一种农作物收割与秸秆堆腐一体装置及其方法

本发明涉及秸秆堆腐，具体是一种农作物收割与秸秆堆腐一体装置及其方法。

背景技术：

1、秸秆直接还田是我国粮食作物收割时的惯用方式，它既省时省力，又能改变土壤结构、提高土壤肥力，促进作物增产，但是在稻田生态系统中，秸秆直接还田会导致大量温室气体甲烷的排放，不仅加剧全球气候变暖，也不利于国家碳达峰碳中和战略目标的顺利实现。

2、甲烷是严格厌氧条件下微生物作用于有机物质的最终产物，已有研究结果表明，秸秆集中堆积腐熟一段时间后，秸秆当中的易分解碳含量明显降低，这就意味着秸秆堆腐后再还田相对于直接还田将显著减少稻田甲烷排放，但常规堆腐周期长，且堆腐一段时间后秸秆的各个位置处的易分解碳含量不同，如此便会影响后续的还田效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为了解决堆腐周期长的问题，提供一种农作物收割与秸秆堆腐一体装置及其方法。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种农作物收割与秸秆堆腐一体装置，包括腐熟罐，所述腐熟罐的外壁安装有喷液管，所述喷液管的顶端安装有溶剂储存罐，所述腐熟罐远离溶剂储存罐的一侧安装有粉碎机，所述粉碎机的顶端连接有收割机秸秆排放管，所述腐熟罐的内壁安装有锥形隔板，所述腐熟罐的内部设置有位于锥形隔板上方的混料腔，所述腐熟罐的内部设置有位于锥形隔板下方的置物腔，所述锥形隔板的内侧设置有旋转翻料件，所述腐熟罐的顶部设置有延伸至混料腔内侧的连接管，所述腐熟罐的外壁安装有与粉碎机、溶剂储存罐交错排列的侧连板，所述侧连板远离腐熟罐的一端顶部设置有贯穿至侧连板底部的排料管，所述排料管的外壁套接有位于侧连板下方的套块，所述套块上设置有集料单元，所述排料管的顶部设置有与连接管相连的延长管，所述腐熟罐的顶部设置有与连接管、套块相连的断连单元。

3、作为本发明再进一步的方案：所述旋转翻料件包括有转动连接于锥形隔板内侧的集料斗，所述置物腔的内部设置有位于集料斗下方的定位锥齿轮，所述集料斗的底部设置有贯穿至混料腔内的送料管，所述送料管的内部通过转轴转动连接有送料杆，所述送料杆的底端设置有位于送料管下方且与定位锥齿轮相啮合的传动锥齿轮，所述集料斗的底部外侧安装有齿轮环，所述置物腔的内部设置有位于定位锥齿轮一侧的电机，所述电机的输出端连接有与齿轮环相啮合的直齿轮。

4、作为本发明再进一步的方案：所述锥形隔板与集料斗顶部的倾斜角度相等，所述送料管相对腐熟罐呈倾斜状态。

5、作为本发明再进一步的方案：所述集料单元包括有插接于侧连板远离腐熟罐一端的l型插杆，所述套块远离腐熟罐的一侧安装有延伸至侧连板上方的棘齿条，所述l型插杆靠近排料管的一端通过转轴转动连接有与棘齿条相啮合的棘爪，棘爪与l型插杆连接的转轴外侧通过卡槽卡接有扭力弹簧，所述套块的两端通过轴承转动连接有螺纹杆，所述套块的顶部安装有导向轴，所述套块的底部固定有定位夹板，所述螺纹杆上套接有与导向轴滑动连接的活动夹板，所述套块的顶部设置有与侧连板底部相连且位于排料管外侧的第一复位弹簧，所述排料管的底端安装有矩形连接套，所述矩形连接套的内部插接有延伸至矩形连接套外侧的挡板，所述挡板远离矩形连接套的一端安装有t型板，所述t型板靠近矩形连接套的一侧设置有与矩形连接套相连的第二伸缩弹簧，所述t型板远离矩形连接套的一侧通过轴承转动连接有第二转辊，所述套块的底部设置有位于定位夹板与第二转辊之间的第二斜压杆。

