一种纯土质营养钵的生产线及生产方法与流程

本发明涉及农业工程机械技术领域，具体涉及一种纯土质营养钵的生产线及生产方法。

背景技术：

播种与育苗是种植业的重要工序。区别于传统农业，在工业化农业生产中，特别是花卉、水果、名贵植物的播种与育苗过程中，营养钵得到广泛的使用。营养钵主要分为带壳营养钵和纯土质营养钵，其中，带壳营养钵是采用纸质、木质、可降解塑料等材料通过成型技术制作成营养钵的外壳，在内空的营养钵钵体内注入营养土并压实即完成营养钵的生产，如果营养钵移置田间，其外壳入土可自行降解，如果营养钵用于温室内育苗，则外壳有可能回收利用。然而，采用带壳营养钵存在以下缺点：1、田间使用时，一方面非土壤外壳会增加营养钵成本，另一方面外壳的降解过程及降解之后对土壤品质有不良影响；2、室内育苗时，如果外壳太厚，则会造成成本过高，并且容易对苗木的根系发育造成不利；如外壳太薄，则又存在强度不足的缺陷。

纯土质营养钵是通过提高营养土壤的湿度，增强其粘性，直接利用纯土质进行生产的营养钵，其存在刚度较低，容易变形，移动运输不方便等缺陷，并且采用纯土质营养钵的常见现象是营养钵过于紧密，不利于植物的生长发育。

由于种植过程对土壤的湿度、松驰性、透气性的特殊需要，且基于强度的限制，现有技术中还没有纯土质营养钵大批量生产的生产装置。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种结构设计合理、易于控制、工厂化大批量生产纯土质营养钵、制得的纯土质营养钵强度高且便于植物生长的纯土质营养钵的生产线及生产方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种纯土质营养钵的生产线，包括机架和装有若干营养钵模具的模具箱，所述营养钵模具包括具有贯通内孔的模具体以及环绕设置在贯通内孔外围的加热组件，所述机架上设有通过传送机构依次相连的注土工位、紧土成窝工位、固化成型工位、播种工位、覆土工位和出模工位，所述注土工位设有用于将营养土注入各营养钵模具的注土装置，所述紧土成窝工位设有用于在各营养钵模具中紧土成窝的紧土成窝装置，所述固化成型工位设有用于启动加热组件进行加热的加热启动装置，所述播种工位设有用于向各营养钵模具内加入种子的排种器，所述覆土工位设有用于向各营养钵模具内注入营养土以将种子覆盖的覆土装置，所述出模工位设有用于将各营养钵模具中的营养钵移出营养钵模具的出模装置。

上述的生产线，优选的，所述紧土成窝工位和固化成型工位之间、所述覆土工位和出模工位之间均设有刮土装置，所述刮土装置包括固定设置且位于传送机构上方的刮板。

上述的生产线，优选的，所述注土工位、紧土成窝工位、固化成型工位、播种工位、覆土工位和出模工位均设有用于将模具箱输送至传送机构的输出装置，所述输出装置包括旋转驱动件、驱动齿轮、中间齿轮、与旋转驱动件相连的输入齿轮以及用于连接中间齿轮和输入齿轮的惰轮，所述驱动齿轮和中间齿轮以同轴且同步转动的方式安装在机架上，所述惰轮通过切换机构安装于机架上并能由切换机构驱动同时与中间齿轮和输入齿轮啮合或者至少与中间齿轮和输入齿轮中的一个不啮合，所述模具箱上设有与所述驱动齿轮啮合的齿条。

上述的生产线，优选的，所述切换机构包括滑设于机架上的支架和安装在机架上用于驱动支架往复滑动的伸缩驱动件，所述惰轮可转动的装在支架上。

上述的生产线，优选的，所述传送机构为辊筒式传送机构，辊筒式传送机构包括安装在机架的多个沿传送方向依次布置的辊筒以及通过传动机构与各辊筒相连以驱使辊筒转动的驱动组件，所述旋转驱动件为所述辊筒式传送机构中的任意一个辊筒，所述输入齿轮通过连接轴与所述辊筒相连。

