[发明专利]一种多级锤磨机和包含其的残渣处理系统

说明书

一种多级锤磨机(10)具有多个彼此同心布置的研磨级。多个研磨级布置成使得第一内部的大部分研磨级中的基本所有材料通过所有随后的相邻研磨级。研磨级包括第一研磨级和第二研磨级。中心进料口(12)使材料能够流入第一研磨级的主冲击区(14)。第一研磨级具有冲击机构(16)和第一筛网布置(20a)。冲击机构(16)绕旋转轴线(18)旋转。第一筛网布置(20a)周向地设置在冲击机构(16)周围并与冲击机构(16)径向间隔开，并且设置有多个孔(22)，第一尺寸范围的受冲击材料可通过孔(22)。第二研磨级具有第二筛网布置(20b)，第二筛网布置(20b)沿周向设置在第一筛网布置(20a)周围并与第一筛网布置(20a)径向间隔开，并且圆形阵列的冲击元件(50a)设置在第一筛网布置(20a)和第二筛网布置(20b)之间。

技术领域

本发明公开了一种适用于使杂草种子失活和有机物碎裂的多级锤磨机。本发明还公开一种残渣处理系统，其包括一个或多个所公开的锤磨机或备用残渣处理装置。

背景技术

杂草和除草一直是粮食生产的最大限制因素和成本之一。杂草是一个永久性的问题，限制了全球农业区的粮食生产能力。杂草与栽培作物竞争水、阳光和营养。在过去的50年里，控制杂草的最重要的方法已经从耕种转变成了除草剂。除草剂通常能提供比耕种方法更好的杂草控制，并且没有土壤侵蚀、水分流失和土壤结构破坏的主要问题。除草剂的广泛使用和依赖导致杂草对除草剂产生抗性。除草剂抗药性现已普遍存在，是全球粮食安全面临的最大威胁之一。提供非化学杂草控制以补充除草剂的策略现在对降低除草剂抗性的选择压力是至关重要的。一种重要的再兴受关注方法是在收获时破坏杂草种子以中断杂草周期。

许多作物杂草与收获的作物具有相似的生命周期。一旦作物成熟并收获，就会有大量的杂草在收割机的切割高度以上的植物上留下有活力的种子。这些杂草进入收割机，并且它们的种子最终落入粮箱中，与秸秆或糠渣一起丢出。一系列因素可决定杂草种子在收获时的最终去处，包括水分含量、成熟度和收割机设置。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。杂草种子通常比收获的谷物轻得多。在收获期间使用的作物清洁系统使用风选动作，从较重的谷物中使用气流和机械筛分去除轻的谷壳材料。轻的杂草种子在风中被捕获并且可以离开收割机筛子的后部。然后残渣和含有的杂草种子的残渣被撒在地上，成为来年的问题。残渣还含有一定比例的不能被收割机分开的收获谷物。这种谷物损失有可能在收获后成为一种自生杂草。在残渣中的杂草种子成为明年作物的问题之前，有机会拦截和破坏残渣中的杂草种子。

一种破坏这些杂草种子的方法是使用研磨技术。一个多世纪以来，研磨技术已用于减少一系列原料的粒度。研磨技术可分为粉碎和冲击技术。

最常见的粒度减小粉碎技术是辊磨机。辊磨机已经被研究用于在收获时破坏杂草种子。Roy和Bailey在(1969)US3448933中描述了一种用于从清洁的谷物筛选中除去杂草种子的辊式剪切磨机。Reyenga在(1991)US5059154中描述了使用分离装置和辊磨机来粉碎异物，例如杂草种子。辊磨机的局限性在于处理含有杂草种子的大量残渣材料的能力，因此依靠分离装置来减少残渣材料。

冲击式磨机使用旋转元件产生的高冲击速度来粉碎材料。冲击式磨机在收获时破坏杂草种子也已经受到了关注。

一种广泛使用的冲击式磨机是锤磨机，它使用带有冲击元件的转子来粉碎材料，并使用筛网对输出尺寸分布进行分类。锤磨机用途广泛，能够接受种类繁多的进料。植物材料(例如作物残渣)是纤维状的并且难以处理。使用锤磨机使作物残渣中的杂草种子失去生命力已有详细记载。在收割机上使用锤磨机使杂草种子失去生命力已成为多项专利的主题(例如Wallis(1995)AU1996071759，Bernard(1998)FR2776468B1)。

锤磨机的一个优点是除了冲击之外，它们会产生粉碎、剪切和磨损力，使其特别适用于减小纤维材料的尺寸。锤磨机的另一个优点是它们通常具有可更换的柔性冲击元件，并且可以在不损坏的情况下处理一些异物。