小論文-小型有機液肥施肥機設計

1、小型有機液肥施肥機的設計姚歡歡1馬少輝1(1.塔里木大學機械電氣化工程學院，新疆阿拉爾843300）摘要：摘要：能源是人類社會進步和經(jīng)濟發(fā)展的重要物質基礎，也是人們從事生產(chǎn)活動中的重要基礎，在城市化、工業(yè)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化等諸多方面，都起著決定性的作用，沼氣工程能利用排泄物、秸稈、餐廚垃圾等廢棄物生產(chǎn)沼氣等清潔能源，變廢為寶，對于我國的能源需求、農(nóng)村生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式都有重要的作用。但是，沼氣工程還產(chǎn)生大量的沼液沼渣，如果不將其

2、合理處理將導致二次污染。于此同時，沼液沼渣也是一種很好的有機液肥，能夠有效改善土壤生態(tài)環(huán)境、提供土壤肥力狀況、提高農(nóng)產(chǎn)品的品質等。沼液的施肥具有連續(xù)、量大的特點，因此需要結合農(nóng)業(yè)機械化的技術手段設計出進行沼液沼渣田間暗灌施肥機械。關鍵詞：關鍵詞：沼液沼渣；有機液肥；施肥機；防堵分配器；液肥箱中圖分類號:TD451文獻標識碼：A0引言我國農(nóng)業(yè)資源豐富，每年會產(chǎn)生大量的生物質廢棄物，農(nóng)業(yè)秸稈每年生產(chǎn)量超過600萬噸，其中可以視為能源用途的約

3、350萬噸，且農(nóng)村普遍存在“五亂”現(xiàn)象[1]。近年我國能源分布不均衡，煤炭運輸緊張；能源生產(chǎn)與消費結構矛盾突出；能源消耗產(chǎn)業(yè)結構不合理，工業(yè)部門所占比重偏高；結構性污染等問題。傳統(tǒng)的化石能源已經(jīng)造成嚴重的環(huán)境污染和生態(tài)失衡，因此，切實解決能源危機和環(huán)境保護兩大問題迫在眉睫。為緩解能源需求的壓力，兼顧經(jīng)濟增長和環(huán)境保護、能源格局的更新，開發(fā)無污染、可再生的新能源與能源轉化技術是科技界的當務之急。有機液肥具有混合均勻、配方容易調整、可添加其

4、他農(nóng)用化學品、生產(chǎn)成本低、能耗低等許多優(yōu)點，因此已經(jīng)有許多國家開始通過農(nóng)作物灌溉系統(tǒng)對有機液肥進行使用[2]。在北美有機液肥消費量在國際上達到第一，西歐達到第二。據(jù)檢測，通常農(nóng)戶使用的堆肥中的含氮量比沼液沼渣低40％～60％，含磷量比沼液沼渣低40％～50％，含鉀比沼液沼渣低80％～90％，作物利用率比沼液沼渣低10％～20％，數(shù)據(jù)表明，沼液沼渣作為肥料應用極具價值。隨著沼氣工業(yè)的迅速發(fā)展，沼氣的加工和利用成為迫切需要解決的問題。如果沼

5、液沼渣處理不當，對沼氣工程正常運行造成影響的同時，還會形二次污染[4]。當今多數(shù)選用濕法厭氧發(fā)酵的沼氣工程都以畜禽糞便混入些許秸稈為原料該原料在厭氧發(fā)酵過程中所產(chǎn)生氣體的主要成分份CH4和CO2，剩余營養(yǎng)成分包括N、P、K及各種礦質均未損壞。而且微生物孕育繁殖、新陳代謝和分解均會釋放出許多有機、無機酸鹽等可溶性產(chǎn)品。同時大量繁殖的細菌死亡后釋放出各種生物活性物質，包括生長素、維生素、核苷酸等。所以經(jīng)厭氧發(fā)酵后的沼液沼渣的植物營養(yǎng)有增無減

