CN114158297B - 一种粉碎秸秆注入犁体及棚用秸秆深注起垄机 - Google Patents

Abstract

一种粉碎秸秆注入犁体及棚用秸秆深注起垄机，属于棚用农业机械技术领域。所述注入犁体包括犁片和其上连接的秸秆注入通道，所述犁片带有折弯结构，折弯边沿垄纵向设置，两侧为对称的片状结构，所述折弯边与地面倾斜设置，在犁片上开有与秸秆注入通道配合的通孔，所述通孔相对折弯边对称设置，靠近犁片工作后端，用于连接秸秆注入通道。本发明的注入犁体采用仿生学设计理念,近似蝼蛄的前爪趾构形，在土壤中的流动阻力最小，可以承受较大的阻力和冲击载荷，实现对土壤深度掀开后立即自动回土填埋。

Description

一种粉碎秸秆注入犁体及棚用秸秆深注起垄机

技术领域

本发明属于棚用农业机械技术领域，特别是涉及一种粉碎秸秆注入犁体及棚用秸秆深注起垄机。

背景技术

目前我国的秸秆利用率依然比较低，大量的秸秆垃圾或秸秆焚烧会造成严重污染，另一方面，大棚种植技术未达到高度成熟，存在大棚土地污染与土地环境恶化的问题，导致作物减产，所以研究棚用秸秆还田机器对于减少农业废弃物污染和改善大棚土壤条件两方面均具有重要作用。

机械化秸秆还田技术在我国农业生产中应用时间较长，经验的积累和技术的改进使得不同地区形成了能适应当地农业发展需要的技术模式和工艺，现行的秸秆还田模式主要包括秸秆混土浅旋还田、地表覆盖还田和翻耕入土等，采用这些方式进行秸秆还田具有一定的效果，但没有达到深度还田，对秸秆的处理能力不足，对土壤的增益不够明显；虽然有少数秸秆深还田机具，但需要开沟、秸秆收集入沟、覆土多环节多机具作业，因其耗费大量人力财力而不被农户接受。而且也是针对大田作业的，都不适宜棚用。

在农业发展过程中，不仅要追求农产品优质高产，而且要对土壤环境进行保护，秸秆是一种非常重要的农业可再生资源，富含有机质和氮、磷、钾等成分。随着设施园艺发展，新建大棚土质瘠薄，需要改良土壤；另外，大棚农户盲目施肥导致大棚土壤养分失调，旋耕使大棚耕作层变浅进一步导致土壤条件恶化，目前的种植方式使大棚土壤环境陷入了一个恶性循环。基于以上分析，针对温室大棚作业空间小、动力机械不易过大的特点，设计一种可以降低能耗、将外源秸秆深还于温室大棚的机具具有重要意义。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种粉碎秸秆注入犁体及棚用秸秆深注起垄机，本发明注入犁体的结构特征，在土壤中的流动阻力最小，可以承受较大的阻力和冲击载荷，实现对土壤松动深开沟后立即回土填埋；采用该注入犁体的起垄机随着拖拉机的带动，被犁体掀开的土壤自动回填，无需其他装置，达到秸秆自动还田掩埋的效果，大大减少动力消耗。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明一种粉碎秸秆注入犁体，所述注入犁体包括犁片和其上连接的秸秆注入通道，所述犁片带有折弯结构，折弯边沿垄纵向设置，两侧为对称的片状结构，所述折弯边与地面倾斜设置，在犁片上开有与秸秆注入通道配合的通孔，所述通孔相对折弯边对称设置，靠近犁片工作后端，用于连接秸秆注入通道。

进一步地，所述犁片折弯边与地面的倾斜角度α为10-15°。

进一步地，所述通孔端两侧片状结构的边线间的角度γ为140-160°。

进一步地，所述犁片的通孔端两片状结构的边线延长线交点距两边线端点连线间的距离L2为100-105mm。

进一步地，所述犁片总长度L为800-1000mm，其上开有的通孔端部距犁片工作后端的距离为L3为1/2L至1/3L。

进一步地，所述秸秆注入通道横截面由两对称弧形段和流线型过渡弧构成，两弧形段的工作前端由流线型过渡弧连接，所述秸秆注入通道与犁片通孔的弧形对应，且秸秆注入通道伸出犁片，秸秆注入通道的长度L1为300-400mm，宽度W为150-200mm。

