CN108377818B - 树穴土壤蒸汽消毒方法及消毒机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种树穴土壤蒸汽消毒方法，包括利用带有套桶的绞龙转动并下降钻入土中，进行挖土作业，通过绞龙叶片的旋转将土壤破碎、提升并甩至桶壁下落，并随着绞龙对土壤的不断提升，使得土壤在套桶内循环流动；向套桶内循环流动的土壤喷射高温蒸汽进行蒸汽消毒；蒸汽消毒作业完成后，停止喷射蒸汽并提升绞龙，提升过程中绞龙保持转动，土壤被甩至套桶壁后下落回填至树穴；土壤回填完毕后，树穴土壤消毒完成。本发明还公开了一种实现上述方法的消毒机。本发明能够对树木种植土壤进行定点消毒，且能够伸入树木种植所需的树穴深度进行消毒。

Description

树穴土壤蒸汽消毒方法及消毒机

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，特别涉及一种树穴土壤蒸汽消毒方法及消毒机。

背景技术

很多种类的树木，例如果树，其重茬、换茬面临的土传病害日益严重，导致新栽果树成活率较低，严重影响了果园农业生产，造成了巨大的经济损失。在果树种植前，对树穴土壤进行消毒，能有效改善土壤环境，抑制土传病害的发生。采用化学药剂进行树穴土壤消毒易造成环境污染，现有的物理消毒方法作业效率低下、人工成本较高、消毒效果不佳。

现有技术中针对土壤消毒问题已提出了一些解决方案。例如，中国发明专利“一种育苗地床土壤消毒机构及方法(申请号201410659561.2)”公开了采用高温蒸汽对被旋耕刀带起打碎的苗床土壤进行消毒；中国发明专利“覆土管道式蒸汽消毒方法及其消毒装置(申请号201310119241.3)”公开了利用加热管对栽培用的覆土进行蒸汽消毒。

但是，上述的技术多是针对整片土壤进行消毒作业，且通过旋耕等方式所能够消毒的土壤厚度较薄，比较适用于种植根系较浅、种植较为密集的集中化种植作物土壤的消毒作业，而对于果树这样刚开始种植时根系就较长、较为发达且种植较为稀疏的树木类植物来说，由于其种植树穴较深，因而比较注重单棵果树的土壤树穴消毒深度，且消毒地点也相对较少，比较容易确定，若采用上述技术一方面难以触及果树种植所需的土壤深度进行消毒，另一方面对果树种植的整片土壤进行消毒则成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种树穴土壤蒸汽消毒方法及消毒机，能够对树木种植土壤进行定点消毒，且能够伸入树木种植所需的树穴深度进行消毒。

为解决上述技术问题，本发明所提供的树穴土壤蒸汽消毒方法包括以下步骤：

(1)利用带有套桶的绞龙转动并下降钻入土中，进行挖土作业，通过绞龙叶片的旋转将土壤破碎、提升并甩至桶壁下落，并随着绞龙对土壤的不断提升，使得土壤在套桶内循环流动；

(2)向套桶内循环流动的土壤喷射高温蒸汽进行蒸汽消毒；

(3)蒸汽消毒作业完成后，停止喷射蒸汽并提升绞龙，提升过程中绞龙保持转动，土壤被甩至套桶壁后下落回填至树穴；土壤回填完毕后，树穴土壤消毒完成。

在上述技术方案中，利用绞龙能够实现定点的入地挖土作业，从而一方面只需要针对树木所要种植的树穴地点精确进行挖土作业，无需进行整片土壤的挖土作业，因而能够提高消毒作业效率，可实现大规模树穴消毒；另一方面通过绞龙能够深入树穴所需要达到的深度并进行土壤的破碎、提升以及循环流动，从而能够实现更深土壤的挖掘作业，适合进行果树这样种植深度较深的树木的土壤消毒。由于通过绞龙和套桶可以实现土壤的一直循环流动，从而喷射高温蒸汽能够使得土壤受热均匀，实现树穴土壤的更充分消毒，加之是在套桶构成的相对气密的空间内进行蒸汽消毒作业，因而消毒热量集中，温度散失少，能源利用率高，消毒效果更好。此外，本技术方案采用蒸汽消毒的方式，使用物理消毒代替化学消毒(例如使用消毒药液)，避免了二次污染，对环境相对友好，避免了化学消毒对人畜的健康的影响。通过本技术方案对土壤进行消毒能够有效防止土传病害，改善土壤环境，提高树木成活率。

