CN105393836A - 一种农作物秸秆营养种坨成型工艺及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种农作物秸秆营养种坨成型工艺和设备，该工艺包括如下步骤：将农作物秸秆粉碎后与微生物制剂、营养土混合制成营养料；将制成的营养料喂入料箱并压实，使得营养料的高度小于料箱的深度，以制得接种坨；将种子投到位于料箱内的营养料的上部；向种子的上方喂入营养料，并填满料箱，压实以形成种坨；该设备包括依次设置的一个预喂料机构、一个投种装置和一个喂料机构，及第N-1个所述喂料机构、第N-1个所述投种装置和第N个所述喂料机构。本发明的有益效果为：种坨不松散、具有吸水性、增加土壤有机质，提高肥力；种坨当做育苗钵育苗或使用机械播种都可；该设备工作连续。
Description
技术领域
本发明涉及营养种坨成型技术领域，具体涉及一种农作物秸秆营养种坨成型工艺及设备。
背景技术
我国作物栽培方式一般分为两大类，一种是直播方式，将农作物种子直接播种于大田中，另一种是移栽方式，将在温室中育出的钵苗用机械或人工方式栽植于田间，育苗移栽在提高作物发芽率等方面具有很大的经济效益，是获得高产的有效途径，但与直播相比，育苗移栽比较费工、费时，除了水稻、棉花等少数几种作物采用移栽种植外，大田作物育苗移栽由于机械化水平的限制难以推广应用。目前育苗钵多是无机塑料制品，环境污染问题严重。近年来以秸秆和淀粉等植物材料为研究对象，加入适当的粘结剂热压成型育苗钵的制作技术是一个热点课题，然而产品的机械性能、耐水性等不尽如人意，生产成本居高不下。
我国作物秸秆资源丰富，将作物秸秆粉碎后与微生物制剂和营养土等混合压缩成种坨，是合理利用秸秆的有效途径之一。秸秆营养种坨使作物秧苗的根系直接生长，可坨与苗一体栽植，实现了真正意义上的带土移栽，且不缓苗或缓苗期很短，栽植成活率高；种坨也可以直接播种田间，秸秆纤维为可降解物质，在微生物制剂作用下入土很快腐烂分解，具有增加土壤有机质、提高土壤肥力的作用，并与作物根系形成一个多孔蓬松体，有效改善作物根系的水、气环境，秸秆营养种坨与育苗钵相比，在移栽过程中减少脱钵环节，并避免塑料育苗钵所造成的环境污染问题。营养种坨播种或者移栽便于控制肥量和精密播种，并可实现有机种植，因此，我国急需一种可实现苗钵一体的种坨成型机来解决玉米秸秆综合开发利用的问题，朝着绿色农业、有机农业、精密农业的方向发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种农作物秸秆营养种坨成型工艺及设备，不但满足秸秆资源利用增加土壤有机质的需要，也能够实现精量施肥或者有机种植的需要，可替代传统种子直播和育苗移栽的作物种植方式，不但解决传统播种过程精密程度低、种子和肥料浪费等问题，而且减少育苗移栽过程脱钵环节，避免环境污染问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种农作物秸秆营养种坨成型工艺，包括如下步骤：
将农作物秸秆粉碎后与微生物制剂、营养土混合制成营养料；
将制成的营养料喂入料箱并压实，使得营养料的高度小于料箱的深度，以制得接种坨；
将种子投到位于料箱内的营养料的上部；
向种子的上方喂入营养料，并填满料箱，压实以形成种坨。
进一步的，上述工艺还包括步骤：将种坨排出料箱。
优选的，接种坨的高度等于料箱的1/2。
优选的，接种坨压实后其上表面与料箱的上端的开口平齐，投种前还设有步骤：预成型种坨落到料箱的底部，以使得的种子播入到种坨的高度方向的中部。
一种农作物秸秆营养种坨成型设备，包括机架以及安装在所述机架上的喂料装置、投种装置和压缩装置，其中：
所述喂料装置包括一个固定在所述机架上的托板、至少N个喂料机构、一个通过传动机构与动力源传动连接并可转动地安装在所述机架上的压盘，N≥2，每一个所述喂料机构均包括一个固定在所述压盘上的料箱，所述压盘上设有多个漏料孔，所有的所述漏料孔以所述压盘的轴线为轴线周向均匀，所述料箱的底部设有若干下料孔，所述漏料孔与所述下料孔对应设置；
