CN103906426A - 土壤处理设备 - Google Patents

Abstract

用于土壤处理的系统，其包括：竖直塔结构(1)；至少一个土壤搁置桶(3)；和驱动单元；其中所述土壤搁置桶(3)被配置为以使得所述土壤搁置桶(3)可在重力下沿着所述竖直塔结构(1)竖直移动的方式安装至所述竖直塔结构(1)；并且其中所述驱动单元被配置为用于调整所述土壤搁置桶(3)在重力下移动的速度。

Description

土壤处理设备

技术领域

本发明主要涉及土壤处理系统和方法。

背景技术

连续运作的农场、苗圃、和种植园在栽培新的一批作物之前相当频繁地再生和/或处理它们的土壤。作为现代社会中生态和可持续农业的一个突出特征，该实践具有许多优点。在各种优点当中，其中之一是更好地提高产品产量。这是由通过土壤再生和/或处理过程而减少或消除未处理的土壤中的杂草、昆虫和有害有机物的存在而实现的。然而，该过程既费力又费时，因为通常再生和/或处理一批土壤需花费数周到数月。而且，由于在每个栽培周期后大量的土壤要被再生和/或处理，现存的再生和/或处理系统通常需要大的指定场所。与现存的再生和/或处理系统相关的缺点同由土壤再生和/或处理带来的好处相冲突，使那些有时间和/或空间限制者不能采用此好的实践。因此，拥有用于土壤再生和/或处理的更有效的系统是非常值得期望的。鉴于上述情况，本发明寻求有利地提供一种更有效的土壤再生和/或处理系统。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了用于土壤处理的系统，其包括：竖直塔结构；至少一个土壤搁置桶；和驱动单元；其中所述土壤搁置桶被配置为以使得所述土壤搁置桶可在重力下沿着所述竖直塔结构竖直移动的方式安装至所述竖直塔结构；并且其中所述驱动单元被配置为用于调整所述土壤搁置桶在重力下移动的速度。

所述桶可以包括土壤翻转单元，其被构造成用于翻转包含在土壤桶中的土壤。

所述土壤翻转单元可以包括可旋转的轴和连接至所述轴的叶片。

所述可旋转的轴可以被构造成在重力下旋转。

所述可旋转的轴可以经一个或多个齿轮而接合至所述竖直塔结构上的齿轨。

所述系统可以进一步包括用于在沿着所述竖直塔结构的预定高度处锁定所述桶的锁定单元。

根据本发明的第二方面，提供了用于土壤处理的方法，所述方法包括步骤：提供竖直塔结构；提供至少一个土壤搁置桶；提供驱动单元；以及将所述土壤搁置桶以使得所述土壤搁置桶可在重力下沿着所述竖直塔结构竖直移动的方式安装至所述竖直塔结构；以及利用所述驱动单元调整所述土壤搁置桶在重力下移动的速度。

附图说明

从下列仅以示例方式的书面说明并结合附图，本发明的实施方式对本领域的技术人员而言将被更好地理解和容易明白，图中：

图1(a)为一实施方式的概略表示，其示出了具有被装载的桶的竖直塔结构的侧平面视图。

图2为图1(a)中的竖直塔结构的前平面视图。

图4(a)示出了可被装载到图1(c)中的竖直塔结构上的土壤搁置桶的实施方式的前视图。

图4(b)示出了图4(a)中的土壤搁置桶的侧视图。

图4(c)示出了图4(a)中的土壤搁置桶的俯视图。

图5为示例性齿轮系统的概略表示，该系统可与图4(a)中的土壤搁置桶和与图1(c)中的竖直塔系统一起被使用。

图6示出了流程图，其示出了根据示例实施方式的用于土壤处理的方法。

具体实施方式

本发明的实施方式涉及土壤处理与再生设备，其通过减少或消除土壤中的杂草、昆虫和有害有机物的存在而提升植物活力、增加产量并改善生长在处理过的土壤上的农作物的品质。该过程还能有利地帮助减少在植物生长周期的后段期间农药的使用。

