CN107455028A - 一种适用于盐碱地液体温差自润式弧形深松铲 - Google Patents

Abstract

一种适用于盐碱地液体温差自润式弧形深松铲，属于农业机械领域。本发明的目的是针对我国松嫩平原西部苏打盐碱地的地质特性而设计的适用于盐碱地液体温差自润式弧形深松铲。本发明在弧形深松铲铲炳内开有铲炳内液体导流通道，铲炳内液体导流通道顶端进液端连接有液体导管，在液体导管上安装有液体泵，液体导管顶端与预混液箱相通；铲炳内液体导流通道出液端位于弧形深松铲铲炳下端后侧，在弧形深松铲后侧表面安装有液体导管，液体导管上端对接在铲炳内液体导流通道出液端，液体导管下端与弧形深松铲内部的横导管相通，横导管两端从弧形深松铲两侧伸出，在横导管端部安装有喷头；在液体导管上有背面喷头；在弧形深松铲的底端安装有箭形铲尖；在弧形深松铲底端背面通过连接拐臂安装有 前端为锥形的瓶型鼠道扩充紧实装置。本发明致力于苏打盐碱地机械化改良。

Description

一种适用于盐碱地液体温差自润式弧形深松铲

技术领域

本发明属于农业机械领域。

背景技术

以往相关深松机、深松铲的技术中对于铲型、铲炳、铲尖等的研究已经相对完善、多样，并且已经通过软件仿真、试验验证等方式进行了相应佐证，但现今部分技术中减阻形式主要有仿生、液体径流、震动式等，应用时实施比较困难。苏打盐碱地在我国松嫩平原西部分布广泛，它是一种退化的逆境土壤环境，也是一种重要的土地资源。苏打盐碱土以碳酸盐（Na_2CO_3和Na HCO_3）为主要盐分，土壤pH大多在8.5以上，碱性强，物理性状恶劣，改良治理十分困难。

发明内容

本发明的目的是针对我国松嫩平原西部苏打盐碱地的地质特性而设计的适用于盐碱地液体温差自润式弧形深松铲。

本发明在弧形深松铲铲炳下端是弧形深松铲，弧形深松铲内侧是弧形铲刃，在弧形深松铲铲炳内开有铲炳内液体导流通道，铲炳内液体导流通道顶端进液端连接有液体导管，在液体导管上安装有液体泵，液体导管顶端与预混液箱相通；铲炳内液体导流通道出液端位于弧形深松铲铲炳下端后侧，在弧形深松铲后侧表面安装有液体导管，液体导管上端对接在铲炳内液体导流通道出液端，液体导管下端与弧形深松铲内部的横导管相通，横导管两端从弧形深松铲两侧伸出，在横导管端部安装有喷头；在液体导管上有背面喷头；在弧形深松铲的底端安装有箭形铲尖；在弧形深松铲底端背面通过连接拐臂安装有 前端为锥形的瓶型鼠道扩充紧实装置。

本发明在预混液箱上安装有温度控制器。

本发明致力于苏打盐碱地机械化改良，即喷施预混液为改良剂水溶液或改良剂、液体肥水溶液，可通过液体改良剂、肥料水溶液的喷施辅助进行盐碱地改良的深松铲。本发明液体输送是通过铲炳部分孔道、导管、喷头传输的，能够有效进行液体的传输，且合理进行管道、孔道尺寸的设计，符合实际工作要求和力学特性，有效防止导管因与土壤摩擦破裂、损坏。

附图说明

图1是本发明总体结构示意图；

图2是本发明图1的A-A剖视图；

图3是本发明图1的B-B示意图；

图4是本发明图1的E-E示意图；

图5是本发明图2的F-F示意图；

图6是本发明图1的I部分放大图。

具体实施方式

在弧形深松铲铲炳5下端是弧形深松铲6，弧形深松铲6内侧是弧形铲刃，本发明在弧形深松铲铲炳5内开有铲炳内液体导流通道9，铲炳内液体导流通道9顶端进液端连接有液体导管3，在液体导管3上安装有液体泵4，液体导管3顶端与预混液箱1相通；铲炳内液体导流通道9出液端位于弧形深松铲铲炳5下端后侧，在弧形深松铲6后侧表面安装有液体导管10，液体导管10上端对接在铲炳内液体导流通道9出液端，液体导管10下端与弧形深松铲6内部的横导管15相通，横导管15两端从弧形深松铲6两侧伸出，在横导管15端部安装有喷头14；在液体导管10上有背面喷头11；在弧形深松铲6的底端安装有箭形铲尖8；在弧形深松铲6底端背面通过连接拐臂13安装有 前端为锥形的瓶型鼠道扩充紧实装置7。

