CN102318462A - 土壤改良机 - Google Patents

Abstract

土壤改良机，包括：土壤改良机本体、动力源装置、深耕施加改良剂装置以及压缩气源；深耕施加改良剂装置包括急速气流发生装置、改良剂漏斗、改良剂计量器、改良剂散布喷头、打入装置、拔出装置。急速气流发生装置通过改良剂计量器与改良剂漏斗相连接，急速气流发生装置将来自压缩气源的压缩气体变为合适的急速气流。改良剂散布喷头与打入装置相互接合，打入装置负载冲击力，并可将改良剂散布喷头打入土地。改良剂计量器设有一可以旋转的计量室，计量室可以保留特定量的改良剂，通过计量室转子的旋转，可将改良剂漏斗的改良剂送出管与急速气流喷射管连通，将急速气流与改良剂一起从改良剂散布喷头散布于土地中。

Description

土壤改良机

技术领域

本发明涉及一种农林机械，尤其涉及一种用于改良土壤的土壤改良机。

背景技术

在农作物和林木生长过程中，施肥、酸碱度调节等土壤改良措施是必不可少的。以施肥为例，以往给果树、茶田及其他植物施肥时，使用将肥料在果树等植物的根部周围直接散布或在根部周围深耕后散布肥料并翻转土壤等方法在土地中施肥。但前者不仅需要花费一定的时间才能使散布的肥料成分渗入土地里发挥功效，而且散布的肥料还会因雨水而流失。而后者在果树等植物的根部周围进行深耕需要花费相当的劳力和时间，也不能顺利而迅速地进行施肥。

公开号为CN 1052522A、名称为“改良土壤的方法及为此使用的设备”的中国发明专利申请，公开了一种改良土壤的保水特性来改良土壤的方法，该方法通过吸水性聚合物，在土壤的下层形成不渗透水层，及在该水不渗透层的上层区域提供吸水性聚合物层的步骤。该改良土壤的方法由一种设备来实施，利用一种具有钻孔功能的浇注设备，在土壤的下层形成不渗透水层，以及在该水不渗透层的上层区域形成混合吸水性聚合物。

公告号为CN 2406455Y、名称为“多功能振动式土壤改良机”的中国实用新型专利，公开了一种多功能振动式土壤改良机，包括支架、犁具、减振器、振动源等，振动源包括壳体、主动轴、从动轴、偏重轮、齿轮等，主动轴与从动轴固定在壳体上，主动轴与从动轴上均连接有齿轮和偏重轮，主动轴上的齿轮与从动轴上的齿轮啮合在一起，振动源的底部下端连接在支架的下端，振动源的顶部与减振器的一端相连，减振器的另一端连接在支架的上端，振动源的底部后端连接有犁具。

上述公开的土壤改良设备，均不能高效、便捷地对土壤进行改良，尤其不能定量施加肥料、酸碱度调节剂等土壤改良剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效、便捷的土壤改良设备，尤其是能够定量施加土壤改良剂。

本发明的土壤改良机，包括：土壤改良机本体16、动力源装置9、深耕施加改良剂装置以及压缩气源8；深耕施加改良剂装置包括急速气流发生装置5、改良剂漏斗6、改良剂计量器1、改良剂散布喷头2、打入装置4、拔出装置3。急速气流发生装置5通过改良剂计量器1与改良剂漏斗6相连接，急速气流发生装置5将来自压缩气源8的压缩气体变为合适的急速气流。改良剂散布喷头2与打入装置4相互接合，打入装置4负载冲击力，并可将改良剂散布喷头2打入土地。改良剂计量器1设有一可以旋转的计量室，计量室可以保留特定量的改良剂，通过计量室转子18的旋转，可将改良剂漏斗6的改良剂送出管与急速气流喷射管连通，将急速气流与改良剂一起从改良剂散布喷头2散布于土地中。改良剂计量器1与改良剂散布喷头2以连通管12相连接。急速气流发生装置5装有罐体27、气缸36、盖体43及活塞39，罐体27通过带有旁路入口33的管道与压缩气源8相连，活塞39成连通状安装于罐体27的另一侧开口部35，活塞39的侧面设有急速气流喷射口41，盖体43设有排气口42和给气口45，排气口42设于气缸36的端部并对外部大气有阀门装置44，旁路管32一端与管道的旁路入口33连接，另一端通过给气口45与气缸36相连，活塞39在所述气缸36内滑动，可以将急速气流喷射口41开放或封闭，旁路入口33、旁路管32、给气口45的开口面积均比罐体的气体入口30的开口面积大。拔出装置3可以将打入土地中的改良剂散布喷头2拔出。

