技术领域
本发明涉及环保领域，具体涉及基于局部结块检测破碎和补充液的土壤修复机及修复方法。
背景技术
在土壤修复工作中，对土壤中的结块进行破碎并向待修复的土壤添加化学修复液是必不可少的两个重要工序。出于修复液充分分布的考虑，添加修复液的操作往往是在搅拌装置中进行，而搅拌装置中的搅拌棒一般也充当了破碎的作用。由于搅拌棒的破碎实质是一种单面受力的破碎方式，因此破碎的效果经常不太理想，往往需要在搅拌后单独进行破碎板夹击破碎的操作。
但是，由于这种夹击破碎是一种无差别的破碎，即非结块部分或者已经被搅拌棒击碎至合格大小的土壤部分，会与结块部分一起进行夹击破碎，这实际上不仅大大延长了处理流程的时间长度，也增加了运行能耗，在节约工序和节能方面不太理想。
另外一方面，由于结块部分的密度远大于非结块部分的土壤，一部分结块表面甚至生产了致密膜，其渗液性能很差，因此在搅拌中无法击碎的结块部分往往得不到充分的修复液渗透；而如果在后续的独立夹击破碎装置处理后，全面覆盖式地再次添加修复液，则无疑会造成十分多的修复液浪费。
基于以上两点，研发一种具有局部结块检测功能、且能单独对该结块进行破碎和修复液添加的土壤修复装置是具有实际积极意义的。
发明内容
针对上述问题，本发明提供基于局部结块检测破碎和补充液的土壤修复机及修复方法。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
基于局部结块检测破碎和补充液的土壤修复机，包括：
搅拌棒检测组件：用于在搅拌棒旋转过程中，检测搅拌棒土壤撞击侧壁上无法被搅拌棒击碎的土壤结块；
局部夹击破碎组件：接受搅拌棒检测组件的信号，对无法被搅拌棒击碎的土壤结块进行局部在线夹击破碎；
修复液局部补充组件：集成于局部夹击破碎组件上且与局部夹击破碎组件联动，利用移动夹击板的动能为修复液提供压头，对被推进、抵压于固定夹击板上进行夹击破碎的土壤结块通过喷嘴进行局部修复液补充；
修复液喷嘴保护组件：与局部夹击破碎组件联动，当局部夹击破碎组件启动时，自动拉开喷嘴的护筒，当局部夹击破碎组件复位时，自动将护筒推进至套住喷嘴的位置，对喷嘴进行保护。
有益效果：1、设计研发了一种能够在搅拌动态中针对局部存在的土壤结块进行检测的装置，解决了以往的静态结块检测结构(例如红外检测或者图像检测)无法适用于动态结块检测的问题，发现搅拌棒无法击碎的土壤结块时，进行局部式的夹击破碎，这免去了在搅拌装置后单独设置夹击破碎机的麻烦，缩短了修复流程的时间长度，避免了无差别式的夹击破碎，虽然一次投资成本会稍微提高，但是能起到不错的运行能耗节约效果；
2、利用移动夹击板的动能来联动挤压储液皮囊中的修复液，为破碎后的土壤结块提供了局部式的修复液补充，这解决了结块土壤不容易被渗透的问题，也避免了再次覆盖式重新喷晒修复液所带来的修复液浪费问题，而且在修复液喷出时，土壤结块已经基本完成破碎，其联动喷液的时机能够有效保证修复液喷洒后迅速完成被破碎结块的渗透；
3、设计了联动式的修复液喷嘴保护组件，使得喷嘴不需要工作时，能够被护筒有效保护，不容易由于壳体内的土壤扰动而导致喷嘴堵塞，而在需要时喷嘴工作时联动护筒打开喷嘴的喷射通道，提高了设备的使用寿命和自动化程度。
4、考虑到储液皮囊的工作环境，容易由于土壤的撞击而发生一定程度的挤压，因此在喷管中设计了弹簧式的闭合塞，这样平时的轻度挤压储液皮囊，不会造成喷嘴修复液的喷射，只有当外凸板全面挤压储液皮囊时，才会顶开闭合塞顺利从喷嘴喷出(由本领域技术人员根据具体情况，通过有限次常规实验，合理选择弹簧的闭合压力)。
5、通过设置高位储液箱，能够不断对储液皮囊进行液体补充，提高装置的连续运行可靠性。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明的剖视图；
