一種自走式自調節育苗地床土壤消毒裝置及方法
【專利摘要】本發明涉及農業機械領域，尤其涉及一種自走式自調節育苗地床土壤消毒裝置及方法。該消毒裝置包括行走機構、消毒箱、控制器和旋耕碎土器；所述行走機構包括車架和行走輪，所述行走輪安裝于車架上；所述控制器用于控制所述行走輪在待消毒的地床上移動；所述旋耕碎土器位于消毒箱上，用于旋耕待消毒的地床；所述消毒箱位于車架上，用于向所述地床噴射消毒蒸汽。該消毒裝置可實現將旋耕碎土與農藥消毒集成為一體，使土壤與消毒蒸汽混合充分，從而完成土床的土壤消毒；同時在現場作業時還可快速進行移動，有效提高工作效率和消毒質量。
【專利說明】-種自走式自調節育苗地床±壤消毒裝置及方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及農業機械領域，尤其涉及一種自走式自調節育苗地床±壤消毒裝置及 方法。
【背景技術】
[0002] ±壤消毒作為防治±壤疾病的重要方法，一直被廣泛應用于在育苗地床作業。± 壤是病蟲害傳播的主要媒介，也是病蟲害繁殖的主要場所。許多細菌、線蟲、病毒、蟲卵和害 蟲等都會在±壤中生存，此外，±壤中還常存有雜草種子；而且，隨著瓜果、蔬菜、花弁、藥用 植物等具有經濟價值作物的種植面積不斷擴大，設施農業的高密度栽培及在同一塊±地上 連年種植一種作物；W上該些情況均會導致±傳病害病原菌的生長繁殖。該類病害如果不 及時加W控制，會造成嚴重減產及降低產品質量，甚至會造成絕收。因此，為了使±壤更加 有生產力，防止病蟲害破壞和削弱農作物的生長，不論是苗床用±、盆花用±、露天苗圃地、 農田還是溫室大棚等設施±壤，在使用前都應該對±壤進行徹底消毒。
[0003] ±壤消毒是控制±傳病害的重要措施之一，是農業工業化生產的一個標準程序， ±壤消毒可W通過高溫處理和消毒處理等方法實現。
[0004] 高溫處理方法又叫物理消毒法，是利用高溫殺死病菌、蟲卵和雜草種子的方法，該 方法簡單易行，但是由于使用燃油等可燃物質易造成環境污染，且生產成本較高，難W大規 模使用。
[0005] 消毒處理又叫化學消毒法，是利用消毒藥劑直接作用于±壤，殺滅病菌、蟲卵的方 法，效果好，使用普遍。但是，由于現有技術中不能兼顧旋耕方式和農藥氣體噴射消毒的一 體化作業，在施藥中容易造成藥劑分布的不均勻及藥劑量很難控制的問題，無法實現快速、 有效地對±壤進行徹底消毒，同時也無法達到節約能源，提高作業效率的目的。
[0006] 因此，針對W上不足，需要一種能夠實現將旋耕碎±與農藥消毒集成為一體，且可 在育苗±床上快速移動，從而進行高效消毒作業的消毒裝置及方法
【發明內容】
[0007] (一）要解決的技術問題
[0008] 本發明要解決的技術問題是提供了一種自走式自調節育苗地床±壤消毒裝置及 方法，使得能夠將旋耕碎±與農藥消毒集成為一體，且可在育苗±床上快速移動，從而進行 高效消毒作業。
[000引（二）技術方案
[0010]為了解決上述技術問題，本發明提供一種自走式自調節育苗地床±壤消毒裝置， 包括行走機構、消毒箱、控制器和旋耕碎±器；所述行走機構包括車架和行走輪，所述行走 輪安裝于車架上；所述控制器用于控制所述行走輪在待消毒的地床上移動；所述旋耕碎± 器位于消毒箱上，用于旋耕待消毒的地床；所述消毒箱位于車架上，用于向所述地床噴射消 毒蒸汽。
[0011] 其中，所述車架上安裝有升降裝置，所述升降裝置與所述消毒箱連接，用于升降移 動消毒箱；所述控制器根據行走輪的位置信號控制所述升降裝置。
[0012] 其中，所述消毒箱與控制器連接，且通過控制器控制所述消毒蒸汽在±壤間隙的 擴散量。
[0013] 其中，所述消毒箱內設有用于噴射消毒蒸汽的噴嘴，
[0014] 所述噴嘴連接有流量開度閥，所述流量開度閥與控制器連接，所述控制器通過內 置計算模塊控制所述流量開度閥在打開時的沖擊氣流。