使用时将土壤改良机放置在需要施加土壤改良剂的地点，肥料、酸碱度调节剂等土壤改良剂通过改良剂漏斗6进入改良剂计量室。改良剂计量室仅临时保留特定量的改良剂，改良剂计量室容积可以根据需要施加的改良剂用量调节。启动压缩气源8，通过打入装置4将改良剂散布喷头2打入土地中。其后，急速气流从储集了压缩气体的急速气流发生装置5内产生，携带改良剂通过上述改良剂散布喷头2，并使之散布于土地中。散布改良剂后通过拔出装置3将改良剂散布喷头2拔出并将装置向下一施加改良剂地点移动。

下面详细介绍改良剂施加过程。在预期的施加改良剂地点，通过转动改良剂计量器1的计量室转子18，使其入口与改良剂送出口相对，改良剂漏斗的挡板等部分打开，改良剂导入计量室并在此保留。其后，盖体43的阀门装置44处于关闭状态，压缩气源8启动，急速气流发生装置5的罐体27内储集压缩气体，同时压缩气体导入打入装置4的罩体内。罩体内的锤急速落下，捶打内壁的下段部，捶打产生的冲击力使改良剂散布喷头2打入土地中。通过压缩气体的反复出入，可将改良剂散布喷头2打入所定的深度。

另一方面，从压缩气源8送来的压缩气体，从气体入口30被压入罐体27内，同时从管道的旁路入口33经旁路管32，从盖体43的给气口45压入气缸36内。在此，由于上述旁路入口33、旁路管32及给气口45的开口面积比上述罐体的气体入口30的开口面积大，压缩气体达到所定的压力前，与罐体27内相比气缸36内维持高压，因而上述活塞39维持封闭急速气流喷射口41的状态，不久急速气流发生装置5便可维持所定的压力。在此状态下，改良剂计量器1的计量室转子18转动使其入口与急速气流喷射管11相对，同时急速气流发生装置5盖体43的阀门装置44开启。因为此阀门装置开启，与气缸36内活塞39相接的盖体侧空间的压缩气体通过排气口42排向外部大气，与活塞39相压的罐体27内及盖体43一侧气缸36内的压缩气体的压力平衡被破坏，活塞39被罐体27内的压缩气体推动，急速向盖体43一侧移动，打开气缸36侧面的急速气流喷射口41。罐体27内的压缩气体因此被转换为急速气流，推动计量室1内的改良剂，并携带这些改良剂从改良剂入口20经由连通管12进入改良剂散布喷头2内，从端部的改良剂喷射口送入土地中，使改良剂得以散布。当上述急速气流发生装置5的盖体43阀门装置44关闭时，压缩气体使活塞39回复到待用位置，将急速气流喷射口41封闭。在散布改良剂完成后，操作拔出装置3将改良剂散布喷头2拔出土地，将土壤改良机移动到下一预期地点施加改良剂。

此外，可作如下改进：

1为了增加改良剂计量器与改良剂散布喷头之间连接的灵活性，连通管最好为可以自由伸缩的连通管，连通管不仅可以使用上述耐压橡胶管这种可以自由转向的管类，还可使用由波纹管和双管组成的所谓的望远镜管等可以自由伸缩的管类。

