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1、(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201520855832.1 (22)申请日 2015.10.29 A01M 17/00(2006.01) A01G 11/00(2006.01) A61L 2/04(2006.01) A61L 2/08(2006.01) (73)专利权人 内蒙古工业大学 地址 010051 内蒙古自治区呼和浩特市新城 区爱民路 （北） 49 号 (72)发明人 常泽辉 贾柠泽 蓉倩 侯静 马天增 于苗苗 (74)专利代理机构 北京理工大学专利中心 11120 代理人 仇蕾安 李爱英 (54) 实用新型名称 聚光加热式太阳能土壤灭菌杀虫装置 (57) 摘。
2、要 本实用新型涉及一种农业机械用具， 具体涉 及一种聚光加热式太阳能土壤灭菌杀虫装置 , 它 包括 ： 土壤输送部件以及土壤加热部件 ； 所述土 壤输送部件包括 ： 土壤输送通道、 土壤推进器、 输 送带 (21)、 碎料辊 (10) 以及土壤搅拌推送装置 ； 其中， 所述土壤输送通道由进料斗 (1)、 土壤传输 槽 (17)、 连接管 (15)、 土壤输送腔 (9)、 玻璃真空 管 (14)、 回热槽 (16) 以及出料口 (19) 相继连接 组成 ； 所述土壤搅拌推送装置位于所述玻璃真空 管 (14) 中， 并由旋转杆 (12)、 螺旋输送叶片 (13) 以及用于带动所述旋转杆 (12) 。
3、转动的调速电机 (11) 组成 ； 所述土壤加热部件包括 ： 槽式聚光器 (6)、 玻璃盖板 (8) 以及所述玻璃盖板 (8) 上的排 气管 (20) ； 所述槽式聚光器 (6) 围绕在所述玻璃 真空管 (14) 周围， 所述玻璃盖板 (8) 覆盖于所述 土壤输送腔 (9) 上。本实用新型提高了装置的太 阳能利用效率， 与现有的化学灭杀方法相比， 对环 境污染几乎为零， 保护了农业食品安全。 (51)Int.Cl. (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 CN 205409301 U 2016。
4、.08.03 CN 205409301 U 1.聚光加热式太阳能土壤灭菌杀虫装置,其特征在于， 它包括： 土壤输送部件以及土壤 加热部件； 所述土壤输送部件包括： 土壤输送通道、 土壤推进器、 输送带(21)、 碎料辊(10)以及土 壤搅拌推送装置； 其中， 所述土壤输送通道由进料斗(1)、 土壤传输槽(17)、 连接管(15)、 土 壤输送腔(9)、 玻璃真空管(14)、 回热槽(16)以及出料口(19)相继连接组成； 所述土壤推进 器由驱动齿轮(5)、 推进器(4)、 推进板(2)以及挡块(3)组成， 其中， 所述驱动齿轮(5)用于驱 动所述推进器(4)并带动所述推进板(2)对土壤进行推送。
5、， 同时在挡块(3)的作用下实现了 土壤推进板(2)上升时推动土壤， 下降时收回备用的自动控制； 所述土壤搅拌推送装置位于 所述玻璃真空管(14)中， 并由旋转杆(12)、 螺旋输送叶片(13)以及用于带动所述旋转杆 (12)转动的调速电机(11)组成； 所述土壤推进器推动土壤从所述进料斗(1)沿所述土壤传 输槽(17)向斜上方移动至所述连接管(15)， 所述输送带(21)将土壤从所述连接管(15)水平 移动至所述土壤输送腔(9)， 所述碎料辊(10)将土壤进行粉碎后使其落入所述玻璃真空管 (14)， 所述土壤搅拌推送装置对土壤进行搅拌并推进至所述回热槽(16)， 土壤最终由所述 出料口(19。
6、)排出； 所述土壤加热部件包括： 槽式聚光器(6)、 玻璃盖板(8)以及所述玻璃盖板(8)上的排气 管(20)； 所述槽式聚光器(6)围绕在所述玻璃真空管(14)周围， 汇聚光能对所述玻璃真空管 (14)内的土壤照射加热并杀虫灭菌； 所述玻璃盖板(8)覆盖于所述土壤输送腔(9)上； 所述 排气管(20)将高温和搅拌作用下土壤中逸出的有机污染物排出。 2.如权利要求1所述的聚光加热式太阳能土壤灭菌杀虫装置,其特征在于， 所述回热槽 (16)的下方设有三角形隔热板(18)。 3.如权利要求1或2所述的聚光加热式太阳能土壤灭菌杀虫装置,其特征在于， 所述土 壤传输槽(17)与所述回热槽(16)上下排。