图l和2给出了本发明的实施方式的概略表示，其中竖直塔结构1在满载时保持着四个土壤桶3。所述竖直塔结构1可操作以便安置分别安装在桶保持器框架2中的一个或多个土壤搁置桶3，所述土壤搁置桶3在土壤处理和/或再生过程期间将沿着齿轨4移动。如在图1(a)中所示，齿轨4沿着竖直塔结构1的竖直中心轴线延伸。然而，将被意识到的是，齿轨4也可以被定位在沿着竖直塔结构1的其它位置处。此外，还被理解的是，塔结构1可以被设计成根据需要保持上下堆叠的任意数目的土壤搁置桶3。

根据以上实施方式，经受处理和/或再生的土壤被包含在每个土壤搁置桶3中。

根据以上实施方式，两组钢叶片B1和B2被安装在土壤搁置桶3的内部。实现该叶片的示例性方式在图4(c)中被示出。叶片B1和B2可操作以便翻转包含在土壤搁置桶3内的土壤。固定于塔结构1中心的齿轨4(图1)被用来驱动叶片B1和B2使得它们旋转以便向包含在土壤搁置桶3内的土壤提供翻转和通风，由此辅助快速无味的分解。当土壤搁置桶3在重力下向下移动时，齿轨4允许附装至土壤搁置桶3的一组齿轮G1被驱动，所述齿轮又驱动土壤搁置桶3内部的叶片B1和B2。将被意识到的是，任何数目的叶片或其变形可被用来向土壤提供翻转和通风。此外，这些叶片可以由非钢的材料制成并且可以在可提供翻转的范围内被安装在相对于土壤搁置桶3的各个位置处。

根据以上实施方式，包含在系统中的一个土壤搁置桶3中的土壤通过从位置A到E移动而花费大约96小时来完成处理和/或再生过程。土壤搁置桶3从初始位置移动到下一位置花费大约24小时。例如，土壤搁置桶3大约花费24小时从位置A移动到位置B，粗略地花费48小时从位置A移动到位置C，等等。

在该过程开始时，土壤搁置桶3利用工业起重机或其它手段被装载至位置A。该土壤搁置桶3然后被允许通过在重力下沿着齿轨4下降而到达位置B。从A到B的行进时间为大约24小时。这通过使用与反馈系统(未示出)合作的液压系统而被控制，以便调整土壤搁置桶3沿着塔结构1移动的速度，该液压系统包括液压缸6形式的至少一个驱动单元、泵7和液压动力支架8。反馈系统根据土壤搁置桶3和所述土壤搁置桶3被安装于上的桶保持器框架2的总重促使液压系统起反应使得土壤搁置桶3不管其包含的土壤的量为多少将总是花费大约96小时从位置A移动到E。期望的下降速度通过经电力控制的阀开口(未示出)或其它方式控制液压流体返回至贮液箱的流量而获得。

将被意识到的是，将土壤搁置桶3装载到位置A的各种其它的方式可以与该系统一起被使用。同样，调整和/或控制土壤搁置桶3的速度的其它装置也可以结合该系统被使用。

一般地，当土壤搁置桶3已从位置A行进至位置E，也即在开始时刻之后大约96小时的时候，该处理和/或再生过程被认为已完成。当土壤搁置桶3到达位置E时，系统锁定被起动。实现该锁定的示例性方式是设立保持机构。该机构的示例在图2中被示出，其中由合适材料制成的杆L1在位置A，B和C处被安装在竖直塔结构1(图1)的两端上。L1可以使用例如开关箱而被遥控。当一对L1被向内推动时，每个L1滑入桶保持器框架2(图1)上的接收单元(未示出)中使得包含在那个桶保持器框架2中的土壤搁置桶3将被锁定在位。这些杆L1可以利用G/Steel方形实心杆或任何其它的合适材料制成。此外，将被意识到的是，其它自动化的或手动的方法和/或机构可以被用于不同的实施方式中。