2为了使改良剂散布喷头更容易打入土地，改善改良剂散布效果，改良剂散布喷头最好成管状，纵向长，下端成尖状，改良剂喷出口位于靠近此尖端的下端侧面，改良剂入口位于上端侧面。

3为了获得更好的打入效果，打入装置最好位于改良剂散布喷头的顶部，其罩体内壁分上下两段，上段内壁直径大，下段内壁直径小，且设有与该罩体上段大直径内壁面紧密相接的可以上下自由滑动的活塞状锤，该锤在罩体内可因压缩气体的进入捶打下段部分。

4为了获得更好的计量效果，改良剂计量器最好包括外壳、计量室转子、侧盖、改良剂入口、传动杆、弹簧、轴承和封闭用封条。外壳通过位于其上部中心的改良剂入口与改良剂漏斗相连，改良剂入口由弹簧与外壳固定。外壳下部装有侧盖，侧盖及外壳下部沿偏离中心的直径方向上下各开有一口，上方开口与急速气流喷射管相连，下方开口通过连通管与改良剂散布喷头相连。计量室转子中心开有通孔，计量室转子位于外壳下部内，并与外壳紧密配合，计量室转子通过轴承可以在外壳内转动。为了更方便的转动计量器转子，计量室转子通过传动杆与助力气缸相连，由助力气缸推动传动杆控制计量室转子转动。为了防止在改良剂散布喷头打入过程中，压缩气体从改良剂计量器泄露，外壳与所述改良剂入口、侧盖之间设置有封闭用封条。

5为了方便土壤改良机移动到所需位置，土壤改良机本体底部装有移动装置，移动装置的动力来自动力源装置。移动装置可以是履带，也可以是轮胎，根据使用环境选择合适的类型。

6为了适应梯田等狭窄使用环境，土壤改良机可以设计为便携型，土壤改良机本体底部装有移动装置，土壤改良机本体装有扶手，由人力推动扶手使移动装置移动。

7为了适应不同作物各自的改良剂打入深度需要，改良剂散布喷头的长度可以调节。改良剂散布喷头长度调节方式可以是将改良剂散布喷头近地端设计成类似折叠雨伞伞柄结构，需要较长长度时，将折叠部分抽出并固定；改良剂散布喷头长度调节方式还可以是将改良剂散布喷头近地端设计成可拆卸，同时配置若干根不同长度的改良剂散布喷头近地端供不同使用需求选用。

8为了节约成本，压缩气源最好为压缩空气。为了在施加土壤改良剂的同时，通过缺氧窒息的方式杀死作物根部害虫，压缩气源可以是压缩氮气或者压缩二氧化碳气体。

9在开阔的果园、林地等大面积使用地域，为了提高改良剂施加效率，深耕施加改良剂装置可以有多个，同时对多株作物施加改良剂。

本发明的土壤改良机，不仅可以使深耕施加改良剂作业迅速进行，还可以实现改良剂的定量施加；同时采用压缩气体将改良剂直接施加到作物根部土壤，可以提高改良剂的利用率，压缩气体还可以对作物根部土壤起到疏松作用，有利于作物生长；如果使用压缩氮气或者压缩二氧化碳气体作为压缩气体，还可以起到杀死作物根部害虫的作用。此外，本发明的土壤改良机对使用环境适应性强，除了通常的使用环境采用基本型以外，既可以设计为便携型以适应梯田等狭窄使用环境，还可以设计为高效型以适应开阔果园、林地等大面积使用地域。

附图说明

图1为实施例1土壤改良机整体的侧面图，

图2为改良剂计量器的侧面图，

图3为改良剂计量器的纵剖图，

图4a为计量室转子处于未连通位置的纵剖图，

图4b为计量室转子处于连通位置的纵剖图，

图5为急速气流发生装置的纵剖图。

附图标记说明如下：

1改良剂计量器，2改良剂散布喷头，2A尖端，3拔出装置，4打入装置，5急速气流发生装置，6改良剂漏斗，7油压泵，8压缩气源，9动力源装置，10改良剂送出管，11急速气流喷射管，12连通管，13助力气缸，14移动装置，15支架，16土壤改良机本体，17外壳，18计量室转子，19侧盖，20改良剂入口，21传动杆，22弹簧，23封闭用封条A，24封闭用封条B，25封闭用封条C，26轴承，27罐体，28排气栓，29管接口，30气体入口，31气体导入口，32旁路管，33旁路入口，34压力表，35开口部，36气缸，37连通口，38封口构件，39活塞，40封口部件，41急速气流喷射口，42排气口，43盖体，44阀门装置，45给气口。