为解决上述技术问题，本发明所提供的树穴土壤蒸汽消毒机所采用的技术方案是：

树穴土壤蒸汽消毒机，包括自走式底盘、挖坑循环回填装置、升降装置以及蒸汽消毒装置，所述挖坑循环回填装置、升降装置以及蒸汽消毒装置均直接或间接与所述底盘进行连接或安装到所述底盘上；所述挖坑循环回填装置包括入地绞龙以及第一驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动所述绞龙转动，所述升降装置用于带动所述绞龙升降，所述绞龙外围设置有套桶；所述蒸汽消毒装置包括蒸汽发生装置以及蒸汽管道，所述绞龙具有中空的绞龙轴杆，所述蒸汽管道延伸入所述绞龙轴杆内，所述蒸汽管道的蒸汽出口穿过所述轴杆侧面。

在上述技术方案中，在进行土壤消毒作业时，将消毒机移动至待作业地点，并使绞龙开始转动并下降，进行挖土作业。通过绞龙叶片的旋转将土壤破碎并提升并甩至桶壁下落，并随着绞龙的不断转动、破碎、提升，使得土壤在套桶内循环流动。绞龙下降至作业深度后停止下降但保持转动，启动蒸汽消毒装置，蒸汽发生装置产生的高温蒸汽通过蒸汽管道输送至蒸汽出口并喷射到流动的土壤上，进行蒸汽消毒作业。消毒作业完成后，关闭蒸汽消毒装置并提升绞龙，提升过程中绞龙保持转动，土壤被甩至套桶壁后下落回填至树穴。土壤回填结束后，使绞龙停转，完成树穴土壤消毒。之后便可将消毒机移动至下一作业地点，重复以上过程进行作业。

