CN107116061A - 清洗植物根部土壤的洗根机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了清洗植物根部土壤的洗根机，包括机体，机体内设置有洗土桶，洗土桶贯穿设置有若干个脱水孔，洗土桶内设置有筛网，洗土桶的外侧包围设置有洗根桶，洗土桶与筛网和洗根桶之间均留有空隙，筛网内设置有搅拌爪，洗土桶的底部贯通设置有排水管，排水管内设置有排水电磁阀，洗根桶的下方设置有电机，电机通过减速离合器连接搅拌爪，机体的顶部设置有盖板，盖板与机体连接处设置有安全开关，机体设置有控制面板，控制面板连接水位控制器，水位控制器通过压力软管与设置有洗根桶外部的贮气室连接，所述机体的上部设置有进水接头，所述进水接头内设置有注水阀门。本发明通过机器清洗植物根部，节省人力和时间。

Description

清洗植物根部土壤的洗根机

技术领域

本发明涉及清洗植物根部土壤的洗根机，属于机械领域。

背景技术

在农业水土工程领域的实验研究中，经常会遇到针对植物根部的研究实验，对于在砂土里种植的植物，其取根和洗根较为简单易操作；但对于壤土和黏土里的植物根系则需要大量的人力进行清洗，并且清洗时间极长，这非常影响研究进度。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种清洗植物根部土壤的洗根机，其具体技术方案如下：

清洗植物根部土壤的洗根机，包括机体，所述机体底部设置有若干个支脚，机体通过支脚站立在地面上，所述机体内设置有洗土桶，所述洗土桶贯穿设置有若干个脱水孔，所述洗土桶内设置有筛网，所述洗土桶的外侧包围设置有洗根桶，所述洗土桶与筛网和洗根桶之间均留有空隙，所述筛网内设置有搅拌爪，

所述洗土桶的底部贯通设置有排水管，所述排水管内设置有排水电磁阀，所述洗根桶的下方设置有电机，所述电机通过减速离合器连接搅拌爪，所述电机驱动搅拌爪圆周转动，所述搅拌爪均固定在轴轮的上端，所述轴轮的下端穿过筛网与脱水轴连接，所述脱水轴与减速离合器驱动连接，所述筛网与洗根桶之间设置有旋转轮，所述旋转轮与轴轮驱动连接，

所述机体的顶部设置有盖板，所述盖板与机体通过旋转轴连接，所述盖板能够围绕旋转轴旋转打开或者关闭，所述盖板与机体连接处设置有安全开关，所述机体与盖板连接一侧设置有控制面板，所述控制面板连接水位控制器，所述水位控制器通过压力软管与设置有洗根桶外部的贮气室连接，所述机体的上部设置有进水接头，所述进水接头内设置有注水阀门。

所述盖板上表面铺设有太阳能电池板，所述太阳能电池板与控制面板电连接。

所述搅拌爪设置有若干个爪片，若干个爪片呈花瓣状包括若干层，每层爪片均围绕其中心圆周均匀分布，相邻层的爪片相互错开。

所述洗根桶外侧设置有溢流管，所述溢流管的顶端与洗土桶的上侧边缘贯通，所述溢流管的下端与排水管贯通。

所述洗土桶的底部设置有洗土桶底，所述洗土桶底的四周与洗土桶密封固定，所述洗土桶和筛网的顶部边缘通过平衡环连接。

所述洗根桶的外侧设置有若干个吊杆，所述吊杆的顶端与机体的顶部连接，所述洗根桶的外侧设置有朝向外侧延伸的吊耳，所述吊耳贯穿有圆孔，所述吊杆的底端穿过圆孔，并在吊根的底端设置有吊块。

所述洗根桶的底部设置有洗根桶底，所述洗根桶底的四周与洗根桶密封固定，所述减速离合器和电机均设置在洗根桶底下表面，所述洗根桶底还设置有平衡块。

所述排水管竖直延伸到机体外，所述排水管设置有与其垂直的水平的过滤网，所述过滤网的上表面设置有水平延伸到机体外的出水口，所述过滤网的水平长度大于排水管的管径，所述出水口位于溢流管与排水管连通处的下方，所述排水电磁阀位于溢流管与排水管连通处的上方。

