移动式秸秆田间焚烧炭化还田一体机

本发明属于农业机械，特别是涉及一种移动式秸秆田间焚烧炭化还田一体机。

背景技术：

1、秸秆是农业生产中的重要副产品，我国每年秸秆产量高达7亿吨左右。秸秆的处理方式直接影响农业生态环境和农业可持续发展。不当的秸秆处理方式，如焚烧、直接还田等，会引起包括病害、虫害、pm2.5、大气污染、影响下一季度耕作等一系列问题。因此，研究一种新型有效的秸秆处理方式，对推动我国农作物秸秆利用具有积极的促进作用。

2、秸秆炭化还田是一种将包括秸秆在内的生物质转换为生物炭，还入土壤的处理方式。秸秆炭化还田具有良好的固碳保墒作用，可有效减少碳排放，具有增加土壤养分、改良土壤ph值、增加土壤有机质含量等优点。目前，已有多种秸秆炭化还田设备和方法被提出，但大多存在以下不足：

3、一是以固定式炭化设备为主，需要秸秆捡拾、运输，炭化后仍需输送返还田地，工序多，效率低；

4、二是现有的移动式炭化设备虽然可以实现原地炭化，减少了运输消耗，但秸秆仍需要捡拾、运输；

5、三是传统的秸秆焚烧还田，秸秆的炭化程度不可控，完全燃烧，不能生成生物炭，达不到炭化还田效果。焚烧过程产生的副产物，如烟尘、焦油、气体等无法处理，造成能源浪费和环境污染；

6、四是现有的秸秆还田技术、秸秆炭化还田方法，不能有效解决地表的病虫草害问题，仍然存在秸秆残留、杂草生长、病菌滋生、虫害传播等隐患。

技术实现思路

1、针对上述存在的技术问题，本发明提供一种移动式秸秆田间焚烧炭化还田一体机。实现秸秆田间直接炭化还田，省去秸秆捡拾、运输等工序，提高效率。且对地表病虫草害隐患问题及产生烟尘等进行处理。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、本发明一种移动式秸秆田间焚烧炭化还田一体机，包括机架、秸秆疏松装置、点火装置、炭化室、烟气处理系统、阻火装置、旋耕还田装置以及镇压辊，所述秸秆疏松装置包括翻草滚筒、二次疏松滚筒，分别设置在机架工作前端及炭化室内偏后部，点火装置位于翻草滚筒后方的机架上，其抛火滚筒位于炭化室内偏前部，阻火装置连接在机架上，其阻火板置于炭化室外壁下方两侧，底端与地表接触，烟气处理系统设置于机架底盘上，其进气管道连接炭化室，旋耕还田装置设置在机架后方，镇压辊连接在旋耕还田装置后方。

4、进一步地，所述秸秆疏松装置还包括分草器和悬挂升降装置；所述分草器设置在翻草滚筒两侧，翻草滚筒通过悬挂升降装置连接机架。

5、进一步地，所述翻草滚筒包括转轴、护板、弹齿轴及弹齿，所述弹齿轴为多个，沿转轴外周轴向均匀设置，在每个弹齿轴上均匀间隔安装有多个弹齿，在弹齿轴上方及工作前方设置有护板，所述护板由连接直板端连接c型板构成，c型板置于工作前端的弹齿轴外周。

6、进一步地，所述点火装置包括抛火滚筒和点火器，所述点火器成排布置，安装在秸秆疏松装置两侧板上，点火器的喷火嘴朝向后上方；抛火滚筒设置在炭化室内部偏前部，通过连杆与炭化室内壁连接，工作时顺时针高速运转，将上层正在燃烧的秸秆向前抛送，保证在点火器点火后，点火器不工作时，仍能持续点燃秸秆。

7、进一步地，所述烟气处理系统包括烟尘分离装置、高压风机以及烟尘过滤装置，烟尘分离装置通过高压风机连接烟尘过滤装置，所述烟尘分离装置包括设置在底盘机架上方的4个旋风分离器,4个旋风分离器连接在一个进气管道上的进气管道连接炭化室；其出烟口通过连接管道连接高压风机，通过风机连接烟尘过滤装置,在每个旋风分离器下方均设置杂质收集筒。

8、进一步地，所述烟尘过滤装置采用抽拉式换芯装置，即滤芯置于具有多个横向排列抽屉的抽拉箱中，每个抽屉中均设置滤芯，抽屉与抽拉箱的箱体外壁接触的位置设置有密封，以防止烟气逸出。

