CN114667059A - 一种物料处理筒及相关物料处理系统 - Google Patents

Abstract

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。

Description

一种物料处理筒及相关物料处理系统

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。

当前锤磨机的一个缺点是控制粒度分布的筛网决定了生产能力。通常，为了使杂草种子失活，需要小尺寸的筛网，因此生产能力受限。专利US2557865(Emmanouilidis，1951)中已经描述了具有不同尺寸的同心筛网的锤磨机。Emmanouilidis磨机具有中央冲击区，附加的筛网用于将输出物料分成不同尺寸的部分。Emmanouilidis磨机的内部初级区域仍然决定着产能和整体尺寸的减小。

笼式磨机是一种不同类型的冲击式粉碎机。笼式磨机主要施加冲击力，尺寸减小的程度通过转速和同心棒材的数量来设定。笼式磨机没有粒度分类。笼式磨机中的冲击力使其适用于易碎或脆性物料，并不广泛用于处理纤维物料。然而，在专利AU2001/038781(Zani)中描述了一个示例，该示例被提议用于破坏杂草种子。Zani笼式磨机具有由环支撑的同心冲击元件行。该磨机以高冲击速度驱动以破坏杂草种子。该装置可以巧妙地集成到收割机中。然而，该装置的容量有限并且不能处理离开收割机筛子的全部谷壳残留部分。因此，Zani系统依靠筛分来浓缩杂草种子进行处理。

在专利WO2009/100500(Harrington)中描述了一种容量增加的笼式磨机，其处理整个谷壳物料部分以破坏杂草种子。Harrington磨机使用大型反向旋转笼式磨机，其风扇叶片类似于Tjumanok等人的专利US4813619(1989)以增加气流和产能。该笼式磨机又大又重，需要复杂的反向旋转驱动器，并且需要相当大的动力来运行。该系统有自己的动力装置，其被拖在谷物收割机后面。尺寸、重量和驱动器限制了将笼式磨机集成到收割机中。该磨机采用圆柱杆，圆柱杆由于斜击而限制冲击速度。因此，冲击速度具有很大的分布。为了使杂草种子获得足够的冲击能量，需要对笼结构进行反向旋转。

在专利PCT/AU2014/218502(Berry Saunders)中描述了种子破坏研磨技术的现有技术。Berry Saunders使用转子定子笼式磨机，与反向旋转系统相比，它更容易集成到谷物收割机中。Berry Saunders磨机通过提高磨机系统的生产能力和种子杀灭性能，在Zani笼式磨机上取得了进步。它通过使用中央分配元件(也有在专利DE 10203502(Isaak，2003)中描述)和相对于转子的旋转倾斜的有角度的静态杆来实现。据称Berry Saunders磨机的新颖之处在于，倾斜的冲击杆之间的间距决定了种子是通过下一行冲击杆还是停留在当前的冲击杆行内。种子的大小并不能决定它是通过冲击杆行还是停留在该冲击杆行。

笼式磨机的工作相对简单，主要应用冲击而不使用尺寸分类，这使得计算机建模技术能够用于预测磨机性能。Berry Saunders磨机已使用计算机建模技术进行了优化，以适用理想的要求，仅使用冲击来使杂草种子失活。但是，很少有人担心功耗中的气流分量。转子条很窄，边缘锋利，导致高阻力系数和湍流产生。定子杆的定向导致变矩器或水制动测功机，如湍流产生和废热产生。

这种方法的一个缺点是定子冲击杆在径向上占用了大量空间。这又意味着相邻行的旋转冲击杆间隔很远。对于杂草种子失活磨机或颗粒破坏磨机，冲击速度至关重要。当冲击杆间隔很远时，每个后续行之间的冲击速度差异是显着的。

以上对背景技术的引用并不构成承认该领域构成本领域普通技术人员的公知常识的一部分。上述参考文献也不旨在限制如本申请所公开的物料处理筒和相关物料处理系统的应用。

发明内容

所公开的筒和相应的处理系统的总体思想是通过冲击机构围绕筒状结构的轴线的转动，使得所述筒状结构的内表面对物料进行多次冲击来实现对所述物料的处理。所述冲击机构围绕所述筒状结构的所述轴线的转动在形成在内所述表面中的并沿轴线间隔开的入口开口和出口开口之间产生了所述物料的螺旋流动路径，所述螺旋流动路径长于所述入口开口和所述出口开口之间的轴向距离，从而有效增加了物料的冲击表面积。

所公开的筒结构的至少一个实施例的进一步想法是在所述筒结构的内表面形成可以差异地处理包含两种或多种成分的物料中的不同成分的结构。处理中的差异可能来自物料成分的密度、粒度或颗粒形状的差异。

筒和相应的处理系统可应用于是农业中，特别是在收割期间对杂草种子进行失活。在这样的应用中，通过操作所述筒和所述系统可以实现以下一项或多项：减小粒度、破碎、压裂、压碎和碾磨。

第一方面，本申请公开了一种用于物料处理系统的筒，包括：

具有周壁的筒状结构，所述周壁具有围绕所述筒状结构的中心轴线周向延伸的内冲击表面；

所述筒状结构的至少一个入口；和

所述筒状结构的至少一个出口；

所述入口和所述出口沿所述中心轴线间隔开。

在一实施例中，所述冲击表面用于引导或诱使物料由所述至少一个入口进入并沿着绕所述中心轴线的螺旋路径向所述至少一个出口行进。

在一实施例中，所述冲击表面是有多个凹谷、凸起或者凹谷和凸起两者兼具的纹理表面。

在一实施例中，所述凹谷或所述凸起在相对于所述中心轴线倾斜方位上。

在一实施例中，所述至少一个入口和所述至少一个出口包括：(a)位于或靠近所述筒状结构的相对轴向端的相应入口，以及位于相应入口之间的出口；或者，(b)位于或靠近所述筒状结构的相对轴向端的相应出口，以及位于相应出口之间的入口。

在一实施例中，所述凹谷或突起布置成第一组和第二组，其中所述第一组中的所述凹谷或突起从或靠近第一轴向端向所述筒状结构的中心径向平面延伸，所述第二组中的所述凹谷或突起从或靠近第二轴向端向所述中心径向平面延伸。

在一实施例中，所述第一组和所述第二组中的所述凹谷或所述突起部关于所述中心径向平面对称地定位。

在一实施例中，包括位于所述入口之一和所述出口之一之间的孔机构，所述孔机构布置成能够控制所述入口之一和所述出口之一之间的物料流动。

在一实施例中，所述孔机构是一组多个可互换孔机构中的一个，其中至少两组所述可互换孔机构具有互不相同的孔面积。

在一实施例中，所述孔机构包括具有用户可选择区域的中心开口。

在一实施例中，所述筒还包括横跨所述至少一个出口的一个或多个筛网。

在一实施例中，所述筒还包括一个或多个百叶窗，所述一个或多个百叶窗位于所述至少一个出口中或横跨所述至少一个出口并且是可操作的用于改变所述至少一个出口的有效开口面积。

在一实施例中，所述筒状结构包括沿所述中心轴线可拆卸地连接在一起的多个周向段，每个段具有带有内冲击表面部的周壁部；其中，所述段的所述周壁部共同形成所述筒状结构的所述周壁，所述段的所述内冲击表面部共同形成所述筒状结构的所述冲击表面。

第二方面，本申请公开了一种用于物料处理系统的筒，包括：

能够沿共同的中心轴线可拆卸地连接在一起的多个周向段，每个段具有带有内冲击表面的周壁，并且其中至少两个段的周壁设有开口以形成沿所述中心轴线彼此间隔开的至少一个入口和至少一个出口。

在一实施例中，设有开口的各个段位于所述筒的每个轴向端部。

在一实施例中，设有开口的至少一个另外的段位于所述筒的相对轴向端之间。

在一实施例中，(a)位于所述轴向端的所述开口均为使物料能够进入所述筒的入口，并且所述至少一个另外的段的所述开口为出口，通过其物料可以离开所述筒；或者(b)位于所述轴向端的所述开口均为使物料能够离开所述筒的出口，且所述至少一个另外的段的所述开口是使物料能够进入所述筒的入口。

在一实施例中，所述开口包括用于物料进入所述筒的一个或多个入口和使物料离开所述筒或出口的一个或多个出口的组合。

在一实施例中，每个设有开口的周壁包括内冲击表面，所述内冲击表面在限定所述开口的相对轴向边缘之间沿周向方向连续延伸。

在一实施例中，每个设有开口的周壁的所述内冲击表面围绕所述中心轴线延伸至少180°。

在一实施例中，所述筒包括位于两个相邻的段之间的孔机构，所述孔机构布置成能够控制所述相邻段之间的物料流动。

在一实施例中，所述孔机构是一组多个可互换孔机构中的一个，其中至少两组所述可互换孔机构具有互不相同的孔面积。

在一实施例中，所述孔机构包括具有用户可选择区域的中心开口。

在一实施例中，所述筒还包括位于所述出口的一个或多个筛网。

在一实施例中，所述筒还包括一个或多个百叶窗，所述一个或多个百叶窗位于所述出口中或横跨所述出口并且可操作的以改变所述出口的有效开口面积。

在一实施例中，所述冲击表面是形成有多个凹谷、凸起或者凹谷和凸起两者兼具的不透的纹理表面。

在一实施例中，所述凹谷或突起布置成第一组和第二组，其中所述第一组中的所述凹谷或突起从或靠近第一轴向端向所述筒状结构的中心径向平面延伸，所述第二组中的所述凹谷或突起从或靠近第二轴向端向所述中心径向平面延伸。

在一实施例中，所述凹谷或所述突起部位于相对于所述中心轴线的倾斜方位上。

在一实施例中，所述第一组和所述第二组中的所述凹谷或所述突起部关于所述中心径向平面对称地定位。

第三方面，本申请公开了一种物料处理系统，包括：

具有周壁的筒状结构，所述周壁具有围绕所述筒状结构的中心轴线周向延伸的不透内冲击表面，

所述筒状结构的至少一个入口，和所述筒状结构的至少一个出口，所述入口和所述出口沿所述中心轴线间隔开；

被可旋转地支撑以围绕所述中心轴线旋转的冲击机构，所述冲击机构用于冲击进入筒的物料并加速物料冲击所述冲击表面；和

一个或多个螺旋流动机构，用于引导通过所述至少一个入口进入的物料运动以围绕所述中心轴线沿螺旋路径朝向所述至少一个出口行进。

在一实施例中，所述冲击机构包括轴和从所述轴延伸的多个锤；并且其中所述一个或多个螺旋流动机构包括在所述轴上的，遵循扭曲路径的凹槽或肋；或叶片或翅片。

在一实施例中，所述一个或多个螺旋流动机构包括支撑在所述冲击表面上并且从所述冲击表面径向向内延伸的叶片或翅片。

在一实施例中，所述冲击机构包括轴和从所述轴延伸的多个锤；并且其中所述一个或多个螺旋流动机构包括在所述轴上的，遵循扭曲路径的凹槽或肋；或叶片或翅片。

在一实施例中，所述螺旋流动机构包括所述锤的构造和/或角度。

第四方面，本申请公开了一种物料处理系统，包括：

根据第一方面或第二方面所述的筒；和

被可旋转地支撑以围绕所述中心轴线旋转的冲击机构，所述冲击机构用于冲击进入所述筒的物料并加速物料以冲击所述冲击表面。

在一实施例中，所述冲击机构包括轴和连接至所述轴的多个锤。

在一实施例中，至少两个所述锤相对于彼此轴向位移。

在一实施例中，所述锤可枢转地或以其他方式柔性地连接至所述轴，从而使所述锤能够在径向平面内进行摆动或偏转。

在一实施例中，至少一些锤位于入口附近并且在所述轴的旋转方向的向前方向上弯曲。

在一实施例中，至少一些锤位于所述出口处或附近并且在所述轴的旋转方向向后的方向上弯曲。

第五方面，本申请公开了一种物料处理系统，包括：

根据权利第一方面或第二方面所述的第一筒和第二筒；和

每个筒体各自的冲击机构，所述冲击机构被可旋转地支撑以围绕相应筒体的所述中心轴线旋转，并且用于冲击进入相应筒的物料并加速物料以冲击相应筒的冲击表面；

第一筒和第二筒并置，使得离开一个筒的至少一个出口的物料被布置成进料至第二筒的至少一个入口。

第六方面，本申请公开了一种物料处理系统，包括：

筒，所述筒具有内冲击表面、中心轴线和相对轴向端；

能够绕所述筒的所述中心轴线旋转的冲击机构，所述冲击机构和所述筒体协同作用，通过对物料的冲击来处理物料，以实现降低粒度、破碎、压裂、压碎和碾磨中的一种或多种；

至少两个第一开口和至少一个第二开口，其中，每个相对轴向端具有第一开口，并且在所述筒内、在所述相对轴向端之间形成有所述至少一个第二开口；和

其中所述至少两个第一开口中的每一个是(a)使物料能够进入所述筒的入口；或者(b)使被处理物料能够离开所述筒的出口，所述至少一个第二开口中的每一个是入口和出口中的另一个。