在锁定期间，位置E处的最低的土壤搁置桶3被从塔结构1(图1)移除。装满未处理土壤的另一土壤搁置桶3可以被放置在塔结构1的顶部，以用于处理和/或再生，该顶部为起始位置A。新近被装载的土壤搁置桶3将被锁定在该位置处并且保持静止直到整个系统被从锁定中释放。随着位置E处的土壤搁置桶3被移除，液压缸6然后被升起以便支撑位置D处的土壤搁置桶3。在本实施方式中，液压系统中的液压泵7推动流体，该流体又使液压缸6伸长并使液压活塞向上移动到位置D。一旦液压缸6的活塞被完全伸出(到达位置D)，液压泵7就被停止。此后，塔结构1上的所有剩余土壤搁置桶被从锁定中释放；它们沿着塔结构1下降并且处理和/或再生过程继续。在本实施方式中使用的液压缸6可以到达D和E之间的任何点。然而，被理解的是，更高到达范围的液压缸也可以被用于替代的实施方式中。

该锁定在连续的再生操作的初始阶段期间也是有用的，因为当本实施方式的竖直塔结构1(图1)被首次竖起并为使用而准备妥当时，空的土壤搁置桶3利用工业起重机或其它手段从空的塔结构1的顶部被装载到位置D。该空的土壤搁置桶3由锁定机构锁定在位置D处使得第二空的土壤搁置桶3可以被类似地装载到位置C并被锁定在该位置。此后，第三空的土壤搁置桶3以相同的方式被装载到并被锁定在位置B处，以允许包含着用于再生和/或处理的第一批土壤的第四土壤搁置桶3被装载到位置A并被锁定在塔结构的顶部。当塔结构1被完全地装载有上下堆叠且处于它们各自锁定位置中的4个土壤搁置桶3时，液压缸6被升起至位置D以支撑最低的土壤搁置桶3。然后所有的桶被从锁定中释放并且它们开始在重力下沿塔结构1向下移动。当最低的土壤搁置桶3到达位置E时，锁定再次被起动，使得该空的土壤桶3可以从位置E被移除，允许另一填满的土壤搁置桶3被放置在塔结构1的位置A处。以这种方式，该过程继续允许越来越多的填满的土壤搁置桶3被引入该系统中。

将被意识到的是，取代空的土壤搁置桶3的，虚假的桶和/或其它手段也可以被用来启动同此描述的再生过程。例如，更高到达范围的液压缸6可以被使用。在该替代的配置中，填满的土壤搁置桶3被装载到并被锁定在位置A处，并且该液压缸被升起到位置A以支撑该土壤搁置桶3。该土壤搁置桶3然后被从锁定中释放并被允许沿着塔结构1下降直到其到达位置B，另一填满的土壤搁置桶3然后可以在设立或不设立锁定的情况下被再次放置在位置A处。当第一填满的土壤搁置桶3到达位置C时，第二填满的土壤搁置桶将已经到达位置B。再次，又一填满的土壤搁置桶3可以被装载到位置A并且该过程继续，直到塔结构1完全被装载；在本例中具有四个填满的土壤搁置桶3。土壤搁置桶3的示例实施方式在图4(a)到4(c)中被提供，其中，土壤搁置桶3被安置在桶保持器框架41中，同时多组磨制正齿轮42被安装在其前面。桶保持器框架41还包括与其竖直边缘对准的齿轨43。当桶保持器框架41随着安装于其上的土壤搁置桶3向下移动并且经过发电机5(示于图1中)时，齿轨43驱动发电机5。在此过程中，机械能被转换成电能，同时该电能被用作动力并至少部分地被用来为土壤处理系统提供动力。由前述的能量保存特征产生的电能例如可以被用来为液压泵7(图1)、和/或锁定、等提供动力。然而，被理解的是，来自外部来源(未示出)的额外动力可以被提供以便操作土壤处理系统。土壤搁置桶3还包括安装在连接至所述磨制正齿轮42的轴46上的多组叶片45，使得轴46并且因此所述叶片45由磨制正齿轮42的作用而转动。诸如钢的金属材料可以被用于制造桶保持器框架41并且M/Steel可以被用于制造叶片45和/或轴46。

