CN111295954B - 一种有机肥旋耕雾化深施装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机肥旋耕雾化深施装置，涉及农业工程领域中的植保领域，旋转刀轴中空结构内设置有气缸，所述气缸内安装有柱塞，柱塞通过连杆带动沿气缸内壁上下滑动，所述气缸壁面上设置有进气电磁阀，气体可通过进气电磁阀进入气缸，所述气缸壁面电磁阀，电磁阀的开闭用来控制软管内的气体或液体的流入或者流出，带涡流叶轮喷头将气液混雾化物喷出，喷出的气液雾化物经旋转刀轴上的喷孔流出。本发明约在地表下30cm‑40cm处形成均匀全覆盖肥流，达到改善土地的理化性质的作用。并且为有机肥的分解提供了有利条件，又减少了挥发，提高了肥料利用效率，避免了资源浪费；一次性完成旋耕、有机液态肥地下喷洒、起垄等农业工序。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机肥旋耕雾化深施和起垄装置，属于农业工程领域。
背景技术
随着肥料的大幅度使用以及土地利用率的大幅度提高，农业产量有了明显的提升，但随之带来的土地问题也日趋严重。土地板结现象明显，土壤理化性能失衡，自然费力下降，以及随之带来的水土流失严重。虽然土地质量问题日益严重，但人们尤其是百姓对问题的严重性的认识却远远不够。中国仍有大面积的土地大量使用工业化肥，以及全年无轮休的耕作。即使施用有机肥大多数也是简单的在土地表面撒播一些农家肥，它的分解速率过慢难以起到作用。传统的有机肥使用方式大多与工业化肥的使用方式相同，多半为颗粒式施用，所形成的肥床为条状。而作为改善土质的有机肥，要求要播撒均匀，并且达到一定的深度。将有机肥做成液体更有利于其均匀性的播撒以及播散完成后有机肥的分解，达到改善土质的作用。
现有有机肥施用装置有如下不足：有机肥仅仅在种子下方或是种沟之间形成一道狭长的肥沟，这适合于普通的工业化肥对植物的营养提供，但是并不适合于改善土壤理化性质的有机肥；有机肥起作用需要一定的时间和环境进行分解发酵；将有机肥撒播混合于浅层表土的环境不利于肥力的发挥，达不到改善土壤结构的作用；对于有机肥的认识不够，随意撒播或是从未用过的现象在中国屡屡出现，导致土地状况日益下降。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种有机肥旋耕雾化深施装置，通过在空心的旋转刀轴内安装气缸和带涡流叶轮的喷头，将液态有机肥均匀喷洒于地下，在旋耕土地的同时为有机肥的分解发酵提供良好的环境，最后装置的后方设有起垄装置，将旋耕后的土地平整压实并起垄。
本发明采用的具体技术方案如下：
一种有机肥旋耕雾化深施装置，包括旋转刀轴，所述旋转刀轴为中空结构，旋转刀轴通过外力驱动旋转；所述旋转刀轴中空结构内设置有气缸，所述气缸内安装有柱塞，柱塞通过连杆带动沿气缸内壁上下滑动，所述气缸壁面上设置有进气电磁阀，气体可通过进气电磁阀进入气缸，所述气缸壁面上还设置有第一电磁阀和第二电磁阀，第一电磁阀的开闭用来控制第一软管内的液体是否进入气缸内，第二电磁阀的开闭用来控制气液混合物是否通过第二软管进入带涡流叶轮喷头，所述带涡流叶轮喷头将气液混雾化物喷出，喷出气液雾化物经旋转刀轴上的喷孔流出。
进一步的，所述带涡流叶轮喷头包括进液管和拉瓦尔喉管；所述第一软管内的液体进入进液管后，经拉瓦尔喉管雾化后经喷嘴喷出。
进一步的，所述喷嘴设置在固定支撑轴上，且固定支撑轴一端设置在拉瓦尔喉管外侧。
进一步的，所述固定支撑轴的另一端设置在支撑底板上。
进一步的，拉瓦尔喉管出口端设置有涡流叶轮，涡流叶轮将雾化后的液体旋转加速后再经喷嘴喷出。
进一步的，所述连杆通过曲柄带动，所述曲柄通过动力带动。
进一步的，所述支撑底板为凸台结构，带涡流叶轮喷头设置在凸台上，带涡流叶轮喷头喷出的雾化气液混合物一部分落在凸台上，另一部分经喷孔喷出。
进一步的，落在凸台上的气液混合物在离心力的作用下，从旋转刀轴内旋出。
进一步的，所述喷嘴为水平布置，向外喷射；数量为3个，互成90°夹角。
进一步的，所述喷孔距离地面的高度是30cm-40cm。
本发明的优点是：
1.旋耕深度可达40cm-50cm，极大增加了耕作深度，同时立式旋耕为平行翻动，不会扰动原有的土层结构。有利于保墒蓄水，对于土壤板结问题解决，水土理化性质的提升有重要作用。
