用于冬季上冻土壤的改良剂注入设备及改良剂注入方法

文档序号:174788 发布日期:2021-11-02 浏览:39次 >En<

阅读说明:本技术 用于冬季上冻土壤的改良剂注入设备及改良剂注入方法 (Conditioner injection equipment and conditioner injection method for frozen soil in winter ) 是由 苗雨农 于 2021-08-27 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种用于冬季上冻土壤的改良剂注入设备,通过电机驱动钻头钻注于上冻土壤并刺穿上冻土壤伸至上冻土壤下方的土体中,之后通过输液管将改良剂经由钻头的导流孔道注入上冻土壤下方的未冻结土体中,而钻头在钻注及刺穿上冻土壤的过程中,由于插杆的封堵,土壤被阻挡在钻头的导流孔道的下端的外侧,也确保了在钻头刺穿上冻土壤轴,改良剂能顺畅的经由导流孔道的下端注入上冻土壤的下方的土体中,提高了改良剂的注入效率。本发明解决了在冬季地表土壤上冻后,无法透过地表冻土层将土壤改良剂注入地下土壤中的问题。(The invention discloses a modifier injection device for frozen soil in winter, wherein a drill bit is driven by a motor to be injected into the frozen soil and pierce the frozen soil to extend into a soil body below the frozen soil, then the modifier is injected into an unfrozen soil body below the frozen soil through a flow guide hole of the drill bit through a liquid conveying pipe, and in the process of injecting and piercing the frozen soil, due to plugging of an insertion rod, the soil is blocked outside the lower end of the flow guide hole of the drill bit, so that the frozen soil shaft is ensured to be pierced by the drill bit, the modifier can be smoothly injected into the soil body below the frozen soil through the lower end of the flow guide hole, and the injection efficiency of the modifier is improved. The invention solves the problem that the soil conditioner can not be injected into underground soil through the surface frozen soil layer after the surface soil is frozen in winter.)

用于冬季上冻土壤的改良剂注入设备及改良剂注入方法

技术领域

本发明涉及土壤改良技术领域,具体涉及一种用于冬季上冻土壤的改良剂注入设备。

背景技术

土地治理中包含着一项主要内容就是土地的体质改造,此类工程内容是提高农村粮食产量,改善村镇人民生活的重要措施,也是国家扶持村镇建设的重要手段。而土地体质改造工程是基于农田的施工内容,不可避免的会受到季节、水土资源的影响。在我国东北地区实施土地体质改造工作则应提前于播种时期,因此,土地体质改造工程的实施多为冬季施工,而此时地表的水土多为上冻状态。上冻状态的冻土在土地改良时,则很难将添加剂(土壤改良剂等)透过地表冻土层渗入到地下土壤中,进而导致冬季无法进行水溶液渗透。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷,现提供一种用于冬季上冻土壤的改良剂注入设备,以解决在冬季地表土壤上冻后,无法透过地表冻土层将土壤改良剂注入地下土壤中的问题。

为实现上述目的,提供一种用于冬季上冻土壤的改良剂注入设备,包括:

移动式底座,所述移动式底座上安装有储液箱和竖向设置的导向杆;

钻注组件,包括可转动地竖向安装于所述移动式底座的螺纹套筒、螺合于所述螺纹套筒中的螺纹管和同轴连接于所述螺纹管的下端的钻头,所述钻头中形成有竖向贯通的导流孔道,所述导流孔道的上端连通于所述螺纹管的内腔,所述导流孔道的内径自上而下逐渐缩小,所述储液箱上安装有用于驱动所述螺纹套筒的电机;

周转箱,所述周转箱的底部和顶部分别开设有位置相对的连接孔,所述周转箱的底部的连接孔连接于所述螺纹管的上端,所述储液箱通过输液管连接于所述周转箱,所述周转箱的外部连接有连系件,所述连系件的远离所述周转箱的一侧开始有导向竖孔,所述导向杆可活动地穿设于所述导向竖孔中;以及

防堵结构,包括插杆、连接于所述周转箱的顶部的连接孔的导向套筒和顶升件,所述插杆的中部穿设于所述内腔和所述导流孔道中,所述插杆的中部与所述空腔的内壁、所述导流孔道的内壁之间形成有间隙,所述插杆的下端可拆卸地嵌设于所述导流孔道的下端中以封堵所述导流孔道的下端,所述插杆的上端可活动地穿设于所述连接孔和所述导向套筒中且伸至所述导向套筒的外部,所述导向套筒可拆卸地安装有用于锁定所述插杆的上端的锁止件,所述顶升件安装于所述插杆的上端与所述周转箱的外侧壁之间,所述顶升件在所述锁止件卸除后向上顶升所述插杆,使得所述插杆的下端退回所述导向孔道内以开启所述导流孔道的下端。