[0015] 其中，還包括風機和送風輪，所述風機與送風輪連接，所述送風輪位于消毒箱內， 用于加速和增強所述消毒蒸汽的消毒擴散。
[0016] 其中，還包括蒸汽發生器和儲氣罐，所述儲氣罐與消毒箱連通，所述蒸汽發生器上 安裝有燃燒器，所述燃燒器通過輸氣管與儲氣罐連通，所述燃燒器用于加熱所述消毒蒸汽。
[0017] 本發明還提供一種所述的自走式自調節育苗地床±壤消毒裝置的方法，包括：
[0018] S1、在待消毒的地床上間隔設置多條用于供行走機構通行的道路；
[0019] S2、對農藥加熱W形成消毒蒸汽，并將消毒蒸汽輸送至消毒箱；
[0020] S3、通過旋耕碎±器對地床進行旋耕作業，同時消毒箱向旋耕±壤噴射消毒蒸 汽；
[0021] S4、通過控制器控制行走輪在多條道路之間行走與切換。
[0022] 其中，步驟S3還包括通過控制器對噴射的消毒蒸汽量進行調節，使旋耕±壤與消 毒蒸汽充分接觸。
[002引 （S )有益效果
[0024] 本發明的上述技術方案具有W下有益效果：本發明提供一種自走式自調節育苗地 床±壤消毒裝置，通過旋耕碎±器旋耕待消毒的地床；同時利用消毒箱向旋耕±壤噴射消 毒蒸汽，從而將旋耕碎±與農藥消毒集成為一體，使±壤與消毒蒸汽混合充分；而且，該消 毒裝置還能在育苗±床上進行快速移動，自動化程度高，有效提高工作效率和消毒質量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[00巧]圖1為本發明實施例自走式自調節育苗地床±壤消毒裝置的工作狀態圖；
[0026] 圖2為本發明實施例消毒系統的工作狀態圖；
[0027] 圖3為本發明實施例自走式自調節育苗地床±壤消毒裝置的結構示意圖；
[0028] 圖4為本發明實施例節消毒系統的工作流程圖。
[0029] 其中，1 ;行走機構；2 ;消毒機構；3 ;蒸汽發熱機構；4 ;幼苗；5 ;道路；6 ;輸氣管； 7 ;送風管；8 ;燃燒室；9 ;減震板；11 ;車架；12 ;升降裝置；13 ;行走輪；21 ;消毒箱；22 ;旋 耕碎±器；23 ;儲氣罐；24 ;風機；25 ;送風輪；31 ;蒸汽發生器；32 ;燃燒器；33 ;太陽能電池 板；34 ;隔熱層；211 ;噴嘴。
【具體實施方式】
[0030] 下面結合附圖和實施例對本發明的實施方式作進一步詳細描述。W下實施例用于 說明本發明，但不能用來限制本發明的范圍。
[0031] 在本發明的描述中，除非另有說明，"多個"的含義是兩個或兩個W上；術語"上"、 "下"、"左"、"右"、"內"、"外"、"前端"、"后端"、"頭部"、"尾部"等指示的方位或位置關系為 基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗 示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、W特定的方位構造和操作，因此不能理解為對 本發明的限制。此外，術語"第一"、"第二"、"第H"等僅用于描述目的，而不能理解為指示 或暗示相對重要性。
[0032] 在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語"安裝"、"相 連"、"連接"應做廣義理解，例如，可W是固定連接，也可W是可拆卸連接，或一體地連接；可 W是機械連接，也可W是電連接；可W是直接相連，也可W通過中間媒介間接相連。對于本 領域的普通技術人員而言，可W具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[003引如圖1、圖3所示，本實施例提供一種自走式自調節育苗地床±壤消毒裝置，其包 括行走機構1、消毒箱21、控制器和旋耕碎±器22 ;該行走機構1包括車架11和行走輪13， 行走輪13安裝在車架11的兩側；控制器控制行走輪13在待消毒的地床上行走。消毒箱21 位于車架11上，且在行走輪13帶動下在地床上移動。該行走機構1的形式可W為多種多 樣，只要能滿足可帶動消毒箱21的設備均屬于本發明的保護范圍。旋耕碎±器22位于消 毒箱21上，用于旋耕待消毒的地床；與此同時，消毒箱21用于向旋耕±壤噴射消毒蒸汽，從 而實現通過旋耕待消毒的地床使±壤與消毒蒸汽混合充分；行走機構1帶動消毒箱21在地 床上移動，可在育苗±床上快速移動并對育苗±床進行徹底消毒。
