高温链式接触型换热供气式火焰灭活设备的制作方法

本发明涉及灭活设备，尤其涉及一种高温链式接触型换热供气式火焰灭活设备。

背景技术：

1、土壤中病原微生物的积累会引起连作障碍的发生，导致作物产量和品质下降，在作物栽培过程中广泛存在。土传病害是一类危害性极大的植物病害，常常造成植株成片死亡。引起土传病害的病原生物种类很多，包括真菌、细菌、线虫、病毒等，其中以真菌为主。如何进行土壤消毒、克服连作障碍是一项亟待解决的世界性难题，目前预防措施技术主要有农艺措施、化学方法、物理方法、生物技术和综合防治等技术方法。物理方法通常利用中高温度杀灭病原生物，主要有蒸汽消毒、火焰消毒、电消毒、微波消毒等方式，火焰消毒是利用火焰高温使生物体内的蛋白质发生不可逆的变性，从而达到杀死细胞和机体的目的。

2、现有技术中cn116569684b公开一种秸秆还田强制储温式土壤火焰瞬时灭活装备，该专利中包括卧式旋耕装置、火焰喷射装置和位于火焰喷射装置的后侧下方设置有灭活杀虫罩，火焰喷射装置采用液化瓶对火焰喷头进行供气，实现火焰高温灭活；卧式旋耕装置旋耕作业时，向后抛撒的土壤向后运动落入至火焰灭活腔内，且向后抛撒的土壤形成有向后运动的火焰后推气流，火焰后推气流推动火焰灭活腔内的火焰朝向后侧的强制高温腔方向扩散运动；灭活杀虫罩设计成一种扁平结构，使得火焰灭活所产生的高温热量在内部累积，可以提供温度持久高温环境，可以充分的对土壤进行高温杀虫处理。上述专利为本技术申请人的在先申请专利，该设备生产后进行了大田试验，存在以下技术问题：

3、一、经过田间试验表明，当机具选择0-1km/h低速作业条件下，通过灭活杀虫罩的物理保温方式可实现短时间内土壤温度升至600℃，达到较好的灭菌效果，然而当机具选择3-5km/h正常速度作业条件下，短时间内土壤温度可以升到200℃，但是由于机具运动速度较快，土壤受热面积少和受热时间短，无法达到灭菌需求，导致灭活效果变差；同时由于火焰直接给土壤进行加热灭活是一种非接触的方式，其受风场影响较大，并且卧式旋耕机的反旋作业时，反旋操作会使周围空气产生较大扰动，形成复杂的气流运动，导致风场分布不均匀，风场在不同位置的速度和方向可能会有所差异，这导致空气与火焰接触时间非恒定状态，导致空气中热风温度非恒定状态，进而热风对土壤加热过程不是处于稳定状态；并且，该专利中为了满足氧气供应量，在火焰导流顶板与火焰喷射装置之间增设供气通道，该供气通道可以保证充足的空气进入，直接接触到火焰喷射装置，进氧量充足，但是空气经过供气通道进入至灭活杀虫罩内部后，直接接触到喷射出的火焰表面，其与反旋所造成的气流扰动相互影响、相互作用，使得灭活杀虫罩的内部形成一种非稳态加热状态，其灭菌效果无法达到最佳，无法保证土壤加热处于稳定状态。

4、二、田间试验时表明，由该供气通道处会流失大量的热，不仅会降低灭活杀虫罩的储温效果，同时热量上移快速传递至液化瓶，使得液化瓶处于高温环境，液化瓶温度高达100℃以上，当液化瓶低流量作业时，液化瓶1min左右即可达到100℃，一般作业半小时需停机一次，每次停机5-10min，极大的影响作业效率；但是采用此种液化瓶进行供气还存在缺点，当液化瓶高流量作业时，由于汽化过快，液化瓶过快吸热，温度急剧下降，一般在0℃左右，易发生瓶底表面结霜现象，影响燃料汽化，无法实现燃气充分使用，一般作业半小时需停机一次，每次停机时间5-10分钟；因此现有技术中的设备无法同时解决低流量液化瓶表面高温、高流量汽化过快表面结霜等情况。

5、机具实际作业时，需要根据田间草害情况、土壤情况等因素进行经验性的判断，来选择低速作业或正常速度作业以及液化瓶高流量作业或低流量作业，当正常速度作业时，液化瓶需调节至高流量作业，此状态下结合上述描述可知，其不仅存在液化瓶汽化过快结霜的问题，而且还存在土壤受热面积少和受热时间短等问题，导致机具在正常速度作业，无法实现高效灭活与高质量灭活，当低速作业时，液化瓶可以根据需要选择高流量作业或低流量作业，当低流量作业时，液化瓶温度过高，会出现压力剧增爆炸等情况，使用不安全，也需要间歇停机处理，无法实现高效灭活。

