CN103444473A - 残留地膜回收方法及回收机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业用地膜清理、回收和再利用领域，所要解决的技术问题是克服现有技术中的缺陷，提供一种不仅能够地表而且能够将埋藏于地面之下的残留地膜进行回收的残留地膜回收方法及回收机组。方法，具体包括以下步骤：将地表含有残留地膜的泥土层翻松；将翻松的泥土连同残留地膜一并铲起；将铲起的泥土和残留地膜通过拍打使残留地膜从泥土中脱落，并进行离心分离残留地膜和泥土；最后将残留地膜收集。本发明直接将埋藏有地膜的地表泥土层翻松，然后将所翻松的泥土连同被翻出的残留地膜全部收集起来，将这些泥土和残留地膜的混合物进行离心分离，最后将分离出来的地膜收集起来。

Description

残留地膜回收方法及回收机组

技术领域

本发明涉及农业用地膜清理、回收和再利用领域，更具体的说是一种残留地膜回收方法及回收机组。 

背景技术

三十年前农用地膜推广，帮助中国农业增产增收。目前，我国地膜技术开发和覆盖地膜的使用量已经居世界第一位。随着农用地膜多年来不断推广和应用，残留在农田里的地膜越来越多，在自然条件下上百年都得不到降解，严重污染着环境。残留地膜危害主要表现在以下几方面：一、破坏土壤结构，影响耕地质量和土壤的透气性和透水性，致使农作物产量下降；二、残留地膜中的有害物质，使农作物根系无法生长而死亡，或则是该毒性致使农作物生长缓慢或黄化死亡；三、大量残留地膜存在于耕耘层，残留地膜缠绕造成农耕设备的机械工作部件不能转动，影响农机作业；四、未清理或清理出来弃于地头的残留地膜，被大风吹起四处散落，严重影响农村环境。 

废旧地膜污染问题已经是世界很多国家面临的一个“顽疾”。防治农田“白色污染”已经成为世界各国当前一项刻不容缓的工作。废旧农用地膜的回收治理工作也是我国高度重视、重点扶持的项目之一，而且也是关系日后子孙后代生存发展的重要举措！ 

目前治理废旧地膜污染的方法主要有：

一、推广生物降解可回收环保型地膜，减少农用地膜“白色污染”，但现有技术中，无论是液态膜、光降解膜或者是纤维膜等生物降解膜，在农业生产试验中或多或少都存在问题，特别是技术不成熟以及市场价格因数致使生物降解地膜多年来难以推广。我国北方及西北大部分地区的作物栽培仍需要全程覆膜，但是生物降解型地膜由于其价格偏高，是一般农用地膜的两到三倍，农民根本无法承担。技术的不成熟也是推广的重要障碍，降解地膜在农业生长后期往往失去保墒、保温性能，有的膜甚至还没有过农作物生长期就已经风化。

另一严重的问题是，生物降解地膜降解后的脆片由于含有淀粉，植物纤维等有机质，容易与土壤颗粒胶合，回收难度比普通农用地膜更大，一般不予回收。但是生物降解地膜长期大量埋在土壤里，究竟会不会对土地造成影响，是不是完全降解为无害的碳水化合物并未经过科学论证，暂时没法确定。但是大量的人造化合物进入土壤内，可以预见极有可能带来隐蔽性更强、致使土地无法种植农作物污染物问题。该问题随着科技检测水平的不断提高，生物降解地膜降解后的残留化合物对土地的影响一定被人们逐渐认识和发觉，这将重复着“污染-治理-再污染-再治理”的老路，那今天我们这代人将如何去面对日后我们的子孙后代？ 

即使是生物降解地膜能够完全的降解，但是该新型地膜的应用并不能减少现在已经残留在农田中的废膜，即新型地膜的应用无法解决目前已经对土地造成严重污染的地膜问题。

二、采用人工和机械回收相结合的措施，花费大量人力物力，通过人力手工或耙子回收土壤表面残留的地膜，现有回收废膜机械主要是拖拉机牵引多层梳型耙子或环形滚动钉齿式残留地膜清除机，也有部分新型的废膜机械回收埋在泥土中的地膜（0~8cm深度）。但是上述方式均只能对农田表面的大张废膜进行捡拾，而对清除每年不断增加残留在土地耕作层（10~30cm深度）之间的废膜则毫无效果，因为该深度的地膜由于埋藏多年，已经与土壤结成一体，通过机械的方式进行回收，刨起力度太小则无法将该深度的地膜拉出，刨起力度太大则容易拉断地膜，同样无法拉出地膜。而且上述方式只能用于回收面积较大，较长的地膜，对于地膜碎块完全没有办法，小面积的地膜根本就无法通过上述方式耧出去。对于回收的地膜，很多处理的方式是堆积起来进行焚烧，造成对空气的二次污染。 

根据相关研究数据显示，即使采用大量的人力物力进行回收，耕种满10年农田土壤中每亩仍含有17公斤残留地膜，耕种满20年农田土壤中每亩仍含有28公斤残留地膜，耕种满30年农田土壤中每亩仍含有45公斤残留地膜。随着土地耕种期的延长，农田里残留地膜数量将迅速增加，50年后该土地将无法耕种，即使是现在，农作物的成活率也随着土壤内地膜的含量的增加而下降。因此，如何处理目前我国东北、西北等地区耕地残留地膜的问题，恢复土地的种植能力是关乎我国民生和未来国家战略的大问题。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术中的缺陷，提供一种不仅能够地表而且能够将埋藏于地面之下的残留地膜进行回收的残留地膜回收方法及回收机组。 

本发明通过以下技术方案实现上述目的。 

本发明设计了一种残留地膜回收方法，具体包括以下步骤： 

S1.将地表含有残留地膜的泥土层翻松；

S2.将翻松的泥土连同残留地膜一并铲起；

S3.将铲起的泥土和残留地膜通过拍打使残留地膜从泥土中脱落，并进行离心分离残留地膜和泥土；

S4.将残留地膜收集。

现有技术中的方法一般只能将露在在地表之上的残留地膜进行回收，或者回收少量埋藏在地面浅层的少量残留地膜，对于大量埋藏在地表之下、特别是深层的地膜无法进行回收。本发明直接将埋藏有地膜的地表泥土层翻松，然后将所翻松的泥土连同被翻出的残留地膜全部收集起来，将这些泥土和残留地膜的混合物进行离心分离，最后将分离出来的地膜收集起来。这样能够完全的将埋藏与地表之下、年代久远的残留地膜全部进行回收，使土地恢复耕种能力。 

