農(nóng)業(yè)廢棄物加工食用菌基質(zhì)成套設(shè)備

張 亮 黨凱鋒 楊 震 曹希凡 張鵬霞

（陜西省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所 陜西咸陽(yáng) 712000）

1 前言

農(nóng)業(yè)廢棄物是指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品加工、畜禽養(yǎng)殖業(yè)和農(nóng)村居民生活排放的廢棄物的總稱。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品加工中的廢棄物，比如農(nóng)作物秸稈、種子外殼等均是十分寶貴的資源，除了用于燃燒發(fā)電外，還可作為飼料、基質(zhì)等參與畜牧養(yǎng)殖和種植業(yè)生產(chǎn)，這也是目前農(nóng)業(yè)廢棄物利用占比最大的一部分。利用農(nóng)業(yè)廢棄物生產(chǎn)蘑菇基質(zhì)也是一種很好的應(yīng)用途徑。而在使用環(huán)節(jié)中，先進(jìn)的設(shè)備給農(nóng)業(yè)廢棄物的再利用提供了技術(shù)支撐。筆者對(duì)市場(chǎng)現(xiàn)有的兩種食用菌基質(zhì)加工設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)，開(kāi)發(fā)出行走攤鋪式混料設(shè)備和蘑菇基質(zhì)裝袋設(shè)備，能夠提升混料效果、裝袋質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，節(jié)省人力。

2 行走攤鋪式混料設(shè)備原理

市場(chǎng)現(xiàn)有的行走式蘑菇基質(zhì)攪拌機(jī)比較先進(jìn)，具有較高的生產(chǎn)效率，但是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)于簡(jiǎn)單，僅僅是在攪拌輥軸上焊接固定的攪拌桿，這種固定撥輪的攪拌效率低，拌料的均勻性也比較差。本設(shè)計(jì)著重對(duì)攪拌機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，參考了碎草機(jī)的活動(dòng)鉸鏈?zhǔn)焦ぷ髟?，攪拌機(jī)采用活動(dòng)鉸鏈?zhǔn)叫D(zhuǎn)混料撥輪結(jié)構(gòu)，使得物料在混合過(guò)程中處于三維空間內(nèi)的復(fù)合螺旋運(yùn)動(dòng)，然后沿著切線方向拋出。其與原有固定撥輪的工作原理相比，攪拌過(guò)程物料混合更均勻，更加簡(jiǎn)單高效（圖1）。

圖1 活動(dòng)鉸鏈?zhǔn)脚c固定撥輪混料工作原理比較

2.1 混料機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖2 行走攤鋪式均勻混料機(jī)樣機(jī)

行走攤鋪式均勻混料設(shè)備外形結(jié)構(gòu)如圖2所示，該機(jī)由行走系統(tǒng)、鉸鏈?zhǔn)綌嚢铏C(jī)構(gòu)、出料口擋板、側(cè)方擋板、動(dòng)力系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng)的離合裝置、動(dòng)力系統(tǒng)組成。采用汽油機(jī)為動(dòng)力，主甩輪采用鉸鏈?zhǔn)綌嚢铏C(jī)構(gòu)。主傳動(dòng)、副傳動(dòng)、自走離合機(jī)構(gòu)都集中在一臺(tái)特殊設(shè)計(jì)的減速機(jī)構(gòu)上?；竟ぷ髟恚浩蜋C(jī)動(dòng)力分為兩部分，分別分配給行走系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng)，這兩個(gè)系統(tǒng)分別有兩個(gè)離合器控制動(dòng)力的連接和斷開(kāi)；原料就地堆積好后，機(jī)器通過(guò)堆放物料一側(cè)，物料在通過(guò)鉸鏈攪輪的攪拌后拋出出料口，在空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)多次混合。

3 蘑菇基質(zhì)裝袋設(shè)備工作原理

現(xiàn)有裝袋機(jī)多為間歇性送料裝袋，缺少控制部分，出料口徑單一，缺乏通用性。本設(shè)備重點(diǎn)進(jìn)行電氣控制部分的提升，在喂料裝置、送料結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了改進(jìn)，使菌袋的裝填量和松緊度可控，減少人工操作，增加通用性。

圖3 工作原理

該機(jī)由托架、主軸、喂料斗、送料裝袋機(jī)構(gòu)、電器部分和自動(dòng)限位滑動(dòng)導(dǎo)軌等組成，如圖3所示。原料從料斗進(jìn)入，料斗底部的攪拌裝置使原料進(jìn)一步混合均勻并喂入螺旋輸送器，輸送器將原料經(jīng)由輸料管輸入托架上的塑料袋中。塑料袋的端頭在托架上隨著原料的裝填順著導(dǎo)軌向一側(cè)移動(dòng)，直至設(shè)定的長(zhǎng)度時(shí)在把手位置被擋住。這時(shí)托架自動(dòng)從導(dǎo)軌上落下，離合裝置脫開(kāi)，螺旋輸送器停止送料。在托架和導(dǎo)軌間有彈簧，在裝填過(guò)程中袋內(nèi)原料在彈簧的作用力下被壓實(shí)。取下已裝滿的菌袋，換上空菌袋，向下推動(dòng)手把，托架即自動(dòng)歸位，即開(kāi)始下一個(gè)工作周期。

3.1 喂料斗設(shè)計(jì)

上料斗以摩擦學(xué)為設(shè)計(jì)原理，以原料能順利落入為前提，攪拌裝置設(shè)計(jì)以能將原料持續(xù)喂入而不產(chǎn)生結(jié)拱為原則，結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 喂料斗

3.2 導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

導(dǎo)軌除了為菌袋提供支撐外，另外一個(gè)作用是控制離合器的結(jié)合與分離（如圖5）。當(dāng)導(dǎo)軌處在最右端a處時(shí)，離合器合上，螺旋輸送器工作，此時(shí)進(jìn)行裝袋作業(yè)；當(dāng)行進(jìn)到b處時(shí)，菌袋裝滿，內(nèi)滑桿順勢(shì)下移，離合器分開(kāi)；等空的菌袋套好后，導(dǎo)軌內(nèi)滑桿則從下面復(fù)位，即可開(kāi)始下一個(gè)工作循環(huán)。

裝料為連續(xù)供料，托架下方裝有滾輪，沿導(dǎo)軌順著輸送管平行移動(dòng)，在彈簧力的作用下，菌袋受端部彈力和內(nèi)部螺旋輸送器輸送力的作用，從兩端使物料內(nèi)部壓緊，使物料緊實(shí)，以達(dá)到工藝要求。當(dāng)菌袋一端達(dá)到預(yù)設(shè)長(zhǎng)度時(shí)，內(nèi)滑桿會(huì)自動(dòng)從軌道落下，帶動(dòng)離合器分離，螺旋輸送器停止送料。使每一次裝填的菌袋長(zhǎng)度一致，緊實(shí)度一致，自動(dòng)完成裝袋作業(yè)。

3.3 送料裝袋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

送料裝袋機(jī)結(jié)構(gòu)由螺旋輸送器和裝袋套筒組成，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)供料，提升工作效率。裝袋套筒根據(jù)種植不同的工藝需要，設(shè)計(jì)成可更換式。本次設(shè)計(jì)3種套筒口徑，分別為120mm、170mm、220mm，3種套筒的筒口法蘭通用，生產(chǎn)中可實(shí)現(xiàn)自由切換。

圖5 導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)圖

圖6 螺旋輸送器