CN104582466B - 具有改进的液体涂敷的种子处理装置 - Google Patents

Abstract

一种种子处理器提供了增强的种子包衣功能和性能。种子和/或处理液体可加热用于提高蒸发和种子的吸收。空气可注入到种子处理器以提供热量、干燥空气，并提供蒸发的增强以及构件的清洁功能。所述功能可基于配方通过控制处理器进行控制，并取决于所感测或输入的环境条件，例如温度和湿度可进行改变。

Description

具有改进的液体涂敷的种子处理装置

相关申请

本申请要求于2012年4月16日提交的名称为“具有改进的液体涂敷装置的种子处理器：的美国临时专利申请号61/624668的权益，所述申请在此通过引用的方式全部并入本文。

技术领域

本发明通常涉及用于种子的表面处理装置。更具体地，本发明涉及一种具有改进的液体涂敷装置的用于种子表面处理的设备。

背景技术

种植用于农业及其它用途的种子在播种前往往进行处理。该处理可实现许多不同的目的，包括威慑或防止昆虫和其它动物病害虫，这些虫类将针对播种或刚发芽的种子进行攻击。这些动物可直接造成种子破坏，或可直接将一种或多种包括病毒的病原体引入到种子中。该处理还可针对污染种子的细菌、霉菌和真菌，或者它们是已知的存在于种植种子的土壤中。种子处理的直接涂敷允许由种植后应用到土壤中所需的处理组合物量的减少。此外，种植后的涂敷可能无法渗透到土壤中的将产生作用的水平或位置中。

但是，种子处理涉及的化学品和其它试剂是昂贵的，甚至可能对它们所涂覆的种子是有毒的。处理组合物的量也必须很小，并经常仅在种植后很短的时间内提供保护或其它优点。然而在一些情况下，利用一种或多种组合物处理的优点大于缺点。这些情况包括使用稀有或昂贵的种子、使用旧种子或具有低发芽率的种子、使用已知被污染或侵染的种子、使用已知的可能在导致污染或侵染的条件下产生的种子以及使用在已知的容易发生污染或侵染区域中的种子。

用于在批量或连续处理模式中处理种子的各种设备是已知的。Lund的US5891246，其公开的内容通过引用的方式并入本文，描述了用于运用涂覆液的种子涂覆装置，由此利用种子分配部件来分配种子。

Mueller的US4657773，其公开的内容通过引用的方式并入本文，描述了用于拌种的方法和装置，其中种子由分配锥体引导通过一股敷料到达转盘上。

Niklas的DE4411058，其公开的内容在此通过引用的方式并入本文，描述了具有连接到高速、多型致动器上的搅拌钵和将种子供应到该搅拌钵中的机构的设备。该搅拌钵旋转以转动在其中处理的种子。当种子转动时在搅拌钵中喷洒种子处理配剂以均匀为种子涂覆配剂。

发明内容

本发明的装置针对用于种子进行表面处理的装置。根据本发明的种子处理装置可连续或批量地处理种子。处理液体通过液体连通线路输送到系统的处理区域中并分布到种子上，例如通过配置为离心多孔板的喷雾器轮的旋转。提供装置来增加该处理液体与被处理种子的吸收和/或粘结和/或干燥时间。在本发明的实施方式中，提供装置来提高处理液体的蒸发。在一些实施方式中，在种子的处理区域中加入热量。在某些实施方式中，调节后的空气可被加热和/或干燥并在种子处理装置中提供，例如在液体涂敷区域中。调节后的空气可在液体涂敷区域之前提供给种子或种子流。在一些实施方式中，调节后的空气包括干燥空气，以提高处理液体的蒸发。在一个实施方式中，改变了处理液体的温度。