为了能够高效、彻底的将泥土和残留地膜进行分离，所述步骤S3中离心分离过程中，将泥土和残留地膜置于内层壳体为镂空壳体的双层腔体内转动，离心力使泥土经过镂空壳体，而残留地膜被镂空壳体阻挡、保留在镂空壳体内，实现两种分离。上述内层壳体为镂空壳体的双层腔体的结构起到关键的作用，当回收泥土和残留地膜混合物在该腔体的内层壳体内高速转动的过程中，由于泥土颗粒较小，而残留地膜面积较大，所以在离心力的作用下，泥土颗粒可以通过镂空壳体上的网眼，而残留地膜通不过，就被保留在内层壳体之内。外层壳体一般采用密封或半密封的结构，能够阻挡被离心甩出的泥土，防止泥土在高速离心作用下到处飞扬。半密封结构一般开口位于壳体的底部，使分离出来的泥土能够直接回到地面上，填补因为前面翻松并被铲起的泥土的空缺。 

为了能够连续的作业，所述步骤S1中连续将地表含有残留地膜的泥土层翻松；所述步骤S2中连续将翻松的泥土连同残留地膜一并铲起；所述步骤S3中分离出来的泥土直接排出至地表，并进行平复。在这种方法中，所述外层壳体采用半密封结构，泥土从外层壳体下侧的开口直接排出，然后再进行平复，使土地恢复平整。在这种流水作业的过程中，泥土和残留地膜被翻起并铲出，经过分离后再回填和平整，经过作业后的土地与原来没有区别，但地表之上及埋藏在地表之下的残留地膜已经被分离出来进行回收。 

为了能够将泥土和残留地膜彻底分离，减少回收的残留地膜中夹杂大量的泥土，防止耕地的泥土和养分流失。所述步骤S3中离心分离包括以下步骤： 

S31.通过叶轮机构拍打泥土和残留地膜，同时带动泥土和残留地膜转动进行离心一次分离；通过叶轮机构对铲起的泥土和薄膜混合物进行高速拍打，在拍打的过程中，能够将泥土和残留地膜彻底分离，特别是对于年代久远、埋藏在泥土深层的残留地膜，这些地膜经过长时间的埋藏，已经与泥土结痂成块，通过高速拍打的方式能够将这些泥块拍碎，使残留地膜被分离出来。另外在叶轮机构高速转动拍打的作用下，能够带动泥土在上述双层腔体内高速转动，提供分离用的离心作用力。

S32.通过风力驱动分离后的残留地膜及夹杂在残留地膜中的泥土进行自旋离心二次分离。经过离心拍打之后的残留地膜，其上的泥土基本上已经脱落，但是仍有一定量的泥土夹在残留地膜之间，在叶轮机构的转动过程中会被一并带出，为了将这些泥土也进行回收。本发明通过风压机提供风力驱动的方式，带动残留地膜和泥土混合物在另一个双层腔体内做自旋运动，同样通过离心作用力和镂空内层壳体将泥土分离出来。经过两次分离的处理后，能够得到含泥量很少的残留地膜，这种残留地膜收集起来能够直接进行回收处理，而无需作再次的去泥处理。 

为了能能够适应连续作业，在所述步骤S31中，通过叶轮机构形成的螺旋推进的气流，带动泥土和残留地膜行进，在行进过程中进行离心一次分离；通过螺旋推进的气流，能够推动泥土和残留地膜从腔体的一侧运动至另一侧，在这过程中，泥土被甩出内侧壳体外，残留地膜被推动进入离心二次分离，这样便可以不断的在腔体内添加新的泥土和残留地膜的混合物进行处理。在步骤S31中通过风力带动残留地膜及夹杂在残留地膜中的泥土螺旋倾斜向上行进，在行进过程中进行离心二次分离；同样在螺旋行进的过程中，泥土被分离出来，倾斜向上的方向能够利用泥土和残留地膜在风力推动的不同作用下，利用重力的作用将泥土汇集至腔体的底部，能够将夹杂在薄膜内的泥土进行更加彻底的分离。 

我国采用农用地膜进行多年耕种的土地中，根据使用的时间的长短，地膜残留在地表下的深度不同，年代越久远，埋藏的深度越深，根据调查的结果，最早使用农用地膜的西北地区，地表30cm的深度中含有98%以上的残留地膜。在上述方法中，翻松及铲起的泥土越深，作业的机器的负荷就越大，要处理的泥土方数就越多，处理的效率越低下，为权衡机器的能耗，处理的效率，本发明所述步骤S1中翻松泥土的深度在25~35cm之间。处理该深度的泥土，不仅能够将埋藏在地表之下的地膜较为彻底的清除，而且设备的能耗和效率均比较适合对大面积机械化耕作的土地进行处理。 

为了使泥土与残留地膜在进行离心处理前能够更加松散，有利于拍打和离心分离，所述步骤S2包括以下步骤： 

S21.将翻松的泥土进行削切的步骤；削切的过程不仅能够挑起面积较大的残留地膜，而且能够将大块的泥块分割成小块泥块，这样更有利于后续的拍打和离心处理。该步骤S21中通过转速为250~800转/分钟的圆筒形主轮带动的多把刀具对泥土进行削切。圆筒形主轮的结构能够防止残留地膜卷绕在主轮上，并列的刀的密度可以根据实际需要而设定，密度越大，削切泥块就越小。而且高密度的刀在高速转动的过程中，就可以将大部分的泥土和残留地膜挑起。

S22.将经过翻松或削切的泥土连同残留地膜一并铲起的步骤。在进行高速转动削切的过程中，已经能够挑起大量的泥土和残留地膜，余下少量的泥土和残留地膜通过铲板一并铲起，能够彻底的回收被翻松深度以上的所有泥土和残留地膜。 