本发明在预混液箱1上安装有温度控制器2。

以下对本发明做进一步详细描述：

本发明中工作液体为改良剂、液体肥单项或多项（无化学反应）水溶液，深松作业过程中将改良剂、液体肥水溶液撒施到土壤的0-38cm范围内，有效改良耕层土壤化学性状，做到一机多用，一次作业多重功效。

本发明的减阻部分是由0-15℃（0℃为液体临界状态）相对作业土壤温度15-25℃低的预混水溶液及导管、2个铲背喷头组成的液体喷淋系统组成的，可将低温液体作用于深松铲铲尖背部，经作业地土壤温度及作业过程中铲尖与土壤摩擦生热等条件作用下，使得铲尖正面与背部产生温差，并在铲尖正面因温差作用，土壤中水份集聚、液化作用形成液膜，使得作业过程中土壤与铲面间不间断的形成液体润滑面，降低土壤内聚力，减小土壤对深松铲正面的粘附和摩擦，实现减阻、提高工作效率及减小配套拖拉机功率作用，且可避免以往发明中因从铲尖正面喷出水时喷头堵塞、压力不足时水流不畅等情况影响减阻效果。

本发明涉及的压力液体是由液体泵提供压力，喷出液体压力范围是0.05-0.5Mpa，铲柄背部分为不锈钢扇形压力喷头和直线喷嘴喷头组成，共4个，相间排布，距离地面近者为扇形，扇形喷头喷雾角度为65°，喷孔孔径为0.91mm，喷出扇面与土壤断面平行，直线喷嘴喷头喷孔孔径为1.1mm，铲尖背部为实心锥喷雾喷头，喷出雾状液滴，雾锥角为120°，喷孔孔径为1.0mm，铲炳背部4个喷头可进行作业断面部分土壤的改良剂及肥料喷洒，因喷出为有压力水，且布设有直线喷嘴喷头，故可辅助进行作业断面部分土壤通过压力液体冲击进行辅助深松。

本发明在设计上增加了瓶型鼠道紧实扩充装置，可在喷淋后湿润土壤环境中，将铲尖经过后形成的条带状沟渠扩充及紧实为尺寸更大、完整性更好的蓄水、透气鼠道，并通过降雨或机械化喷灌，使土壤深层内部形成径流，达到通过淋洗，脱盐、降碱的作用，为更好的实现苏打盐碱地整治、利用提供有效帮助。

瓶型鼠道紧实扩充装置经试验优选后，其外形类似于瓶型弹壳为平顶锥状，尺寸为长300mm，小端直径为30mm，锥状部分长度为100mm，喷出液体锥角为45°，尾端圆柱体长度为200mm，与牵引装置连接，安装在铲尖后端螺栓上，大端直径为50mm，试验表明其入土稳定性好，鼠道形成稳定，紧实，不易坍塌、损坏。

本发明涉及的相应液体泵压力及拖拉机行进速度对应喷雾量可对应调控，详见表2，可根据当地土壤PH值、含盐量、养分情况进行调节，实现因地制宜，测土配方，专项改良。

本发明温度控制器与预混液箱相互连接作用，并与液体导管连接，经液体泵与液体导管连接，并连接于弧形深松铲铲炳，经铲炳内液体导流通道与液体导管连接，喷头（4个）连接在液体导管上，液体导管连接到铲炳内液体导流通道，15处，并连接于喷头（2个）对称于铲炳安装，9处，喷头连接在弧形铲铲炳尖部，与铲尖水平夹角为30°，箭形铲尖通过沉头螺栓连接于弧形深松铲铲炳上，瓶型鼠道扩充紧实装置通过牵引装置、沉头螺栓连接于弧形深松铲上。

