一种小型配肥机的制作方法

本实用新型涉及农业掺混肥制备技术领域，尤其涉及一种小型配肥机。

背景技术：

化肥是庄稼的“粮食”，化肥为保证农业的稳产高产发挥着越来越重要的作用。但由于目前我国科学施肥水平不高，部分地区盲目施肥、过量施肥，不仅浪费了资源，而且不利于农作物生长，造成土壤肥力衰退和环境污染。施肥量和施肥比例不合理是导致化肥利用效率偏低的主要因素。由于地域情况的不同，农民尚无法购买到完全符合自身土地养分需求的肥料。因此针对不同作物、不同地区土壤条件、不同目标产量制定不同的精准施肥配方，是提高施肥效率的有效途径。

专利号201320119789.3实用新型专利公开了一种小型智能配肥机，其基本结构包括机架、电子秤、提升机、混料机及至少一个上料机，所述电子秤包括称重传感器及称重输送带，称重输送带通过称重传感器安装在所述机架上，上料机的下端设有料仓，上端设有指向所述称重输送带的出料管，提升机设置在所述称重输送带及混料机之间，混料机的下端设有出料口。这种配肥机的使用大大方便了配肥站工作，一定程度满足了精准配肥的需求，但仍存在如下不足：一是由于混料机采用搅拌式结构，不仅结构复杂，每次混料后混料仓难于清理，关键问题是在完成混料的同时，也破坏了肥料的颗粒结构。每种肥料基本是颗粒状的，这是在肥料厂通过加工工艺获得的，目的是肥料在施肥后具有缓释性，即缓慢释放肥效以使植物充分吸收，提高施肥效果。但上述混料装置需要将几种肥料反复旋转搅拌，这样容易导致肥料颗粒破碎，在达到充分混合时，已经造成肥料颗粒细化或破碎，进而降低了施肥效果；二是上料要按次序依次上料，配肥耗用时间较长，而且不能在给料的同时进行混料，因此其配肥效率较低；三是由于在电子称配料后还要进行再次提升以方便混料，使整台设备占地面积较大，这对于配肥站还是比较重要的。

技术实现要素：

本实用新型针对上述现有配肥设备存在的不足，提供一种小型配肥机。以在简化设备结构的同时，提高配肥效率。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种小型配肥机，包括机架，其特征在于，所述机架的上部设有多个计量给料装置，每个所述计量给料装置的上方相应的设有料斗，还包括给所述料斗上料的输送装置及储料仓，所述输送装置的下端连接所述储料仓，上端的物料出口延伸到所述料斗的上部；

所述计量给料装置的下方设有混料仓，所述混料仓为上部开口的倒锥筒形结构，下部设有落料口；

所述混料仓的下方设有收料装置。

本实用新型的工作过程如下：在配肥准备阶段，预先从储料仓中通过输送装置提升物料到相应的料斗中，开启混料流程后，每个计量给料装置按预先设定的转速计量落料，即占比较大的物料相应的计量给料装置运转会快一些，占比较小的物料相应的计量给料装置运转会慢一些，保证在一个配肥周期内，各个计量给料装置同时启动给料，同时停止，这样就能保证在混料仓中连续混料，即在落料的过程中同时完成混料。

本实用新型的有益效果是：一是采用结构简单的混料仓，利用落料下落速度，在经过混料仓内壁反弹后在接近落料口处多种物料自然混合，避免了通过搅拌混料导致肥料颗粒的破碎；二是每种物料的料斗中事先储备好待计量物料，通过计量给料装置同时落料，由于不用依次计量，配肥耗用时间大为减少；三是整机呈立式结构，安装占地面积大为减小，如背景技术中提到的配肥机需要近20平方米的地面，本实用新型则占地不足10平方米。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述混料仓包括包括环形内壁，所述内壁的中部为落料环面，至少所述落料环面为双曲线环面，所述计量给料装置的下部设有物料导向板。

采用上述进一步方案的有益效果是，本实用新型利用双曲线的光学反射性能，使流到落料环面上的物料自动反射到所述双曲线环面的第一焦点位置，多种物料按设定流量按比例在该焦点处汇合，即每种物料同时开始放料，同时结束放料，但每种料的流量不同。然后再落入收料机构，达到混料效果。混料均匀，不会导致颗粒破碎。

