CN107466504B - 一种火焰深层杀菌兼作的土壤消毒深松机及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种火焰深层杀菌兼作的土壤消毒深松机作业机及方法，包括机架、深松镇压装置和高温杀菌装置。所述的机架用于支撑固定其他装置，并与拖拉机悬挂系统挂接或牵引，为其提供动力；所述的深松镇压装置用于完成土壤深松整地与地表土块的破碎压实作业；所述的高温杀菌装置用于实现多喷火头的喷火，完成高温土壤杀菌灭虫作业。本发明采用高温火焰杀菌灭虫方式，在地表下通过深松铲柄后部挠动土壤引起的空间来高速喷射富氧燃气，燃烧时火焰位于地表下，用来杀灭病菌，能源利用率高；针对不同污染情况土壤的大田进行针对性的土壤消毒工作，解决使用剧毒化学物农药对环境与作物造成的污染，达到改善环境问题的目的。
Description
技术领域
本发明属于农业机械技术领域，涉及一种火焰深层杀菌的土壤消毒深松机及方法，实现在深松作业的同时实现高温高效杀虫灭菌的土壤消毒作业。
技术背景
目前，我国农业生产中对于土壤中的细菌病虫害的防治仍多使用剧毒化学农药，在作物种植前对土壤进行杀菌灭虫，期望达到改善土壤杀灭病虫害的目的，一方面，常年的农药灭菌对土壤、环境、人畜都会造成极大的危害，另一方面，常年使用化学农药，病虫病害对农药产生了耐药性，防治效果越来越差，不得已加大农药计量，造成恶性循环，从而造成农产品品质、产量下降、农药残留超标。使用化学农药防治病虫害是一种治标不治本的方法；同时深松技术是一种重要的农业保护性耕作技术，能够有效打破耕地犁底层，提高土壤蓄水保墒和抗旱防涝能力，改善土壤结构、提高农田地力，促进小麦、玉米等农作物根系下扎和生长发育，实现稳产高产。
综上，针对作物土地病虫害防治治标不治本、化学农药使用恶性循环的问题，需要发明一种火焰深层杀菌兼作的土壤消毒深松机及方法，在保证火焰深层杀菌灭虫以及土壤消毒的同时，完成深松作业，改善土壤结构，提高大田地力。运用该方法替代常规大田农药杀菌灭毒，辅助以科学的田间管理，从根本上解决病虫害并改善由于土地施药、施肥所引起的环境污染。
经对现有技术的文献检索发现，中国发明专利“土壤消毒高温灭菌杀毒车”专利申请号200710015138.9，使用的是电发热装置，旋耕刀片切削土壤时发热装置产生高温进行杀菌、灭虫，但这种形式发热源与土壤仅在旋耕机罩壳内面进行接触，热量易随空气流失，不易达到完全杀灭细菌和病虫害效果。中国发明专利“深层土壤高温杀虫灭菌机”专利申请号201410725504.X使用旋耕刀片将土壤扬起到传送带上，在进行火焰杀菌灭虫，从而达到松土灭虫的效果，但作业机具只对大田表层土壤进行旋耕，并没有打破犁底层从根本上对土地进行深松耕翻；同时旋耕刀只是扬起少量表层土壤，对地表面以下土壤杀菌效果不理想；现有土壤消毒机具多用于旋耕整地时进行消毒,并没有与深松技术很好的结合；现有大田土壤被压实现象严重，并且现有消毒机具多为使用火焰对表层土壤进行物理消毒，并没有达到治标治本的效果。
发明内容
为了克服以上技术的不足，本发明提供一种火焰深层杀菌兼作的土壤消毒深松机及方法，在提供深层火焰杀菌灭虫与土壤消毒的同时兼作深松整地作业，杀菌灭虫消毒土壤的同时，深松整地打破犁底层提高土壤保墒、保水、保肥的能力，提高大田作物的质量和产量。
本发明采用的具体技术方案如下：一种火焰深层杀菌兼作的土壤消毒深松机作业机。包括：机架、深松镇压装置和高温杀菌装置。所述的机架用于支撑固定其他装置，并与拖拉机悬挂系统挂接或牵引，为其提供动力；所述的深松镇压装置用于完成土壤深松整地与地表土块的破碎压实作业；所述的高温杀菌装置用于实现多喷火头的喷火，完成高温土壤杀菌灭虫作业。
所述的机架由相互连接固定的方形管、悬挂装置构成，用于安装、固定其它装置，并与拖拉机的悬挂系统相挂接，对机具进行牵引、动力输入。