第七方面，本申请公开了一种物料处理系统，包括：

筒，所述筒具有冲击表面、中心轴线和相对轴向端；

一个能够绕所述筒的所述中心轴线旋转的冲击机构；

位于每个相对轴向端的第一开口和第二开口；和

形成在所述筒中并位于所述第一开口和所述第二开口的中间的至少一个第三开口；

其中所述第一开口和所述第二开口是入口或出口；所述至少一个第三开口是所述入口和所述出口中的另一个。

在一实施例中，所述冲击表面是形成有多个凹谷、凸起或者凹谷和凸起两者兼具的纹理表面。

在一实施例中，所述凹谷或突起布置成第一组和第二组，其中所述第一组中的所述凹谷或突起从或靠近第一轴向端向所述筒状结构的中心径向平面延伸，所述第二组中的所述凹谷或突起从或靠近第二轴向端向所述中心径向平面延伸。

在一实施例中，所述凹谷或所述突起部位于相对于所述中心轴线的倾斜方位上。

在一实施例中，所述第一组和所述第二组中的所述凹谷或所述突起部关于所述中心径向平面对称地定位。

在一实施例中，所述系统包括一个或多个百叶窗，所述百叶窗位于每个出口中或横跨每个出口并且是可操作的用于改变所述出口的有效开口面积。

在一实施例中，所述系统包括物料分配器，所述物料分配器用于将进入所述筒的物料朝向所述入口引导。

在一实施例中，所述冲击机构包括轴和连接至所述轴的多个锤。

在一实施例中，所述锤中的至少两个沿着所述轴相对于彼此轴向地位移。

在一实施例中，所述锤可枢转地或以其他方式柔性地联接至所述轴上，从而能够在径向平面中进行摆动或偏转。

在一实施例中，至少一些锤位于入口附近并且在所述轴的旋转方向的向前方向上弯曲。

在一实施例中，至少一些锤位于所述出口处或附近并且在所述轴的旋转方向向后的方向上弯曲。

第八方面，本申请公开了一种具有根据第三至第七方面中任一项所述物料处理系统的联合收割机，所述物料处理系统安装在所述联合收割机上，所述物料处理系统的所述中心轴线水平定向并位于接收谷壳饲料的位置，所述物料处理系统是可操作的用以处理谷壳。

第九方面，本申请公开了一种物料处理系统，包括：

筒，所述筒具有内表面、中心轴线和相对轴向端；

能够绕所述筒的所述中心轴线旋转的冲击机构；

形成在筒体中并且彼此轴向间隔开的第一开口和第二开口，其中物料能够通过所述第一开口和所述第二开口中的一个进入所述筒并且当所述冲击机构旋转时，至少部分物料通过所述冲击机构冲击和/或抵靠所述内表面而被处理，并在冲击机构的作用下沿围绕所述中心轴线的螺旋路径输送至所述第一开口和第二开口中的另一个并排出。

在一实施例中，位于所述第一开口和所述第二开口中间的第三开口；其中所述第一开口和第二开口是入口，且所述第三开口是出口；或者所述第一和第二开口是出口，且所述第三开口是入口。

在一实施例中，所述筒包括以相互同轴对齐方式联接在一起的多个环形段。

附图说明

尽管有其他形式的可能落入如发明内容中所述的物料处理筒和相关物料处理系统的范围内，但现在将仅通过示例的方式参考附图来描述具体实施例，其中：

图1是从入口滑槽观察到分配器的所公开的筒和相关系统的第一实施例的示意图，该分配器将物料供给到系统的筒的每一端的入口；

图2是通过包括筒中心轴线的平面截取的筒和系统的截面示意图；

图3是筒和系统的部分的透视示意图，包括分配器的一部分、筒和结合在系统中的冲击机构；

图4是图3所示筒和系统的一部分的示意图；

图5是从相反方向看的图3所示筒系统的一部分的示意透视图；

图6是系统的筒的局部剖视图；

图7是系统的外壳的示意图；

图8是系统的横截面图；

图9示出了当安装在联合收割机上时本公开的系统的实施例与用于散布系统的排放物的旋转器之间的可能关系；

图10是本公开的筒的第二实施例的冲击面在平放时的一种可能的结构示意图；

图11是图10的AA剖面图；

图12是图10所示冲击面的一部分的放大图；

图13是所公开的系统的构造原型的照片示意图，该系统具有如图10-12所示的冲击表面的筒；

图14是可以结合在锤系统中的筒的第三实施例的示意图；

图15是图14所示的筒的剖视图；

图16是从相反的角度看的图14所示的筒的示意图；

图17是可用于构造图14-16中描述的筒的段的一部分的示意图；

图18是图14-16所示的筒的一个实施例的端视图；

图19是在所公开的系统的第四实施例中的筒的可能的布置的示意图；

图20是根据所公开的系统的第五实施例的由两个系统构成的可能的物料处理布置的示意图；

图21a和21b是第一旁路机构的示意图，该第一旁路机构使物料能够选择性地进入系统进行处理或绕过系统，该系统可结合在所公开系统的各种实施例中；

图22a和22b是第二旁路机构的示意图，使物料能够选择性地进入系统进行处理或绕过系统；

图23a是联合收割机上的散布器的照片，该散布器已通过添加板进行了调整，并以处于升高位置示出以适应所公开的筒和系统的实施例；

图23b是图23a中所示的散布器从另一个角度拍摄的照片，但也显示了系统的一个实施例，其中，当该散布器降低到其操作位置时，该系统能够将其排放物送入改进的散布器中以提高该散布器的性能；

图24a-24d描绘了所公开的筒的第六实施例，该筒包括联接在一起的中心部和相对的端部以及可操作以改变该筒的出口的总面积的出口控制系统。图24a-24d示出了在不同位置的出口控制系统，从图24a所示的最小出口区域位置逐渐打开至图24e所示的最大出口区域位置；

图25是图24a-24d所示的筒的实施例的透视图；

图26a-26c分别是图24a-25所示的所公开的筒的实施例的端部的透视图、侧视图和俯视图；

图27是图24a-26c中所示的所公开的筒的实施例从另一个角度的透视图，并描绘了增加的出口偏转器和用于筒内的冲击机构的驱动系统的一部分；和

图28a是图24a-27中所示的所公开的筒的实施例的一个角度的示意图，该筒集成至联合收割机中以形成物料处理系统，还示出了可安装至联合收割机以帮助引导处理后的物料和空气从筒流入联合收割机的旋转器或其他下游处理设备以及用于驱动所公开的物料处理系统的驱动系统；

图28b是图28a所示的系统的前视图，其中物料流从页面引向观察者；

图28c是从图28a所示的所公开的系统的从另一个角度看的透视图；

图28d是图28a所示的所公开的系统的侧视图；

图28e示出了图28a-28d的系统的变型，其中橡胶或柔韧的盖位于系统的进料分配器上方；

图29是所公开的系统的实施例的示意性透视图，该系统包括一个位于大致水平平面中的尾板和有可调整的翅片，该翅片的方向用于使来自相关筒的出口的物料和空气的进行发散；

图30是图29所示的实施例的侧视图。

图31是如图29所示的所公开的系统的实施例的示意性透视图，但尾板的翅片被重新配置以使来自相关筒的出口的物料和空气汇聚；

图32是所公开的系统的实施例的透视图并且显示了物料流如何被整合至联合收割机的下游设备，如本实施例的旋转器中。该图还显示了从水平面向上倾斜以使系统能够从下方向下游设备进料的尾板；

图33是所公开的系统的实施例的透视图，该系统具有从水平面下降的相关尾板以从上方供给物料和空气至联合收割的下游设备，如本实施例的旋转器；

图34是图33所示的所公开的系统和相关侧板的侧视图，但没有示出旋转器；

图35是集成至联合收割机中的所公开的系统的示意图，该联合收割机具有垂直设置的下游处理设备(本实施例为旋转器)，其中带有翅片的相关尾板用于向垂直旋转器提供分散的物料流；

图36是图35所示的所公开的系统的示意图，其中尾板的翅片被配置为向旋转器之间的区域提供物料的汇聚流；

图37是安装在谷物盘末端的联合收割机中的挡板的照片，该挡板可与所公开的系统的实施例结合使用以帮助将秸秆抛至系统之外，从而秸秆其进入系统的风险；

图38是安装在联合收割机的顶部的筛网的一侧的导向板或偏转板的照片，该导向板或偏转板可用于在谷壳向下落时向内引导谷壳使其结合至所公开的系统的实施例中的分配器上。

具体实施方式

以下对所公开的物料处理系统10(以下也称为“系统10)和相关的筒12的实施例的描述是在农业应用的背景下进行的，其中系统10安装在联合收割机上用于处理谷壳，尤其是使谷壳中的种子(例如，但不限于杂草种子)失去活力。对于由联合收割机收割的作物，谷壳通常可以包括小部分稻草、目标谷壳和来自杂草或自生植物的种子的组合。

参考附图，所公开的系统10的实施例包括具有铣削或冲击表面14和中心轴线16的用于物料处理的筒状结构或主体12(以下也更简单地称为“筒12”)。冲击表面14是不透的，因为物料不能穿过冲击表面14，而是被冲击表面包含。冲击机构18位于筒内并且能够围绕中心轴线16旋转。在最广泛和最一般的实施例中，系统10具有至少两个开口，一个形成入口，另一个形成出口。该开口沿轴线16间隔开。如稍后更详细解释的，当由系统10处理的物料从入口流向出口时，可在沿轴线16的螺旋路径中行进。该开口，无论是入口还是出口，可以位于筒12的轴向端部，或者如本实施例中所示，形成在筒12的圆周表面中。

各种机构可以单独使用或以两种或更多种的任意组合使用，以形成物料(和夹带物料的空气)从入口到出口的螺旋流动路径。这些机构可以包括：

·结合在冲击表面14中的突起24，例如肋条或粗锉条；

·支撑在冲击表面14上并从冲击表面14径向向内延伸的叶片或翅片；

·沿着扭曲路径的纵向凹槽或肋条；或通过连接叶片或翅片；在冲击机构18的轴52上；

·包含在冲击机构18中的锤54的配置和/或角度。

在图1-9所示的实施例中，系统10具有在筒12(即表面14)中沿轴线16轴向间隔的位置处形成的开口20a和开口20b。在该示例中，开口20a和20b位于筒12的相对轴向端。在这个但不是所有实施例中，由开口充当的或形成的入口在下文中通常被称为“入口20”。至少一个另外的开口22形成在筒12中，位于入口20中间的位置(即筒12的相对轴向端之间)。在该实施例中，开口22是出口并且在下文中被称为“出口22”。