进一步，所述落料环面与所述混料仓本体为分体机构，所述混料仓本体为倒锥形结构，在所述混料仓本体的内壁上贴装有所述落料环面，所述落料环面的表面为双曲线环面或抛物线环面，所述落料环面的材质为尼龙或聚四氟乙烯。

采用上述进一步方案的有益效果是，分体结构便于双曲面的加工制造，并可以选用耐磨防粘的材质制造。

进一步，所述计量给料装置包括箱体及设于所述箱体内的辊筒，所述箱体设有进料口和出料口，所述辊筒包括驱动轴，所述辊筒通过驱动轴安装在所述箱体上，所述驱动轴的一端设有伸出所述箱体外的伸出端，所述伸出端上设有减速电机，所述辊筒包括辊体及沿轴向均布于所述辊体上的计量槽，所述辊筒的厚度与所述箱体的内宽相适配；

所述箱体的上部沿所述驱动轴轴线方向设有左、右挡料板，在左右所述挡料板、箱体和辊筒的上部之间形成入料槽。

采用上述进一步方案的有益效果是，在确定输送料重量后，可以折算到需要转过的计量槽个数，精确控制物料输送量，其基本误差取决于单个计量槽的容量与物料的容重。相比现有技术的电子称计量，可以在输送料的同时精确计量和控制，不仅提高物料计量准确度，而且不受输送螺旋机输送速度对称重的影响，节约了计量输送时间。

进一步，作为所述计量给料装置的另一种实施方式，所示计量给料装置包括箱体及设于所述箱体内的辊筒，所述箱体设有进料口和出料口，所述辊筒包括辊体及驱动轴，所述辊体通过驱动轴安装在所述箱体上；

所述辊体包括两侧板及设于两个所述侧板上的鼠笼式骨架，在所述鼠笼式骨架上设有辊筒，所述辊筒的外部设有计量槽，所述辊筒由微孔透气材料构成；所述两侧板及辊筒构成密封的空腔；

所述驱动轴的一端设有伸出所述箱体外的第一伸出端，所述伸出端上设有减速电机，另一端设有伸出所述箱体外的第二伸出端，所述驱动轴内设有盲孔，所述驱动轴上设有盲孔与所述空腔连通的气道，所述第二伸出端上设有旋转接头，所述旋转接头包括固定端和套于所述固定端内的空心旋转轴，所述空心旋转轴与所述第二伸出端相连接，并使旋转接头与所述盲孔相连通；

所述箱体的上部沿所述驱动轴轴线方向设有左、右挡料板，在左右所述挡料板、箱体和辊筒的上部之间形成入料槽。

采用上述进一步方案的有益效果是，能充分保证计量槽不粘料，进而保证计量准确度，从根本上解决计量槽轮计量随机误差问题。理论上，计量槽轮将计量完全数字化，应该比一般计量称更准确，但实际上通过输送槽轮来计量尚存在如下问题：一是计量槽内的物料如果不能每转一周保证完全放料，就会产生随机累积，进而影响计量精度；二是大多数物料通常具有较强的吸湿性，含有较高的水分，通常在3％～8％含水率，如肥料等，容易导致计量槽受潮，进而加剧粘料，其结果是导致计量误差太大，甚至无法计量，这和理论上的精准计量有很大差距，因此防止计量槽轮的粘料非常重要。

进一步，所述辊筒由多片弧形微孔陶瓷拼装而成，所述微孔陶瓷的孔径为10～500微米。

采用上述进一步方案的有益效果是，便于加工制造。

进一步，所述旋转接头的固定端连接外部压缩空气，所述旋转接头前设有空气过滤器。

采用上述进一步方案的有益效果是，保证空气干净，微孔材料不被堵塞。

进一步，所示输送装置为软绞龙输送系统。

采用上述进一步方案的有益效果是，软绞龙可以大角度提升，节省空间。

进一步，所述收料装置包括设于所述混料仓下的接料仓及与所述接料仓连接的夹袋器，所述机架的下部设有输送带。

采用上述进一步方案的有益效果是，便于将计量后的物料包装输出。

进一步，还包括控制系统所述控制系统包括精准施肥配方专家系统，所述控制系统控制所述输送装置及计量给料装置按程序动作。

所述控制系统包括上位计算机、PLC控制装置、变频控制器、软绞龙电机、控制计量槽轮的步进电机及减速器、夹袋器夹持气缸及精准施肥配方专家系统；所述PLC控制装置的输入端分别与各个控制按钮、各种报警信号、料斗料位传感器等连接；所述PLC控制装置的输出端分别与所述变频控制器、步进电机、夹持气缸、指示灯等连接；所述PLC控制装置的通讯端口与上位计算机、辅助称重仪表连接；所述上位计算机通讯口与小型打印机、PLC连接；所述上位计算机内置所述精准施肥配方专家系统，可以实时生成配方。