具体实施方式

以下结合附图并以具体实施方式为例，对本发明的土壤改良机进行详细说明。但是，本领域技术人员应该知晓的是，本发明不限于所列出的具体实施方式，只要符合本发明的精神，都应该包括于本发明的保护范围内。

实施例1

土壤改良机，包括：土壤改良机本体16、动力源装置9、深耕施加改良剂装置以及压缩气源8，移动装置14，防止改良剂散布喷头2的负荷使改良机前部翘起的以油压气缸推力为动力的支架15，作为油压装置的油压泵7；深耕施加改良剂装置包括急速气流发生装置5、改良剂漏斗6、改良剂计量器1、改良剂散布喷头2、打入装置4、拔出装置3。急速气流发生装置5通过改良剂计量器1与改良剂漏斗6相连接，急速气流发生装置5将来自压缩气源8的压缩气体变为合适的急速气流。改良剂散布喷头2与打入装置4相互接合，打入装置4负载冲击力，并可将改良剂散布喷头2打入土地。压缩气源8为压缩空气。移动装置14为橡胶履带。

急速气流发生装置5装有罐体27、气缸36、盖体43及活塞39，罐体27通过带有旁路入口33的管道与压缩气源8相连，活塞39成连通状安装于罐体27的另一侧开口部35，活塞39的侧面设有急速气流喷射口41，盖体43设有排气口42和给气口45，排气口42设于气缸36的端部并对外部大气有阀门装置44，旁路管32一端与管道的旁路入口33连接，另一端通过给气口45与气缸36相连，活塞39在所述气缸36内滑动，可以将急速气流喷射口41开放或封闭，旁路入口33、旁路管32、给气口45的开口面积均比罐体的气体入口30的开口面积大。拔出装置3可以将打入土地中的改良剂散布喷头2拔出。

罐体27设有排气栓28，供不需要剩余压力时使用。罐体27的一侧端部安装有管接口29，该接口同时也为管道。气体入口30位于罐体27内，来自压缩气源8的耐压橡胶管与管接口29的气体导入口31相连。此外，管接口29上有一与旁路管32相接的旁路入口33，并与压力表34连接。

此外，罐体27的另一侧端部突出设有开口部35，在该开口部上安装有可以装卸的圆筒状气缸36。如图5所示，该气缸36的罐体侧嵌有可以滑动的封口构件38，并相邻嵌有活塞39。上述封口构件上有一与罐体27的开口部35相连通的连通口37。此活塞39与上述封口构件38的连通口37相连，罐体侧成开口的中空圆柱体，与另一侧侧壁及气缸36内壁相接的外围面成封闭状态。与该活塞39邻接，背侧还嵌有可以滑动的封口部件40。此外，于此气缸36的罐体侧的外壁端突出设有与轴向成直角关系的急速气流喷射口41。活塞39在气缸36内向罐体一侧滑动时，此急速气流喷射口41可以封闭。与气缸36的罐体侧相对的另一端，即于示意图右端的端部，装有盖体43，此盖体43有一供气缸36内压缩气体排出的排气口42，此排气口42可通过阀门装置44对外部大气开闭。此外，于此盖体43设有给气口45，并与上述排气口42成邻接状，此给气口45与上述旁路管32相连。也就是说上述的管接口29的旁路入口33和气缸36盖体43的给气口45之间成连通状设有旁路管32，且上述旁路入口33、旁路管32及给气口45的开口面积都比罐体27的气体入口30要大。