经过风力驱动分离后的残留地膜要进行回收，不过此时的风压较大，所以步骤S4具体包括： 

S41.将气流带动的残留地膜进行释压的步骤；具体是通过将气流带动的残留地膜导入一镂空回收腔体内进行释压。经过释压之后的残留地膜在回收腔体内自由落下。

S42.收集落下的残留地膜进行自动打包的步骤。 

本发明还进一步提供适用于上述残留地膜回收方法的回收机组，其特征在于在牵引机架上安装有以下系统： 

将地表含有残留地膜的泥土层翻松，并将翻松的泥土连同残留地膜一并输送至下一系统的土地翻松旋耕输送系统；

将铲起的泥土和残留地膜进行离心分离的离心分离系统；和将分离后的残留地膜收集起来的残膜收集和压缩打包系统。

上述系统在牵引机架上顺序安装，通过拖拉机或其他动力拖曳牵引支架，便可以带动整套回收机组前进，泥土及残留地膜不断的被翻起、铲起、分离、排出泥土、回填、平整泥土和最后将残留地膜收集打包，流水线作业，可以对大面积的耕地进行机械化处理。 

为了能够进行上述两次离心分离，所述离心分离系统包括： 

拍打泥土和残留地膜，同时带动泥土和残留地膜转动进行离心一次分离的泥土薄膜分离系统；和

驱动分离后的残留地膜及夹杂在残留地膜中的泥土进行自旋离心二次分离的风选泥土薄膜分离系统。

上述各个系统具体结构如下： 

地膜回收机组的土地翻松旋耕输送系统为地膜回收机组的第一作业部，其结构包括安装在牵引机架上的深耕耙具机构、旋耕刀轮机构和动力机构，深耕耙具机构安装在旋耕刀轮机构前面，所述动力机构带动旋耕刀轮机构。作业时，通过拖拉机等机器拉动牵引机架，带动整个机组前进，所述深耕耙具结构位于机架的最前端，用于将土地耕作层的泥土翻松，翻松的深度根据实际需要一般在10~40cm之间。深耕耙具将该深度的图层翻松到一定程度，动力机构带动旋耕刀轮机构高速旋转，将泥土再次打松，大块泥土被打碎的同时，将被的泥土连通残留在泥土内的地膜和大量的泥土刨出，一并送入下一阶段的泥土薄膜分离系统内做进一步的处理。该设备与传统的主要刨出地膜的机器相比较，其特点是将残留地膜和泥土一并刨出，能够最大程度的将泥土内的残留地膜完全清理出来，特别是位于泥土深层，已经与泥土结成块的残留地膜，这种地膜采用传统的设备用力太小很难将其抛起，用力过大则容易拉断地膜，也无法刨起。本设备在打碎泥块的同时将地膜和泥土一并刨出，即使拉断地膜也无所谓，因为拉断后的地膜还是会连通泥土一并被刨出。

本发明所述旋耕刀轮机构包括圆筒形主轮和分布在圆筒形主轮上的多把刀具。该结构的圆筒形主轮能够防止大张或较长的地膜缠绕旋耕刀轮机构，密集布置的多把刀具能够快速且高密度的对泥土进行削切，快速切碎或撕裂大面积的地膜。采用密集布置的刀具的另一作用是能够起到刨土的作用，高速转动下的密集刀具即使是纵向排列，也能够迫使大量的泥土朝一个方向运动，这样就同时起到削切泥土和刨起泥土的双重作用。所述刀具可以采用可拆卸的安装结构，以便于刀具损坏后的更换和维护。 

为了提高刀具的削切泥土和刨起泥土的效率，降低动力机构的功耗。本发明所述刀具包括交错排列的长刀具和短刀具，采用交错排列的长短刀具的结构，能够减少旋耕刀轮机构前进的阻力，在不提高动力机构的功率的前提下，提高旋耕刀轮机构的转速，转速的提高，就能够进一步提高削切泥土和刨土的效果。 

所述长刀具和短刀具较佳的排列方式是呈品字形错开排列，这样的排列结构能够很高的保护长刀具，防止长刀具在使用过程中折断，降低设备的维护频率。一般来说，所述长刀具的长度在25~35cm之间，所述短刀具的长度在10~20cm之间，所述深耕耙具机构的翻松土地的深度在25~35cm之间。根据研究的结果，目前大量的残留地膜主要堆积在地表以下30cm的深度以内，该范围的残留地膜占到残留地膜总量的98%，因此针对目前的情况，将深耕耙具机构的翻松土地的深度在25~35cm之间较为合理，所述长短刀具也根据该范围进行设计。 

为了提高刀具的强度，意见刨土的效果，所述刀具呈弧形，在圆筒形主轮上呈径向分布，圆筒形主轮的转速为250~800转/分钟。根据土地的硬度可以适当调整圆筒形主轮的转速，但是如果低于250转/分钟，削切泥土和刨土的效果将不明显，特别是刨土效果，在转速比较低的情况下，由于刀具呈径向分布，将无法将大量的泥土刨出，将达不到要求。对于目前的土地硬度来说，800转/分钟的转速已经足以将现有硬度的泥土削碎，转速再提高意义也不大。本设备最佳的转速最好控制在300~500转/分钟之间，该转速不仅能够适用于目前大部分耕地之用，而且刨土的效果十分明显，能耗也适中，有利于大量的推广应用。 

为了提高设备的运作的稳定性，深耕耙具机构包括两侧的贴地副轮和分布在贴地副轮之间的耙具，所述贴地副轮与圆筒形主轮在同一高度上，所述耙具翻松土地的深度在25~35cm之间。深耕耙具机构采用与旋耕刀轮机构相同的耕地深度，能够充分将所要刨出的泥土进行预翻松，旋耕刀轮机构的进一步处理做好准备。翻松泥土的预处理越充分，旋耕刀轮机构在进行作业的时候其损耗就越小，负荷也越小，刨出泥土和残留地膜的效果就越高。为此，为保证深耕的可靠性，本专利在耙具的两侧增加贴地副轮，并使贴地副轮与圆筒形主轮在同一贴地高度上，即贴地副轮和圆筒形主轮的底沿在同一水平线上，这样能够保证深耕的深度和削切泥土、刨土的深度相对应。 