进一步的,所述钻头呈锥形,所述钻头的外部形成有螺旋刀片。

进一步的,所述移动式底座开设有与所述储液箱相对设置的通孔,所述螺纹套筒通过轴承安装于所述通孔中。

进一步的,所述通孔的数量为多个,多个所述通孔沿所述储液箱的长度方向间隔设置,所述螺纹套筒的上端伸至所述轴承的外部,所述螺纹套筒的上端同轴连接有从动齿轮,多个所述通孔中的螺纹套筒的从动齿轮依次啮合在一起,所述移动式底座可转动地安装有竖向设置的第一转轴,所述第一转轴的上端同轴连接有主动齿轮,所述电机的输出轴同轴连接于所述第一转轴,所述主动齿轮啮合于一所述从动齿轮。

进一步的,所述储液箱内可转动地安装有滚轴,所述滚轴的圆周面连接有多根搅拌杆,所述电机传动连接于所述滚轴。

进一步的,所述滚轴的一端伸至所述储液箱的外部,所述移动式底座可转动地安装有竖向设置的第二转轴,所述第一转轴通过同步皮带连接于所述第二转轴,所述第二转轴通过齿轮组件传动连接于所述滚轴的一端。

进一步的,所述插杆的上端连接有连接板,所述连接板的远离所述插杆的一侧开设有竖向贯孔,所述周转箱的顶部竖设有立杆,所述立杆可活动地穿设于所述竖向贯孔中,所述顶升件安装于所述连接板和所述周转箱的顶部之间。

进一步的,所述顶升件为螺旋弹簧,所述螺旋弹簧的内孔可活动地套设于所述立杆,所述螺旋弹簧的两端分别连接于所述连接板和所述周转箱的顶部。

进一步的,所述储液箱中安装有输送泵,所述周转箱的顶部开设有进液口,所述输送泵连接于所述输液管的一端,所述输液管的另一端连接于所述进液口。

本发明提供一种改良剂注入方法,包括以下步骤:

提供用于冬季上冻土壤的改良剂注入设备,将所述改良剂注入设备移动至冬季上冻土壤的上部,并于储液箱中注入改良剂,使得钻头对准于待改良的上冻土壤;

启动电机,使得钻头向下钻注于所述上冻土壤并伸至所述上冻土壤的下方土体中;

关闭所述电机并卸除锁止件,顶升件向上顶插杆,使得所述插杆的下端退回导向孔道内以开启导流孔道的下端;

输液管将所述储液箱内的所述改良剂输送至周转箱内并灌注于螺纹管的内腔和所述钻头的导流孔道与插杆之间的间隙中,使得所述改良剂经由所述导流孔道的下端注入所述上冻土壤的下方的土体中。

本发明的有益效果在于,本发明的用于冬季上冻土壤的改良剂注入设备,在土壤上冻后,通过电机驱动钻头钻注于上冻土壤并刺穿上冻土壤伸至上冻土壤下方的土体中,之后通过输液管将改良剂经由钻头的导流孔道注入上冻土壤下方的未冻结土体中,而钻头在钻注及刺穿上冻土壤的过程中,由于插杆的封堵,土壤被阻挡在钻头的导流孔道的下端的外侧,也确保了在钻头刺穿上冻土壤轴,改良剂能顺畅的经由导流孔道的下端注入上冻土壤的下方的土体中,提高了改良剂的注入效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:

图1为本发明实施例的用于冬季上冻土壤的改良剂注入设备的结构示意图。

图2为图1中A处的局部放大图。

图3为图1中B的局部放大图。

图4为本发明实施例的用于冬季上冻土壤的改良剂注入设备的左侧视图。

图5为本发明实施例的储液箱的内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参照图1至图5所示,本发明提供了一种用于冬季上冻土壤的改良剂注入设备,包括:移动式底座1、钻注组件2、周转箱3和防堵结构4。

具体的,移动式底座1的上部安装有储液箱11和导向杆12。导向杆12竖向设置。导向杆与储液箱相对设置。储液箱用于储存土壤改良剂。移动式底座1的下部安装有多个脚轮13。在本实施例中,移动式底座呈矩形,多个脚轮分别安装于移动式底座的四个拐角处。

