本發明涉及農業工程機械技術領域，具體涉及一種純土質營養缽的生產線及生產方法。

背景技術：

播種與育苗是種植業的重要工序。區別于傳統農業，在工業化農業生產中，特別是花卉、水果、名貴植物的播種與育苗過程中，營養缽得到廣泛的使用。營養缽主要分為帶殼營養缽和純土質營養缽，其中，帶殼營養缽是采用紙質、木質、可降解塑料等材料通過成型技術制作成營養缽的外殼，在內空的營養缽缽體內注入營養土并壓實即完成營養缽的生產，如果營養缽移置田間，其外殼入土可自行降解，如果營養缽用于溫室內育苗，則外殼有可能回收利用。然而，采用帶殼營養缽存在以下缺點：1、田間使用時，一方面非土壤外殼會增加營養缽成本，另一方面外殼的降解過程及降解之后對土壤品質有不良影響；2、室內育苗時，如果外殼太厚，則會造成成本過高，并且容易對苗木的根系發育造成不利；如外殼太薄，則又存在強度不足的缺陷。

純土質營養缽是通過提高營養土壤的濕度，增強其粘性，直接利用純土質進行生產的營養缽，其存在剛度較低，容易變形，移動運輸不方便等缺陷，并且采用純土質營養缽的常見現象是營養缽過于緊密，不利于植物的生長發育。

由于種植過程對土壤的濕度、松馳性、透氣性的特殊需要，且基于強度的限制，現有技術中還沒有純土質營養缽大批量生產的生產裝置。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是克服現有技術存在的不足，提供一種結構設計合理、易于控制、工廠化大批量生產純土質營養缽、制得的純土質營養缽強度高且便于植物生長的純土質營養缽的生產線及生產方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種純土質營養缽的生產線，包括機架和裝有若干營養缽模具的模具箱，所述營養缽模具包括具有貫通內孔的模具體以及環繞設置在貫通內孔外圍的加熱組件，所述機架上設有通過傳送機構依次相連的注土工位、緊土成窩工位、固化成型工位、播種工位、覆土工位和出模工位，所述注土工位設有用于將營養土注入各營養缽模具的注土裝置，所述緊土成窩工位設有用于在各營養缽模具中緊土成窩的緊土成窩裝置，所述固化成型工位設有用于啟動加熱組件進行加熱的加熱啟動裝置，所述播種工位設有用于向各營養缽模具內加入種子的排種器，所述覆土工位設有用于向各營養缽模具內注入營養土以將種子覆蓋的覆土裝置，所述出模工位設有用于將各營養缽模具中的營養缽移出營養缽模具的出模裝置。

上述的生產線，優選的，所述緊土成窩工位和固化成型工位之間、所述覆土工位和出模工位之間均設有刮土裝置，所述刮土裝置包括固定設置且位于傳送機構上方的刮板。

上述的生產線，優選的，所述注土工位、緊土成窩工位、固化成型工位、播種工位、覆土工位和出模工位均設有用于將模具箱輸送至傳送機構的輸出裝置，所述輸出裝置包括旋轉驅動件、驅動齒輪、中間齒輪、與旋轉驅動件相連的輸入齒輪以及用于連接中間齒輪和輸入齒輪的惰輪，所述驅動齒輪和中間齒輪以同軸且同步轉動的方式安裝在機架上，所述惰輪通過切換機構安裝于機架上并能由切換機構驅動同時與中間齒輪和輸入齒輪嚙合或者至少與中間齒輪和輸入齒輪中的一個不嚙合，所述模具箱上設有與所述驅動齒輪嚙合的齒條。

上述的生產線，優選的，所述切換機構包括滑設于機架上的支架和安裝在機架上用于驅動支架往復滑動的伸縮驅動件，所述惰輪可轉動的裝在支架上。

上述的生產線，優選的，所述傳送機構為輥筒式傳送機構，輥筒式傳送機構包括安裝在機架的多個沿傳送方向依次布置的輥筒以及通過傳動機構與各輥筒相連以驅使輥筒轉動的驅動組件，所述旋轉驅動件為所述輥筒式傳送機構中的任意一個輥筒，所述輸入齒輪通過連接軸與所述輥筒相連。