为了保证深耕耙具机构和旋耕刀轮机构的贴地性，该两机构均通过贴地减震机构与牵引机架连接。所述贴地减震机构最好采用液压弹簧减震器，设置了贴地减震机构的该两设备在被牵引前进的过程中能够维持其贴地的性能，贴紧不同地形变化进行作业，有效避免漏挖现象。而且减震的效果能偶避免设备与地面的刚性碰撞，提高设备的安全性。 

在正常作业的情况下，所述刀具和耙具均深入地表以下，在非作业的情况下，要移动该机组，就需要将刀具和耙具升高至离开地面。因此，本专利所述牵引机架包括主机架和升降支架，主机架下方设有支撑轮，所述升降支架安装在主机架上相对主机架升降，所述深耕耙具机构和旋耕刀轮机构安装在倒U字形升降支架上。主机架直接设置在支撑轮上能够保证牵引的稳定性，升降支架能够带动深耕耙具机构和旋耕刀轮机构升降，将刀具和耙具升高至高于支撑轮与地面接触的水平面以上，防止非作业情况下的牵引损害该刀具和耙具。升降支架的另一作用可以调整该设备深耕泥土和刨起泥土的深度，对于一些残留地膜深入地表层不是太深的耕地来说，无需将地表以下30cm的泥土全部进行回收分离，这样在作业过程中的能耗就能大大降低。 

为了提高刨出泥土的效果，尽量回收被翻松的泥土和夹杂在泥土中的残留地膜，本专利所述旋耕刀轮机构还包括在圆筒形主轮和刀具上方呈半包围设置的挡泥板。该半包围的挡泥板的作用是防止被高速转动的旋耕刀轮机构刨起的泥土到处飞溅，将其限制在一定的空间内，所述半包围的一侧开口对应泥土薄膜分离系统，使泥土能够定向进入该系统进行下一步的处理。 

本发明通过深耕耙具机构将地表以下的一定深度的泥土翻松，进一步通过高速转动的旋耕刀轮机构将该翻松的土层连同夹杂在土层内的地膜削切成碎块，并同时将大部分泥土和地膜刨出做进一步的处理。通过设置贴地减震系统能够使该两设备适应地表的高低变化，并改进结构使深耕耙具机构和旋耕刀轮机构处理土层的深度一致，减少了旋耕刀具的负荷。合理的设置旋耕刀轮机构上刀具的长短排列，能够进一步减低能耗，提高刨土的效果。升降支架能够使该设备适用于受到不同污染严重性的耕地之用，能够进一步减低设备的能耗。 

地膜回收机组的泥土薄膜分离系统，包括泥土薄膜分离机构，所述泥土薄膜分离机构包括具有进料端和出料端的壳体、设置在壳体内的过滤网、设置在过滤网内的叶轮机构和带动叶轮机构转动的动力机构，所述过滤网沿壳体内侧壁分布，与侧壁保持一距离。在作业过程中，泥土薄膜的混合物从进料端进入壳体内，在壳体内通过被叶轮机构高速拍打，使泥土从残留地膜上分离下来，随着叶轮机构的高速转动，带动泥土和残留地膜从进料端向出料端行进，在这过程中，泥土可以通过过滤网的网眼，而残留地膜通不过，被保留在过滤网内，从而实现了泥土与残留地膜的分离。分离后的残留地膜依然停留在过滤网内，被叶轮机构带动从进料端向出料端移动，最后从出料端排出。 

为了尽快的将分离度泥土排除，是泥土薄膜分离机能够连续作业，不断的处理新进行的泥土薄膜的混合物，所述壳体底部设有泥土出口。这样从过滤网网眼过滤出去的泥土，收到壳体的阻挡依然保留在壳体内，并在重力的作用下自然落下，从泥土出口排出，这样就可以保证泥土薄膜分离机连续作用。 

为了能够通过高速拍打的方式将泥土与残留地膜尽可能地分离，并带动残留地膜从进料端向出料端移动，所述叶轮机构包括叶轮轴和沿叶轮轴分布的多组叶片，所述叶片在叶轮轴上呈径向垂直分布，并具有使空气从进料端向出料端流动的倾角。这样泥土薄膜混合物从进料口进入之后，通过多组叶片逐级高速拍打，在拍打的过程中，泥土和残留地膜分离，在离心力的作用下，泥土被甩出过滤网之外，残留地膜则被保留在过滤网里面。叶片具有一定倾角，能够带动空气流动，空气的流动带动残留地膜从进料端向出料端移动，在该移动的过程中，多组叶片实现对泥土薄膜混合物的逐级拍打，使泥土和残留地膜进一步的分离。 

为了使残留地膜能够与泥土充分的分离，去除黏在残留地膜上的泥土等杂质，并同时将泥土或砂石等拍打成碎块，使之能够通过过滤网的网眼，所述叶轮机构的转速在1200~2000转/分钟之间，所述倾角在5~50°之间。在这么高速的金属叶片的拍打下，能够将成块的泥土拍打得粉碎，由于残留地膜具有一定的韧性，在高速拍打下不会破裂。将叶片设置成具有一定的倾角，最佳的倾角为35~45°，能够使泥土薄膜混合物逐步行进，该混合物前进的过程中，通过多组叶片的逐级拍打，每级都能够把黏在残留地膜上的泥土进一步的清除，并从过滤网中滤出，最后只剩下残留地膜和少量的泥土。残留地膜的重量很轻，在叶片转动带来的高速风压下，能够快速从出料口排除。 

为了能够形成逐级拍打的效应，所述叶轮机构包括2~8组叶片，每组叶片沿叶轮轴等距分布，叶片具有相同的倾角。多组相同倾角的叶片等距分布，能够形成稳定的气流，保证分离后的残留地膜能够稳定的朝一定方向行进，防止产生扰流，不会导致残留地膜卷绕在叶轮轴上。 

为了使泥土尽可能的且尽快的排出，并不使残留地膜堵住过滤网的网眼，所述壳体为整体为圆筒形，泥土出口设置在壳体下方沿壳体轴向分布，过滤网为圆筒形钢线筛网，与壳体的距离在3~30cm之间。采用钢线筛网的效果就是能够使未被拍碎的小石块能够通过，不会残留在过滤网内，而且残留地膜在这种过滤网内被叶轮机构带动快速转动，不会因内外气压差而堵死网眼。过滤网与壳体的距离保持一定距离，最佳在10~20cm之间，保留有充分的空间容被拍落的泥土和砂石通过。特别是在靠近进料端的前端，被拍落的泥土和砂石很多的时候，该距离如果太小，则泥土和砂石无法快速的排出，则会造成阻塞。因此较大的距离有利于泥土薄膜混合物的分离，但是距离太大则过滤网内的容积就会受到限制，降低处理混合物的能力，因此该距离还是要保持适中，经过大量的实验，发明人认为该距离保持在上述范围内能够保证作业的顺利进行。 

