小型有机液肥施肥机的设计

前言

能源是人类社会进步和经济发展的重要物质基础，也是人们从事生产活动中的重要基础，在城市化、工业化、农业现代化等诸多方面，都起着决定性的作用，沼气工程能利用排泄物、秸秆、餐厨垃圾等废弃物生产沼气等清洁能源，变废为宝，对于我国的能源需求、农村生态环境和农业循环经济发展模式都有重要的作用。但是，沼气工程还产生大量的沼液沼渣，如果不将其合理处理将导致二次污染。于此同时，沼液沼渣也是一种很好的有机液肥，能够有效改善土壤生态环境、提供土壤肥力状况、提高农产品的品质等。

沼液沼渣等有机液肥不同于传统的液态肥，它具有较高的粘度同时可挥发产生污染性气体，因此需设计一种既具有防堵功能又具有减少挥发的施肥机。

本设计设计出有机液肥田间施肥机械，该施肥机械可以一次性完成开沟、施肥、起垄、镇压等作业。同时对该施肥机械的主要部件的设计原理、功用等做了分析。首先分别设计出主机架、行走装置、施肥装置、起垄装置、镇压装置以及防堵分配器等主要工作部件。在设计防堵分配器时首先需要设计出一种合理的防堵机构，本文中通过防堵叶片对分管进行间歇性封堵，防止固态杂质蓄积造成堵塞。

关键词：沼液沼渣；有机液肥；施肥机；防堵分配器；液肥箱

目录

1引言 (1)

1.1 目的与意义 (1)

1.2国内外研究概况 (3)

1.3研究内容与方法 (5)

2 技术方案 (5)

2.1 设计要求 (5)

2.2 结构组成 (5)

2.3 工作原理 (6)

3 零部件与总成设计 (6)

3.1 施肥机机架 (6)

3.2 限深轮 (7)

3.3 施肥铲 (8)

3.4 起垄器 (9)

3.5 镇压装置 (10)

4 防堵分配器的研究 (12)

4.1 功能分析 (12)

4.2 基本结构与工作原理 (13)

4.3 机构设计 (15)

结论 (24)

致谢 (25)

参考文献 (26)

1引言

1.1 目的与意义

我国农业资源丰富，每年会产生大量的生物质废弃物，农业秸秆每年生产量超过600万吨，其中可以视为能源用途的约350万吨，且农村普遍存在“五乱”现象[1]。近年我国能源分布不均衡，煤炭运输紧张；能源生产与消费结构矛盾突出；能源消耗产业结构不合理，工业部门所占比重偏高；结构性污染等问题。传统的化石能源已经造成严重的环境污染和生态失衡，因此，切实解决能源危机和环境保护两大问题迫在眉睫。为缓解能源需求的压力，兼顾经济增长和环境保护、能源格局的更新，开发无污染、可再生的新能源与能源转化技术是科技界的当务之急。

有机液肥具有混合均匀、配方容易调整、可添加其他农用化学品、生产成本低、能耗低等许多优点，因此已经有许多国家开始通过农作物灌溉系统对有机液肥进行使用[2]。在北美有机液肥消费量在国际上达到第一，西欧达到第二。

沼液沼渣常规工艺发酵的营养成份见表1-1、表1-2所示

表1-1 沼液营养物质含量

代号Ph 全氮全磷全钾

水溶性

氮

水溶性

磷

水溶性

钾Ca Mg Fe Mn

(㎎∕L)

1 7.67 552.3 76.3 813.5 411.6 25.5 783.9 167.4 27.8 10.4 1

2 8.0

3 142.8 114.5 361.5 135.3 6.9

4 327.2 128.1 29.3 13 0.4

3 8.6 160.7 71.5 361.5 139.5 5.22 327.2 140.

4 29.8 41.7 0.7

4 8.14 362 111.8 873.7 344.4 19.8 826.1 90.1 28.6 3.8 0.45

5 7.62 379.9 31.

6 1114.

7 342.2 29 1035.2 64.1 26.1 11.3 0.3

6 7.45 704.

7 146.1 780.1 625.3 12.9 474.5 204.4 11.6 0.9 2.52

7 7.14 286.1 140.4 262.7 226.8 79.7 226 72.2 33.4 2.9 1.28

8 7.2 543 164.4 506.2 376.8 27.5 504.7 116.7 32.8 2.24 0.6

9 7.58 616.3 107 485.9 471.8 39.8 451.9 87.4 36.7 2.55 0.24

10 7.61 751.2 188 688.7 675 84 632.7 49.3 35.1 4 0.52

表1-2 沼渣营养物质含量

据检测，通常农户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％，含钾比沼液沼渣低80％～90％，作物利用率比沼液沼渣低10％～20％，数据表明，沼液沼渣作为肥料应用极具价值。

随着沼气工业的迅速发展，沼气的加工和利用成为迫切需要解决的问题。如果沼液沼渣处理不当，对沼气工程正常运行造成影响的同时，还会形二次污染[4]

。当今多数选用湿法厌氧发酵的沼气工程都以畜禽粪便混入些许秸秆为原料,该原料在厌氧发酵过程中所产生气体的主要成分份CH4和CO2，剩余营养成分包括N 、P 、K 及各种矿质均未损坏。而且微生物孕育繁殖、新陈代谢和分解均会释放出许多有机、无机酸盐等可溶性产品。同时大量繁殖的细菌死亡后释放出各种生物活性物质，包括生长素、维生素、核苷酸等。所以经厌氧发酵后的沼液沼渣的植物营养有增无减。

本设计根据一般沼气工程对沼液沼渣的处置、和生态农业经济对有机液肥利用的需要，研发出一种有机液肥施肥机械，该机械可实现五垄同时施肥，具有有机液肥田间深松、暗罐、起垄和镇压等多项功能，使田间施肥作业更加省时、高效。该代号

Ph

有机质 全氮 全磷 全钾

有效氮 有效磷 有效钾 Ca Mg Fe Mn (ɡ∕㎏)

(㎎∕㎏) 1

8.01 64.3 3.48 9.85 7.12 358.3 918 690.3 14078.6 869.4 845.4 797.1 2

7.63 154.4 2.31 6.53 2.36 355.3 737.5 469.6 7920 576.7 713.9 239.2 3

6.62 60.9 3.85 5.57

7.99 329.7 266.1 1250.9 7403.5 634.5 590.9 322 4

7.31 50.6 2.42 8.29 6.92 584.9 507.3 1400.2 8594.1 617.9 583.3 329.3 5

7.82 97.4 2.99 11.5 2.71 358.3 795 977 8544.3 550.9 642.2 364.1 6

7.89 56.2 2.91 3 2.86 432.6 1134.6 762.1 2221.6 650.3 455.6 64.7 7

7.83 157.6 3.33 7.37 1.25 792.5 1999.2 621.2 22573.4 1603.9 1178.3 416.8 8

7.87 162.7 4 6.16 1.29 615.4 1914.3 676.2 5925.6 1266.3 869.7 94.7 9 7.88 122.2 4.53 6.99 1.43 851.4 2114 672.3 6022.2 926.3 788.2 84 10 7.89 109.8 4.78 7.76 1.39 769.4 1934.2 676.4 10594 709.3 872.3 466.5