在本发明的实施方式中，加热空气利用空气输送管道在离心板上引导。在这样的实施方式中，输送加热空气的空气输送管道可包围向液体涂敷区域输送处理液体的液体流动管线。该加热空气流也加热了液体流动管线中的液体。在某些实施方式中，所述液体可更直接地利用专用的热源加热，例如电加热元件，直接运用到处理液体容器或进入或将要进入种子处理器中的液体管线。该液体加热可发生在开始种子处理之前和/或在种子处理过程中。在某些实施方式中，液体可加热到用于分配之前的处理的特定温度。在某些实施方式中，可将液体从环境温度加热倒特定温度或区别于种子涂敷之前的温度。在某些实施方式中，可加热种子处理器的特定部件，即，例如处理钵或离心盘。这可提供降低与所述部件接触的液体粘度，并降低液体的蒸气压力。在一些实施方式中，种子在液体涂敷之前或过程中进行加热。在某些实施方式中，空气可注入到区域前方的种子流内并在处理之前加热了种子，在该区域中种子进行有效地处理。在其它实施方式中，种子可通过其它手段，如加热种子壳进行预热。

在本发明的实施方式中，如上所述的这种加热和/或空气调节可自动控制，并且可以是提供给控制器材的过程控制器的处理配方的一部分。在一些实施方式中，如上文所述的加热和/或空气调节可基于现有的环境条件自动地控制。例如，如果环境温度低于50华氏度，可加热种子流，和/或处理液体可加热到适合于最佳种子处理所需的温度。

本发明实施方式的特征和优点是优化地控制种子处理器中的蒸发性能以将种子处理效能最大化并使处理时间最少。

本发明实施方式的特征和优点是增强的种子包衣，特别是在较短的时间内更均匀彻底的涂层。此外，本发明实施方式的特征和优点是产生更少的灰尘。

本发明具体实施方式的特征和优点是空气注入到搅拌钵的顶侧提高了处理液体的分配性。随着离心板旋转来提供处理液体增强的分配性，空气从空气输送管吹入到离心板中。该吹出空气与旋转板的组合的功能是增加液体颗粒的雾化，其提供了来自喷雾器的更好液体分配。提供加热和/或干燥空气能够进一步提高处理液体的蒸发。

本发明实施方式的另一特征和优点在于增强了种子上的处理液体的吸收。通过加热所述液体，例如内联于液体输送管线周围和离心盘处的空气输送管，降低了该液体的粘度和蒸气压力。这样，当液体从喷雾器分配并接触种子时，液体更容易被吸收并保留在种子的表面上。

本发明实施方式的另一特征在于沿周向将调节的空气注入到用于搅拌钵的容纳壳体的内部中。在一些实施方式中，空气在径向方向上注入到钵壳体的顶部。在一个实施方式中，空气出口沿径向地向外和向下，在一个实施方式中，空气沿周向引导以与在转动钵内的种子的旋转对应。

本发明实施方式的又一特征和优点在于更清洁的液体处理钵和离心盘。由于加热液体增强的分配性、种子对液体增强的吸收以及组件的空气冲洗，例如该旋转离心盘，更大比例的液体留在种子上。因此，在处理区域中较少有剩余液体的积聚，导致更清洁的处理设备。

本发明实施方式的另一特征和优点是缩短了处理成批种子的时间。处理液体增加的分配性和种子对液体增加的吸收意味着种子只需花费较少的时间来处理，以得到相同或更好的处理水平。这样，每个批次可更快地进行处理，这导致增加了对特定装置和使用该装置的工厂的种子容量以及应用添加种子处理的能力。

本发明实施方式的另一特征和优点是降低了处理种子的灰尘水平。在处理液体涂敷过程中应用加热或不加热的空气允许增加聚合物基或其它防尘种子包衣产品的涂敷率，以向种子提供更好的种子处理粘附力，和/或改进种子处理的耐久性以降低在处理后的处理和种植过程中的处理磨损。