所述注水阀门、排水电磁阀和水位控制器均与设置在控制面板内的主控制器连接，启动主控制器，注水阀门打开，朝向洗土桶内注水，排水电磁阀关闭，当水位控制器感应到洗土桶内的水位达到预设水位时，主控制器关闭注水阀门。

所述控制面板上设置有启动按钮和显示器，所述显示器用于显示洗土桶内的水位高度，以及洗土桶的工作状态，工作状态包括洗涤状态、冲洗状态和脱水状态；

启动按钮与主控制器电连接，按下启动按钮，主控制器接通电源，盖上盖板，安全开关闭合，显示器上显示洗涤状态，此时水位控制器内部的公共触点是和脱水触点相通，注水阀门通电进水，当洗土桶内水位到达指定高度时，贮气室通过压力软管进行气压控制，在气压的作用下水位控制器内部公共触点断开脱水触点而接通洗涤触点，注水阀门断电停止进水，电机电源被接通；

电机开始运转，所述电机选用正反转电机，正反转电机周期性地顺时针转和逆时针转，相互交替，通过减速离合器带动旋转轮和搅拌爪同步转动，所述搅拌爪选用橡胶搅拌爪；

当洗涤根过程完成后，显示器显示冲洗状态，电机断电，停止工作，打开排水电磁阀，当排水完成后，桶内大气压力下降，水位控制器的公共触点复位接通脱水触点，排水电磁阀关闭，注水阀门打开，朝向洗土桶内注水，当洗土桶内水位到达指定高度时，贮气室通过压力软管进行气压控制，在气压的作用下水位控制器内部公共触点断开脱水触点而接通洗涤触点，注水阀门断电停止进水，电机电源被接通，搅拌爪周期旋转；

当冲洗根过程完成后，显示器显示脱水状态，电机断电，停止工作，排水电磁阀继续保持通电状态，电机通电运转带动洗土桶高速旋转而甩干植物根系，脱水程序结束后，断开水电而停机。

本发明的工作原理是：

本发明正常工作时由正常220v交流电源供电，如果在有充足太阳光提供太阳能的情况时，则太阳能发电优先给机器供电，太阳光强度不够，产生的电量不足以支持机器工作时切换到电源供电。在洗土桶中放入带有土块的植物根系后，选择好正确的水位及工作程序，接通电源，盖上盖板，安全开关闭合，进水接头的注水阀门打开，此时水位控制器内部的公共触点是和脱水触点相通，注水阀门通电进水，当桶内水位到达指定高度时，贮气室通过压力软管进行气压控制，在气压的作用下水位控制器内部公共触点断开脱水触点而接通洗涤触点，注水阀门断电停止进水，电机电源被接通。

电机开始运转，周期性地时而顺时针转、时而逆时针转，相互交替，通过离合器带动旋转轮和橡胶搅拌爪同步转动，以一定速度旋转的转轮会带动桶内的水及带有土壤的植物根系形成旋转水流，一定速度的水流会在保护绝大部分根部完整的情况下使得黏着在根部的土壤在水流中相互磨擦，土块不断由大变小，最终与根部脱离，从而达到洗根的目的。

当洗涤根过程完成后，大量土壤被洗下脱离根部并混于水中形成稀泥浆，其中会掺杂少量细小的断根，在旋转水体的带动下，泥浆首先通过筛网，该筛网孔隙较大，可以顺利通过泥浆和细小断根而阻挡大块土壤、石子、以及被清洗的完整的植物根系结构。被留下的大块土壤和石子继续接受清洗，直至植物根系整体上的土壤被洗净，全部土壤和部分断根被混入水中通过筛网的第一层过滤，此时在机器内存留的是大部分的植物根系和不溶于水的沙石。泥浆继续通过洗土桶的脱水孔进行第二次排滤，并且最终堆积在洗根通内，排水电磁阀通电工作，排水阀门被打开，桶内的水向外排出，同时联动吊杆也把减速离合器从洗根状态切换到排水状态，携带细小断根的泥浆顺着水管流到出水口，并且经过最后一道过滤网的排滤作用使得细小的断根留存在过滤网上，泥浆则顺排水管排除机器外。当排水完成后，桶内大气压力下降，水位开关的公共触点复位接通脱水触点，排水电磁阀关闭，注水阀门打开，朝向洗土桶内注水，当洗土桶内水位到达指定高度时，贮气室通过压力软管进行气压控制，在气压的作用下水位控制器内部公共触点断开脱水触点而接通洗涤触点，注水阀门断电停止进水，电机电源被接通，搅拌爪周期旋转。