所述的深松镇压装置由深松铲组、深度控制装置与镇压装置构成。所述的深松铲组由数个深松铲构成。所述的深松铲组由深松铲柄、深松铲翼、喷火头安装架、深松铲尖构成，深松铲柄通过U型螺栓与机架相连接，深松铲翼通过螺栓固定在深松铲柄中下部，喷火头安装架焊接于深松铲翼底面，贴近深松铲柄处，深松铲尖通过螺栓固定在深松铲柄下部。深度控制装置由地轮、旋转手柄、升降器构成，旋转手柄设在升降器上端，升降器下端设有地轮，安装于机架的两侧。镇压装置由镇压辊连接臂、镇压辊构成，镇压辊连接臂上端与机架相连接；镇压辊连接臂下端与镇压辊主轴相连接。
所述的高温杀菌装置包括压缩燃气罐、燃气流量控制阀、燃气压力表、燃气流量计、液态氧气罐、氧气流量控制阀、氧气压力表、氧气流量计、混气器、富氧燃气管、喷火头组、电子点火器构成；压缩燃气经燃气流量控制阀调整流量后从压缩燃气罐压出，经燃气压力表、燃气流量计至混气器燃气入口；氧气经氧气流量控制阀调整流量后，经氧气压力表和氧气流量计接至混气器氧气入口；所述混气器将氧气与燃气混合形成富氧燃气，其中氧气浓度为3％-30％，；混气器的出口将富氧燃气在300-500kpa经富氧燃气管输送至喷火头，富氧燃气在喷火口高速喷射，工作开始时电子点火器产生的电火花将富氧燃气点燃。
所述的喷火头组为安装于位于深松铲柄后的喷火头安装架上纵排喷火头，安装后的喷火头组位于深松铲柄背部，各喷火头的头部方向向后，为达到节约能源与最佳杀毒灭菌作用，不同喷火头的喷火口直径D尺寸大小满足：
同时不同深度处深松铲柄背部厚度δ满足：
15≥δ/D喷火头直径≥30
此时富氧燃气燃烧充分彻底、杀菌效率高。
其中：v为机具前进速度；h为喷火头安装深度；Q为富氧燃气流量；P为富氧燃气输出压力；μ为修正系数，该参数需依据大田距上次完全杀菌时间及所耕作作物确定。
本发明一种火焰深层杀菌的土壤消毒深松机的作业方法为：
1)、加入液态氧气与压缩燃气：作业前，将牵引悬挂装置与拖拉机悬挂系统相挂接，同时将液态氧气与压缩燃气分别冲入液态氧气罐与压缩燃气罐；
2)、调整适宜深松作业深度：使用旋转手柄控制升降器带动地轮升高或降低高度，使深松铲达到合适的作业深度；
3)、调整压缩燃气流量：大田土地使用化肥、农药污染严重时，调整燃气流量至“高”档，相应调节氧气输出流量，保持可燃混合气氧气含量在3％-30％，此时输出富氧燃气压力与流量都较高，此时喷火头压力为400-500kpa；当大田污染较轻，地力损失较小时，调整燃气流量至“低”档，相应调节氧气输出流量，保持可燃混合气氧气含量在3％-30％，此时富氧可燃气压力与流量适中，喷火头压力为300-400kpa；对地表下5-20cm下的深层土壤进行杀菌消毒；
4)、深松整地作业与土壤杀菌修复作业：拖拉机牵引机具工作，相应打开燃气与氧气控制阀，使用电子点火器引燃喷火头，机具工作前进过程中安装于地表下5-20cm处深松铲翼下部的喷火头组高速喷射燃烧，燃烧空间为深松铲柄后部挠动土壤引起的空间；此时高温火焰杀菌使病虫害变性，杀灭土壤中的病虫害原体，达到土壤杀菌修复土壤的目的。
与现在技术相比，本发明所具有的有益效果：
1、本发明采用高温火焰杀菌灭虫方式，在地表下通过深松铲柄后部挠动土壤引起的空间来高速喷射燃烧富氧燃气，燃烧时火焰位于地表下，温度散失小，作业高效节能，热量用来杀灭病菌，能源利用率高；
2、可针对不同污染情况的大田进行针对性的土壤消毒工作，解决使用剧毒化学物农药对环境与作物造成的污染，达到改善环境问题的目的；
3、在土壤消毒兼作深松时，深松效果好，没有改变土壤垂直结构，保持大田地力，提高了大田保水、保墒、保肥的能力；
4、深松作业后，改善了土壤的生态环境，修复土壤污染问题，增加了大田地力与作物吸收水分养分的能力，提高作物的产量和质量。
附图说明
图1为一种火焰深层杀菌兼作的土壤修复深松机的结构图；
图2为高温杀菌装置喷火头组安装示意图；
图3为高温杀菌装置结构示意图；