在该实施例中，冲击表面是不透的冲击表面14。该冲击表面是有纹理的表面。纹理可以采取多种形式，例如多个表面浮雕，例如表面谷、凹坑或凹槽和/或表面凸起，例如脊、肋、凸块、突起和隆起；或其他不规则形状。在该实施例中，由从图3-6可以清楚地看出，冲击表面14的该纹理包括多个交替布置的突起或脊24和谷26。该交替布置是沿筒12的圆周方向，即围绕中心轴线16。

在该实施例中，突起24为肋的形式，以下称为“肋条24”。参考图2，肋条24布置成两组，肋条组24a和肋条组24b。第一肋条组24a中的肋条24从第一入口20a或靠近第一入口20a向筒12的中间横向平面28延伸，该中间横向平面28穿过中心轴线16的中点30并且横向于中心轴线16。第二肋条组24b中的肋条24从第二入口20b或靠近第二入口20b向中间平面28延伸。在这个但不是所有实施例中，肋条24相对于中心轴线16倾斜。肋条组24a和肋条组24b关于中间平面28的定向是对称的。

在一般意义上，突起24的流动路径(a)相对于中心轴线16倾斜，或者(b)沿着围绕轴线16的螺旋路径。然而，在此特定实施例中，如图2所示，每个肋条24从其各自的入口20沿连续的直线L1延伸至中间平面28。在该实施例中，肋条24(即直线L1)相对于冲击表面14上的轴线L2以约5°-15°的夹角θ延伸。然而，在其他实施例中，可以使肋条24以不同的角度延伸，以改变物料在系统10内的停留时间。可以通过更换筒中的表面来手动改变肋条24的角度；或者通过具有可移动地耦合的肋条24以使得它们与轴线16的角度能够通过致动器(例如线性致动器)而改变。可以从联合收割机的驾驶室控制该致动器。可以通过自动调整致动器的控制系统和机器学习来实现最佳处理，这在机械上对于稍后描述的筒和其中筒由多个单独的段70组成的系统的实施例来说可能是简单的。

系统10具有包括筒12的外壳32。图7中最佳地示出，外壳32具有入口滑槽34。入口滑槽34形成在相对的侧壁36和38之间以及相对的外壳32的顶壁40和底壁42之间。在入口滑槽34内有一个分配器44，用于将进入入口滑槽34的物料供给到每个入口20。假设入口滑槽34进料均匀，分配器44将基本上等量的物料供给到每个入口20a和20b。以上是通过使分配器44形成各自的滑动表面或斜坡表面46a和46b(以下统称为“滑动表面46”)来实现的，这些滑动表面或斜坡表面46a和46b从共同的脊48倾斜，脊48与中间平面28和中点30对齐。

出口22形成为筒12的切除部或去除部。出口22关于中间平面28对称。出口22的圆周范围可以在大约30°和大约90°之间的范围内。出口22中可以设置一个或多个百叶窗或闸门50。百叶窗50可以位于出口22中或横跨出口22并且百叶窗50是可操作的以改变或控制出口22的开口面积。具体地，百叶窗50可以在叶窗50相对于轴线16在各自的径向平面中延伸的完全打开位置与百叶窗50基本上与中心轴线16的半径相切的完全闭合位置之间摆动。改变百叶窗50的位置可以改变出口22的出口面积，从而改变物料在系统10中的停留时间。

出口22可以位于筒12的外圆周周围的任何位置。出口22的位置可以由系统10所安装到的机器的性质确定，包括系统10和下游系统的相对位置或系统10与接收系统10的输出的机构如谷壳撒布机、尾板或秸秆切碎机的相对位置。例如，如果希望将系统10的输出从秸秆切碎机的入口与水平定向的系统10的底部大致齐平的位置供给到秸秆切碎机，则出口22可以围绕旋转轴线16从大约4点钟位置延伸穿过60°弧线至6点钟位置。在另一个示例中，假设水平安装的系统10需要将其输出输送至具有位于轴线18垂直上方的入口的谷壳撒布机或稻草切碎机，则出口22可以从大约12点钟位置延伸穿过大约60°到2点钟位置。百叶窗50和/或整流罩23(稍后描述)也可以用于帮助引导系统10的输出。

冲击机构18包括中心轴52和联接至中心轴52并从中心轴52大体径向延伸的多个锤54。轴52还可以用于使流过筒12的物料和空气进行轴向运动。以上可以通过例如对轴52的外圆周表面进行配置来实现，例如，使其具有沿着扭曲路径的纵向凹槽或肋，或通过附加用于引导物料和空气在所需方向上如从入口到出口流动的叶片或翅片。

每个锤54具有可以枢转地或以其他方式柔性地联接至轴52的臂56。这样，锤作用为梿枷。在这种联接的情况下，如果受到研磨机内的硬外物的冲击，锤54能够摆动、偏转或以其他方式在径向平面中进行一定程度的屈服，从而降低对锤54和系统10造成重大损坏的风险。

每个锤54具有位于与冲击/铣削表面14的小间隙处的径向外边缘58。边缘58具有多个间隔开的沟槽或凹槽60。凹槽60用于帮助诸如稻草之类的破碎细长的物料从入口20进入系统10并减少物料在冲击表面14上的拖尾。此外，凹槽60可以梳理谷壳中的稻草，从而进一步帮助稻草在运动或处理过程中与谷壳中的杂草种子产生差异。在该实施例中，锤54的冲击侧62基本上是平面的并且位于轴向平面中。锤的后表面64是扇形的，用来平衡冲击机构18。在没有设置扇形的情况下，锤54的重心将偏离轴52的重心，这可能导致不稳定以及增加的轴承的磨损和发热。

锤54围绕轴52沿周向和轴向分布。因此，至少有两个锤沿轴相对于彼此轴向移动。锤54可以有不同的分布模式。例如，锤可以布置在具有相同数量的锤54的环中(例如，每个环中6个锤)，其中每个环中的锤围绕轴52周向地均匀间隔，并且轴向相邻的环中的锤彼此轴向对齐。然而，在另一个实施例中，锤可以像在前面的示例中那样布置在环中，但轴向相邻的环中的锤在周向上彼此偏移。在又一实施例中，锤可以布置在从轴52的一端至另一端的螺旋路径中。

在又一实施例中，锤54可以刚性地固定至而不是枢转地联接至中心毂。此外，锤可以具有单臂而不是图示的分叉臂，和/或在相对侧具有简单的平面。锤的径向外轴向边缘也可以具有简单的直边而不是凹槽60。

系统10的一般操作如下，系统10可以方便地安装在靠近谷物筛的端部的联合收割机上，其中轴线16水平定向。谷物筛的作用是将目标谷物与谷壳分离。目标谷物可能落入贮槽中，然后用螺旋钻移动至储存箱。剩余的谷壳向着筛子的端部前进，并从筛子的末端进料至所公开的系统10的入口滑槽34中。(在没有该实施例中的配置或另一种情况下，从谷物筛中碾磨出的谷壳通常会进给至谷壳散布机中。)

靠近侧壁36和38内侧的一些谷壳可以直接落入入口20a、20b中。剩余的谷壳落至分配器44，然后分配器44将该谷壳供给至筒12的入口20a和20b。

通过锤54撞击来处理筒中的谷壳，并加速谷壳移至冲击表面14上。对被锤撞击并被加速至冲击表面14的谷壳进行粉碎。谷壳中所含的杂草种子也破碎并且失活。

从入口20进入筒12的物料可以通过系统10的两个作用中的一个或两个被输送到出口22。两个作用中的一个是由锤54围绕轴16的旋转产生的压力差。相对于环境压力，这种旋转会增加筒内的气压。如果出口22打开至少一定程度，则出口22在筒12内形成低压区域。因此，系统10产生从入口20至中心出口22的夹带被碾磨的物料的气流。两个作用中的另一个是通过配置冲击表面14来引导或以其他方式使通过入口20进入的物料以围绕轴线16朝向出口22的螺旋路径行进而产生的，在该实施例中，上述方式是通过突起/肋条24的构造来实现。肋条24相对于轴线16的角度连同锤54的旋转产生有助于移动物料的螺旋状或螺旋钻效应，从而帮助物料在绕轴16的螺旋路径中向出口22移动。

如上所述，系统10的不同实施例可以设置有具有不同的倾斜角度θ的肋条24，以调整物料在系统10内的停留时间，从而改变破碎程度和粒度减小程度。就螺旋流路而言，改变角度θ会改变物料的速度的感应轴向分量，从而可以改变入口和出口之间的螺旋路径。例如，增加角度θ会增加感应轴向分量，以减少入口至出口的距离，从而减少停留时间。从另一角度看，物料与冲击表面的有效接触面积增加，从而增强了对杂草种子的处理，即破碎或失活。

可以通过为联合收割机的驾驶室控制的致动器来主动改变倾斜角度θ。这要求肋条24与筒12的主体连接以使二者移动一致，从而改变角度θ，这样可以改变围绕物料和空气的轴线16的螺旋路径的螺距。

从出口22排出的物料可以被送入两个在相应垂直轴68上旋转的旋转器66(见图9)，垂直轴68与旋转轴16的距离相同，并且位于出口22的相对侧。两个旋转器66旋转方向彼此相反，使得从旋转轴68之间的出口22排出的物料被带至距离出口22更远的地方。可替代地，从出口排出的物料可以被引导到另一个装置，例如秸秆切碎机中。在另一种应用中，排放物可用于帮助撒播其他物料，例如通过将排放物引导至秸秆尾板或进入秸秆撒布机从而在联合收割机上撒播秸秆。在每个替代应用中，由系统10产生的气流被用于增强设备的功能，以将其引导至或进入其所引导的位置。

图23a和23b示出了系统10的实施例与CASE IH^TM联合收割机的散布器100的集成。在图23a中，散布器100如图所示处于升高位置。图23b也示出了处于升高位置的散布器100，同时从联合收割机的侧面看，安装在联合收割机上的系统10的出口22是可见的。此处的散布器100已通过安装盲板102和一体式法兰104进行了改量，盲板102从散布器的相对侧朝向其中心区域跨越，法兰104形成有弧形边缘106，弧形边缘106的半径与筒体12的外半径基本相同，法兰104彼此间隔以定位在出口22周围。当散布器100因此向下摆动至其由箭头108指示的操作位置时，来自出口22的排放物在法兰104之间被供给至散布器100中。带有一体式法兰104的盲板102有助于产生更多的风/气流及增强散布器100的涡轮增压。

系统10可以以许多不同的方式实施并且可以在不背离广泛的底层结构和操作方法情况下进行修改和变形。例如，可以通过对平面金属表面进行纹理化然后将该表面滚压成具有可以连接的单一外观的筒体形状来制造筒12。在这样的构造中，可形成可膨胀的或以其他方式有弹性的轴向接头，使得筒12具有一定的弯曲度并可以在径向或圆周方向上弯曲，这可能有助于通过坚硬的异物，为增强这一效果，筒可以由两个或更多扇形体形成，当围绕公共轴线连接时，这些扇形体一起形成在每个扇形体之间具有可膨胀或弹性接头的筒。

可以通过由连接在一起以形成大致圆柱形的两个大致半圆柱形的部件构造筒12作为形成可膨胀或弹性接头的一种方式。每个部件可以延伸略大于180°，从而形成一定程度的重叠，例如，每个部件都延伸185°，使得沿部件的相对轴向边缘有5°的重叠。这些部件可以通过诸如气动弹簧或机械弹簧之类的弹簧机构连接在一起，使得这些部件克服弹簧的偏压而径向地向远离彼此的方向移动。