为了将泥土薄膜混合物快速的送入进料端，无需人工干预，该系统还包括泥土薄膜输送系统，包括传输带和设置在传输带前端的铲板，所述传输带后端与所述进料端对接，将泥土薄膜混合物送入泥土薄膜分离机构。虽然通过之前的土地翻松旋耕输送系统能够将大部分夹杂有残留地膜的泥土送到传输带上，但是依然有部分残留，通过设置铲板，使铲板贴紧土地翻松旋耕输送系统的深耕深度向前行进，这样残留的泥土和残留地膜就会被铲板铲起，并逐步积累，直至铲板后端，最后落到输送带上。泥土薄膜混合物通过输送带的传送，能够自动落入泥土薄膜分离机构的进料端进行分离，该过程无需人工干预，实现作业流水化。 

为了能够顺利且充分的铲起泥土薄膜混合物，本专利设置所述铲板铲土深度在25~35cm之间，铲板呈倾斜设置，倾斜角度在20~40°之间。铲土深度是与前面的土地翻松旋耕输送系统相匹配的，目的在于将已经被翻松的泥土充分的铲起，使得残留地膜回收更加彻底。倾角优选在25~35°之间，倾角太小，无法将泥土充分铲起，倾角太大，行进的阻力就加大了，增加了牵引动力的负担，所以应选择在上述合适的范围之内。 

为了根据实际作业情况，本专利所述泥土薄膜输送系统还包括铲板铲土深度和角度调节装置。通过深度和角度调节装置能够实时的调整铲板铲土的深度和角度，以适合地面的高低变化和深耕的深度的变化，提高设备的适应能力。 

为了提高设备对泥土薄膜混合物的吞吐能力，提高分离效率，本专利可以在机架上并列设置多部泥土薄膜分离机构，一般情况下位2~4部。这些泥土薄膜分离机构可以共用一部泥土薄膜输送系统或者设有独立的泥土薄膜输送系统，在处理的泥土立方数较大的情况下，将泥土薄膜混合物分配到多部泥土薄膜分离机构进行分离作业，能够降低各部泥土薄膜分离机构的负载，提高处理的效率。 

本发明通过叶轮机构高速拍打泥土薄膜混合物，使两者分离，并通过过滤网将两者分开。使泥土薄膜混合物进入壳体内之后能够沿一定方向行进，在行进过程中通过多级高速拍打，使泥土和残留地膜分离更加彻底。分离后的泥土通过泥土出口自动落回农田，防止泥土流失，分离后的残留地膜被输送至下一作业机构进行打包回收。通过铲板配合传送带，能够将大部分被深耕的泥土薄膜混合物铲起，并输送至泥土薄膜分离机构进行分离。通过合理设置铲板的角度能够降低牵引的阻力，设置多部泥土薄膜分离机构能够降低负荷提高效率，使用最少的能源对泥土薄膜混合物进行分离。 

地膜回收机组的风选泥土薄膜分离系统，其结构包括具有进料口和出料口的外壳、设置在外壳内的筛网和风压机，所述筛网沿外壳内侧壁分布，与侧壁保持一距离，进料口连接风压机。经过泥土薄膜分离系统分离后，残留地膜基本上被分离出来，由于泥土薄膜分离系统采用叶轮机构的风力带动薄膜行进，所以分离后的残留地膜内还夹杂有部分泥土或砂石，本发明设计的目的就是为了彻底的将该泥土或砂石从残留地膜中分离出来。夹杂有泥土或砂石的残留地膜通过风压机形成高压的气体、残留地膜和泥沙混合气流，从风选泥土薄膜分离系统的进料口泵入，进入筛网内。该混合气流在筛网内不断的流动，泥土或砂石能够通过过筛网的网眼，而薄膜通不过，被保留在过筛网内，从而实现了泥土或砂石与残留地膜的分离，最后剩下薄膜从出料口排出。 

为了提高分离的效果，所述外壳倾斜设置，所述进料口设置在外壳下端，所述出料口设置在外壳上端。通过倾斜的设置，使混合气流从下倾斜向上流动，泥土或砂石在重力的作用下能够自然落下，而残留地膜较轻，将会被气流带到出料口排出，通过两者重量的不同，合理利用重力的作用实现分离，节省能源。 

所述外壳倾斜角度应当合理，一般控制在20~70°之间，角度太小，则重力效果不明显，角度太大，则残留地膜不容易排出，优选在40~60°之间。另由于泥土或砂石通过筛网之后在重力作用下自然落下，因此外壳下端底部设置泥土排出口，用于在作业过程中将分离处理来的砂石或泥土排出，保证连续作业。 

为了进一步提高分离效果，本专利在所述筛网中心设有旋转中心柱。这样混合气流在筛网内流动的时候能够绕旋转中心柱旋转，形成离心作用，使得分离效果更加明显。 

为了提高混合气流的自旋作用，所述旋转中心柱上设有推动空气沿进料口一端朝出料口一端移动的旋转凸缘或凹槽。这样当混合气流在筛网内绕旋转中心柱流动的时候，能够在旋转凸缘或凹槽的导向下形成稳定的旋转气流，防止产生扰流而降低自旋效果。 

为了提高自旋效果，且有利于薄膜最终排出，所述外壳呈圆锥形结构，截面积从进料口一端朝出料口一端逐渐缩小。风压机连接外壳前端的进料口，而且外壳呈倾斜设置，越往后风推动力就越小，因此采用圆锥形的外壳能够保证在外壳后端也具有较大的风推动力，并且有利于重量较轻的残留地膜汇集起来，从出料口排出。 

为了使泥土尽可能的且尽快的排出，并不让残留地膜堵住筛网的网眼，所述筛网为圆锥形钢线筛网，沿外壳内壁分布。采用钢线筛网的效果就是能够使未被拍碎的小石块能够通过，不会残留在筛网内，而且残留地膜在这种筛网内被高压气流带动快速转动，不会因内外气压差而堵死网眼。 