附图说明

考虑本发明的各种实施方式的以下详细说明并结合附图可更全面地理解本发明的实施方式，其中：

图1A是根据本发明实施方式的连续供应种子处理系统的示意图。

图1B是根据本发明实施方式的成批种子处理系统的示意图。

图2是根据本发明实施方式的种子处理系统的一部分的图像。

图3A是根据本发明实施方式的成批处理系统的种子处理装置的钵、分配部和进气口的透视图。

图3B是根据本发明实施方式的种子处理装置的如图3A所示的钵、分配部和进气口的横截面视图。

图3C是根据本发明实施方式的种子处理装置的钵、分配部和进气口的透视图。

图4是根据本发明实施方式的种子处理系统的液体分配部的视图。

图4B是根据本发明实施方式的种子处理系统的分配部的俯视图。

图5是根据本发明实施方式的包括空气调节器的种子处理系统的俯视图。

图6是具有根据本发明实施方式的种子处理装置的接口和加热器单元的控制处理器的一部分的透视图。

图7是根据本发明实施方式的连续供应种子处理系统的一部分的侧视图，其示出了种子流。

虽然本发明易于进行各种修改和替代形式，但其细节已通过示例在附图中示出并将详细地描述。然而应当理解的是，其目的并不是要将本发明限制到所述的具体实施方式。相反，其意图在于涵盖落在本发明的精神和范围内的所有修改、等同和替代。

具体实施方式

图1a示出了根据本发明的系统的示意图。种子处理器1具有种子处理区域2以及待处理种子的库存3、给种子处理器提供处理液体的液体分配站4。调节的空气可通过空气调节单元5提供给种子处理器，其可以加热和/或干燥空气。阐明了提供加热空气的备用位置。这样调节后的空气也可在容纳区域中或随着种子输送到种子处理器而提供给种子处理器。由波浪线表示的热量6可在分配站4、在连接到种子处理器且直接连接种子处理器的组件如内部液体管线的液体管线7提供给处理液体。该热量可通过电热元件19.1例如通过辐射热来提供，或通过导电地连接到组件例如电加热盘管的元件来提供。此外，热量6可通过加热的空气来提供。

可连接具有操作员接口8.1的控制处理器8来控制组件的全部功能，并且可存储和/或接收配方。参见共同申请号WO2012/078928和WO2012/078918，它们在此通过引用的方式并入本文。控制处理器和其它设备可连接到网络以及具有在这两个共同拥有的申请中所述的功能与能力的远程位置。控制处理器8可连接传感器9，其可感测环境条件，如温度和湿度，并改变与预编程或输入指令相一致的操作特性/参数。例如，当温度下降到低于一定水平时，热量或加热的空气可提供给种子处理器，和/或处理液体和/或种子。或者如果湿度过高，可提供干燥的空气。

图1b示出了根据本发明实施方式的种子处理器装置10，其可包括未处理的种子料斗12、天平14、控制面板22以及运送料斗16。处理容纳壳体容器18连同排出料斗20、预混合容器24、46、计量泵电动机控制器30、32、泵38和钵电动机81安装到下部框架组件42上。

用于处理的种子可引入到未处理种子料斗12中，其安装在上部框架组件44的顶端。包含在其中的种子可分配到天平14用于成批处理的称重和鉴别。天平14可以是手动天平并通过来自未处理种子料斗12的磁性或振动式给料器供给到天平14。可选地，测力传感器可用来识别和分配成批处理。由控制处理器22控制进料操作，直至这样的程度：天平14指示控制器22所需的重量已经达到。这时候给料器停止，并且该批次分配到运送料斗16。运送料斗16进行操作以收集确定用于处理的批次，并引导该批次到达处理容器18。

对于在本发明的模块化种子处理装置中使用的处理剂可在一个或多个预混合容器中制备，其可逆地安装到框架组件上。预混合容器24、46中的每一个容纳10加仑的溶液。配置为预混合容器24、46的液体处理储液槽19可具有与它们相关联的搅拌设备，其包含电动机26、28，部署具有两个或多个叶片的杆用于搅拌在其中所含的液体，液体处理储液槽19也可具有加热器19.2。参见图1A，配置为筒柱的液体处理储液槽19可具有加热单元19.1和与之相关联的传感器以加热液体。此外，加热器19.2可应用于液体输入管线7。