钻注组件2包括螺纹套筒21螺纹管22和钻头23。螺纹套筒21可转动地竖向安装于移动式底座1。螺纹套筒可绕自身轴线旋转。螺纹管22螺合于螺纹套筒21中。螺纹套筒设有内螺纹,螺纹管设有与螺纹套筒的内螺纹相适配的外螺纹,螺纹管螺合于螺纹套筒内。钻头23同轴连接于螺纹管22的下端。钻头23中形成有竖向贯通的导流孔道。导流孔道的上端连通于螺纹管22的内腔。导流孔道的内径自上而下逐渐缩小。储液箱11上安装有电机14。

周转箱3的底部和顶部分别开设有位置相对的连接孔。周转箱3的底部的连接孔连接于螺纹管22的上端,螺纹管的内腔连通于周转箱的内部。储液箱11通过输液管32连接于周转箱3。输液管用于将储液箱中的改良剂输送至周转箱中,周转箱中的改良剂则灌注于螺纹管内。周转箱3的外部连接有连系件31。连系件31的远离周转箱3的一侧开始有导向竖孔。导向杆12可活动地穿设于导向竖孔中。电机14用于驱动螺纹套筒21绕自自身轴线旋转,使得升降螺纹管。

防堵结构4包括插杆41、导向套筒42和顶升件43。具体的,导向套筒42连接于周转箱3的顶部的连接孔。在本实施例中,导向套筒与螺纹管、钻头同轴设置。插杆41的中部穿设于螺纹管的内腔和钻头的导流孔道中,且插杆的外径分别小于内腔和导流孔道的内径,故插杆41的中部与空腔的内壁、导流孔道的内壁之间形成有间隙220。在本实施例中,内腔的内径适配于导流孔道的上端的内径。钻头的上端的外径适配于螺纹管的外径。导流孔道呈倒圆台形。插杆41的下端可拆卸地嵌设于导流孔道的下端中以封堵导流孔道的下端。插杆41的上端可活动地穿设于周转箱的底部和顶部的连接孔、以及导向套筒42中,且插杆的上端伸至导向套筒42的外部。导向套筒42可拆卸地安装有用于锁止件46。锁止件用于锁定插杆41的上端。顶升件43安装于插杆41的上端与周转箱3的外侧壁之间。顶升件用于向上顶升插杆。顶升件43,在锁止件46卸除后,向上顶升插杆41,使得插杆41的下端退回导向孔道内以开启钻头的导流孔道的下端。

本发明的用于冬季上冻土壤的改良剂注入设备的工作原理:

储液箱中注入大量的改良剂。将注入有改良剂的改良剂注入设备移动至已上冻的待改良土壤的上方。启动电机,电机驱动螺纹套筒绕其自身轴线转动,使得螺纹管向下运动,进而使得钻头扎入已上冻土层并刺穿已上冻涂层伸至已上冻土层的下方的土体中。在钻头下扎刺穿已上冻土层的过程中,由于插杆嵌设于钻头的导流孔道的下端,进而土壤不会进入导流孔道中,故不会堵塞导流孔道。关闭电机后,拆除锁止件,顶升件向上顶升插杆,使得插杆退回导流孔道中,从而使得导流孔道的下端开启与外界的土体相通。储液箱通过输液管将改良剂输送至周转箱中,周转箱中的改良剂注入螺纹管的内腔、钻头的导流通孔,并最终经由导流孔道的下端注入已上冻土层的下方土体中以改良土壤。

本发明的用于冬季上冻土壤的改良剂注入设备,在土壤上冻后,通过电机驱动钻头钻注于上冻土壤并刺穿上冻土壤伸至上冻土壤下方的土体中,之后通过输液管将改良剂经由钻头的导流孔道注入上冻土壤下方的未冻结土体中,而钻头在钻注及刺穿上冻土壤的过程中,由于插杆的封堵,土壤被阻挡在钻头的导流孔道的下端的外侧,也确保了在钻头刺穿上冻土壤轴,改良剂能顺畅的经由导流孔道的下端注入上冻土壤的下方的土体中,提高了改良剂的注入效率。

在本实施例中,钻头23呈锥形,为高强度钢钻头。钻注组件有多套,多套钻注组件设置于移动式底座的一侧,储液箱设置于移动式底座的另一侧。多套钻注组件沿储液箱的长度方向设置。具体的,移动式底座1的一侧开设有多个通孔,多个通孔沿储液箱的长度方向设置,每一个通孔竖向设置。通孔与储液箱11相对设置。螺纹套筒21通过轴承212安装于通孔中。