上述的生产线，优选的，所述贯通内孔的孔径由上至下逐渐增大。

上述的生产线，优选的，所述模具体为金属材料件，所述加热组件为绕设于模具体上的高频线圈，所述加热启动装置为高频发生器。

上述的生产线，优选的，所述模具体上于高频线圈的一端设有环形挡板，所述模具体上于高频线圈的另一端螺纹连接有锁紧螺母；所述环形挡板上设有两个以上定位孔，所述模具箱上对应各定位孔均设有定位销，所述定位销插设于对应的定位孔中。

上述的生产线，优选的，所述注土工位、紧土成窝工位、固化成型工位、播种工位和覆土工位均设有用于托持营养钵模具并封闭各营养钵模具的贯通内孔底部一端的底板。

一种纯土质营养钵的生产方法，包括以下步骤：

（A）准备装有若干营养钵模具的模具箱，各营养钵模具具有贯通内孔以及绕设置在贯通内孔外围的加热组件，向各营养钵模具的贯通内孔中注入营养土；

（B）对各营养钵模具的营养土进行紧土成窝；

（C）采用加热组件对营养钵模具中的营养土进行加热，将营养钵外层的营养土烘干至设定的干燥程度，而营养钵内层的营养土则保持比外层营养土更为湿润的设定湿度；

（D）将种子播放到各营养钵模具中的营养土中；

（E）向各营养钵模具中注入覆盖土以将种子覆盖，完成营养钵的制作；

（F）取出各营养钵模具中的营养钵，并回收循环利用装有若干营养钵模具的模具箱。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明纯土质营养钵的生产线及生产方法，通过传送机构将装有若干营养钵模具的模具箱依次输送经过注土工位、紧土成窝工位、固化成型工位、播种工位和覆土工位进行注土、紧土成窝、固化成型、播种和覆土工序，即获得成型的纯土质营养钵，再在出模工位将成型的纯土质营养钵移出营养钵模具即可。其中，在固化成型工位利用加热启动装置启动加热组件进行加热，环绕设置在贯通内孔外围的加热组件能将营养钵外层的营养土烘干至设定的干燥程度，使营养钵的外层具有一定强度，达到固化并提高营养钵强度的目的，而由于温度梯度的存在，营养钵内部的营养土则保持在比外层营养土更为湿润的设定湿度，使营养钵内部的营养土既松驰又湿润，这种外干内湿的营养钵不仅便于运输，又适合作物种子的发育成长，是一种高品质的营养钵，无论是用于田间还是温室内，对于花卉、水果、名贵植物的播种与育苗都有较高的环保价值，且其价格低廉，具有较强的推广价值。该生产线可进行制钵播种一体化生产，能够实现纯土质营养钵的工厂化大批量生产，其具有结构设计合理、易于控制等优点。