7、列布置。 4.如权利要求1或2所述的聚光加热式太阳能土壤灭菌杀虫装置,其特征在于， 所述槽 式聚光器(6)为对称多曲面结构， 其两侧和底面均为抛物反射面。 5.如权利要求1或2所述的聚光加热式太阳能土壤灭菌杀虫装置,其特征在于， 所述槽 式聚光器(6)为对称单一抛物反射面结构。 6.如权利要求1或2所述的聚光加热式太阳能土壤灭菌杀虫装置,其特征在于， 所述回 热槽(16)的结构为弧形， 所述推进板(2)的侧面与所述回热槽(16)贴合。 7.如权利要求1或2所述的聚光加热式太阳能土壤灭菌杀虫装置,其特征在于， 所述螺 旋输送叶片(13)喷涂成黑色。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 20。
8、5409301 U 2 聚光加热式太阳能土壤灭菌杀虫装置 技术领域 0001 本实用新型涉及一种农业机械用具， 具体涉及一种土壤灭菌杀虫装置。 背景技术 0002 目前设施农业可以实现作物增产达到传统农田的数倍甚至是几十倍， 因而得到快 速普及。 但是设施农业内部温度、 湿度大， 光照较弱， 空气流动缓慢， 作物生长旺盛而且芽 嫩， 易受病虫害， 所以灭菌杀虫是设施农业在日常管理中重要环节。 目前普遍采用的灭菌杀 虫方式是对种植土壤施加剧毒农药， 常年采用这种灭虫杀菌方式会使得害虫等产生耐药 性， 同时加重了对土壤的污染， 使得生态报复风险增加。 发明内容 0003 本实用新型的目的是： 提供。
9、一种利用太阳能聚光集热技术对设施农业土壤进行灭 虫杀菌的装置， 缓减农业生产对土壤的污染。 0004 本实用新型的技术方案是： 聚光加热式太阳能土壤灭菌杀虫装置,它包括： 土壤输 送部件以及土壤加热部件； 0005 土壤输送部件包括： 土壤输送通道、 土壤推进器、 输送带、 碎料辊以及土壤搅拌推 送装置； 其中， 土壤输送通道由进料斗、 土壤传输槽、 连接管、 土壤输送腔、 玻璃真空管、 回热 槽以及出料口相继连接组成； 土壤推进器由驱动齿轮、 推进器、 推进板以及挡块组成； ， 其 中， 驱动齿轮用于驱动推进器并带动推进板对土壤进行推送， 同时在挡块的作用下实现了 土壤推进板上升时推动土壤，。
10、 下降时收回备用的自动控制； 土壤搅拌推送装置位于玻璃真 空管中， 并由旋转杆、 螺旋输送叶片以及用于带动旋转杆转动的调速电机组成； 土壤推进器 推动土壤从进料斗沿土壤传输槽向斜上方移动至连接管， 输送带将土壤从连接管水平移动 至土壤输送腔， 碎料辊将土壤进行粉碎后使其落入玻璃真空管， 土壤搅拌推送装置对土壤 进行搅拌并推进至回热槽， 土壤最终由出料口排出； 土壤加热部件包括： 槽式聚光器、 玻璃 盖板以及玻璃盖板上的排气管； 槽式聚光器围绕在玻璃真空管周围， 汇聚光能对玻璃真空 管内的土壤照射加热并杀虫灭菌； 玻璃盖板覆盖于土壤输送腔上； 排气管将高温和搅拌作 用下土壤中逸出的有机污染物排出。
11、。 0006 有益效果： (1)本实用新型根据太阳能聚光集热技术， 将高密度光能汇聚到置于玻 璃真空管内的土壤中， 利用高温和强光同时施加于土壤内的害虫、 致病菌和杂草种子上， 实 现对害虫、 致病菌和杂草种子的物理灭杀， 同时利用高温土壤对进料土壤进行逆向换热， 实 现了高温土壤的回热， 提高了装置的太阳能利用效率， 与现有的化学灭杀方法相比， 对环境 污染几乎为零， 保护了农业食品安全。 0007 (2)本实用新型中的土壤推进器利用土壤推进板的位置变化和挡块的作用， 实现 了对土壤推进器的无动力自动控制， 减少装置的维护成本和能耗。 0008 (3)本实用新型通过对玻璃真空管中的土壤进行搅。
12、拌、 加热， 使土壤中的有机污染 物得到有效挥发， 在灭虫杀菌过程中修复了污染的土壤， 提高了土壤的自净能力。 说 明 书 1/3 页 3 CN 205409301 U 3 附图说明 0009 图1为本实用新型的结构示意图； 0010 图2为本实用新型工作过程示意图； 0011 图3为本实用新型采用槽式多曲面聚光器时的光路图； 0012 图4为槽式多曲面聚光器为逆向传光式聚光器的时的光路图； 0013 图5为本实用新型采用抛物面聚光器时的光路图； 0014 其中， 1-进料斗； 2-土壤推进板； 3-挡块； 4-推进器； 5-驱动齿轮； 6-槽式聚光器； 7- 光线； 8-玻璃盖板； 9-土壤。