图2是本发明的外部视图；
图3是搅拌棒的内部正视图(即图1中A处局部放大图)；
图4是搅拌棒的内部俯视图；
图5是搅拌棒的轴测图；
图6是搅拌棒底部视角的轴测图；
图7是移动夹击块的轴测图；
图8是旋转轴相关构件的轴测图；
图9是喷管的内部视图；
图10是安装筒和闭合赛的轴测图。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
请参见如图1-10所示的基于局部结块检测破碎和补充液的土壤修复机，包括：
搅拌棒检测组件：用于在搅拌棒1旋转过程中，检测搅拌棒土壤撞击侧壁上无法被搅拌棒1击碎的土壤结块A。
局部夹击破碎组件：接受搅拌棒检测组件的信号，对无法被搅拌棒1击碎的土壤结块A进行局部在线夹击破碎。
修复液局部补充组件：集成于局部夹击破碎组件上且与局部夹击破碎组件联动，利用移动夹击板2的动能为修复液提供压头，对被推进、抵压于固定夹击板3上进行夹击破碎的土壤结块通过喷嘴4进行局部修复液补充。
修复液喷嘴保护组件：与局部夹击破碎组件联动，当局部夹击破碎组件启动时，自动拉开喷嘴4的护筒5，当局部夹击破碎组件复位时，自动将护筒5推进至套住喷嘴4的位置，对喷嘴4进行保护。
搅拌棒检测组件和局部夹击破碎组件具体包括多层位于壳体6内的搅拌棒1，壳体6顶端固定有旋转电机7，每层的搅拌棒1固接于由旋转电机7驱动的旋转轴8两侧。每个搅拌棒1的撞击侧壁(以旋转轴8俯视顺时针旋转为例，则图1中右侧搅拌棒的前端面为撞击侧壁，左侧搅拌棒的后端面为撞击侧壁)上镶固有接触式压力传感器9，搅拌棒1的中部固接有固定夹击板3，搅拌棒1的两端套接移动夹击板2，搅拌棒1内具有空腔10，空腔10的左壁和右壁分别固接有一个第一电动伸缩杆11，第一电动伸缩杆的输出杆12通过连杆13与移动夹击板2的矩形孔45内壁固接，搅拌棒1的底壁上开设有两个供连杆13滑动的滑槽44。
搅拌棒1的顶壁内侧固接有单片机控制器14，单片机控制器14接收接触式压力传感器9的信号并控制第一电动伸缩杆11动作，移动夹击板2靠近接触式压力传感器9的一侧为破碎板15，远离接触式压力传感器9的一侧为挤压板16，破碎板15的内侧固接有多个破碎锥钉17。
壳体6的顶端连通入料斗18，壳体6的下端具有出料口19，出料口19上设置有排料阀20，壳体6的侧壁固接有多个支脚21。
移动夹击板2和固定夹击板3均由轻质铝合金制成，壳体6的上部设置有修复液喷洒管22。
修复液局部补充组件包括储液箱23，储液箱23的的上端与旋转电机的输出轴24固接，储液箱23的下端与旋转轴8固接，旋转轴8内开设有两个与储液箱23底部连通的供液通道25。固定夹击块3远离接触式压力传感器9的一端两侧分别固接有一个储液皮囊26，挤压板16的内侧固接有外凸板27，供液通道通25过开设于搅拌棒1底壁上的支通道28向储液皮囊26供液，每个储液皮囊26的进液管43上设置有单向逆止阀29。
每个储液皮囊26的顶端连通有水平布置的喷管30，喷管30的前部下方连通有多个喷嘴4，喷嘴4位于固定夹击板3的两侧。喷管30内固接有安装筒31，安装筒31内开设有互相连通的通流孔32和卡合孔33，通流孔32的直径小于卡合孔33的直径，卡合孔33内卡合有闭合塞34，闭合塞34的外端通过弹簧35与固定块36固接，固定块36通过多个柱杆37与喷管30的内壁固接。
储液箱23的顶端连通有补液口38，两个喷管30之间连接有加强接块39。
修复液喷嘴保护组件包括护筒5，护筒5套于喷管30上，加强接块39上镶固有第二电动伸缩杆40，第二电动伸缩杆的输出杆41与连接杆42固接，连接杆42的两端与两个护筒5固接。第二电动伸缩杆40接受单片机控制器14的控制。
第一电动伸缩杆11和第二电动伸缩杆40均由内置电池供电，第一电动伸缩杆11的内置电池采用大功率蓄电池，其选型需要满足破碎所需的强度要求。