附图说明

图1为纯土质营养钵的生产线的结构示意简图。

图2为纯土质营养钵的生产线中输出装置的结构示意简图。

图3为纯土质营养钵的生产线中营养钵模具的剖视结构示意图。

图例说明：

1、营养钵模具；11、模具体；12、贯通内孔；13、加热组件；14、环形挡板；15、锁紧螺母；16、定位孔；2、模具箱；3、注土装置；4、紧土成窝装置；5、加热启动装置；6、排种器；7、覆土装置；8、出模装置；9、刮土装置；101、驱动齿轮；102、中间齿轮；103、输入齿轮；104、惰轮；105、齿条；106、支架；107、伸缩驱动件；201、辊筒；301、托盘。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1和图3所示，本实施例的纯土质营养钵的生产线，包括机架和装有若干营养钵模具1的模具箱2，模具箱2具有上下贯通的通孔，若干营养钵模具1均匀的分布在该通孔内，营养钵模具1包括模具体11和加热组件13，模具体11具有贯通内孔12，加热组件13环绕设置在贯通内孔12外围，机架上设有注土工位、紧土成窝工位、固化成型工位、播种工位、覆土工位和出模工位，注土工位、紧土成窝工位、固化成型工位、播种工位、覆土工位和出模工位通过传送机构依次相连，注土工位设有用于将营养土注入各营养钵模具1的注土装置3，紧土成窝工位设有用于在各营养钵模具1中紧土成窝的紧土成窝装置4，固化成型工位设有用于启动加热组件13进行加热的加热启动装置5，播种工位设有用于向各营养钵模具1内加入种子的排种器6，覆土工位设有用于向各营养钵模具1内注入营养土以将种子覆盖的覆土装置7，出模工位设有用于将各营养钵模具1中的营养钵移出营养钵模具1的出模装置8。

生产线进行纯土质营养钵生产时，通过传送机构将装有若干营养钵模具1的模具箱2依次输送经过注土工位、紧土成窝工位、固化成型工位、播种工位和覆土工位进行注土、紧土成窝、固化成型、播种和覆土工序，即获得成型的纯土质营养钵，再在出模工位将成型的纯土质营养钵移出营养钵模具1即可。其中，在固化成型工位利用加热启动装置5启动加热组件13进行加热，环绕设置在贯通内孔12外围的加热组件13能将营养钵外层的营养土烘干至设定的干燥程度，使营养钵的外层具有一定强度，达到固化并提高营养钵强度的目的，而由于温度梯度的存在，营养钵内部的营养土则保持在比外层营养土更为湿润的设定湿度，使营养钵内部的营养土既松驰又湿润，这种外干内湿的营养钵不仅便于运输，又适合作物种子的发育成长，是一种高品质的营养钵，无论是用于田间还是温室内，对于花卉、水果、名贵植物的播种与育苗都有较高的环保价值，且其价格低廉，具有较强的推广价值。该生产线可进行制钵播种一体化生产，能够实现纯土质营养钵的工厂化大批量生产，具有结构设计合理、易于控制等优点。

本实施例中，紧土成窝工位和固化成型工位之间、覆土工位和出模工位之间均设有刮土装置9，刮土装置9包括刮板，刮板固设在机架上且位于传送机构的上方，传送机构传送模具箱2的过程中，模具箱2通过刮板所在的位置，刮板可将营养钵模具1中多余土壤刮除，利于营养钵的成型以及成型后尺寸的均匀性和美观性。

本实施例中，出模装置8为现有常规技术，其包括压力机以及与压力机相连并由压力机驱动伸缩运动的顶出头，顶出头设有与模具箱2中营养钵模具1数量一致且位置一一对应的顶杆，工作时，压力机驱动顶出头伸出运动，各顶杆伸入对应的营养钵模具1的贯通内孔12中，从而可将营养钵模具1中的营养钵推出，推出营养钵后，压力机驱动顶出头缩入运动使各顶杆退出对应的贯通内孔12即可。

注土装置3和覆土装置7采用现有的营养土制作机（与铸造生产时的混砂机相同），两者具有相同的工作原理。当输出装置将模具箱2输送至注土工位或者覆土工位时，营养土制作机的电源开关在PLC的控制下接通，将一定量和一定湿度的营养土注入至营养钵模具1内，完毕后PLC关闭电源，输出装置的动力接通，模具箱2进入下一工位。

紧土成窝装置4的结构和工作原理与出模装置8类似，其包括压力机以及与压力机相连并由压力机驱动伸缩运动的紧土成窝头，紧土成窝头设有与模具箱2中营养钵模具1数量一致且位置一一对应的紧土成窝杆，工作时，压力机驱动紧土成窝头伸出运动，各紧土成窝杆伸入对应的营养钵模具1中，从而可完成紧土成窝。紧土成窝完成后，压力机驱动紧土成窝头缩入运动使各紧土成窝杆退出对应的营养钵模具1即可。

