CN106258605B - 水稻秸秆营养穴盘生产线及其制备穴盘方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是水稻秸秆营养穴盘生产线及其制备穴盘方法，其中的水稻秸秆营养穴盘生产线的蓄水池分别连接打浆机和三个储料池，打浆机出口管线也连接一号储料池，一号储料池连接筛选机，筛选机连接二号储料池，二号储料池连接微型磨浆机，微型磨浆机连接三号储料池，三号储料池连接气力式水稻秸秆营养穴盘成型机，螺杆空气压缩泵与水环式真空泵分别通过气管与气力式水稻秸秆营养穴盘成型机连接，气力式水稻秸秆营养穴盘成型机前方是烘干炉，传送带的起始端设置在气力式水稻秸秆营养穴盘成型机的取模器的正下方，并贯穿烘干炉且从其穿出；所述各个储料池均设置有搅拌机。本发明可实现水稻秸秆育秧盘的工厂化生产，生产效率高。

Description

水稻秸秆营养穴盘生产线及其制备穴盘方法

一、技术领域：

本发明涉及的是农业生产中生产水稻育秧盘的技术，具体涉及的是水稻秸秆营养穴盘生产线及其制备穴盘方法。

二、背景技术：

以水稻秸秆为主要原料制备育秧穴盘已经得到了相应的认可和应用。在此基础上，为了节约劳动力，提高生产效率，目前已对其相应的配套生产设备和装置进行了设计与研发，但普遍存在自动化水平低、残次品多、生产效率难以大幅度提高等问题，无法实现水稻秸秆育秧盘的工厂化生产，不能满足大面积水稻秧田生产的需要，使水稻秸秆育秧盘的推广和应用范围受到限制。以秸秆为原材料的成型产品都是将固态原料以压注成型的方式进行生产，其间要经过填料、合模、保压、开模、取模等环节，有的设备为了增强成型效果，还会对模具进行加热操作，步骤繁琐，能源消耗大。同时该成型工艺对原料的均匀度、湿度具有较高的要求，产品的成型率严重受限于原材料的理化性质。

三、发明内容：

本发明的目的是提供水稻秸秆营养穴盘生产线，这种水稻秸秆营养穴盘生产线用于解决目前水稻秸秆育秧盘制备装置无法实现水稻秸秆育秧盘的工厂化生产的问题，本发明的另一个目的是提供这种水稻秸秆营养穴盘生产线制备穴盘的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种水稻秸秆营养穴盘生产线包括蓄水池、打浆机、筛选机、微型磨浆机、气力式水稻秸秆营养穴盘成型机、烘干炉，蓄水池分别通过管线连接打浆机和三个储料池，打浆机出口管线也连接一号储料池，一号储料池通过一号小扬程浆泵连接筛选机，筛选机连接二号储料池，二号储料池通过二号小扬程浆泵连接微型磨浆机，微型磨浆机连接三号储料池，三号储料池通过三号小扬程浆泵连接气力式水稻秸秆营养穴盘成型机，螺杆空气压缩泵与水环式真空泵分别通过气管与气力式水稻秸秆营养穴盘成型机连接，气力式水稻秸秆营养穴盘成型机前方是烘干炉，传送带的起始端设置在气力式水稻秸秆营养穴盘成型机的取模器的正下方，传送带贯穿整个烘干炉，另一端从烘干炉穿出；所述一号储料池、二号储料池、三号储料池均为下沉式，设置于地面之下，且三者均设置有搅拌机。

上述方案中气力式水稻秸秆营养穴盘成型机包括吸模滚筒、储浆池、动力传输机构、取模机构、配气系统，吸模滚筒中间为可旋转的中心轴，中心轴两端有正八边形转盘，转盘每边安装有模具支撑架，每个模具支撑架上安置两个穴盘凸形模板，凸形模板通过压条固定；吸模滚筒通过储浆池两块支撑板设置于储浆池正上方，并与储浆池成为一个整体，储浆池设置有进料管道和溢流管道；储浆池的上端口向外延伸形成平台，取模机构设置在平台上，取模机构具有凹形模板；储浆池的一个池壁外有凸台，动力传输机构的三项异步电机和减速器固定于凸台上，减速器上设置光电传感器。