在系统10的另一个变体中，冲击表面14的凸起24不必是从筒12的轴向端部至中间平面28的全长延伸的直肋的形式，相反，突起可以是更短的肋条的形式，这些肋条彼此间隔，从筒12的端部至中间平面28排列成一条直线。在另一个示例中，冲击表面14可以具有的表面效果，如凸块、圆顶、平台或者如图10-13所示的作为冲击表面14t的光滑圆周表面中形成的多个凹谷或凹部。

图10-13显示了处于平放状态的冲击/铣削表面14t，图13是所公开的工作孔隙型的筒系统10t的照片展示，其中筒12t具有纹理冲击表面14t。一般而言，冲击面14t是具有多个表面凹凸例如表面谷、凹坑或凹槽和/或表面隆起例如脊、肋条、凸块、突起或者其他不规则形状的表面。在该实施例中，冲击表面14t包括多个谷128。谷128中的至少一些具有不等长的两个正交轴线130和132。较短的正交轴线130相对于旋转轴线16沿圆周方向延伸。较长的正交轴线132平行于旋转轴线16延伸。在其他实施例中，轴线132可以倾斜于旋转轴线16。不等长的轴线130和132使谷128呈大致椭圆的形状。

在谷128之间，表面14t作为相对于旋转轴线16“平坦”的多个平台134，使得平台134上的每个点位于相同长度的相应平台半径上，即，如果表面14t如图10-12中所示的那样平坦地布置，则所有平台134都是平坦的并且位于公共的平面上。此外，谷128具有位于距旋转轴线相同长度的相应边缘半径上的边缘137。因此，在这种配置中，边缘137都位于与平台134相同长度的半径上。

谷128是以大致均匀图案的在堆叠的圆周的行R1、R2、R3和R4中布置。在行R1-R3中，谷128具有相同长度的相应轴线132。然而，在行R4中，谷是半椭圆形的并且具有较短的轴线132。表面124上的谷的行数可以变化。一行中的谷128的端部可以如该实施例中所示位于相邻行中的相邻谷的端部之间。

当冲击表面14t用于与谷壳相关时，可以根据谷壳中的物料类型(例如，与杂草种子相区分的稻草断片)引起不同的物料流动，从而使在研磨机内的停留时间不同。稻草碎片可以沿着平台134流动并穿过谷128的边缘137，而谷壳中的杂草种子受到谷128的影响，因此与稻草碎片相比，种子的传播速度会更慢，在撞击区域内的停留时间更长，当然此理论不试图限制本发明。

图13示出了系统10t的示例，该系统10t具有如图10-12所示的铣削表面14t。该系统10t还标有冲击机构18、锤54、谷128和平台134。

图14-18描绘了具有替代筒12a的系统10的进一步的实施例，并显示了可能的构造方法。

图1-9的筒12与图14-18的筒12a之间的实质区别在于，在图14-18所示的实施例中(实际上是图13所示的筒12t)，筒12a由沿共同的中心轴线16可拆卸地连接在一起的多个圆周段70a-70j(以下统称为“段70”)构成，每个段70具有相应的周壁72a-72j(以下统称为“周壁72”)，该周壁72具有内部不透冲击表面14s。当段70沿轴线16联接在一起时，每个段70的单独的内部不透冲击表面14s一起形成筒12a的不透冲击表面14。此外，至少两个段的周壁72设有开口20以形成沿中心轴线间隔开的至少一个入口20和至少一个出口22。

在图15和16所示的实施例中，每个段70具有相同的轴向长度。段70a和70b在筒12a的一端彼此相邻，而段70i和70j在筒12a的另一端彼此相邻。段70a、70b、70i和70j的相应圆周壁72上形成有开口，在该实施例中，这些开口形成筒12a的入口20。因此，开口(在这种情况下用作入口)形成在筒12a的每个相对轴向端处。

段70e和70f位于筒12a的相对轴向端之间。这些段的相应周壁72e和72f形成有用作出口22的开口。出口形成有相应的固定整流罩23来代替百叶窗50或增设至百叶窗50，以协助将处理过的物料引导至旋转器或其他设备，例如斩断器(未显示)。段70可以形成为短圆柱体或环，并且当具备开口时，开口可以用作圆柱体或环的切除部或去除部。

可替代地，周壁72可以由单独的节73(参见图17)制成，例如，每个节延伸360°的一小部分，当围绕公共轴线耦合在一起时形成完整的360°环。在图17中，节73延伸180°。但是在其他实施例中，该节73可以延伸其他角度部分，例如90°。周壁72也可以由几个不同圆周范围的节72组成，例如一个180°的节和另外两个90°的节；或者，三个90°的节和两个45°的节。如果节70需要具有90°圆周范围的开口，则节70的相应周壁72可以仅由180°截面和90°截面构成，留出90°开口。

每个节73可以具有相关的支撑框架75。框架75可以具有径向延伸的弯曲凸缘部分77和在凸缘77之间延伸的轴向延伸的凸缘79。两个或更多的节73(取决于它们的延伸角，例如45°、60°、90°或180°)的凸缘79连接在一起以形成节70。相邻节70的凸缘77联接在一起以形成筒12a。

在一个变体中，可以在(a)段70中的每个节73的之间和/或(b)筒12中的相邻的段70之间设置柔性或弹性接头。例如，可以在节72的凸缘79之间设置橡胶安装件以组装成段70。另外，或替代地，橡胶安装件可以位于相邻段70的凸缘77之间。柔性或弹性接头沿筒12在轴向和/或径向方向设置，这可能有助于通过堵塞物或将因处理物料中夹带硬异物而造成损坏的可能性降至最低。

在一个实施例中，周壁73可以固定至框架75。在替代实施例中，周壁73可以可拆卸地支撑或可移动地支撑在框架75内。当可拆卸地支撑时，周壁73可以被移除从而形成相应的筒12a中的开口。当可移动地支撑时，周壁73在枢轴上转动在关闭位置和打开位置之间切换，当处于关闭位置，如图13所示，周壁73遵循相应框架75的曲率，当处于打开位置时，周壁73仍然由框架75支撑，但偏离与框架75的轴向对齐。

可以通过简单地移除或省略一个或多个节，来为段70提供开口(作为入口或出口)。无论是入口还是出口，开口的周向范围可以是固定的或可变的。例如，如说明书后面更详细地解释的，通过使用可移动的门(例如滑动枢轴)来改变开口的圆周范围。在系统10和具有固定或静态开口的筒12的一个示例中，周向范围可以在但不限于从大约45°到大约180°的范围内。

段70c、70d、70g和70h(参见图16)各自的周壁没有开口，所以其对应的内部不透冲击表面14s延伸了整360°。对于具有开口的段70，对应的不透冲击表面14s延伸范围为360°减去开口的圆周范围。

可以对单独的不透冲击表面14s纹理化，因此筒12a的整个复合冲击表面14的纹理可以是上文关于筒12的第一实施例中描述的任何形式。

尽管在附图中未示出，但在该实施例中，与以上关于第一实施例描述的那些相同或相似的百叶窗可以位于出口22中或横跨出口22并且是可操的以改变出口的开口面积。

本实施例有助于结合位于两个相邻的段70之间的孔机构74(参见图14、16和18)。方便起见，孔机构74可联接在相邻的段70的框架75之间。机构74能够控制相邻的节之间的物料流动。孔机构74通过改变相邻段之间的流动面积来控制物料在研磨机内的停留时间。在没有开孔机构74的情况下，相邻节段之间的流动面积实际上是πr2，其中“r”段70的内半径。通过使用开孔机构74可以减小该流动面积。

在所示的实施例中，孔机构74是由一个或多个板76组成的套件，板76具有内边缘78，内边缘78可以径向向内和向外移动以改变相邻段70之间的有效流动面积。图18显示了具有半径“r”的段70和包括与段70耦合的两个相对板76的孔机构74。当孔机构74缩回使边缘78位于半径r上时，板76已经沿径向向内方向移动使得其内边缘78在半径r1<r上，从而使流动面积从最大值πr²减小至更小的面积。

可以通过移除相邻段70之间的机械联接、移动孔机构74至产生期望的流动面积、然后重新安装机械联接来改变孔机构74的位置。

在不同的实施例中，孔机构74可以设置为一组多个可互换孔机构中的一个，其中至少两个孔机构具有不同面积的中心开口。例如，一组中的孔机构74可以各自包括具有不同内径的环形板。在替代布置中，孔机构74可以包括多个彼此相对滑动或旋转的板，例如类似于照相机的光圈。这样，一旦孔机构74已经安装在筒12a中，就可以通过操作致动器和相关机构例如杠杆、凸轮或齿轮来改变流动面积的大小。当安装在联合收割机上用于碾碎谷壳时，驾驶员可以操作驾驶室内的控制来调整流动面积。不管其物理形式如何，孔机构74都能够控制停留时间，从而控制物料的处理程度。

作为孔机构74的补充或替代，所公开的系统10和筒12的本实施例和其他实施例可以设置有从冲击表面14径向向内延伸的内部叶片或翅片。叶片用于以类似于上文关于肋条24所描述的方式增加或减小螺旋流动路径的螺距长度。为此，叶片或肋条以使得它们相对于轴线16的角度可以变化的方式与筒12耦合，例如，位于筒12外侧的线性致动器可以连接至筒体和叶片或翅片。执行器可由联合收割机驾驶室的联合收割机操作员控制。

如果可以跨开口设置所需的筛网，该开口可以是入口20也可以是出口22，尽管最有可能的设想是跨出口22设置筛网。对于出口22，筛网可以与百叶窗50一起使用或替代百叶窗50。

图14-18(和图13)中所示的用于筒12a(和12t)的冲击机构18可以具有与关于图1-9中所示的第一实施例所描述的相同的形式。

在每个公开的实施例中，入口20和出口22围绕旋转轴线16彼此旋转偏移。因此，通过入口2进入的一块物料(或其在与冲击机构18和/或冲击表面14冲击之后的相应的碎片)必须沿围绕旋转轴线的路径行进以到达出口22。此外，当入口20和出口22沿旋转轴线16彼此偏移时，物料(或其碎片)必须沿着螺旋路径从入口移动至出口。该路径可以围绕轴线16多于一整圈。应该理解，由于系统10的构造，不管入口20和出口22是否旋转偏移，被处理的物料都可以被引导以螺旋路径流动。

圈数可以由以下任何一种或两种或多种的任意组合控制：

·如上述第一实施例中的冲击表面14上纹理的形式或构造；

·通过操作孔74增加物料在筒12a内的停留时间；

·沿筒12a的轴线16的入口和出口之间的轴向距离；

·肋条24的倾斜角θ；和

·从冲击表面14径向向内延伸的叶片或翅片的倾斜角/间距。

上述控制圈数的方式适用于所公开的系统10和筒12的所有实施例。

结合图14-18所示的筒12a的磨机可以包括如上所述的并如图1-9所示的可旋转地支撑在筒12a内的冲击机构18、外壳32和分配器44。

此外，在所示实施例中，锤54被描绘成具有在径向方向上延伸至轴向边缘58的大致平坦的表面62和64。然而，冲击侧62可以是弯曲的。此外，冲击侧62可以根据锤的轴向位置，特别是它们相对于入口20和出口22的轴向距离而在不同方向上弯曲。例如，冲击侧62可以相对于入口20附近围绕轴线16的旋转方向在向前的方向上弯曲或钩住，以帮助将物料和空气舀入筒12中。然而，在出口22和中间平面28附近，冲击侧62可以是：如所示实施例中的平面；或者，在相对于围绕轴线16的旋转方向向后的方向上弯曲或钩住以增加径向出口速度。实际上，在更一般的意义上，系统10可以沿其间的轴线结合不同的锤54。这些差异可能在于锤的长度、形状和配置中的一项或多项。此外，在所公开的系统10和筒12的本实施例和所有其他实施例中，锤54的边缘58和冲击表面之间的距离可以改变。这种变化可以通过控制系统来控制，该控制系统可以由驾驶员从装配有公开的系统10的联合收割机的驾驶室中操作。

