[发明专利]一种物料处理筒及相关物料处理系统

说明书

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。

技术领域

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。

背景技术

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。

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。

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。

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。

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。

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))。

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。

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。