一种棚用秸秆深注起垄机，包括机架、秸秆输送粉碎装置、秸秆注入风机、所述的注入犁体，所述机架上设置秸秆输送装置，秸秆输送装置顶部连通料仓，秸秆注入风机设置于秸秆输送装置的秸秆出口端，其内设置的风机叶片上带有粉碎甩刀，秸秆注入风机下方设置注入犁体，打捆后的秸秆经输送粉碎后，送入秸秆注入风机由风机叶片及其上面的粉碎甩刀进一步打碎，并将秸秆吹入秸秆注入通道，进而进入犁片所开沟内并被回填土壤掩埋。

进一步地，所述机架上还设置有合垄装置，包括两对称设置的合垄铲，设置于注入犁体工作后方，分置于犁片两侧，所述合垄铲为带有向内侧折弯，且工作前端为角形的弧形板结构，其折弯板两侧相互垂直，之间为圆弧过渡，从工作前端到后端折弯板两侧均逐渐增大。

进一步地，所述机架上还设置有平土起垄装置，设置在机架的工作后端，由两个锥台辊之间设置圆辊构成，其两端设置连接轴，在两侧锥台辊与连接轴间形成梯形截面空间，且所述梯形截面空间与预设垄台截面相同。

进一步地，所述秸秆输送装置为螺旋绞龙输送器，所述螺旋绞龙的叶片外周均匀设置有多个用于粉碎秸秆的角片，所述角片与所在的螺旋线切线方向垂直设置，绞龙叶片将料仓里的秸秆输送至秸秆注入风机。

进一步地，所述秸秆注入风机是在壳体内的转轴上设置三片风机叶片构成，在每片风机叶片边缘设置有安装轴，其上均匀间隔套置有多把粉碎甩刀，所述粉碎甩刀整体为矩形结构，其两侧带有锯齿，风机叶片旋转使得各个粉碎甩刀与安装轴间形成不同的角度，在旋转产生离心力的作用下进一步粉碎秸秆。

本发明的有益效果为：

1.本发明的粉碎秸秆注入犁体，由犁片和其上连接的秸秆注入通道构成，所述犁片采用仿生学设计理念,近似蝼蛄的前爪趾构形，带有折弯结构，所述折弯边与地面倾斜设置，在犁片上开有与秸秆注入通道配合的通孔，所述通孔相对折弯边对称设置，靠近犁片工作后端，用于连接秸秆注入通道。在土壤中的流动阻力最小，可以承受较大的阻力和冲击载荷，实现对土壤松动深翻后立即回土填埋。

2.本发明秸秆注入通道的结构设计，可以保证秸秆通量最大，导管在土中所受阻力最小，土壤扰动最小，有利于回土作业。

3.本发明将实践应用于生产，结合农户劳动使用的工具，对犁片及通道具体结构的限定，注入犁体安装在犁体牵引支架上，秸秆注入通道为一流线型的空心筒，其上口与秸秆注入风机正下方的出料口紧密相连，风机叶片在额定转速下将秸秆吹入秸秆注入通道从而进入土壤深层，随着拖拉机的带动，被犁体掀开的土自动回填，无需其他装置，达到秸秆自动还田掩埋的效果，该部件结构巧妙简单、成本低、工作时效率高效果佳、容易推广，可应用在农业种植的众多场合中，具有极高的使用和推广价值。

4.本发明棚用秸秆深注起垄机针对温室大棚作业空间小、动力机械不易过大的特点所设计，致力于实现大棚内作业，同时解决秸秆污染与棚内种植条件改善两大难题，所需牵引阻力极低，可实现50马力左右的大棚王拖拉机牵引，且利用大棚王拖拉机提供动力的主动轴作为动力输出，带动风机和绞龙转动，绞龙叶片将料仓里的粉碎秸秆送至秸秆注入风机，如此解决了机器对动力的需求的同时缩减了体积，结构配置合理，节省空间，更适用于大棚内作业。