[0034] 進一步地，為了方便該裝置在育苗±床之間進行切換，車架11上安裝有升降裝置 12,升降裝置12與消毒箱21連接，用于升降移動消毒箱21 ;控制器根據行走輪13的位置信 息控制升降裝置。例如；控制器可通過傳感器行走輪13檢測到達地床一端時的位置信號， 并根據所檢測的信號自動調節升降裝置12。其中，升降裝置12可W為電動式，W提高升空 換床的效率。
[00巧]而且，為了更好地控制消毒蒸汽的輸出量，消毒箱21與控制器連接，控制器用于 控制消毒蒸汽在±壤間隙的擴散量。相應地，消毒箱21內設有噴嘴211，噴嘴211連接有流 量開度閥，所述流量開度閥與控制器連接，控制器通過內置計算模塊控制流量開度閥在打 開時的沖擊氣流。
[0036] 噴嘴211的噴孔大小及噴射角度均可W進行調節，噴射的間隔時間也可采用脈沖 電流控制；流量開度閥可W設置在消毒蒸汽的通路上，用于調節蒸汽流量；控制器可根據 ±壤空隙使用速度和氣體函數進行計算從而自動調控蒸汽量，在設定±壤空隙參數后，控 制器可模擬農藥蒸汽浸潤±壤的情況，±壤微粒被蒸汽包裹浸潤的吸收程度可自動計算得 出，其吸收程度可根據不同±壤空隙進行自動調節。
[0037] 值得說明，控制器可W通過計算機、傳感檢測器件（傳感器、電磁閥）及數據處理 單元實現對該系統實時控制，包括調節蒸汽量、消毒時間、消毒溫度等，其中消毒時間可W 通過行走速度和流量大小的調節來實現。
[0038] 該消毒裝置還包括風機24和送風輪25,風機24與送風輪25連接，送風輪25位 于消毒箱21內，用于加速擴散消毒蒸汽。具體的，風機24與送風輪25通過送風管7連接， 風機24可固定在消毒箱21外部，利用扇葉的高速轉動實現正壓力送風，其產生的高速氣流 通過送風管7到達送風輪25,送風輪25上設有多個出風孔，送風輪25與旋耕碎±器22對 應設置，W便加速消毒蒸汽在±壤里的擴散。值得說明，送風輪25與旋耕碎±器22的位置 關系并不局限于某種特定形式，只要能夠保證使高速氣流可加速消毒蒸汽在±壤里擴散即 可。例如，如圖2所示，送風輪25設置在旋耕碎±器22的左側，送風輪25產生的高速氣流 可在±壤孔隙里起到擾動作用，使消毒蒸汽快速擴散W提高蒸汽浸潤±壤的吸收率。而且， 還可將消毒蒸汽擴散的深度從±壤表面加深到20cm-25cm，并對舉底層表面的堅硬±壤進 行消毒處理，使得沉積后的雨水不會產生利于±壤有害物質生長的環境。
[0039] 此外，該消毒裝置還包括蒸汽發生器31和儲氣罐23,儲氣罐23與消毒箱21連通， 蒸汽發生器31上安裝有燃燒器32,燃燒器32通過輸氣管6與儲氣罐23連通，燃燒器32用 于加熱消毒蒸汽。儲氣罐23固定在行走機構1上，且在儲氣罐23上連接有燃燒室8。
[0040] 其中，蒸汽發生器31內設有用于產生消毒蒸汽的空腔，在蒸汽發生器31上安裝有 燃燒器32,而且，蒸汽發生器31上由外向內依次設置有太陽能電池板33和隔熱層34 ;優選 地，太陽能電池板33可與燃燒器32電連接，從而為燃燒器32提供電能，有效節約能源。燃 燒器32通過輸氣管6與儲氣罐23連通，燃燒器32用于加熱消毒蒸汽，并將加熱后的消毒 蒸汽輸入至儲氣罐23內。