本消毒机利用绞龙能够实现定点的入地挖土作业，从而一方面只需要针对树木所要种植的树穴地点精确进行挖土作业，无需进行整片土壤的挖土作业，因而能够提高消毒作业效率，可实现大规模树穴消毒；另一方面通过绞龙能够深入树穴所需要达到的深度并进行土壤的破碎、提升以及循环流动，从而能够实现更深土壤的挖掘作业，适合进行果树这样种植深度较深的树木的土壤消毒。由于通过绞龙和套桶可以实现土壤的一直循环流动，从而喷射高温蒸汽能够使得土壤受热更加均匀，实现树穴土壤的更充分消毒，加之是在套桶构成的相对气密的空间内进行蒸汽消毒作业，因而消毒热量集中，温度散失少，能源利用率高，消毒效果更好。再者蒸汽是由绞龙轴杆由内向外喷射，因而喷射出的蒸汽能够更全面接触旋转流动中的土壤，进一步提高消毒效果，且将蒸汽管道设置于中空绞龙轴杆中有利于对管道形成保护，减少部件占地面积，使得消毒机整体结构更加紧凑。此外，本消毒机采用蒸汽消毒的方式，使用物理消毒代替化学消毒(例如使用消毒药液)，避免了二次污染，对环境相对友好，避免了化学消毒对人畜的健康的影响。通过本技术方案对土壤进行消毒能够有效防止土传病害，改善土壤环境，提高树木成活率。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述绞龙轴杆上的螺旋叶片包括平滑连接的挖土螺旋叶片和循环搅拌螺旋叶片，且所述挖土螺旋叶片更靠近所述绞龙的入地端，所述循环搅拌螺旋叶片半径沿远离所述挖土螺旋叶片的方向逐渐增大，所述套桶具有当所述绞龙入地到指定深度时与所述循环搅拌螺旋叶片相配合的部分。由于循环搅拌螺旋叶片的逐渐增大，更有利于对土壤的破碎、提升以及形成循环流动，且套桶具有与循环搅拌螺旋叶片相配合的部分，因而能够容纳、破碎以及循环带动更多的土壤，从而能够对更多土壤进行消毒，即使是较大树穴也有良好的消毒效果。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述挖土螺旋叶片定螺距定半径，所述循环搅拌螺旋叶片螺距与挖土螺旋叶片螺距相等，其半径由挖土螺旋叶片半径线性增大，更有利于对土壤的破碎、提升以及形成循环流动。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述套桶包括外套桶和内套桶，所述内套桶分为上下两部分，上部分与所述外套桶内壁滑动配合，滑动方向与所述绞龙轴方向一致，下部分为与绞龙轴杆轴线重合且沿绞龙入地方向半径逐渐减小的圆台形，且内套桶下部分的减小趋势与所述循环搅拌螺旋叶片的减小趋势相配合。在不进行消毒作业时，可以通过滑动尽可能多的让内套桶进入外套桶中，减少空间占用，同时使得内套桶离地，便于消毒机移动。在进行消毒作业时，通过内、外套桶的滑动可以使内套桶定位至合适位置，使得当绞龙入地后至指定作业深度后，其循环搅拌螺旋叶片能够正好与内套桶的下部分相配合，从而更好保证绞龙对土壤的循环带动效果以及消毒作业效果。套桶与绞龙的上述设计，使得回填时绞龙上提后形成了土壤的流动空间，易于实现土壤被甩至套桶壁后下落，有利于消毒后土壤回填至树穴。由于内套桶的下部分沿绞龙入地方向半径逐渐减小，除了能够与循环搅拌螺旋叶片配合外，还有利于土壤回填过程中土壤的汇集，提高回填效果。另外，通过内套桶相对于外套桶的滑动还能够使内套桶定位至合适位置，使得在不同地形条件下，内套桶的底边均能接触到地面，防止作业过程中土壤溢出。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述套桶设置有蒸汽防漏装置，进一步，蒸汽防漏装置可以设置在外套桶上，减少高温蒸汽外溢，进一步提高土壤消毒效果。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述内套桶下部分半径较小的底边设置有锯齿状结构。在消毒过程中，由于内套桶定位后其下部分半径较小的底边接触或者没入土壤，该边的锯齿状结构一方面有利于保持内套桶和外套桶的稳定性，提高消毒效果，另一方面锯齿便于插入土壤，防止绞龙转动过程中土壤溢出。另外，通过内、外套桶的滑动能够使内套桶的锯齿边在不同地形下均能接触或插入地面，防止绞龙转动过程中土壤溢出。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述蒸汽管道位于所述轴杆内的部分包括总管以及若干支管，所述支管包括过渡支管和末端支管，所述过渡支管连通所述总管与所述末端支管；所述末端支管设置有穿过所述轴杆侧面的蒸汽喷嘴。通过设置若干支管可以使得蒸汽向更多方向喷射，使得喷射出的蒸汽能够更全面接触旋转流动中的土壤，土壤受热更加均匀，消毒效果更好。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述蒸汽管道位于所述轴杆内的部分包括总管以及若干支管，所述支管包括过渡支管和末端支管，所述过渡支管连通所述总管与所述末端支管；所述末端支管设置有穿过所述轴杆侧面的蒸汽喷嘴作为蒸汽出口；靠近绞龙入地端的循环搅拌螺旋叶片螺旋面与绞龙轴杆侧面面相贯后形成螺旋相贯线，各个蒸汽喷嘴的中心线与绞龙轴杆侧面的所有交点在同一条螺旋线上，该螺旋线沿绞龙轴杆轴线向背离绞龙入地端的方向移动一定距离与所述螺旋相贯线重合。由于各个蒸汽喷嘴的中心线与绞龙轴杆侧面的所有交点所在的螺旋线与螺旋相贯线形成平行结构，也即各个蒸汽喷嘴的位置与土壤转动轨迹相适应，从而使得喷射出的蒸汽能够更全面接触旋转流动中的土壤，使得土壤受热更加均匀，消毒效果更好。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述蒸汽喷嘴有若干个，从所述螺旋线起点处设置第一个蒸汽喷嘴，第一个蒸汽喷嘴轴线穿过所述螺旋线起点，从第一个蒸汽喷嘴开始以1/k(k为末端支管数)螺距的轴向间距依次布置其余蒸汽喷嘴，最后一个喷嘴轴线与绞龙轴杆外圆柱面的交点到所述螺旋线终点的轴向间距应小于1/k螺距。通过这种设计使得各个蒸汽喷射方向在空间中形成均匀分布，并且与土壤转动轨迹相适应，从而使得喷射出的蒸汽能够更全面接触旋转流动中的土壤，使得土壤受热更加均匀，消毒效果更好。土壤消毒作业时，绞龙和套桶壁之间的土壤与循环搅拌螺旋叶片的上下表面形成相对封闭的空间，通过上述蒸汽管道与喷嘴的设置，高温蒸汽可在所述空间内进行消毒作业，热量散失少，能源利用率高。