上述的生產線，優選的，所述貫通內孔的孔徑由上至下逐漸增大。

上述的生產線，優選的，所述模具體為金屬材料件，所述加熱組件為繞設于模具體上的高頻線圈，所述加熱啟動裝置為高頻發生器。

上述的生產線，優選的，所述模具體上于高頻線圈的一端設有環形擋板，所述模具體上于高頻線圈的另一端螺紋連接有鎖緊螺母；所述環形擋板上設有兩個以上定位孔，所述模具箱上對應各定位孔均設有定位銷，所述定位銷插設于對應的定位孔中。

上述的生產線，優選的，所述注土工位、緊土成窩工位、固化成型工位、播種工位和覆土工位均設有用于托持營養缽模具并封閉各營養缽模具的貫通內孔底部一端的底板。

一種純土質營養缽的生產方法，包括以下步驟：

（A）準備裝有若干營養缽模具的模具箱，各營養缽模具具有貫通內孔以及繞設置在貫通內孔外圍的加熱組件，向各營養缽模具的貫通內孔中注入營養土；

（B）對各營養缽模具的營養土進行緊土成窩；

（C）采用加熱組件對營養缽模具中的營養土進行加熱，將營養缽外層的營養土烘干至設定的干燥程度，而營養缽內層的營養土則保持比外層營養土更為濕潤的設定濕度；

（D）將種子播放到各營養缽模具中的營養土中；

（E）向各營養缽模具中注入覆蓋土以將種子覆蓋，完成營養缽的制作；

（F）取出各營養缽模具中的營養缽，并回收循環利用裝有若干營養缽模具的模具箱。

與現有技術相比，本發明的優點在于：本發明純土質營養缽的生產線及生產方法，通過傳送機構將裝有若干營養缽模具的模具箱依次輸送經過注土工位、緊土成窩工位、固化成型工位、播種工位和覆土工位進行注土、緊土成窩、固化成型、播種和覆土工序，即獲得成型的純土質營養缽，再在出模工位將成型的純土質營養缽移出營養缽模具即可。其中，在固化成型工位利用加熱啟動裝置啟動加熱組件進行加熱，環繞設置在貫通內孔外圍的加熱組件能將營養缽外層的營養土烘干至設定的干燥程度，使營養缽的外層具有一定強度，達到固化并提高營養缽強度的目的，而由于溫度梯度的存在，營養缽內部的營養土則保持在比外層營養土更為濕潤的設定濕度，使營養缽內部的營養土既松馳又濕潤，這種外干內濕的營養缽不僅便于運輸，又適合作物種子的發育成長，是一種高品質的營養缽，無論是用于田間還是溫室內，對于花卉、水果、名貴植物的播種與育苗都有較高的環保價值，且其價格低廉，具有較強的推廣價值。該生產線可進行制缽播種一體化生產，能夠實現純土質營養缽的工廠化大批量生產，其具有結構設計合理、易于控制等優點。

附圖說明

圖1為純土質營養缽的生產線的結構示意簡圖。

圖2為純土質營養缽的生產線中輸出裝置的結構示意簡圖。

圖3為純土質營養缽的生產線中營養缽模具的剖視結構示意圖。

圖例說明：

1、營養缽模具；11、模具體；12、貫通內孔；13、加熱組件；14、環形擋板；15、鎖緊螺母；16、定位孔；2、模具箱；3、注土裝置；4、緊土成窩裝置；5、加熱啟動裝置；6、排種器；7、覆土裝置；8、出模裝置；9、刮土裝置；101、驅動齒輪；102、中間齒輪；103、輸入齒輪；104、惰輪；105、齒條；106、支架；107、伸縮驅動件；201、輥筒；301、托盤。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。