采用上述进一步方案的有益效果是，实现整机自动化配肥操作。

附图说明

图1为本实用新型的主视结构示意图；

图2为图1俯视图；

图3为图1的侧视图；

图4为本实用新型的立体结构示意图；

图5为本实用新型的混料仓结构示意图；

图6为本实用新型的具有双曲线环面的混料仓结构示意图；

图7为图6所示的混料仓混料原理示意图；

图8为本实用新型计量给料装置一种结构示意图；

图9为本实用新型计量给料装置另一种结构示意图；

图10为图8的A-A向剖面图；

图11为本实用新型的抛物线环面混料仓的结构示意图；

图12为为抛物线环面混料仓的工作原理示意图。

在图1到图10中，1、输送装置；2、料斗；3、计量给料装置；3-1、箱体；3-2、辊筒；3-3、计量槽；3-4、进料口；3-5、盲孔；3-6、挡料板； 3-7驱动轴；3-8、骨架；3-9、减速电机；3-10、旋转接头；3-11、气管； 3-12、支撑件；3-13、落料导向板；4、混料仓；4-1、落料环面；5、收料装置；5-1、接料仓；5-2、夹袋器；6、机架；7、输送带；8、控制系统；9、复核计量称；10、储料仓；01、物料导向延长线；02、渐近线；03、反射线。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1到图10所示，一种小型配肥机，包括机架6，所述机架的上部设有多个计量给料装置3，每个所述计量给料装置的上方相应的设有料斗，还包括给所述料斗上料的输送装置1及储料仓10，所述输送装置1的下端连接所述储料仓10，上端物料出口延伸到所述料斗的上部；

如图5所示，所述计量给料装置3的下方设有混料仓4，所述混料仓4 为上部开口的倒锥筒形结构，下部设有落料口；

所述混料仓的下方设有收料装置5。

作为混料仓的一种改进方案，如图6和图7所示，所述混料仓4包括包括环形内壁，所述内壁的中部为落料环面4-1，至少所述落料环面为双曲线环面或抛物线环面，所述计量给料装置的下部设有物料导向板。

落料环面的高位线可以接近所述混料仓本体1的上边缘，低位线一般应高于焦点位置。

所述落料环面4-1与所述混料仓本体为分体机构，所述混料仓本体为倒锥形结构，在所述混料仓本体的内壁上贴装有所述落料环面，所述落料环面的表面为双曲线环面，所述落料环面的材质为尼龙或聚四氟乙烯。

如图7所示，为双曲线环面混料仓的工作原理示意图。以双叶双曲线为例，其中双曲线的上部相当于本实用新型的混料仓4，下部(虚线部分)为另一半双曲线；上部和下部的焦点分别为F1和F2,其中两个穿过原点的交叉线为渐近线02，根据双曲线的光学特性：由任一焦点射向双曲线上任一点的光波或声波经该双曲线反射后会经过另一个焦点。

据此，由任一焦点(F1)射向双曲线上任一点的光波或声波经该双曲线反射后，其反射线的相反射线会经过另一个焦点(F2)。

当图中物料导向延长线01指向所述双曲线另一个焦点(F2)时，其经过双曲线的反射后正好汇聚到第一焦点(F1)。

在实际混料中，并不要求物料流向像理论上这样标准，实际操作经过录像慢放效果观察，即使物料方向有所偏差，物料也会在第一焦点附近自然混合。且混料效果十分理想。

如图11所示，为抛物线环面混料仓的结构示意图；

如图12所示，为抛物线环面混料仓的工作原理示意图，当上部待混物料以平行于抛物线轴线角度(图中F0所示)落在抛物面上时，根据抛物线的光学原理，理论反射路线(图中F3所示)会指向抛物线的焦点F。在具体实施中，通过所述定量给料装置的槽轮旋转会产生一个加速度，另外，将落料口适当抬高增大落料距离也可以提高物料的反射能量。