附图说明

图1是本发明第一种实施方式的结构示意图。

图2是本发明第一种实施方式中蒸汽喷嘴在绞龙轴杆轴线与蒸汽喷嘴轴线所在平面的局部剖视图。

图3是本发明第二种实施方式中绞龙的结构示意图。

图4是本发明第二种实施方式中绞龙的状态变化图。

图5是本发明第二种实施方式中沿图3中A-A向的剖视图。

图6是本发明第一种实施方式中减速器输出轴的局部剖视图。

图7是本发明第二种实施方式中绞龙回填作业状态图。

图中：1、自走式底盘；2、柴油发电机；3、蒸汽发生器；4、外蒸汽管道4；5、支撑杆；6、升降导轨；7、升降架；8、上支撑架；9、减速器；10、蒸汽旋转接头；11、上链轮；12、柴油机；13、链条；14、下链轮；15、蜗轮蜗杆减速器；16、升降手轮；17、下支撑架；18、气密帆布；19、外套桶；20、绞龙；21、内蒸汽管道；22、内套桶；23、地面；24、土壤；25、总管；26、过渡支管；27、圆柱形末端支管；28、绞龙轴杆；29、循环搅拌螺旋叶片；30、蒸汽喷嘴；31、挖土螺旋叶片；32、定位钻尖；33、绞龙转速表；34、调速手柄。

具体实施方式

在具体实施方式中，本发明所提供的树穴土壤蒸汽消毒方法包括以下步骤：

(1)利用带有套桶的绞龙转动并下降钻入土中，进行挖土作业，通过绞龙叶片的旋转将土壤破碎、提升并甩至桶壁下落，并随着绞龙对土壤的不断提升，使得土壤在套桶内循环流动；

(2)向套桶内循环流动的土壤喷射高温蒸汽进行蒸汽消毒；

(3)蒸汽消毒作业完成后，停止喷射蒸汽并提升绞龙，提升过程中绞龙保持转动，土壤被甩至套桶壁后下落回填至树穴；土壤回填完毕后，树穴土壤消毒完成。

如图1所示，以果树为例，在第一种实施方式中，本发明所提供的树穴土壤蒸汽消毒机包括自走式底盘1、挖坑循环回填装置、升降装置以及蒸汽消毒装置。其中，自走式底盘1为履带式设计，行走平稳，越障能力较好，通过自走式底盘1来实现该消毒机的移动。挖坑循环回填装置、升降装置以及蒸汽消毒装置均直接或间接与自走式底盘1进行连接或安装到自走式底盘1上；挖坑循环回填装置包括入地绞龙以及第一驱动装置，绞龙包括中心轴以及轴上设置的螺旋叶片，第一驱动装置用于驱动绞龙转动，绞龙外围设置有围绕绞龙的圆柱形套桶19，升降装置用于带动绞龙升降。蒸汽消毒装置包括蒸汽发生装置以及蒸汽管道，绞龙具有中空的绞龙轴杆，蒸汽管道延伸入绞龙轴杆内，蒸汽管道的蒸汽出口穿过轴杆侧面并位于套桶所围成空间内。

为了便于挖坑循环回填装置、升降装置以及蒸汽消毒装置的安装，本实施方式中设置了合适的机架。机架包括垂直固定在自走式底盘1上的多个支撑杆5，支撑杆5上共同固定有水平的上支撑架8和下支撑架17。升降装置包括升降导轨6、升降架7以及蜗轮蜗杆减速器15，升降导轨6可以设置多条，其上下分别与上支撑架8及下支撑架17固连，升降架7连接到这多条升降导轨6上，可相对升降导轨6轴向滑动，即沿着升降导轨6上下滑动。蜗轮蜗杆减速器15固定在下支撑架17上，其输入轴连接有升降手轮16，输出轴连接有下链轮14，上支撑架8上还设置有上链轮11，上链轮11和下链轮14通过链条13连接，链条13还与升降架7连接。通过转动升降手轮16即可使链条13转动，进而带动升降架7沿升降导轨6上下运动，可以提高绞龙升降的平稳性，提高绞龙挖土作业效果，并减少绞龙作业时所受损伤。