如圖1和圖3所示，本實施例的純土質營養缽的生產線，包括機架和裝有若干營養缽模具1的模具箱2，模具箱2具有上下貫通的通孔，若干營養缽模具1均勻的分布在該通孔內，營養缽模具1包括模具體11和加熱組件13，模具體11具有貫通內孔12，加熱組件13環繞設置在貫通內孔12外圍，機架上設有注土工位、緊土成窩工位、固化成型工位、播種工位、覆土工位和出模工位，注土工位、緊土成窩工位、固化成型工位、播種工位、覆土工位和出模工位通過傳送機構依次相連，注土工位設有用于將營養土注入各營養缽模具1的注土裝置3，緊土成窩工位設有用于在各營養缽模具1中緊土成窩的緊土成窩裝置4，固化成型工位設有用于啟動加熱組件13進行加熱的加熱啟動裝置5，播種工位設有用于向各營養缽模具1內加入種子的排種器6，覆土工位設有用于向各營養缽模具1內注入營養土以將種子覆蓋的覆土裝置7，出模工位設有用于將各營養缽模具1中的營養缽移出營養缽模具1的出模裝置8。

生產線進行純土質營養缽生產時，通過傳送機構將裝有若干營養缽模具1的模具箱2依次輸送經過注土工位、緊土成窩工位、固化成型工位、播種工位和覆土工位進行注土、緊土成窩、固化成型、播種和覆土工序，即獲得成型的純土質營養缽，再在出模工位將成型的純土質營養缽移出營養缽模具1即可。其中，在固化成型工位利用加熱啟動裝置5啟動加熱組件13進行加熱，環繞設置在貫通內孔12外圍的加熱組件13能將營養缽外層的營養土烘干至設定的干燥程度，使營養缽的外層具有一定強度，達到固化并提高營養缽強度的目的，而由于溫度梯度的存在，營養缽內部的營養土則保持在比外層營養土更為濕潤的設定濕度，使營養缽內部的營養土既松馳又濕潤，這種外干內濕的營養缽不僅便于運輸，又適合作物種子的發育成長，是一種高品質的營養缽，無論是用于田間還是溫室內，對于花卉、水果、名貴植物的播種與育苗都有較高的環保價值，且其價格低廉，具有較強的推廣價值。該生產線可進行制缽播種一體化生產，能夠實現純土質營養缽的工廠化大批量生產，具有結構設計合理、易于控制等優點。

本實施例中，緊土成窩工位和固化成型工位之間、覆土工位和出模工位之間均設有刮土裝置9，刮土裝置9包括刮板，刮板固設在機架上且位于傳送機構的上方，傳送機構傳送模具箱2的過程中，模具箱2通過刮板所在的位置，刮板可將營養缽模具1中多余土壤刮除，利于營養缽的成型以及成型后尺寸的均勻性和美觀性。

本實施例中，出模裝置8為現有常規技術，其包括壓力機以及與壓力機相連并由壓力機驅動伸縮運動的頂出頭，頂出頭設有與模具箱2中營養缽模具1數量一致且位置一一對應的頂桿，工作時，壓力機驅動頂出頭伸出運動，各頂桿伸入對應的營養缽模具1的貫通內孔12中，從而可將營養缽模具1中的營養缽推出，推出營養缽后，壓力機驅動頂出頭縮入運動使各頂桿退出對應的貫通內孔12即可。

注土裝置3和覆土裝置7采用現有的營養土制作機（與鑄造生產時的混砂機相同），兩者具有相同的工作原理。當輸出裝置將模具箱2輸送至注土工位或者覆土工位時，營養土制作機的電源開關在PLC的控制下接通，將一定量和一定濕度的營養土注入至營養缽模具1內，完畢后PLC關閉電源，輸出裝置的動力接通，模具箱2進入下一工位。

緊土成窩裝置4的結構和工作原理與出模裝置8類似，其包括壓力機以及與壓力機相連并由壓力機驅動伸縮運動的緊土成窩頭，緊土成窩頭設有與模具箱2中營養缽模具1數量一致且位置一一對應的緊土成窩桿，工作時，壓力機驅動緊土成窩頭伸出運動，各緊土成窩桿伸入對應的營養缽模具1中，從而可完成緊土成窩。緊土成窩完成后，壓力機驅動緊土成窩頭縮入運動使各緊土成窩桿退出對應的營養缽模具1即可。