所述筛网与外壳的距离在3~30cm之间，最佳在15~25cm之间。保留有充分的空间容被分离的泥土和砂石通过。特别是在靠近外壳的前端，被拍落的泥土和砂石很多的时候，该距离如果太小，则泥土和砂石无法快速的排出，则会造成阻塞。因此较大的距离有利于泥土薄膜混合物的分离，但是距离太大则筛网内的容积就会受到限制，降低处理混合物的能力，因此该距离还是要保持适中，经过大量的实验，发明人认为该距离保持在上述范围内能够保证作业的顺利进行。 

混合气流中有可能夹杂颗粒较大的小石块，这些小石块无法通过筛网的网眼，但在重力的作用下依然保留在筛网的内部，不会随残留地膜从出料口排出。但作业一端时间之后，小石子的量积累到一定的程度就需要清除出来，为此，本专利在所述筛网底部设有维护口，维护口设有封闭门。维护口的封闭门作业时是紧闭的，保证作业的顺利进行，但需要维护的时候，打开该封闭门，就可以清除挤压在滤网底部的小石子。 

为了提高分离的效果，本专利进料口通过一回折形风管连接风压机。通过回折形的风管能够使夹杂有泥土或砂石的残留地膜在风管内与空气实现预混合，由于空气对泥土或砂石的作用与对残留地膜的作用不同，在高压空气的作用下，泥土或砂石能够从薄膜上脱落或分离，在移动的过程中，与空气混合更加均匀，预混合进一步提高了后续的分离效果。 

本发明通过风压机使夹在有泥土或砂石的残留地膜与空气形成混合气流，混合气流在外壳的滤网内高速流动，能够将泥土或砂石甩出滤网，而保留残留地膜在滤网内，实现残留地膜与泥土的分离。通过设置旋转中心柱，采用圆锥形外壳并倾斜设置，能够进一步提高分离的效果，并且有利于残留地膜汇集后从出料口排出。合理利用重力的作用，能够使泥土或砂石与残留地膜快速的分离，并且将泥土或砂石排出。经过该系统后，残留地膜内夹在的泥土或砂石基本上被清理干净，残留地膜可以直接进入下一阶段的打包作业。 

地膜回收机组的残膜收集和压缩打包系统，其结构包括收集器和打包机，所述收集器侧壁至少部分侧壁呈倾斜设置，侧壁上开设多个释压孔，残膜入口设置在侧壁上，侧壁底部形成残膜出口，打包机连接在残膜出口上。经过风选泥土薄膜分离系统后基本上只剩下残留地膜，在风选泥土薄膜分离系统所形成的风力地推动下，残留地膜从残膜入口进入收集器。多余的风力透过收集器的释压孔释放，残留地膜则被阻隔在收集器内，在重力作用下自然落下。倾斜侧壁的设置能够将落下的残留地膜汇集至残膜出口处，通过卧式液压打包机将残留地膜压缩后打包成整捆。 

为了提高收集的效率，本专利所述收集器呈漏斗形结构，侧壁开设的多个释压孔形成透风的网状结构。网状结构的收集器能够将风力快速的释放，漏斗形的结构使残留地膜能够快速且集中的汇集到残膜出口处，这样大大提高了设备的处理能力和效率。 

由于残留地膜很轻，为了防止新进的风力在收集器内产生短暂的扰流，使落下的残留地膜被重新吹起，降低收集的效率，本专利所述收集器顶面为网状结构，且所述残膜入口倾斜向上。这样整个收集器均为网状结构，且风力方向直接正对网状结构，风力进入收集器后得以快速释放。另外风力方向倾斜向上，进入时不会影响其他已经释压后正在落下的残留地膜。 

由于残膜出口为沿收集器底部分布的长方形结构，打包机的液压杆不断的在该残膜出口下方往复运动，将残留地膜压缩，为了防止落下的残留地膜进入推杆的后端，所述收集器的残膜出口处设于活动挡板。该活动挡板连接在打包机的液压杆上，由液压杆的来回驱动，控制其封闭或打开残膜出口。这样当液压杆向前推进压缩残留地膜的时候，其他落下的残留地膜被挡板所阻挡，就不会落入液压杆的后端，使液压杆能够快速自由的作往复运动，提高效率。 

为了能够将前面系统处理后排出的泥土平复，整个地膜回收机组经过之后地面平整，以便于种植，本系统作为整个机组的最后一道工序，还包括平地机构，所述平地机构设置在打包机的下方。通过平地机构能够将之前排出的泥土刮平，使地面恢复平整。 

为了提高平整的效果，所述平地机构包括至少两层并列设置的平地刮板。通过多层平地刮板，能够进一步提高平整的效果。具体的结构可以是每层平地刮板呈V形，后侧平地刮板的长度大于前侧平地刮板；或者是多层平地刮板呈倾斜平行设置，后侧平地刮板的长度大于前侧平地刮板。 

本发明通过收集器释放风压，在重力的作用下使残留地膜自然落下并汇集至收集器底部，通过打包机进行打包，整个作业过程自动完成，无需人工干预，能够连续作用，保证了地膜回收机组所回收的大量残留地膜能够被快速的被打包成便于运输的捆状结构，有效避免收集回来的残留地膜四处散落污染环境。为了提高回收的效率，采用网状结构的收集器，并将风力方向倾斜向上，消除扰流，降低所产生的负面影响。增加活动挡板能够使打包作业高效且连续的进行，减少人工干预。增加平地机构将整个地膜回收机组所排出的泥土或砂石做最后的平整，方便下一步的耕种。 

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。 

图2为实施例中深耕耙具机构的结构示意图。 

图3为实施例中旋耕刀轮机构的结构示意图。 

图4为实施例叶轮机构的结构示意图。 

图5为实施例泥土薄膜分离机构的内部结构示意图。 

具体实施方式

以下结合上述附图举例对本专利做进一步的说明。实施例用于示例说明所采用的上述附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。 