本实施方式中，第一驱动装置采用柴油机12或者其他合适装置。柴油机12固定在升降架7上，柴油机12连接有绞龙转速表33，下支撑架17上连接有调速手柄34，通过调速手柄34和绞龙转速表33控制绞龙20转速。升降架7上还设置有减速器9，减速器9输出轴连接柴油机12，降低输出转速，便于绞龙的旋转，输出轴为空心轴且为两端输出设计，其下端连接绞龙轴杆，参考图6。

蒸汽发生装置可以采用现有的蒸汽发生器3，并采用柴油发电机2供电，柴油发电机2和蒸汽发生器3均固定在自走式底盘1上。本实施方式中的蒸汽管道是这样设置的：蒸汽管道包括外蒸汽管道4和内蒸汽管道21两部分，其中外蒸汽管道4一端连接蒸汽发生器3，另一端连接蒸汽旋转接头10，蒸汽旋转接头10与减速器9输出轴上端连接并固定在升降架7上。如图3所示，内蒸汽管道21包括一条总管25和若干条支管，在本实施方式中为三条支管。总管25一端穿过减速器9输出轴内腔与蒸汽旋转接头10连接(可参考图6)，另一端伸入绞龙轴杆中并与这三条支管连接。支管包括过渡支管26和末端支管27，总管25连接过渡支管26，过渡支管26连接末端支管27，末端支管27的轴线平行于绞龙轴杆的轴线。在本实施方式中，末端支管27轴线与绞龙轴杆轴线确定的平面之间的夹角为120°，可参考图5。末端支管27设置有穿过绞龙轴杆28侧面的蒸汽喷嘴30，蒸汽喷嘴30位于套桶空间内。蒸汽喷嘴30为圆柱形，蒸汽喷嘴30的轴线通过绞龙轴杆28轴线，且与绞龙轴杆28径向截平面成15度夹角，如图2所示。

利用该消毒机进行土壤消毒作业时，将消毒机移动至待作业地点，绞龙垂直于地面，启动柴油机带动绞龙开始转动，控制绞龙转速在150rpm至200rpm之间，随后摇动蜗轮蜗杆减速器上的升降手轮16使升降架7下降，进而带动绞龙下降，进行挖土作业。本实施方式中，绞龙具有定位钻尖(即绞龙入地端)，可以准确定位挖土地点。通过绞龙螺旋叶片的旋转以及下降将土壤破碎并提升，提升过程中土壤被绞龙叶片继续粉碎并被甩至桶壁下落，随着绞龙的不断转动、破碎、提升，使得土壤在套桶内循环流动。绞龙下降至作业深度后停止下降但保持转动，土壤继续保持循环流动。而后启动蒸汽发生装置，蒸汽发生装置产生的75摄氏度高温蒸汽通过蒸汽管道输送至蒸汽出口并喷射到流动的土壤上，进行蒸汽消毒作业。由于各个支管是相互之间以相同夹角均匀分布的，因而蒸汽喷射方向也是均匀分布的，使得喷射出的蒸汽能够更全面接触旋转流动中的土壤，土壤受热更加均匀，消毒效果更好。消毒作业完成后，关闭蒸汽消毒装置并摇动蜗轮蜗杆减速器15上的升降手轮16提升绞龙，提升过程中绞龙保持转动，本实施方式中控制绞龙转速在150rpm至200rpm之间，土壤被甩至套桶壁后下落回填至树穴。土壤回填结束后，关闭柴油机使绞龙停转，完成树穴土壤消毒。之后便可将机器移动至下一作业地点，重复以上过程进行作业。

本消毒机利用绞龙能够实现定点的入地挖土作业，从而一方面只需要针对树木所要种植的树穴地点精确进行挖土作业，无需进行整片土壤的挖土作业，因而能够提高消毒作业效率，可实现大规模树穴消毒；另一方面通过绞龙能够深入树穴所需要达到的深度并进行土壤的破碎、提升以及循环流动，从而能够实现更深土壤的挖掘作业，适合进行果树这样种植深度较深的树木的土壤消毒。由于通过绞龙和套桶可以实现土壤的一直循环流动，从而喷射高温蒸汽能够使得土壤受热更加均匀，实现树穴土壤的更充分消毒，加之是在套桶构成的相对气密的空间内进行蒸汽消毒作业，因而消毒热量集中，温度散失少，能源利用率高，消毒效果更好。再者蒸汽是由绞龙轴杆由内向外喷射，因而喷射出的蒸汽能够更全面接触旋转流动中的土壤，进一步提高消毒效果，且将蒸汽管道设置于中空绞龙轴杆中有利于对管道形成保护，减少部件占地面积，使得消毒机整体结构更加紧凑。此外，本消毒机采用蒸汽消毒的方式，使用物理消毒代替化学消毒(例如使用消毒药液)，避免了二次污染，对环境相对友好，避免了化学消毒对人畜的健康的影响。通过本技术方案对土壤进行消毒能够有效防止土传病害，改善土壤环境，提高树木成活率。

