[发明专利]不受行影响的生物质收割和切短系统及方法

说明书

技术领域

本发明概括来说涉及一种用于收割和切短用于产生生物质和能量等的植物的系统和方法，更尤其是，其可操作以在收割机前端的宽度上以大批量、不受行影响的方式切割诸如各种甜蜀黍的带梗植物以及藤条，并且其输送和容纳包括叶子及其他簇叶一起在内的大量被切割的梗茎或藤条，直到梗茎被切割成短条，然后将短条流引导并排出至所希望的位置。该系统还可以包括清理设备，该清理设备构造和可操作成用于根据需要在从系统排出之前从短条分离出叶子的期望部分，用于更好地处理和保存所收割的植物的所希望性质。

背景技术

很长时间以来，人们就知道收割密集种植的高大的带梗植物以用于生物质和能量，所述带梗植物包括但不限于甜蜀黍。通常，已经使用传统收割机来收割蜀黍，所述传统收割机包括谷物型、草料型和甘蔗型收割机，其各有利弊。对于蜀黍，梗茎中包含的糖是植物成分之后追寻的东西。但是，人们已经发现，如果梗茎在提取工艺之前被切成小块并以该状态被储存，就可能会损失不被期望量的含糖汁液，或者所述汁液会不被期望地降解。人们还发现，以碎片形式存储的蜀黍在存储时可能产生不希望的热量水平。所以人们希望以在所收割的植物中保存更多汁液的方式收割蜀黍。收割蜀黍的挑战在于，收割季节可能每年长达多月，所使用的任何收割机都应该为较高的年工作周期而设计。另一个挑战在于，与诸如甘蔗的类似高大的植物相比，蜀黍有时较密地种植，使用传统构造的甘蔗收割机用于收割蜀黍会比期望的慢。

通过研究用于蜀黍的各种类型的收割机，已知的谷物型收割机是有利的，因为其允许以不受行影响的方式收割宽垄农作物，也就是说，允许在联合机械的头部宽度上的任何部位收割宽垄农作物，而不需要与被收割植物的行对齐，并可以快速处理由此形成的大量所收割的农作物材料。谷物收割机还可以与梗茎及其他农作物残茬分开地收集谷物。谷物收割机的缺点包括，其通常构造成以较小的年工作周期工作，人们不知道其所具有的保存所收割梗茎中的汁液的合适方式。另外，通过典型谷物收割机的农作物材料流是农作物材料的无序混合物的形式，该混合物包括梗茎、叶子、谷物及植物的其他部分，其中，梗茎未有意地朝任何特定方向定向。因此，梗茎没有以有利于被切割成具有所希望的均匀性的特定长度或长度范围的短条的方式充分对齐。

草料收割机是有利的，因为其也可以以不受行影响的方式收割，也就是说，可以在收割机的头部宽度上的任何部位或全部部位切割农作物，并可以将大批量的被切割的农作物材料从所述头部引入收割机内。草料收割机还具有大容量旋转切割机或切碎机，所述旋转切割机或切碎机能够快速将所接收的农作物材料削或切成小碎片或小颗粒，例如小于玉米或玉蜀黍的谷粒，以适合于使用气动系统输送。已知草料型收割机的缺点包括，其也具有较短的年工作周期，并且切碎型旋转切割机不适于以生产已发现能最好地保存汁液的所希望长度的短条的方式切割梗茎，所述长度例如在从大约100毫米到大约500毫米的范围内。

甘蔗收割机是有利的，因为其具有较长的工作周期，并且如果需要的话，其将藤条切成包括在上述范围内的短条。有些甘蔗收割机还具有以变化的方式从梗茎清除或去除叶子的能力，使得可以控制梗茎上残留的叶子的数量，这也是人们所希望的。但是，甘蔗收割机是有缺陷的，因为其受行的影响，也就是说，用于切割和将藤条引入收割机中的设备或头部在田间运动过程中需要与间隔开某一距离的有限数量的藤条行对齐。这是使切割藤条的过程能以连续、端部到端部的顺序进行所需要的，在该过程中，根据收割植物的所需部分的需要，通过收割机使植物单独地竖立、去顶（去除顶部簇叶）和底切（从地面高度或接近地面高度切断藤条的基部）。为了收割用于生产生物质或能量的甜蜀黍及某些其他高大的带梗植物，这种程度的处理不是必须的并且将会有助于增加收割时间和降低生产率。另一个缺点是，甘蔗栽培为大家所熟知，甘蔗植物之间呈均匀行距，该行距或者为1.4米、或者为1.8米，在某些有限的情况下具有更窄的行距，而用于甜蜀黍及其他用于能量产生的植物的行距则仍然没有标准。