排種器6為現有常規技術，可采用現有聯合播種機上的排種器，其型號與結構依據不同的播種品種和不同的模具數量有所不同。

本實施例中，注土工位、緊土成窩工位、固化成型工位、播種工位、覆土工位和出模工位均設有用于將模具箱2輸送至傳送機構的輸出裝置，如圖2所示，輸出裝置包括旋轉驅動件、驅動齒輪101、中間齒輪102、與旋轉驅動件相連的輸入齒輪103以及用于連接中間齒輪102和輸入齒輪103的惰輪104，驅動齒輪101和中間齒輪102以同軸且同步轉動的方式安裝在機架上，惰輪104通過切換機構安裝于機架上并能由切換機構驅動同時與中間齒輪102和輸入齒輪103嚙合或者至少與中間齒輪102和輸入齒輪103均不嚙合，模具箱2上設有與驅動齒輪101嚙合的齒條105。本實施例的傳送機構為輥筒式傳送機構，輥筒式傳送機構包括安裝在機架的多個沿傳送方向依次布置的輥筒201以及通過傳動機構與各輥筒201相連以驅使輥筒201轉動的驅動組件，該驅動組件采用電機與鏈條傳動機構的組合或者其他現有技術，旋轉驅動件為輥筒式傳送機構中的任意一個輥筒201，輸入齒輪103通過連接軸與輥筒201相連，輥筒201轉動時帶著輸入齒輪103同步轉動。當需要將模具箱2輸送至傳送機構時，切換機構驅動惰輪104同時與中間齒輪102和輸入齒輪103嚙合，輸入齒輪103隨輥筒201同步轉動，其動力經惰輪104傳遞至中間齒輪102，中間齒輪102和驅動齒輪101同步轉動，進而驅動齒輪101驅動齒條105，使模具箱2向傳送機構移動；在不需要將模具箱2輸出時，切換機構驅動惰輪104與中間齒輪102和輸入齒輪103均不嚙合，輸入齒輪103隨輥筒201同步轉動，但動力不經惰輪104傳遞至中間齒輪102，中間齒輪102和驅動齒輪101也不轉動，進而驅動齒輪101也不驅動齒條105，使模具箱2保持在工位上不移動。在其他實施例中，要實現不傳遞動力，也可以通過切換機構驅動惰輪104，使惰輪104與中間齒輪102和輸入齒輪103中任意一個不嚙合。

本實施例中，切換機構包括滑設于機架上的支架106和安裝在機架上用于驅動支架106往復滑動的伸縮驅動件107，惰輪104可轉動的裝在支架106上。伸縮驅動件107采用伸縮電磁鐵或者其他現有技術，本實施例的伸縮驅動件107驅動支架106伸出運動時惰輪104同時與中間齒輪102和輸入齒輪103嚙合，伸縮驅動件107驅動支架106縮入運動時惰輪104與中間齒輪102和輸入齒輪103均不嚙合。

本實施例中，貫通內孔12的孔徑由上至下逐漸增大，便于采用推頂機構從小孔徑端將營養缽推出貫通內孔12。模具體11為金屬材料件，優選為合金材料制件，加熱組件13為繞設于模具體11上的高頻線圈，加熱啟動裝置5為高頻發生器，高頻發生器產生的高頻電流進入高頻線圈，金屬材料的模具體11被高頻加熱，從而可烘干其內營養缽的表體。

本實施例中，如圖3所示，模具體11上于高頻線圈的一端設有環形擋板14，模具體11上于高頻線圈的另一端螺紋連接有鎖緊螺母15，環形擋板14和鎖緊螺母15對高頻線圈起到阻擋定位作用，使高頻線圈在模具體11上不會竄動，從而保證其位置的準確性，進而保證加熱位置的精準性；環形擋板14上設有兩個定位孔16，兩個定位孔16相對于貫通孔的軸線對稱分布，各定位孔16的軸線與貫通內孔12的軸線平行，模具箱2上對應各定位孔16均設有定位銷，各定位銷插設于對應的定位孔16中對模具體11進行定位，確保營養缽模具1在模具箱2中的正確位置，使注土工位、緊土成窩工位、固化成型工位、播種工位和覆土工位、出模工位的生產工序順利進行。

