一种物料处理筒及相关物料处理系统技术方案

一种物料处理系统，包括筒，该筒具有铣削或冲击表面和中心轴线。该冲击表面是不透的，物料不能穿过该表面，而是被该表面包含在内。冲击机构位于该筒内并围绕该中心轴线旋转。该系统具有形成在该筒中沿该中心轴线轴向隔开的第一入口开口和第二入口开口。在该筒的入口的中间位置形成有至少一个出口开口。该冲击机构包括安装在围绕该中心轴线旋转的轴上的多个锤。个锤。个锤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种物料处理筒及相关物料处理系统


[0001]本申请公开了一种物料处理筒和相关的物料处理系统。该筒和系统可用于处理杂草种子，包括那些包含在谷壳中的种子。该筒和系统可安装在联合收割机上，以在收割农作物的同时处理杂草种子。

技术介绍

[0002]杂草和杂草控制一直是粮食生产的最大制约因素和成本之一。杂草是一个长期存在的问题，它限制了全球农业地区的粮食生产能力。杂草与栽培作物争夺水、阳光和养分。在过去的50年里，人们已从耕作转向使用除草剂，将其作为控制杂草最有用的工具。总体来说，除草剂比耕作方法能更好地控制杂草，并且不存在土壤侵蚀、水分流失和土壤结构破坏等重大问题。对除草剂的广泛使用和依赖导致杂草对除草剂产生了抗药性。目前，除草剂抗性普遍，是对全球粮食安全的最大威胁之一。现今，提供非化学杂草控制以补充除草剂的策略对于降低除草剂抗性的选择压力至关重要。一种重新引起人们极大兴趣的方法是在收割时破坏杂草种子以中断杂草循环。
[0003]许多农作物杂草与收割的农作物具有相似的生命周期。作物成熟并被收割时，有许多杂草在收割机的切割高度以上的植物上残留有可存活的种子。这些杂草进入收割机，它们的种子要么最终进入粮箱，要么与稻草残留物一起排出，要么与谷壳残留物一起排出。包括水分含量、成熟度和收割机设置的很多因素决定了杂草种子在收割时的最终位置。决定种子最终位置的主要因素是种子的空气动力学特性或其终端速度。通常，杂草种子比收割的谷物轻得多。收割期间使用的作物清洁系统采用风选作用，使用气流和机械筛分法从较重的谷物中去除轻质谷壳物料。轻杂草种子被风捕获，可从收割机的筛子后面排出。随后残留物和所含杂草种子被撒在地上，成为下一年的难题。残留物中还含有一部分收割机无法分离的谷物。这种谷物损失有可能成为收割后的自生杂草。在它们成为下一年作物的难题之前，有机会将残留物中的杂草种子拦截并摧毁。
[0004]破坏这些杂草种子的一种方法是使用粉碎技术。一个多世纪以来，粉碎技术一直用于降低一些原料的粒度。粉碎技术可分为破碎技术和冲击技术。
[0005]最常见的破碎粒度减小技术是辊磨机。为了在收割时破坏杂草种子，已有过关于辊磨机的研究。在专利US3448933(Roy、Bailey，1969)中描述了一种用于将杂草种子从干净谷物筛选中破坏的辊式剪切磨机。在专利US5059154(Reyenga，1991)中描述了使用分离装置和辊磨机来粉碎杂草种子等异物。辊磨机的局限是处理含有杂草种子的大量残留物料的能力，因此需依靠分离装置来减少残留物料。
[0006]冲击式粉碎机使用旋转元件产生的高冲击速度来粉碎物料。冲击式粉碎机也与在收割时破坏杂草种子有关。
[0007]广泛使用的冲击式粉碎机是锤磨机，它使用带有冲击元件的转子来粉碎物料，并使用筛子对输出粒度分布进行分类。锤磨机用途广泛，可接受多种进料。作物残留物等植物物料是纤维状的，难以处理。使用锤磨机可使作物残留物中的杂草种子失活已得到充分证
明。在收割机上使用锤磨机来使杂草种子失活已成为多项专利的主题(例如AU1996071759(Wallis，1995)、FR2776468B1(Bernard，1998))。
[0008]锤磨机的一个优点是，除了冲击之外，它们还会产生破碎、剪切和磨损力，这使得它们特别适用于纤维物料的尺寸减小。锤磨机的另一个优点是它们通常具有可更换的灵活冲击元件，并且可在不损坏的前提下处理一些异物。