如图1所示的地膜回收机组，其前端设有土地翻松旋耕输送系统100，该系统用于将地表以下一定深度的泥土翻松、破碎并输送至其后的泥土薄膜分离系统200内做进一步的处理。所述土地翻松旋耕输送系统100包括安装在牵引机架上的深耕耙具机构、旋耕刀轮机构和动力机构，深耕耙具机构安装在旋耕刀轮机构前面，所述动力机构带动旋耕刀轮机构。 

所述牵引机架包括主机架111和升降支架112，主机架111下方设有支撑轮113，所述升降支架112安装在主机架111上相对主机架111升降，所述深耕耙具机构和旋耕刀轮机构安装在倒U字形升降支架上。主机架111为整个机组的主体，用于支撑各个系统，通过拖拉机等设备可以牵引主机架111朝一个方向前进。升降支架112为可控液压升降架，用于支撑深耕耙具机构和旋耕刀轮机构进行高度调整。在土地翻松旋耕输送系统100作业时，将支撑深耕耙具机构和旋耕刀轮机构下降至其耙具和刀具深入地表以下h的深度，如图所示，升降支架112可以控制该两种深入地面的深度，以适用不同污染程度的农地之用。 

所述动力机构安装在牵引机架上，如图所示，包括柴油发动机121和变速箱122，柴油发动机121给变速箱122提供动力，变速箱122通过传动带123带动旋耕刀轮机构转动，转速在300~500转/分钟之间，可根据实际应用情况调整其转速。 

如图2所示，深耕耙具机构包括两侧的贴地副轮131和分布在贴地副轮131之间的耙具132，所述贴地副轮131贴紧地面支撑耙具132稳定的翻松泥土，耙具132翻松土地的深度最深为30cm，可以通过升降支架112调整其深耕的深度。深耕耙具机构通过液压弹簧减震机构133与牵引机架连接，使作业过程中，深耕耙具机构能够贴紧地面行进。 

结合如图3所示，所述旋耕刀轮机构包括圆筒形主轮141和分布在圆筒形主轮141上的多把刀具142。圆筒形主轮141通过出传动带123带动，与贴地副轮131处于同一水平面上贴紧地面行进。所述刀具142包括呈品字形交错排列的长刀具1421和短刀具1422。所述刀具142呈弧形，在圆筒形主轮141上呈径向分布， 长刀具1421的长度为30cm，短刀具1422的长度为15cm。圆筒形主轮141和刀具142上方呈半包围设置有挡泥板144，挡泥板144开口部分朝向泥土薄膜分离系统200。旋耕刀轮机构通过液压弹簧减震机构143与牵引机架连接。 

上述土地翻松旋耕输送系统100，该系统用于将地表以下一定深度的泥土翻松、破碎并输送至其后的泥土薄膜分离系统200内做进一步的处理。所述泥土薄膜分离系统200包括并列设置的两部泥土薄膜分离机构和一部泥土薄膜输送系统，该两者均安装在牵引机架上，所述泥土薄膜输送系统设置在泥土薄膜分离机构的前端。 

所述泥土薄膜输送系统包括传输带221和设置在传输带221前端的铲板222，铲板222呈倾斜设置，并设置有液压控制的铲板铲土深度和角度调节装置223，通过该装置，可以控制铲板铲土深度在25~35cm之间，与土地翻松旋耕输送系统100的深耕深度相匹配，倾斜角度在25~35°之间。这样，在行进的过程中，被土地翻松旋耕输送系统100刨出的泥土薄膜混合物被直接抛到传输带221上，通过倾斜设置的铲板222可以将未被刨出的残留泥土薄膜混合物铲起，最后也落到输送带221上进行传送。 

所述泥土薄膜分离机构包括具有进料端213和出料端214的壳体211、设置在壳体211内的过滤网212、设置在过滤网212内的叶轮机构和带动叶轮机构转动的动力机构，所述传输带221后端与所述进料端213对接，将泥土薄膜混合物送入泥土薄膜分离机构。叶轮机构的转速为1800转/分钟，包括叶轮轴215和沿叶轮轴215分布的七组叶片216。如图4所示，所述叶片216在叶轮轴215上呈径向垂直分布，每组叶片216沿叶轮轴215等距分布，叶片216具有相同的45°倾角，能够驱动空气从进料端213向出料端214流动。结合图5所示，壳体211为整体为圆筒形，底部设有沿壳体轴向分布的泥土出口2111。过滤网212采用圆筒形钢线筛网，过滤网212沿壳体211内侧壁分布，与侧壁保持15cm的距离d。 

泥土薄膜混合物通过传输带221输送之后，从进料口213进入壳体211至过滤网212内，叶轮机构对泥土薄膜混合物进行高速转动拍打。高速转动的叶片216与泥土薄膜混合物碰撞使其泥土从残留地膜上脱落，并推动该混合物在壳体211内绕中心旋转行进。在该行进过程中，泥土能够通过过滤网212的网眼，而残留地膜无法通过，从而实现泥土和残留地膜的分离。分离后的泥土在过滤网212和壳体211之间，在重力的作用下，从壳体212底部的泥土出口排出，回落至农田。而残留地膜在叶轮机构的作用下，在过滤网212内继续行进，经过多级叶片216的拍打，能够拍落黏在残留地膜上的大部分泥土，泥土及砂石通过过滤网212滤出，最终只剩下残留地膜至出料端214排出，送入下一机构。 

所述泥土薄膜分离系统200用于将夹杂在泥土中的残留地膜分离出来，并将其与泥土分离。分离后的残留地膜夹杂一定量的泥土和砂石，将其送入风选泥土薄膜分离系统300中作进一步的分离。 

所述地膜回收机组的风选泥土薄膜分离系统300包括一呈60°倾斜设置的圆锥形外壳311，该外壳311具有进料口313和出料口314，所述进料口313通过一回折形风管330连接一部风压机320，对接于泥土薄膜分离系统200上。所述圆锥形外壳311的横截面积由下而上缩小，进料口313设置在外壳311下端的顶端，风压机320将经过泥土薄膜分离系统200处理后的残留地膜及其夹杂的泥土或砂石通过回折形风管330泵压进入外壳311，残留地膜和泥土或砂石在回折形风管330内经过高压空气的泵压，充分分离并于空气混合，形成高压残留地膜泥土或砂石混合气流。 

