CN104307854A - 土壤换层改良机及土壤换层改良方法 - Google Patents

Abstract

土壤换层改良机，包括由行走轮支承的机架，设置于机架上的表层土处理组件，表层土处理组件包括表层土切削刀、表层土提升机和表层土输送机，表层土输送机将土壤向后输送；设置于机架上的深层土处理组件，深层土处理组件包括深层土切削刀、深层土提升机和深层土输送机，深层土输送机将土壤向后输送；设置于机架上的位于深层土切削刀后方的深层土摊铺板；设置于机架上的位于深层土摊铺板后方的表层土摊铺板；深层土切削刀底部与地表之间的距离大于表层土切削刀底部与地表之间的距离，表层土摊铺板底部与地底之间的距离大于深层土摊铺板与地底之间的距离。本发明将表层土和深层土依次挖出，将表层土深埋，深层土埋于表层土之上，达到土壤换层的目的。

Description

土壤换层改良机及土壤换层改良方法

技术领域

 本发明属于土壤改良技术领域，尤其涉及一种对污染土壤进行换层改良的设备及土壤换层改良方法。

背景技术

近年来，伴随我国工业化的快速发展，土壤不断遭到各种污染的伤害。据统计，目前我国有2000万公顷耕地受到重金属污染，约占耕地总面积的1/5，而这也给我们的生活带来了诸多影响。土壤污染主要是指土壤中收容的有机废弃物或含毒废弃物过多，影响或超过了土壤的自净能力，从而在卫生学上和流行病学上产生了有害的影响。污染物可以通过多种途径进入土壤，引起土壤正常功能的变化，从而影响植物的正常生长和发育。土壤污染一旦发生，仅仅依靠切断污染源的方法则往往很难恢复， 积累在污染土壤中的难降解污染物很难靠稀释作用和自净化作用来消除，治理污染土壤通常成本较高、治理周期较长，目前只能依靠换土、淋洗土壤等方法可以解决问题，尚无其他有效的治理技术。

公开号为CN102318462A的中国发明专利申请公开了一种土壤改良机，其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。改良剂是通过将土壤改良机喷洒至土地中对土壤进行改良，但土壤被污染后，污染物通常可进入土壤中，光靠在土地表面施加土壤改良剂，见效慢，而且效果不好。

专利号为00210636.1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，它包括支架、犁具、减振器、振动源等，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。由牵引机如拖拉机等将动力传递给振动源，犁具被牵引前进的同时，被振动源带动振动，从而进行松土。

公开号为CN102668756A的中国发明专利申请公开了一种丹参栽培土壤改良整理一体机，包括机架、动力输入轴、起土部、土壤混料部和辅料添加部，所述机架为焊接式的结构，用于安装其他的部件；起土部为固定在土壤混料腔前侧土壤进口处的若干犁片，用于将土壤翻起；土壤混合部用于土壤和辅料的混合；辅料添加部用于辅料的添加；动力输入轴安装在机架上用于动力的传递。本发明首先利用拖拉机牵引本改良机，改良机的前侧的犁片地表土壤提带到改良机中，然后开启有机肥与秸秆的辅料储物箱开口，不断把秸秆与有机肥添加混配并添加到土壤中。土壤从改良机中卸下，土壤覆土轮进行一下规范，地膜覆土轮进行地膜覆盖，这样完成了土壤的改良工作。

公开号为102668744A的中国发明专利申请公开了一种土壤改良用旋耕机，其包括机架、旋耕装置和送液装置，旋耕装置和送液装置设置在机架上，送液装置位于旋耕装置后方，送液装置包括输液管组和储液器，储液器和输液管组相连接，该土壤改良用旋耕机工作时，旋耕装置将土壤打碎，同时将储液罐中的土壤改良机通过输液管组输入到土壤中，在耕地的同时进行土壤改良。

前述几种土壤改良机基本都是通过对土壤表层土进行挖掘翻松来实现土壤改良，为了更好的改良土壤，有的机器将挖起的土壤和物料进行混合，然后将土壤重新铺入土地中，有的机器向翻松后的土壤中输入土壤改良剂，但是一般挖出的土壤大小不一，仅是简单的混合效果并不好，而且这些机器还需借助其他牵引机器才能走动，结构功能都较为简单，应用受限，无法推广使用。同时由于土壤表层是污染最严重的部分，被污染的表层土壤破碎后依然铺在表层，不能很好的实现改良土壤的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种土壤换层改良机及土壤换层改良方法，通过将表层土进行改良后埋入深层，将深层土挖出铺在表层来实现土壤改良的目的，提高土壤改良质量。