9、进一步地，所述阻火装置包括多个阻火板、升降装置、扭力装置及连板，每个所述阻火板分别通过扭力装置连接连板，连板通过升降装置连接炭化室侧壁，升降装置包括阻火装置升降油缸、升降导轨和升降滑块，所述连板一端通过升降滑块与炭化室侧壁上设置的垂直于地面的升降导轨连接，连板另一端连接扭力装置，阻火装置升降油缸一端连接机架底盘，另一端连接连板，通过阻火装置升降油缸驱动，带动连板沿升降导轨滑动，通过提升连板带动阻火板升降。

10、进一步地，所述连板为一侧开口的c型结构，即连板两端为对称的l型结构，开口侧一端连接升降滑块，另一端通过扭力装置连接阻火板。

11、进一步地，所述连板与阻火板之间采用双l形结构配合连接抱紧，双l形结构之间安装有扭力装置；所述双l形结构是连板与阻火板的连接端均为l型折弯结构，两者扣合形成的空腔内设置扭力装置，所述扭力装置包括两端均连接连板和阻火板的连接杆，其上套置扭簧。

12、进一步地，所述阻火板由多个独立活动板块从工作前端至后端依次压接在连板上构成，呈鱼鳞式叠层排列；工作时根据地表不同的起伏高度进行自动仿形调整，保证活动板块接地端时刻紧贴地面。

13、本发明的有益效果为：

14、1.本发明通过秸秆疏松装置的翻草滚筒疏松秸秆，以利点火与燃烧，通过点火装置点燃，随机器前进，进入面向地表开口的炭化室内燃烧，在炭化室两侧设置有阻火装置，阻止火苗外窜点燃外围秸秆，并防止烟尘外泄，燃烧后产生的烟气经烟气处理系统处理后外排，在机架后方设置旋耕还田装置和镇压辊，使得燃烧后的秸秆通过旋耕还田于土壤，并通过镇压辊压实，保温保墒，未完全燃烧的秸秆利用其自身余热在土层下的缺氧环境中进一步炭化。

15、2.本发明的秸秆疏松装置在翻草滚筒两侧设置分草器，以分开两侧秸秆、杂草，防止窜火。翻草滚筒采用弹齿结构，其上连接升降装置，可以调节秸秆疏松装置的高度，便于捡拾秸秆，在地头转弯、道路行进时，升降秸秆疏松装置。

16、3.本发明的点火装置的点火器成排布置，安装在秸秆疏松装置两侧板上，点火器的喷火嘴朝向后上方，抛火滚筒设置在炭化室内部偏前部，工作时顺时针高速运转，将上层正在燃烧的秸秆向前抛送，保证在点火器点火后，点火器不工作时，仍能持续燃烧点燃秸秆。

17、4.本发明的二次疏松滚筒对秸秆进一步疏松，避免有未烧到的秸秆、草籽等，确保燃烧均匀，受热均匀，更好的杀虫、灭菌。

18、5.本发明的烟气处理系统由烟尘分离装置、高压风机以及烟尘过滤装置构成，烟尘过滤装置采用抽拉式换芯装置，经烟尘分离装置使得大颗粒杂质进入杂质收集筒，小颗粒物质经烟尘过滤装置处理后排出。

19、6.本发明的阻火装置由多个呈鱼鳞式叠层排列的阻火板构成，工作时根据地表不同的起伏高度进行自动仿形调整，保证活动板块接地端时刻紧贴地面。

技术特征：

1.一种移动式秸秆田间焚烧炭化还田一体机，其特征在于：包括机架、秸秆疏松装置、点火装置、炭化室、烟气处理系统、阻火装置、旋耕还田装置以及镇压辊，所述秸秆疏松装置包括翻草滚筒、二次疏松滚筒，分别设置在机架工作前端及炭化室内偏后部，点火装置位于翻草滚筒后方的机架上，其抛火滚筒位于炭化室内偏前部，阻火装置连接在机架上，其阻火板置于炭化室外壁下方两侧，底端与地表接触，烟气处理系统设置于机架底盘上，其进气管道连接炭化室，旋耕还田装置设置在机架后方，镇压辊连接在旋耕还田装置后方。

2.根据权利要求1所述移动式秸秆田间焚烧炭化还田一体机，其特征在于：所述秸秆疏松装置还包括分草器和悬挂升降装置；所述分草器设置在翻草滚筒两侧，翻草滚筒通过悬挂升降装置连接机架。