[0009]锤磨机的再一个优点是筛网尺寸控制颗粒细度，可控制杂草失活的比例。在物料类型和水分条件显著变化的作物残留物处理中，控制输出粒度分布特别重要。物料条件的变化导致仍然相似的输出粒度分布，杂草物料处理对物料条件的依赖性仍然低于不使用筛网的情况。
[0010]当前锤磨机的一个缺点是控制粒度分布的筛网决定了生产能力。通常，为了使杂草种子失活，需要小尺寸的筛网，因此生产能力受限。专利US2557865(Emmanouilidis，1951)中已经描述了具有不同尺寸的同心筛网的锤磨机。Emmanouilidis磨机具有中央冲击区，附加的筛网用于将输出物料分成不同尺寸的部分。Emmanouilidis磨机的内部初级区域仍然决定着产能和整体尺寸的减小。
[0011]笼式磨机是一种不同类型的冲击式粉碎机。笼式磨机主要施加冲击力，尺寸减小的程度通过转速和同心棒材的数量来设定。笼式磨机没有粒度分类。笼式磨机中的冲击力使其适用于易碎或脆性物料，并不广泛用于处理纤维物料。然而，在专利AU2001/038781(Zani)中描述了一个示例，该示例被提议用于破坏杂草种子。Zani笼式磨机具有由环支撑的同心冲击元件行。该磨机以高冲击速度驱动以破坏杂草种子。该装置可以巧妙地集成到收割机中。然而，该装置的容量有限并且不能处理离开收割机筛子的全部谷壳残留部分。因此，Zani系统依靠筛分来浓缩杂草种子进行处理。
[0012]在专利WO2009/100500(Harrington)中描述了一种容量增加的笼式磨机，其处理整个谷壳物料部分以破坏杂草种子。Harrington磨机使用大型反向旋转笼式磨机，其风扇叶片类似于Tjumanok等人的专利US4813619(1989)以增加气流和产能。该笼式磨机又大又重，需要复杂的反向旋转驱动器，并且需要相当大的动力来运行。该系统有自己的动力装置，其被拖在谷物收割机后面。尺寸、重量和驱动器限制了将笼式磨机集成到收割机中。该磨机采用圆柱杆，圆柱杆由于斜击而限制冲击速度。因此，冲击速度具有很大的分布。为了使杂草种子获得足够的冲击能量，需要对笼结构进行反向旋转。
[0013]在专利PCT/AU2014/218502(Berry Saunders)中描述了种子破坏研磨技术的现有技术。Berry Saunders使用转子定子笼式磨机，与反向旋转系统相比，它更容易集成到谷物收割机中。Berry Saunders磨机通过提高磨机系统的生产能力和种子杀灭性能，在Zani笼式磨机上取得了进步。它通过使用中央分配元件(也有在专利DE 10203502(Isaak，2003)中描述)和相对于转子的旋转倾斜的有角度的静态杆来实现。据称Berry Saunders磨机的新颖之处在于，倾斜的冲击杆之间的间距决定了种子是通过下一行冲击杆还是停留在当前的冲击杆行内。种子的大小并不能决定它是通过冲击杆行还是停留在该冲击杆行。
[0014]笼式磨机的工作相对简单，主要应用冲击而不使用尺寸分类，这使得计算机建模技术能够用于预测磨机性能。Berry Saunders磨机已使用计算机建模技术进行了优化，以适用理想的要求，仅使用冲击来使杂草种子失活。但是，很少有人担心功耗中的气流分量。转子条很窄，边缘锋利，导致高阻力系数和湍流产生。定子杆的定向导致变矩器或水制动测
功机，如湍流产生和废热产生。