土壤换层改良机，包括：机架，所述机架由行走轮支承；设置于所述机架上的表层土处理组件，所述表层土处理组件包括表层土切削刀、位于所述表层土切削刀之后的表层土提升机、位于所述表层土提升机出料端的表层土输送机，所述表层土输送机将土壤向后输送且其出料端位于下述深层土切削刀后方；设置于所述机架上的深层土处理组件，所述深层土处理组件包括位于所述表层土切削刀后方的深层土切削刀、位于所述深层土切削刀之后的深层土提升机、位于所述深层土提升机出料端的深层土输送机，所述深层土输送机将土壤向后输送且其出料端位于下述深层土摊铺板之后；设置于所述机架上的、位于所述深层土切削刀后方的深层土摊铺板；设置于所述机架上的、位于所述深层土摊铺板后方的表层土摊铺板。

本发明的表层土输送机为搅拌机，所述机架上设置有液体药剂罐，所述液体药剂罐通过管道和与管道相连的喷头将液体药剂喷洒到所述搅拌机内的土壤上。

本发明的表层土输送机为搅拌机，所述机架上设置有粉料斗，所述粉料斗通过设置于其下方的螺旋输送机将药剂洒到所述搅拌机内的土壤上。

本发明的表层土提升机包括安装框架、传动链条、物料板、提升机驱动单元、主动轮及传动轮，所述主动轮和传动轮设置于所述安装框架上，所述传动链条绕过主动轮和传动轮形成封闭环形，所述主动轮由所述提升机驱动单元驱动，所述传动链条上间隔设置有物料板。

本发明的安装框架可相对于所述机架上下移动。

本发明的机架上设置有高度调节油缸，所述高度调节油缸的一端固定于机架上、另一端与安装框架相固定。

本发明的安装框架的底部设置有顶推辊。

本发明的表层土切削刀和/或所述深层土切削刀为铣刨滚筒。

本发明的表层土切削刀和/或所述深层土切削刀为提升机的物料板，所述物料板是前端部具有刀头的刮板。

本发明的表层土摊铺板和/或所述深层土摊铺板可相对于所述机架上下移动。

本发明的深层土切削刀底部与地表之间的距离大于表层土切削刀底部与地表之间的距离，所述表层土摊铺板底部与地底之间的距离大于深层土摊铺板与地底之间的距离。

采用前述土壤换层改良机进行土壤换层改良的方法，包括以下步骤：

表层土切削刀将表层土壤挖出，由表层土提升机将土壤向上运输至表层土输送机上，表层土输送机将表层土向后运输至深层土处理组件之后；

深层土切削刀在表层土切削刀挖过的土地表面进行挖掘，将表层土之下的深层土壤挖出，深层土提升机将土壤向上运输至深层土输送机上，深层土输送机将表层土向后运输至表层土摊铺板之后；

深层土处理组件与深层土摊铺板之间形成深层土摊铺区域，表层土输送机将挖起的表层土送至深层土摊铺区域内，深层土摊铺板将表层土铺平在深层土摊铺区域内，将表层土深埋；

深层土摊铺板与表层土摊铺板之间形成表层土摊铺区域，深层土输送机将挖出的深层土送至表层土摊铺区域内，表层土摊铺板将深层土铺平在表层土摊铺区域内，使深层土位于表层土的上方。

采用前述土壤换层改良机进行土壤换层改良的方法，包括以下步骤：

表层土切削刀将表层土壤挖出，由表层土提升机将土壤向上运输至表层土输送机上，表层土输送机将土壤和药剂混合搅匀后，将表层土向后运输至深层土处理组件之后；

深层土切削刀在表层土切削刀挖过的土地表面进行挖掘，将表层土之下的深层土壤挖出，深层土提升机将土壤向上运输至深层土输送机上，深层土输送机将表层土向后运输至表层土摊铺板之后；

深层土处理组件与深层土摊铺板之间形成深层土摊铺区域，表层土输送机将挖起的表层土送至深层土摊铺区域内，深层土摊铺板将表层土铺平在深层土摊铺区域内，将表层土深埋；

深层土摊铺板与表层土摊铺板之间形成表层土摊铺区域，深层土输送机将挖出的深层土送至表层土摊铺区域内，表层土摊铺板将深层土铺平在表层土摊铺区域内，使深层土位于表层土的上方。

由以上技术方案可知，本发明通过将挖出的表层土和深层土交换位置，将被污染的表层土进行深埋，然后将深层土铺在深埋后的表层土上，通过对土壤换层实现土壤的改良，全部工序由机器各组件自动化完成，效率高，适用范围广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1的结构示意图。