上述方案中动力传输机构包括三项异步电机，三项异步电机连接减速器连接偏心齿轮，偏心齿轮安装于支撑板上，偏心齿轮连接槽轮机构，槽轮机构连接吸模滚筒中心轴。

上述方案中取模机构中的连杆机构连接摆框，摆框与内槽导杆及圆柱滑块连接，摆框的内部镶嵌有凹形模板。

上述方案中凸形模板与穴盘的凹面形状相适应，凹形模板与穴盘的凸面形状相适应，凸形模板按照穴盘凹面的形状加工而成，以便将浆液中的固体物质按照穴盘的形状吸附、定型、保压；凹形模板按照穴盘凸面的形状加工而成，以便与吸模滚筒上的坯模实现内嵌，完成取模操作。

上述方案中蓄水池、打浆机、筛选机、微型磨浆机、气力式水稻秸秆营养穴盘成型机集成于撬装平台上，蓄水池设置于撬装平台的一侧，打浆机、筛选机、微型磨浆机、气力式水稻秸秆营养穴盘成型机均设置在蓄水池的侧面，撬装平台固定在地面上，所述一号储料池、二号储料池、三号储料池的上盖均开设在撬装平台上。空间设计合理，占地面积小，便于实现生产线自动化。

上述水稻秸秆营养穴盘生产线制备穴盘的方法：

首先将粉碎后的水稻秸秆、水、营养原料和添加剂按照一定比例加入打浆机中进行粉碎搅拌，粗加工后的浆液导入到一号储料池中，在搅拌机的作用下充分混合，制成质量百分比浓度为5%的浆液；粗浆液在一号小扬程浆泵的作用下进入筛选机进行分离除杂，去除掉大的颗粒物和杂质，筛选后的浆液通过筛选机中的卸料口进入到二号储料池中进行搅拌，制成质量百分比浓度为2%的浆液；筛选后的浆液在一号小扬程浆泵的作用下进入到微型磨浆机中进行精磨，研细后的浆液进入三号储料池中混合搅拌，制成浓度为质量百分比1%的浆液，三号储料池中的精细浆液即是水稻秸秆营养穴盘的原材料，此时就已经完成了水稻秸秆营养穴盘的原料处理阶段；

精细浆液通过三号小扬程浆泵进入到气力式穴盘成型机中的储浆池内，凸形模板通过水环式真空泵形成的负压将浆液中的固体物质吸附至表面，定型成为秧盘形状的坯盘，凸形模板在随中心轴转动到传送带上方后，在螺杆空气压缩泵的作用下消除负压实现坯盘的脱模，此时取模机构将定型后的坯盘取下并平整摆放于传送带上，既完成了水稻秸秆营养穴盘气力成型阶段；

定型的坯盘中含有大量的水分，通过传送带被输送至烘干炉内，完成25min的脱水烘干和高温消毒，烘干后的穴盘经由传送带输送至烘干炉的出口处进行打包、运输的工作，便完成了穴盘的烘干环节，同时也完成了水稻秸秆营养穴盘的一个制备过程。

上述方案中烘干过程包括预热、对流烘干、逆流烘干和冷却四个环节，以实现穴盘的烘干和高温消毒，并且尽量减小其形变。

上述方案中烘干炉内多余的热量通过锅炉离心风机被输送至气力式水稻秸秆营养穴盘成型机中，以实现在成型过程中对坯盘的预加热。

上述方案中成型效果不好的穴盘以原材料的形式作为下一次穴盘生产的原材料被二次利用。

有益效果：

1、本发明可实现水稻秸秆育秧盘的工厂化生产，生产效率高，量产加工速度可达到800个/小时，每天可工作12小时，日产量可达9600个，可满足320亩地的育秧需求。

2、本发明生产线自动化程度高，生产线从添加原料至穴盘烘干成型，各加工环节均可实现自动化生产，每条生产线仅需三名人工即可实现正常运转，减少秧盘生产所需劳动力，降低秧盘生产成本，满足大面积水稻秧田种植需求。

