秸秆精密成型挤压机及育苗基质秸秆板挤压制备方法与流程

本发明涉及一种农作物秸秆精密成型挤压机及利用该挤压机制备育苗基质秸秆板的制备方法，属于农业机械技术领域。

背景技术：

我国农作物秸秆年产量为7亿吨左右，列世界之首。农作物秸秆是宝贵的可再生能源，但是长期以来由于没有经济、高效的利用途径，每年有60％以上秸秆被农户在地里焚烧掉，严重污染了环境。制作秸秆煤和饲料等技术途径也存在成本和工艺等应用瓶颈，所以每年还是出现大量秸秆被焚烧的现象。

我国水稻育苗大部分采用旱育苗作业方式，育苗效果好，在我国推广已30多年。但育苗需要连年大量取土，过去河套、山地、林下地等是主要取土源地，已造成大量土壤流失，植被被严重破坏。现在取土越来越难，农民不得不取旱田地土，由于旱田地土壤里有连年大量施用的农药，用此土育苗水稻苗常常发生药害，给农户造成了极大的经济损失。如按挖旱田地表层土深20cm来计算，全国每年有近12万亩的地表耕层土被挖走。如今育苗可取的安全土壤近乎枯竭，因此急需育苗替代土(即育苗基质)满足水稻等育苗需求。

以秸秆为主原料加工水稻育苗基质，用该基质取代土，实现无土育苗，不但能减少土壤流失，充分利用秸秆资源，发展农业循环经济，减少焚烧秸秆带来的环境污染及育苗取土破坏生态植被等问题，而且利用秸秆基质育苗，秧苗在株高、根数、百株鲜重等方面优于常规营养土育苗，生长整齐，根系盘结好，便于卷秧运输，适合于机械作业插秧；平均床温比常规营养土育苗升温快，保水、保温，浇水次数减少，可提早育苗3-5天，可以做到早插秧，保增产；基质育苗与营养土育苗相比还有无杂草源和病菌源少等优势。

近年来，水稻育苗已经朝规模化、工厂化方向发展。因此，利用秸秆材料制作水稻等育苗基质，需要解决将松散的秸秆粉制作成标准规范的尺寸形状，并经后续育苗播种及增加营养添加剂和水分使之适用于插秧机所用的标准尺寸。需要一种秸秆连续高压压缩设备，制作秸秆育苗基质秸秆板。保证原料可持续，实现基质板压缩标准化，而且极大地缩减了育苗作业流程，生产效率提升70％以上。该技术探索了秸秆材料利用的新途径，研制了实现这一技术的农业机械设备，具有较好的经济效益和社会效益，是当前秸杆高效利用与增收的最好方式。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种秸秆精密成型挤压机及育苗基质秸秆板挤压制备方法，利用粉碎后的秸秆作为原料，实现育苗基质秸秆板的高温挤压成型。

实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

本发明的秸秆精密成型挤压机，包括基座、支撑架、进料斗及密封挡板，所述的支撑架固定在基座上的右侧，所述的进料斗坐落在支撑架上，进料斗下端设有出料口，所述的秸秆精密成型挤压机还包括气缸、气缸座、推出杆、液压缸、液压缸支架、转轴、带传动机构、电机一、电机座一、模具、驱动装置、两个轴承、两个轴承座及多个电加热装置，所述的模具包括壳体、压板、两根导轨一、多个滑块一、多个弹簧及多个模具板；

所述的壳体固定在支撑架上且设置在进料斗正下方，壳体上端设有进料口，壳体的进料口与进料斗的出料口的对接处设有密封挡板，所述的密封挡板与驱动装置连接，所述的驱动装置固定在支撑架上，壳体内的底部平行固定有两根模具滑轨，所述的两根模具滑轨沿壳体的前后方向铺设，所述的压板和多个模具板均直立设置，且压板和多个模具板由前至后并列设置，每相邻两个模具板之间等间距设置，每相邻两个模具板之间形成一个模腔，压板及每个模具板的底端均分别通过两个滑块一与两根导轨一滑动连接，每个模具板的前侧面以及壳体的后侧壁的前侧面均固定有弹簧，所述的液压缸通过液压缸支架固定在支撑架上，液压缸的活塞杆垂直于壳体的前侧壁设置，壳体的前侧壁上设有通孔一，所述的通孔一与液压缸的活塞杆相对设置，壳体的左侧壁和右侧壁均为活动侧壁，所述的气缸通过气缸座固定在基座上的左侧，气缸的活塞杆与推出杆的一端固定连接，所述的推出杆的另一端等间距设置有多个推出齿，所述的多个推出齿与多个所述的模腔一一对应，所述的转轴的两端各安装有一个轴承，所述的两个轴承通过两个轴承座与基座及支撑架的右侧面固定连接，所述的电机一的输出轴与转轴通过带传动机构传动连接，电机一固定在电机座一上，多个模具板的一侧面均设有通孔二，所述的每个通孔二内均固定有一个电加热装置。

