CN102265736A

CN102265736A - 仿生减黏耐腐蚀肥箱内衬

Info

Publication number: CN102265736A
Application number: CN2011101263000A
Authority: CN
Inventors: 贾洪雷; 马云海; 张金波; 范旭辉; 佟金; 齐江涛
Original assignee: Jilin University
Current assignee: Jilin University
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2011-05-17
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2031-05-17
Also published as: CN102265736B

Abstract

本发明涉及一种仿生减黏耐腐蚀肥箱内衬。目的在于解决现有的固体颗粒状或粉状肥料对肥箱内壁的腐蚀以及在肥箱内的堆积而导致的排肥不畅问题。仿生几何结构为分布在腐蚀薄板衬表面凸包形几何结构单体，每个凸包形几何结构单体形状为一球缺型，函数方程为：x²+y²+z²＝r²，其中：-10≤x≤10mm，-10≤y≤10mm，-10≤z≤10mm，0≤r≤10mm，球缺的高度取值范围为：0≤H≤8mm，底圆直径：4≤X≤16mm，球缺型凸包间距L的取值范围为：0＜L≤50mm。这种仿生减黏耐腐蚀结构适用于多种不同型式的肥箱内衬。设置了仿生减黏耐腐蚀结构型式后，可以防止肥料对肥箱内壁的腐蚀作用，同时，可以将肥箱内壁对肥料的粘滞阻力减小30％以上，在较大程度上减小肥料的堆积，使排肥更加流畅。

Description

仿生减黏耐腐蚀肥箱内衬

技术领域：

本发明涉及一种仿生减黏耐腐蚀肥箱内衬，特别是涉及一种具有仿生凸包形减黏降阻几何结构和耐腐蚀功能的内衬。这种仿生凸包形耐腐蚀肥箱内衬可应用于多种型式的薄铁板肥箱。

技术背景：

粉状、颗粒状和液体肥料是田间所施化学肥料的三种基本形态，而其中又尤以粉状和颗粒状肥料应用最为广泛。肥料的机械施播大多采用的方式是将肥料装入肥箱，再利用排肥盒通过机械方法将肥料施入土壤。但是，在这种方式的作业过程中，有两个问题一直没有得到很好的解决。一是粉状和颗粒状的肥料与肥箱内壁之间的粘滞阻力过大，使肥料不能顺畅地施播，在肥箱内产生堆积，导致肥料的撒施不均匀甚至漏施现象的发生；二是肥料对金属肥箱内壁具有腐蚀作用。现今，施肥机具所采用的肥箱多为薄钢板制件，而现有的化学肥料均具有一定的腐蚀性，对钢板肥箱有强烈的腐蚀作用。综上所述，需要一种具有减黏降阻、耐腐蚀的肥箱内衬来解决以上两个问题。

发明内容：

采用仿生减黏凸包几何结构来改善肥料在肥箱内的堆积问题，从而防止撒施不均或漏施现象的发生。仿生凸包形几何结构采用耐腐蚀的材料可以防止肥箱的腐蚀。本发明的目的在于提供一种仿生减黏耐腐蚀肥箱内衬，从改变肥箱内壁表面的几何结构型式入手，将具有减黏降阻效果的仿生凸包形几何结构贴附在其内壁上，降低肥箱内壁表面对肥料的粘滞阻力，使肥箱内的肥料可以顺畅地流入排肥盒，从根本上解决肥料的施播不均或漏施。采用耐腐蚀的材料加工仿生凸包形几何结构，解决了肥箱的腐蚀问题。

实现本发明上述目的所采用的技术方案结合附图说明如下：

一种仿生减黏耐腐蚀肥箱内衬，基于土壤动物臭蜣螂的头部前端表面具有减黏减阻效应的凸包形几何结构特征，经过数学分析和优化设计，最终提取出球缺型仿生凸包形几何结构，并应用于肥箱的内壁表面。同时采用耐腐蚀的材料进行加工可以防止肥箱内壁的腐蚀。

仿生减黏耐腐蚀肥箱内衬，由耐腐蚀薄板和其上的仿生几何结构组成，耐腐蚀薄板衬于肥箱内壁，仿生几何结构为分布在腐蚀薄板衬表面凸包形几何结构单体，每个凸包形几何结构单体形状为一球缺型，其凸包形几何结构特征为：函数表述方程为：x²+y²+z²＝r²，其中：-10≤x≤10mm，-10≤y≤10mm，-10≤z≤10mm，0≤r≤10mm，球缺的高度取值范围为：0≤H≤8mm，底圆直径：4≤X≤16mm，球缺型凸包间距L的取值范围为：0＜L≤50mm。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)耐腐蚀薄板的厚度取值范围为：2≤D≤5mm。

上述凸包形仿生减黏几何结构采用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)经模塑成型或快速成型工艺加工成带有凸包形的薄板，并根据实际的肥箱内部结构和尺寸采取铆接或粘贴的连接方式将其贴附于肥箱内壁之上。