容纳壳体18，如在图1A、1B、2和3B中可见，包括主体部分68和盖84。盖84可通过机械连接件包括但不限于通过所述盖延伸到主体上的凸缘中的螺栓或者夹具固定到主体68上。如图3和4所示，包括离心板80的喷雾器，设置在处理容器的内部93中并高速旋转以分配处理组合物。配置为离心托盘或板的液体分配部80具有向上延伸的圆柱形或截头圆锥状部分80.2，该液体分配部80通过喷雾器电机50驱动。处理容器18还可包括从盖84延伸的散热片，旨在引导种子进入处理容器18中并在处理容器中朝向离心板80和/或钵66。钵66是该装置的种子分配部并设置在处理容器18中，且由钵电动机81驱动以在水平面内旋转。钵电动机设定为高速操作，足以向处理的种子施加离心力来驱动种子朝向壁并向上朝向散热片和出口87。钵电动机由控制处理器8控制。种子出口可包括可打开和可关闭的门87.1，其可手动操作或电动操作，并且可自动的由控制处理器8控制。罩或盖84还限定了一个或多个用于一条或多条液体输送管线92交叉的开口、用于温度传感器93.2的传感器管线93.1和粉尘排出口93.4和/或调节空气出口以及种子输入端口93.5。种子处理液体输入管线92排出处理液体93.3到液体分配部或托盘80中。种子96通过端口93.5进入内部93，并经由种子分配部，旋转的钵66提升种子进入环状种子处理区域96.2中，其中来自液体分配部80的喷雾96.4接触种子。外部鼓风机98.4与电机98.5可用于去除灰尘并协助调节的加热空气排出。

所述图中示出了进气口101、空气输送管道或导管102，其从空气调节器97.8延伸到容纳壳体18的开口内部93用于将调节的空气注入系统中。可在图3A、3B、4和4B中看出，在一个实施方式中，空气输送管道102围绕种子处理液体输入管线92。在处理组合物通过液体输送线路输送的同时，空气可通过空气输送管102输送。

在一个实施方式中，空气由鼓风机提供。在另一个实施方式中，空气通过具有扩散器的压缩空气管线提供。在图4和5所示的实施方式中，空气调节器包括加热器部分95、鼓风机95.2或可由设备的控制处理器的控制面板22控制的压缩空气源。如果空气在其引入到处理容器18之前被加热和/或干燥，则控制面板22还可包含热源。控制面板22可包括各种显示和控制，例如包括输出的空气温度、输出的空气相对湿度、进入的空气温度，进入的空气相对湿度和种子温度。

通过空气输送管道102提供的空气可以是加热的空气或不加热的空气和/或干燥的空气。由于旋转板和吹出空气的组合，在处理液体的涂敷中利用空气鼓风离心板80为液体颗粒提供了更好的雾化。在以下的处理中利用空气还提供了更清洁的钵66和板80。在分配之前加热空气可提供额外的优势。因为随着处理液体93.3通过液体连通管线的同时加热的空气通过空气输送管道102，加热的空气提升了线路中的液体温度。液体温度的提升会导致液体的粘度和蒸气压力降低，这导致液体通过离心板更好的分配性以及种子对液体更好地吸收。另外，加热的空气用于加热离心板80，其通过进一步加热液体放大了加热液体的有益效果。在一个实施方式中，提供150华氏度的加热空气。在其它的实施方式中约为140华氏度。在其它的实施方式中约为130华氏度。在可选择的实施方式中，不是或另外提供了经由围绕液体输送管线92的空气输送管道102的空气(加热或不加热的)，空气可沿周向从围绕钵66的侧面通过空气出口97注入，如图3B所示。图3C示出了另一实施方式，其中调节的/加热的空气99通过空气偏转器99.1沿径向向外引导。

也已发现添加加热的空气进入系统中减少了利用处理液体涂覆成批种子所需的批次时间并减少了由于空气流动和加热的作用而在处理的种子上的灰尘量。减少的涂敷时间提供了显著优势的机会，包括高的种子种植能力以及附加的涂层，以改善尘埃滞留、种子外观和种子流动。

