有機肥生產線投料斗系統的優化設計*

王連林，申穎亮，陳鐵成，李翠芹，邱春蓮

(1.河北省玉田縣農業區劃辦公室 河北玉田 064100； 2.玉田縣職教中心 河北玉田 064100；3.灃田寶農業科技有限公司 河北玉田 064109； 4.河北省玉田縣農牧局 河北玉田 064100)

1 有機肥生產線投料斗系統存在的缺陷

隨著生物有機肥在全國生態農業生產中的大力推廣，用戶已對其有了一定的了解與認可，我國農業市場對生物有機肥的需求量會不斷增加，眾多企業開始轉向有機肥生產領域。有機肥是利用畜禽糞便(特別是集約化養殖的畜禽糞便)、秸稈、農副產品和食品加工的固態廢物、有機垃圾經有益微生物發酵、加工而成，其富含有機質，但有機質含量良莠不齊，大量元素含量低，需通過檢測添加。

目前，粉狀有機肥普及率較高，適應機械化施肥要求的顆粒有機肥少，其主要原因：發酵后的畜禽糞便和農業生產廢棄物質地松散，成粒難；必須添加各種無機元素、腐殖酸、活性菌劑才能達到《有機肥料》(NY 525—2012)和《生物有機肥》(NY 884—2012)標準的要求。

在有機肥原料的調配過程中，為實現生產自動化，多數企業采用了全自動配料系統。對于密度較小、含水量較高(質量分數一般在25%～30%)且流動性差的發酵后的畜禽糞便和其他農業廢棄物，全自動配料系統難以保證投料精度和順暢的配料速度，需操作人員采用以下方式予以協助：①用木錘敲打投料倉，讓物料下沉，保證投料速度和精度；②用棍棒或竹竿向下捅，以減少物料滯留或黏結，保證投料順暢。

上述方法的弊端：①清理速度慢、勞動強度大，堵塞不嚴重時處理效果較好，若處理不及時而出現嚴重堵塞時必須停車處理；②在處理過程中存在安全隱患，或長期敲打而損壞機械部件；③多數有機肥設備生產企業參照無機肥料的密度及流速進行投料斗系統的設計，沒有考慮有機原料的密度及自然流速，導致其應用于有機肥生產線上出現結構設計不合理、投料不暢、精度不高的問題。

2 優化設計方案

基于有機肥生產線投料斗系統存在的問題，提出了如圖1所示的優化設計方案。

1. 主料斗 2. 副料斗 3. 牽引彈簧 4. 計量秤 5. 振動電機 6. 固定架 7. 振動彈簧

(1)改變原投料斗系統的一體化設計方案，采用分體式結構，形成主料斗和副料斗結構。主、副料斗為正方形或3∶2長方形，尺寸依據投料量而定。主料斗為固定式，副料斗為懸掛式。

(2)主、副料斗采用強力牽引彈簧連接，每個斷面設置2根帶調節螺桿的彈簧，以保證主、副料斗的平衡調節。主、副料斗鑲嵌間隙上下為5 cm，四周嵌入間隙為3 cm，以保證良好的振動效果和物料的準確導入。

(3)在副料斗外側配置振動電機，振動頻率為20～30次/min，保證物料實時順暢下沉，并順利輸送給電子計量秤，保證投料的精度和投料量。

(4)主料斗固定在投料口上端主梁上，主梁向下延伸與主料斗焊接，并與振動電機固定架焊接在一起。振動電機固定在固定架上，與副料斗通過振動彈簧連接，實現軟性振動，以延長設備使用壽命。

3 實施方式

2只料斗均為上寬下窄，主、副料斗通過側面的2根牽引彈簧(帶調節螺桿)連接，使主料斗和副料斗豎直配置，主料斗置于副料斗的頂部。固定架固定于主料斗上，振動電機固定于固定架上，振動電機的振動端配置振動彈簧，振動彈簧的另一端與副料斗相連。計量秤配置于副料斗的出口處，主料斗的底部出口伸入副料斗頂部入口的距離為5 cm，主料斗和副料斗之間的間隙為3 cm。

運行時，開啟振動電機，向主料斗中投入物料，物料經主料斗篩選后進入副料斗；副料斗在振動電機的帶動下進行均勻篩選，篩選出的物料落在計量秤上進行精確計量，實現物料投放。

4 應用效果

優化后的投料斗系統在實際應用中體現出三大優點：

(1)保證了投料人員的安全并減輕了勞動強度。

(2)通過對主、副料斗結構與連接方式的優化設計，實現了投料的連續性與穩定性。

(3)通過設置振動電機，實現了物料順暢投放，保證了投料的精度和準確性。

灃田寶農業科技有限公司在有機肥生產線上采用該優化設計方案后，投料操作人員由8人減少至5人，年可節約支出近30萬元。