进一步，套桶设置有蒸汽防漏装置，蒸汽防漏装置采用气密帆布18，气密帆布18分别与套桶顶部、升降架7轴孔处密封连接，减少高温蒸汽外溢，进一步提高土壤消毒效果。套桶可以设计成上大下小，且最小半径不小于绞龙螺旋叶片半径，有利于土壤回填过程中土壤的汇集，提高回填效果。

图3至图7示出了本发明的第二种实施方式，其是在第一种实施方式的基础上，绞龙轴杆28上的螺旋叶片包括平滑连接的挖土螺旋叶片31和循环搅拌螺旋叶片29，且挖土螺旋叶片31更靠近绞龙20的入地端，即挖土螺旋叶片31位于绞龙轴杆28下部，循环搅拌螺旋叶片29位于绞龙轴杆28上部。挖土螺旋叶片31为定螺距定半径设计，其叶片半径等于挖坑半径，通过挖土螺旋叶片31对树穴土壤24进行破碎和提升。循环搅拌螺旋叶片29半径沿远离挖土螺旋叶片31的方向逐渐增大，即循环搅拌螺旋叶片29为定螺距变半径设计，其螺距与挖土螺旋叶片31螺距相等，其半径由挖坑半径线性增大至2倍挖坑半径。绞龙20的叶片设计可参考图3，这种螺旋叶片设计更有利于对土壤的破碎、提升以及形成循环流动。

相应的，本实施方式中，套桶具有当绞龙20入地到指定深度时与循环搅拌螺旋叶片29相配合的部分。在本实施方式中，套桶包括外套桶19和内套桶22，外套桶19为圆柱形，与支撑杆5连接固定，其轴线与绞龙轴杆28轴线重合，其内壁上开设有滑槽。内套桶22分为上下两部分，上部分为圆柱形，下部分为轴线与绞龙轴杆28轴线重合且沿绞龙20入地方向半径逐渐减小的圆台形，其最大半径等于上部分的半径，且内套桶22下部分的减小趋势与循环搅拌螺旋叶片29的减小趋势吻合，内套桶22下部分的粗端与上部分的底边相连接。内套桶22上部分设置有滑杆，滑杆与外套桶19滑槽配合，使得内套桶22能够相对于外套桶19的轴向(该轴向与绞龙20轴向一致)滑动及定位。通过内套桶22相对于外套桶19的滑动以及定位，既能够使内套桶22上部分以及下部分进入外套桶19内，又能够使得当绞龙20入地到指定深度时，内套桶22的下部分与循环搅拌螺旋叶片29相配合，如图4左图所示。在本实施方式中，气密帆布18分别与外套桶19顶部、升降架7轴孔处密封连接。

从循环搅拌螺旋叶片29看向挖土螺旋叶片31，靠近定位钻尖32的循环搅拌螺旋叶片29螺旋面为循环搅拌螺旋叶片29的下表面，靠近定位钻尖32的挖土螺旋叶片31螺旋面为挖土螺旋叶片31的下表面，循环搅拌螺旋叶片29下表面与绞龙轴杆28外圆柱面相贯后形成螺旋相贯线，各个蒸汽喷嘴30的轴线与绞龙轴杆28外圆柱面的所有交点在同一条螺旋线上，该螺旋线在绞龙轴杆28外圆柱面上，并沿绞龙轴杆28轴线向背离定位钻尖32的方向移动一定距离(在本实施方式中为1/5倍的螺旋相贯线导程)后与螺旋相贯线重合。在上述螺旋线起点处设置第一个蒸汽喷嘴30，第一个蒸汽喷嘴30轴线穿过螺旋线起点，从第一个蒸汽喷嘴30开始以1/3螺距的轴向间距依次布置其余蒸汽喷嘴30，最后一个喷嘴轴线与绞龙轴杆28外圆柱面的交点到螺旋线终点的轴向间距应小于1/3螺距。