当冲洗根过程完成后，电机断电，停止工作，排水电磁阀继续保持通电状态，电机通电运转带动洗土桶高速旋转而甩干植物根系，脱水程序结束后，断开水电而停机。从底部抽出过滤网，将上面过滤得到的细小断根取出。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种新型利用光电互补供电的清洗植物根部土壤的洗根机，为研究团队提供适合各种质地的土壤的植物根部清洗的装置，同时加配多层过滤装置以最大程度减少细小断根的流失，保护植物根部的完整性，是一种经济环保、便于操作、节省人力的发明，将在一定程度上节省研究经费、加快研究进程，为植物根部的实验研究做出一定的贡献。而且通过信息反馈机制，可以实现对数据的处理、分析，从而相应的改变维护频率以及为以后设立更多的机器提供数据支持，是一种结构简单功能完善的实验基础设备。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2是本发明的进水系统结构图，

图3是本发明的洗根系统结构图，

图4是本发明的过滤系统结构图，

附图标记列表：1—平衡环，2—洗根桶，3—洗土桶，4—吊杆，5—溢流管，6—出水口，7—过滤网，8—筛网，9—搅拌爪，10—轴轮，11—旋转轮，12—脱水轴，13—洗土桶底，14—平衡块，15—排水电磁阀，16—排水管，17—减速离合器，18—电机，19—贮气室，20—压力软管，21—进水接头，22—注水阀门，23—水位控制器，24—控制面板，25—盖板，26—安全开关，27—太阳能电池板，28—洗根桶底，29—吊耳，30—吊块，31—支脚。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

图1是本发明的结构示意图，结合附图可见，本清洗植物根部土壤的洗根机包括机体，所述机体底部设置有若干个支脚31，机体通过支脚31站立在地面上，所述机体内设置有洗土桶3，所述洗土桶3贯穿设置有若干个脱水孔，所述洗土桶3内设置有筛网8，所述洗土桶3的外侧包围设置有洗根桶2，所述洗土桶3与筛网8和洗根桶2之间均留有空隙，所述筛网8内设置有搅拌爪9，搅拌爪9用于搅拌植物根部，便于土壤从植物根部分离下来，筛网8、洗土桶3和洗根桶2依次过滤分解在水中的土壤、石头和断下来的植物的根须。

所述洗土桶3的底部贯通设置有排水管16，所述排水管16内设置有排水电磁阀15，所述洗土桶3的下方设置有电机18，所述电机18通过减速离合器17连接搅拌爪9，所述电机18驱动搅拌爪9圆周转动，所述搅拌爪9均固定在轴轮10的上端，所述轴轮10的下端穿过筛网8与脱水轴12连接，所述脱水轴12与减速离合器17驱动连接，所述筛网8与洗根桶2之间设置有旋转轮11，所述旋转轮11与轴轮10驱动连接。排水管16用于将洗土桶3内的水排出，排水电磁阀15控制排水管16的打开或者关闭，电机18控制搅拌爪9旋转搅拌。

所述机体的顶部设置有盖板25，所述盖板25与机体通过旋转轴连接，所述盖板25能够围绕旋转轴旋转打开或者关闭，所述盖板25与机体连接处设置有安全开关26，所述机体与盖板25连接一侧设置有控制面板24，所述控制面板24连接水位控制器23，所述水位控制器23通过压力软管20与设置有洗根桶2外部的贮气室19连接，所述机体的上部设置有进水接头21，所述进水接头21内设置有注水阀门22。进水接头21与自来水龙头接通，通过注水阀门22控制是否朝向洗土桶3内注水。控制面板24用于控制本发明的关停。水位控制器23便于实现控制本发明洗根时，洗土桶3内的水位高度。