排种器6为现有常规技术，可采用现有联合播种机上的排种器，其型号与结构依据不同的播种品种和不同的模具数量有所不同。

本实施例中，注土工位、紧土成窝工位、固化成型工位、播种工位、覆土工位和出模工位均设有用于将模具箱2输送至传送机构的输出装置，如图2所示，输出装置包括旋转驱动件、驱动齿轮101、中间齿轮102、与旋转驱动件相连的输入齿轮103以及用于连接中间齿轮102和输入齿轮103的惰轮104，驱动齿轮101和中间齿轮102以同轴且同步转动的方式安装在机架上，惰轮104通过切换机构安装于机架上并能由切换机构驱动同时与中间齿轮102和输入齿轮103啮合或者至少与中间齿轮102和输入齿轮103均不啮合，模具箱2上设有与驱动齿轮101啮合的齿条105。本实施例的传送机构为辊筒式传送机构，辊筒式传送机构包括安装在机架的多个沿传送方向依次布置的辊筒201以及通过传动机构与各辊筒201相连以驱使辊筒201转动的驱动组件，该驱动组件采用电机与链条传动机构的组合或者其他现有技术，旋转驱动件为辊筒式传送机构中的任意一个辊筒201，输入齿轮103通过连接轴与辊筒201相连，辊筒201转动时带着输入齿轮103同步转动。当需要将模具箱2输送至传送机构时，切换机构驱动惰轮104同时与中间齿轮102和输入齿轮103啮合，输入齿轮103随辊筒201同步转动，其动力经惰轮104传递至中间齿轮102，中间齿轮102和驱动齿轮101同步转动，进而驱动齿轮101驱动齿条105，使模具箱2向传送机构移动；在不需要将模具箱2输出时，切换机构驱动惰轮104与中间齿轮102和输入齿轮103均不啮合，输入齿轮103随辊筒201同步转动，但动力不经惰轮104传递至中间齿轮102，中间齿轮102和驱动齿轮101也不转动，进而驱动齿轮101也不驱动齿条105，使模具箱2保持在工位上不移动。在其他实施例中，要实现不传递动力，也可以通过切换机构驱动惰轮104，使惰轮104与中间齿轮102和输入齿轮103中任意一个不啮合。

本实施例中，切换机构包括滑设于机架上的支架106和安装在机架上用于驱动支架106往复滑动的伸缩驱动件107，惰轮104可转动的装在支架106上。伸缩驱动件107采用伸缩电磁铁或者其他现有技术，本实施例的伸缩驱动件107驱动支架106伸出运动时惰轮104同时与中间齿轮102和输入齿轮103啮合，伸缩驱动件107驱动支架106缩入运动时惰轮104与中间齿轮102和输入齿轮103均不啮合。

本实施例中，贯通内孔12的孔径由上至下逐渐增大，便于采用推顶机构从小孔径端将营养钵推出贯通内孔12。模具体11为金属材料件，优选为合金材料制件，加热组件13为绕设于模具体11上的高频线圈，加热启动装置5为高频发生器，高频发生器产生的高频电流进入高频线圈，金属材料的模具体11被高频加热，从而可烘干其内营养钵的表体。

本实施例中，如图3所示，模具体11上于高频线圈的一端设有环形挡板14，模具体11上于高频线圈的另一端螺纹连接有锁紧螺母15，环形挡板14和锁紧螺母15对高频线圈起到阻挡定位作用，使高频线圈在模具体11上不会窜动，从而保证其位置的准确性，进而保证加热位置的精准性；环形挡板14上设有两个定位孔16，两个定位孔16相对于贯通孔的轴线对称分布，各定位孔16的轴线与贯通内孔12的轴线平行，模具箱2上对应各定位孔16均设有定位销，各定位销插设于对应的定位孔16中对模具体11进行定位，确保营养钵模具1在模具箱2中的正确位置，使注土工位、紧土成窝工位、固化成型工位、播种工位和覆土工位、出模工位的生产工序顺利进行。