6、。1總體設計思路本設計根據(jù)一般沼氣工程對沼液沼渣的處置、和生態(tài)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟對有機液肥利用的需要，研發(fā)出一種有機液肥施肥機械，該機械可實現(xiàn)五壟同時施肥，具有有機液肥田間深松、暗罐、起壟和鎮(zhèn)壓等多項功能，使田間施肥作業(yè)更加省時、高效。該機械的設計和推廣可以有效解決沼液沼渣肥料化利用的最后一公里問題，具有重要的現(xiàn)實意義。1.1設計原理施肥機具可以根據(jù)作業(yè)地長度，面積等因素選擇采用在機架上方安裝肥箱架和肥箱，直接由拖拉機牽引進行施肥作業(yè)，也可以采用

7、三點懸掛的方式安裝在沼液罐車后面，液肥罐內部的高壓泵將沼液沼渣從液肥罐輸送到閥門所在的總管，本文采用防堵分配器對液肥進行分配，再由分配器出口將沼液沼渣從閥門輸送到施肥鏟管內，施肥完成后進行起壟和鎮(zhèn)壓。分配器同時還具有防堵部圓面直徑為350mm，錐架高度為225mm為了減輕錐架的重量，將其設計成中空結構。錐架與轉子固定在一起，隨轉子一起轉動。當液態(tài)肥料從進料口進入分液器后首先沖擊錐架，由于錐架旋轉，液態(tài)肥料在離心力的作用下被甩向分液器殼體

8、內壁，這樣既緩解了液態(tài)肥料對轉子的直接沖擊，影響分液器工作的穩(wěn)定性，又可以將沼液沼渣中的泥塊兒甩向器壁有利于泥塊溶于液體中。2.4防堵分配器防堵分配器主要作用是對有機液肥料進行均勻穩(wěn)定的分配，但由于類似沼液沼渣這樣的有機液肥具有粘性大，雜質多等特點，流狀肥料在分配管路中很容易發(fā)生堵塞，為解決這一問題，本文設計了一種具有沖刷管壁、減緩沖擊、避讓顆粒體等功能的分配器。（1）沖刷管壁。液壓馬達帶動轉子轉動，封堵葉片在隨轉子轉動時會間斷性地對出

9、料口進行封堵，使有機液肥間斷性地流入分管，從而形成脈沖高壓，沖刷管壁，實現(xiàn)防堵功能。（2）減緩沖擊當有機液肥從主管注入分配器后首先會沖擊錐架，由于錐架隨轉子轉動，會對肥料產(chǎn)生離心力，肥料在離心力的作用下被甩向內壁，從而減緩了肥料的沖擊，避免了肥料直接沖擊轉子，影響肥料的均勻穩(wěn)定分配。（3）避讓顆粒體本文將旋轉葉片的前端設計成具有一定傾斜角度，當葉片與硬質物體發(fā)生碰撞時硬質物體對葉片的擠壓力會產(chǎn)生徑向分力，從而使導桿末端壓縮彈簧完成避讓。

10、3總結本文綜合研究分析國內外有機液肥施肥機的研究現(xiàn)狀，針對我國沼氣工程的快速發(fā)展但對其產(chǎn)生的廢棄物的利用情況不佳的現(xiàn)狀，研究設計了一種可一次性行走完成開溝、松土、施肥、起壟、鎮(zhèn)壓等多個功能的有機液肥施肥機。對其整機及管件部件進行了系統(tǒng)的理論分析，得到以下結論。（1）本文設計了能夠同時完成開溝、松土、施肥、起壟、覆土鎮(zhèn)壓等作業(yè)的有機液肥施肥機，并采用solidwks進行三維建模。（2）本文針對有機液肥料因粘稠而容易堵塞分配管路設計了防堵分

11、配器，該分配器利用旋轉葉片間斷性地對流狀肥料輸出口進行封堵，在分管口處產(chǎn)生脈沖高壓，從而對出料口內壁的沉積物進行沖擊、清理。該分配器能夠很好的實現(xiàn)防堵功能。參考文獻[1]陳大為.治“五亂”現(xiàn)象，建美麗村莊[N].中國環(huán)境報201389(002).[2]張承林.液體肥料發(fā)展?jié)摿薮骩N].河南科技報，2013813(B01）.[3]馮元琦.美國高濃度液體肥料—無水液氨[J].化肥設計，200139（1）：5960.[4]郜玉環(huán)，張昌愛，董

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