一种气动土壤深松头及其工作方法技术

本发明专利技术公开了一种气动土壤深松头及其工作方法，本发明专利技术在壳体内部设置有挡板，当挡板处于不同角度时，可将喷射孔开启或关闭。当喷射孔关闭时，高压气压作用于下端活塞表面，设备进行入土；当喷射孔开启时，压缩气体则从喷射孔喷出，实现气爆松土，本装置中活塞与弹簧组成的凿土机构，当脉冲气压作用于活塞时，凿土机构上下运动对土壤进行凿挖，配合外力对壳体的下压，能使深松头轻易地插入土壤。本装置既可用来松土也用来入土，解决了现有技术中机具入土困难、机具受力过大，应力集中等问题，使阻力分布均匀，入土更加容易。

A pneumatic soil deep loosening head and its working method

The invention discloses a pneumatic soil deep loosening head and its working method. A baffle plate is arranged in the shell, and when the baffle plate is at different angles, the jet hole can be opened or closed. When the spray hole closes, the high pressure air pressure acts on the surface of the lower piston, and the equipment enters the soil; when the spray hole opens, the compressed gas is ejected from the spray hole to realize the air explosion and loosening of the soil. In this device, the soil drilling mechanism composed of the piston and the spring, when the pulse air pressure acts on the piston, the soil drilling mechanism moves up and down to dig the soil. Digging and matching the external force to the lower pressure of the shell can make the deep pine head easy to insert into the soil. The device can be used for both loosening soil and entering soil, and solves the problems of difficult entry of machine tools, excessive force on machine tools, stress concentration, etc. in the prior art, so that the resistance distribution is uniform and the soil entry is easier.