技术实现思路

1、针对以上技术问题，本技术对现有技术中的火焰瞬时灭活装备进行改进，提供一种高温链式接触型换热供气式火焰灭活设备，用于同时满足正常速度作业与下低速作业的高流量和低流量作业需求，同时兼顾高效作业与高质量灭活。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：高温链式接触型换热供气式火焰灭活设备，包括机架，所述机架上设置有反旋旋耕装置、位于所述反旋旋耕装置后侧上方的火焰喷射装置、位于所述火焰喷射装置后侧的灭活杀虫罩，所述机架上还设有为所述火焰喷射装置进行供气的液化供气系统，

3、所述灭活杀虫罩为前端、下端敞开且顶端与土壤表面平行的罩体结构，所述灭活杀虫罩的顶端、两侧端以及后端围合形成半封闭式的高温灭活腔，所述灭活杀虫罩的后端摆动连接有泄压板，所述灭活杀虫罩的高度与所述火焰喷射装置底端的火焰喷射口的高度对应，且均位于所述反旋旋耕装置中部靠上位置，所述火焰喷射装置的火焰喷射口向后方倾斜朝向所述高温灭活腔的前部喷射；

4、所述液化供气系统位于所述反旋旋耕装置、所述火焰喷射装置的上方，且靠近所述火焰喷射装置一侧，所述反旋旋耕装置的上方设有旋耕挡土罩，所述反旋旋耕装置与所述火焰喷射装置之间设有喷头防堵罩，所述火焰喷射装置的火焰喷射口上方对应还设有喷头挡火罩，所述旋耕挡土罩、所述喷头防堵罩、所述喷头挡火罩、所述灭活杀虫罩依次首尾衔接构成热量阻挡板，所述热量阻挡板将火焰产生的大部分高温热量阻隔在所述热量阻挡板下方，使少部分热量传递至所述液化供气系统，所述热量阻挡板的整体宽度与所述灭活杀虫罩的宽度对应；

5、所述灭活杀虫罩内前部下方处设有导热链组，所述导热链组包括孔链安装板，所述孔链安装板的两端通过安装板摆臂浮动安装在所述灭活杀虫罩内，所述孔链安装板上间隔设有若干导热孔链，若干所述导热孔链沿所述灭活杀虫罩的宽度方向布置，所述导热孔链的前端安装在所述孔链安装板上，所述导热孔链垂落接触在土壤表面，所述导热孔链位于所述火焰喷射装置后下方的火焰喷射区，所述导热孔链前端与所述反旋旋耕装置之间的距离大于所述导热孔链的长度；

6、机具作业时，所述火焰喷射装置朝向后下方火焰喷射区进行火焰喷射，所述反旋旋耕装置向后抛撒土壤，土壤向后运动至所述火焰喷射区内进行一次抛撒火焰灭活，且火焰透过土壤朝向后下方喷射，对后下方土壤表面进行二次表面火焰灭活，同时对所述导热孔链进行加热，加热后的导热孔链随机具前进被拖拽，扰动、切入至土壤表层，对接触的土壤进行三次接触高温灭活，灭活过程中，在所述灭活杀虫罩内累积的高温热量形成高温灭活环境，对表层土壤进行四次表面高温灭活；

7、所述液化供气系统包括换热冷却装置和安装在所述换热冷却装置内的多个液化罐，多个所述液化罐的出气端连通至所述火焰喷射装置上，为所述火焰喷射装置供气，所述换热冷却装置横向设置与所述热量阻挡板的宽度对应；所述换热冷却装置包括换热水箱，所述换热水箱内装载有换热冷却水，所述换热水箱的顶端设有液化罐开口，所述液化罐的底端通过液化罐开口置于所述换热水箱的内部，所述液化罐的底部1/3的部分均浸入所述换热冷却水的液面以下；机具作业时，所述热量阻挡板将火焰产生的大部分热量阻挡在下方，少部分热量穿过所述热量阻挡板传递至所述换热水箱内，被所述换热冷却水吸收，减少传递至所述液化罐表面的热量，多个所述液化罐同时放气汽化时，吸收所述换热冷却水的热量达到升温目的。

8、作为优选的技术方案，所述安装板摆臂包括水平摆臂，所述水平摆臂的前端铰接在所述灭活杀虫罩上，所述水平摆臂的后端连接有竖直摆臂，所述孔链安装板连接在所述竖直摆臂的底端，所述水平摆臂与所述竖直摆臂的拐角处设有限位挡柱，所述限位挡柱固定在所述灭活杀虫罩上限位支撑所述安装板摆臂。

9、作为优选的技术方案，所述孔链安装板为l型安装板，所述l型安装板的立板向后倾斜、底板向下倾斜均作为迎土面，所述l型安装板的表面间隔布置有若干链条隔板，所述导热孔链为表面光滑的大孔铁链，相连两所述链条隔板之间布置一所述大孔铁链，左右两所述安装板摆臂之间连接有长销轴，各所述大孔铁链分别套装在所述长销轴外，所述长销轴穿过各所述链条隔板。

10、作为优选的技术方案，所述火焰喷射装置包括与所述液化供气系统出气端连通的供气管路，所述供气管路上依次连接有若干供气支管，各所述供气支管的出气端连接有火焰喷头，多个所述火焰喷头沿所述热量阻挡板的宽度方向依次布置。