急速气流喷射口41与急速气流喷射管11相接，此急速气流喷射管11的一端与改良剂计量器1相接。如图2～4所示，改良剂计量器1包括外壳17、计量室转子18、侧盖19、改良剂入口20、传动杆21、弹簧22、轴承26和封闭用封条23、24、25。外壳17上部为圆柱形，下部为球形。外壳17通过位于其上部中心的改良剂入口20与改良剂漏斗6相连，改良剂入口20由弹簧22与外壳17固定。外壳17下部装有侧盖19，侧盖19及外壳17下部沿偏离中心的直径方向各开有一口，上方开口与急速气流喷射管11相连，下方开口通过连通管12与改良剂散布喷头2相连。计量室转子18中心开有通孔，计量室转子18位于外壳17下部内，并与外壳17紧密配合，计量室转子18通过轴承26可以在外壳17内转动。计量室转子18通过传动杆21与助力气缸13相连，由助力气缸13推动传动杆21控制计量室转子18转动。外壳17与改良剂入口20、侧盖19之间设置有封闭用封条。

改良剂散布喷头2在垂直方向成长管状，下端成尖端2A。

改良剂漏斗6于底部装有可通过外部操作开闭的挡板，可控制通向改良剂计量器1的改良剂的供给。

使用时将土壤改良机放置在需要施加土壤改良剂的地点，肥料、酸碱度调节剂等土壤改良剂通过改良剂漏斗6进入改良剂计量室。改良剂计量室仅临时保留特定量的改良剂，改良剂计量室容积可以根据需要施加的改良剂用量调节。启动压缩气源8，通过打入装置4将改良剂散布喷头2打入土地中。其后，急速气流从储集了压缩气体的急速气流发生装置5内产生，携带改良剂通过上述改良剂散布喷头2，并使之散布于土地中。散布改良剂后通过拔出装置3将改良剂散布喷头2拔出并将装置向下一施加改良剂地点移动。

具体地说，在预期的施加改良剂地点，通过助力气缸13转动改良剂计量器1的计量室转子18，使其入口与改良剂送出口相对，改良剂漏斗的挡板等部分打开，改良剂导入计量室并在此保留。其后，盖体43的阀门装置44处于关闭状态，压缩气源8启动，急速气流发生装置5的罐体27内储集压缩气体，同时压缩气体导入打入装置4的罩体内。罩体内的锤急速落下，捶打内壁的下段部，捶打产生的冲击力使改良剂散布喷头2打入土地中。通过压缩气体的反复出入，可将改良剂散布喷头2打入所定的深度。

另一方面，从压缩气源8送来的压缩气体，从气体入口30被压入罐体27内，同时从管道的旁路入口33经旁路管32，从盖体43的给气口45压入气缸36内。在此，由于上述旁路入口33、旁路管32及给气口45的开口面积比上述罐体的气体入口30的开口面积大，压缩气体达到所定的压力前，与罐体27内相比气缸36内维持高压，因而上述活塞39维持封闭急速气流喷射口41的状态，不久急速气流发生装置5便可维持所定的压力。在此状态下，改良剂计量器1的计量室转子18转动使其入口与急速气流喷射管11相对，同时急速气流发生装置5盖体43的阀门装置44开启。因为此阀门装置开启，与气缸36内活塞39相接的盖体侧空间的压缩气体通过排气口42排向外部大气，与活塞39相压的罐体27内及盖体43一侧气缸36内的压缩气体的压力平衡被破坏，活塞39被罐体27内的压缩气体推动，急速向盖体43一侧移动，打开气缸36侧面的急速气流喷射口41。罐体27内的压缩气体因此被转换为急速气流，推动计量室1内的改良剂，并携带这些改良剂从改良剂入口20经由连通管12进入改良剂散布喷头2内，从端部的改良剂喷射口送入土地中，使改良剂得以散布。当上述急速气流发生装置5的盖体43阀门装置44关闭时，压缩气体使活塞39回复到待用位置，将急速气流喷射口41封闭。在散布改良剂完成后，操作拔出装置3将改良剂散布喷头2拔出土地，将土壤改良机移动到下一预期地点施加改良剂。

