CN101626679A - 具有旋转构件和作相反旋转的刀具的甘蔗收割机 - Google Patents

Abstract

一种切割组件，其具有由三个桨叶构成的第一构件。每个桨叶包括平坦的主体部分和连接至第一管状旋转轴的一对腿部件。刀具基本为U形，并包括一对腿部和一个包含切削刀刃的连接部。所述腿部连接至第二旋转轴。该第二旋转轴位于所述第一轴内部，并与第一轴的旋转方向相反。当未切割的甘蔗被推入切割组件内时，甘蔗在桨叶的撞击下被向上推，而与此同时，甘蔗被反向旋转的刀具切成一段段的坯料。接着，在旋转的桨叶的力的作用下，所述坯料被抛向上方。

Description

具有旋转构件和作相反旋转的刀具的甘蔗收割机

技术领域

本发明涉及甘蔗收割机的改进，特别是对甘蔗收割机的将甘蔗切成坯料的部件和将切下来的坯料运输到蔗箱或类似物中的部件的改进。例如，对提升系统的改进。

背景技术

甘蔗收割机是自推进式机器，其沿甘蔗田行进，以收割甘蔗。现在已有许多种收割机，图1描绘了其中一种特别的传统型收割机。这些收割机通常具有用于将甘蔗的茂密顶部切下的前上部。一对螺旋形的作物分开器位于收割机的前方，用于分开作物并弄直甘蔗的茎秆。刀具切割甘蔗的底部。甘蔗饲入收割机中，收割机将甘蔗切成一小段一小段的，称为坯料。这些坯料被送到升降器上、由提升器将其送入邻近的货车或拖车。

收割机的提升器部分通常包含某些形式的运输链或类似物，这些运输链或类似物很昂贵，而且在收割机的其余部分上增加了非常大的重量。因此，常常必须用轨道来支撑收割机。另外，随着收割机在收割甘蔗时沿田亩的行进，收割机的重量会使土壤被压紧、压缩。收割机的重量还会增大其动力需求，这也增大了其操作成本。

因此，如果能提供一种不具有传统的提升器的收割机，将是非常有利的。

甘蔗收割机的另一个非常昂贵且需要定期维护的部分是切割组件。该切割组件通常包括一对旋转切割对鼓，这一对对鼓含有沿每个鼓延伸的长的刀刃。甘蔗通过所述旋转切割对鼓之间，被切成一段段的(一般称为坯料)。人们发现所述切割对鼓的维护费用在每个季节通常都很昂贵。当所述切割组件运行时，有时候不经意间会有石头被卷入和经过切割组件，从而会损害切断对鼓的刀刃。拆下和更换所述刀刃非常耗时且昂贵。

因此，如果人们能够提供一种不同类型的切割组件，这种切割组件不需要旋转切割对鼓和损坏后难以更换的昂贵刀刃，那将是非常有利的。

在传统的切割组件中，一旦甘蔗被切成坯料，这些坯料就下落到提升器的底部(见图1)，然后被提升至第二提取器。所述提升器是必需的，因为切成的坯料必须被运送到蔗箱或类似物的顶部，该蔗箱或类似物通常由与收割机相邻的拖车牵引着。

如果能够提供一种不同类型的切割组件——其中所述切割组件还具有另一功能，那就是推动坯料的提升、以使坯料落入蔗箱或类似物中——将是非常有利的。

结合现有技术中已公开的文献将能很容易地理解上述内容，但对现有技术的引用不代表承认已公开的内容是澳大利亚或任何其他国家在本领域的公知常识。

发明内容

本发明的目的是提供对收割机、特别是甘蔗收割机的改进，尤其是对将甘蔗切成坯料的切割组件和提升切得的坯料的提升装置的改进。本发明进一步的目的是提供对收割机特别是甘蔗收割机的改进，这种改进可以克服上述现有技术中的至少部分问题，或者说提供有用或商业的选择。

在一种实施方式中，本发明包括用于收割机特别是用于甘蔗收割机的切断组件，该切断组件包括第一旋转构件和与之作相反旋转的刀具，甘蔗沿所述第一旋转构件通过，所述刀具将甘蔗切成坯料。