5.本发明棚用秸秆深注起垄机是大棚内快速实现秸秆生物反应堆机械化的专门设备。拖拉机牵引犁体行走时，犁体将栽培垄上的土壤掀起20～30cm，拖拉机主轴动力输出带动风机和绞龙转动，绞龙叶片将料仓里的粉碎秸秆送至风机，风机叶片在额定转速下将秸秆吹入秸秆注入通道从而进入土壤深层，犁体过后大部分土块自动回落，从而实现秸秆掩埋，行走过程中料仓下的合垄铲将垄沟两侧的余土集中收回于垄沟，经平土起垄装置形成梯形大垄，从而完成整个秸秆注入合垄过程，构成了一套一体式的秸秆深还起垄系统，达到较高程度的机械化、自动化，节省人力，极大提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明注入犁体的结构示意图。

图2为图1中犁片的结构示意图。

图3为图2的俯视示意图。

图4为犁片秸秆注入通道的参数示意图。

图5为本发明棚用秸秆深注起垄机的结构示意图。

图6为图5中合垄铲的结构示意图。

图7为图5中平土起垄装置的结构示意图。

图8为图5中秸秆输送装置的绞龙局部放大结构示意图。

图9为图5中风机叶片的结构示意图。

图10为图9中的粉碎甩刀结构示意图。

图中：1.注入犁体，11.犁片，111.折弯边，112.通孔，113.弧形边，114.边线，12.通道，121.弧形段，122.流线型弧，2.机架，3.牵引支架，4.秸秆注入风机，5.秸秆输送装置，51.绞龙，52.角片，6.料仓，7.合垄铲，8.平土起垄装置，81.圆台辊，82.圆辊，83.连接轴，84.梯形截面空间。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。

实施例1：如图1所示，本发明一种粉碎秸秆注入犁体，所述注入犁体1包括犁片11和其上连接的秸秆注入通道12，所述犁片11采用仿生学设计理念,近似蝼蛄的前爪趾构形，即：所述犁片11带有折弯结构，折弯边111沿垄纵向设置，两侧为对称的片状结构，所述折弯边111与地面倾斜设置，在犁片11上开有与秸秆注入通道12配合的通孔112，所述通孔112相对折弯边111对称设置，靠近犁片11工作后端，用于连接秸秆注入通道12。

进一步地，如图4所示，所述秸秆注入通道12横截面由两对称弧形段121和流线型过渡弧122构成，两弧形段的工作前端为由一段半径为50mm的流线型过渡弧122光滑连接，使得前进方向呈流线型，使得阻力最小，所述秸秆注入通道12与犁片通孔112弧形对应连接，且秸秆注入通道12伸出犁片11，秸秆注入通道12的长度L1为400mm，最大宽度W为200mm，使得秸秆注入通道12整体呈柳叶型导管，以保证秸秆通量最大，流线型过渡弧122使秸秆注入通道12在土壤中所受阻力最小，土壤扰动最小，有利于回土作业。

进一步地，如图2所示，所述犁片折弯边111与地面的倾斜角度α为10-15°，本例α为10°。

进一步地，如图3所示，所述通孔112端两侧片状结构的边线114间的角度γ为140-160°，本例γ为160°。

进一步地，如图3所示，所述犁片11的通孔112端两片状结构的边线延长线交点距两边线端点连线间的距离L2为100-105mm，本例L2为100mm。

进一步地，如图3所示，所述犁片11总长度L为800-1000mm，其上开有的通孔112端部距犁片11工作后端的距离为L3为1/2L至1/3L，本例L为800mm，L3为350mm。

本发明的犁片11是具有一定曲度的掀松闪填犁，设置在机架2下方与机器行进方向同向的对称面上，外形呈流线型，经过测试回土效果极好，采用仿生学设计理念,犁体近似蝼蛄的前爪趾构形，在土壤中的流动阻力最小，可以承受较大的阻力和冲击载荷，实现对土壤松动深掀开沟后立即回土填埋。

如图5所示，一种棚用秸秆深注起垄机，包括机架2、秸秆输送装置5、秸秆注入风机4、所述的注入犁体1及料仓6，所述机架2上设置秸秆输送装置5，秸秆输送装置5顶部连通料仓6，秸秆注入风机4设置于秸秆输送装置5的秸秆出口端，其内设置三片风机叶片41，在风机叶片41末端均设置粉碎甩刀42，秸秆注入风机4下方设置注入犁体1，打捆后的秸秆经输送粉碎后，送入秸秆注入风机4由风机叶片41及其上面的粉碎甩刀42进一步打碎，并将秸秆吹入秸秆注入通道12，进而进入犁片所开沟内并被回填土壤掩埋。