凸包形仿生减黏几何结构单体的具体尺寸和分布间距应根据肥箱尺寸、肥料形状来具体确定。

本发明具有以下技术效果：

肥箱内衬表面的仿生凸包形几何结构可以减少肥料与肥箱内壁表面之间的接触面积，降低了肥料与接触面之间的吸附作用，使二者之间的结合力减小，从而减低了肥箱表面对肥料的粘滞阻力，使肥料不易堆积或附着在箱体的内壁之上。通过在肥箱内壁加装凸包形仿生几何结构可以使箱体内壁对肥料的粘滞阻力降低30％以上。

另外，采用耐腐蚀的材料来加工仿生凸包形几何结构可以防止金属肥箱内壁的腐蚀，解决了肥箱的腐蚀问题，可以大大延长肥箱的使用寿命，节约资源，减低了农业机具的使用成本。

附图说明：

图1凸包形仿生减黏降阻耐腐蚀肥箱内衬结构示意图。

图2加装了凸包形仿生减黏降阻耐腐蚀肥箱内衬的肥箱主剖视图。

图3加装了凸包形仿生减黏降阻耐腐蚀肥箱内衬的肥箱左剖视图。

图4加装了凸包形仿生减黏降阻耐腐蚀肥箱内衬的肥箱俯视图。

图5为r＝2mm，H＝0.5mm，X＝2.65mm，L＝3.65mm时的肥箱内衬结构图。

其中：图5(a)主视图；图5(b)是图5(a)的俯视图。

图6为r＝4mm，H＝1mm，X＝5.29mm，L＝7.29mm时的肥箱内衬结构图；

其中：图6(a)主视图；图6(b是图6(a)的俯视图。

图7为r＝6mm，H＝1.5mm，X＝7.94mm，L＝10.94mm时的肥箱内衬结构图；

其中：图7(a)主视图；图7(b)是图7(a)的俯视图。

图8为r＝8mm，H＝2mm，X＝10.58mm，L＝14.58mm时的肥箱内衬结构图；

其中：图8(a)主视图；图8(b)是图8(a)的俯视图。

图9为r＝10mm，H＝2.5mm，X＝13.23mm，L＝18.23mm时的肥箱内衬结构图。

其中：图9(a)主视图；图9(b)是图9(a)的俯视图。

具体实施方式：

实例1

参阅图1，图2，图3，图4，图5，并充分考虑到肥箱的自身尺寸，确定凸包的高度为H＝0.5mm，r＝2mm，X＝2.65mm，L＝3.65mm。凸包高度与底圆直径之比为0.5∶2.65，凸包形仿生减黏耐腐蚀结构单体的表述函数方程为：x²+y²+z²＝2²，-1.325≤x≤1.325，-1.325≤y≤1.325，1.5≤z≤2。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)耐腐蚀薄板的厚度D＝3mm。肥箱的尺寸参数分别为：A＝1000mm，B＝305mm，C＝300mm，E＝110mm，T＝190mm；排肥盒的尺寸分别为：M＝140mm，N＝100mm，P＝44mm，W＝120mm，V＝80mm。

仿生凸包形减黏降阻耐腐蚀几何结构与衬板采用耐腐蚀的材料经模塑或快速成型工艺加工为一体，并采用铆接或粘接的方式加装在金属肥箱的内壁上。试验结果表明，该仿生减黏耐腐蚀肥箱内衬较之普通的肥箱排肥效果顺畅，可以使肥箱内壁对肥料的粘滞阻力减小34％，使肥箱的排肥均匀程度大大提高并减小了漏施现象的发生。加装内衬后的肥箱耐腐蚀性得到了提高，可以将肥箱的使用寿命提高5-10年。

实例2

参阅图1，图2，图3，图4，图6，并充分考虑到肥箱的自身尺寸，确定凸包的高度为H＝1mm，r＝4mm，X＝5.29mm，L＝7.29mm。凸包高度与底圆直径之比为1∶5.29，凸包形仿生减黏耐腐蚀结构单体的表述函数方程为：x²+y²+z²＝4²，-2.645≤x≤2.645，-2.645≤y≤2.645，3≤z≤4。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)耐腐蚀薄板的厚度D＝3mm。肥箱的尺寸参数分别为：A＝1000mm，B＝305mm，C＝300mm，E＝110mm，T＝190mm；排肥盒的尺寸分别为：M＝140mm，N＝100mm，P＝44mm，W＝120mm，V＝80mm。

仿生凸包形减黏降阻耐腐蚀几何结构与衬板采用耐腐蚀的材料经模塑或快速成型工艺加工为一体，并采用铆接或粘接的方式加装在金属肥箱的内壁上。试验结果表明，该仿生减黏耐腐蚀肥箱内衬较之普通的肥箱排肥效果顺畅，可以使肥箱内壁对肥料的粘滞阻力减小32％，使肥箱的排肥均匀程度大大提高并减小了漏施现象的发生。加装内衬后的肥箱耐腐蚀性得到了提高，可以将肥箱的使用寿命提高5-10年。