6、作为本发明再进一步的方案：所述第二斜压杆远离矩形连接套一侧的水平高度低于第二斜压杆靠近矩形连接套一侧的水平高度。

7、作为本发明再进一步的方案：所述挡板的长度、宽度均大于排料管的直径，所述矩形连接套顶部截面的宽度、长度大于排料管的外壁直径。

8、作为本发明再进一步的方案：所述断连单元包括有安装于腐熟罐顶部且位于连接管一侧的限位导向板，所述限位导向板远离连接管的一侧插接有贯穿至限位导向板靠近连接管一侧的插板，所述腐熟罐的顶部安装有位于连接管两侧的定位杆，所述连接管的外侧通过轴承转动连接有套接于定位杆外侧的套环，所述插板靠近连接管的一端连接有与腐熟罐顶部相连的第一伸缩弹簧，所述插板靠近连接管的一端安装有位于第一伸缩弹簧两侧的斜连轨，所述连接管的外侧设置有位于斜连轨内侧的压销，所述连接管的底端设置有位于送料管上方的卡接罩，所述卡接罩的外壁安装有与送料管顶部外壁相连的限位伸缩杆，所述插板的顶部开设有贯穿插板底部的销孔，所述插板远离连接管的一端通过轴承转动连接有第一转辊，所述侧连板靠近腐熟罐的一端顶部插接有插销，所述插销的底部设置有与侧连板相连的第二复位弹簧，所述插销的底部连接有矩形插杆，所述套块靠近腐熟罐的一侧设置有套接于矩形插杆上的按压套板，所述套块的顶部安装有位于第一转辊下方的第一斜压杆。

9、作为本发明再进一步的方案：所述插销与销孔的直径大小相等，所述插销的顶部通过轴承转动连接有滚珠。

10、作为本发明再进一步的方案：所述第一斜压杆靠近套块一侧的水平高度大于第一斜压杆远离套块一侧的水平高度，所述斜连轨靠近插板的水平高度低于斜连轨远离插板的水平高度，所述卡接罩内壁直径与送料管顶部的外壁直径大小相等。

11、本发明还公开了一种农作物收割与秸秆堆腐方法，采用上述一种农作物收割与秸秆堆腐一体装置，包括以下步骤：

12、s1：在先根据秸秆的碳氮比调配好腐秆剂、水和氮素混合溶液，之后将混合溶液倒入溶剂储存罐内；

13、s2：然后随着作物的收割，产生的秸秆便会通过收割机秸秆排放管进入粉碎机进行粉碎，通过粉碎机粉碎至一定长度的秸秆落入混料腔内；

14、s3：打开喷液管并启动旋转翻料件，溶剂储存罐内部的腐秆剂、水和氮素混合溶液通过喷液管喷入混料腔内，同时通过旋转翻料件的运作对混料腔内粉碎后的秸秆和腐秆剂、水和氮素混合溶液进行混合；

15、s4：之后将透气包装袋通过集料单元套设于排料管的外侧，在此过程中通过断连单元将与混料腔内部相连，使得混料腔内混合后的秸秆通过延长管、排料管排入包装袋内；

16、s5：之后将打包后的秸秆放置在田间熟化，熟化一定时间后的秸秆在水稻移栽前再翻耕还田。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、1、通过设置旋转翻料件，通过电机的转动来使送料管对粉碎后的秸秆与腐秆剂、水和氮素混合溶液进行搅拌，在此过程中传动锥齿轮沿着定位锥齿轮进行自转，如此便可使得送料杆相对送料管进行转动，同时混料腔内秸秆与混合溶液的混合物会在送料管旋转以及自身重力的作用下落入送料管的底部，当混合物落入送料管内时通过送料杆的转动便可使得混合物在送料杆的作用下从送料管的顶部排出，以此来提高秸秆与混合溶液的混合效率，同时使得秸秆与混合溶液充分混合，通过混合溶液作用在粉碎后的秸秆上来减短堆腐周期；

19、2、通过设置集料单元，当透气包装袋套设于排料管的外侧后，随着混合物落入包装袋内，套块底部所承受的重力增加，此时套块相对排料管进行下移，同时对第一复位弹簧进行拉伸，在此过程中棘爪对棘齿条进行单向限位，如此便可使得混料腔内部的混合物平稳的落入包装袋内，使得混合物填满包装袋，当套块带动第二斜压杆移至第二转辊一侧的，第二斜压杆便会通过斜面对第二转辊进行挤压，此时挡板便会对排料管进行遮挡，之后便可取下填满混合物的包装袋，以此来防止包装袋内的填充物过多而导致无法对包装袋进行封口，同时也防止了包装袋内的混合物过少而影响后续混合物的堆放效果，从而进一步的提高了秸秆的堆腐效果；

20、3、通过设置断连单元，当套块在第一复位弹簧的作用下相对排料管进行上移时，第一斜压杆会随着套块的上移使得第一斜压杆通过斜面对第一转辊进行挤压，使得插板向着连接管进行移动，此时斜连轨通过对压销的挤压来使套环带动连接管进行下移，以此来使卡接罩扣在送料管的顶部，此时送料管内部的混合物便会通过卡接罩进入连接管内，之后通过排料连管进入排料管内，随着插板的移动，当销孔与插销对齐时插销便会在第二复位弹簧弹性复原力的作用下扣入销孔内，以此来对销孔进行限位，提高卡接罩与送料管顶部连接的稳定性，当套块移至最低处时按压套板便会对矩形插杆的底部进行按压，使得插销与销孔分离，此时插板便会在第一伸缩弹簧的作用下复原，如此便可使得送料管与卡接罩的分离，从而防止送料管内部的混合物进入连接管内，从而对进入包装袋内混合物的量进行控制。