在本实施方式中，当挖坑半径大于等于300mm且小于等于460mm时，螺旋相贯线导程取200mm，循环搅拌螺旋叶片29厚度取3.5mm，蒸汽喷嘴30喷孔半径取4mm；当挖坑半径大于460mm且小于等于600mm时，螺旋相贯线导程取250mm，循环搅拌螺旋叶片29厚度取4mm，蒸汽喷嘴30喷孔半径取6mm。在本实例中，挖坑半径为460mm，螺旋相贯线导程为200mm，循环搅拌螺旋叶片29厚度为3.5mm，蒸汽喷嘴30喷孔半径为4mm。

本实施方式中，将消毒机移动至待作业地点后，在作业开始前，绞龙20、外套桶19、内套桶22处于非工作状态，如图4右图所示，内套桶22部分或者全部位于外套桶19内。在绞龙20转动之前，操作滑杆将内套桶22滑动并定位至合适位置，内套桶22下部分半径较小的底边接触或者没入地面23。然后同第一种实施方式使绞龙20转动，摇动蜗轮蜗杆减速器15上的升降手轮16使升降架7下降，进而带动绞龙20下降，进行挖土作业。在本实施方式中，绞龙20具有定位钻尖32(即绞龙入地端)，可以准确定位挖土地点。当绞龙20入地到指定深度后停止下降并保持转动，此时内套桶22的下部分与循环搅拌螺旋叶片29相配合，如图4左图所示，而后同第一种实施方式喷射高温蒸汽进行消毒。土壤24一方面被挖土螺旋叶片31破碎、提升，另一方面提升后的土壤24被循环搅拌螺旋叶片29打碎、甩出，在重力作用下落至内套桶22底部，并再次被循环搅拌螺旋叶片29提升。如此往复，实现土壤24的破碎以及循环流动，使得土壤24能够均匀受热实现消毒。消毒完毕后关闭蒸汽消毒装置并提升绞龙20，提升过程中绞龙20保持转动，提升后的绞龙20与内套桶22和外套桶19之间形成空间，如图7所示，在绞龙20旋转产生的离心作用下，有利于实现土壤回填，土壤24被甩至内、外套桶壁后下落汇集回填至树穴。土壤回填完毕后，使绞龙20停转并将内套桶22收起，如图4右图所示。

本实施方式中，由于循环搅拌螺旋叶片29的逐渐增大，且内套桶22具有与循环搅拌螺旋叶片29相配合的部分，因而能够容纳、破碎以及带动更多的土壤24，并使得土壤24能够下落至内套桶22底部后更好的再被循环搅拌螺旋叶片29提升进行循环流动，从而能够对更多土壤进行消毒，即使是较大树穴也有良好的消毒效果。在不进行消毒作业时，可以通过滑动尽可能多的让内套桶22进入外套桶19中，减少空间占用，同时使得内套桶22离地，便于消毒机移动。由于内套桶22的下部分沿绞龙20入地方向半径逐渐减小，消毒作业时，能够与循环搅拌螺旋叶片29配合，可提高土壤24的破碎、提升以及形成循环流动效果；土壤回填作业时，提升后的绞龙20与内套桶22和外套桶19之间形成空间，在绞龙20旋转产生的离心作用下，有利于实现土壤的甩出、下落、汇集，最后实现土壤回填。另外，通过内套桶22相对于外套桶19的滑动还能够使内套桶22的底边在不同地形下均能接触到地面，防止绞龙20转动过程中土壤溢出。

进一步，内套桶22下部分半径较小的底边设置有锯齿状结构。由于内套桶22定位后其下部分半径较小的底边接触或者没入土壤，该边的锯齿状结构一方面有利于保持内套桶22和外套桶19的稳定性，提高消毒效果，另一方面锯齿状便于插入土壤，防止绞龙20转动过程中土壤溢出。

上面结合附图和具体实施方式对本发明进行了进一步的说明，但本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (7)