[0015]这种方法的一个缺点是定子冲击杆在径向上占用了大量空间。这又意味着相邻行的旋转冲击杆间隔很远。对于杂草种子失活磨机或颗粒破坏磨机，冲击速度至关重要。当冲击杆间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于物料处理系统的筒，包括：具有周壁的筒状结构，所述周壁具有围绕所述筒状结构的中心轴线周向延伸的内冲击表面；所述筒状结构的至少一个入口；和所述筒状结构的至少一个出口；所述入口和所述出口沿所述中心轴线间隔开。2.根据权利要求1所述的筒，其特征在于，所述冲击表面用于引导或以其他方式引导由所述至少一个入口进入的物料运动以绕所述中心轴线沿螺旋路径向所述至少一个出口行进。3.根据权利要求1或2所述的筒，其特征在于，所述冲击表面是形成有多个凹谷、突起或者凹谷和突起两者兼具的纹理表面。4.根据权利要求3所述的筒，其特征在于，所述凹谷或突起位于相对于所述中心轴线的倾斜方位。5.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的筒，其特征在于，所述至少一个入口和所述至少一个出口包括：(a)位于或靠近所述筒状结构的相对轴向端的相应入口，以及位于相应入口之间的出口；或者，(b)位于或靠近所述筒状结构的相对轴向端的相应出口，以及位于相应出口之间的入口。6.根据权利要求5所述的筒状结构，其特征在于，所述凹谷或突起布置成第一组和第二组，其中所述第一组中的所述凹谷或突起从或靠近第一轴向端向所述筒状结构的中心径向平面延伸，所述第二组中的所述凹谷或突起从或靠近第二轴向端向所述中心径向平面延伸。7.根据权利要求6所述的筒，其特征在于，所述第一组和第二组中的所述凹谷或突起关于所述中心径向平面对称地定位。8.根据权利要求1
‑
7中任一项所述的筒，包括位于所述入口之一和所述出口之一之间的孔机构，所述孔机构布置成能够控制所述入口之一和所述出口之一之间的物料流动。9.根据权利要求8所述的筒，其特征在于，所述孔机构是一组多个可互换孔机构中的一个，其中至少两组所述可互换孔机构具有互不相同的孔面积。10.根据权利要求8所述的筒，其特征在于，所述孔机构包括具有用户可选择区域的中心开口。11.根据权利要求1
‑
10中任一项所述的筒，其特征在于，还包括横跨所述至少一个出口的一个或多个筛网。12.根据权利要求1
‑
11中任一项所述的筒，其特征在于，还包括一个或多个百叶窗，所述一个或多个百叶窗位于所述至少一个出口中或横跨所述至少一个出口并且是可操作的用于改变所述至少一个出口的有效开口面积。13.根据权利要求1
‑
12中任一项所述的筒，其特征在于，所述筒状结构包括一个或多个弹性轴向接头，以使所述筒能够在径向或圆周方向上弯曲。14.根据权利要求1
‑
12中任一项所述的筒，其特征在于，所述筒状结构包括沿所述中心轴线可拆卸地连接在一起的多个周向段，每个段具有带有内冲击表面部的周壁部；其中，所述段的所述周壁部共同形成所述筒状结构的所述周壁，所述段的所述内冲击表面部共同形
成所述筒状结构的所述冲击表面。15.一种用于物料处理系统的筒，包括：能够沿共同的中心轴线端对端地可拆卸地连接在一起的多个周向段，每个段具有带有内冲击表面的周壁，并且其中至少两个段的周壁设有开口以形成沿所述中心轴线彼此间隔开的至少一个入口和至少一个出口。16.根据权利要求15所述的筒，其特征在于，设有开口的各个段位于所述筒的每个轴向端。17.根据权利要求16所述的筒，其特征在于，设有开口的至少一个另外的段位于所述筒的轴向端之间。18.根据权利要求15
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17中任一项所述的筒，其特征在于，每个段由多个节组成，所述节围绕所述中心轴线弯曲360
°
的一部分并且以端对端的方式连接在一起以形成相应的段。19.根据权利要求15
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18中任一项所述的筒，其特征在于，包括形成在轴向相邻段之间的柔性接头。20.根据权利要求18或19所述的筒，其特征在于，包括形成在段中的两个或更多个节之间的柔性接头，其中所述段和对应的筒能够在径向或圆周方向上弯曲或膨胀。21.根据权利要求17