本发明的利用秸秆精密成型挤压机实现育苗基质秸秆板挤压制备方法，所述的方法包括如下步骤：

步骤一：上料；秸秆通过上料斗进入模具内的各个模腔内；

步骤二：对秸秆进行加热加压；上料结束后，控制系统启动电机二，所述的电机二带动齿轮转动，通过所述的齿轮与齿条的啮合，驱动所述的齿条移动，从而带动密封挡板上的两个滑块二在两根导轨二上滑动，将上料斗的出料口及模具的进料口封闭，使得模具的内腔成为一个密闭腔；启动液压缸，所述的液压缸的活塞杆穿过模具的前侧壁上的通孔一顶住压板，使各个模具板向后移动，对各模腔内的秸秆进行施压，此时，所有弹簧均处于压缩状态，施加的压力为200～250吨，在施压的同时，利用电加热装置对模具板进行加热，保持温度在110～200℃，施压时间为10秒，之后，液压缸释放压力，液压缸的活塞杆退回，各模具板在弹簧的作用下回复到初始位置；

步骤三：育苗基质秸秆板的顶出；打开模具的左侧壁和右侧壁，控制系统启动气缸，所述的气缸的活塞杆带动推出杆向右移动，通过所述的推出杆上的多个推出齿将挤压成型后得到的育苗基质秸秆板由模具的右侧推出，落入带传动机构的传送带上。

本发明相对于现有技术的有益效果是：

1、本发明的秸秆精密成型挤压机为卧式放置，结构稳定性好，采用水平加压方式，便于上料及落料，其结构布局设计合理。

2、利用本发明的秸秆精密成型挤压机可以一次性挤压成型出多个育苗基质秸秆板，极大地提高了生产效率；

3、压缩时模具内的温度保持在110～200℃，由控制系统控制电加热装置实现，有利于秸秆成分的转化。

4、通过液压缸对模具板进行施压，施加的压力为200～250吨可调，成型后的育苗基质秸秆板密实，不易变形。

附图说明

图1为本发明的秸秆精密成型挤压机的轴测图；

图2为本发明的秸秆精密成型挤压机的主视图；

图3为图1的俯视图；

图4为气缸、推出杆与模具板装配的俯视图；

图5为模具与电加热装置装配的主视图；

图6为图5的A处局部放大图；

图7为进料斗、支撑架、密封挡板与驱动装置装配的主视图；

图8为电控系统框图。

其中，基座1、支撑架2、进料斗3、密封挡板4、气缸5、气缸座6、推出杆7、推出齿7-1、液压缸8、液压缸支架9、转轴10、带传动机构11、传送带11-1、带轮11-2、电机一12、电机座一13、模具14、壳体14-1、压板14-2、导轨一14-3、滑块一14-4、弹簧14-5、模具板14-6、轴承15、轴承座16、电加热装置17、驱动装置18、电机二18-1、电机座二18-2、齿轮18-3、齿条18-4、导轨二18-5、滑块二18-6、垫脚19、控制系统20、温度调节开关21、压力控制开关22、控制系统启动开关23。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

具体实施方式一：如图1～图8所示，本实施方式记载了秸秆精密成型挤压机，包括基座1、支撑架2、进料斗3及密封挡板4，所述的支撑架2固定在基座1上的右侧，所述的进料斗3坐落在支撑架2上，进料斗3下端设有出料口，

所述的秸秆精密成型挤压机还包括气缸5、气缸座6、推出杆7、液压缸8、液压缸支架9、转轴10、带传动机构11、电机一12、电机座一13、模具14、驱动装置18、两个轴承15、两个轴承座16及多个电加热装置17，所述的模具14包括壳体14-1、压板14-2、两根导轨一14-3、多个滑块一14-4、多个弹簧14-5及多个模具板14-6；

所述的壳体14-1固定在支撑架2上且设置在进料斗3正下方，壳体14-1上端设有进料口，壳体14-1的进料口与进料斗3的出料口的对接处设有密封挡板4，所述的密封挡板4与驱动装置18连接，所述的驱动装置18固定在支撑架2上，壳体14-1内的底部平行固定有两根模具滑轨14-4，所述的两根模具滑轨14-4沿壳体14-1的前后方向铺设，所述的压板14-2和多个模具板14-6均直立设置，且压板14-2和多个模具板14-6由前至后并列设置，每相邻两个模具板14-6之间等间距设置，每相邻两个模具板14-6之间形成一个模腔，压板14-2及每个模具板14-6的底端均分别通过两个滑块一14-4与两根导轨一14-3滑动连接，每个模具板14-6的前侧面以及壳体14-1的后侧壁的前侧面均固定有弹簧14-5，所述的液压缸8通过液压缸支架9固定在支撑架2上，液压缸8的活塞杆垂直于壳体14-1的前侧壁设置，壳体14-1的前侧壁上设有通孔一，所述的通孔一与液压缸8的活塞杆相对设置，壳体14-1的左侧壁和右侧壁均为活动侧壁，所述的气缸5通过气缸座6固定在基座1上的左侧，气缸5的活塞杆与推出杆7的一端固定连接，所述的推出杆7的另一端等间距设置有多个推出齿7-1，所述的多个推出齿7-1与多个所述的模腔一一对应，所述的转轴10的两端各安装有一个轴承15，所述的两个轴承15通过两个轴承座16与基座1及支撑架2的右侧面固定连接，所述的电机一12的输出轴与转轴10通过带传动机构11传动连接，电机一12固定在电机座一13上，多个模具板14-6的一侧面均设有通孔二，所述的每个通孔二内均固定有一个电加热装置17，所述的电加热装置17连接在控制系统20上，并在挤压机工作时调整到相应温度。