图中：1、深松铲尖 2、深松铲翼 3、深松铲柄 4、地轮 5、升降器 6、旋转手柄 7、混气器 8、压缩燃气罐 9、悬挂装置 10、机架 11、液态氧气罐 12、氧气流量控制阀 13、氧气压力表 14、氧气流量计 15、燃气流量控制阀 16、燃气压力表 17、燃气流量计 18、镇压辊连接臂 19、镇压辊 20、富氧燃气管 21、喷火头组 22、电子点火器 23、喷火头安装架
具体实施方式
下面结合附图对本发明专利进行进一步描述。本发明提供一种火焰深层杀菌、深松整地的复式作业机，如图1所示，所述的机架(10)由相互连接固定的方形管、悬挂装置(9)构成，用于安装、固定其它装置，并与拖拉机的悬挂系统相挂接，对机具进行牵引、动力输入。
所述的深松镇压装置由深松铲组、深度控制装置与镇压装置构成。所述的深松铲组由数个深松铲构成。所述的深松铲由深松铲柄(3)、深松铲翼(2)、喷火头安装架(23)、深松铲尖(1)构成，深松铲柄(3)通过U型螺栓与机架(10)相连接，深松铲翼(2)通过螺栓固定在深松铲柄(3)中下部，喷火头安装架焊接于深松铲翼(2)底面，贴近深松铲柄(3)处，深松铲尖(1)通过螺栓固定在深松铲柄(3)下部。深度控制装置由地轮(4)、旋转手柄(5)、升降器(5)构成，旋转手柄(6)设在升降器(5)上端，升降器(5)下端设有地轮(4)，安装于机架(10)的两侧。镇压装置由镇压辊连接臂(18)、镇压辊(19)构成，镇压辊连接臂(18)上端与机架(10)相连接；镇压辊连接臂(18)下端与镇压辊(19)主轴相连接。
所述的高温杀菌装置包括压缩燃气罐(8)、燃气流量控制阀(15)、燃气压力表(16)、燃气流量计(17)、液态氧气罐(11)、氧气流量控制阀(12)、氧气压力表(13)、氧气流量计(14)、混气器(7)、富氧燃气管(20)、喷火头组(21)、电子点火器(22)构成；压缩燃气经燃气流量控制阀(15)调整流量后从压缩燃气罐(8)压出，经燃气压力表(16)、燃气流量计(17)至混气器(7)燃气入口；氧气经氧气流量控制阀(12)调整流量后，经氧气压力表(13)和氧气流量计(14)接至混气器(7)氧气入口；所述混气器(7)将氧气与燃气混合形成富氧燃气，其中氧气浓度为3％-30％，；混气器(7)的出口将富氧燃气在300-500kpa经富氧燃气管(20)输送至喷火头组(21)，富氧燃气在喷火口(21)高速喷射，工作开始时电子点火器(22)产生的电火花将富氧燃气点燃。
所述的喷火头组(21)为安装于位于深松铲柄后的喷火头安装架(23)上纵排喷火头，安装后的喷火头组(21)位于深松铲柄(3)背部，各喷火头的头部方向向后，为达到节约能源与最佳杀毒灭菌作用，不同喷火头的喷火口直径D尺寸大小满足：
同时不同深度出深松铲柄背部厚度δ满足：
15≥δ/D喷火头直径≥30
此时富氧燃气燃烧充分彻底、杀菌效率高。
其中：v为机具前进速度；h为喷火头安装深度；Q为富氧燃气流量；P为富氧燃气输出压力；μ为修正系数，该参数需依据大田距上次完全杀菌时间及所耕作作物确定。
本发明一种火焰深层杀菌的土壤消毒深松机的作业方法为：
1)、加入液态氧气与压缩燃气：作业前，将牵引悬挂装置与拖拉机悬挂系统相挂接，同时将液态氧气与压缩燃气分别冲入液态氧气罐与压缩燃气罐；
2)、调整适宜深松作业深度：使用旋转手柄控制升降器带动地轮升高或降低高度，使深松铲达到合适的作业深度；
3)、调整压缩燃气流量：大田土地使用化肥、农药污染严重时，调整燃气流量至“高”档，相应调节氧气输出流量，保持可燃混合气氧气含量在3％-30％，此时输出富氧燃气压力与流量都较高，此时喷火头压力为400-500kpa；当大田污染较轻，地力损失较小时，调整燃气流量至“低”档，相应调节氧气输出流量，保持可燃混合气氧气含量在3％-30％，此时富氧可燃气压力与流量适中，喷火头压力为300-400kpa；对地表下5-20cm下的深层土壤进行杀菌消毒；