进一步地，所述秸秆注入风机4是在壳体内的转轴上设置三片风机叶片41构成，本例在每片风机叶片41边缘设置有8把粉碎甩刀42，所述粉碎甩刀42为矩形结构，其两侧带有锯齿，多个粉碎甩刀42均匀间隔套置在风机叶片41端部的安装轴上，风机叶片41旋转使得各个粉碎甩刀42与安装轴间形成不同的角度，在旋转产生离心力的作用下进一步粉碎秸秆。

进一步地，如图6所示，所述机架2上还设置有合垄装置，包括两对称设置的合垄铲7，设置于注入犁体1工作后方，分置于犁片11两侧，所述合垄铲7为带有向内侧折弯，且工作前端为角形的弧形板结构，其折弯板两侧相互垂直，即：一侧折弯边与地面平行，另一侧折弯边与地面垂直，之间为圆弧过渡，从工作前端到后端折弯板两侧均逐渐增大，用于将开沟后未完全回填的土壤收回垄沟。

进一步地，如图7所示，所述机架2上还设置有平土起垄装置8，设置在机架的工作后端，由两个锥台辊81之间设置圆辊82构成，其两端设置连接轴83，在两侧锥台辊81与连接轴82间形成梯形截面空间84，且所述梯形截面空间84与预设垄台截面相同，经平土起垄装置8压实成型垄台。

进一步地，如图8所示，所述秸秆输送装置5为螺旋绞龙输送器，所述螺旋绞龙的叶片外周均匀设置有多个粉碎秸秆的角片，所述角片为三角形结构，所述角片与所在的螺旋线切线方向垂直设置，旋转的绞龙叶片将料仓里的物料推移输送至秸秆注入风机4中。

本发明的工作原理：

本发明的一种棚用秸秆深注起垄机，总体采用耘锄原理，将土壤深度掀松，粉碎后的秸秆深还至垄沟，然后自动回土覆盖起垄，不需要多余回土装置和人工起垄。本发明的动力输出是由拖拉机带动，拖拉机的输出轴与秸秆注入风机转轴及推送绞龙同轴，绞龙底壳为半圆，上部连接倒台体型料仓6，料仓底部安装两合垄铲8，向土壤深层注入粉碎秸秆的注入犁体1安装在犁体牵引支架3上，犁体的犁柱为一流线型的空心犁筒(即秸秆注入通道)，其上口与秸秆注入风机正下方的出料口紧密相连，秸秆注入风机的进料口与推送绞龙连接，秸秆捆在绞龙转动的带动下送入风机由风机叶片41及其上面的粉碎甩刀42进一步打碎，风机叶片41在额定转速下将秸秆吹入秸秆注入通道，从而进入土壤深层，犁体过后大部分土块自动回落，从而实现秸秆掩埋。行走过程中料仓下的合垄铲7将垄沟两侧的余土集中进一步集中在垄沟，在平土起垄装置8的作用下形成大垄，从而完成全部注入合垄过程。

本实施例中，该棚用秸秆深注起垄机的各个机构间间隔合适且紧凑，保持正常高效运转时各机构都处于正常运行互不干扰的状态；

采用绞龙推送，旋转的螺旋叶片将物料推移而进行螺旋输送，使物料不与螺旋输送机叶片一起旋转的力是物料自身重量和螺旋输送机机壳对物料的摩擦阻力，使用绞龙的优点在于结构简单，尺寸紧凑，密封的工作状态，防止粉尘飞扬，改善工作环境。

实施例2：本例与实施例1不同的是：本例所述犁片折弯边111与地面的倾斜角度α为15°。所述通孔112端两侧片状结构的边线114间的角度γ为140°。所述犁片11的通孔112端两片状结构的边线延长线交点距两边线端点连线间的距离L2为105mm。所述犁片11总长度L为1000mm，其上开有的通孔112端部距犁片11工作后端的距离L3为400mm。使犁片整体外形呈流线型，经过测试回土效果极好，在土壤中的流动阻力最小，可以承受较大的阻力和冲击载荷，实现对土壤松动深掀开沟后立即回土填埋。所述秸秆注入风机叶片41上的粉碎甩刀42根据实际应用设置相应数量，本例设置6把。

