一種電動可間歇施肥裝置的設(shè)計

李海龍

摘要：為了實現(xiàn)精準(zhǔn)施肥，設(shè)計一種電動可間歇施肥裝置。介紹該施肥裝置的整體結(jié)構(gòu)、工作原理、主要機構(gòu)及技術(shù)特點。該施肥裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計合理巧妙，運行簡單，單次施肥量可控，能夠達(dá)到定量、間歇施肥的效果。

關(guān)鍵詞：施肥裝置;電動;間歇;結(jié)構(gòu);設(shè)計

中圖分類號：S224.2? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1674-1161（2021）01-0038-02

近年來，化肥深施因其對保護(hù)環(huán)境和提高肥料利用率具有積極意義而得到廣泛認(rèn)可，市場上出現(xiàn)了多種化肥深施機具。目前我國現(xiàn)有的施肥機具大都采用深位條施法，無法對施肥量進(jìn)行精確把控;而對深位穴施及間歇施肥研究較少，不能實現(xiàn)精準(zhǔn)的間歇施肥作業(yè)。本課題研制一種電動可間歇施肥的裝置，通過儲肥機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)對肥腔進(jìn)行充肥、排肥，在作物播種過程中可達(dá)到定量、間歇施肥的效果。

1 電動可間歇施肥裝置總體設(shè)計

電動可間歇施肥裝置包括可旋轉(zhuǎn)的儲肥機構(gòu)、上蓋、底板、充肥機構(gòu)及排肥機構(gòu)（如圖1所示）。充肥機構(gòu)包括肥箱、連接肥箱和充肥口的充肥管及充肥管上連接風(fēng)機排風(fēng)管的充肥風(fēng)管。排肥機構(gòu)包括風(fēng)機、排風(fēng)管、排肥風(fēng)口及排肥口?？尚D(zhuǎn)的儲肥機構(gòu)頂部設(shè)置上蓋，其上設(shè)置連接充肥機構(gòu)的充肥口和連接排肥機構(gòu)的排肥風(fēng)口，風(fēng)機通過排風(fēng)管連接排肥風(fēng)口;儲肥機構(gòu)底部設(shè)置底板，其上開有排肥口;排肥風(fēng)口和排肥口同軸設(shè)置，肥腔旋轉(zhuǎn)至充肥口處充肥，旋轉(zhuǎn)至排肥口處通過排肥風(fēng)口的風(fēng)力從排口肥處排肥。

該裝置通過可旋轉(zhuǎn)的儲肥機構(gòu)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，完成充肥、排肥作業(yè)。充肥時，通過電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸帶動旋轉(zhuǎn)支架及肥腔轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)至充肥口的肥腔內(nèi)，通過與肥箱連接的充肥管充肥，肥料通過自由落體從肥箱落入肥腔內(nèi)，由于在充肥管上連接有充肥風(fēng)管，使風(fēng)力進(jìn)入充肥管內(nèi)，加快肥腔的充肥速度。

在實際播種作業(yè)過程中，拖拉機行進(jìn)速度最高可達(dá)到12 km/h（約3.3 m/s），設(shè)定播種株距為30 cm，則施肥距離也為30 cm。經(jīng)計算，單次施肥、播種時間間隔為30÷100÷3.3≈0.09 s，即每次播種、施肥動作均需在0.09 s內(nèi)完成。因此，設(shè)置6個肥腔，當(dāng)其中1個肥腔旋轉(zhuǎn)到排肥位置完成排肥后，再旋轉(zhuǎn)至充肥位置進(jìn)行充肥，依次循環(huán)，保證除排肥位置處的肥腔外，其他肥腔內(nèi)均有定量的肥料，實現(xiàn)了肥料的定量排放;由于肥腔安裝位置接近地面，所以連續(xù)排出的肥料為段狀，實現(xiàn)了間歇施肥。

2 儲肥機構(gòu)設(shè)計

可旋轉(zhuǎn)的儲肥機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)支架、電機及多個肥腔（如圖2所示）。旋轉(zhuǎn)軸安裝在上蓋和底板間中部，其一端連接電機。旋轉(zhuǎn)支架固定在旋轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)支架上沿圓周均勻設(shè)置多個安裝肥腔的孔。通過電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，帶動肥腔旋轉(zhuǎn)至充肥口時進(jìn)行充肥，旋轉(zhuǎn)至排肥口時進(jìn)行排肥。肥腔與底板間留有空隙，靠近底板端的肥腔上套有膠圈，通過膠圈與底板相對接觸旋轉(zhuǎn)，帶動肥腔內(nèi)的肥料隨膠圈一同旋轉(zhuǎn)。

3 電動可間歇施肥裝置的優(yōu)點

電動可間歇施肥裝置通過電機驅(qū)動儲肥機構(gòu)旋轉(zhuǎn)，完成充肥、排肥作業(yè);配合作業(yè)中的車輛行進(jìn)速度及播種間距，通過控制步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)定量、間歇施肥。其優(yōu)勢在于：1） 施肥裝置安裝在開溝器后部，施肥位置更為精準(zhǔn)，可以實現(xiàn)定量的段施肥。2） 可以根據(jù)株距的變化而改變施肥間距。3） 設(shè)置多腔體儲肥結(jié)構(gòu)，單次施肥量可控，可根據(jù)不同地區(qū)、不同地塊需求進(jìn)行定量施肥。4） 采用氣吹式充肥、施肥，減少了充肥及施肥過程中肥料容易堆積、堵塞的情況，同時充肥、排肥速度更快。5） 采用電機驅(qū)動，不需考慮機械傳動因素對施肥精度的影響。

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Design of an Electric Intermittent Fertilization Device

LI Hailong

（Liaoning Institute of Agricultural Mechanization， Shenyang 110161， China）

Abstract： In order to realize precise fertilization， an electric intermittent fertilization device was designed. This paper introduced the whole structure， working principle， main mechanism and technical characteristics of the fertilizer application device. The structure design of the fertilization device is reasonable and ingenious， the operation is simple， and the amount of single fertilization is controllable， which can achieve the effect of quantitative and intermittent fertilization.

Key words： fertilization device; electric; intermittent; structure; design