一种日光温室风力自动除雪设备与方法

文档序号:9782250阅读:879来源:国知局
一种日光温室风力自动除雪设备与方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于日光温室除雪设备技术领域,特别涉及一种日光温室风力自动除雪设 备与方法。
【背景技术】
[0002] 日光温室是一种具有中国特色的一面坡温室型式,是我国北方地区越冬生产园艺 产品的主要温室型式。日光温室近十年来发展十分迅猛,形成了一定的产业规模。日光温室 的大量发展使我国北方城镇冬春季鲜菜供应状况有了很大改观,同时节约了大量煤炭资 源,减轻了大气污染,缓解了"南菜北运"的运输压力,还提高了土地利用率。与玻璃温室比 较,其还具有重量轻、安装拆卸方便等优点。
[0003] 由于我国北方冬季天气寒冷,温室大棚普遍存在着积雪压棚的情况。屋顶积雪一 方面对温室的透光性和保温性造成很大的影响,导致大量能量浪费,影响植物生长;另一方 面影响温室的总体刚度和强度,带来安全隐患。
[0004] 目前,针对温室除雪主要有4种常规方法:
[0005] (1)机械刮板除雪。从除雪的作业过程来看,除雪机理、技术方法比较成熟,但在具 体的工作过程中,往往受到设施表面状况、雪层厚度、气温高低等条件的限制,除雪过程还 容易损伤温室膜体,从而使得其使用存在很多局限性。
[0006] (2)化学融雪法。一般使用盐或冰雪融剂作为融雪剂,除雪效果较好。但是使用化 学除雪费用较高,对环境和土壤也造成了一定的污染。因此这种方法的使用也受到了一定 的限制。
[0007] (3)光热除雪法。光热融雪法是在温室屋面下方布置几排光热管,通过热传递把温 室屋面的雪除掉。这种方法能耗过大,而且费用较高,不利于普及。
[0008] (4)人工除雪法。人工除雪是以大量的人力投入作为基础,通常是农民将温室屋面 的积雪清扫并运输出去,让其自然融化;或者是农民手持风机进行吹雪、除雪工作。人工清 雪劳动强度大,浪费时间,浪费人力物力。
[0009] 目前,限于技术、经济等多方面的原因,农民仍然大多采用人工除雪的方式,这样 就极大的增加了他们的劳动强度,同时也不是一个很好的解决问题的策略。鉴于此,实际生 产迫切需要一种技术和设备简单、价格低廉、运行稳定可靠的日光温室自动除雪设备与方 法。