锤的形状、配置和/或方向也影响空气流动，并且可以通过设计对空气流动产生特定影响，以此来使物料流动通过系统10。成形可以包括如在上一段中对锤58的弯曲。可选地，锤可以被定向，使得它们保持平面但位于相对于研磨机半径倾斜的平面中。锤58可以在倾斜平面中关于中心径向平面28的相对侧对称地定位。在又一变型中，锤可以被扭曲或倾斜成像风扇叶片或设置有像螺旋桨一样的空气动力学轮廓以产生特定方向例如从入口20至出口22的气流。

在进一步的变型中，分配器44可以联接至联合收割机的枢转或自调平清粮室或以其他方式可操作地相关联，从而当联合收割机横穿倾斜或不平整的地面时，可以向入口滑槽34和入口20提供均匀分布的饲料。如图28a-28e中所示，分配器44联接至筒12v的清粮室29(稍后更详细地描述)。在一些实施例中，分配器44可以在水平面中前后往复运动。此外，由于分配器44与清粮室的耦合，清粮室的振动也传递给分配器44。

在筒12、12t和12a的图示实施例中，形成入口和出口的开口关于中间平面28对称布置。但是正如稍后解释的，这不是必要的要求，可以根据安装有研磨机的联合收割机、联合收割机的筛子的相对位置以及系统10的输出物被供给至的机构的入口而变化。此外，虽然在所示实施例中，用作入口的开口设置在筒12、12a的轴向端部，出口设置在轴向端部之间，该设置可以反过来，使铣削物料从一个轴向端部或两个相对轴向端流出。

如本领域技术人员可以理解的，所公开的筒的实施例的基本功能允许物料通过而无需严格控制尺寸。种子损坏/失活量由绕轴16的包角和绕轴16的旋转次数、冲击机构的旋转速度和冲击表面14的配置控制。如前所述，该表面具有能够分离和破坏种子，同时对稻草不造成损害或损害较少，或以其他方式提供杂草种子和稻草的不同流动和/或处理。

在图19所示的又一变型中，多个筒12x、12y可以并排设置，它们各自的轴线16彼此平行布置，使得来自一个筒12x的排放物直接送入相邻的筒12y的入口。在该实施例中，筒12x、12y中的每一个都具有入口20和出口22，出口22基本上延伸至筒12x、y的整个长度，但在圆周上彼此间隔180°。因此，进入筒12x的入口20的物料将行进大约180°到达出口22，然后流入相邻筒12y的入口20并在到达筒的出口22之前再行进180°。因此，实际上，物料将围绕任何一个筒的轴线16旋转一整圈，在冲击机构和不透的冲击表面14之间被碾磨。以图19中所示的方式并排结合2个(或更多)筒12的磨机的潜在优势是增加产量。

图20描绘了具有并排布置的两个筒12d的筒系统10d。每个筒12d接收大约一半的总谷壳流并将碾碎的谷壳供给至一对并排的谷壳散布器(未示出)。系统10d具有在轴向端部的入口20和在相对轴向端的出口22。此外，系统入口20包括单独的入口20d，每个入口20d位于每个筒12d中。同样，系统出口22包括单独的出口22d，每个出口22d位于每个筒12d中。因此，与先前图示的实施例相比，筒系统10d在相对轴向端不具有入口20。因此，每个系统10d不需要也没有提供分配器44。然而，可以提供分配器44或用于将基本上等量的谷壳流馈送至每个入口20的等效结构。

筒12d并排安装，它们各自的轴线16彼此平行，并且它们各自的入口20和各自的出口22彼此径向相邻，从而并行处理谷壳流。在概念意义上，系统10d可以被认为是图15和16中所示的系统10的功能等效物，即系统10在两个出口22之间的中间平面28中被切成两半并自行折回，使得两半彼此平行放置，它们的入口22相互相邻并且它们的入口20相互相邻。在该实施例中，研磨机10d可以安装在南北方向而不是图1、2、9和13-19中所示的东西方向。

在图20所示的实施例的变型中，入口20d可以形成在各个筒12v的轴向端部，而不是形成在筒12v的周表面中。这样做可以简化进料布置和物料进入筒12v的输入流，因为例如谷壳可沿轴向直接进料至筒12v中，使来自筛子的谷壳进料无需改变方向进入筒12v。然而，这可能需要移动用于筒12v中的相应轴的轴承。

或者，入口20d可以保持在筒12v的周壁中，而出口22d从周壁移动至相邻的轴向端部。实际上，如本说明书前面所建议的，入口20d和出口22d都可以位于相应的筒12v的相对轴向端。在上述入口和出口位置的每一种变型中，被处理的物料在轴向间隔开的入口和出口之间的螺旋路径中行进。例如2、7、9、16、20、22a、22b和27-28b所示，当轴向端部由板或其他结构封闭时，轴向端部不用作入口或出口。

图24a-28d描绘了筒的又一替代配置和构造，指定为12v和相关联的系统10v。筒12v具有中心部120和相对的端部122。部120和122连接在一起并与中心轴线16同心。在该实施例中，每个部122设置有入口开口20，使得物料能够被送入筒12v。部122是锥形的，它们的外径在轴向方向上朝向筒12v的中心或中间横向平面28增加。锥形部122的在轴向最内端124处的内表面具有与中心部分120相同的内径。可选地，锥形部具有可以与流动方向成角度的截断板139。板139减慢圆周速度并增加轴向速度分量以阻止物料四处移动并将物料移向机器中心。

在适用于所公开的筒的本实施例和所有其他实施例的又一变体(未示出)中，锥形可以延伸至筒的中心平面28，或者实际上延伸至筒的整个长度，而不只是与锥形入口相称的筒的长度。或者实际上延伸至筒的整个长度可以适用于例如其中筒在一端具有入口而在相对端具有出口的实施例中，例如类似于图20中所示的那样。这样的锥形会减少从锥形的小直径端至大直径端的压力，从而有助于物料和空气的流动。

如在图24d中最清楚地看到的，中央部120具有出口22，其基本上延伸了其整个长度。中心部120由沿中心轴线16并排连接在一起的多个单独的段70a-70f(以下统称为“段70”)构成。在每个段70中出口22v由单独的出口22组成。

筒12v包括出口控制系统126，其可操作以改变入口20和出口22v之间的距离，从而改变流过筒12v的物料的路径长度和停留时间。出口控制系统126改变入口20和出口22v之间的轴向距离。在该实施例中，出口控制系统126包括两个闸门129，闸门129可滑动地支撑在筒12v上并且可以在轴向方向上移向和远离彼此。(尽管在其他实施例中，通过提供多个门可以实现相同的效果，这些门一起可以覆盖整个出口22并且可以通过以下方式单独移动：枢转或摆动动作；或者，沿圆周方向滑动，即绕轴16方向滑动。)每个闸门129的周向宽度至少等于出口22v的周向宽度(并且因此也等于每个单独的出口22的周向宽度)。可以从装配有筒12v和系统10v的联合收割机的驾驶室控制致动器(未示出)，以控制闸门129的位置，并因此控制从入口20到出口22v的距离。

在该实施例中，出口控制系统126使入口20至出口22v之间的距离能够在如图24d所示的闸门129处于其各自的轴向最外位置并露出整个出口22v的最小值与如图24a所示的在每个闸门129沿轴向向内方向(即，朝向彼此)移动并且每个闸门129覆盖出口22v的大约三分之一时的最大值之间变化。当控制系统126处于图24d所示的配置中时，入口20和出口22v之间距离最小，系统10v和筒12v提供最小物料处理，实际上充当谷壳散布器，这也可以被认为是系统10v和筒12v的“旁通”配置。

通过操作出口控制系统126来改变入口20和出口22v之间的距离，路径长度和物料绕轴线16的旋转次数可以从图24d所示的最小值变化到图24a所示的最大值。与此相称，种子失活的百分比增加，功耗也增加。当距离最小时，筒12v和相应的系统10v实质上充当鼓风机，产生气流而不是夹带杂草种子。这种额外的气流可以被送入下游设备，例如如图29-36所示引导物料的散布物料旋转器或撒布机，或秸秆切碎机或尾板。

图26a-26c更详细地显示了筒12v的端部122之一。部122的入口20包括料斗130和截头圆锥部132。截头圆锥部132具有与料斗130配合的开口。该开口在部132的轴向长度上延伸。料斗130至少具有用于将筒12v的进料朝向中心轴线16引导第一倾斜壁134a。在该实施例中，料斗130还具有倾斜以帮助将筒12v的进料引导向中心轴线16并且垂直于壁134a的第二倾斜壁134b。实际上，料斗130可以设置有附加的倾斜壁134c和134d，它们与壁134a和134b一起限定料斗130的口部136，形成围绕口部136的整个内圆周的向内倾斜表面。入口20有一个锥形切断导向器139，它在轴向向内方向推动物料。引导件可以固定到壁134a。参见图26a和26c，假设轴52沿顺时针方向旋转，当从下方(图26c在左侧)撞击导向器139时，至少有一些物料受空气和锤的机械作用引导而流动。

可选地，锤54a或其他进给臂/机构(下文中通常称为“锤54a”)可以附接至轴52的延伸穿过每个部122的部分。锤54a主要用于帮助引导进料从料斗130通过端部122的内部进入中心部120。锤54a提供通过物理冲击和向杂草种子施加动量的组合，产生沿朝向轴52的中部或中心部120方向的轴向空气流。由于端部122的锥形特性，锤54a在径向上延伸的长度比中心部分120中的锤54延伸的长度短。

参考图27，出口偏转器138可以连接至筒12v的外部，并且在特定方向上引导从筒12v排出的处理物料。在该图中所示的实施例中，偏转器138延伸的长度为出口22v的长度的三分之二。更具体地，偏转器38延伸形成在段70b和70e之间的出口22v的一部分，包括70b和70e。还可以提供可以从联合收割机的驾驶室控制以改变偏转器138的角度的致动器(未示出)。致动器出口偏转器138可以与说明书中描述的筒12的其他实施例一起使用。

图1-27描述的实施例的每个筒具有它们的整个长度(图1-23)或它们在相对入口之间的具有恒定的内径的大部分长度(图24a-图27)。然而，在这些实施例的进一步可能的变化中，这些长度在本质上可以是锥形的，从而使它们的内径沿着轴线16的长度变化，进而诱导或增强物料和空气通过筒的尤其是从入口到出口的流动。

图28a-28e描绘了系统10v的实施例和对应的筒12v集成至联合收割机的方式。这些图描绘了使系统10v的实施例能够与典型的联合收割机一起工作并在典型联合收割机中工作，而不对联合收割机的操作的造成干扰或有害影响最小或没有的机制和系统。在这些图中，为了视觉上的简化，筒12v被示为一个简单的圆柱体。

图28a-28d显示了系统10v如何作用以整合整个联合收割机的物料流。来自联合收割机的清粮室29的物料，例如含有杂草种子的谷壳，被供给到分配器44。分配器44将谷壳横向引导至筒12v的相对轴向端处的入口20。分配器44在水平面内前后往复运动，并且通过其与清粮室29的连接而振动。该运动用于防止或至少最小化谷壳粘附或堆积在分配器44的表面上的风险，否则可能导致阻塞或物料在相对的入口20分布不均匀。

图28e显示了另一种变体，其中分配器44相对于筒12是静止的或以其他方式固定，但设有橡胶或其他柔韧物料盖145，盖145覆盖在分配器44的表面上，并可相对于筒体移动或振动，例如，通过将盖145连接至顶部筛网，或通过偏心连接的臂149将盖145连接至系统10的驱动系统150的滑轮147。

