CN111207403A - 一种移动式枯荒植被定向焚烧站 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种移动式枯荒植被定向焚烧站，由动力支持系统、行走系统、焚烧炉组成；焚烧炉设置有炉筒、排烟口、吞料口，通过起落支架安装在行走系统上，焚烧炉还设置有辅助滚轮以及颠簸缓冲装置；所述焚烧炉内设置有明火喷燃系统和鼓风增氧助燃系统，还设置有植被蓬松装置，并配套设置对应的功能辅助装置及其控制系统；所述焚烧炉还设置有排烟风机，余火熄灭毯，草木灰压辊等辅助装置；所述焚烧炉内还设置有温度传感器，对应操作驾驶舱内设置温度参数传达显示装置。所述移动式枯荒植被定向焚烧站还可以变身为工程机械功能属具，通过通用安装接口安装在工程机械车辆上。本发明实现了枯荒植被的安全、可控定向焚烧，无浓烟污染的充分燃烧，及焚烧后的无害化处理；既满足了农业需求，也满足了环保要求，使得枯荒植被焚烧不再造成危害。

Description

一种移动式枯荒植被定向焚烧站

技术领域

本发明涉及农用林木机械装备领域，具体涉及一种安全可控焚烧枯荒植被的移动式枯荒植被定向焚烧站。

背景技术

在农耕领域，历来有将已经收获之后的农田残留植被焚烧的做法，如麦杆、稻杆，俗称烧荒；从科学角度来讲，焚烧农田残留植可以消灭部分蚊虫，且焚烧后的草木灰是很好的肥料。但是近年来由于烧荒形成的浓烟造成雾霾等大规模的大气污染，且公路沿线的烧荒形成的浓烟造成车辆视线可见度的瞬间降低引发车祸的情况也非常多见；还有烧荒对火势的不可控以及焚烧后残余火苗火星容易引发林业大型火灾；为此很多地区相关部门开始禁止农田烧荒；但是这样造成了更严重的后果，大量的农田残余植被长期大面积覆盖，一不小心会引发大规模的火灾；未经烧荒的农田容易形成次年的农业病虫灾害；还有很多农耕民为躲避监管还是会半夜偷偷摸摸的烧荒，还是会造成前述问题；另外，城市绿化带，城市绿地等也有安全定向无污染焚烧的需求。而目前尚未有解决此类问题的专用设备产品应用，也未检索到相关的技术方案。

总结现有烧荒的问题点在于：一、未经烧荒的农田枯荒植被隐患依然存在，焚烧是有必要的；二、枯荒植被焚烧的不完全燃烧状态形成大量浓烟污染环境以及社会危害；三、枯荒植被焚烧的范围和火势不可控，容易引发火灾；四、枯荒植被焚烧后的残余火苗火星不能熄灭，容易引发火灾；五、枯荒植被焚烧后的浮尘状态的草木灰容易被风吹散，失去农肥作用还污染环境。

发明内容

本发明解决的技术问题对应上述五大问题，通过本发明对农田枯荒植被进行规模可控的焚烧；使其燃烧充分，不产生浓烟；并及时熄灭残留火星，将焚烧产生的草木灰肥料及时固定融入农田。本发明采用的技术方案以及操作原理如下。

第一层次：实现对农田枯荒植被进行规模可控的定向焚烧。

本发明一种移动式枯荒植被定向焚烧站，由动力支持系统、行走系统、焚烧炉（1）组成；所述动力支持系统指为行走系统以及后述各类泵阀提供动力的支持系统，一般由发动机、变速箱、分动箱以及与之匹配的燃油或电源以及控制系统等构成；所述行走系统指轮式或履带式车辆底盘以及与之匹配的传动系统，动力支持系统和行走系统构成常规意义上的运载底盘，一般可附带驾驶室、发动机舱、设备舱、燃油箱、液压油箱、泵阀以及对应的控制系统和操作装置。

所述焚烧炉（1）是本发明枯荒植被定向焚烧站的核心装置，焚烧炉设置有炉筒（11）、排烟口（13）、吞料口（10）；炉筒和排烟口一体呈现倒漏斗形状，排烟口设置在炉筒顶部，炉筒底部开放，工作时候罩在枯荒植被上，并与地面保持接近甚至贴合状态；吞料口（10）设置在炉筒前方底部，吞料口对应可设置调节高度的闸门（12），可根据枯荒植被的类型和高度进行适应性调节，如麦杆不高，可以将闸门调低，芦苇高，可以将闸门调高；设置可调节闸门的意义在于使得焚烧炉适应吞入不同类型高度的枯荒植被，如低矮的草坪、麦杆稻田、高的芦苇丛等。