其后，移动土壤改良机变更施加改良剂地点，并重复上述操作，便可完成同时进行深耕与施加改良剂。

实施例2

与实施例1基本相同，将移动装置14改为橡胶轮胎，在土壤改良机本体16上安装扶手，由人力推动土壤改良机移动。

实施例3

与实施例1基本相同，压缩气源改为压缩氮气气体，同时设置5个深耕施加改良剂装置。

实施例4

与实施例1基本相同，压缩气源改为压缩二氧化碳气体，同时设置10个深耕施加改良剂装置。

应该注意的是上述实施例是示例而非限制本发明，本领域技术人员将能够设计很多替代实施例而不脱离权利要求书的范围。

Claims (10)

1.土壤改良机，包括：土壤改良机本体、动力源装置、深耕施加改良剂装置以及压缩气源，其特征在于：

所述深耕施加改良剂装置包括急速气流发生装置、改良剂漏斗、改良剂计量器、改良剂散布喷头、打入装置、拔出装置；

所述急速气流发生装置通过所述改良剂计量器与所述改良剂漏斗相互连接；

所述改良剂散布喷头与所述打入装置相互接合；

所述改良剂计量器设有可以旋转的计量室，改良剂通过所述改良剂漏斗加入并保留于所述计量室；

所述改良剂计量器与所述改良剂散布喷头以连通管相连接；

所述急速气流发生装置装有罐体、气缸、盖体及活塞，所述罐体通过带有旁路入口的管道与所述压缩气源相连，所述活塞成连通状安装于所述罐体的另一侧开口部，所述活塞的侧面设有急速气流喷射口，所述盖体设有排气口和给气口，所述排气口设于所述气缸的端部并对外部大气有阀门装置，旁路管一端与所述管道的旁路入口连接，另一端通过所述给气口与所述气缸相连，所述旁路入口、旁路管、给气口的开口面积均比所述罐体的气体入口的开口面积大。

2.根据权利要求1所述的土壤改良机，其特征在于：所述连通管为可以自由伸缩的连通管。

3.根据权利要求1或2所述的土壤改良机，其特征在于：所述改良剂计量器包括外壳、计量室转子、侧盖、改良剂入口、传动杆和封闭用封条；所述外壳通过位于其上部中心的所述改良剂入口与改良剂漏斗相连；所述外壳下部装有所述侧盖，所述侧盖及所述外壳下部沿偏离中心的直径方向上下各开有一口，上方开口与急速气流喷射管相连，下方开口通过连通管与改良剂散布喷头相连；所述计量室转子中心开有通孔，所述计量室转子位于所述外壳下部内，并与所述外壳紧密配合；所述计量室转子通过所述传动杆与助力气缸相连；所述外壳与所述改良剂入口、所述侧盖之间设置有所述封闭用封条。

4.根据权利要求3所述的土壤改良机，其特征在于：所述改良剂计量器还包括弹簧和轴承，所述改良剂入口由所述弹簧与所述外壳固定，所述计量室转子通过所述轴承在所述外壳内转动。

5.根据权利要求3所述的土壤改良机，其特征在于：所述土壤改良机本体底部装有移动装置。

6.根据权利要求5所述的土壤改良机，其特征在于：所述移动装置的动力来自所述动力源装置。

7.根据权利要求5所述的土壤改良机，其特征在于：所述土壤改良机本体装有扶手，由人力推动扶手使所述移动装置移动。

8.根据权利要求1或2所述的土壤改良机，其特征在于：所述改良剂散布喷头的长度可以调节。

9.根据权利要求1或2所述的土壤改良机，其特征在于：所述压缩气源为压缩空气、压缩氮气或者压缩二氧化碳气体。

10.根据权利要求1或2所述的土壤改良机，其特征在于：所述深耕施加改良剂装置有多个。

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