工作原理：

东北地区在夏季和初秋日间，30-40cm处土壤温度为20-25℃，相对湿度为20％-45％时，将预混液经温度控制器进行降温处理后温度达到0-10℃（温差越大，液膜产生效果越好）—，低温液体经液体导管进入到液体泵中进行加压处理，通过实地测试当地土壤温度、湿度情况，进行温度控制器、液体泵对应参数调节（详见表1），处理后液体经液体导管入到铲炳内液体导流通道中，经由液体导管经低温、高压液体输送到喷头（4个）中，喷头均布于不同土壤剖面上，将混合液喷施于作业后不同土壤剖面上，实现不同深度层土壤改良剂、液体肥的撒施及通过有压力的液体喷施冲击土壤剖面，辅助进行深松作业并通过喷射反作用力，辅助作业动力的提升；通过液体导管后的液体经由铲炳内液体导流通道被输送至喷头处，喷头相对铲炳对称安装在铲尖被面两侧，并将雾状混合液喷淋至箭形铲尖7背部两侧，使铲尖背部近90%的面积温度降低；而在作业过程中箭形铲尖正面与高温土壤接触（相对于低温液体而言），加之土壤与铲尖正面摩擦产生部分热量，使得箭形铲正、背部出现15-20℃温差，通过温度差异，使得箭形铲正面部分土壤中水份集聚、液化，形成一种不间断的液膜，并利用铲炳背部安装压力喷头的反作用力，共同实现作业过程中的减阻、高效之作用，在同等条件下，需优先考虑压力及水温情况对机具的影响，满足减阻液膜形成后，方可进行喷雾量、行进速度的调整（表2），以达到满足苏打盐碱地整改的效果；通过连接装置安装的瓶型鼠道扩充紧实装置，，连接装置具有一定的延展性和可塑性，可在机具入土时牵引瓶型鼠道扩充紧实装置进行柔性入土，试验测得其入土形成均值为60cm，因瓶型鼠道扩充紧实装置直径大于铲炳厚度，经铲尖完成土壤深层沟渠装置将随入到沟渠形成处，进行鼠道扩充、紧实作业，在作业时经箭形铲工作后形成湿润土壤的沟渠上进行鼠道扩充和紧实，由于土壤经过液体喷淋，含水率大大增加，土壤附着性减弱，也将促使瓶型鼠道扩充

装置工作更加顺畅，且形成的鼠道形状、尺寸更加合理，不易坍塌、损坏，并通过降雨或机械化喷灌，使土壤深层内部形成径流，达到通过淋洗，脱盐、降碱的作用，为更好的实现苏打盐碱地整治、利用提供有效帮助。

表1 作业地土壤温度、相对湿度对应液体泵压力表

表2 液体泵压力、单铲液体喷量对应拖拉机行进速度表

经试验表明，选用的箭形铲幅宽为70mm，瓶型鼠道扩充紧实装置后端工作部分直径为50mm，前端直径为30mm，锥角为45°、长100mm，入土形成小，作业效果最佳，且连接装置为相对柔软、塑性较好材料时瓶型鼠道扩充紧实装置入土行程、入土所受阻力最小，且形成的鼠道完整度、蓄水、通气性佳，可更好的实现通过降水淋洗进行洗盐、降碱之作用；同时通过喷头喷施预混液，使得苏打盐碱地能够在深松过程中进行肥料改良剂撒施，且在铲炳背部安装的不锈钢扇形压力喷头和直线喷嘴喷头可在作业土壤断面进行撒施预混液，并可利用其喷射反作用力进行深松辅助作业，取得一机多用、一次作业多重功效的作用；通过温差将土壤中水分液化的原理，在铲尖正面形成液膜，使得作业过程中能够实现铲面与土壤间形成连续、稳定的液体润滑面，使作业阻力削减，通过本机作业后，能够使得土壤盐、碱含量大幅降低，有效改善土壤液相、气相状态，并能够较为长期的将土壤PH值和含盐量、容重等指标控制在适合耕种范围内，实现苏打盐碱地的治理、改良和利用，为建立和制定苏打盐碱地深松标准化技术规程提供帮助，为周边农民增产增收、农业经济发展、新型农村建设提供技术支持和技术保障。

Claims (2)

1.一种适用于盐碱地液体温差自润式弧形深松铲，在弧形深松铲铲炳（5）下端是弧形深松铲（6），弧形深松铲（6）内侧是弧形铲刃，其特征在于：在弧形深松铲铲炳（5）内开有铲炳内液体导流通道（9），铲炳内液体导流通道（9）顶端进液端连接有液体导管（3），在液体导管（3）上安装有液体泵（4），液体导管（3）顶端与预混液箱（1）相通；铲炳内液体导流通道（9）出液端位于弧形深松铲铲炳（5）下端后侧，在弧形深松铲（6）后侧表面安装有液体导管（10），液体导管（10）上端对接在铲炳内液体导流通道（9）出液端，液体导管（10）下端与弧形深松铲（6）内部的横导管（15）相通，横导管（15）两端从弧形深松铲（6）两侧伸出，在横导管（15）端部安装有喷头（14）；在液体导管（10）上有背面喷头（11）；在弧形深松铲（6）的底端安装有箭形铲尖（8）；在弧形深松铲（6）底端背面通过连接拐臂（13）安装有 前端为锥形的瓶型鼠道扩充紧实装置（7）。

2.根据权利要求1所述的适用于盐碱地液体温差自润式弧形深松铲，其特征在于：在预混液箱（1）上安装有温度控制器（2）。