【技术实现步骤摘要】
一种气动土壤深松头及其工作方法
本专利技术属于机械土壤深松领域，具体涉及一种气动土壤深松头及其工作方法。
技术介绍
土壤深松是指使用外力疏松土壤，打破犁底层，改善耕层结构，增强土壤蓄水保墒和抗旱排涝能力的一项耕作技术。开展深松土地作业有利于农作物生长，是提高农作物产量的重要手段之一。在农业生产中，土壤深松作业主要采用传统的深松机作业，如铲式深松机、振动深松机等。近些年兴起一种使用压缩气体喷爆土壤的深松方式，由气枪压入和高压气体喷出配合使用。以上两种常见深松方式存在如下问题：一、传统深松方式利用拖拉机牵引深松机具，机体笨重，技术单一，应用范围小并且能耗比较大。二、新兴的气爆深松方式凭借液压缸或气压缸等外力将气枪压入土壤，继而喷射高压气体，将四周土壤震裂，从而达到深松的效果。该种方式下作业深度相对增加，具有作业范围广，深松均匀等特点。但其使用强制入土方式，仍存在入土方式不灵活，入土困难，作业深度有限，安装调整困难等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种气动土壤深松头及其工作方法，增加了凿土机构和气口开关机构，脉冲气体既用来松土也用来入土，解决了现有技术中机具入土困难、机具受力过大，应力集中等问题，有效避免了强制入土的方式。为了达到上述目的，一种气动土壤深松头，包括壳体，壳体的轴面上开设有若干窗口，每个窗口内均设置有若干棱形凸起，相邻的棱形凸起间设置有喷射孔，壳体设置有能够使喷射孔与壳体内空间连通或断开的挡板，壳体顶部设置有上端盖，壳体底部设置有下端盖，上端盖插入与壳体内空间连通的导气管，下端盖内设置有活塞，活塞通过弹簧与下端盖底面连接，活塞上设置有柱杆，活塞通过柱杆连接下端盖外的锥体钢头。上端盖包括与壳体连接的第二上端盖，第二上端盖上设置有第一上端盖，第一上端盖上设置有环槽，导气管穿过环槽插入壳体内，导气管与环槽间填充有石墨盘根，第一上端盖上设置有用于固定导气管并压实石墨盘根压盖。上端盖上开设有把手槽，把手槽内设置有能够在把手槽内滑动的把手，把手连接挡板。把手连接摆杆，摆杆连接气压缸，气压缸用于驱动摆杆带动把手运动。第一上端盖与第二上端盖通过螺栓固定。上端盖上开设有滑槽，挡板顶部置于滑槽内，挡板与壳体内壁紧密贴合。导气管内部为文丘里结构。一种气动土壤深松头的工作方法，当处于入土工况时，使挡板遮盖喷射孔，接通高压气体时，气体通过导气管流入壳体和挡板的内部，由于喷射孔被挡板关闭，气体不能喷出，只能向下流动作用于活塞的上表面，活塞沿壳体内壁向下运动，通过柱杆带动锥体钢头插入土壤，断开高压气体后，活塞在弹簧的作用下恢复原位，在脉冲高压气体的间歇作用下，活塞和锥体钢头不断上下往复，对土壤进行挖凿；当处于喷爆工况时，挡板偏离，使壳体与喷射孔连通，接通高压气体时，脉冲高压气体亦从喷射孔喷出，对周围土壤进行爆裂，达到对土壤深松的目的。把手连接摆杆，摆杆连接气压缸；当入土工况和喷爆工况切换时，气压缸伸出，摆杆带动把手转动，使挡板5处于对应位置。与现有技术相比，本专利技术在壳体内部设置有挡板，当挡板处于不同角度时，可将喷射孔开启或关闭。当喷射孔关闭时，高压气压作用于下端活塞表面，设备进行入土；当喷射孔开启时，压缩气体则从喷射孔喷出，实现气爆松土，本装置中活塞与弹簧组成的凿土机构，当脉冲气压作用于活塞时，凿土机构上下运动对土壤进行凿挖，配合外力对壳体的下压，能使深松头轻易地插入土壤。本装置既可用来松土也用来入土，解决了现有技术中机具入土困难、机具受力过大，应力集中等问题，使阻力分布均匀，入土更加容易。进一步的，本专利技术的挡板通过把手控制，在实际工作中可根据针对不同的土壤环境来调节把手的开启角度，从而选择相应开启大小的气体窗口进行土壤深松工作，达到“因地施工”的效果。本专利技术的方法在处于入土工况时，运用了活塞和弹簧组成凿土机构，降低了入土的难度，缓解了入土机具应力集中的现象；在处于喷爆工况时，通过插入壳体内部的气体挡板对脉冲高压气体进行开启或关闭。挡板阻断脉冲气体时，深松头用来入土，挡板释放脉冲气体时，深松头则用于土壤的深松。入土工况与喷爆工况可以任意切换，并且针对不同的土壤环境可以选用不同流量大小的气体进行工作。将脉冲高压气体作为动力来辅助机具入土，降低了入土难度，提高了入土效率，增加了作业深度，并且扩大了作业范围。附图说明图1是本专利技术的纵向截面图；图2是本专利技术的俯视图；图3是本专利技术把手开关的控制系统图；图4是本专利技术处于入土工况时的横截面图；图5是本专利技术处于喷爆工况时的横截面图；图6是气体挡板的空间立体图。图中，1.压盖，2.石墨盘根，3.导气管，4.窗口，5.挡板，6.柱杆，7.锥体钢头，8.把手，9.第一上端盖，10.第二上端盖，11.壳体，12.喷射孔，13.棱形凸起，14.活塞，15.弹簧，16.下端盖，17.螺栓，18.把手槽，19.摆杆，20.气压缸。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。参见图1、图2和图6，本专利技术包括输送高压气流的导气管3，导气管3内部为文丘里结构，导气管3通过压盖1固定在第一上端盖9和第二上端盖10的正中央。导气管3与第一上端盖9间设有环槽，环槽内装填有石墨盘根2，压盖1将石墨盘根2压实并与导气管3滑动配合。上端盖下侧开有滑槽放置挡板5，第一上端盖9和第二上端盖10通过螺栓17紧固连接，螺栓17均匀分布于上端盖，且第一上端盖9和第二上端盖10上开有固定角度的把手槽18。第二上端盖10与壳体11同心焊接固定，壳体11外壁设有棱形凸起13，与壳体外部线条相同，插入土壤时可将土壤初步碎裂，并具有入土导向的作用。壳体11外壁均匀分布多个喷射孔12，工作时高压气体从喷射孔12喷出。壳体11内部中空，插有挡板5，壳体11下端内部装有活塞14和弹簧15，活塞14和弹簧15通过下端盖16固定在壳体11内部，活塞14下端通过柱杆6连接一个锥体钢头7，当高压气体作用于活塞14上表面时，活塞14凭借气体压力和弹簧15的弹力通过柱杆6带动锥体钢头7做上下往复运动。参见图1和图5，本专利技术的挡板5与壳体11内壁紧密贴合，挡板5的上部焊有把手8，挡板5上端固定在第一上端盖9的滑槽中，挡板5的下端固定在壳体11内壁的滑槽中，挡板5由把手8控制在滑槽中转动。挡板5四周表面均匀开设四个窗口4，窗口4与喷射孔12连通时，脉冲高压气体喷射而出，窗口4与喷射孔12错位时，脉冲高压气体则只能在壳体11内部流动。参见图1和图3，当本专利技术处于入土工况时，气压缸20伸出，摆杆19带动把手8转动，使挡板5处在图4所示位置，此时窗口4与喷射孔12错位。接通高压气体时，气体通过导气管3流入壳体11和挡板5的内部，由于喷射孔12被挡板5关闭，气体不能喷出，只能向下流动作用于活塞14的上表面，活塞14沿壳体11内壁向下运动，通过柱杆6带动锥体钢头7插入土壤，断开高压气体后，活塞14在弹簧15的作用下恢复原位。在脉冲高压气体的间歇作用下，活塞14和锥体钢头7不断上下往复，对土壤进行挖凿。配合较小的外力便能将气爆头轻松地插入地底深处。此方式方法运用了活塞14和弹簧15组成凿土机构，降低了入土的难度，缓解了入土机具应力集中的现象。参见图1和图3，当本专利技术处于喷爆工况时，此时深松头已插在地底所需深度，气压缸20缩回，摆杆19带动把手本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气动土壤深松头，其特征在于，包括壳体(11)，壳体(11)的轴面上开设有若干窗口(4)，每个窗口(4)内均设置有若干棱形凸起(13)，相邻的棱形凸起(13)间设置有喷射孔(12)，壳体(11)设置有能够使喷射孔(12)与壳体(11)内空间连通或断开的挡板(5)，壳体(11)顶部设置有上端盖，壳体(11)底部设置有下端盖(16)，上端盖插入与壳体(11)内空间连通的导气管(3)，下端盖(16)内设置有活塞(14)，活塞(14)通过弹簧(15)与下端盖(16)底面连接，活塞(14)上设置有柱杆(6)，活塞(14)通过柱杆(6)连接下端盖(16)外的锥体钢头(7)。