所述焚烧炉（1）两侧还设置有隔离板，用于隔绝焚烧炉内外空间，将植被切割出内外区域，并且是需要在焚烧炉移动过程中始终可以分割内外区域；如果焚烧炉两侧是与前进方向一致的平直壁体，所述隔离板一般可由焚烧炉两侧侧壁代替；在一些异形焚烧炉状态下，需要考虑增加单独的与工作前行方向一致的隔离板；所述隔离板下沿还可设置锯齿形边沿（17），以便更容易切断一些挡道的植被的茎杆。

所述焚烧炉（1）通过起落支架（4）安装在行走系统上，使得焚烧炉可以通过行走系统推着往前走，做到移动焚烧；当作业完成时候可以将焚烧炉提起一定高度使其脱离与地面的贴合状态，方便行车移动。

为了使焚烧炉（1）与土壤地面（99）接近甚至贴合状态，比较快捷的方式是所述焚烧炉底部两侧设置有辅助滚轮（15），使得焚烧炉可以由辅助滚轮托起定量高度，形成与地面高度比较一致的贴合状态。

所述起落支架（4）上还设置有焚烧炉高度自适应颠簸缓冲装置，其目的在于，工作状体时，焚烧炉的最佳工作状态是与地面接近甚至贴合状态的，但是在地面不平整的状况下，这就需要焚烧炉必须实时适应地面的崎岖状态；同时行走系统的运载底盘也会因不平整的地面颠簸晃动，焚烧炉和行走系统二者的颠簸晃动并不能完全一致，所以连接焚烧炉的起落支架不能是刚性固定连接，二者之间需要一定的自由位移量来满足颠簸缓冲，如过渡连杆机构、缓冲气缸或弹簧。由于有前述焚烧炉高度自适应颠簸缓冲装置，起落支架对焚烧炉的推行并不影响焚烧炉与地面的贴合；使得焚烧炉在移动过程中始终可以将地面枯荒植被的焚烧部分和不焚烧部分准确隔离开，避免火苗蔓延至焚烧炉外不受控制，实现规模可控的焚烧。

第二层次：使其燃烧充分，不产生浓烟。

前述焚烧炉，当在枯荒植被密度丰富，干燥且易燃性能很好的应用场景下，可直接人工点燃焚烧炉内的植被后即可推进焚烧炉移动焚烧。但更多的情况是当枯荒植被密度低且易燃性能不是很好的应用场景下，就需要助燃系统进行辅助焚烧。

所述助燃系统的一种技术方案为在焚烧炉内设置有明火喷燃系统，所述明火喷燃系统由点火器、喷火喷头（51）、助燃剂输送管（52）、助燃剂泵阀设备（包括必要的增压设备）、助燃剂储罐、以及配套的点喷火控制系统组成。明火喷燃用于点燃焚烧炉内已经隔离进来的枯荒植被，明火喷燃作为助燃系统的一部分，其功能为辅助性的，当枯荒植被密度丰富、干燥且易燃性能很好的应用场景下，可用该明火喷燃系统进行初期点火，待枯荒植被烧旺至火焰可自行蔓延推进时，可推进焚烧炉进行移动焚烧作业；当枯荒植被密度低且易燃性能不是很好的应用场景下，可用该明火喷燃系统进行持续喷燃作业或实时补火以便促进充分燃烧；所述明火喷燃的强度、持续程度可根据具体应用场景下的枯荒植被的可燃效率通过配套的点喷火控制系统实时调节。所述助燃剂可以使用诸如丁烷、天然气、石油液化气或其他易燃液体燃料或混合燃料。

所述助燃系统的另一并行方案为焚烧炉（1）内还设置有鼓风增氧助燃系统，所述鼓风增氧助燃系统由设置于焚烧炉内的喷风口（61）、输风管道（62）、泵风设备、以及配套的泵风控制系统组成。向焚烧炉内鼓风可起到吹旺火焰的效果，可促使枯荒植被的充分燃烧和蔓延推进速度；在一些特殊场景下，必要的时候还可以通过喷风口进行增氧促进焚烧效率；所述喷风口的最佳位置为焚烧炉下方位置，向前方鼓风；可进行持续鼓风或间歇鼓风，以及控制鼓风的强度或频率来调整控制移动焚烧的推进速度。