本實施例中，注土工位、緊土成窩工位、固化成型工位、播種工位和覆土工位均設有底板，底板用于托持營養缽模具1并能封閉各營養缽模具1的貫通內孔12底部一端，能夠防止在各工位的生產過程中營養土從貫通內孔12中掉落。其他實施例中，各工位也可不設置底板，而是在模具箱2的通孔底部設置一將各營養缽模具1的貫通內孔12底部一端封閉的可拆卸底板，在注土工位、緊土成窩工位、固化成型工位、播種工位和覆土工位進行生產工序時，可拆卸底板保持將各營養缽模具1的貫通內孔12底部一端封閉，在出模工位需要將營養缽移出營養缽模具1時，將可拆卸底板取下即可利用出模裝置8將營養缽從貫通內孔12的一端移出。本實施例還優選在注土工位、緊土成窩工位、固化成型工位、播種工位、覆土工位和出模工位均設置對模具箱2進行定位的定位裝置，使模具箱2能夠精準定位在各工位設定的位置，保證生產的精準性和穩定性，在各工位的生產工作完成后，定位裝置可取消對模具箱2的定位，使模具箱2可以輸送至傳送機構并進入下一工位。

本實施例的純土質營養缽的生產線采用PLC控制單元集中控制，以提高生產效率、節省人力成本。也可以采用人工控制，人工控制的可靠性更高。

一種純土質營養缽的生產方法，包括以下步驟：

（A）準備裝有若干營養缽模具1的模具箱2，各營養缽模具1具有貫通內孔12以及繞設置在貫通內孔12外圍的加熱組件13，向各營養缽模具1的貫通內孔12中注入營養土；

（B）對各營養缽模具1的營養土進行緊土成窩；

（C）采用加熱組件13對營養缽模具1中的營養土進行加熱，將營養缽外層的營養土烘干至設定的干燥程度，而營養缽內層的營養土則保持比外層營養土更為濕潤的設定濕度；

（D）將種子播放到各營養缽模具1中的營養土中；

（E）向各營養缽模具1中注入覆蓋土以將種子覆蓋，完成營養缽的制作；

（F）取出各營養缽模具1中的營養缽，并回收循環利用裝有若干營養缽模具1的模具箱2。

采用本發明的純土質營養缽的生產線生產純土質營養缽的生產方法具體包括以下步驟：

一、將裝有若干營養缽模具1的模具箱2放置在注土工位，注土裝置3將預配好的一定成分、一定濕度的營養土注入到各營養缽模具1中，然后通過傳送機構將模具箱2輸送至緊土成窩工位；

二、模具箱2輸送到緊土成窩工位后，緊土成窩裝置4對各營養缽模具1中的營養土進行緊土成窩，然后通過傳送就將模具箱2輸送至固化成型工位；

三、模具箱2輸送到固化成型工位后，加熱觸發裝置啟動各營養缽模具1的觸發式加熱組件13進行加熱，將營養缽外層的營養土烘干至設定的干燥程度，而營養缽內層的營養土則保持比外層營養土更為濕潤的設定濕度，然后通過傳送機構將模具箱2輸送至播種工位；

四、模具箱2輸送到播種工位后，排種器6將種子播放到各營養缽模具1中，然后通過傳送機構將模具箱2輸送至覆土工位；

五、模具箱2輸送到覆土工位后，覆土裝置7注入覆蓋土將種子覆蓋，然后通過傳送機構將模具箱2輸送至出模工位；

六、模具箱2輸送到出模工位后，在出模工位的下方設置一托盤301，出模裝置8將模具箱2內各營養缽模具1中的營養缽頂出至托盤301；然后回收并循環使用模具箱2。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護范圍并不僅局限于上述實施例。對于本技術領域的技術人員來說，在不脫離本發明技術構思前提下所得到的改進和變換也應視為本發明的保護范圍。