图2为本发明实施例1提升机的结构示意图。

图3为图1中A部分的局部放大示意图。

图4为本发明实施例2的结构示意图。

图5为本发明实施例2提升机的结构示意图。

图6为图5中B部分的局部放大示意图。

图7为本发明实施例2的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的附图会不依一般比例做局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例1

如图1、图2及图3所示，本发明的土壤改良拌合机包括机架1、行走轮2、表层土处理组件3、深层土处理组件4，发驱动单元组5、深层土摊铺板6及表层土摊铺板7。行走轮2设置于机架1的前端和后端，将机架1支承于地面上。作为行走机构的行走轮可以在机架的前、后端各设一对，或者机架的一端设置一个、另一端设置两个，行走机构还可以是履带。本实施例中，行走轮2由设置于轮架上的行走轮驱动单元20驱动，行走轮驱动单元20由设置于机架1上的发驱动单元组5供电。驾驶室1-1设置于机架1上。发驱动单元组5还为设置于机架上的其他工作部件提供动力。为了便于说明，将挖掘前的土地表层S1定义为地表，将挖掘后未摊铺前的土地表层S2定义为地底。

表层土处理组件3和深层土处理组件4前后设置于机架1上。表层土处理组件3包括表层土切削刀3-1、表层土提升机3-2、表层土输送机3-3。深层土处理组件4包括深层土切削刀4-1、深层土提升机4-2及深层土输送机4-3。

表层土切削刀3-1位于表层土提升机3-2的前方，表层土切削刀可以与机架相固定，也可以与表层土提升机相固定。表层土切削刀3-1挖出表层土后由表层土提升机3-2向上输送。本发明的表层土提升机3-2可以采用市场上销售的链板式提升机。表层土提升机包括安装框架3-20、传动链条3-21、物料板3-22、提升机驱动单元3-23、主动轮3-24、传动轮3-25。主动轮3-24和传动轮3-25设置于安装框架3-20上，传动链条3-21绕过主动轮和传动轮形成封闭环形，主动轮3-25与提升机驱动单元3-23的输出轴相连并由提升机驱动单元3-23带动转动，从而带动传动链条3-21移动。传动链条3-21上间隔设置有物料板3-22，附图中只是示意性的绘制了几块物料板，实际上物料板是沿传动链条间隔布置的。当物料板3-22随传动链条3-21移动至地面时，将刮起表层土切削刀3-1铣切下来的土壤向上运输。表层土输送机3-3设置于机架1上、位于表层土提升机3-2出料端，当物料板3-22移动到表层土输送机3-3上方时，其承载的土壤颗粒就会落到表层土输送机3-3上，由表层土输送机3-3向后输送，表层土输送机3-3的出料端位于深层土处理组件4之后。在表层土输送机3-3的出料端之后设置有深层土摊铺板6，深层土摊铺板6与机架1相固定，并可通过高度调节油缸9上下移动，调节铺土的厚度。

本实施例的安装框架3-20可以相对于机架1上下移动，安装框架2-30设置于一对与机架1相固定的滑臂8内，高度调节油缸9一端固定于机架1上、另一端与安装框架3-20相固定，当高度调节油缸9工作时，可带动安装框架3-20在滑臂8内上下移动，从而可以调节表层土提升机的高度，滑臂用于引导安装框架的移动位置，非必需部件。而且，为了避免传动链条3-21磨损安装框架3-20，在安装框架3-20的底部设置有顶推辊10，将传动链条与安装框架之间的滑动摩擦转换为传动链条与顶推辊之间的滚动摩擦，减小磨损，延长使用寿命。

深层土处理组件4的结构与表层土处理组件3的结构基本相同，深层土切削刀4-1位于深层土提升机4-2的前方，深层土切削刀4-1距离地面的的高度低于表层土切削刀3-1的高度，用于切削表层土之下的深层土壤，即深层土切削刀4-1底部与地表S1之间的距离h2大于表层土切削刀3-1底部与地表S1之间的距离h1。深层土切削刀4-1挖出深层土后由深层土提升机4-2向上输送至深层土输送机4-3上，深层土输送机4-3的出料端位于深层土摊铺板6之后，在深层土输送机4-3之后设置有表层土摊铺板7，表层土摊铺板7与机架1相固定、位于深层摊铺板6之后，其同样可通过高度调节油缸9上下移动。表层土摊铺板7的距离地面的高度高于深层土摊铺板6的高度，即表层土摊铺板7底部与地底S2之间的距离d2大于深层土摊铺板6与地底S2之间的距离d1。本实施例种的表层土输送机和深层土输送机均采用皮带运输机。