以上两种方案可以联合应用以及多组加装，以便取得更加好的效果。

另外，为了焚烧效率，可以对枯荒植被进行预处理，例如将贴地的枯草刨起来，打散至蓬松状态以方便焚烧；甚至可以将其打成碎屑抛扬起来，在焚烧炉内形成一定密度的悬浮可燃物颗粒，这样的状态下容易产生爆燃效果，达到更加高效的焚烧速度和效果。这样焚烧站还有必要设置有植被蓬松装置，所述植被蓬松装置的一种形式为刨铣抛扬钩抓（71），并配套设置有其驱动装置（72）及其控制系统。

为了进一步提升焚烧效率，必要时所述排烟口处可设置排烟风机（81），并配套设置有其驱动装置（82）及其控制系统；排烟风机可加速排出焚烧炉内燃烧或爆燃产生的热量聚集气体以及未完全燃烧产生的少量残余烟尘，加速炉内空气循环效率，为焚烧能达到充分燃烧提供空气足量的空气循环。

第三层次：及时熄灭残留火星。

本发明移动式枯荒植被定向焚烧站，所述焚烧炉尾部增设余火熄灭毯（16），所述余火熄灭毯有多种形式，优选的一种形式为设置在焚烧炉下方尾部的一段贴合地面的，由焚烧炉拖行的一段柔性毯状阻燃物，必要时，还可以在余火熄灭毯上增加水雾喷淋装置降温增湿。前述焚烧炉内枯荒植被被焚烧后，会或多或少的残留火苗或火星，这些火星火苗如未及时熄灭至安全状态，有可能会被风吹至别处引发火灾，所述余火熄灭毯（16）可以将未熄灭的火苗压灭，通过一段距离的拖行将残余的火星也可以最大程度熄灭，只留下草木灰，使得焚烧作业更加安全。

第四层次：将焚烧产生的草木灰肥料及时固定融入农田。

前述焚烧后产生的草木灰是一种浮尘状态的物质，容易被风吹散，引起空气污染，且失去烧荒施肥的意义，为此将草木灰及时融入农田十分有必要。所述移动式枯荒植被定向焚烧站设置有草木灰压辊（91），压辊设置在焚烧炉后（如附图6所示），也可以设置在整个移动焚烧站的尾部，草木灰压辊将经过区域的草木灰压实、压进地面土壤，使其不再处于浮尘状态；压辊必要时还可以配合水雾喷洒装置使用，以便润湿草木灰，更容易附着地面；压辊在必要时还可以替代行走系统的车轮，形如压路机的形式；压辊优选的一种形式为中空钢轮，由连杆（92）连接行走系统，中空的钢轮可以作为储水箱使用，所储水可用于压辊的增重，也可用于需要使用水的地方，如余火熄灭毯上增加的水雾喷淋装置，或喷洒于草木灰压辊表面对草木灰进行润湿，或用作应急消防（如附图5所示）。

第五层次：自动化协同作业，以便更高效的焚烧作业。

本发明移动式枯荒植被定向焚烧站可以针对不同工况和植被环境，通过对行走推进速度、明火喷燃的强度和频次，鼓风量的强度和频次，植被蓬松装置的运转强度等几个方面的协同调节达到更加优化的作业状态；操作判断的关键核心依据为能反映出焚烧炉内焚烧状态的炉内温度，为此可以在所述焚烧炉内设置温度传感器，对应操作驾驶舱内设置温度传达装置或警报装置；操作员通过焚烧炉内温度的监控实时操作各项运行状态。

本发明的另一种形式是所述移动式枯荒植被定向焚烧站撤销动力支持系统和行走系统，将所述动力系统和行走系统替换为现有具有移动运载功能和动力输出功能的工程机械车辆（29）；所述起落支架替换为该车辆或工程机械的臂架（49）；所述移动式枯荒植被定向焚烧站变身为功能属具，此时所述荒植被定向焚烧站需设置属具通用安装接口（14）；比较典型的应用是将所述作为功能属具的焚烧站，通过设置标准的安装接口（14）安装在常规挖掘机的臂架上，对应的各助燃系统等动力来源接入挖掘机的动力系统，由工程机械底盘（39）充当行走系统，（如附图6所示）；除了挖掘机，诸如装载机等也具有扩展使用属具的能力，可设置对应类型的安装接口后扩展应用；这样更加符合工程机械领域的多功能化理念，精简了设备成本。