所述投种装置包括种箱和设置在所述种箱内部的下种机构，所述下种机构通过传动机构与动力源传动连接，所述种箱的底部设有下种孔，所述下种孔设置在所述料箱的上端开口的上方并且与所述料箱的上端开口的位置对应，所述投种装置的数量为N-1个；
所述压缩装置包括沿所述料箱的长度方向可滑动的压缩顶杆，所述压缩顶杆的滑动端与所述料箱的内壁间隙配合，所述压缩顶杆的滑动通过传动机构与动力源传动连接；
一个所述预喂料机构、一个所述投种装置和一个所述喂料机构依次设置直至第N-1个所述喂料机构、第N-1个所述投种装置和第N个所述喂料机构。
进一步的，上述设备还包括安装在所述机架上的排料装置，所述排料装置设置在第N个所述喂料机构后，所述排料装置包括一排料顶杆，所述排料顶杆到所述压盘的转动轴线的距离等于所述料箱到所述压盘的转动轴线的距离，所述排料顶杆通过与动力源传动连接的传动机构沿所述料箱的长度方向可滑动地设置。
优选的，所述喂料机构的数量为两个，所述压缩顶杆的滑动端向靠近所述料箱的方向滑动到所述料箱的深度的1/2后反方向滑出。
进一步的，上述设备还包括固定在所述机架上的动力装置，所述动力装置分别与所述喂料机构、所述下种机构、所述压缩顶杆和所述排料顶杆传动连接。
进一步的，所述料箱内可转动地安装有搅拌器，所述搅拌器的转动由与所述动力源传动连接的传动机构驱动。
优选的，所述搅拌器为螺旋的搅拌叶片，并且所述搅拌器的转动方向与所述搅拌器的螺旋方向相同。
本发明的有益效果为：
(1)制成的营养料具有很强的吸水性，且吸水后不松散，秸秆很快腐烂分解的特点，便于种子发芽，并与作物根系形成多孔的水、气环境，播种田间后具有增加土壤有机质，提高肥力的作用。
(2)压制成的营养种坨可以按常规种植方式，用机械播种田间，也可以当做育苗钵育苗后移栽；由于种子位于种坨中央位置，育苗过程中种坨无方向性，管理简单，节约占地，移栽时间灵活，出芽后可按常规播种，也可成苗后移栽。
(3)营养种坨根据作物种类和种植模式调整，种坨致密不松散，并利于种子发芽和生长，既可以实现定量施肥、精量播种，也可以不施用任何肥料，实现有机种植，长期种植会使土壤肥力更强。
(4)多个料箱构成成型装置在不完全齿轮的带动下间歇旋转，每转动一个角度，分别完成半填料、投种、全填料、挤压成型、排料的功能，种子在种坨中的位置可以通过调整压缩顶杆的滑动到料箱内的最深位置进行调整；整机工作连续。
附图说明
图1是玉米秸秆营养种坨成型装置正面结构示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是压缩传动过程示意图
图4是压缩装置示意图；
图5是喂料装置1示意图
图6压盘结构示意图
图7是凸轮与下顶杆完成营养料半充满示意图。
图中：1、机架；2、从动链轮；3、传动轴；4、从动链轮；5、环形链条；6、皮带轮；7、轮轴；8、皮带轮；9、电机；10、锥齿轮；11、锥齿轮；12、固定杆；13、压盘；14、料箱；15、滑杆；16、下种机构；17、压缩顶杆；18、滑杆；19、排料顶杆；20、曲柄；21、料箱；22、曲柄；23、不完全齿轮；24、固定轴；25、锥齿轮；26、环形链条；27、从动链轮；28、锥齿轮；29、环形链条；30、主动链轮；31、传动轴；32、凸轮；33、搅拌器；34、搅拌器；35、轴承；36、大齿圈。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
一种农作物秸秆营养种坨成型工艺，包括如下步骤：
将农作物秸秆粉碎后与微生物制剂、营养土混合制成营养料；
将制成的营养料喂入料箱14并压实，使得营养料的高度小于料箱14的深度，以制得接种坨；
将种子投到位于料箱14内的营养料的上部；
向种子的上方喂入营养料，并填满料箱14，压实以形成种坨。
上述工艺还包括步骤：将种坨排出料箱14。
接种坨的高度等于料箱14的1/2。
接种坨压实后其上表面与料箱14的上端的开口平齐，投种前还设有步骤：预成型种坨落到料箱14的底部，以使得的种子播入到种坨的高度方向的中部。
一种农作物秸秆营养种坨成型设备，包括机架1以及安装在所述机架1上的喂料装置、投种装置和压缩装置，其中：