在系统10v和筒12v中处理之后的物料通过出口排放至偏转器138上。偏转器138将排放物料偏转至进料管140中。进料管140可以与联合收割机的结构或其他设备组合。然而，进料管140是由所公开的筒和相关系统的该实施例和其他实施例提供的整体物料流集成中的一部分。在该实施例中，进料管140通常为具有漏斗状入口142的矩形管。排放分流器144将通过管140的物料流分成两个分开的、发散的流。这些流可以被供给至联合收割机的一部分的其他处理设备，例如一组旋转器，其用于将接收物料沿联合收割机头部的宽度扔到地面上。图中由虚线箭头F描绘物料/谷壳的一般流动。以这种方式，进料管140充当处理物料的流动路径中的链接或导管，帮助约束和引导物料和空气流至具有最小扩散或损失的旋转器或其他下游系统/设备。物料流还可以提供额外的物料和空气能量(速度和压力)来改善系统的传播。可选地，进料管可以完全密封。

图28a-28d还示出了一种可能的驱动系统150，用于将驱动从联合收割机的发动机/高速脉冲串输出(Pulse Train Output，PTO)传递到系统10v的轴52。带(未示出)用于将扭矩从发动机/PTO传递至OEM的滑轮152(其不是驱动系统150的一部分)。如图28b所示，在没有驱动系统150的情况下，在没有驱动系统150的情况下，如果轴52延伸至左侧到达平面154，则驱动带可以接合至在平面154(由虚线表示)中耦合至轴52的滑轮156。但相反，驱动系统150被配置成使平面向内朝向联合收割机的中心移动至与图28b中所示的滑轮156对齐的联接平面158，这对联合收割机的影响可能取决于它的转向圈和整体机动性，这是因为系统10的实施例很可能安装在联合收割机的与转向轴和相关车轮相同的区域。通过将驱动系统150配置为使联接平面158向内朝向联合收割机的中心移位，可以消除或至少最小化对联合收割机的转向圈和转向的干扰。

驱动系统150包括惰轮/千斤顶轴160，其通过带162连接至滑轮156。滑轮160围绕平行于轴52的轴线旋转。张紧器164可置于滑轮156和160之间以调节带162中的张力。滑轮160设有多个凹槽(例如6-8个凹槽)，从与轴52上的滑轮156共面的一端朝向平面154延伸。此外，滑轮160形成有轴向长度，使得其凹槽之一位于与传送滑轮166相同的平面内。传送滑轮166与OEM滑轮152连接至同一轴。带168连接在滑轮166和160之间。张紧滑轮170可以设置在滑轮166和160之间以调节带168的张力。

如图29-36所示，系统10的实施例可以集成至具有各种配置的旋转器或秸秆切碎机的联合收割机，从而直接从上方或下方或者直接在地面上进料至旋转器或切碎机。这种集成可以结合使用在不同位置带有尾翼的尾板，从而实现发散的散布，或中心汇聚的散布。根据集成系统10的联合收割机的配置，入口20和出口22之一或两者的相对位置可以围绕中心轴线16在圆周方向上移动。

图29和30示出了系统10v的一个实施例，其结合了尾板172而不是图28a-28d的偏转器138。尾板172具有多个翅片174，用于引导存在于出口22的物料流和空气流。可以通过将翅片的一端固定在多个孔176中的相应一个中，将另一端固定在沿槽178的位置处来调整翅片174的位置。在图29中，翅片174用于提供物料和空气的发散流。此外，尾板略微倾斜，将物料和空气向上投射。

尾板172通过在相对侧、最靠近筒12v的一端处的枢轴销180(仅可见一个)枢转地联接到相应的弯曲支架182。调节臂184的一端也可枢转地连接到尾板172的相应侧面，而另一端连接在弯曲支架182上形成的多个孔之一中。尾板172的这种联接布置使得能够调节尾板172的倾斜度，此操作可以手动完成，或者通过使用可以由联合收割机的驾驶室控制的致动器(未示出)远程完成。

图31显示了图29和30的布置的变体，其中尾板172再次大致水平，但是翅片174的布置已经改变，使得它们以汇聚而不是分散的方式引导来自出口22的物料和空气。翅片174的这种结构在物料被送入下游设备如旋转器或切碎机时是有用的。

图32示出了系统10v的实施例，具有从水平向上倾斜的尾板172以从下方供给一组旋转器66。翅片174用于通过可选的居间进料管140提供物料和空气的汇聚流。

图33显示了位于一组旋转器66上方的系统10v的实施例。来自出口22的物料由于翅片174的方向而汇聚，并被引导至尾板172下方进入旋转器66，所以这里的尾板172是在水平面下方倾斜以将物料和空气供给至旋转器66中。在该实施例中，没有如前述实施例中的居间供给管140。然而，如果认为需要或希望保持加压，则可以包括管道140。图34从侧面显示了图33的系统10v(但没有旋转器)，突出了尾板172的便于将物料从上方供给至旋转器的下倾角。

图35和36示出了所公开的系统10v的实施例相对于垂直定向的旋转器66的并列。两个实施例之间的区别在于翅片174在它们各自的尾板172上的配置。在图35中，翅片174用于向旋转器66产生发散的物料流。这里旋转器旋转以向外即朝向相关联的联合收割机的相对侧抛出物料。在图36中，翅片174用于产生至两个旋转器66之间的区域的物料的汇聚流。

图29-36中所示的布置并未穷尽所公开的系统10和筒12的实施例与联合收割机的结合方式。可以通过安装和布置系统和筒，将其处理过的物料和产生的气流输送至其他下游设备，例如切碎机。

通过使用以特定方式倾斜的尾板和翅片的配置变化或者通过其他方式定向筒12和出口22，从而引导出口物料，例如：(a)通过旋转器直接进入切碎机；(b)直接进入旋转器；(c)直接至地面上。此外，旋转器66可以被定向在从水平到垂直的、从筒12的上方或下方的任何平面。来自出口的物料流可以使用例如类似于上述进料管140的密封管或导管进行压力进料。在一些实施例中，管道140可以直接连接至筒12或系统10的一部分并且因此成为系统10本身的一部分。

图37示出了用于增强所公开系统的所有实施例的集成和/或性能的对组合进行的其他修改。该修改可能包括但不限于：

a)在装有系统/筒的联合收割机的顶部筛网302(在该图中仅显示其最前边缘)上添加上游分离器300。分离器300用于分离和散布从顶部筛网落至分配器44上的谷壳流。

b)在顶部筛网302的相对侧添加向内导向的导向板304，以将谷壳更居中地导向下方的分配器44。导向板304可以替代分离器300或与分离器300结合使用。图37中的虚线箭头F了从顶部筛子流向系统10的谷壳流，该图试图显示沿着筛网的中心区域行进的谷壳流在其接近筛子302的后缘时通过分离器300被向左或向右转向至下面的分配器44上，而谷壳沿着顶部筛网302的左侧或右侧边缘行进时，被导向板304向内转向至下面的分配器44上。

c)挡板306可以安装在筒12v和分配器44的入口20下游。挡板306可以包括橡胶或其他柔韧物料帘。挡板306可以连接至提升机构，从而使其能够在垂直平面内向上或向下移动，以使清粮室的气流与筒平衡。挡板306可以允许空气通过而不影响气流。

除了上述之外，还可以通过在谷物盘的端部安装延伸板或挡板310(见图38)来改进系统10的实施例与联合收割机的集成。挡板310延伸超过头顶式拍打器的正常投掷。挡板310可以降低稻草进入系统10的可能性。图38示出了挡板310从水平方向倾斜并从联合收割机的谷盘的端部延伸的示例。

系统10可以通过动力机构或手动机构安装在联合收割机中，该动力机构或手动机构能使系统10(例如垂直地)滑动，或者使系统在使用位置和维护或访问配置之间折叠/摆动，在使用位置时，系统10主动使杂草种子失活，并通过联合收割机整合至整个物料流中，在维护或访问配置时，可以更容易地进入系统10或联合收割机的其他部分。

系统10的实施例可以安装成使得中心轴线16垂直而不是水平定向。这样的实施例可以利用重力作用来控制在相关筒12内的停留时间。

此外，系统10的所有实施例都可以通过枢轴或铰接接头连接至联合收割机的框架或其他结构构件，并设有致动器从而使系统10能够在各种位置之间移动，这样更方便维护系统10或联合收割机的各个部分，并且还有助于引导出口22的排放以实现不同的效果，例如直接排放至地面上、排放至秸秆切碎机或谷壳撒布机，或排放至尾板上。

系统10可以机械地联接至联合收割机的动力输出装置，例如通过滑轮和带，或驱动轴、齿轮箱和万向节。或者，系统10可以由连接至联合收割机液压系统(当然假设它有一个)的液压马达或电动机驱动。

所公开的筒12和系统10的实施例可进行进度的结构和操作的修改，以便结合各种传感器，从而监测系统10以及其上安装的收割机的性能。从传感器获得的信息也可用于自动调整研磨机或收割机的性能，其中一些将在下面简要讨论。

·入口滑槽34或分配器44上可设置闸门或活板门，其可由收割机驾驶室控制的致动器打开和关闭，用于在下游谷壳流入入口20之前捕获下游谷壳样本。可选地，可以结合自动采样。采集谷壳样本可以监测或测量联合收割机分离系统中的谷物损失。图4显示了活板门80的两个替代位置的示例，活板门80可以选择性地打开和关闭以获得谷壳样本。这种活板门可以通向用于存放样品以供以后测试的小容器，或者可以将样品送入机载测量系统，该机载测量系统可以针对在相关轴/秸秆分离系统(例如脱粒机)上游端采集的样品进行谷物损失的实时测量。测量系统可以包括用于比较上游和下游样本的光学的或基于视觉的系统。可包含人工智能处理的控制系统可通过这些测量中获得的信息来自动调整联合收割机的头部参数。此外，如后所述，从活板门80获得的样品测量信息可用于杂草测绘。

·除了在入口滑槽34或分配器44中设置活板门80之外，还可以通过在入口20处形成段70，其壁72的节73可以选择性地在采样和处理或操作位置之间枢转。在处理位置，节73构成筒12的圆周冲击表面的一部分。在采样位置，节73从壁72的剩余部分枢转或摆动，形成开口，一些谷壳通过该开口进入入口20从而转向样品收集容器或测量系统，虽然在该位置采集的谷壳样品可能会经过小程度的处理(即碾磨)，但处理/碾磨的程度足够小，不会使谷壳中的谷粒百分比无法测量。

·处理/研磨物料的样品也可以在出口22处采集，并与上述通过活板门80或入口20在下游端采集的样品进行比较。通过比较这些样品可以给出系统10的处理/碾磨程度特别是杂草种子失活程度的测量值。反过来，这也可以与规定的目标进行比较，并传送至舱内监测和控制系统，或自主控制系统。在任一种情况下，控制系统可以用于改变系统10的配置或操作特性，从而实现处理/杂草种子失活的目标程度。例如，控制系统可以用于改变以下中的一个或任何两个或多个的组合：

ο冲击机构18的旋转速度；

ο传递至冲击机构18的扭矩；

ο百叶窗50的位置；

ο孔74的位置或开口程度；

ο联合收割机的行驶速度。

·功率测量传感器也可以结合在系统10中，以测量系统10上的功率(即扭矩)损失，从而为系统10对物料处理/铣削的程度提供指示。可以使用上述的控制系统来控制轧机或联合收割机的一种或多种操作特性或设置。功率传感器可以是测量系统10的扭矩输入和输出的感应编码器的形式。