11、作为优选的技术方案，多个所述液化罐沿所述换热冷却装置的宽度方向依次排布，多个所述液化罐的出气口处分别连接有出气支管，多个所述出气支管连通至同一出气管路上，所述出气管路的出气口处连接有氧气终端箱，所述氧气终端箱的出气口连接至所述供气管路上。

12、作为优选的技术方案，所述换热水箱为底端封闭、顶端敞开的槽式水箱，所述槽式水箱的内部通过水箱隔板分隔有多个液化罐容置区，所述水箱隔板的底端表面设有连通相邻所述液化罐容置区的连通孔，每个所述液化罐容置区内对应设有一所述液化罐，所述槽式水箱的顶端设有防溢橡胶层，所述液化罐开口设于所述防溢橡胶层表面。

13、作为优选的技术方案，所述槽式水箱的上方设有液化罐框架，所述液化罐的上方置于所述液化罐框架内，所述液化罐框架外设有液化罐遮挡板，所述液化罐顶端扣合有可开启的液化罐顶罩。

14、作为优选的技术方案，所述旋耕挡土罩、所述喷头防堵罩、所述喷头挡火罩、所述灭活杀虫罩均为金属材质，所述灭活杀虫罩外表面铺设一层保温层。

15、作为优选的技术方案，所述喷头挡火罩的表面布置有若干喷头安装孔，所述火焰喷头的底部穿过所述喷头安装孔伸入至所述喷头挡火罩的下方，所述火焰喷头的顶部设有补氧孔，所述喷头挡火罩的一端固定在所述喷头防堵罩上，所述喷头挡火罩的另一端延伸至所述灭活杀虫罩前端的下部且与所述灭活杀虫罩接触。

16、由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

17、一、当随着机具前进时，首先所述孔链安装板会接触到土壤，将经过的土壤首先抚平，且由于所述安装板摆臂可以向后上方摆动，所述孔链安装板也具有较好仿形、越障效果，而所述导热孔链随着机具前进过程中，被拖拽向前扰动土壤，切入至土壤表层起到翻土作用，同时所述导热孔链切入至松软的土壤表层，增加铁链与土壤之间的加热灭活接触面积，且铁链边翻土边加热，不仅可使得土壤表层受热均匀，而且翻土过程中，还会使得表层土壤均能被所述导热孔链加热到，并且喷射的火焰也可以对裸露在表层的土壤进行火焰喷射，其可以有效提高火焰与土壤之间的火焰灭活接触面积，此种直接与土壤接触的灭活方式，可以弥补风场所带来的影响，进一步地保证灭活效果；最为关键的是，由于所述导热孔链具有一定长度，其可以增加与土壤之间的接触时间，用于弥补机具正常速度作用下火焰与土壤之间接触时间短的缺陷，所述导热孔链切入土壤过程中，通过接触方式进行加热灭活，达到增加灭活面积和灭活时间，可较好的满足机具正常速度下的灭活需求。现有技术中火焰喷头之间具有间距，以及来自前方反旋旋耕装置所造成的气流影响，其对应幅宽内的土壤很难保证均衡灭活效果，但是由于若干所述导热孔链可以将对应幅宽下的土壤宽度全部翻土、高温灭活，通过增设所述导热孔链，可以保证对应幅宽下的土壤均衡灭活。

18、二、机具作业时，所述热量阻挡板将火焰产生的大部分热量阻挡在下方，少部分热量穿过所述热量阻挡板传递至所述换热水箱内，被所述换热冷却水吸收，减少传递至所述液化罐表面的热量，可以避免热量传递至所述液化罐上造成液化罐的高温爆炸，并且在高流量作业时，多个所述液化罐同时放气汽化时，可以吸收所述换热冷却水的热量达到升温目的。所述换热水箱作为中间媒介，其与所述热量阻挡板配合使用，用于同时实现液化瓶防高温爆炸与防汽化结霜的目的，达到机具不停机的可持续作业。

19、三、本设备中所述热量阻挡板与所述导热链组配合使用，当仅有所述导热链组而供气通道未封闭时，此时即使所述导热链组可以增加土壤灭活时间、土壤接触时间，但是由于热量会通过未封闭的通道排出，其灭活杀虫罩内的温度散失快，一方面灭活效果变差，另一方面会使得液化瓶温度较好；当仅有热量阻挡板而未设置导热链组时，此时虽然可以减少热量散失，但是当机具正常速度作业时，但是由于运行速度较快，存在土壤受热面积少和受热时间短等问题，导致无法实现高效灭活与高质量灭活；因此，所述热量阻挡板与所述导热链组需配合使用，两者配合使用，可同时实现高效灭活与高质量灭活，还可避免热量散失造成液化瓶高温。

20、四、本设备中所述热量阻挡板与所述散热水箱配合使用，当仅有热量阻挡板而未设置散热水箱时，此时液化瓶的表面温度会降低，但是当液化瓶高流量作业时，由于汽化过快，易发生瓶底表面结霜现象，导致燃气利用率变低，需停机处理，导致机具的灭活效率降低；因此，所述热量阻挡板与所述散热水箱需配合使用，两者配合使用，可同时解决液化瓶表面高温、高流量汽化过快表面结霜等情况。