3.根据权利要求1所述移动式秸秆田间焚烧炭化还田一体机，其特征在于：所述翻草滚筒包括转轴、护板、弹齿轴及弹齿，所述弹齿轴为多个，沿转轴外周轴向均匀设置，在每个弹齿轴上均匀间隔安装有多个弹齿，在弹齿轴上方及工作前方设置有护板，所述护板由连接直板端连接c型板构成，c型板置于工作前端的弹齿轴外周。

4.根据权利要求1所述移动式秸秆田间焚烧炭化还田一体机，其特征在于：所述点火装置包括抛火滚筒和点火器，所述点火器成排布置，安装在秸秆疏松装置两侧板上，点火器的喷火嘴朝向后上方；抛火滚筒设置在炭化室内部偏前部，通过连杆与炭化室内壁连接，工作时顺时针高速运转，将上层正在燃烧的秸秆向前抛送，保证在点火器点火后，点火器不工作时，仍能持续点燃秸秆。

5.根据权利要求1所述移动式秸秆田间焚烧炭化还田一体机，其特征在于：所述烟气处理系统包括烟尘分离装置、高压风机以及烟尘过滤装置，烟尘分离装置通过高压风机连接烟尘过滤装置，所述烟尘分离装置包括设置在底盘机架上方的4个旋风分离器,4个旋风分离器连接在一个进气管道上的进气管道连接炭化室；其出烟口通过连接管道连接高压风机，通过风机连接烟尘过滤装置,在每个旋风分离器下方均设置杂质收集筒。

6.根据权利要求1所述移动式秸秆田间焚烧炭化还田一体机，其特征在于：所述烟尘过滤装置采用抽拉式换芯装置，即滤芯置于具有多个横向排列抽屉的抽拉箱中，每个抽屉中均设置滤芯，抽屉与抽拉箱的箱体外壁接触的位置设置有密封，以防止烟气逸出。

7.根据权利要求1所述移动式秸秆田间焚烧炭化还田一体机，其特征在于：所述阻火装置包括多个阻火板、升降装置、扭力装置及连板，每个所述阻火板分别通过扭力装置连接连板，连板通过升降装置连接炭化室侧壁，升降装置包括阻火装置升降油缸、升降导轨和升降滑块，所述连板一端通过升降滑块与炭化室侧壁上设置的垂直于地面的升降导轨连接，连板另一端连接扭力装置，阻火装置升降油缸一端连接机架底盘，另一端连接连板，通过阻火装置升降油缸驱动，带动连板沿升降导轨滑动，通过提升连板带动阻火板升降。

8.根据权利要求1所述秸秆原地焚烧式炭化还田机，其特征在于：所述连板为一侧开口的c型结构，即连板两端为对称的l型结构，开口侧一端连接升降滑块，另一端通过扭力装置连接阻火板。

9.根据权利要求1或7所述移动式秸秆田间焚烧炭化还田一体机，其特征在于：所述连板与阻火板之间采用双l形结构配合连接抱紧，双l形结构之间安装有扭力装置；所述双l形结构是连板与阻火板的连接端均为l型折弯结构，两者扣合形成的空腔内设置扭力装置，所述扭力装置包括两端均连接连板和阻火板的连接杆，其上套置扭簧。

10.根据权利要求1或7所述移动式秸秆田间焚烧炭化还田一体机，其特征在于：所述阻火板由多个独立活动板块从工作前端至后端依次压接在连板上构成，呈鱼鳞式叠层排列；工作时根据地表不同的起伏高度进行自动仿形调整，保证活动板块接地端时刻紧贴地面。

技术总结一种移动式秸秆田间焚烧炭化还田一体机，属于农业机械技术领域。包括机架、秸秆疏松装置、点火装置、炭化室、烟气处理系统、阻火装置、旋耕还田装置以及镇压辊，所述秸秆疏松装置包括翻草滚筒、二次疏松滚筒，分别设置在机架工作前端及炭化室内偏后部，点火装置位于翻草滚筒后方的机架上，其抛火滚筒位于炭化室内偏前部，阻火装置连接在机架上，其阻火板置于炭化室外壁下方两侧，底端与地表接触，烟气处理系统设置于机架底盘上，其进气管道连接炭化室，旋耕还田装置设置在机架后方，镇压辊连接在旋耕还田装置后方。本发明可以实现秸秆田间直接炭化还田，且对地表病虫草害隐患问题及产生烟尘等进行处理。技术研发人员：辛明金,丁文瑞,孟军,宋玉秋,范文鹏,崔红光,孔爱菊受保护的技术使用者：沈阳农业大学技术研发日：技术公布日：2024/5/12