4)、深松整地作业与土壤杀菌修复作业：拖拉机牵引机具工作，相应打开燃气与氧气控制阀，使用电子点火器引燃喷火头，机具工作前进过程中安装于地表下5-20cm处深松铲翼下部的喷火头组高速喷射燃烧，燃烧空间为深松铲柄后部挠动土壤引起的空间；此时高温火焰杀菌使病虫害变性，杀灭土壤中的病虫害原体，达到土壤杀菌修复土壤的目的。
Claims (2)
1.一种火焰深层杀菌兼作的土壤消毒深松机，其特征在于：包括机架、深松镇压装置和高温杀菌装置；所述的深松镇压装置用于完成土壤深松整地与地表土块的破碎压实作业；所述的高温杀菌装置用于实现多喷火头的喷火，完成高温土壤杀菌灭虫作业；
所述的机架由相互连接固定的方形管、悬挂装置构成，用于安装、固定深松镇压装置和高温杀菌装置，并与拖拉机的悬挂系统相挂接，对机具进行牵引、动力输入；
所述的深松镇压装置由深松铲组、深度控制装置与镇压装置构成；所述的深松铲组由数个深松铲构成；所述的深松铲组由深松铲柄、深松铲翼、喷火头安装架、深松铲尖构成，深松铲柄通过U型螺栓与机架相连接，深松铲翼通过螺栓固定在深松铲柄中下部，喷火头安装架焊接于深松铲翼底面，贴近深松铲柄处，深松铲尖通过螺栓固定在深松铲柄下部；深度控制装置由地轮、旋转手柄、升降器构成，旋转手柄设在升降器上端，升降器下端设有地轮，安装于机架的两侧；镇压装置由镇压辊连接臂、镇压辊构成，镇压辊连接臂上端与机架相连接；镇压辊连接臂下端与镇压辊主轴相连接；
所述的高温杀菌装置包括压缩燃气罐、燃气流量控制阀、燃气压力表、燃气流量计、液态氧气罐、氧气流量控制阀、氧气压力表、氧气流量计、混气器、富氧燃气管、喷火头组、电子点火器构成；压缩燃气经燃气流量控制阀调整流量后从压缩燃气罐压出，经燃气压力表、燃气流量计至混气器燃气入口；氧气经氧气流量控制阀调整流量后，经氧气压力表和氧气流量计接至混气器氧气入口；所述混气器将氧气与燃气混合形成富氧燃气，其中氧气浓度为3％-30％，混气器的出口将富氧燃气在300-500kpa经富氧燃气管输送至喷火头，富氧燃气在喷火口高速喷射，工作开始时电子点火器产生的电火花将富氧燃气点燃；
所述的喷火头组为安装于位于深松铲柄后的喷火头安装架上纵排喷火头，安装后的喷火头组位于深松铲柄背部，各喷火头的头部方向向后，为达到节约能源与最佳杀毒灭菌作用，不同喷火头的喷火口直径D尺寸大小满足：
同时不同深度处深松铲柄背部厚度δ满足：
15≥δ/D喷火头直径≥30
此时富氧燃气燃烧充分彻底、杀菌效率高；
其中：v为机具前进速度；h为喷火头安装深度；Q为富氧燃气流量；P为富氧燃气输出压力；μ为修正系数，μ需依据大田距上次完全杀菌时间及所耕作作物确定。
2.根据权利要求1所述的一种火焰深层杀菌的土壤消毒深松机的作业方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)加入液态氧气与压缩燃气：作业前，将牵引悬挂装置与拖拉机悬挂系统相挂接，同时将液态氧气与压缩燃气分别冲入液态氧气罐与压缩燃气罐；
2)调整适宜深松作业深度：使用旋转手柄控制升降器带动地轮升高或降低高度，使深松铲达到合适的作业深度；
3)调整压缩燃气流量：大田土地使用化肥、农药污染严重时，调整燃气流量至“高”档，相应调节氧气输出流量，保持可燃混合气氧气含量在3％-30％，此时输出富氧燃气压力与流量都较高，此时喷火头压力为400-500kpa；当大田污染较轻，地力损失较小时，调整燃气流量至“低”档，相应调节氧气输出流量，保持可燃混合气氧气含量在3％-30％，此时富氧可燃气压力与流量适中，喷火头压力为300-400kpa；对地表下5-20cm下的深层土壤进行杀菌消毒；
4)深松整地作业与土壤杀菌修复作业：拖拉机牵引机具工作，相应打开燃气与氧气控制阀，使用电子点火器引燃喷火头，机具工作前进过程中安装于地表下5-20cm处深松铲翼下部的喷火头组高速喷射燃烧，燃烧空间为深松铲柄后部挠动土壤引起的空间；此时高温火焰杀菌使病虫害变性，杀灭土壤中的病虫害原体，达到土壤杀菌修复土壤的目的。
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