实例3

参阅图1，图2，图3，图4，图7，并充分考虑到肥箱的自身尺寸，确定凸包的高度为H＝1.5mm，r＝6mm，X＝7.94mm，L＝10.94mm。凸包高度与底圆直径之比为1.5∶7.94，凸包形仿生减黏耐腐蚀结构单体的表述函数方程为：x²+y²+z²＝6²，-3.97≤x≤3.97，-3.97≤y≤3.97，4.5≤z≤6。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)耐腐蚀薄板的厚度D＝3mm。肥箱的尺寸参数分别为：A＝1000mm，B＝305mm，C＝300mm，E＝110mm，T＝190mm；排肥盒的尺寸分别为：M＝140mm，N＝100mm，P＝44mm，W＝120mm，V＝80mm。

仿生凸包形减黏降阻耐腐蚀几何结构与衬板采用耐腐蚀的材料经模塑或快速成型工艺加工为一体，并采用铆接或粘接的方式加装在金属肥箱的内壁上。试验结果表明，该仿生减黏耐腐蚀肥箱内衬较之普通的肥箱排肥效果顺畅，可以使肥箱内壁对肥料的粘滞阻力减小36％，使肥箱的排肥均匀程度大大提高并减小了漏施现象的发生。加装内衬后的肥箱耐腐蚀性得到了提高，可以将肥箱的使用寿命提高5-10年。

实例4

参阅图1，图2，图3，图4，图8，并充分考虑到肥箱的自身尺寸，确定凸包的高度为H＝2mm，r＝8mm，X＝10.58mm，L＝14.58mm。凸包高度与底圆直径之比为1.5∶10.58，凸包形仿生减黏耐腐蚀结构单体的表述函数方程为：x²+y²+z²＝8²，-5.29≤x≤5.29，-5.29≤y≤5.29，6≤z≤8。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)耐腐蚀薄板的厚度D＝3mm。肥箱的尺寸参数分别为：A＝1000mm，B＝305mm，C＝300mm，E＝110mm，T＝190mm；排肥盒的尺寸分别为：M＝140mm，N＝100mm，P＝44mm，W＝120mm，V＝80mm。

实例5

参阅图1，图2，图3，图4，图9，并充分考虑到肥箱的自身尺寸，确定凸包的高度为H＝2.5mm，r＝10mm，X＝13.23mm，L＝18.23mm。凸包高度与底圆直径之比为2.5∶13.23，凸包形仿生减黏耐腐蚀结构单体的表述函数方程为：x²+y²+z²＝10²，-6.615≤x≤6.615，-6.615≤y≤6.615，7.5≤z≤10。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)耐腐蚀薄板的厚度D＝3mm。肥箱的尺寸参数分别为：A＝1000mm，B＝305mm，C＝300mm，E＝110mm，T＝190mm；排肥盒的尺寸分别为：M＝140mm，N＝100mm，P＝44mm，W＝120mm，V＝80mm。

仿生凸包形减黏降阻耐腐蚀几何结构与衬板采用耐腐蚀的材料经模塑或快速成型工艺加工为一体，并采用铆接或粘接的方式加装在金属肥箱的内壁上。试验结果表明，该仿生减黏耐腐蚀肥箱内衬较之普通的肥箱排肥效果顺畅，可以使肥箱内壁对肥料的粘滞阻力减小31％，使肥箱的排肥均匀程度大大提高并减小了漏施现象的发生。加装内衬后的肥箱耐腐蚀性得到了提高，可以将肥箱的使用寿命提高5-10年。

Claims

1.一种仿生减黏耐腐蚀肥箱内衬，其特征在于，由耐腐蚀薄板和其上的仿生几何结构组成，其特征在于，耐腐蚀薄板衬于肥箱内壁，仿生几何结构为分布在腐蚀薄板衬表面凸包形几何结构单体，每个凸包形几何结构单体形状为一球缺型，函数方程为：x²+y²+z²＝r²，其中：-10≤x≤10mm，-10≤y≤10mm，-10≤z≤10mm，0≤r≤10mm，球缺的高度取值范围为：0≤H≤8mm，底圆直径：4≤X≤16mm，球缺型凸包间距L的取值范围为：0＜L≤50mm。

2.根据权利要求1所述的一种仿生减黏耐腐蚀肥箱内衬，其特征在于，所述的耐腐蚀薄板采用超高分子量聚乙烯，其表面加工成凸包形几何结构单体，耐腐蚀薄板厚度取值范围为：2≤D≤5mm。

3.根据权利要求1或2所述的一种仿生减黏耐腐蚀肥箱内衬，其特征在于，所述的耐腐蚀薄板采用铆接或粘接的方式将其与肥箱内壁贴合在一起。