·在又一设计变体中，系统10，特别是筒12可以具有旁路特征，筒12可以在物料绕轴16旋转超过设定的旋转部分之前沿其整个长度打开。例如，参考图18，筒12可以构造成使得每个段70具有在12点钟位置具有枢轴连接件Pa的壁部73a和在6点钟位置具有枢轴连接件Pb的壁部73b。提供致动器(未示出)以将壁部分73a、b从图18所示的关闭位置枢转至打开或旁路位置，在该打开或旁通位置，段围绕各自的枢轴连接件彼此枢转远离，从而沿筒12的整个轴向长度打开筒12，从而使进入碾磨机10的物料在排出之前经历最少的处理(例如，接触冲击表面14关于轴线16至多90°)。这种方式下，该旁通配置中的系统10更像是谷壳撒播机而不是碾磨机。通过构造系统10使段70的节73可以在相对侧选择性地打开以充当附加入口，从而来进一步增强系统10的旁路特性。最终配置是系统10实际上可以具有可致动入口和旁通出口/开口，两者都在系统10的整个轴向长度上延伸并且彼此旋转偏移30°-180°(或此范围内的任何子范围)。

·可以通过提供可以根据需要重新配置至任何圆周位置和可打开任何角度的专门的“出口段”来调整由多个段70组成的筒磨机的实施例。例如，参考图15，段70e和70f可以用“出口段”代替。这些段可以设置有壁72，其包括例如十二个单独的壁部，每个壁部都枢转地安装至段框架75上，每个壁部可以延伸略大于30°，例如约35°，这使得每个壁部有约5°的重叠，用以安装例如铰链或枢轴销。可以为每个壁部提供可单独控制的致动器，通过控制致动器可以使壁部在其形成筒的内周壁的一部分的关闭位置和其形成出口开口的打开位置之间摆动。因此，如果激活两个或三个这样的相互相邻的壁部的致动器使得壁部移动至打开位置，那么相应的段将形成60°或90°的出口。同样地，可以通过操作适当的致动器来控制出口围绕旋转轴线16的位置。

·入口滑槽34和/或分流器44可以在如图1-5、7和8所示的将进料引导至筒12中再至旁路配置的配置之间重新配置。否则在旁通配置中，被供给至筒12的物料将绕过筒12/系统10并被引导流向例如撒布机、切碎机或尾板的其他处理或处理系统。在一个示例中，如图21a和21b所示，卷门82可以安装在入口滑槽34上。卷门82可以打卡位置和图中描绘的全关闭位置之间移动，在打开位置时，滑槽34完全打开，在全关闭位置时，卷门82关闭入口滑槽34，从而绕过研磨机/筒，将物料转向至备用处理装置，例如旋转器、切碎机或尾板或者直接将物料转向至在地面上。

·还有其他方法可以实现与上述的相同的旁路效果。例如，分配器44可以被重新设计为包括多个面板84、86、88、90、92和94以及可折叠侧板96的可重构结构，所有这些面板都连接在一起以在如图22a和22b所示的第一配置之间移动。在图22a中，转向板84、86、88、90、92和94为将物料被转向至入口20的转向构造，可折叠侧板96是直立的，从而使物料流入入口20。在图22b中，转向板84、86、88、90、92和94为向下折叠成类似斜坡的构造，并且侧板96向下折叠以覆盖入口20，被引导至系统10的物料绕过流经向下折叠的转向板84-94和侧板96的入口20。

·除了上述扭矩传感器之外，可以提供其他传感器来向处理器和/或通信系统提供操作数据和信号。传感器可能包括：

1.一个或多个堵塞传感器，用于检测通过系统10的物料中的堵塞或降低的物料质量流率；

2.一个或多个振动传感器，用于感测冲击机构18旋转产生的振动；

3.温度传感器，用于感测与冲击机构18相关的轴承温度；

4.一个或多个接近传感器，用于当一个人在冲击机构旋转时的指定距离内时提供或触发警，这样的传感器也可以被布置成直接或间接地激活光和/或声音信号发生器以指示或以其他方式显示冲击机构18仍在旋转，从而警告人机器继续工作是不安全的；

5.沿筒的不同位置的气压传感器12。

这些传感器可以将它们的输出信号/数据馈送至与系统10或结合了所公开的系统10的联合收割机或其他农业机械相关联的数据处理器。系统10或结合了所公开的系统10的联合收割机或其他农业机械也可以配置通信系统。该通信系统或该数据处理器还可以包括全球定位系统(Global Positioning System，GPS)。

该数据处理和该通信系统可将任何一个或多个传感器的数据、信号或信息通过通信网络(包括但不限于互联网或物联网)传送至远程位置和/或联合收割机的驾驶室。来自传感器的数据、信号或信息可以直接由传感器提供，也可以经数据处理器处理，作为处理后的数据、信号或信息被提供，或者两种方式兼具。

通过传送数据、信号或信息能够远程监控研磨机10以及联合收割机的性能。远程监控可以将系统10和/或联合收割机的性能特征手动或自动地传达给联合收割机的操作员或服务部门。性能特征可以包括：各种部件的磨损、维护需求、或实时向联合收割机的操作者提供潜在危险性能特征(例如轴承温度)的警告或警报。

还可以通过通信系统将传感器数据、信号或信息与其他操作信息(如联合收割机前进速度和GPS数据)结合，计算由系统40/相关联的联合收割机处理的物料量，以及对数据进行地理标记。通过对经过研磨机处理后的活板门80获得的样品物料进行取样，或者通过在收割前通过联合收割机上的检测器对杂草进行光学检测来得到具有杂草体积或密度的杂草绘图，并将其标记至相应的GPS数据。通过使用上述扭矩传感器也可实现生物质测绘，这有利于对系统40和/或联合收割机进行不同商业或收入模式的商业化，例如，可根据联合收割机处理的物料计算量来支付租赁费用。

来自传感器并经过处理的数据、信号或信息可实时或以其他方式用于：

·提醒联合收割机的操作员系统10(组件/子系统级别)和/或收割机的各种操作特性；

·表明需要维护和/或修理；

·确定系统10和/或联合收割机的性能特征；

·能够计算由系统10和/或联合收割机处理的物料的吞吐量。

传送至远程位置的数据、信号和信息可以存储在本地或基于云的系统上。在任何情况下，都可以将数据、信号和信息馈送至机器学习/人工智能系统，这样的设置又可以用于预测组件的预期寿命、系统10的吞吐量，和/或建议对系统或联合收割机参数进行潜在调整，以提高运营效率。

传感器可以可操作地耦合至数据处理器，通过编程该数据处理器可以在检测到物料流的阻塞或异常变化时采取一个或多个特定动作。这些动作可能包括但不限于：操作高压空气压缩机，将其中一股空气射流引至检测到物料流量变化或堵塞的位置；和/或降低系统10或联合收割机的地面速度以减少被引导至堵塞部位的物料的体积，在后一种情况下，该数据处理器可以警告操作员阻塞是否被清除了以及何时被清除了，从而恢复正常行驶速度。

所公开系统的实施例还可包括致动器或能够改变组成部件的配置、位置或相互关系的结构，从而便于控制系统10内物料的停留时间等的方面。例如，连枷(轴向分量)的位置和角度可以在操作之前手动改变或通过使用致动器自动改变。例如，可以在操作前手动改变或通过使用执行器自动改变连枷的位置和角度(轴向分量)。附加地或替代地，可以改变以下特性：冲击表面14的攻击性/粗糙度(例如，如图10-12所示的肋条24或表面14t的凹谷128的形状深度和构造)，这不仅会改变失活程度，还会改变物料的流动路径，从而改变停留时间，另外，还可以通过图24a-25中所示的控制系统129控制出口22的打开或关闭程度。

磨损传感器也可以安装在系统10中并作为系统10的一部分，从而向整个系统控制和监测系统提供信号，以指示筒12的冲击表面14的磨损或锤54的磨损。例如，磨损传感器可以是多个导体或一个或多个导电网的形式，可以浸渍在冲击表面14中，当磨损时，冲击表面14破裂从而改变可测量的例如电流、电阻或电容等的电气特性。其他示例中，可以包括牺牲耐磨板上的称重传感器，或超声波厚度或表面粗糙度传感器。可以通过接近传感器来测量从表面14到连枷/锤54的距离以测量磨损。来自磨损传感器的信号可以通过物联网系统提供反馈，以对磨损进行全局映射和持续改进。

关于系统10的整体控制，可以提供前面提到的扭矩传感器，以感测轴52中的扭矩，从而确定施加给流过系统10的物料的功率，由此，可以实施控制算法来基于扭矩对系统10的设置进行自动调整，从而优化种子灭活、优化用于发动机的功率以及优化用于破坏种子、切碎稻草以及播撒种子和稻草的功率的最佳分配。

在权利要求和前面的描述中，除非上下文由于表达语言或必要的暗示而另有要求，否则“包含(comprise)”一词和诸如“包含(comprises)”或“包含(comprising)”之类的变体以包含的意义使用，即以指定所述特征的存在，但不排除在本文公开的系统和方法的各种实施例中存在或添加有进一步的特征。

Claims (67)

1.一种用于物料处理系统的筒，包括：

具有周壁的筒状结构，所述周壁具有围绕所述筒状结构的中心轴线周向延伸的内冲击表面；

所述筒状结构的至少一个入口；和

所述筒状结构的至少一个出口；

所述入口和所述出口沿所述中心轴线间隔开。

2.根据权利要求1所述的筒，其特征在于，所述冲击表面用于引导或以其他方式引导由所述至少一个入口进入的物料运动以绕所述中心轴线沿螺旋路径向所述至少一个出口行进。

3.根据权利要求1或2所述的筒，其特征在于，所述冲击表面是形成有多个凹谷、突起或者凹谷和突起两者兼具的纹理表面。

4.根据权利要求3所述的筒，其特征在于，所述凹谷或突起位于相对于所述中心轴线的倾斜方位。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的筒，其特征在于，所述至少一个入口和所述至少一个出口包括：(a)位于或靠近所述筒状结构的相对轴向端的相应入口，以及位于相应入口之间的出口；或者，(b)位于或靠近所述筒状结构的相对轴向端的相应出口，以及位于相应出口之间的入口。

6.根据权利要求5所述的筒状结构，其特征在于，所述凹谷或突起布置成第一组和第二组，其中所述第一组中的所述凹谷或突起从或靠近第一轴向端向所述筒状结构的中心径向平面延伸，所述第二组中的所述凹谷或突起从或靠近第二轴向端向所述中心径向平面延伸。

7.根据权利要求6所述的筒，其特征在于，所述第一组和第二组中的所述凹谷或突起关于所述中心径向平面对称地定位。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的筒，包括位于所述入口之一和所述出口之一之间的孔机构，所述孔机构布置成能够控制所述入口之一和所述出口之一之间的物料流动。

9.根据权利要求8所述的筒，其特征在于，所述孔机构是一组多个可互换孔机构中的一个，其中至少两组所述可互换孔机构具有互不相同的孔面积。

10.根据权利要求8所述的筒，其特征在于，所述孔机构包括具有用户可选择区域的中心开口。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的筒，其特征在于，还包括横跨所述至少一个出口的一个或多个筛网。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的筒，其特征在于，还包括一个或多个百叶窗，所述一个或多个百叶窗位于所述至少一个出口中或横跨所述至少一个出口并且是可操作的用于改变所述至少一个出口的有效开口面积。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的筒，其特征在于，所述筒状结构包括一个或多个弹性轴向接头，以使所述筒能够在径向或圆周方向上弯曲。

14.根据权利要求1-12中任一项所述的筒，其特征在于，所述筒状结构包括沿所述中心轴线可拆卸地连接在一起的多个周向段，每个段具有带有内冲击表面部的周壁部；其中，所述段的所述周壁部共同形成所述筒状结构的所述周壁，所述段的所述内冲击表面部共同形成所述筒状结构的所述冲击表面。

15.一种用于物料处理系统的筒，包括：

能够沿共同的中心轴线端对端地可拆卸地连接在一起的多个周向段，每个段具有带有内冲击表面的周壁，并且其中至少两个段的周壁设有开口以形成沿所述中心轴线彼此间隔开的至少一个入口和至少一个出口。