如图8和9所示，为本实用新型计量给料装置一种结构示意图。所述计量给料装置3包括箱体3-1及设于所述箱体内的辊筒3-2，所述箱体设有进料口3-4和出料口，即下端；所述辊筒包括驱动轴3-7，所示驱动轴通过支撑件3-12可转动支撑在所述箱体上，所述辊筒安装在所述驱动轴上，所述驱动轴的一端设有伸出所述箱体外的伸出端，所述伸出端上设有减速电机 3-9，所述辊筒包括辊体及沿轴向均布于所述辊体上的计量槽3-3，所述辊筒的厚度与所述箱体的内宽相适配；

以辊筒直径25厘米、转速每分钟30转计，在所述给料出口4-5可以获得约每秒40厘米的初速度，这个速度已经足以使物料在落料环面上反弹向焦点方向，如果在加上落料高差的重力加速度作用，效果更好。

所述箱体3-1的上部沿所述驱动轴轴线方向设有左、右挡料板3-6，在左右所述挡料板、箱体和辊筒的上部之间形成入料槽。

如图9和图10所示，作为本实用新型的计量给料装置的另一种实施方式，所示计量给料装置包括箱体3-1及设于所述箱体内的辊筒3-2，所述箱体设有进料口3-4和出料口，所述辊筒包括辊体及驱动轴3-7，所述辊体通过驱动轴安装在所述箱体上；

所述辊体包括两侧板及设于两个所述侧板上的鼠笼式骨架，在所述鼠笼式骨架上设有圆筒形辊筒，所述辊筒的外部设有计量槽，所述辊筒由微孔透气材料构成；所述两侧板及辊筒构成密封的空腔；

所述驱动轴的一端设有伸出所述箱体外的第一伸出端，所述伸出端上设有减速电机3-9，另一端设有伸出所述箱体外的第二伸出端，所述驱动轴内设有盲孔3-5，所述驱动轴上设有盲孔与所述空腔连通的气道，所述第二伸出端上设有旋转接头3-10，所述旋转接头包括固定端和套于所述固定端内的空心旋转轴，所述空心旋转轴与所述第二伸出端相连接，并使旋转接头与所述盲孔相连通；

所述箱体的上部沿所述驱动轴轴线方向设有左、右挡料板3-6，在左右所述挡料板、箱体和辊筒的上部之间形成入料槽。

所述辊筒由多片弧形微孔陶瓷拼装而成，所述微孔陶瓷的孔径为10～ 500微米。

所述旋转接头的固定端连接外部压缩空气，所述旋转接头前设有空气过滤器。

如图9和图10所示的计量给料装置工作原理如下：采用旋转接头将外部压缩空气导入所述辊体的密封空腔中，在该空腔中建立微正压，微正压的大小与微孔材料的孔径有关，目的是在计量槽的表面上形成微压气隔膜，保证颗粒料与计量槽的充分分离，这样可以避免由于粘料而累积误差。在具体工作中，由于在辊筒的上部入料槽处受到储料仓储料的压力，实际上压缩空气是不会在对应入料槽部位逸出的。目前，微孔透气材料是很容易获得的，这种微孔甚至肉眼难于看见，不会导致颗粒料堵塞，在微正压的作用下，实质在计量槽表面形成了气隔膜。

所示输送装置为软绞龙输送系统。

所述收料装置5包括设于所述混料仓4下的接料仓5-1及与所述接料仓连接的夹袋器5-2，所述机架6的下部设有输送带7。输送带用于将包装好的复合肥送出。

还包括控制系统8，所述控制系统包括精准施肥配方专家系统，所述控制系统控制所述输送装置及计量给料装置按程序动作。

本实用新型的工作原理如下：通过在控制系统中的精准施肥配方专家系统上输入当地或购买者提供的土壤氮、磷、钾含量基本信息，精准施肥配方专家系统算出各种肥料的配方及用量，在确定各种肥料的输送料重量后，可以折算到需要转过的计量槽个数，精确控制物料输送量，其基本误差取决于计量槽的容重。相比现有技术的电子称计量，可以在输送料的同时精确计量和控制。在计量给料装置工作的同时，各种料按比例同步落料，在混料仓中自然混合，然后包装。在末级还设有电子称对装袋重量进行复核。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。