1.树穴土壤蒸汽消毒机，其特征在于：包括自走式底盘、挖坑循环回填装置、

升降装置以及蒸汽消毒装置，所述挖坑循环回填装置、升降装置以及蒸汽消

毒装置均直接或间接与所述底盘进行连接或安装到所述底盘上；所述挖坑循

环回填装置包括入地绞龙以及第一驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动所

述入地绞龙转动，所述升降装置用于带动所述入地绞龙升降，所述入地绞龙

外围设置有套桶；所述蒸汽消毒装置包括蒸汽发生装置以及蒸汽管道，所述

入地绞龙具有中空的绞龙轴杆，所述蒸汽管道延伸入所述绞龙轴杆内，所述

蒸汽管道的蒸汽出口穿过所述轴杆侧面；

所述绞龙轴杆上的螺旋叶片包括平滑连接的挖土螺旋叶片和循环搅拌螺旋叶

片，且所述挖土螺旋叶片更靠近所述入地绞龙的入地端，所述循环搅拌螺旋叶

片半径沿远离所述挖土螺旋叶片的方向逐渐增大，所述套桶具有当所述入地绞

龙入地到指定深度时与所述循环搅拌螺旋叶片相配合的部分；

所述挖土螺旋叶片定螺距定半径，所述循环搅拌螺旋叶片螺距与挖土螺旋

叶片螺距相等，其半径由挖土螺旋叶片半径线性增大；

所述套桶包括外套桶和内套桶，所述内套桶分为上下两部分，上部分与所

述外套桶内壁滑动配合，滑动方向与所述绞龙轴方向一致，下部分为轴线

与绞龙轴杆轴线重合且沿入地绞龙入地方向半径逐渐减小的圆台形，且内套桶

下部分的减小趋势与所述循环搅拌螺旋叶片的减小趋势相配合。

2.根据权利要求 1 所述的树穴土壤蒸汽消毒机，其特征在于：所述套桶设置有

蒸汽防漏装置。

3. 根据权利要求 1所述的树穴土壤蒸汽消毒机，其特征在于：所述内套桶下部

分半径较小的底边设置有锯齿状结构。

4. 根据权利要求1所述的树穴土壤蒸汽消毒机，其特征在于：所述蒸汽管道位

于所述轴杆内的部分包括总管以及若干支管，所述支管包括过渡支管和末端支

管，所述过渡支管连通所述总管与所述末端支管；所述末端支管设置有穿过所

述轴杆侧面的蒸汽喷嘴。

5.根据权利要求1所述的树穴土壤蒸汽消毒机，其特征在于：所述蒸汽管道位

于所述轴杆内的部分包括总管以及若干支管，所述支管包括过渡支管和末端支

管，所述过渡支管连通所述总管与所述末端支管；所述末端支管设置有穿过所

述轴杆侧面的蒸汽喷嘴作为蒸汽出口；靠近绞龙入地端的循环搅拌螺旋叶片螺

旋面与绞龙轴杆侧面面相贯后形成螺旋相贯线，各个蒸汽喷嘴的中心线与绞龙

轴杆侧面的所有交点在同一条螺旋线上，该螺旋线沿绞龙轴杆轴线向背离绞龙

入地端的方向移动一定距离与所述螺旋相贯线重合。

6.根据权利要求 5 所述的树穴土壤蒸汽消毒机，其特征在于：所述蒸汽喷嘴有

若干个，从所述螺旋线起点处设置第一个蒸汽喷嘴，第一个蒸汽喷嘴轴线穿过

所述螺旋线起点，从第一个蒸汽喷嘴开始以 1/k螺距的轴向间距依次布置其余

蒸汽喷嘴，最后一个喷嘴轴线与绞龙轴杆外圆柱面的交点到所述螺旋线终点的

轴向间距应小于 1/k 螺距，所述k 为末端支管数。

7.一种使用权利要求1~6任一项所述树穴土壤蒸汽消毒机进行的树穴土壤蒸

汽消毒方法，包括以下步骤：

（1）利用带有套桶的绞龙转动并下降钻入土中，进行挖土作业，通过绞龙

叶片的旋转将土壤破碎、提升并甩至桶壁下落，并随着绞龙对土壤的不断提

升，使得土壤在套桶内循环流动；

（2）向套桶内循环流动的土壤喷射高温蒸汽进行蒸汽消毒；

（3）蒸汽消毒作业完成后，停止喷射蒸汽并提升绞龙，提升过程中绞龙保

持转动，土壤被甩至套桶壁后下落回填至树穴；土壤回填完毕后，树穴土壤

消毒完成。

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