3、本发明整个生产线的投入为水稻秸秆、水、营养元素、添加剂和燃料，产出物为烘干后的水稻秸秆营养穴盘，其中生产过程中产生的水、高温气体和废品可以被回收重复利用，实现了投入的最小化、资源利用最大化和废物排放量最小化，具有高效节能的特点。

4、水稻生产过程中每年都会产生大量的秸秆，如果如回收处理不得当会造成严重的环境污染与破坏，将水稻秸秆作为原材料生产水稻秸秆营养穴盘作为育秧的载体，不但实现了秸秆废弃物的综合利用，提高了稻草附加值，降低了其对环境造成的不必要的的污染，同时对于降低水稻生产成本，保证粮食产量也具有着十分重要的意义。以水稻秸秆为水稻秸秆营养穴盘的主要原料，具有来源广、成本低、原料充足、便于运输等优点。

四、附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的立体图；

图3为本发明中气力式水稻秸秆营养穴盘成型机的示意图。

图中：1蓄水池、2打浆机、 3搅拌机、 4一号储料池、 5一号小扬程浆泵、 6筛选机、7二号储料池、 8微型磨浆机、 9三号储料池、 10螺杆空气压缩泵、 11水环式真空泵、 12气力式水稻秸秆营养穴盘成型机、 13传送带、 14烘干炉、 15水稻秸秆营养穴盘、 16穴盘运输车、17三项异步电机、18减速器、19偏心齿轮、20连杆机构、21内槽导杆、22圆柱滑块、23取模器、24凹形模板、25吸模滚筒、26槽轮机构、27配气盘。

五、具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

结合图1、图2所示，这种水稻秸秆营养穴盘生产线包括蓄水池1、打浆机2、筛选机6、微型磨浆机8、气力式水稻秸秆营养穴盘成型机12、烘干炉14，蓄水池1、打浆机2、筛选机6、微型磨浆机8、气力式水稻秸秆营养穴盘成型机12集成于撬装平台上，蓄水池1设置于撬装平台的一侧，打浆机2、筛选机6、微型磨浆机8、气力式水稻秸秆营养穴盘成型机12均设置在蓄水池1的侧面，撬装平台固定在地面上，所述一号储料池4、二号储料池7、三号储料池9的上盖均开设在撬装平台上。空间设计合理，占地面积小，便于实现生产线自动化。蓄水池1分别通过管线连接打浆机2和三个储料池，打浆机2出口管线也连接一号储料池4，一号储料池4通过一号小扬程浆泵5连接筛选机6，筛选机6连接二号储料池7，二号储料池7通过二号小扬程浆泵连接微型磨浆机8，微型磨浆机8连接三号储料池9，三号储料池9通过三号小扬程浆泵连接气力式水稻秸秆营养穴盘成型机12，螺杆空气压缩泵10与水环式真空泵11分别通过气管与气力式水稻秸秆营养穴盘成型机12连接，气力式水稻秸秆营养穴盘成型机12前方是烘干炉14，传送带13的起始端设置在气力式水稻秸秆营养穴盘成型机12的取模器23的正下方，传送带13另一端从烘干炉14穿出；所述一号储料池4、二号储料池7、三号储料池9均为下沉式，设置于地面之下，且三者设置有搅拌机3。

参阅图3，气力式水稻秸秆营养穴盘成型机12包括吸模滚筒25、储浆池、动力传输机构、取模机构、配气系统，吸模滚筒25中间为可旋转的中心轴，中心轴两端有正八边形转盘，转盘每边安装有模具支撑架，每个模具支撑架上安置两个穴盘凸形模板，凸形模板通过压条固定；吸模滚筒25通过储浆池两块支撑板设置于储浆池正上方，并与储浆池成为一个整体，储浆池设置有进料管道和溢流管道，储浆池内的浆液在进料管道和溢流管道的调控作用下，能够保证原浆的液面始终保持在固定的、适当的高度，确保吸模滚筒25中凸形模板刚好浸入在液面以下，以便完成吸模动作。