实施例3：本例与实施例1不同的是：本例所述犁片折弯边111与地面的倾斜角度α为12°。所述通孔112端两侧片状结构的边线114间的角度γ为150°。所述犁片11的通孔112端两片状结构的边线延长线交点距两边线端点连线间的距离L2为102mm。所述犁片11总长度L为900mm，其上开有的通孔112端部距犁片11工作后端的距离L3为380mm。使犁片整体外形呈流线型，经过测试回土效果极好，在土壤中的流动阻力最小，可以承受较大的阻力和冲击载荷，实现对土壤松动深掀开沟后立即回土填埋。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种粉碎秸秆注入犁体，其特征在于：所述注入犁体包括犁片和其上连接的秸秆注入通道，所述犁片带有折弯结构，折弯边沿垄纵向设置，两侧为对称的片状结构，所述折弯边与地面倾斜设置，在犁片上开有与秸秆注入通道配合的通孔，所述通孔相对折弯边对称设置，靠近犁片工作后端，用于连接秸秆注入通道；

所述犁片的通孔端两片状结构的边线延长线交点距两边线端点连线间的距离L2为100-105mm；所述犁片总长度L为800-1000mm，其上开有的通孔端部距犁片工作后端的距离为L3为1/2L至1/3L；

所述秸秆注入通道横截面由两对称弧形段和流线型过渡弧构成，两弧形段的工作前端由流线型过渡弧连接，所述秸秆注入通道与犁片通孔的弧形对应，且秸秆注入通道伸出犁片，秸秆注入通道的长度L1为300-400mm，宽度W为150-200mm。

2.根据权利要求1所述粉碎秸秆注入犁体，其特征在于：所述犁片折弯边与地面的倾斜角度α为10-15°。

3.根据权利要求1所述粉碎秸秆注入犁体，其特征在于：所述通孔端两侧片状结构的边线间的角度γ为140-160°。

4.一种棚用秸秆深注起垄机，其特征在于：包括机架、秸秆输送粉碎装置、秸秆注入风机、如权利要求1-3任一项所述的注入犁体，所述机架上设置秸秆输送装置，秸秆输送装置顶部连通料仓，秸秆注入风机设置于秸秆输送装置的秸秆出口端，其内设置的风机叶片带有粉碎甩刀，秸秆注入风机下方设置注入犁体，打捆后的秸秆经输送粉碎后，送入秸秆注入风机由风机叶片及其上面的粉碎甩刀进一步打碎，并将秸秆吹入秸秆注入通道，进而进入犁片所开沟内并被回填土壤掩埋。

5.根据权利要求4所述棚用秸秆深注起垄机，其特征在于：所述机架上还设置有合垄装置，包括两对称设置的合垄铲，设置于注入犁体工作后方，分置于犁片两侧，所述合垄铲为带有向内侧折弯，且工作前端为角形的弧形板结构，其折弯板两侧相互垂直，之间为圆弧过渡，从工作前端到后端折弯板两侧均逐渐增大。

6.根据权利要求4所述棚用秸秆深注起垄机，其特征在于：所述机架上还设置有平土起垄装置，设置在机架的工作后端，由两个锥台辊之间设置圆辊构成，其两端设置连接轴，在两侧锥台辊与连接轴间形成梯形截面空间，且所述梯形截面空间与预设垄台截面相同。

7.根据权利要求4所述棚用秸秆深注起垄机，其特征在于：所述秸秆输送装置为螺旋绞龙输送器，所述螺旋绞龙的叶片外周均匀设置有多个用于粉碎秸秆的角片，所述角片与所在的螺旋线切线方向垂直设置，绞龙叶片将料仓里的秸秆输送至秸秆注入风机。

8.根据权利要求4所述棚用秸秆深注起垄机，其特征在于：所述秸秆注入风机是在壳体内的转轴上设置三片风机叶片构成，在每片风机叶片边缘设置有安装轴，其上均匀间隔套置有多把粉碎甩刀，所述粉碎甩刀整体为矩形结构，其两侧带有锯齿，风机叶片旋转使得各个粉碎甩刀与安装轴间形成不同的角度，在旋转产生离心力的作用下进一步粉碎秸秆。

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