本发明产生的有益效果有：实现了枯荒植被的安全、可控的定向焚烧，无浓烟无污染的完全充分燃烧，以及焚烧后的无害化处理；即满足了农业需求，也满足了环保要求，也不再造成社会危害。

附图说明

图1为本发明实施例在进行枯荒植被焚烧作业状态时的原理示意图；

图2为本发明实施例整体结构示意图（左侧）；

图3为本发明实施例焚烧炉内部剖视结构示意图；

图4为本发明实施例起落支架（4）的结构示意图；

图5为本发明实施例整体结构示意图（右侧）；

图6为本发明移动式枯荒植被定向焚烧站变身为功能属具，通过通用安装接口安装在挖掘机上时的应用示意图。

其中：焚烧炉（1）；吞料口（10）；炉筒（11）；吞料口闸门（12）；排烟口（13）；安装接口（14）；辅助滚轮（15）；余火熄灭毯（16）；隔离板锯齿形边沿（17）；焚烧后排放的热气和微尘（19）；实施例设备舱（2）；实施例驾驶室（21）；工程机械车辆（29）；实施例车辆底盘（3）；实施例履带（31）；工程机械行驶底盘（39）；起落支架（4），动臂（41），固定臂（42）；气缸（43）；工程机械的臂架（49）；明火喷燃的火苗（50）；喷火喷头（51）、助燃剂输送管（52）；联排喷火喷头支架（53）；喷风口喷出的助燃风（60）；喷风口（61）、输风管道（62）；联排喷风口支架（63）；刨铣抛扬钩抓（71），刨铣抛扬钩抓驱动装置（72）；排烟风机（81），排烟风机驱动装置（82）；草木灰压辊（91）；草木灰压辊安装支架（92）；草木灰压辊作为水箱的注水口（93）；取水管（94）；应急消防装备（95）；延伸消防水管（96）；消防水枪（97）；枯荒植被示意（98）；土壤地面（99）。

具体实施方式

如附图1、附图2和附图5所示为本发明的一种具体产品化应用方案；该移动式枯荒植被定向焚烧站，由动力支持系统、行走系统、焚烧炉（1）组成；本例中行走系统采用安装履带（31）的履带式车辆底盘（3），并设置有驾驶室（21）。

所述焚烧炉（1）设置有吞料口（10），炉筒（11），吞料口闸门（12），排烟口（13）；所述焚烧炉（1）下方两侧各设置有辅助滚轮（15）；辅助滚轮支撑焚烧炉贴合地面行驶；所述焚烧炉（1）尾部下方设置余火熄灭毯（16），余火熄灭毯才用防火纤维材料制作，左右贯穿焚烧炉（1）底部；所述焚烧炉（1）两侧壁复用为隔离板，下沿设置锯齿形边沿（17）；所述排烟口处加装有排烟风机（81），并配套设置有其驱动装置（82）如液压马达或电动机，通过对应的管路和控制系统接入动力支持系统。

所述炉筒（11）外侧设置有安装接口（14），焚烧炉（1）通过安装接口（14）安装在起落支架（4）上，本例中安装接口的尺寸符合通用挖掘机标准属具的安装规范，使其可以扩展至加装在挖掘机等工程机械上应用（如附图6所示）。

如附图4所示，本例中，起落支架（4）为伸缩臂形式，包括动臂（41）和固定臂（42），动臂（41）通过安装接口（14）连接焚烧炉（1）；固定臂（42）安装在车辆底盘（3）上；本例中起落支架（4）内还设置有气缸（43），所述气缸（43）为伸缩臂提供伸缩动力，实现焚烧炉的起落功能；同时，气缸自身的缓冲性能可以使得焚烧炉（1）和行走系统（3）各自的颠簸对互相影响减弱，避免二者的颠簸高度落差造成机械损坏，起到前述焚烧炉颠簸缓冲的作用；使焚烧炉与地面保持接近甚至贴合状态。

如附图3所示，本例中焚烧炉（1）内设置有明火喷燃系统，本例中明火喷燃系统通过联排喷火喷头支架（53）设置有一组成排的多个点火器和喷火喷头（51）、各喷火喷头（51）根据具体植被高度需要各自可调节喷火的角度；在焚烧炉外侧设置有助燃剂输送管（52）、助燃剂输送管优选采用柔性管路，便于焚烧炉的起落；通过助燃剂输送管（52）接入封装在设备舱（2）中的助燃配套设备上。