所述外壳311同心设置有一圆锥形由钢线筛网制成的筛网312，筛网312沿外壳311内壁分布，与侧壁保持20cm距离。在筛网312的中心，沿外壳311轴线方向，设有一旋转中心柱340，旋转中心柱340周向设有引导空气从外壳311下端向上端流动的螺旋形凸缘。出料口314设置在外壳311的上端，与筛网312的端部相匹配。外壳311下端的底部设有泥土排出口315。筛网312下端底部设有维护口，维护口设有封闭门316，在作业的过程中，所述封闭门316呈紧闭状态。 

上述混合气流从进料口313进入至筛网312的内部，由于高压气流的作用，带动残留地膜和泥土或砂石绕旋转中心柱340旋转，并被旋转中心柱340上的凸缘导向从下而上旋转流动。混合气流在旋转流动的过程中，泥土或砂石经过筛网312的网眼被滤出，而残留地膜由于体积较大，保留在筛网312内部。另外由于残留地膜由于重力较轻，被快速的向上推起，汇集至出料口314处排出。而泥土或砂石由于重量较大，被离心力甩出筛网312之后，在外壳311内沿侧壁滑落，从泥土排出口315排出。部分颗粒较大的小石子，无法通过筛网312的网眼，遗留在筛网312内的底部，当汇集达到一定量的时候，可以通过打开维护口的封闭门316，将这些颗粒较大的小石子清理出来。 

分离后的薄膜被风选泥土薄膜分离系统300所形成的风力带入残膜收集和压缩打包系统400内，进行最后的收集。 

如图所示所述残膜收集和压缩打包系统，包括安装在牵引支架上收集器410、打包机420和平地机构430。所述收集器410侧壁上设有残膜入口411与风选泥土薄膜分离系统300连接，残膜入口411倾斜向上，残留地膜通过该残膜入口411进入收集器410内。收集器410底部设有残膜出口412与打包机420连接，残留地膜汇集后从该残膜出口412进入打包机420被压缩和打包成为整捆。平地机构430设置在打包机420的下方，用于将土地翻松旋耕输送系统100所翻松的泥土、泥土薄膜分离系统200和风选泥土薄膜分离系统300所排出的泥土进行平整，以便接下来的耕种。 

具体的结构是，所述收集器410侧壁至少部分侧壁呈倾斜设置，形成漏斗形结构。收集器410的侧壁和顶面均为网状结构，形成多个释压孔。风选泥土薄膜分离系统300的风力带动残留地膜从残膜入口411进入后，风力能够通过网状结构的侧壁和顶面快速释放，残留地膜在重力的作用下，沿侧壁落下，汇集至收集器410底部的残膜出口412。所述残膜出口412处设于活动挡板，该活动挡板连接在打包机的液压杆上，由液压杆的来回驱动，控制其封闭或打开残膜出口。该活动挡板能够防止在压缩残留地膜的过程中，新落下的残留地膜通过残膜出口412落到液压杆的后面，保证压缩的顺利进行。 

所述平地机构430包括两层并列设置的平地刮板，两层平地刮板呈倾斜平行设置，后侧平地刮板的长度大于前侧平地刮板。这样当平地的泥土较多的时候，在第一层刮板边缘所形成的泥土堆积可以通过第二层刮板再次平复，提高平整效果。 

上述附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种残留地膜回收方法，其特征在于包括以下步骤：

S1.将地表含有残留地膜的泥土层翻松；

S2.将翻松的泥土连同残留地膜一并铲起；

S3.将铲起的泥土和残留地膜通过拍打使残留地膜从泥土中脱落，并进行离心分离残留地膜和泥土；

S4.将残留地膜收集。

2.根据权利要求1所述的残留地膜回收方法，其特征在于所述步骤S3中离心分离过程中，将泥土和残留地膜置于内层壳体为镂空壳体的双层腔体内转动，离心力使泥土经过镂空壳体，而残留地膜被镂空壳体阻挡、保留在镂空壳体内，实现两种分离。

3.根据权利要求1所述的残留地膜回收方法，其特征在于：

所述步骤S1中连续将地表含有残留地膜的泥土层翻松；

所述步骤S2中连续将翻松的泥土连同残留地膜一并铲起；

所述步骤S3中分离出来的泥土直接排出至地表，并进行平复。

4.根据权利要求1~3任一项所述的残留地膜回收方法，其特征在于所述步骤S3中离心分离包括以下步骤：

S31.通过叶轮机构拍打泥土和残留地膜，同时带动泥土和残留地膜转动进行离心一次分离；

S32.通过风力驱动分离后的残留地膜及夹杂在残留地膜中的泥土进行自旋离心二次分离。

5.根据权利要求4所述的残留地膜回收方法，其特征在于在步骤S31中，通过叶轮机构形成的螺旋推进的气流，带动泥土和残留地膜行进，在行进过程中进行离心一次分离。

6.根据权利要求4所述的残留地膜回收方法，其特征在于在步骤S31中通过风力带动残留地膜及夹杂在残留地膜中的泥土螺旋倾斜向上行进，在行进过程中进行离心二次分离。

7.一种适用于上述残留地膜回收方法的回收机组，其特征在于在牵引机架上安装有以下系统：

将地表含有残留地膜的泥土层翻松，并将翻松的泥土连同残留地膜一并输送至下一系统的土地翻松旋耕输送系统；

将铲起的泥土和残留地膜进行离心分离的离心分离系统；和将分离后的残留地膜收集起来的残膜收集和压缩打包系统。

8.根据权利要求7所述的回收机组，其特征在于所述离心分离系统包括：

拍打泥土和残留地膜，同时带动泥土和残留地膜转动进行离心一次分离的泥土薄膜分离系统；和驱动分离后的残留地膜及夹杂在残留地膜中的泥土进行自旋离心二次分离的风选泥土薄膜分离系统。

9.根据权利要求7所述的回收机组，其特征在于所述土地翻松旋耕输送系统包括安装在牵引机架上的深耕耙具机构、旋耕刀轮机构和动力机构，深耕耙具机构安装在旋耕刀轮机构前面，所述动力机构带动旋耕刀轮机构。

10.根据权利要求9所述的回收机组，其特征在于所述旋耕刀轮机构包括圆筒形主轮和分布在圆筒形主轮上的多把刀具。

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