2.将有机肥以液态的形式均匀喷洒于地下30cm-40cm，为有机肥的分解提供了极好的环境，有利于土壤肥力的提升，缓解了因施用工业化肥和连年耕作带来的土壤压力。
3.同时设计将施肥结构装于旋耕刀轴内，动力来源于动力机具的动力输出轴，并将之改变为往复运动提供压力，简化了机具结构。
4.采用可旋涡流叶轮将液体有机肥分流，提升施肥均匀性的同时增大了施肥的面积。
5.通过软管液态有机肥进入喷头，经过可涡旋流叶轮的导流、分流最终在喷嘴喷射。约在地表下30cm-40cm处形成均匀全覆盖肥流，达到改善土地的理化性质的作用。并且为有机肥的分解提供了有利条件，又减少了挥发，提高了肥料利用效率，避免了资源浪费。一次性完成旋耕、有机液态肥地下喷洒、起垄等农业工序。
附图说明
图1为本发明提出的整机结构示意图；
图2为本发明提出的变速箱齿轮传动示意图；
图3为本发明中旋耕刀轴内部结构示意图。
图4为本发明中带涡流叶轮喷头的结构示意图；
图5为可旋涡流叶轮三维图。
附图标记：
1-立式旋耕刀轴；2-传动变速箱；3-有机液态肥箱；4-起垄装置；5-齿轮；6-锥齿轮；7-气缸壁；8-进气电磁阀；9-支撑底板；10-喷孔；11-刀轴壁；12-螺母；13-轴承；14-带涡流叶轮喷头；15-第一软管；16-第二电磁阀；17-第一电磁阀；18-柱塞；19-连杆；20-曲柄；21-第二软管；22-进液管；23-拉瓦尔喉管；24-可涡流叶轮；25-轴承；26-喷嘴；27-固定支撑轴。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的
第二软管21将有机肥药液箱和气缸连接，通过重力势能药液充满管腔。所述气缸壁7、柱塞18、进气电磁阀8、第二电磁阀16和第一电磁阀17共同构成加压混合室，三个电磁阀都处于气缸底部，两个进液气通路分置于两侧。所述第一软管15将第二电磁阀16与带涡流叶轮喷头14连接，在加压混合室中的气体被推到带涡流叶轮喷头14中，以完成后续喷射。所述气缸壁7应固定于机架，保持其稳定性。所述带涡流叶轮喷头14应通过轴承13和螺母固定于支撑底板。所述支撑地板9与刀轴内壁11焊接禁锢，并随之高速旋转；所述锥齿轮6将动力的旋向改变，在经由曲柄连杆和柱塞的作用下，动力输出方式变成往复运动；当柱塞18向上运动时，进气电磁阀8、第一电磁阀17打开，第二电磁阀16关闭，在气压的作用下，液态有机肥和外界大气进入气缸内，当柱塞18向下运动时，进气电磁阀8、第一电磁阀17关闭，第二电磁阀16打开，在气压的作用下，混合的液态肥排出气缸，进入第一软管15完成混合加压过程。所述支撑底板9除了起到固定喷头14的作用外，部分液态肥经由旋耕刀轴内壁11的阻挡作用返回旋转刀轴内部，然后会汇聚刀支撑底板9上，并在离心力的作用下再次进入土壤；所述喷孔距离地面的高度是30cm-40cm，这是有机肥挥发所发挥发用的最佳深度；所述带涡流叶轮喷头14距离喷孔的垂直高度约为2cm-3cm，保证有更多的肥料直接喷洒进入土壤；包括进液管22、拉瓦尔喉管23、涡流叶轮24、轴承25、喷嘴26和固定支撑轴27；所述涡流叶轮24通过轴承25固定在喷头内部；所述喷嘴26为水平布置，向外喷射。数量为3个，互成90°夹角，向左右后方喷洒，形成直径约为8cm-15cm的扇形覆盖。
结合附图1所示，为本发明提出的整机结构示意图，整机包括机架、悬挂装置、传动系统、旋耕装置、有机液态肥喷洒装置和起垄装置。动力由前置拖拉机动力输出轴提供，一次性完成旋耕、施肥与起垄的农业工序。
结合附图2所示，此图为本发明提出的齿轮传动示意图，机具采用中间传动的方式，动力由牵引拖拉机后部的动力输出轴，通过万向节传递变速箱动力输入轴，带动竖直的刀辊进行旋耕作业。同时也为气缸内活塞的往复运动提供了动力来源。传动系统主要由万向节总成和变速箱部分组成，动力经万向节总成传递至变速箱，经变速箱改变动力的方向和转速，传递至刀辊。采用对称布置可以保证作业时整机作业时的受力平衡。
结合附图3所示，此图为本发明中旋耕刀轴内部结构示意图。动力经由圆柱齿轮5开始引入，传递至圆锥齿轮6，为此改变旋向，经过同轴的动力传递，驱动曲轴20旋转，然后经过连杆19的传递，变成驱动柱塞18在气缸壁7内的往复运动，并通过mcu控制进气电磁阀8、进液电磁阀17和出口电磁阀18的定时开关，配合柱塞运动，从而将液态肥加压通过第一软管15进入喷头14。实现有机液态肥的喷射。透过旋耕刀轴内壁11上面所开的喷孔10，大部分液态肥进入土壤内部，形成以刀轴为中心的扇形喷射范围。另外，会有少部分液体受到旋耕刀轴内壁11的阻碍作用而无法喷射出去，落回到支撑底板9，而支撑地板9会随着旋转刀轴一同旋转，落回的液态肥会在离心力的作用下再次甩出刀轴，进入土壤。另外支撑底板9与旋转刀轴是一体的，通过轴承13和螺母12将喷头14固定。