图2是本发明的进水系统结构图，结合附图可见，进水系统包括贮气室19、压力软管20、进水接头21、注水阀门22、水位控制器23、控制面板24、盖板25、安全开关26和太阳能电池板27。本发明正常工作时由正常220v交流电源供电，如果在有充足太阳光提供太阳能的情况时，则太阳能发电优先给机器供电，太阳光强度不够，产生的电量不足以支持机器工作时切换到电源供电。在洗土桶3中放入带有土块的植物根系后，选择好正确的水位及工作程序，接通电源，盖上盖板25，安全开关26闭合，进水接头21的注水阀门22打开，此时水位控制器23内部的公共触点是和脱水触点相通，注水阀门22通电进水，当桶内水位到达指定高度时，贮气室19通过压力软管20进行气压控制，在气压的作用下水位控制器23内部公共触点断开脱水触点而接通洗涤触点，注水阀门22断电停止进水，电机18电源被接通。

图3是本发明的洗根系统结构图，结合附图可见，洗根系统平衡环1、搅拌爪9、轴轮10、旋转轮11、脱水轴12、洗土桶底13、平衡块14、排水电磁阀15、排水管16、减速离合器17和电机18。电机18开始运转，周期性地时而顺时针转、时而逆时针转，相互交替，通过离合器带动旋转轮11和橡胶搅拌爪9同步转动，以一定速度旋转的转轮会带动桶内的水及带有土壤的植物根系形成旋转水流，一定速度的水流会在保护绝大部分根部完整的情况下使得黏着在根部的土壤在水流中相互磨擦，土块不断由大变小，最终与根部脱离，从而达到洗根的目的。

图4是本发明的过滤系统结构图，结合附图可见，排滤系统包括洗根桶2、洗土桶3、吊杆4、溢流管5、出水口6、过滤网7、筛网8、排水电磁阀15和排水管16。当洗涤根过程完成后，大量土壤被洗下脱离根部并混于水中形成稀泥浆，其中会掺杂少量细小的断根，在旋转水体的带动下，泥浆首先通过筛网8，该筛网8孔隙较大，可以顺利通过泥浆和细小断根而阻挡大块土壤、石子、以及被清洗的完整的植物根系结构。被留下的大块土壤和石子继续接受清洗，直至植物根系整体上的土壤被洗净，全部土壤和部分断根被混入水中通过筛网8的第一层过滤，此时在机器内存留的是大部分的植物根系和不溶于水的沙石。泥浆继续通过洗土桶3的脱水孔进行第二次排滤，并且最终堆积在洗根通内，排水电磁阀15通电工作，排水阀门被打开，桶内的水向外排出，同时联动吊杆4也把离合器从洗根状态切换到排水状态，携带细小断根的泥浆顺着水管流到出水口6，并且经过最后一道过滤网7的排滤作用使得细小的断根留存在过滤网7上，泥浆则顺排水管16排除机器外。当排水完成后，桶内大气压力下降，水位开关的公共触点复位接通脱水触点，排水电磁阀15关闭，注水阀门22打开，朝向洗土桶3内注水，当洗土桶3内水位到达指定高度时，贮气室19通过压力软管20进行气压控制，在气压的作用下水位控制器23内部公共触点断开脱水触点而接通洗涤触点，注水阀门22断电停止进水，电机18电源被接通，搅拌爪9周期旋转。

当冲洗根过程完成后，电机18断电，停止工作，排水电磁阀15继续保持通电状态，电机18通电运转带动洗土桶3高速旋转而甩干植物根系，脱水程序结束后，断开水电而停机。从底部抽出过滤网7，将上面过滤得到的细小断根取出。

所述盖板25上表面铺设有太阳能电池板27，所述太阳能电池板27与控制面板24电连接。本发明用于室外采集植物场所使用，太阳能电池板27能够接收到阳光直接照射，产生部分电能，供本发明用电使用，节省部分电能。

所述搅拌爪9设置有若干个爪片，若干个爪片呈花瓣状包括若干层，每层爪片均围绕其中心圆周均匀分布，相邻层的爪片相互错开。该状态布置的搅拌爪9能够充分搅拌植物根部，便于土壤从根部解离下来，搅拌区域大，形成水流。