在本实施例中,多个通孔沿储液箱11的长度方向间隔设置。螺纹套筒21的上端伸至轴承212的上部。螺纹套筒21的上端同轴连接有从动齿轮211。多个通孔中的螺纹套筒21的从动齿轮211依次啮合在一起。移动式底座1可转动地安装有竖向设置的第一转轴15。具体的,第一转轴通过轴承安装于移动式底座上。第一转轴竖向设置,且第一转轴的中部伸至移动式底座的上方。第一转轴15的上端同轴连接有主动齿轮。电机14的输出轴同轴连接于第一转轴15的上端。主动齿轮啮合于首个螺纹套筒的上端从动齿轮211。通过一个电机同时带动多个螺纹套筒转动,使得多根螺纹管同时上升或下降,在本实施例中,电机为正反转电机,通过电机的正转使得螺纹管上升;通过电机的反转,使得螺纹管下降。

作为一种较佳的实施方式,储液箱中用于存储大量的改良剂,为了使改良剂的混合均匀,储液箱11内可转动地安装有滚轴111。滚轴111的圆周面连接有多根搅拌杆112。电机14传动连接于滚轴111,使得搅拌杆不断搅动改良剂。

作为一种较佳的实施方式,滚轴111的一端伸至储液箱11的外部。移动式底座1可转动地安装有竖向设置的第二转轴16,第一转轴15通过同步皮带153连接于第二转轴16,所述第二转轴16通过齿轮组件传动连接于所述滚轴111的一端。

在本实施例中,移动式底座通过轴承可转动地安装有第二转轴16。第二转轴,第一转轴的安装方式与螺纹套筒的安装方式相同,故在此不再赘述。第一转轴的中部同轴安装有第一皮带轮,第二转轴的上端安装于第二皮带轮,第一皮带轮通过同步皮带153连接于第二皮带轮以带动第二转轴转动。第二转动通过齿轮组件传动连接于滚轴。具体的,第二转轴的上端的端部同轴连接有第一斜齿轮154,滚轴的一端延伸至储液箱的外侧且同轴连接有第二斜齿轮155,第二斜齿轮啮合于第一斜齿轮以驱动滚轴转动。

作为一种较佳的实施方式,储液箱的开设有注液口。储液箱11中安装有输送泵113。周转箱3的顶部开设有进液口。输送泵113连接于输液管32的一端,输液管32的另一端连接于周转箱的进液口。

在本实施例中,输液管为软管。输液管的另一端通过多根支管连接于周转箱的进液口。

作为一种较佳的实施方式,参阅图2和图4所示,插杆41的上端连接有连接板45。连接板45的远离插杆41的一侧开设有竖向贯孔。周转箱3的顶部竖设有立杆44。立杆44可活动地穿设于竖向贯孔中。顶升件43安装于连接板45和周转箱3的顶部之间。

顶升件43为螺旋弹簧。螺旋弹簧的内孔可活动地套设于立杆。螺旋弹簧的两端分别连接于连接板45和周转箱3的顶部。

在本实施例中,导向套筒的侧壁开设有第一锁孔,插杆的上端开设有第二锁孔。锁止件为插销。插销可拆卸地插设于第一锁孔和第二锁孔中以锁定插杆的上端。在拔除插销后,螺旋弹簧向上顶升连接板,使得连接于连接板的插杆的上端向上抬升,进而使得插杆的下端脱离导流孔道的下端以开启导流孔道的下端。

在周转箱的外侧连接的连系件为一条形板,条形板的相对两侧分别连接于相邻的两周转箱。竖向导孔开设于条形板的远离周转箱的一端。

本发明提供一种改良剂注入方法,包括以下步骤:

S1:提供上述的用于冬季上冻土壤的改良剂注入设备,将改良剂注入设备移动至冬季上冻土壤的上部,并于储液箱11中注入改良剂,使得钻头23对准于待改良的上冻土壤。

S2:启动电机14,电机正转使得钻头23向下钻注于上冻土壤并刺穿上冻土壤进而伸至上冻土壤的下方土体中。

S3:关闭电机14并卸除锁止件46,顶升件43向上顶插杆41,使得插杆41的下端退回导向孔道内以开启导流孔道的下端。

S4:输液管32将储液箱11内的改良剂输送至周转箱3内并灌注于螺纹管22的内腔和所钻头23的导流孔道与插杆之间的间隙220中,使得改良剂经由导流孔道的下端注入上冻土壤的下方的土体中。

在改良剂注入土体中后,开启电机,使得电机反转使得螺纹管上升,从而钻头退出移动式底座下方的土体。

在注入改良剂的过程中,电机通过同步皮带以及齿轮组件带动储液箱中的滚轴转动,使得搅拌杆不断搅拌储液箱内的大量改良剂,确保改良剂的各组分混合均匀,提供改良剂的效用。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

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