结合附图4所示，此图为本发明中带涡流叶轮的喷头结构示意图，将液态肥通过3个喷嘴26喷洒到土壤当中。当来自第二软管21的加压液态肥进入进液管22后，随着管路的内置特征流动，通过拉瓦尔喉管23，液体再一次被加压加速，然后经过涡流叶轮24的导流分散作用，有机液态肥进入3个喷嘴26，完成喷射。其中涡流叶轮通过轴承25固定。而整个喷头装置通过固定支撑轴固定。
结合附图5所示，此图为本发明中可旋涡流叶轮三维图，在压力作用下，在喷头中高速旋转，其中轴承25与外壁连接并参与构成涡流室，并且通过轴承25起到定位作用。
工作过程：动力经由拖拉机尾部的动力输出轴输出，经过传动系统驱动旋耕刀轴旋转，同时另一部分经过曲柄连杆将圆周力改变为驱动气缸活塞的往复推力，以此为驱动将液态有机肥压入带可旋涡流叶轮的喷头中，在压力的作用下涡流叶轮高速旋转将液态有机肥均匀混合并导出喷头。最终形成均匀扇形喷雾，达到改善土壤理化性质的效果。后方动力继续经皮带轮传递，驱动后方的起垄整地装置。一次性完成旋耕、施用液态有机肥、起垄整地等农业工序。喷头安装方式：喷头整体由三部分组成，首先将涡流叶轮24通过轴承25安装在第三部分，这一部分还包括喷嘴26和固定支撑轴27，然后将之旋入第二部分共同构成涡流室，然后将第一部分旋上。整体通过固定支撑轴27固定在底板。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种有机肥旋耕雾化深施装置，其特征在于，包括旋转刀轴，所述旋转刀轴为中空结构，旋转刀轴通过外力驱动旋转；所述旋转刀轴中空结构内设置有气缸(7)，所述气缸(7)内安装有柱塞(18)，柱塞(18)通过连杆(19)带动沿气缸(7)内壁上下滑动，所述气缸(7)壁面上设置有进气电磁阀(8)，气体可通过进气电磁阀(8)进入气缸(7)，所述气缸(7)壁面上还设置有第一电磁阀(17)和第二电磁阀(16)，第一电磁阀(17)的开闭用来控制第一软管(21)内的液体是否进入气缸(7)内，第二电磁阀(16)的开闭用来控制气液混合物是否通过第二软管(15)进入带涡流叶轮喷头(14)，所述带涡流叶轮喷头(14)将气液雾化物喷出，喷出的气液雾化物经旋转刀轴上的喷孔(10)流出；所述带涡流叶轮喷头(14)包括进液管(22)、拉瓦尔喉管(23)和喷嘴(26)；所述第二软管(15)内的气液混合物进入进液管(22)后，经拉瓦尔喉管(23)雾化后经喷嘴(26)喷出。
2.根据权利要求1所述的有机肥旋耕雾化深施装置，其特征在于，所述喷嘴(26)设置在固定支撑轴(27)上，且固定支撑轴(27)一端设置在拉瓦尔喉管(23)外侧。
3.根据权利要求2所述的有机肥旋耕雾化深施装置，其特征在于，所述固定支撑轴(27)的另一端设置在支撑底板(9)上。
4.根据权利要求1所述的有机肥旋耕雾化深施装置，其特征在于，所述拉瓦尔喉管(23)出口端设置有涡流叶轮(24)，涡流叶轮(24)将雾化后的液体旋转加速后再经喷嘴(26)喷出。
5.根据权利要求1所述的有机肥旋耕雾化深施装置，其特征在于，所述连杆(19)通过曲柄(20)带动，所述曲柄(20)通过动力带动。
6.根据权利要求3所述的有机肥旋耕雾化深施装置，其特征在于，所述支撑底板(9)为凸台结构，带涡流叶轮喷头(14)设置在凸台上，带涡流叶轮喷头(14)喷出的雾化气液混合物一部分落在凸台上，另一部分经喷孔(10)喷出。
7.根据权利要求6所述的有机肥旋耕雾化深施装置，其特征在于，落在凸台上的气液混合物在离心力的作用下，从旋转刀轴内侧旋转流出。
8.根据权利要求1所述的有机肥旋耕雾化深施装置，其特征在于，所述喷嘴(26)为水平布置，向外喷射；喷嘴(26)数量为3个，互成90°夹角。
9.根据权利要求6所述的有机肥旋耕雾化深施装置，其特征在于，所述喷孔(10)距离地面的高度是30cm～40cm。
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