喂料装置包括一个固定在所述机架1上的托板、至少N个喂料机构、一个通过传动机构与动力源传动连接并可转动地安装在所述机架1上的压盘13，N≥2，每一个所述喂料机构均包括一个固定在所述压盘13上的料箱14，所述压盘13上设有多个漏料孔，所有的所述漏料孔以所述压盘13的轴线为轴线周向均匀，所述料箱14的底部设有若干下料孔，所述漏料孔与所述下料孔对应设置；
投种装置包括种箱和设置在所述种箱内部的下种机构16，所述下种机构16通过传动机构与动力源传动连接，所述种箱的底部设有下种孔，所述下种孔设置在所述料箱14的上端开口的上方并且与所述料箱14的上端开口的位置对应，所述投种装置的数量为N-1个；
压缩装置包括沿所述料箱14的长度方向可滑动的压缩顶杆17，所述压缩顶杆17的滑动端与所述料箱14的内壁间隙配合，所述压缩顶杆17的滑动通过传动机构与动力源传动连接；
一个所述预喂料机构、一个所述投种装置和一个所述喂料机构依次设置直至第N-1个所述喂料机构、第N-1个所述投种装置和第N个所述喂料机构。
上述设备还包括安装在所述机架1上的排料装置，所述排料装置设置在第N个所述喂料机构后，所述排料装置包括一排料顶杆19，所述排料顶杆19到所述压盘13的转动轴线的距离等于所述料箱14到所述压盘13的转动轴线的距离，所述排料顶杆19通过与动力源传动连接的传动机构沿所述料箱14的长度方向可滑动地设置。
所述喂料机构的数量为两个，所述压缩顶杆17的滑动端向靠近所述料箱14的方向滑动到所述料箱14的深度的1/2后反方向滑出。
上述设备还包括固定在所述机架1上的动力装置，所述动力装置分别与所述喂料机构、所述下种机构16、所述压缩顶杆17和所述排料顶杆19传动连接。
料箱14内可转动地安装有搅拌器33,34，所述搅拌器33,34的转动由与所述动力源传动连接的传动机构驱动。
搅拌器33,34为螺旋的搅拌叶片，并且所述搅拌器33,34的转动方向与所述搅拌器33,34的螺旋方向相同。
见图1-7，具体结构如下：在角钢焊接的机架1上分别组装皮带轮6、皮带轮8，主动链轮30，从动链轮2，从动链轮4和从动链轮27，从动链轮27同轴固定安装在固定轴24上，皮带轮6和主动链轮30键连接在轮轴7上，主动链轮30和从动链轮2，4，27组装封闭的环形链条5，26，29，
在封闭的环形链条5与从动链轮4驱动压缩传动轴3，传动轴带动曲柄20和曲柄22转动，从而使压缩顶杆17和排料顶杆19上下运动，并在滑杆15和滑杆18的导向作用下保持稳定地滑动，滑杆15和滑杆18通过固定杆12固定在机架1上。
封闭环形链条29带动从动链轮2并使锥齿轮10和锥齿轮28转动，锥齿轮10和锥齿轮28通过键连接在传动轴31上，同时一个凸轮32也固定在传动轴31上，锥齿轮11和锥齿轮25分别带动料箱14和料箱21中的搅拌器33和搅拌器34转动，搅拌器33和搅拌器34做成螺旋式，并且搅拌器的转动方向与螺旋方向相同，除了搅拌营养料作用外兼有营养料填充压实作用。
喂料装置有两个，以一个喂料装置为例，见图4，底端是锥齿轮28与锥齿轮25配合成齿轮组，在喂料箱21与锥齿轮25之间轴上固定不完全齿轮23，和轴承35并通过支架固定，不完全齿轮23与压盘13上的大齿圈36配合，不完全齿轮每转动一圈，带动压盘转动一定角度，并使压盘上的压筒进入到喂料箱的底部，实现充料的功能。见图5，在压盘13上焊接多个压筒，均匀分布，在压盘的外圈焊接大齿圈36，大齿圈36与喂料装置的不完全齿23配合，完成间歇式旋转运动。封闭环形链条26与链轮27带动下种机构16旋转，排种器外购，采用涡轮眼式精密排种方式也固定在支架1上。
本发明的工作原理:
A.将压缩营养料按照比例混合，边搅拌均匀边喷水调整含水率在15％左右，呈松散而能手握成团状态，装入料箱1和料箱2中，种子装入排种器。
B.动力装置(如电机9或发动机)启动后，皮带轮8带动链轮旋转，通过封闭环形链条带动链轮旋转，链轮带动传动轴上的锥齿轮和以及凸轮转动，锥齿轮带动喂料装置中的喂料器和转动的同时，也带动凸轮转动，凸轮的转动会使压缩顶杆和排料顶杆间歇性的上下运动；