【发明内容】

[0010] 针对现有技术不足,本发明提供了一种日光温室风力自动除雪设备与方法。
[0011] 资料显示,一般将雪粒子在风的作用下的运动划分成3类:蠕移、跃移和悬移,如图 1所示。蠕移是当吹过雪源的风速接近临界风速时,积雪表面的雪粒子在雪面上迀回滚动并 向前滑移,即雪粒子在风的作用下由稳定状态发生运动。跃移是雪粒子在雪面上边跳跃边 向前移动的现象。雪粒子跳跃的高度一般在几厘米到几十厘米之间,而总体上跃移层的厚 度主要取决于风速大小及雪粒子的粒径大小。悬移是当风速超过9m/s后,大量雪粒被涡旋 群卷入气流中随风运行,在湍流扩散作用下,悬移的高度从数十厘米到l〇m,甚至高达100m 左右。由于本发明的设计重点在于将正在下落的雪花吹离温室大棚表面,则风机吹雪过程 中,雪的主要运动是悬移,次之为纟需移和跃移。
[0012] -种日光温室风力自动除雪设备,该设备包括风机11、风机运动装置和控制系统;
[0013] 所述风机运动装置包括角钢轨道2、角钢轮3、活动平板6和承载平台9,前后两条平 行的角钢轨道2由钢管4架设在温室后坡,位于保温被和卷帘机后方,并沿温室后坡通长布 置;活动平板6的底侧四角安装角钢轮3,并通过角钢轮3架设在两条角钢轨道2上,承载平台 9架设在活动平板6的上方,左右驱动转轴的一端分别连接在承载平台9的左右两侧,另一端 分别与相应侧的支杆10的上端铰接,左右支杆10的下端分别固定在活动平板6上,对承载平 台9进行支撑,承载平台9的后侧通过伸缩弹簧7与活动平板6连接,前侧搭在偏心轮8上,偏 心轮8通过杆件连接至同步电机15;所述风机11安装在承载平台9上方;
[0014] 控制系统包括电机1、同步电机15和两个限位开关14,电机1安装在活动平板6下 方,通过导线5与风机11相连;同步电机15设于活动平板6上,位于承载平台9下方;两个限位 开关14分别设在角钢轨道2的左右两端。
[0015] 进一步地,该设备还包括与驱动转轴并排的一至多个从动转轴,所述一至多个从 动转轴分布在驱动转轴两侧,其一端连接在承载平台9上,另一端连接在连杆10-1上,所述 驱动转轴的另一端与连杆10-1连接后,与支杆10的上端铰接。
[0016] 所述风机11的出口连接一个扁平式风口 12,所述扁平式风口 12的后部套管与风机 11的出口配合连接。
[0017] 所述扁平式风口 12为渐变扁平型,出口处长500mm,高10mm。
[0018] 所述角钢轨道2采用等边镀锌角钢;所述角钢轮3为V型,表面喷涂橡胶材料防止空 转打滑。
[0019] 所述活动平板6下方设有防风倒钩,防风倒钩平行于角钢轨道2,其下部的弯钩与 角钢轨道2相配合但不接触,当有大风吹动活动平板6时,防风倒钩可以勾住角钢轨道2,避 免大风将活动平板6掀翻。
[0020] 所述承载平台9上设有风机安装座13,三个风机安装座13形成三角形,后侧的一个 风机安装座13与风机11的把手相匹配,前侧的两个风机安装座13与风机11的搁架尺寸相匹 配;风机11通过与风机安装座13的铆接安装在承载平台9上。
[0021] 支撑角钢轨道2的钢管4间隔排列,使角钢轨道2水平布置,前后两根钢管4之间设 有支撑以加强钢管4的稳定性。
[0022] 风机11的水平运动参数设计包括0.2m/s、0.5m/s、1. Om/s三个移动速度。
[0023]所述角钢轨道2下方加设滑轨,电机导线5铺设在滑轨上,以使导线5能够跟随电机 1移动。
[0024] 一种日光温室的屋面由直线段和曲线段组成,屋面总宽度L1 = 8.00m;其界面函数 关系符合式1:
[0025]
[0026] 后坡仰角为42°,后坡宽度L2 = 1.00~1.50m,屋面与后坡相接处为屋面最高点c, 高度为3.50m,前侧角钢轨道2架设于后坡上,后侧角钢轨道2架设于后坡与后墙相接处,取 人位于底脚进行人工扫雪的水平范围最大为x = 2.00m,则风力覆盖范围第一极限点坐标即 为(2,1.618· 2°·371),风力覆盖范围第二极限点坐标为屋面与后坡相接处,为(8,3.50),可 得:
[0027] 风机11的架设高度Η=4·61~4.81m;
[0028] 风机11的摆动角度Θ = 44 · 6°~31 · 4°。
[0029]所述风机11的摆动周期选定为12s,根据44.6°~31.4°算出摆动角速度的取值范 围为 5.2°/s ~7.4°/s。
[0030] 上述日光温室自动除雪设备进行除雪的方法,风机11在角钢轨道2上的运动由电 机1配以一个启动/停止按钮总开关和角钢轨道2两端的限位开关14进行控制,当按下启动/ 停止按钮后,电机1正转,活动平板6开始在角钢轨道2上正向运行,当活动平板6触碰角钢轨 道2端部的限位开关14后电机1反转,带动活动平板6反向运动,从而实现风机11在角钢轨道 2上的来回往复运动;同时,同步电机15带动杆件旋转,杆件端头连接的偏心轮8随之转动, 由于偏心轮8的中心不在旋转点上,使得与偏心轮8接触的承载平台9前端在垂直方向上产 生位移,整个承载平台即呈现绕驱动转轴的摆动运动,从而实现风机11的上下摆动,增大风 力自动除雪的覆盖范围;再次按下启动/停止按钮后,设备停止运行。
[0031] 本发明的有益效果为:
[0032] 1、本发明设计了全新的风力式自动除雪作业方式,较之传统的机械刮棚作业和人 工手持风机除雪,该方式对温室薄膜的损伤大大减小且除雪效率得到提高;设计了自行走 式风机底座,节约劳动力;通过预防落雪、吹走积雪两种方式从根源上预防了积雪压棚的问 题。
[0033] 2、该设备采用了后坡轨道设计,充分利用了后墙面积,增大棚间路面的使用空间; 本设备设计了可拆卸式扁平式风口,接口处设计为纽带连接或螺钉锚固,易于组装、拆卸, 广泛适用多种风机机型;设计了新型的装配式风机底座,可实现多品牌、多型号风机的简易 铆接,减少装置整机费用;
【附图说明】
[0034] 图1为风雪流动的运动形态示意图;
[0035] 图2为日光温室屋面拟合函数说明图;
[0036]图3为活动平板结构示意图;
[0037]图4为支撑平台结构示意图;
[0038]图5为扁平式风口结构示意图;
[0039] 图6为角钢轨道及钢管的架设示意图;
[0040] 图7为角钢轨道及钢管架设在日光温室上的示意图;
[0041 ]图8为导线即滑轨的示意图;
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