所述切断组件也可称为切割组件。

在这种方式中，不需要长形的旋转对鼓，因此也不需要沿每个对鼓的纵向延伸的、难以拆下和修理的昂贵的长形刀具或刀刃。

相反地，本发明用相当便宜的旋转刀具来将甘蔗切成坯料，如果刀具被损坏，将非常容易更换，且更换费用低廉。

第一旋转构件的转速可为20～100千米/小时，优选为约60千米/小时。

旋转刀具的转速可为100～250千米/小时，优选为约180千米/小时。

因此，通常甘蔗可以以约240千米/小时的行进速度与刀刃接触。

所述第一旋转构件可包括有点平的区域，或者可包括平台或桨叶型部分，该平台或桨叶型部分用于在甘蔗被作相反旋转的刀具切割之后支撑部分甘蔗。

优选地，所述第一旋转构件包括桨叶。该桨叶可具有基本平坦的主体部分和一对腿部件。该一对腿部件可连接至轴或类似物，该轴或类似物可转动，从而使桨叶转动。

可采用任何类型的合适的驱动装置来使所述轴转动。该驱动装置可由甘蔗收割机提供动力，并可包括液压马达、电动马达、气动马达或者内燃马达；所述驱动装置可与所述轴直接相连，或者通过滑轮、皮带、链条、齿轮等结构与所述轴相连。

优选地，具有多个桨叶，这些桨叶绕所述轴基本等距离隔开。桨叶的数量为2～10个。

所述刀具可包括有点像U形的构件，该U形构件包括一对腿部和一个连接部。该连接部可包含切削刀刃。所述腿部可连接至旋转轴，这样轴的旋转就能引起刀刃的旋转。所述刀具也不是必须具有U形结构，可具有其它结构，该其它结构的刀具仍然具有切削刀刃，并可旋转。例如，所述刀具可为L形或者T形。

为了提供好的切削作用，可设计桨叶和刀具的结构，使得桨叶在刀具的界线内旋转。例如，如果刀具大致呈U形，那么可将桨叶造得小一些，从而使桨叶可在刀具的界线内旋转，而不会撞到刀具。换句话说，桨叶可与刀具同心旋转，但二者旋转方向相反。

优选地，本发明可具有单个刀具，该刀具相对于第一旋转构件作相反旋转；但根据环境需要，本发明也可具有一对刀具或者多个刀具。

优选地，所述刀具相对于第一旋转构件(例如桨叶)作相反旋转(即刀具与第一旋转构件的旋转方向相反)，这样可提供好的切削作用。但是，在有些情形下，刀具的旋转方向也可与桨叶的旋转方向相同，但二者的转速不同，这样也可起切削作用。

刀具可由任何合适的驱动装置驱动，这些驱动装置可与上述桨叶驱动装置相同、相似或不同。

第一旋转构件(例如桨叶)和刀具通常被设置成这样：桨叶提供向上推甘蔗的动作，同时刀具提供向下的切削动作。

这种设置的好处是，当甘蔗被切成坯料时，桨叶作为“抛掷器”，将甘蔗坯料抛离切割组件。

这样设置的另一个好处是，作用在甘蔗坯料上的力足以将坯料抛出足够长的距离，从而可通过抛掷动作“提升”坯料，而不需要如图1所示的、昂贵且沉重的传统运输型提升器。

在另一种实施方式中，本发明保留有用于提升甘蔗坯料(或其它切削料)的提升组件，该提升组件包括：抛掷组件；用于导引被抛掷的坯料的通道(例如斜槽)，该通道通常是竖直的，这样当沿通道抛掷坯料时，坯料会被提升；位于通道内的隔离物，该隔离物部分地阻住所述通道，但没有完全地阻塞所述通道，而是留下了一个供坯料通过的空隙；位于所述通道内、所述隔离物的另一侧的出口，坯料通过该出口后聚集；风机，该风机将空气鼓入位于隔离物的另一侧的通道中，推动坯料通过所述出口。

本发明的这种实施方式的一个实施例如图2所示。在该实施例中，抛掷组件设置在所述通道的底部内，接触到抛掷组件的坯料被沿通道扔出、扔向所述隔离物。所述隔离物可具有一定倾斜度，这样，撞上隔离物的坯料被沿隔离物推动，最后通过隔离物与通道壁之间的空隙、进入位于隔离物另一侧的通道。