本实施例中，注土工位、紧土成窝工位、固化成型工位、播种工位和覆土工位均设有底板，底板用于托持营养钵模具1并能封闭各营养钵模具1的贯通内孔12底部一端，能够防止在各工位的生产过程中营养土从贯通内孔12中掉落。其他实施例中，各工位也可不设置底板，而是在模具箱2的通孔底部设置一将各营养钵模具1的贯通内孔12底部一端封闭的可拆卸底板，在注土工位、紧土成窝工位、固化成型工位、播种工位和覆土工位进行生产工序时，可拆卸底板保持将各营养钵模具1的贯通内孔12底部一端封闭，在出模工位需要将营养钵移出营养钵模具1时，将可拆卸底板取下即可利用出模装置8将营养钵从贯通内孔12的一端移出。本实施例还优选在注土工位、紧土成窝工位、固化成型工位、播种工位、覆土工位和出模工位均设置对模具箱2进行定位的定位装置，使模具箱2能够精准定位在各工位设定的位置，保证生产的精准性和稳定性，在各工位的生产工作完成后，定位装置可取消对模具箱2的定位，使模具箱2可以输送至传送机构并进入下一工位。

本实施例的纯土质营养钵的生产线采用PLC控制单元集中控制，以提高生产效率、节省人力成本。也可以采用人工控制，人工控制的可靠性更高。

一种纯土质营养钵的生产方法，包括以下步骤：

（A）准备装有若干营养钵模具1的模具箱2，各营养钵模具1具有贯通内孔12以及绕设置在贯通内孔12外围的加热组件13，向各营养钵模具1的贯通内孔12中注入营养土；

（B）对各营养钵模具1的营养土进行紧土成窝；

（C）采用加热组件13对营养钵模具1中的营养土进行加热，将营养钵外层的营养土烘干至设定的干燥程度，而营养钵内层的营养土则保持比外层营养土更为湿润的设定湿度；

（D）将种子播放到各营养钵模具1中的营养土中；

（E）向各营养钵模具1中注入覆盖土以将种子覆盖，完成营养钵的制作；

（F）取出各营养钵模具1中的营养钵，并回收循环利用装有若干营养钵模具1的模具箱2。

采用本发明的纯土质营养钵的生产线生产纯土质营养钵的生产方法具体包括以下步骤：

一、将装有若干营养钵模具1的模具箱2放置在注土工位，注土装置3将预配好的一定成分、一定湿度的营养土注入到各营养钵模具1中，然后通过传送机构将模具箱2输送至紧土成窝工位；

二、模具箱2输送到紧土成窝工位后，紧土成窝装置4对各营养钵模具1中的营养土进行紧土成窝，然后通过传送就将模具箱2输送至固化成型工位；

三、模具箱2输送到固化成型工位后，加热触发装置启动各营养钵模具1的触发式加热组件13进行加热，将营养钵外层的营养土烘干至设定的干燥程度，而营养钵内层的营养土则保持比外层营养土更为湿润的设定湿度，然后通过传送机构将模具箱2输送至播种工位；

四、模具箱2输送到播种工位后，排种器6将种子播放到各营养钵模具1中，然后通过传送机构将模具箱2输送至覆土工位；

五、模具箱2输送到覆土工位后，覆土装置7注入覆盖土将种子覆盖，然后通过传送机构将模具箱2输送至出模工位；

六、模具箱2输送到出模工位后，在出模工位的下方设置一托盘301，出模装置8将模具箱2内各营养钵模具1中的营养钵顶出至托盘301；然后回收并循环使用模具箱2。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。