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20中任一项所述的筒，其特征在于，(a)位于所述轴向端的所述开口均为使物料能够进入所述筒的入口，并且所述至少一个另外的段的所述开口为出口，通过其物料可以离开所述筒；或者(b)位于所述轴向端的所述开口均为使物料能够离开所述筒的出口，且所述至少一个另外的段的所述开口是使物料能够进入所述筒的入口。22.根据权利要求16
‑
21中任一项所述的筒，其特征在于，所述开口包括用于物料进入所述筒的一个或多个入口和使物料离开所述筒或出口的一个或多个出口的组合。23.根据权利要求16
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22中任一项所述的筒，其特征在于，每个设有开口的周壁包括内冲击表面，所述内冲击表面在限定所述开口的相对轴向边缘之间沿周向方向连续延伸。24.根据权利要求23所述的筒，其特征在于，每个设有开口的周壁的所述内冲击表面围绕所述中心轴线延伸至少180
°
。25.根据权利要求16
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24中任一项所述的筒，其特征在于，包括位于两个相邻段之间的孔机构，所述孔机构布置成能够控制所述相邻段之间的物料流动。26.根据权利要求25所述的筒，其特征在于，所述孔机构是一组多个可互换孔机构中的一个，其中至少两组所述可互换孔机构具有互不相同的孔面积。27.根据权利要求26所述的筒，其特征在于，所述孔机构包括具有用户可选择区域的中心开口。28.根据权利要求21
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26中任一项所述的筒，其特征在于，还包括横跨所述出口的一个或多个筛网。29.根据权利要求17
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28中任一项所述的筒，其特征在于，还包括一个或多个百叶窗，所述一个或多个百叶窗位于所述出口中或横跨所述出口并且是可操作的用于改变所述出口的有效开口面积。30.根据权利要求1
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29中任一项所述的筒，其特征在于，包括出口控制系统，所述出口控制系统可操作的以改变从入口至出口的轴向距离。31.根据权利要求30所述的筒，其特征在于，所述出口控制系统包括一个或多个可移动
盖，所述一个或多个可移动盖用于选择性地在覆盖或露出所述出口的部分的不同位置之间移动。32.根据权利要求15
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31中任一项所述的筒，其特征在于，所述冲击表面是形成有多个凹谷、突起或者凹谷和突起两者兼具的不透纹理表面。33.根据权利要求32所述的筒，其特征在于，所述凹谷或突起布置成第一组和第二组，其中所述第一组中的所述凹谷或突起从或靠近所述轴向端中的第一端向所述筒的中心径向平面延伸，且所述第二组中的所述凹谷或突起从或靠近所述轴向端中的第二端向所述中心径向平面延伸。34.根据权利要求33所述的筒，其特征在于，所述凹谷或突起位于相对于所述中心轴线的倾斜方位上。35.根据权利要求34所述的筒，其特征在于，所述第一组和第二组中的所述凹谷或突起关于所述中心径向平面对称地定位。36.一种物料处理系统，包括：具有周壁的筒状结构，所述周壁具有围绕所述筒状结构的中心轴线周向延伸的冲击表面，所述筒状结构的至少一个入口，和所述筒状结构的至少一个出口，所述入口和所述出口沿所述中心轴线间隔开；被可旋转地支撑以围绕所述中心轴线旋转的冲击机构，所述冲击机构用于冲击进入筒的物料并加速物料以冲击所述冲击表面；和一...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉斯，
申请(专利权)人：种子终结者控股有限公司，
类型：发明
国别省市：