本例中焚烧炉（1）内同时设置有鼓风增氧助燃系统，本例中鼓风增氧助燃系统通过联排喷风口支架（63）设置有一组成排的喷风口（61），各喷风口（61）可根据具体植被高度需要各自可调节喷火的角度；在焚烧炉外侧设置有输风管道（62），输风管道（62）优选采用柔性管路，便于焚烧炉的起落；通过助输风管道（62）接入封装在设备舱（2）中的鼓风配套设备上。

本例中在焚烧炉（1）吞料口（10）处还设置有植被蓬松装置，本例中植被蓬松装置为横卧螺旋式的刨铣抛扬钩抓（71），在焚烧炉外侧设置其驱动装置（72），如液压马达或电动机，通过对应的管路和控制系统接入动力支持系统及其控制系统。本例中螺旋式的刨铣抛扬钩抓（71）上设置有螺旋锯齿钩爪，在高速旋转过程中可将叠压状态的枯荒植被刨起来，打散蓬松，甚至粉碎后抛扬起来，在焚烧炉内填充为悬浮的可燃物颗粒，产生持续爆燃，提升焚烧速度和效果，此时可减少明火喷燃的频次，节约助燃剂能源消耗。

本例移动式枯荒植被定向焚烧站尾部还设置有草木灰压辊（91），本例中压辊为中空钢轮，通过压辊安装支架（92）安装在车辆底盘（3）上，本例中草木灰压辊（91）同时作为储水箱使用，并设置有水箱的注水口（93），取水管（94），所述取水管接入设备舱（2）中设置的应急消防装备（95）中，应急消防装备（95）设置可延伸消防水管（96），并设置消防水枪（97）；所述应急消防装置用于焚烧作业中突发的火势蔓延、设备失火等应急灭火用，做到全面的安全防护。

Claims (10)

1.一种移动式枯荒植被定向焚烧站，由动力支持系统、行走系统、焚烧炉（1）组成；所述焚烧炉（1）设置有炉筒（11）、排烟口（13）、吞料口（10），所述焚烧炉（1）通过起落支架（4）安装在行走系统上。

2.根据权利要求1所述的移动式枯荒植被定向焚烧站，其特征在于焚烧炉（1）内设置有明火喷燃系统，所述明火喷燃系统由点火器、喷火喷头（51）、助燃剂输送管（52）、助燃剂泵阀设备、助燃剂储罐、以及配套的点喷火控制系统组成。

3.根据权利要求1或2所述的移动式枯荒植被定向焚烧站，其特征在于焚烧炉（1）内还设置有鼓风增氧助燃系统，所述鼓风增氧助燃系统由设置于焚烧炉内的喷风口（61）、输风管道（62）、泵风设备、以及配套的泵风控制系统组成。

4.根据权利要求3所述的移动式枯荒植被定向焚烧站，其特征在于其还设置有植被蓬松装置，并配套设置有驱动装置及其控制系统。

5.根据权利要求1、2或4所述的移动式枯荒植被定向焚烧站，其特征在于所述排烟口处设置有排烟风机（81），并配套设置有驱动装置（82）及其控制系统。

6.根据权利要求1、2或4所述的移动式枯荒植被定向焚烧站，其特征在于所述起落支架（4）设置有焚烧炉颠簸缓冲装置；所述焚烧炉设置有辅助滚轮（15）。

7.根据权利要求1、2或4所述的移动式枯荒植被定向焚烧站，其特征在于所述焚烧炉（1）尾部设置余火熄灭毯（16）。

8.根据权利要求1、2或4所述的移动式枯荒植被定向焚烧站，其特征在于其还设置有草木灰压辊（91）。

9.根据权利要求1、2或4所述的移动式枯荒植被定向焚烧站，其特征在于所述焚烧炉内设置有温度传感器，对应操作驾驶舱内设置温度参数传达显示装置。

10.根据权利要求1、2或4所述的移动式枯荒植被定向焚烧站，其特征在于所述动力系统和行走系统替换为现有具有移动运载功能和动力输出功能的工程机械车辆；所述起落支架（4）替换为该工程机械车辆或的臂架（49）；所述枯荒植被定向焚烧站设置工程机械属具通用安装接口（14）；所述移动式枯荒植被定向焚烧站变身为工程机械功能属具模块。

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