一种沙土高效起垄成沙障的一体化装置、方法及其应用 |
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| 申请号 | CN202311822401.0 | 申请日 | 2023-12-27 | 公开(公告)号 | CN117758638A | 公开(公告)日 | 2024-03-26 |
| 申请人 | 上海勘测设计研究院有限公司; | 发明人 | 王丹; 琚泽文; 施思; 史蒙; 罗鼎晖; 吴文欢; 王嘉伟; 包旭辉; 蔡超琳; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种沙土高效起垄成沙障的一体化装置、方法及其应用。本发明的一体化装置包括主控单元、翻耕单元、整形起垄单元，主控单元设于驾驶台内，主控单元包括驱动部，翻耕单元设于驾驶台的前方，翻耕单元包括旋耕刀，旋耕刀通过第一传动控制轴连接至驱动部，旋耕刀用于对沙土进行翻耕，整形起垄单元设于驾驶台的后方，整形起垄单元包括束沙器、悬挂 支架 和起垄轮，束沙器通过第二传动控制轴连接至驱动部，束沙器用于对沙土整形，悬挂支架的一部分与束沙器连接，起垄轮连接至悬挂支架的另一部分，起垄轮用于对整形后的沙土 压实 定形。本发明的一体化装置具有治理成本低，施工效率高的优点，且成型得到的沙障的可靠性高。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种沙土高效起垄成沙障的一体化装置，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种沙土高效起垄成沙障的一体化装置、方法及其应用技术领域[0001] 本发明属于防沙治沙技术领域，尤其是指一种沙土高效起垄成沙障的一体化装置、方法及其应用。 背景技术[0002] 加强荒漠化综合防治事关我国生态安全、事关强国建设。随着防沙治沙工作向纵深发展，要坚持科学治沙、创新治沙，把成本降下去、效率和效益提上来，形成可复制、可推广的经验。 [0003] 目前常用的防沙治沙措施包括设置沙障和表面喷洒固化剂。沙障是人工设置的一种障碍物，可以固定流沙、减少地表输沙、降低风沙危害。现有技术中，可以使用芦苇等植物材料辅助铺设沙障。但是使用芦苇等植物材料具有区域性、季节性、时效性等特点，建设成本较高，施工效率较低，难以在大面积沙漠的防沙治沙工作中推广，并且长期暴露沙漠恶劣环境中植物材料或聚乳酸纤维袋，会出现老化问题，需要定期维护更换；另一种方法为喷洒固化剂固定流沙，但是喷洒固化剂会在沙漠表面形成固结层，形成的表面固结层相对较薄，且固化剂用量大，固结层相对较薄(通常为30‑50mm)，难以承受后续人为扰动，防沙固沙的效果难以保障。 发明内容[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种沙土高效起垄成沙障的一体化装置、方法及其应用。 [0005] 本发明的第一个目的在于提供一种沙土高效起垄成沙障的一体化装置，包括： [0006] 驾驶台； [0007] 主控单元，所述主控单元设于所述驾驶台内，所述主控单元包括驱动部； [0008] 翻耕单元，所述翻耕单元设于所述驾驶台的前方，所述翻耕单元包括旋耕刀，所述旋耕刀通过第一传动控制轴连接至所述驱动部，所述旋耕刀用于对沙土进行翻耕； [0009] 整形起垄单元，所述整形起垄单元设于所述驾驶台的后方，所述整形起垄单元包括： [0010] 束沙器，所述束沙器通过第二传动控制轴连接至所述驱动部，所述束沙器用于对沙土整形； [0011] 悬挂支架，所述悬挂支架的一部分与所述束沙器连接； [0012] 起垄轮，所述起垄轮连接至所述悬挂支架的另一部分，所述起垄轮用于对整形后的沙土压实定形。 [0013] 进一步地，所述旋耕刀包括多个相对彼此行星排布的刀片，每个所述刀片包括刀头本体，所述刀头本体的端部形成第一刃部和与所述第一刃部相邻设置的第二刃部，所述第一刃部与所述第二刃部连接形成锯齿状结构。 [0014] 进一步地，所述翻耕单元还包括设于所述旋耕刀上方的挡板，所述挡板具有弧形遮挡空间，所述旋耕刀的部分刀片延伸至所述挡板的弧形遮挡空间中。 [0015] 进一步地，所述主控单元还包括固化剂药箱； [0016] 所述挡板上还设置第一固化剂喷头以及与所述第一固化剂喷头连接的第一送药管道，所述第一送药管道的另一端与所述固化剂药箱连通。 [0017] 进一步地，所述起垄轮包括安装轴以及设于所述安装轴上的两个压轮，两个所述压轮分别设于所述悬挂支架的两侧。 [0018] 进一步地，所述压轮在远离所述安装轴的中心轴线的方向上，半径逐渐增大。 [0019] 进一步地，所述主控单元还包括固化剂药箱； [0020] 所述悬挂支架还包括沿着远离所述驾驶台的方向延伸的安装架，所述安装架的延伸端设置第二固化剂喷头，所述第二固化剂喷头与所述固化剂药箱连通。 [0021] 本发明的第二个目的在于提供沙土高效起垄成沙障的一体化装置的沙障成型方法，包括如下步骤： [0022] 翻耕，在翻耕的同时向沙土中喷洒固化剂，使固化剂与沙土充分混合； [0023] 整形，对混合有固化剂的沙土进行整形，得到雏形沙障； [0024] 起垄，对雏形沙障压实定型得到沙障。 [0025] 进一步地，还包括： [0026] 向所述沙障的表面喷洒固化剂。 [0027] 本发明的第三个目的在于提供一种沙土高效起垄成沙障的一体化装置的应用。 [0028] 本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点： [0029] 1、本发明的沙障成型方法可以就地取材，利用沙资源作为沙障材料，除需要使用少量固化剂外，无需外运其他材料，一方面节约了建设成本，避免了高昂的材料费用、运输费用，另一方面保证了施工进度，沙障材料供应不再是制约因素。 [0030] 2、本发明的沙障成型方法沙子经翻耕后与固化剂充分拌合，接着起垄成沙障后，固结层厚度在300mm左右，受沙漠环境影响小，与传统材料相比，减少了定期更新维护的投入。 [0032] 为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中， [0033] 图1为本发明实施例的沙土高效起垄成沙障的一体化装置的结构示意图； [0034] 图2为本发明实施例的沙土高效起垄成沙障的一体化装置中起垄轮的结构示意图； [0035] 图3为本发明实施例的应用沙土高效起垄成沙障的一体化装置形成的沙障的示范例。 [0036] 附图标记： [0037] 1‑发动机；2‑操作台；3‑履带；4‑固化剂药箱；5.1‑第一传动控制轴；5.2‑第二传动控制轴；6‑挡板；7‑旋耕刀；7.1‑锯齿状结构；8.1‑第一固化剂喷头；8.2‑第二固化剂喷头；9‑悬挂支架；9.1‑安装架；10‑束沙器；11‑起垄轮；11.1‑安装轴；11.2‑压轮；12.座椅。 具体实施方式[0038] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。 [0039] 本发明目的在于提供一种沙土高效起垄成沙障的一体化装置，包括驾驶台、主控单元、翻耕单元、整形起垄单元，主控单元设于驾驶台内，主控单元包括驱动部，翻耕单元设于驾驶台的前方，翻耕单元包括旋耕刀7，旋耕刀7通过第一传动控制轴5.1连接至驱动部，旋耕刀7用于对沙土进行翻耕，整形起垄单元设于驾驶台的后方，整形起垄单元包括束沙器10、悬挂支架9、起垄轮11，束沙器10通过第二传动控制轴5.2连接至驱动部，束沙器10用于对沙土整形，悬挂支架9的一部分与束沙器10连接，起垄轮11连接至悬挂支架9的另一部分，起垄轮11用于对整形后的沙土压实定形。也就是说，如图1所示，驾驶台内例如还可以设置发动机1、操作台2和座椅12，驾驶台的下方还设置有履带3，操作人员位于驾驶台内部操控该装置以带动整个装置运行。利用驱动部驱动第一传动控制轴5.1使得旋耕刀7旋转，以对沙土进行翻耕，翻耕深度例如可以为100mm，与此同时，驾驶台控制整个装置运动，使旋耕刀 7不断的对周围的沙土翻耕；翻耕时，由驱动部控制第二传动控制轴5.2运动，使束沙器10运行，对翻耕后的沙土进行初步整形，得到雏形沙障；再利用起垄轮11对雏形沙障压实定型得到沙障。 [0040] 进一步地，旋耕刀7包括多个相对彼此行星排布的刀片，每个刀片包括刀头本体，刀头本体的端部形成第一刃部和与第一刃部相邻设置的第二刃部，第一刃部与第二刃部连接形成锯齿状结构7.1。也就是说，使得旋耕刀7中每个刀片的端部均形成锯齿状结构7.1，锯齿状结构7.1的刀头可以减少翻耕时的阻力，提高翻耕效率。 [0041] 进一步地，翻耕单元还包括设于旋耕刀7上方的挡板6，挡板6具有弧形遮挡空间，旋耕刀7的部分刀片延伸至挡板6的弧形遮挡空间中。也就是说，在旋耕刀7的上方设置挡板6，以避免翻耕时沙土飞扬，通过设置挡板6有利于优化作业环境。 [0042] 进一步地，主控单元还包括固化剂药箱4；挡板6上还设置第一固化剂喷头8.1以及与第一固化剂喷头8.1连接的第一送药管道，第一送药管道的另一端与固化剂药箱4连通。也就是说，在对沙土翻耕的同时，通过喷洒固化剂可以使得固化剂与沙土充分地混合均匀，从而起到更好的固化作用，使沙土间的连接更紧密，提高沙障的可靠性。 [0043] 进一步地，起垄轮11包括安装轴11.1以及设于安装轴11.1上的两个压轮11.2，两个压轮11.2分别设于悬挂支架9的两侧。也就是说，通过设置压轮11.2对雏形沙障压实。如图2和图3所示，两个压轮11.2的侧面恰好与沙障的两个斜面接触，安装轴11.1的侧面恰好与沙障的上表面接触，从而在三个方向对沙障进行压实。 [0044] 进一步地，压轮11.2在远离安装轴11.1的中心轴线的方向上，半径逐渐增大。也就是说，请继续参照图2和图3，压轮11.2形成为圆锥形，压轮11.2侧面的倾斜角度应与沙障的两个斜面的倾斜角度一致，以保证沙障的可靠性。 [0045] 进一步地，主控单元还包括固化剂药箱4；悬挂支架9还包括沿着远离驾驶台的方向延伸的安装架9.1，安装架9.1的延伸端设置第二固化剂喷头8.2，第二固化剂喷头8.2与固化剂药箱4连通。也就是说，沙障成型后，还可以通过第二固化剂喷头8.2在沙障表面喷洒固化剂，以进一步提高沙土间的连接强度，进一步提高沙障的可靠性。 [0046] 本发明另一目的在于提供一种沙障成型方法，包括如下步骤：翻耕，在翻耕的同时向沙土中喷洒固化剂，使固化剂与沙土充分混合；整形，对混合有固化剂的沙土进行整形，得到雏形沙障；起垄，对雏形沙障压实定型得到沙障。也就是说，通过在翻耕时喷洒固化剂使得沙土与固化剂充分混合，可以提高沙土间的连接力，再依次利用束沙器10和起垄轮11依次对混合有固化剂的沙土分别进行初步整形和压实成型，从而形成沙障。 [0047] 本发明实施例的沙障成型方法避免了使用植物材料，具有成本低，施工效率高的优点，且本发明实施例的沙障成型方法通过在翻耕的同时播撒助焊剂，从而减小了助焊剂的用量，提高了沙障的可靠性。 [0048] 进一步地，还包括向沙障的表面喷洒固化剂。也就是说，在成型后的沙障表面喷洒固化剂，进一步提高沙障的可靠性。 [0049] 本发明另一目的在于提供一种沙土高效起垄成沙障的一体化装置的应用，该装置应用于形成沙障，具体而言，该沙障的四周形成有落沙区，落沙区所在平面位于原沙面所在平面的下方，也即落沙区相对原沙面下沉，下沉高度例如可以为100mm，沙障例如可以形成为正立的梯形(也即上窄下宽)，沙障的正立梯形结构可以进一步保证其可靠性。 [0050] 更具体而言，形成得到的沙障如图3所示。作为本发明的一个示范例，例如可以使用翻耕单元对1200mm条带宽度的沙土进行翻耕，翻耕深度为100mm，同时与固化剂进行充分拌合，后利用起垄轮11整形，在条带中间堆筑“沙垄”沙障，沙障为梯形断面，沙障的高300mm，上表面宽200mm，下底面宽600mm，坡度为1.5：1，沙垄两侧形成100深的落沙区。 [0051] 值得说明的是，上述沙障的形状和规格仅作为利用本发明实施例的沙土高效起垄成沙障的一体化装置在作业时形成的一种沙障的示例，本领域技术人员可以通过控制翻耕深度、条带宽度，对沙障的的形状和规格进行设计计算。 [0052] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。 |
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