实施例2

实施例1中表层土切削刀和深层土切削刀都是采用铣刨滚筒，如图4、图5及图6所示，本实施例与实施例1不同的地方在于：表层土提升机3-2和深层土提升机4-2固定于机架1上，本实施例的表层土切削刀为表层土提升机3-2的物料板。参照图6，物料板3-22’为具有刀头的刮板，物料板3-22’的前端部为刀头，当物料板与地面接触时，物料板前端的刀头可以伸入土壤中，对土壤进行挖掘，然后将刮起的土壤提升至输送机中。

实施例3

如图7所示，本实施例与实施例1不同的地方在于：本实施例的表层土输送机3-3’为卧轴式搅拌机，或者螺旋搅拌机，表层土提升机3-2将挖起的表层土送至表层土输送机3-3’中。机架1上还设置有液体药剂罐11和粉料斗12，液体药剂罐11用以盛装液态的土壤改良剂，粉料斗12用于盛装粉状的土壤改良剂。在泵的作用下，液体药剂罐11通过管道110将液体药剂送到表层土输送机3-3’中，表层土输送机3-3’上设置有与管道110连通的喷头111，用于将液体药剂喷洒到搅拌机内的土壤颗粒上。粉料斗12通过设置于其下方的螺旋输送机120将粉状药剂送到表层土输送机3-3’中，表层土输送机3-3’将土壤颗粒混合液体药剂和粉状药剂进行均匀搅拌后，将通过药剂改良后的土壤输送至深层土摊铺板6前。本实施例可在管道110上设置流量阀，并采用称量螺旋输送机实现定量添加改良药剂。

此外，前述实施例中的切削刀除了可以使用带刀头的刮板或挖掘滚筒之外，还可以犁具等挖掘工具。可以采用高度调节油缸调节刀具、摊铺板的高度，也可以采用丝杆等传动件来调节高度。本发明中各工作部件的驱动单元可以采用电机，电机直接从发电机组获取动力，也可以是液压马达，液压马达由发电机组通过驱动液压泵/站向液压马达提供动力。

下面对本发明对土壤进行改良换层的过程作进一步的说明，利用本发明土壤换层机对土壤进行换层改良的方法，包括以下步骤：

表层土切削刀将表层土壤挖出，由表层土提升机将土壤向上运输至表层土输送机上，表层土输送机将表层土向后运输至深层土处理组件之后；

深层土切削刀在表层土切削刀挖过的土地表面进行挖掘，将表层土之下的深层土壤挖出，深层土提升机将土壤向上运输至深层土输送机上，深层土输送机将表层土向后运输至表层土摊铺板之后；

深层土处理组件与深层土摊铺板之间形成深层土摊铺区域，表层土输送机将挖起的表层土送至深层土摊铺区域内，深层土摊铺板将表层土铺平在深层土摊铺区域内，将表层土深埋；

深层土摊铺板与表层土摊铺板之间形成表层土摊铺区域，深层土输送机将挖出的深层土送至表层土摊铺区域内，表层土摊铺板将深层土铺平在表层土摊铺区域内，使深层土位于表层土的上方。

优选的，当机器上设置有液体药剂罐和粉料斗时，被提升至表层土输送机内的表层土，液体药剂罐将液体药剂喷洒到表层土输送机内的土壤颗粒上，粉料斗将粉状药剂洒到表层土输送机中，表层土输送机将土壤颗粒混合液体药剂和粉状药剂进行均匀搅拌后，将土壤输送至深层土摊铺板6前。

本发明通过前后设置的表层土处理组件和深层土处理组件，将被污染的表层土挖起后，再挖掘表层土下方的没有被污染的深层土，然后先后送至挖掘过深层土的地面和摊铺了表层土的地面上，将被污染的表层土进行深埋，将未被污染的深层土铺于表面，从而对土地进行改良。而且设置有改良剂加药装置，对被污染的表层土进行改良后再深埋，改良效果更好。本发明在挖土改良后即可立即摊铺，节省时间，效率高，可应用于各种环境。

本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其它部分的不同之处，各个部分之间相同或相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些是实力的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (13)

1.土壤换层改良机，其特征在于，包括：

机架，所述机架由行走轮支承；

设置于所述机架上的表层土处理组件，所述表层土处理组件包括表层土切削刀、位于所述表层土切削刀之后的表层土提升机、位于所述表层土提升机出料端的表层土输送机，所述表层土输送机将土壤向后输送且其出料端位于下述深层土切削刀后方；