16.根据权利要求15所述的筒，其特征在于，设有开口的各个段位于所述筒的每个轴向端。

17.根据权利要求16所述的筒，其特征在于，设有开口的至少一个另外的段位于所述筒的轴向端之间。

18.根据权利要求15-17中任一项所述的筒，其特征在于，每个段由多个节组成，所述节围绕所述中心轴线弯曲360°的一部分并且以端对端的方式连接在一起以形成相应的段。

19.根据权利要求15-18中任一项所述的筒，其特征在于，包括形成在轴向相邻段之间的柔性接头。

20.根据权利要求18或19所述的筒，其特征在于，包括形成在段中的两个或更多个节之间的柔性接头，其中所述段和对应的筒能够在径向或圆周方向上弯曲或膨胀。

21.根据权利要求17-20中任一项所述的筒，其特征在于，(a)位于所述轴向端的所述开口均为使物料能够进入所述筒的入口，并且所述至少一个另外的段的所述开口为出口，通过其物料可以离开所述筒；或者(b)位于所述轴向端的所述开口均为使物料能够离开所述筒的出口，且所述至少一个另外的段的所述开口是使物料能够进入所述筒的入口。

22.根据权利要求16-21中任一项所述的筒，其特征在于，所述开口包括用于物料进入所述筒的一个或多个入口和使物料离开所述筒或出口的一个或多个出口的组合。

23.根据权利要求16-22中任一项所述的筒，其特征在于，每个设有开口的周壁包括内冲击表面，所述内冲击表面在限定所述开口的相对轴向边缘之间沿周向方向连续延伸。

24.根据权利要求23所述的筒，其特征在于，每个设有开口的周壁的所述内冲击表面围绕所述中心轴线延伸至少180°。

25.根据权利要求16-24中任一项所述的筒，其特征在于，包括位于两个相邻段之间的孔机构，所述孔机构布置成能够控制所述相邻段之间的物料流动。

26.根据权利要求25所述的筒，其特征在于，所述孔机构是一组多个可互换孔机构中的一个，其中至少两组所述可互换孔机构具有互不相同的孔面积。

27.根据权利要求26所述的筒，其特征在于，所述孔机构包括具有用户可选择区域的中心开口。

28.根据权利要求21-26中任一项所述的筒，其特征在于，还包括横跨所述出口的一个或多个筛网。

29.根据权利要求17-28中任一项所述的筒，其特征在于，还包括一个或多个百叶窗，所述一个或多个百叶窗位于所述出口中或横跨所述出口并且是可操作的用于改变所述出口的有效开口面积。

30.根据权利要求1-29中任一项所述的筒，其特征在于，包括出口控制系统，所述出口控制系统可操作的以改变从入口至出口的轴向距离。

31.根据权利要求30所述的筒，其特征在于，所述出口控制系统包括一个或多个可移动盖，所述一个或多个可移动盖用于选择性地在覆盖或露出所述出口的部分的不同位置之间移动。

32.根据权利要求15-31中任一项所述的筒，其特征在于，所述冲击表面是形成有多个凹谷、突起或者凹谷和突起两者兼具的不透纹理表面。

33.根据权利要求32所述的筒，其特征在于，所述凹谷或突起布置成第一组和第二组，其中所述第一组中的所述凹谷或突起从或靠近所述轴向端中的第一端向所述筒的中心径向平面延伸，且所述第二组中的所述凹谷或突起从或靠近所述轴向端中的第二端向所述中心径向平面延伸。

34.根据权利要求33所述的筒，其特征在于，所述凹谷或突起位于相对于所述中心轴线的倾斜方位上。

35.根据权利要求34所述的筒，其特征在于，所述第一组和第二组中的所述凹谷或突起关于所述中心径向平面对称地定位。

36.一种物料处理系统，包括：

具有周壁的筒状结构，所述周壁具有围绕所述筒状结构的中心轴线周向延伸的冲击表面，

所述筒状结构的至少一个入口，和所述筒状结构的至少一个出口，所述入口和所述出口沿所述中心轴线间隔开；

被可旋转地支撑以围绕所述中心轴线旋转的冲击机构，所述冲击机构用于冲击进入筒的物料并加速物料以冲击所述冲击表面；和

一个或多个螺旋流动机构，用于引导通过所述至少一个入口进入的物料运动以围绕所述中心轴线沿螺旋路径朝向所述至少一个出口行进。

37.根据权利要求36所述的物料处理系统，其特征在于，所述一个或多个螺旋流动机构包括形成在所述冲击表面上的一个或多个突起或凹谷，所述突起或凹谷遵循螺旋路径或相对于所述中心轴线的倾斜或以其他方式倾斜的路径。

38.根据权利要求36或37所述的物料处理系统，其特征在于，所述一个或多个螺旋流动机构包括支撑在所述冲击表面上并且从所述冲击表面径向向内延伸的叶片或翅片。

39.根据权利要求36-38中任一项所述的物料处理系统，其特征在于，所述冲击机构包括轴和从所述轴延伸的多个锤；并且其中所述一个或多个螺旋流动机构包括在所述轴上的，遵循扭曲路径的凹槽或肋；或叶片或翅片。

40.根据权利要求39所述的物料处理系统，其特征在于，所述螺旋流动机构包括所述锤的构造和/或角度。

41.一种物料处理系统，包括：

根据权利要求1-35中任一项所述的筒；和

被可旋转地支撑以围绕所述中心轴线旋转的冲击机构，所述冲击机构用于冲击进入所述筒的物料并加速物料以冲击所述冲击表面。

42.根据权利要求36所述的物料处理系统，其特征在于，所述冲击机构包括轴和连接至所述轴的多个锤。

43.根据权利要求37所述的物料处理系统，其特征在于，至少两个所述锤相对于彼此轴向位移。

44.根据权利要求39、40、42或43中任一项所述的物料处理系统，其特征在于，所述锤可枢转地或以其他方式柔性地连接至所述轴，从而使所述锤能够在径向平面内进行摆动或偏转。

45.根据权利要求39、40或42-44中任一项所述的物料处理系统，其特征在于，至少一些锤位于入口附近并且在所述轴的旋转方向的向前方向上弯曲。

46.根据权利要求39、40或42-45中任一项所述的物料处理系统，其特征在于，至少一些锤位于所述出口处或附近并且在所述轴的旋转方向向后的方向上弯曲。

47.一种物料处理系统，包括：

根据权利要求1-35中任一项所述的第一筒和第二筒；和

每个筒体各自的冲击机构，所述冲击机构被可旋转地支撑以围绕相应筒体的所述中心轴线旋转，并且用于冲击进入相应筒的物料并加速物料以冲击相应筒的冲击表面；

第一筒和第二筒并置，使得离开一个筒的至少一个出口的物料被布置成进料至第二筒的至少一个入口。

48.一种物料处理系统，包括：

筒，所述筒具有冲击表面、中心轴线和相对的轴向端；

能够绕所述筒的所述中心轴线旋转的冲击机构，所述冲击机构和所述筒体协同作用，通过对物料的冲击来处理物料，以实现降低粒度、破碎、压裂、压碎和碾磨中的一种或多种；

至少两个第一开口和至少一个第二开口，其中，每个相对轴向端具有第一开口，并且在所述筒内、在所述相对轴向端之间形成有所述至少一个第二开口；和

其中所述至少两个第一开口中的每一个是(a)使物料能够进入所述筒的入口；或者(b)使被处理物料能够离开所述筒的出口，所述至少一个第二开口中的每一个是入口和出口中的另一个。

49.一种物料处理系统，包括：

筒，所述筒具有冲击表面、中心轴线和相对的轴向端；

能够绕所述筒的所述中心轴线旋转的冲击机构；

位于相对的轴向端中每一个的第一开口和第二开口；和

形成在所述筒中并位于所述第一开口和所述第二开口的中间的至少一个第三开口；

其中所述第一开口和第二开口是入口或出口；所述至少一个第三开口是所述入口和出口中的另一个。

50.根据权利要求48或49所述的物料处理系统，其特征在于，所述冲击表面是形成有多个凹谷、突起或者凹谷和突起两者兼具的纹理表面。

51.根据权利要求50所述的物料处理系统，其特征在于，所述凹谷或突起布置成第一组和第二组，其中所述第一组中的所述凹谷或突起从或靠近所述轴向端中的第一端向所述筒的中心径向平面延伸，所述第二组中的所述凹谷或突起从或靠近所述轴向端中的第二端向所述中心径向平面延伸。

52.根据权利要求50所述的物料处理系统，其特征在于，所述凹谷或突起位于相对于所述中心轴线倾斜方位上。

53.根据权利要求46所述的物料处理系统，其特征在于，所述第一组和所述第二组中的所述凹谷或突起关于所述中心径向平面对称地定位。

54.根据权利要求48-53中任一项所述的物料处理系统，其特征在于，包括一个或多个百叶窗，所述百叶窗位于每个出口中或横跨每个出口并且是可操作的以改变所述出口的有效开口面积。

55.根据权利要求48-54中任一项所述的物料处理系统，其特征在于，包括物料分配器，所述物料分配器用于将进入所述筒的物料朝向所述入口引导。

56.根据权利要求48-55中任一项所述的物料处理系统，其特征在于，所述冲击机构包括轴和连接至所述轴的多个锤。

57.根据权利要求56所述的物料处理系统，其特征在于，所述锤中的至少两个沿着所述轴相对于彼此轴向地位移。

58.根据权利要求56或57所述的物料处理系统，其特征在于，所述锤可枢转地或以其他方式柔性地联接至所述轴上，从而能够在径向平面中进行摆动或偏转。

59.根据权利要求56-58中任一项所述的物料处理系统，其特征在于，至少一些锤位于入口附近并且在所述轴的旋转方向的向前方向上弯曲。

60.根据权利要求56-59中任一项所述的物料处理系统，其特征在于，至少一些锤位于所述出口处或附近并且在所述轴的旋转方向的后方的向上弯曲。

61.根据权利要求39、40或42-60中任一项所述的物料处理系统，其特征在于，所述锤被扭曲或成角度或设置有空气动力学轮廓以在从入口到出口的方向上产生气流。

62.根据权利要求52-61中任一项所述的物料处理系统，其特征在于，所述轴用于引起流过所述筒的物料和空气的螺旋运动。

63.根据权利要求62所述的物料处理系统，其特征在于，所述轴的外周面设置有沿扭曲路径的纵向槽或肋，或外形可引导物料和空气沿从所述入口到所述出口的方向流动的叶片或翅片。

64.一种具有根据权利要求36-63中任一项所述的物料处理系统的联合收割机，其特征在于，所述物料处理系统安装在所述联合收割机上，所述物料处理系统的所述中心轴线水平定向并位于接收谷壳进料的位置，所述物料处理系统是可操作的以处理谷壳。

65.一种物料处理系统，其特征在于，包括

筒，所述筒具有内表面、中心轴线和相对的轴向端；

能够绕所述筒的所述中心轴线旋转的冲击机构；

形成在筒体中并且彼此轴向间隔开的第一开口和第二开口，其中物料能够通过所述第一开口和所述第二开口中的一个进入所述筒并且当所述冲击机构旋转时，至少部分物料通过所述冲击机构冲击和/或抵靠所述内表面而被处理，并在冲击机构的作用下沿围绕所述中心轴线的螺旋路径输送至所述第一开口和第二开口中的另一个并排出。

66.根据权利要求65所述的物料处理系统，其特征在于，包括位于所述第一开口和所述第二开口中间的第三开口；其中所述第一开口和第二开口是入口，且所述第三开口是出口；或者所述第一和第二开口是出口，且所述第三开口是入口。

67.根据权利要求65或66所述的物料处理系统，其特征在于，所述筒包括以相互同轴对齐方式联接在一起的多个环形段。

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