在一种操作模式中，操作者可放置一定数量种子，使其成批分离并适当地在未处理的种子料斗12中进行处理。种子通过振动进料器的操作分配到天平14中。预混合容器24中加入用于处理组合物的配料，并且结合搅拌器电机26以混合和保持处理组合物的成分。第二处理组合物可通过在第二预混合容器46中加入用于处理第二处理组合物的配料并结合搅拌器电动机28以混合和保持第二处理组合物的成分来制备。当加热空气期望引入到处理容器18中时，可激活与控制面板22相关联的热源和鼓风机。预定量的种子则由天平14分配到输送料斗16中。种子落入到处理容器18中并落入钵66中。钵66旋转导致种子推向所述钵的外侧并抵靠处理容器18的内侧面以及向上朝向盖84。散热片引导种子回到处理容器18的中心并且向下朝向钵66。控制器22进行操作以通过泵38、60的操作将处理组合物从一个或两个预混合容器24、46通过液体容纳管线92引入到处理容器18内的处理空间中。同时，加热或不加热的空气通过空气输送管道102引入到处理容器18中。然后在预定的时间段内，允许种子与一种或多种处理组合物相互作用。任选地，干燥粉末可根据在控制器22中设置的程序由粉末输送器36从粉末容器34分配到处理空间中。允许经过第二预定的时间段以使得处理的种子涂覆有所引入的粉末。控制器22然后指示打开种子出口闸门或门87.1，并且处理过的种子通过收集料斗20引导至包装设备或者根据操作者的需要至其它终点。种子处理装置的特征和操作的进一步细节可在美国专利申请公开号2006/0236925中找到，其在此通过引用的方式并入。

图1a和图7在连续进给种子处理装置200中示出了本发明的另一实施方式，其中热量例如通过加热的空气引入到连续的种子处理装置200中。种子处理装置200可包括壳体202，其包括种子入口204、种子轮206、配置为圆锥体208的分配体，其产生了环形处理区域209，喷雾器轮或离心板210和出口212。壳体出口212可连接到研磨滚筒216或混合室。喷雾器轮210可通过可加热的入口管流体地连接到一个或多个包含用于处理种子的产品的储罐。该系统可连接到计算机系统8，控制处理器具有用于监测和/或调节该系统的控制面板。系统200还可包括空气输送管道214，其可将空气以如上所述的相同通用方式输送到系统中。如前面所解释的，空气可加热或不加热和干燥，并可通过鼓风机或压缩空气源来提供。在一些实施方式中，所提供的空气通过专用的进气口，即独立于其它进气口和液体入口。连续种子处理系统200的进一步细节可在美国专利申请公开号2011/0027479中找到，其在此通过引用的方式并入。

图7示出了通过连续进给种子处理器的典型种子流96.9。种子96可首先在壳体入口送入到装置中，使得其在重力的影响下穿过该装置。在优选的配置中，因此该装置垂直设置。进入壳体后，种子进入并填充计量室，例如在种子轮中的槽。种子轮配置为收集预定量的种子，在其旋转时最终将种子分配到种子流中。在一个实施方式中，种子轮基于种子的体积计量种子。种子轮206可通过电动机例如三分之一马力变速电动机，旋转以分配一旦已经计量的种子，并可转动地填充种子轮内的每个相邻槽。在从种子轮分配之后，种子落到分配圆锥体上。该分配圆锥体通常均匀地通过旋转喷雾轮将种子分配到处理液体的帷幕上。空气同处理液体通过空气输送管214输送到喷雾器轮。然后，种子排出到壳体出口之外并随后可进一步处理或者包装。上述实施方式的意图是说明性的，而不是限制性的。

在本申请的所有部分中的上述参考文献出于所有目的在此通过引用的方式全部并入本文。

在本说明书(包括以引用方式并入的参考文献、包括任何所附的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征和/或所公开的任何方法或过程的所有步骤可以任何组合方式组合，除了其中至少一些这样的特征和/或步骤的组合是互斥的。

在本说明书(包括以引用方式并入的参考文献、任何所附的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可由用于相同、等效或类似目的的替代特征所代替，除非有另外明确的说明。因此，除非另有明确的说明，否则所公开的每个特征仅是一般系列的等效或类似特征的一个实例。

本发明并不限定于上述实施方式(多个实施方式)的细节。本发明扩展至本说明书(包括以引用方式并入的参考文献、任何所附的权利要求、摘要和附图)中公开特征的任何新颖的一个或任何新颖的组合，或所公开的任何方法或过程的步骤的任何新颖的一个或任何新颖的组合。在本申请的所有部分中的上述参考文献出于所有目的在此通过引用的方式全部并入本文。

