在于：所述的机架31前端通过一调节消毒室33倾斜角度的调节机构8与所述的移动小车1连接，所述的调节机构8包括设置在所述的移动小车上的调节支架81，所述的调节支架81上设有升降电机82，所述的升降电机82通过传动机构与一丝杆机构连接，所述的丝杆机构中的丝杆831与所述的传动机构连接，所述的丝杆机构中的螺母832与所述的机架31固接。

所述的传动机构包括通过减速器841与所述的升降电机82连接的主动锥齿轮842和与所述的主动锥齿轮842啮合的从动锥齿轮843，所述的从动锥齿轮843与所述的丝杆831固接。

实施例五

参照图1-7

本实施例与实施例三的区别之处在于：所述的机架31前端通过一调节消毒室33倾斜角度的调节机构8与所述的移动小车1连接，所述的调节机构8包括设置在所述的移动小车上的调节支架81，所述的调节支架81上设有升降电机82，所述的升降电机82通过传动机构与一丝杆机构连接，所述的丝杆机构中的丝杆831与所述的传动机构连接，所述的丝杆机构中的螺母832与所述的机架31固接。

所述的传动机构包括通过减速器841与所述的升降电机82连接的主动锥齿轮842和与所述的主动锥齿轮842啮合的从动锥齿轮843，所述的从动锥齿轮843与所述的丝杆831固接。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (10)

1.一种设施农业栽培基质连续式消毒系统，包括将运送待消毒的基质的输送机构，产生高温蒸汽的蒸汽锅炉，所述的蒸汽锅炉安装在一带有车轮的移动小车上，所述的移动小车上设有对基质进行消毒的消毒装置，所述的输送机构的出料口位于所述的消毒装置的进料口的上方；

其特征在于：所述的蒸汽锅炉的燃烧室的烟气出口与一热交换器连通，所述的热交换器内设有若干换热管，所述的换热管的进气口与一鼓风机连接，所述的热交换器顶部设有将烟气排出的排烟管；所述的换热管与一混合器的热风进口连通，所述的混合器具有将来自蒸汽锅炉产生的蒸汽和来自热交换器的热风混合均匀的混合室，所述的蒸汽锅炉的蒸汽出口与所述的混合器的蒸汽进口连通，所述的混合器的出口与所述的消毒装置连通。

2.如权利要求1所述的设施农业栽培基质连续式消毒系统，其特征在于：为所述的鼓风机提供动力的鼓风电机为变频电机，所述的蒸汽锅炉为常压蒸汽锅炉。

3.如权利要求1或2所述的设施农业栽培基质连续式消毒系统，其特征在于：所述的消毒装置包括机架，承接来料的进料仓，和对基质进行消毒的消毒室，所述的进料仓出口与所述的消毒室的物料入口连通，所述的进料仓内设有推动基质进入消毒室的螺旋叶片。

4.如权利要求3所述的设施农业栽培基质连续式消毒系统，其特征在于：所述的消毒室通过输气管与所述的混合器连通，所述的输气管位于所述的消毒室的内腔中心，所述的输气管的圆周上设有一系列的径向的喷嘴孔。

5.如权利要求4所述的设施农业栽培基质连续式消毒系统，其特征在于：所述的消毒室通过能带动消毒室转动的滚轮组与所述的机架连接，所述的滚轮组包括一对安装在靠近所述的物料入口的前端的主动滚轮和一对安装在靠近所述的物料出口的后端的支撑滚轮，所述的主动滚轮与驱动滚轮转动的驱动电机连接。

6.如权利要求5所述的设施农业栽培基质连续式消毒系统，其特征在于：所述的消毒室通过所述的机架倾斜地设置在所述的移动小车上；所述的消毒室的物料入口高于物料出口。

7.如权利要求5所述的设施农业栽培基质连续式消毒系统，其特征在于：所述的消毒室的内壁上设有推动基质向后运动的螺旋导板。

8.如权利要求6所述的设施农业栽培基质连续式消毒系统，其特征在于：所述的消毒室的内壁上设有推动基质向后运动的螺旋导板。

9.如权利要求6所述的设施农业栽培基质连续式消毒系统，其特征在于：所述的机架一端通过一调节消毒室倾斜角度的调节机构与所述的移动小车连接，所述的调节机构包括设置在所述的移动小车上的调节支架，所述的调节支架上设有升降电机，所述的升降电机通过传动机构与一丝杆机构连接，所述的丝杆机构中的丝杆与所述的传动机构连接，所述的丝杆机构中的螺母与所述的机架固接。

10.如权利要求9所述的设施农业栽培基质连续式消毒系统，其特征在于：所述的传动机构包括通过减速器与所述的升降电机连接的主动锥齿轮和与所述的主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮，所述的从动锥齿轮与所述的丝杆固接。

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