13、输送腔； 10-碎料辊； 11-调速电机； 12-旋转杆； 13-螺旋输送叶片； 14-玻璃真空管； 15-连接管； 16-回热槽； 17-土壤传输槽； 18-三角形隔热板； 19-出料口； 20- 排气管； 21-输送带； 23-进料土壤； 24-高温土壤。 具体实施方式 0015 参见附图1、 2， 聚光加热式太阳能土壤灭菌杀虫装置,它包括： 土壤输送部件以及 土壤加热部件； 0016 土壤输送部件包括： 土壤输送通道、 土壤推进器、 输送带21、 碎料辊10以及土壤搅 拌推送装置； 其中， 土壤输送通道由进料斗1、 土壤传输槽17、 连接管15、 土壤输送腔9、 玻璃 真空管14、 回热。
14、槽16以及出料口19相继连接组成； 土壤推进器由驱动齿轮5、 推进器4、 推进 板2以及挡块3组成； ， 其中， 驱动齿轮5用于驱动推进器4并带动推进板2对土壤进行推送， 同 时在挡块3的作用下实现了土壤推进板2上升时推动土壤， 下降时收回备用的自动控制； 土 壤搅拌推送装置位于玻璃真空管14中， 并由旋转杆12、 螺旋输送叶片13以及用于带动旋转 杆12转动的调速电机11组成； 土壤推进器推动土壤从进料斗1沿土壤传输槽17向斜上方移 动至连接管15， 输送带21将土壤从连接管15水平移动至土壤输送腔9， 碎料辊10将土壤进行 粉碎后使其落入玻璃真空管14， 土壤搅拌推送装置对土壤进行搅拌并推。
15、进至回热槽16， 土 壤最终由出料口19排出； 0017 土壤加热部件包括： 槽式聚光器6、 玻璃盖板8以及玻璃盖板8上的排气管20； 槽式 聚光器6围绕在玻璃真空管14周围， 汇聚光能对玻璃真空管14内的土壤照射加热并杀虫灭 菌； 玻璃盖板8覆盖于土壤输送腔9上； 排气管20将高温和搅拌作用下土壤中逸出的有机污 染物排出。 0018 本装置的具体运行流程为： 进料土壤23首先由进料斗1进入土壤传输槽17中， 位于 土壤传输槽上部的土壤推进器4内部的旋转齿轮5驱动土壤推进板2推动土壤传输槽17中的 进料土壤23沿回热槽16上升到连接管15， 然后进入到土壤输送腔9中， 进料土壤23经碎料辊 1。
16、0粉碎后进入到玻璃真空管14中， 玻璃真空管14位于槽式聚光器6的焦斑位置， 玻璃真空管 14中的黑色螺旋输送叶片13对进料土壤进行搅拌、 推进， 同时槽式聚光器6会汇聚的高密度 光能对进料土壤加热、 照射， 通过高温和强光双重作用对土壤中的害虫、 致病菌和杂草种子 等进行杀灭， 土壤中的有机污染物在高温和搅拌作用下逸出， 经排气管20排出装置外， 经过 灭杀处理后的高温土壤24进入到回热槽16中。 0019 参见附图3、 4、 5， 上述方案中所述的槽式聚光器6可以为对称多曲面结构， 即两侧 和底面均为抛物反射面， 可以设计为对称单一抛物反射面结构。 说 明 书 2/3 页 4 CN 205。
17、409301 U 4 0020 参见附图3， 当槽式聚光器6采用对称多曲面结构时， 其光路图运行原理如下： 0021 沿对称轴入射的太阳光线入射到槽式聚光器6右边抛物反射面上， 经抛物反射面 内表面反射汇聚到焦点f1上， 其中光线分别为照射到抛物反射面边缘的光线， 在这两条光 线汇聚的方向放置玻璃真空管14， 抛物反射面上的入射光线由于被玻璃真空管14遮挡， 而 全部汇聚到玻璃真空管14中， 同理， 呈轴对称的左边抛物反射面上的入射光线也汇聚到玻 璃真空管14中， 入射到下边的抛物反射面上的光线在向焦点f3汇聚过程中受到玻璃真空管 14的遮挡， 也将会汇聚到玻璃真空管14中。 0022 更优的。
18、， 可以在回热槽16的下方设有一个三角形隔热板18； 位于回热槽16下方的 三角形隔热板18可以延缓高温土壤24的下滑速度， 减少高温土壤24的热量散失。 0023 更优的， 在装置的整体布局上将土壤传输槽17与回热槽16上下排列布置， 土壤传 输槽17中的进料土壤23通过回热槽16与处理后的高温土壤24进行换热， 实现对进料土壤23 的预热和高温土壤的回热。 0024 更优的， 为了增大高温土壤24的换热能效， 可将回热槽16的结构设计为弧形， 增大 表面换热面积， 更好的实现对进料土壤23的预热； 相应的， 与所述回热槽16贴合的推进板2 一侧也要设计为弧形边。 0025 更优的， 为了增强对光热的吸收， 可以将螺旋输送叶片13喷涂成黑色， 黑色能够更 好地吸收热量且不会对光线进行反射。 说 明 书 3/3 页 5 CN 205409301 U 5 图1 图2 说 明 书 附 图 1/3 页 6 CN 205409301 U 6 图3 图4 说 明 书 附 图 2/3 页 7 CN 205409301 U 7 图5 说 明 书 附 图 3/3 页 8 CN 205409301 U 8 。