设置于所述机架上的深层土处理组件，所述深层土处理组件包括位于所述表层土切削刀后方的深层土切削刀、位于所述深层土切削刀之后的深层土提升机、位于所述深层土提升机出料端的深层土输送机，所述深层土输送机将土壤向后输送且其出料端位于下述深层土摊铺板之后；

设置于所述机架上的、位于所述深层土切削刀后方的深层土摊铺板；

设置于所述机架上的、位于所述深层土摊铺板后方的表层土摊铺板。

2.根据权利要求1所述的土壤换层改良机，其特征在于：所述表层土输送机为搅拌机，所述机架上设置有液体药剂罐，所述液体药剂罐通过管道和与管道相连的喷头将液体药剂喷洒到所述搅拌机内的土壤上。

3.根据权利要求1或2所述的土壤换层改良机，其特征在于：所述表层土输送机为搅拌机，所述机架上设置有粉料斗，所述粉料斗通过设置于其下方的螺旋输送机将药剂洒到所述搅拌机内的土壤上。

4.根据权利要求1所述的土壤换层改良机，其特征在于：所述表层土提升机包括安装框架、传动链条、物料板、提升机驱动单元、主动轮及传动轮，所述主动轮和传动轮设置于所述安装框架上，所述传动链条绕过主动轮和传动轮形成封闭环形，所述主动轮由所述提升机驱动单元驱动，所述传动链条上间隔设置有物料板。

5.根据权利要求4所述的土壤换层改良机，其特征在于：所述安装框架可相对于所述机架上下移动。

6.根据权利要求4或5所述的污染土壤改良拌合机，其特征在于：所述机架上设置有高度调节油缸，所述高度调节油缸的一端固定于机架上、另一端与安装框架相固定。

7.根据权利要求1所述的土壤换层改良机，其特征在于：所述安装框架的底部设置有顶推辊。

8.根据权利要求1所述的土壤换层改良机，其特征在于：所述表层土切削刀和/或所述深层土切削刀为铣刨滚筒。

9.根据权利要求4所述的土壤换层改良机，其特征在于：所述表层土切削刀和/或所述深层土切削刀为提升机的物料板，所述物料板是前端部具有刀头的刮板。

10.根据权利要求1所述的土壤换层改良机，其特征在于：所述表层土摊铺板和/或所述深层土摊铺板可相对于所述机架上下移动。

11.根据权利要求1所述的土壤换层改良机，其特征在于：所述深层土切削刀底部与地表之间的距离大于所述表层土切削刀底部与地表之间的距离，所述表层土摊铺板底部与地底之间的距离大于所述深层土摊铺板与地底之间的距离。

12.采用权利要求1或11任一项所述的土壤换层改良机进行土壤换层改良的方法，其特征在于，包括以下步骤：

表层土切削刀将表层土壤挖出，由表层土提升机将土壤向上运输至表层土输送机上，表层土输送机将表层土向后运输至深层土处理组件之后；

深层土切削刀在表层土切削刀挖过的土地表面进行挖掘，将表层土之下的深层土壤挖出，深层土提升机将土壤向上运输至深层土输送机上，深层土输送机将表层土向后运输至表层土摊铺板之后；

深层土处理组件与深层土摊铺板之间形成深层土摊铺区域，表层土输送机将挖起的表层土送至深层土摊铺区域内，深层土摊铺板将表层土铺平在深层土摊铺区域内，将表层土深埋；

深层土摊铺板与表层土摊铺板之间形成表层土摊铺区域，深层土输送机将挖出的深层土送至表层土摊铺区域内，表层土摊铺板将深层土铺平在表层土摊铺区域内，使深层土位于表层土的上方。

13.采用权利要求2或3所述的土壤换层改良机进行土壤换层改良的方法，其特征在于，包括以下步骤：

表层土切削刀将表层土壤挖出，由表层土提升机将土壤向上运输至表层土输送机上，表层土输送机将土壤和药剂混合搅匀后，将表层土向后运输至深层土处理组件之后；

深层土切削刀在表层土切削刀挖过的土地表面进行挖掘，将表层土之下的深层土壤挖出，深层土提升机将土壤向上运输至深层土输送机上，深层土输送机将表层土向后运输至表层土摊铺板之后；

深层土处理组件与深层土摊铺板之间形成深层土摊铺区域，表层土输送机将挖起的表层土送至深层土摊铺区域内，深层土摊铺板将表层土铺平在深层土摊铺区域内，将表层土深埋；

深层土摊铺板与表层土摊铺板之间形成表层土摊铺区域，深层土输送机将挖出的深层土送至表层土摊铺区域内，表层土摊铺板将深层土铺平在表层土摊铺区域内，使深层土位于表层土的上方。