【技术特征摘要】
1.一种气动土壤深松头，其特征在于，包括壳体(11)，壳体(11)的轴面上开设有若干窗口(4)，每个窗口(4)内均设置有若干棱形凸起(13)，相邻的棱形凸起(13)间设置有喷射孔(12)，壳体(11)设置有能够使喷射孔(12)与壳体(11)内空间连通或断开的挡板(5)，壳体(11)顶部设置有上端盖，壳体(11)底部设置有下端盖(16)，上端盖插入与壳体(11)内空间连通的导气管(3)，下端盖(16)内设置有活塞(14)，活塞(14)通过弹簧(15)与下端盖(16)底面连接，活塞(14)上设置有柱杆(6)，活塞(14)通过柱杆(6)连接下端盖(16)外的锥体钢头(7)。2.根据权利要求1所述的一种气动土壤深松头，其特征在于，上端盖包括与壳体(11)连接的第二上端盖(10)，第二上端盖(10)上设置有第一上端盖(9)，第一上端盖(9)上设置有环槽，导气管(3)穿过环槽插入壳体(11)内，导气管(3)与环槽间填充有石墨盘根(2)，第一上端盖(9)上设置有用于固定导气管(3)并压实石墨盘根(2)压盖(1)。3.根据权利要求1或2所述的一种气动土壤深松头，其特征在于，上端盖上开设有把手槽(18)，把手槽(18)内设置有能够在把手槽(18)内滑动的把手(8)，把手(8)连接挡板(5)。4.根据权利要求3所述的一种气动土壤深松头，其特征在于，把手(8)连接摆杆(19)，摆杆(19)连接气压缸(20)，气压缸(20)用于驱动摆杆(19)带动把手...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹学鹏，卫昌辰，曹皓清，包翔宇，赵帅贵，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61