储浆池的上端口向外延伸形成平台，取模机构设置在平台上，取模机构具有取模器23和凹形模板24；凸形模板具有与穴盘一面形状相适应的凹面，凹形模板24具有与穴盘一面形状相适应的凸面，凸形模板按照穴盘背面的形状加工而成，以便将浆液中的固体物质按照穴盘的形状定型、保压；凹形模板24按照穴盘正面的形状加工而成，以便与吸模滚筒25上的坯模实现内嵌，完成取模操作。

动力传输机构的三项异步电机17和减速器18固定于储浆池池壁外的凸台上，减速器18上设置光电传感器，光电传感器检测到的位置信号控制螺杆空气压缩泵10的工作时间节点，确保在取模位置时抵消吸模滚筒25内的负压，以便取模器23从凸形模板上顺利的取模，此时取模器23通过带负压的凹形模板24将坯盘取下；三项异步电机17连接减速器18，减速器18分别连接偏心齿轮19和连杆机构20，偏心齿轮19安装于支撑板上，偏心齿轮19连接槽轮机构26，槽轮机构26连接吸模滚筒25中心轴。

取模机构的连杆机构20连接摆框，摆框与内槽导杆21及圆柱滑块22连接，摆框的内部镶嵌有凹形模板24。

配气系统由配气盘27、隔气板等组成，通过与螺杆空气压缩泵10的配合，保证在取模位置的穴盘模板内气压为标准大气压。

穴盘成型环节的技术如下：

1.吸模过程：穴盘的成型主要依靠气力式水稻秸秆营养穴盘成型机12实现。吸模滚筒25在中心轴的带动下，依次将凸形模板浸入到储浆池内浆液中，在水环式真空泵11提供负压的作用下，将浆液中的固体物质以固定的厚度均匀吸附在凸形模板表面，形成穴盘形状的坯盘。

2.动力传输：三项异步电机17提供的动力经由减速器18后，经两条传送路线传送，一条将动力通过偏心齿轮19、槽轮机构26传递至吸模滚筒25的中心轴，实现吸模滚筒25的间歇式转动，保证模具有足够的吸模和取模时间，并将吸附的坯模运送至成型机前方，以待取模器23取模；另一条线路通过连杆机构20、纵向的内槽导杆21和圆柱滑块22将动力传递至取模器23，保证每次吸模滚筒25转动到指定位置时，取模器23都能到达相应位置完成取模和卸模的动作。传动系统设计合理，实现了吸模工序和取模工序之间的精密配合，有效的提高了工作的效率。

3.气动控制：水环式真空泵11随成型机一同启动，以保证吸模滚筒25和取模器23在负压的工况下工作，以完成相应的吸模、取模操作。通过在减速器18上设置的光电传感器检测到的位置信号控制螺杆空气压缩泵10的工作时间节点，确保在取模位置时抵消吸模滚筒25内的负压，以便取模器23从凸形模板上顺利的取模，此时取模器23通过带负压的凹形模板24将坯盘取下；在卸模位置，螺杆空气压缩泵10抵消取模器23内的负压，坯模依靠自身的重力平稳的落在传送带13上，保证顺利脱模。气动系统工作性能可靠，实现吸模滚筒25与取模器23之间取模和卸模的配合，提高了工作的可靠性和工作效率。

上述水稻秸秆营养穴盘生产线制备穴盘的方法：主要由原料处理、气力成型和烘干三个工位组成，具体如下：

首先将粉碎后的水稻秸秆、水、营养原料和添加剂按照一定比例加入打浆机2中进行粉碎搅拌，粗加工后的浆液导入到一号储料池4中，在搅拌机3的作用下充分混合，制成质量百分比浓度为5%的浆液；粗浆液在一号小扬程浆泵5的作用下进入筛选机6进行分离除杂，去除掉大的颗粒物和杂质，筛选后的浆液通过筛选机6中的卸料口进入到二号储料池7中进行搅拌，制成质量百分比浓度为2%的浆液；筛选后的浆液在二号小扬程浆泵的作用下进入到微型磨浆机8中进行精磨，研细后的浆液进入三号储料池9中混合搅拌，制成浓度为质量百分比1%的浆液，三号储料池9中的精细浆液即是水稻秸秆营养穴盘的原材料，此时就已经完成了水稻秸秆营养穴盘15的原料处理阶段；