C.营养料半充满状态的实现，见图6所示，凸轮固定在传动轴上，下顶杆通过滑管固定在机架1上，当压筒进入到喂料箱中，凸轮旋转到上极限位置，使得下顶杆进入到压筒内占据一半的空间，喂料箱内的喂料器转动会充满整个压筒，当不完全齿轮拨动大齿出，供排种装置排种。
D.当压筒转出喂料箱1后，排种器将种子排到压筒内，压筒继续转动一个角度后，进入到喂料箱2的下端，在喂料器的作用下，营养料再次填充到压筒内。
E.在不完全齿轮的拨动下，压缩盘再转动一个角度，压筒离开喂料箱并到达压缩顶杆的下端，压缩顶杆在曲柄的带动下，实现下压将营养料压缩。
F.营养料压缩结束后，曲柄转动使压缩顶杆抬起，与此同时，不完全齿轮再一次拨动压缩盘，使压筒转动到排料顶杆的下端，并下压将种坨排出压筒，进入到下一个循环，周而复始运行。
Claims (10)
1.一种农作物秸秆营养种坨成型工艺，其特征在于，包括如下步骤：
将农作物秸秆粉碎后与微生物制剂、营养土混合制成营养料；
将制成的营养料喂入料箱并压实，使得营养料的高度小于料箱的深度，以制得接种坨；
将种子投到位于料箱内的营养料的上部；
向种子的上方喂入营养料，并填满料箱，压实以形成种坨。
2.根据权利要求1所述的农作物秸秆营养种坨成型工艺，其特征在于，还包括步骤：将种坨排出料箱。
3.根据权利要求2所述的农作物秸秆营养种坨成型工艺，其特征在于，接种坨的高度等于料箱的1/2。
4.根据权利要求1、2或3所述的农作物秸秆营养种坨成型工艺，其特征在于，接种坨压实后其上表面与料箱的上端的开口平齐，投种前还设有步骤：预成型种坨落到料箱的底部，以使得的种子播入到种坨的高度方向的中部。
5.一种农作物秸秆营养种坨成型设备，其特征在于，包括机架以及安装在所述机架上的喂料装置、投种装置和压缩装置，其中：
所述喂料装置包括一个固定在所述机架上的托板、至少N个喂料机构、一个通过传动机构与动力源传动连接并可转动地安装在所述机架上的压盘，N≥2，每一个所述喂料机构均包括一个固定在所述压盘上的料箱，所述压盘上设有多个漏料孔，所有的所述漏料孔以所述压盘的轴线为轴线周向均匀，所述料箱的底部设有若干下料孔，所述漏料孔与所述下料孔对应设置；
所述投种装置包括种箱和设置在所述种箱内部的下种机构，所述下种机构通过传动机构与动力源传动连接，所述种箱的底部设有下种孔，所述下种孔设置在所述料箱的上端开口的上方并且与所述料箱的上端开口的位置对应，所述投种装置的数量为N-1个；
所述压缩装置包括沿所述料箱的长度方向可滑动的压缩顶杆，所述压缩顶杆的滑动端与所述料箱的内壁间隙配合，所述压缩顶杆的滑动通过传动机构与动力源传动连接；
一个所述预喂料机构、一个所述投种装置和一个所述喂料机构依次设置直至第N-1个所述喂料机构、第N-1个所述投种装置和第N个所述喂料机构。
6.根据权利要求5所述的农作物秸秆营养种坨成型设备，其特征在于，还包括安装在所述机架上的排料装置，所述排料装置设置在第N个所述喂料机构后，所述排料装置包括一排料顶杆，所述排料顶杆到所述压盘的转动轴线的距离等于所述料箱到所述压盘的转动轴线的距离，所述排料顶杆通过与动力源传动连接的传动机构沿所述料箱的长度方向可滑动地设置。
7.根据权利要求5所述的农作物秸秆营养种坨成型设备，其特征在于，所述喂料机构的数量为两个，所述压缩顶杆的滑动端向靠近所述料箱的方向滑动到所述料箱的深度的1/2后反方向滑出。
8.根据权利要求5、6或7所述的农作物秸秆营养种坨成型设备，其特征在于，还包括固定在所述机架上的动力装置，所述动力装置分别与所述喂料机构、所述下种机构、所述压缩顶杆和所述排料顶杆传动连接。
9.根据权利要求8所述的农作物秸秆营养种坨成型设备，其特征在于，所述料箱内可转动地安装有搅拌器，所述搅拌器的转动由与所述动力源传动连接的传动机构驱动。
10.根据权利要求9所述的农作物秸秆营养种坨成型设备，其特征在于，所述搅拌器为螺旋的搅拌叶片，并且所述搅拌器的转动方向与所述搅拌器的螺旋方向相同。
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