风机可将强风吹到位于隔离物另一侧的坯料上，以降低坯料的速度，并使坯料在重力作用下通过下部开口下落。

风机的另一个优点是还可除去废料：将废料吹得通过所述开口、但离开所述坯料。

所述提升组件可代替传统甘蔗收割机上使用的传统的运输型提升器，从而可减轻收割机的重量、降低收割机的制造成本。

所述抛掷组件将可包括任何能够沿通道抛掷坯料的装置。这些装置可包括高速旋转的桨叶型装置，也可包括鼓风装置或类似物。

优选地，所述抛掷组件包括前述的切割组件，这意味着切割组件可将甘蔗切下并沿所述通道扔出。

所述抛掷组件也可与所述切割组件分开设置。

所述通道一般可包括长形斜槽或类似物，该斜槽可由任何合适的材料制成，但一般是由薄壁金属制成。所述通道可为锥形，从较大的底部向较窄的顶部渐渐变细。所述通道可具有设于所述较大的底部内的入口和设于所述较窄的顶部内的出口。所述通道的长度可为各种不同的值，但一般为1～5米，最常用的是约4米长的通道。

所述通道可以是弯曲的，从底部竖直部分向顶部水平部分弯曲。图2展示了所述通道的优选形状，但通道的形状不限于图2所示的形状。

所述通道的横截面尺寸可以有很多种，但通道底部处的横截面尺寸可在0.4～2米之间，通道顶部的横截面尺寸可在0.4～1米之间。通道的横截面形状可以变化，但通常为矩形，虽然也可为圆形、椭圆形等。

一般来说，所述通道基本是封闭的，通道壁基本是连续的，虽然在有些情形下，通道壁可包括不会过度干扰坯料沿通道通过的网状或其它结构。

在所述通道内可设有导向装置，以帮助通道内的坯料向出口运动。该导向装置可包括内部突起、翼片或类似物。

可能还有必要在通道内提供一些其它的附件，以帮助坯料通过所述通道。因此，可能需要提供喷气器或类似物，以帮助将坯料吹过或送过所述通道。

所述通道包含隔离物。隔离物的一个功能是防止风机以相反方向、向通道下部鼓风而阻碍坯料向通道的上部运动。隔离物可由任何合适材料制成，一种合适的材料是橡胶。隔离物基本是刚性的。所述隔离物可以以任何合适的角度横过所述通道，优选地，所述隔离物向着所述风机稍微成一角度，以提供有点倾斜的表面，帮助可能撞上隔离物壁的坯料沿所述壁移动到隔离物的另一侧。

隔离物并不完全阻住所述通道，但应该提供某种形式的障碍物，以阻止风机鼓出的风向着通道的下部吹。一般来说，所述隔离物从通道的底部壁伸出、伸向通道的顶部壁，并留下足够的空隙供坯料通过，所述坯料通过隔离物上的所述空隙进入通道的另一侧。图2展示了根据本发明一个实施方式的隔离物，但隔离物不限于图2所示的形式。

所述空隙可为20～100cm。

沿所述通道通过的所述坯料和废料可通过隔离物与通道之间的空隙到达另一侧。

所述通道的上端一般设有出口，优选地，所述出口设在通道的下壁上，这使得坯料/废料可在重力的作用下通过所述出口落下去。所述出口可包括矩形开口或其它结构的开口。

通常设置有风机，将风逆着吹向越过所述隔离物的坯料/废料，使坯料/废料的速度降低到一个值，以使坯料/废料通过所述开口落下去。

所述风机与通道的上端相连，如图2所示，但风机也可设置在其它地方，风机鼓出的风通过管道逆着吹到坯料/废料上。

所述风机可包括传统型风机。

附图说明

下面参照附图来描述本发明的一个实施方式，其中：

图1展示了具有传统的切割组件和传统的提升组件的传统甘蔗收割机；

图2展示了可代替提升器的装置，该装置包括通道(斜槽)、隔离物、位于隔离物的另一侧的出口，以及位于通道的另一端的风机，所述通道具有位于该通道底端的抛掷装置；

图3展示了可代替传统甘蔗收割机中的切断鼓的切割组件；

图4为所述切割组件的侧视图；

图5为图2中装置的线条图；

图6为甘蔗收割机后部与斜槽的连接示意图。

具体实施方式

图1展示了传统型的收割机。这些收割机通常具有前部切梢器，用于将甘蔗的茂密顶部切下。一对螺旋形作物分开器设在收割机的前方，以分开作物并将甘蔗的茎秆弄直。切割器用于切割甘蔗的底部。作物被饲入收割机中，收割机将作物切成一小段一小段的，称为坯料。该坯料被送到提升器上，提升器将坯料送入相邻的货车或拖车。

图3～4展示了可用来代替甘蔗收割机中的切断鼓的切割组件。该切割组件包括由多个桨叶10构成的第一构件，在图示实施例中，有3个桨叶10。每个桨叶包括平坦的主体部分11和一对腿部件12。该腿部件12连接至管状旋转轴13，这在图4中有更好的展示。某种形式的驱动装置14驱动所述轴旋转。在图示实施例中，所述桨叶以大约60千米每小时的速度顺时针旋转。