尽管在此已经示出和描述了具体的实施例，但本领域普通技术人员应该理解的是计算以实现相同目的的任何设置可代替所示的具体实施例。本申请意在覆盖本发明主题的修改或变化。因此，其意图是本发明由所附的权利要求书及其法律等同物以及下面的示例性方面进行限定。本发明实施方式的上述方面仅仅是其原理的描述，不应被认为是限制性的。在此本发明所公开的进一步修改对于本领域技术人员来说将出现在有关技术中，并且所有这样的修改被认为在本发明的范围之内。

Claims (14)

1.一种种子处理装置，包括：

种子处理容纳壳体，其具有用于利用处理液体处理种子的开放内部，所述容纳壳体具有种子入口、种子出口和环形种子处理区域，

种子分配部，用于将在所述容纳壳体中的种子分配到环形种子处理区域中；

种子处理液体输入管线，其延伸到所述容纳壳体中并连接到液体分配部，所述液体分配部支撑并定位在所述容纳壳体的开放内部中用于产生将处理液体径向地向外且环形喷洒到环形种子处理区域中；

用于在喷洒种子处理液体前加热所述种子处理液体的装置；其特征在于：

用于在喷洒种子处理液体前加热所述种子处理液体的装置包括由空气输送管道围绕的种子处理液体输入管线的一部分，所述空气输送管道在液体分配部引导加热空气。

2.根据权利要求1所述的种子处理装置，其特征在于，还包括进入容纳壳体中的调节进气口和空气调节器，所述空气调节器提供连接到进气口的加热空气。

3.根据权利要求2所述的种子处理装置，其特征在于，所述液体分配部包括沿径向将处理液体喷洒到所述种子处理区域中的旋转分配部。

4.根据权利要求3所述的种子处理装置，其特征在于，所述进气口在旋转分配部引导空气，然后利用喷洒的处理液体沿径向向外地偏转空气。

5.根据权利要求1所述的种子处理装置，其特征在于，所述在喷洒种子处理液体前加热所述种子处理液体的装置包括与种子处理液体输入管线相关的加热器。

6.根据前述权利要求中任一项所述的种子处理装置，进一步包括连接到所述种子处理装置和环境条件传感器的控制处理器，并且其中所述控制处理器基于环境条件确定了所述装置的操作参数。

7.根据权利要求6所述的种子处理装置，其特征在于，所述传感器测量温度和湿度。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的种子处理装置，还包括连接到所述种子处理装置和用户接口的控制处理器，其中环境条件可输入到所述控制处理器中，然后可基于所输入的环境条件自动调节处理参数。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的种子处理装置，还包括连接到所述种子处理装置、用户接口和检测与种子存储区域和处理液中的一个相关联的温度的传感器的控制处理器，并且其中所述温度提供给控制处理器，并且处理参数基于所述温度调节。

10.一种提高用种子处理液体处理种子的处理效率的方法，所述方法包括：

将种子输入到种子处理容纳壳体中；

在容纳壳体的环形种子处理区域中分配种子；

将种子处理液体输入管线连接至液体分配部，所述种子处理液体输入管线延伸到所述容纳壳体中，所述液体分配部支撑并定位在所述容纳壳体的开放内部中用于产生将处理液体径向地向外且环形喷洒到环形种子处理区域中；

泵送来自储液槽的种子处理液体，

将种子处理液体喷洒到在环形种子处理区域中分配的种子上；

在喷洒液体前加热所述种子处理液体，其特征在于：

提供种子处理液体输入管线，所述种子处理液体输入管线延伸进入所述种子处理容纳壳体中，和

提供空气输送管道，所述空气输送管道在所述液体分配部引导加热的空气，并围绕所述种子处理液体输入管线的一部分，以在喷洒液体前加热所述种子处理液体。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括在提供种子处理液体喷洒的旋转分配部引导所述加热空气至所述环形种子处理区域。

12.根据权利要求10所述的方法，还包括以圆周的方式在环形种子处理区域的周围引导所述加热空气至所述环形种子处理区域。

13.根据权利要求10所述的方法，还包括在径向向外的方向上从中央位置内部引导加热空气至所述环形种子处理区域。

14.根据权利要求10所述的方法，还包括感测环境条件以及基于所述感测而自动调节处理参数。