[0041] 進一步地，儲氣罐23固定在行走機構1上進行加壓儲備，儲氣罐23與消毒箱21 連通。此外，在儲氣罐23上還可W連接有燃燒室8,實現消毒氣體的二級加熱和儲能，達到 節約能源目的，并提高作業效率；同時還可保證對兩種不同農藥進行燃燒和混合，實現多種 農藥氣體混合作業的目的。當然，根據實際情況，也可去掉二級移動式燃燒室8,僅依靠太陽 能加熱進行單獨作業。本實施例自帶的氣體燃燒室8可根據需求對農藥進行加熱使其蒸發 成為氣體，從而避免消毒管路的拖拽，并在加壓后可直接噴射在密閉的消毒箱21內。
[0042] 本發明還提供一種所述的自走式自調節育苗地床±壤消毒裝置的方法，包括：
[0043] S1、在待消毒的地床上間隔設置多條用于供行走機構通行的道路；
[0044] S2、對農藥加熱W形成消毒蒸汽，并將消毒蒸汽輸送至消毒箱；
[0045] S3、通過旋耕碎±器對地床進行旋耕作業，同時消毒箱向旋耕±壤噴射消毒蒸 汽；
[0046] S4、通過控制器控制行走輪在多條道路之間行走與切換。
[0047] 其中，步驟S3還包括通過控制器對噴射的消毒蒸汽量進行調節，使旋耕±壤與消 毒蒸汽充分接觸。
[0048] 本實施例在農業生產時，可單獨使用，也可W通過與其它機械設備的相互配合形 成消毒系統。
[0049] 如圖2所示，該消毒系統包括該行走機構1、消毒機構2和蒸汽發熱機構3,其中蒸 汽發熱機構3可采用太陽能對農藥混合氣體進行加熱產生消毒蒸汽；當然，在光照條件等 級較低時也可W輔助使用電加熱的方式。蒸汽發熱機構3將加熱的消毒蒸汽輸入至消毒機 構2 ;該行走機構1驅動消毒機構2移動，W便其在育苗地床間進行消毒作業；消毒機構2 作為消毒作業主體部件，包括上述消毒箱21和旋耕碎±器22,在行走機構1的帶動下，通過 旋耕待消毒的地床使±壤與消毒蒸汽混合接觸，從而實現快速、節能、徹底地對育苗±床進 行消毒。而且，該系統兼顧旋耕方式和農藥氣體噴射消毒的一體化作業，有效避免了在施藥 中容易造成藥劑分布的不均勻及藥劑量很難控制的問題。
[0050] 本實施例蒸汽發熱機構3能夠在節能方式的條件下進行工作，其包括蒸汽發生器 31和儲氣罐23,蒸汽發生器31內設有用于產生消毒蒸汽的空腔，在蒸汽發生器31上安裝 有燃燒器32,而且，蒸汽發生器31上由外向內依次設置有太陽能電池板33和隔熱層34 ;優 選地，太陽能電池板33可與燃燒器32電連接，從而為燃燒器32提供電能，有效節約能源。 燃燒器32通過輸氣管6與儲氣罐23連通，燃燒器32用于加熱消毒蒸汽，并將加熱后的消 毒蒸汽輸入至儲氣罐23內。
[0051] 該消毒系統使用時；如果在育苗的前期，即±床沒有幼苗4,可在密封的消毒箱21 內將±壤旋耕拋起至空中，使其在空中落下的過程被高壓消毒氣體沖擊，被沖擊的±壤運 動至消毒箱21的側壁后又進行反彈，從而再次進行浸潤。該些破碎后的±壤顆粒會提高對 氣體浸潤的吸收程度，在2s到3s的時間內，密閉消毒箱的溫度可恒定在125C -16(TC，± 壤顆粒間隙會增大，使消毒效率大幅度提高。而對于在幼苗4生長期，可進行有機氣體的消 毒作業。將作業溫度調為22-28度，拆掉旋耕碎±器22,對幼苗苗體W及幼苗基質表面進行 消毒，W及借助空隙使有機氣體擴散到達基質的內部消毒作業。
[0052] 值得說明，消毒蒸汽可采用多種形式，包括熱蒸汽和團化苦，可單一使用，也可混 合使用。農藥可在蒸汽發生器31內經過H次粉碎篩濾后，經過加熱燃燒變成消毒蒸汽；消 毒蒸汽還可經過震蕩加濕器及預處理W調節到25C -3(TC范圍內。
[0053] 如圖4所示，該消毒系統在育苗±床上工作時，包括：
[0054] S1、在待消毒的地床上間隔設置多條用于供行走機構通行的道路；
[00巧]S2、作業開始后，蒸汽發熱機構可利用太陽能W及電能輔助的方式對消毒農藥進 行加熱，從而產生熱蒸汽；并通過對蒸汽量的調節，實現塊速、節能、徹底地對育苗±床進行 消毒；同時還可采用風機送風，加速蒸汽混合，進而可將加熱后的消毒蒸汽輸送至消毒機構 進行消毒作業。