刀具15大致为U形，并包括一对腿部16和一连接部17，该连接部17包括切削刀刃。腿部16连接至旋转轴18，这在图4中有更好的展示。轴18位于轴13内。轴18与轴13沿相反方向转动，在图示实施例中，刀具15以约180千米每小时的速度沿逆时针方向旋转。可设置周转轮系传动系统。

桨叶10的尺寸和结构使得每个桨叶可在刀具15的界线内旋转，如图3所示。

给料(如未切的甘蔗19)被甘蔗收割机收割，并沿送料辊(例如参见图1中的送料辊)向着图3中的切割组件行进。当甘蔗19被完全推入切割组件中时，所述甘蔗将会在桨叶10的撞击下被向上推动，与此同时，所述甘蔗会被向相反方向转动的刀具15切成一段段的坯料。

接着，在旋转桨叶10的力的作用下，所述坯料被抛向上方。

参见图2，该图展示了一个可代替位于甘蔗收割机后部的传统提升器(见图1)的装置。该装置包括斜槽20形式的通道，该斜槽20从基本竖直的底端21向基本水平的顶端22弯曲。底端21是敞开的，且包含抛掷装置，在图示实施例中，所述抛掷装置为图3所示的切割组件。因此，甘蔗/废料进入切割组件，甘蔗被切成一段段的坯料，坯料和废料在桨叶10的旋转作用下被沿斜槽20抛出。

刚性橡胶片形式的隔离物23设置在斜槽20的上部。隔离物23从斜槽的下壁向着斜槽的上壁延伸，但没有完全地阻塞住所述通道。相反地，在通道的上部提供有开口24。

随着坯料/废料在桨叶10的快速旋转作用下被沿所述通道抛出，有些物料会通过开口24向前直行、进入隔离物23的另一侧。优选地，所述坯料/废料以足够的力/速度被抛出，因此坯料/废料大部分沿斜槽的弯曲上壁行进，并通过开口24向前直行。不过，有些物料会撞上隔离物23，但物料的速度会使物料沿隔离物被推动、并通过开口24。隔离物可稍微倾斜，以帮助这种动作。

所述隔离物也可以是铰接的。

在隔离物的另一侧为底部出口25。

在斜槽20的末端设有风机26，该风机26将风沿斜槽鼓入，隔离物23可阻止风完全沿斜槽吹下去。

风机26会在坯料/废料通过开口24时降低所述坯料/废料的前进速度，一旦这些物料的速度被风机26的风吹得降下来以后，物料就会在重力作用下通过出口25落下去、落入甘蔗箱、提升器、或者其它收集或传送装置中。风机吹出的风还有助于坯料/废料通过所述出口。

当坯料/废料通过出口25时，风机26会将轻的废料吹到一侧(见箭头27)，而较重的坯料将直直下落、落入收集箱等容器中(见箭头27a)。

切割组件中的刀刃是用灵活的脆性材料制成的，因此具有非常好的切削性能。如果刀刃碰到硬的异物(石头、金属等)，所述刀刃就会粉碎，从而降低对单元的其它部分造成损害的可能性。所述刀刃可以非常便宜和快速地更换。所述刀刃的材料类似于手用锯条。

上述改进使得收割机的重量减轻，从而可将收割机开发成与单行作业收割机相反的双行作业机器。以前人们将单行作业收割机改成双行作业收割机的尝试，或者开发出的双行作业收割机，都会导致造出的收割机重量过重，而且在作物围地里需要履带式而不是轮式机器，因为轮式机器会把土壤压实、引起循环问题。

在说明书和权利要求书中，除非行文需要，否则词语“包括”或“包含”、“含有”等均应被理解为一种非排他的开放式写法。

在说明书和权利要求书中，除非行文需要，否则词语“基本”或“大致”、“大约”等均应被理解为一种不限于所写的值，而是有一个范围。

本发明的任何实施方式、实施例都是示例性而不是限制性的。因此，可在不脱离本发明精神的范围内对描述的任何实施方式、实施例作各种其它的改变和修改。

Claims (26)