本实施方式中的电加热装置17为电阻丝。

本实施方式中的带传动机构11包括传送带11-1和两个带轮11-2，电机12的输出轴与转轴10上各安装有一个带轮11-2，所述的两个带轮11-2之间通过传送带11-1传动连接。

本实施方式中，为使弹簧14-5与各个模具板14-6以及壳体14-1的后侧壁连接更加稳固，在各个模具板14-6的前侧面以及壳体14-1的后侧壁的前侧面分别加工有盲孔，将弹簧14-5的一端固定在所述的盲孔内。

具体实施方式二：如图1、图2及图7所示，具体实施方式一所述的秸秆精密成型挤压机，所述的驱动装置18包括电机二18-1、电机座二18-2、齿轮18-3、齿条18-4、两根导轨二18-5及两个滑块二18-6；所述的电机二18-1通过电机座二18-2固定在支撑架2上，所述的齿轮18-3安装在电机二18-2的输出轴上，齿轮18-3与齿条18-4啮合，所述的两根导轨二18-5水平并列固定在支撑架2上，所述的密封挡板4的下端面固定有两个滑块二18-6，所述的两个滑块二18-6与两根导轨二18-5滑动连接，密封挡板4的一侧面与齿条18-4连接。

本实施方式中，利用电机二18-1驱动齿轮18-3转动，并通过齿轮18-3与齿条18-4的啮合，驱动齿条18-4移动，从而带动与密封挡板4下端面固定连接的滑块二18-6在导轨二18-5上滑动，从而实现对壳体14-1的进料口及进料斗3的出料口的快速密封遮挡及打开。

具体实施方式三：如图2所示，具体实施方式一所述的秸秆精密成型挤压机，所述的基座1的底面四角均固定有垫脚19。利用四个垫脚19可以确保整机稳固。

具体实施方式四：如图1所示，具体实施方式一所述的秸秆精密成型挤压机，所述的壳体14-1的前侧壁和后侧壁的左端沿各自的高度方向分别设有滑槽一，所述的壳体14-1的前侧壁和后侧壁的右端沿各自的高度方向分别设有滑槽二，壳体14-1的左侧壁与壳体14-1的前侧壁和后侧壁的滑槽一滑动连接，壳体14-1的右侧壁与前侧壁和后侧壁的滑槽二滑动连接。当需要顶出育苗基质秸秆板时，仅需向上滑动壳体14-1的左侧壁和右侧壁。

具体实施方式五：如图8所示，具体实施方式一所述的秸秆精密成型挤压机，所述的电加热装置17(电阻丝)通过电缆连接到控制系统20上，控制系统20设置有温度调节开关21(以保证相应的温度)、压力控制开关22及控制系统启动开关23。

具体实施方式六：如图1～图8所示，利用具体实施方式一至五中任一具体实施方式所述的秸秆精密成型挤压机实现育苗基质秸秆板挤压制备方法，所述的方法包括如下步骤：

步骤一：上料；秸秆通过上料斗3(为使秸秆均匀进入模具的空间内，可在上料斗3内安装分布装置，分布装置结构不限，只要能将秸秆均匀分散在模具14的各个模腔内即可)进入模具14内的各个模腔内；

步骤二：对秸秆进行加热加压；上料结束后，控制系统20启动电机二18-1，所述的电机二18-1带动齿轮18-3转动，通过所述的齿轮18-3与齿条18-4的啮合，驱动所述的齿条18-4移动，从而带动密封挡板4上的两个滑块二18-6在两根导轨二18-5上滑动，将上料斗3的出料口及模具14的进料口封闭，使得模具14的内腔成为一个密闭腔；启动液压缸8，所述的液压缸8的活塞杆穿过模具14的前侧壁上的通孔一顶住压板14-2，使各个模具板14-6向后移动，对各模腔内的秸秆进行施压，此时，所有弹簧14-5均处于压缩状态，施加的压力为200～250吨，在施压的同时，利用电加热装置17对模具板14-6进行加热，保持温度在110～200℃，施压时间为10秒，之后，液压缸8释放压力，液压缸8的活塞杆退回，各模具板14-6在弹簧14-5的作用下回复到初始位置；

步骤三：育苗基质秸秆板的顶出；打开模具14的左侧壁和右侧壁，控制系统20启动气缸5，所述的气缸5的活塞杆带动推出杆7向右移动，通过所述的推出杆7上的多个推出齿7-1将挤压成型后得到的育苗基质秸秆板由模具14的右侧推出，落入带传动机构11的传送带11-1上。