[0056] S3、消毒機構通過旋耕待消毒的地床使±壤與消毒蒸汽充分接觸；消毒機構在旋 耕碎±后，借助旋耕碎±器和封閉消毒箱進行拋±、熱蒸汽熏±和炒±，利用封閉消毒箱產 生的潤流和拋射氣流提高浸潤和滲透的深度、速度。
[0057] S4、作業結束后，通過行走機構驅動消毒機構在多條道路之間進行切換；借助升降 裝置完成電動起升和換床動作。該系統到達相鄰±床后進行循環作業，一直作業結束為止。
[0058] 步驟S3還包括通過控制器控制消毒蒸汽的蒸汽量，使±壤與消毒蒸汽充分接觸。 具體的，控制器通過設定±壤空隙參數，系統可計算模擬農藥蒸汽浸潤±壤時，±壤微粒被 蒸汽包裹浸潤的吸收程度可自動計算得出，不同±壤間隙吸收可根據不同±壤空隙自動調 節，根據設定參數和擴散模型，控制器可調節±壤消毒蒸汽量Q，其通過調節壓力實現噴射 角度a和噴射壓力P的調節。具體描述大孔隙中消毒溶質擴散的公式如下：
【權利要求】
1. 一種自走式自調節育苗地床土壤消毒裝置，其特征在于，包括行走機構（1)、消毒箱 (21)、控制器和旋耕碎土器（22);所述行走機構（1)包括車架（11)和行走輪（13)，所述行 走輪（13)安裝于車架（11)上；所述控制器用于控制所述行走輪（13)在待消毒的地床上移 動；所述旋耕碎土器（22)位于消毒箱（21)上，用于旋耕待消毒的地床；所述消毒箱（21)位 于車架（11)上，用于向所述地床噴射消毒蒸汽。
2. 根據權利要求1所述的自走式自調節育苗地床土壤消毒裝置，其特征在于，所述車 架（11)上安裝有升降裝置（12)，所述升降裝置（12)與所述消毒箱（21)連接，用于升降移 動消毒箱（21);所述控制器根據行走輪（13)的位置信息控制所述升降裝置。
3. 根據權利要求1所述的自走式自調節育苗地床土壤消毒裝置，其特征在于，所述消 毒箱（21)與控制器連接，且通過控制器控制所述消毒蒸汽在土壤間隙的擴散量。
4. 根據權利要求3所述的自走式自調節育苗地床土壤消毒裝置，其特征在于，所述消 毒箱（21)內設有用于噴射消毒蒸汽的噴嘴（211)，所述噴嘴（211)連接有流量開度閥，所述 流量開度閥與控制器連接，所述控制器通過內置計算模塊控制所述流量開度閥在打開時的 沖擊氣流。
5. 根據權利要求1所述的自走式自調節育苗地床土壤消毒裝置，其特征在于，還包括 風機（24)和送風輪（25)，所述風機（24)與送風輪（25)連接，所述送風輪（25)位于消毒箱 (21)內，用于加速和增強所述消毒蒸汽的消毒擴散。
6. 根據權利要求1所述的自走式自調節育苗地床土壤消毒裝置，其特征在于，還包括 蒸汽發生器（31)和儲氣罐（23)，所述儲氣罐（23)與消毒箱（21)連通，所述蒸汽發生器 (31)上安裝有燃燒器（32)，所述燃燒器（32)通過輸氣管（6)與儲氣罐（23)連通，所述燃 燒器（32)用于加熱所述消毒蒸汽。
7. -種根據權利要求1-6中任一項所述的自走式自調節育苗地床土壤消毒裝置的方 法，其特征在于，包括： 51、 在待消毒的地床上間隔設置多條用于供行走機構通行的道路； 52、 對農藥加熱以形成消毒蒸汽，并將消毒蒸汽輸送至消毒箱； 53、 通過旋耕碎土器對地床進行旋耕作業，同時消毒箱向旋耕土壤噴射消毒蒸汽； 54、 通過控制器控制行走輪在多條道路之間行走與切換。
8. 根據權利要求7所述的自走式自調節育苗地床土壤消毒裝置的方法，其特征在于， 步驟S3還包括通過控制器對噴射的消毒蒸汽量進行調節，使旋耕土壤與消毒蒸汽充分接 觸。
【文檔編號】A01G11/00GK104396635SQ201410657805
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月18日 優先權日:2014年11月18日
【發明者】馬偉, 王秀, 鄒偉, 蔡吉晨, 蘇帥 申請人:北京農業信息技術研究中心