日光温室风力式自动除雪装置

摘 要 以中国冬季气温最低的东北地区为例，这里冬季漫长寒冷，降雪是半年主要的降水方式，虽然近几年冬日降水逐渐减少，但减少幅度不大，年平均降雪量可超过30mm，每到冬季，降雪将给农业生产带来不便。而日光温室是一种具有中国特色的一面坡温室型式，是我国北方地区越冬生产蔬菜产品的主要温室型式。但由于我国北方较冷，温室大棚普遍存在着积雪压棚的情况。屋顶积雪对温室的透光性和保温性造成很大的影响，导致大量能量浪费，影响植物的生长，影响温室的总体刚度和强度，带来安全上的隐患。

关键词 日光温室 除雪装置 风力 系统设计

目前农村地区对于日光温室的除雪工作多采用人工方式，以60米长的温室为例，要除掉积雪需要由两个人花费4个小时左右，为防止积雪，农民甚至需要一直拿着风机，四处走动吹雪，直至雪停。因此，在我国北方地区，设计一种自动化的温室除雪装置是必要的，但必须考虑到其经济性和发展性，否则农民朋友还是会倾向于价格低廉的人工劳动。

本设计基于较为常见的主流日光温室选型：跨度为9～9.5m，最高点离地面3.5m，长度为60m，后坡水平投影宽度为1～1.5m。设计出风力式自动除雪装置，可以为广大农户们减轻负担。本设计帮助农民快速、高效的清除温室积雪，减轻农民负担，节约劳动力，也降低了人工除雪的成本，具有有更好的经济价值和良好的市场推广与发展。

1概述

目前，针对温室除雪有机械刮板除雪、化学融雪法、光热除雪法和人工除雪法等。机械除雪法缺点是受到设施表面状况、雪层厚度、气温高低等条件限制，除雪过程中还很容易损伤温室模体；化学融雪法缺点是费用高，对环境和土壤造成一定的污染；光热除雪法缺点是能耗很大，费用高，不具有普及性；人工除雪法劳动强度大，浪费时间，浪费人力物力。但是限于技术和经济等多方面的因素，农民多采用人工除雪法，这极大的增加了人们的劳动强度，同时也不是一个很好的解决问题的策略。

2系统的设计

为解决上述问题，设计一套日光温室风力式自动除雪装置，系统设计的创新在于：

（1）自动化程度高，充分节约人工劳动力，利用机械自动往复行走代替人工手持风机行走；

（2）防除雪两方面作业，可吹走落雪和积雪，较之人工除雪效率更高，精度更大；

（3）后坡轻型轨道设计，材料易得，投搭难度小，充分利用温室后坡闲置空间，不影响人员行走及温室其他设备工作；

（4）与大部分农户现有设备完美兼容，采用可装备底座和风口套管，适用面广，装置组合灵活，减少农户购置成本。

2.1吹雪装置设计

（1）风口设计。通过实验数据得出风机的有效作用末端的风速设定为7.6m/s，风口整体呈现宽500mm，高10mm的渐变扁平型，后部套管尺寸与手持式风机匹配为80mm？00mm的矩形。

（2）轨道设计。风机在温室上方的往复运动主要以在轨道上的运动来体现，这一系统的主要组成部分有角钢轨道、角钢轮、活动平板和承载平台，这部分针对不同的温室进行更为详细的设计。

（3）连接设计。用于承载及安置风机的承载平台架设在活动平板上方，且和平板采用支杆铰接，使得平台能够绕转轴转动，从而实现风机的上下摆动，达到除去温室曲面积雪的目的。为增强其牢固性，平台后方设置有伸缩弹簧与平板连接，不影响其摇摆运动。为了方便风机的安装，并保证足够的强度，在平台前后都设置了带有铆接孔位的突起，可通过铆接的方式将平台和风机连接在一起。

（4）布局设计。角钢轨道用外径为32mm，厚度为3mm的钢管架设在温室后坡。后坡前半部分用于放置保温被和卷帘机，后部即为钢管架设的角钢轨道。为了保证角钢轨道的稳定性，每隔3米设两根前后放置的钢管，将轨道架设成水平，并且在钢管间设置支撑以加强空间连接，防止钢管因稳定性问题发生变形，从而影响轨道的使用。

2.2控制系统设计

风机在水平轨道上的位移可以看成一个来回往复进行的循环运动，而这个运动过程可以由异步电动机配以一个启动停止按钮总开关和两个限位开关进行控制。当按下启动按钮后，电动机正转，链条带动槽轮转动，承载风机的活动平板装置开始在轨道上正向运动，平板触碰轨道两端的限位开关后电动机反转，带动装置反向运动，从而实现风机在轨道上的来回往复运动。为了增强除雪效果，风机在垂直方向上将有上下连续的摆动，以增强风机除雪的覆盖面积。

3结论

本设计为一种新型的日光温室风力式自动除雪装置。该装置通过电动机控制风机水平及垂直方向的运动，从而实现自动吹雪的功能。仅需一人控制设备开关即可，省时省力，相较人工手持风机进行除雪节约了大量的劳动成本，主要优点有：

（1）本装置设计了自行走式风机底座，代替原有的人工劳动，节约劳动力；

（2）风力式自动除雪，较之传统的机械刮棚作业和人工手持风机除雪，该方式对温室薄膜的损伤大大减小，且除雪效率得到提高；

（3）该装置采用了后坡轨道设计，充分利用后墙面积，摆脱传统自行走设备对棚间路面的要求，增大棚间路面的使用空问；

（4）设计了可拆卸式扁形风口。接口处设计为纽带连接或螺钉锚固，易于组装、拆卸，适用风机机型多；

（5）本装置设计了新型的装配式风机底座，可实现多品牌、多型号风机的简易铆接，减少装置整机费用；

（6）设计了全新的除雪作业方式。以预防落雪、吹走积雪两种方式从根源上预防积雪压棚的问题。

参考文献

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