所述洗根桶2外侧设置有溢流管5，所述溢流管5的顶端与洗土桶3的上侧边缘贯通，所述溢流管5的下端与排水管16贯通。搅拌爪9旋转时，难免会搅拌起涡流，在洗土桶3内壁的水位高于预设水位，通过溢流管5让水排出去，避免水被搅拌冲起溅到盖板25上。

所述洗土桶3的底部设置有洗土桶底13，所述洗土桶底13的四周与洗土桶3密封固定，所述洗土桶3和筛网8的顶部边缘通过平衡环1连接。平衡环1起到平衡洗土桶3和筛网8的作用，让洗土桶3和筛网8的顶部连接一体，筛网8内的土壤从筛网8孔进入到洗土桶3。

所述洗根桶2的外侧设置有若干个吊杆4，所述吊杆4的顶端与机体的顶部连接，所述洗根桶2的外侧设置有朝向外侧延伸的吊耳29，所述吊耳29贯穿有圆孔，所述吊杆4的底端穿过圆孔，并在吊根的底端设置有吊块30。吊杆4用于联动控制减速离合器17的工作状态。

所述洗根桶2的底部设置有洗根桶底28，所述洗根桶底28的四周与洗根桶2密封固定，所述减速离合器17和电机18均设置在洗根桶底28下表面，所述洗根桶底28还设置有平衡块14。平衡块14用于平衡洗根桶2，使其在机体内处于轴向中心位置。

所述排水管16竖直延伸到机体外，所述排水管16设置有与其垂直的水平的过滤网7，所述过滤网7的上表面设置有水平延伸到机体外的出水口6，所述过滤网7的水平长度大于排水管16的管径，所述出水口6位于溢流管5与排水管16连通处的下方，所述排水电磁阀15位于溢流管5与排水管16连通处的上方。过滤网7截留住进入到排水管16中的植物根须，且该根须被排水冲洗干净，便于采样研究。

所述注水阀门22、排水电磁阀15和水位控制器23均与设置在控制面板24内的主控制器连接，启动主控制器，注水阀门22打开，朝向洗土桶3内注水，排水电磁阀15关闭，当水位控制器23感应到洗土桶3内的水位达到预设水位时，主控制器关闭注水阀门22。主控制器是本发明的控制核心部件，分别控制进水、洗涤、冲洗、脱水和排水程序的进行。

所述控制面板24上设置有启动按钮和显示器，所述显示器用于显示洗土桶3内的水位高度，以及洗土桶3的工作状态，工作状态包括洗涤状态、冲洗状态和脱水状态。本发明进展到哪一步程序，都显示在显示器上，便于操作者了解洗根机的工作状态。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.清洗植物根部土壤的洗根机，其特征在于包括机体，所述机体底部设置有若干个支脚，机体通过支脚站立在地面上，所述机体内设置有洗土桶，所述洗土桶贯穿设置有若干个脱水孔，所述洗土桶内设置有筛网，所述洗土桶的外侧包围设置有洗根桶，所述洗土桶与筛网和洗根桶之间均留有空隙，所述筛网内设置有搅拌爪，

所述洗土桶的底部贯通设置有排水管，所述排水管内设置有排水电磁阀，所述洗根桶的下方设置有电机，所述电机通过减速离合器连接搅拌爪，所述电机驱动搅拌爪圆周转动，所述搅拌爪均固定在轴轮的上端，所述轴轮的下端穿过筛网与脱水轴连接，所述脱水轴与减速离合器驱动连接，所述筛网与洗根桶之间设置有旋转轮，所述旋转轮与轴轮驱动连接，

所述机体的顶部设置有盖板，所述盖板与机体通过旋转轴连接，所述盖板能够围绕旋转轴旋转打开或者关闭，所述盖板与机体连接处设置有安全开关，所述机体与盖板连接一侧设置有控制面板，所述控制面板连接水位控制器，所述水位控制器通过压力软管与设置有洗根桶外部的贮气室连接，所述机体的上部设置有进水接头，所述进水接头内设置有注水阀门。