精细浆液通过三号小扬程浆泵进入到气力式水稻秸秆营养穴盘成型机12中的储浆池内，凸形模板通过水环式真空泵11形成的负压将浆液中的固体物质吸附至表面，定型成为秧盘形状的坯盘，凸形模板在随中心轴转动到传送带13上方后，在螺杆空气压缩泵10的作用下消除负压实现坯盘的脱模，此时取模机构将定型后的坯盘取下并平整摆放于传送带13上，既完成了穴盘气力成型阶段；

定型的坯盘中含有大量的水分，通过传送带13被输送至烘干炉14内，经过25min的脱水烘干和高温消毒，烘干后的穴盘经由传送带13输送至烘干炉14的出口处进行打包、运输的工作，便完成了穴盘的烘干环节，同时也完成了水稻秸秆营养穴盘的一个制备过程，制备后的水稻秸秆营养穴盘15由传送带13传送到穴盘运输车16运走。

烘干炉14内多余的热量通过锅炉离心风机被输送至气力式水稻秸秆营养穴盘成型机12中，以实现在成型过程中对坯盘的预加热。成型效果不好的穴盘以原材料的形式作为下一次穴盘生产的原材料被二次利用。

Claims (7)

1.一种水稻秸秆营养穴盘生产线，其特征在于：这种水稻秸秆营养穴盘生产线包括蓄水池（1）、打浆机（2）、筛选机（6）、微型磨浆机（8）、气力式水稻秸秆营养穴盘成型机（12）、烘干炉（14），蓄水池（1）分别通过管线连接打浆机（2）和三个储料池，打浆机（2）出口管线也连接一号储料池（4），一号储料池（4）通过一号小扬程浆泵（5）连接筛选机（6），筛选机（6）连接二号储料池（7），二号储料池（7）通过二号小扬程浆泵连接微型磨浆机（8），微型磨浆机（8）连接三号储料池（9），三号储料池（9）通过三号小扬程浆泵连接气力式水稻秸秆营养穴盘成型机（12），螺杆空气压缩泵（10）与水环式真空泵（11）分别通过气管与气力式水稻秸秆营养穴盘成型机（12）连接，气力式水稻秸秆营养穴盘成型机（12）前方是烘干炉（14），传送带（13）的起始端设置在气力式水稻秸秆营养穴盘成型机（12）的取模器（23）的正下方，传送带（13）贯穿整个烘干炉（14），另一端从烘干炉（14）穿出；所述一号储料池（4）、二号储料池（7）、三号储料池（9）均为下沉式，设置于地面之下，且三者均设置有搅拌机（3）；

所述的气力式水稻秸秆营养穴盘成型机（12）包括吸模滚筒（25）、储浆池、动力传输机构、取模机构、配气系统，吸模滚筒（25）中间为可旋转的中心轴，中心轴两端有正八边形转盘，转盘每边安装有模具支撑架，每个模具支撑架上安置两个穴盘凸形模板，凸形模板通过压条固定；吸模滚筒（25）通过储浆池两块支撑板设置于储浆池正上方，并与储浆池成为一个整体，储浆池设置有进料管道和溢流管道；储浆池的上端口向外延伸形成平台，取模机构设置在平台上，取模机构具有凹形模板（24）；储浆池的一个池壁外有凸台，动力传输机构的三项异步电机（17）和减速器（18）固定于凸台上，减速器（18）上设置光电传感器，摆框的内部镶嵌有凹形模板（24）；