在一个实施方式中，土壤桶3具有大约3100x1900x1125(以mm测量时)的尺寸规格以便分别容纳大约6吨的土壤。然而，将被意识到的是，其它尺寸规格的桶也可以被使用。

图5示出了可被用于上述实施方式中的示例性行星齿轮系统。所述齿轮系统包括紧挨着第一磨制正齿轮52安装的锁紧螺钉51，第一磨制正齿轮52被附装至土壤搁置桶轴53并被啮合至第二且、更大的磨制正齿轮54的齿。在磨制正齿轮53相反侧，第二正齿轮54被啮合至第三、甚至更大的磨制正齿轮55的齿。在磨制正齿轮55相反侧，磨制正齿轮55被啮合至齿轨56的齿。锁紧螺钉51被设置成当土壤搁置桶3未移动时防止这些齿轮的不必要的运动。

根据以上实施方式，估算出在3-4天的程序中大约23吨土壤可被处理和/或再生以消除可能存在于未处理的土壤中的有害的微生物和害虫。使用竖直的塔相比于通常需要占据大面积土地的其它的方法还有利地节省了空间。

图6示出了流程图600，其示出了根据示例实施方式的用于土壤处理的方法。在步骤602，提供竖直塔结构。在步骤604，提供至少一个土壤搁置桶。在步骤606，提供驱动单元。在步骤608，所述土壤搁置桶以使得所述土壤搁置桶可在重力下沿着所述竖直塔结构竖直移动的方式被安装至所述竖直塔结构。在步骤610，所述土壤搁置桶在重力下移动的速度利用所述驱动单元被调整。

本领域的技术人员将意识到，在不脱离如宽泛描述的本发明的主旨或范围的情况下，可以对如在这些具体的实施方式中所示出的本发明做出大量的变形和/或修改。因此，现有的实施方式在各个方面都将被视为说明性的而非限制性的。

例如，当液压系统在示例的实施方式中被描述时，将被意识到其它的驱动机构可以被用于不同的实施方式中。

Claims (7)

1.用于土壤处理的系统，包括：

竖直塔结构；

至少一个土壤搁置桶；和

驱动单元；

其中所述土壤搁置桶被配置为以使得所述土壤搁置桶可在重力下沿着所述竖直塔结构竖直移动的方式安装至所述竖直塔结构；并且

其中所述驱动单元被配置用于调整所述土壤搁置桶在重力下移动的速度。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述桶包括土壤翻转单元，其被构造成用于翻转包含在土壤桶中的土壤。

3.如权利要求1或2所述的系统，其中所述土壤翻转单元包括可旋转的轴和连接至所述轴的叶片。

4.如权利要求3所述的系统，其中所述可旋转的轴被构造成在重力下旋转。

5.如权利要求4所述的系统，其中所述可旋转的轴经一个或多个齿轮接合至所述竖直塔结构上的齿轨。

6.如前述权利要求中任一项所述的系统，还包括用于在沿所述竖直塔结构的预定高度处锁定所述桶的锁定单元。

7.用于土壤处理的方法，所述方法包括步骤：

提供竖直塔结构；

提供至少一个土壤搁置桶；

提供驱动单元；以及

将所述土壤搁置桶以使得所述土壤搁置桶可在重力下沿着所述竖直塔结构竖直移动的方式安装至所述竖直塔结构；以及

利用所述驱动单元调整所述土壤搁置桶在重力下移动的速度。

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