2.根据权利要求1所述的清洗植物根部土壤的洗根机，其特征在于所述盖板上表面铺设有太阳能电池板，所述太阳能电池板与控制面板电连接。

3.根据权利要求2所述的清洗植物根部土壤的洗根机，其特征在于所述搅拌爪设置有若干个爪片，若干个爪片呈花瓣状包括若干层，每层爪片均围绕其中心圆周均匀分布，相邻层的爪片相互错开。

4.根据权利要求3所述的清洗植物根部土壤的洗根机，其特征在于所述洗根桶外侧设置有溢流管，所述溢流管的顶端与洗土桶的上侧边缘贯通，所述溢流管的下端与排水管贯通。

5.根据权利要求4所述的清洗植物根部土壤的洗根机，其特征在于所述洗土桶的底部设置有洗土桶底，所述洗土桶底的四周与洗土桶密封固定，所述洗土桶和筛网的顶部边缘通过平衡环连接。

6.根据权利要求5所述的清洗植物根部土壤的洗根机，其特征在于所述洗根桶的外侧设置有若干个吊杆，所述吊杆的顶端与机体的顶部连接，所述洗根桶的外侧设置有朝向外侧延伸的吊耳，所述吊耳贯穿有圆孔，所述吊杆的底端穿过圆孔，并在吊根的底端设置有吊块。

7.根据权利要求6所述的清洗植物根部土壤的洗根机，其特征在于所述洗根桶的底部设置有洗根桶底，所述洗根桶底的四周与洗根桶密封固定，所述减速离合器和电机均设置在洗根桶底下表面，所述洗根桶底还设置有平衡块。

8.根据权利要求7所述的清洗植物根部土壤的洗根机，其特征在于所述排水管竖直延伸到机体外，所述排水管设置有与其垂直的水平的过滤网，所述过滤网的上表面设置有水平延伸到机体外的出水口，所述过滤网的水平长度大于排水管的管径，所述出水口位于溢流管与排水管连通处的下方，所述排水电磁阀位于溢流管与排水管连通处的上方。

9.根据权利要求8所述的清洗植物根部土壤的洗根机，其特征在于所述注水阀门、排水电磁阀和水位控制器均与设置在控制面板内的主控制器连接，启动主控制器，注水阀门打开，朝向洗土桶内注水，排水电磁阀关闭，当水位控制器感应到洗土桶内的水位达到预设水位时，主控制器关闭注水阀门。

10.根据权利要求9所述的清洗植物根部土壤的洗根机，其特征在于所述控制面板上设置有启动按钮和显示器，所述显示器用于显示洗土桶内的水位高度，以及洗土桶的工作状态，工作状态包括洗涤状态、冲洗状态和脱水状态；

启动按钮与主控制器电连接，按下启动按钮，主控制器接通电源，盖上盖板，安全开关闭合，显示器上显示洗涤状态，此时水位控制器内部的公共触点是和脱水触点相通，注水阀门通电进水，当洗土桶内水位到达指定高度时，贮气室通过压力软管进行气压控制，在气压的作用下水位控制器内部公共触点断开脱水触点而接通洗涤触点，注水阀门断电停止进水，电机电源被接通；

电机开始运转，所述电机选用正反转电机，正反转电机周期性地顺时针转和逆时针转，相互交替，通过减速离合器带动旋转轮和搅拌爪同步转动，所述搅拌爪选用橡胶搅拌爪；

当洗涤根过程完成后，显示器显示冲洗状态，电机断电，停止工作，打开排水电磁阀，当排水完成后，桶内大气压力下降，水位控制器的公共触点复位接通脱水触点，排水电磁阀关闭，注水阀门打开，朝向洗土桶内注水，当洗土桶内水位到达指定高度时，贮气室通过压力软管进行气压控制，在气压的作用下水位控制器内部公共触点断开脱水触点而接通洗涤触点，注水阀门断电停止进水，电机电源被接通，搅拌爪周期旋转；

当冲洗根过程完成后，显示器显示脱水状态，电机断电，停止工作，排水电磁阀继续保持通电状态，电机通电运转带动洗土桶高速旋转而甩干植物根系，脱水程序结束后，断开水电而停机。