所述的动力传输机构包括三项异步电机（17），三项异步电机（17）连接减速器（18）连接偏心齿轮（19），偏心齿轮（19）安装于支撑板上，偏心齿轮（19）连接槽轮机构（26），槽轮机构（26）连接吸模滚筒（25）中心轴；

所述的取模机构中的连杆机构（20）连接摆框，摆框与内槽导杆（21）及圆柱滑块（22）连接，摆框的内部镶嵌有凹形模板（24）。

2.根据权利要求1所述的水稻秸秆营养穴盘生产线，其特征在于：所述的凹形模板（24）与穴盘的凸面形状相适应，凹形模板（24）与穴盘的凸面形状相适应。

3.根据权利要求2所述的水稻秸秆营养穴盘生产线，其特征在于：所述的蓄水池（1）、打浆机（2）、筛选机（6）、微型磨浆机（8）、气力式水稻秸秆营养穴盘成型机（12）集成于撬装平台上，蓄水池（1）设置于撬装平台的一侧，打浆机（2）、筛选机（6）、微型磨浆机（8）、气力式水稻秸秆营养穴盘成型机（12）均设置在蓄水池（1）的侧面，撬装平台固定在地面上，所述一号储料池（4）、二号储料池（7）、三号储料池（9）的上盖均开设在撬装平台上。

4.一种权利要求2或3所述的水稻秸秆营养穴盘生产线制备穴盘方法，其特征在于：首先将粉碎后的水稻秸秆、水、营养原料和添加剂按照一定比例加入打浆机（2）中进行粉碎搅拌，粗加工后的浆液导入到一号储料池（4）中，在搅拌机（3）的作用下充分混合，制成质量百分比浓度为5%的浆液；粗浆液在一号小扬程浆 泵（5） 的作用下进入筛选机（6）进行分离除杂，去除掉大的颗粒物和杂质，筛选后的浆液通过筛选机（6）中的卸料口进入到二号储料池（7）中进行搅拌，制成质量百分比浓度为2%的浆液；筛选后的浆液在二号小扬程浆泵的作用下进入到微型磨浆机（8）中进行精磨，研细后的浆液进入三号储料池（9）中混合搅拌，制成浓度为质量百分比1%的浆液，三号储料池（9）中的精细浆液即是水稻秸秆营养穴盘的原材料，此时就已经完成了水稻秸秆营养穴盘（15）的原料处理阶段；

精细浆液通过三号小扬程浆泵进入到气力式水稻秸秆营养穴盘成型机（12）中的储浆池内，凸形模板通过水环式真空泵（11）形成的负压将浆液中的固体物质吸附至表面，定型成为秧盘形状的坯盘，凸形模板在随中心轴转动到传送带（13）上方后，在螺杆空气压缩泵（10）的作用下消除负压实现坯盘的脱模，此时取模机构将定型后的坯盘取下并平整摆放于传送带（13）上，既完成了水稻秸秆营养穴盘气力成型阶段；

定型的坯盘中含有大量的水分，通过传送带（13）被输送至烘干炉（14）内，完成25min的脱水烘干和高温消毒，烘干后的穴盘经由传送带（13）输送至烘干炉（14）的出口处进行打包、运输的工作，便完成了穴盘的烘干环节，同时也完成了水稻秸秆营养穴盘的一个制备过程。

5.根据权利要求4所述的水稻秸秆营养穴盘生产线制备穴盘方法，其特征在于：烘干过程包括预热、对流烘干、逆流烘干和冷却四个环节，以实现穴盘的烘干和高温消毒，并且减小其形变。

6.根据权利要求5所述的水稻秸秆营养穴盘生产线制备穴盘方法，其特征在于：所述的烘干炉（14）内多余的热量通过锅炉离心风机被输送至气力式水稻秸秆营养穴盘成型机（12）中，以实现在成型过程中对坯盘的预加热。

7.根据权利要求6所述的水稻秸秆营养穴盘生产线制备穴盘方法，其特征在于：所述的成型效果不好的穴盘以原材料的形式作为下一次穴盘生产的原材料被二次利用。

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