1.甘蔗收割机的切割组件，包括：第一旋转构件，甘蔗可沿该第一旋转构件通过；与第一旋转构件的转动方向相反的刀具，该刀具将甘蔗切成坯料。

2.根据权利要求1所述的切割组件，其特征在于：所述第一旋转构件以20～100千米/小时的转速旋转。

3.根据前面任一项权利要求所述的切割组件，其特征在于：所述第一旋转构件以100～250千米/小时的转速旋转。

4.根据前面任一项权利要求所述的切割组件，其特征在于：所述第一旋转构件包括桨叶，该桨叶用于在甘蔗被反向旋转的刀具切割之后支撑部分甘蔗。

5.根据权利要求4所述的切割组件，其特征在于：所述桨叶具有基本平坦的主体部分和一对腿部件。

6.根据权利要求5所述的切割组件，其特征在于：所述腿部件连接至可旋转的轴，该轴旋转带动所述桨叶旋转。

7.根据权利要求6所述的切割组件，其特征在于：设有驱动装置，以驱动所述轴旋转。

8.根据权利要求6或7所述的切割组件，其特征在于：设有多个桨叶，这些桨叶绕所述轴间隔大致相等的距离。

9.根据前面任一项权利要求所述的切割组件，其特征在于：所述刀具包括U形部件，该U形部件具有一对腿部和一个连接部，切削刀刃位于所述连接部上。

10.根据权利要求9所述的切割组件，其特征在于：所述刀具的腿部与一轴相连，该轴的旋转可带动刀具旋转。

11.根据前面任一项权利要求所述的切割组件，其特征在于：所述第一旋转构件在所述刀具的界线内旋转。

12.根据前面任一项权利要求所述的切割组件，其特征在于：设有用于驱动所述刀具的驱动装置。

13.根据前面任一项权利要求所述的切割组件，其特征在于，所述第一旋转构件和所述刀具的设置使得：所述第一旋转构件提供向上推甘蔗的动作，同时刀具提供向下的切削动作。

14.根据权利要求13所述的切割组件，其特征在于：所述向上推的动作将甘蔗坯料抛离所述切割组件，从而提升所述坯料，以将坯料送入邻近的拖车或其它容器中。

15.用于提升甘蔗坯料的提升组件，包括：用于抛掷坯料的抛掷组件；用于导引被抛掷的坯料的通道，该通道通常是竖直的，当沿通道抛掷坯料时，坯料会被提升；位于通道的上部内的隔离物，该隔离物部分地阻住所述通道，但没有完全地阻塞所述通道，而是留下了一个供坯料通过的空隙；位于所述通道内、所述隔离物的与所述抛掷组件相对的另一侧的出口，坯料通过该出口后聚集；位于所述隔离物的所述另一侧的风机，该风机将空气鼓入所述通道中，推动坯料通过所述出口。

16.根据权利要求15所述的提升组件，其特征在于：所述抛掷组件包括权利要求13或14所述的切割组件。

17.根据权利要求15或16所述的提升组件，其特征在于：所述隔离物具有一定倾斜度，这使得撞上隔离物的坯料被沿隔离物推动，最后通过所述空隙。

18.根据权利要求15～17中任一项所述的提升组件，其特征在于：所述风机降低所述坯料的速度，并使坯料在重力作用下通过所述出口落下去。

19.根据权利要求18所述的提升组件，其特征在于，所述风机可除去废料：风机将废料吹得通过所述出口、但离开所述坯料。

20.根据权利要求15～19中任一项所述的提升组件，其特征在于：所述通道包括长形斜槽，该斜槽为锥形，从较大的底部向较窄的顶部渐渐变细；所述通道具有设于所述较大的底部内的入口和设于所述较窄的顶部内的出口。

21.根据权利要求20所述的提升组件，其特征在于：所述通道是弯曲的，从基本竖直的底部向基本水平的顶部弯曲。

22.根据权利要求18或19所述的提升组件，其特征在于：所述隔离物横过所述通道，并向着所述风机成一角度，以帮助撞上隔离物的坯料沿所述隔离物移动到该隔离物的另一侧，所述隔离物具有以下功能：防止风机向通道下部鼓风而阻碍坯料向通道的上部运动。

23.根据权利要求22所述的提升组件，其特征在于：所述隔离物从通道的下壁伸出、伸向通道的上壁，并留下足以供坯料通过的、位于隔离物与所述上壁之间的空隙，所述坯料通过所述空隙进入所述通道的与所述抛掷组件相对的另一侧。

24.根据权利要求23所述的提升组件，其特征在于：所述出口设在所述通道的下壁上、但靠近所述通道的顶部，这使得坯料/废料可在重力的作用下通过所述出口落下去。

25.如上文结合附图所述的切割组件。

26.如上文结合附图所述的提升组件。

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