在搅拌棒1的外端侧壁上可以设置检修门，以方便更换电池和部件检修。
工作原理：启机前，先通过补液口38向储液箱23中冲入足量的修复液，修复液在重力作用下，依次通过供液通道25、支通道28、进液管43充满各个储液皮囊26；将待修复的足量土壤从入料斗18投入壳体6内，启动旋转电机7，并从修复液喷洒管22喷入最低量的修复液(该数量按照土壤无结块来估算)，在搅拌棒1转动的过程中，如图6所示，如果有土壤结块A无法被搅拌棒1的动量击碎，则其会一直附着于接触式压力传感器9上，此时接触式压力传感器9的压力会持续超过单片机控制器14设定的标准值(该标准值根据不同的土壤无结块时由实验标定)，当单片机控制器14检测到某个接触式压力传感器9的数值超过标准值设定时间后，单片机控制器14控制对应的第一电动伸缩杆11，驱动移动夹击板2(以图6为例，则为土壤结块A右侧的移动夹击板)向固定夹击板3方向推动，将土壤结块A推向固定夹击板3进行夹击破碎；在第一电动伸缩杆11启动的同时，单片机控制器14控制第二电动伸缩杆40缩回其输出杆41，使得原来套于喷嘴4上的护筒5移动至图5所示的位置，打开喷嘴4；当移动夹击板2运动至末段时，土壤结块A已经大体被破碎完毕，挤压板16的外凸板27挤压对应的储液皮囊26，为储液皮囊26中的修复液提供压头，使得修复液克服弹簧35的压力，顶开闭合塞34，经由通流孔32、卡合孔33从各个喷嘴4喷出，对破碎完毕的土壤结块进行修复液的局部补充。破碎完毕后，移动夹击板2在第一电动伸缩杆11带动下进行回程复位，同时单片机控制器14控制第二电动伸缩杆40重新推出护筒5至其套于各个喷嘴4上。
排料时，不停止旋转电机7，采用慢速排料的方式排料，或者采用间歇式排料的方式排料，这样能够使得可能存在于不同搅拌棒层之间的结块在排料的过程中也接受检测和破碎、补充修复液。
有益效果：1、设计研发了一种新型的土壤修复装置，该装置能够针对局部存在的土壤结块进行检测，发现搅拌棒无法击碎的土壤结块时，进行局部式的夹击破碎，这免去了在搅拌装置后单独设置夹击破碎机的麻烦，缩短了修复流程的时间长度，避免了无差别式的夹击破碎，虽然一次投资成本会稍微提高，但是能起到不错的运行能耗节约效果(经测定，在相同的粉碎标准下，采用轻质合金时，夹击板、储液筒等部件所带来的额外旋转电机能耗，综合第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆的能耗，较之小于单独设置夹击破碎机消耗的单机能耗要降低37.8％左右)；
2、利用移动夹击板的动能来联动挤压储液皮囊中的修复液，为破碎后的土壤结块提供了局部式的修复液补充，这解决了结块土壤不容易被渗透的问题，也避免了破碎后再次覆盖式重新喷晒修复液所带来的修复液浪费问题，而且在修复液喷出时，土壤结块已经基本完成破碎，其联动喷液的时机能够有效保证修复液喷洒后迅速完成渗透；
3、设计了联动式的修复液喷嘴保护组件，使得喷嘴不需要工作时，能够被护筒有效保护，不容易由于壳体内的土壤扰动而导致喷嘴堵塞，而在需要时喷嘴工作时联动护筒打开喷嘴的喷射通道，提高了设备的使用寿命和自动化程度。
4、考虑到储液皮囊的工作环境，容易由于土壤的撞击而发生一定程度的挤压，因此在喷管中设计了弹簧式的闭合塞，这样平时的轻度挤压储液皮囊，不会造成修复液的喷射，只有当外凸板全面挤压储液皮囊时，才会顶开闭合塞顺利从喷嘴喷出(由本领域技术人员根据具体情况，通过有限次常规实验，合理选择弹簧的闭合压力)。
5、通过设置高位储液箱，能够不断对储液皮囊进行液体补充，提高装置的连续运行可靠性。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
