专利名称：自行式土壤处理机的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及一种土壤处理机，该土壤处理机用于处理土壤，通过改进土壤结构和品质来加固松土地基，以适应特殊的使用目的的需要，特别涉及一种自行式或车载式土壤处理机，该土壤处理机在土壤处理过程中能在土地或地域的表面上沿着表面行走。
当挖掘土地时，例如，为了铺设煤气管道、自来水管道或下水管道或者为了道路施工作业或其它的地基施工，非常希望使用没有对其进行过任何处理的清除出来的土来回填开挖过的地面。但是，在某些情况下，发现挖出的土并不适用于回填。在这种情况下，就需要丢弃挖出的土，而用品质或特性更好的土来回填开挖过的地面。例如，在某些情况下，挖出的土包含有大量的石块、砖头或混凝土和/或金属或其它杂质的碎块，这种土禁止用于回填。此外，用软土回填，例如用颗粒非常小并有着象粘土一样高粘性的土或者经历了过度的风化而使固化困难的土进行回填，会导致回填地面的地基沉陷。此外，在地面挖掘作业中所挖出的土的品质极差时，尽管对这种废弃物有着严格的法律规定，仍然不得不将其作为工业废弃物抛弃。因此，迫切需要能将低于标准品质的土壤转变为有用的资源的土壤处理装置。
对此，当土壤中仅仅包含有成混合状态的杂质时，可以在杂质筛除后回填到开挖过的地域。另一方面，当土壤太松软时，如果用于回填将会导致地基下陷，因此在回填前不得不用一种土壤改进或加固剂或改进或加固材料对其进行处理。例如，这种土壤处理方法传统上是将石灰和水泥混入到挖出的泥和土中，以便于固化，并且形成改进了结构或品质的土，这种土能够适用于回填开挖过的地域或者其它的目的。
广泛应用于土壤固化处理，以将土壤改进剂或改进材料混入到挖出的土中的典型混合机械是装配有旋转混合装置的混合机型机械和带有旋转粉碎鼓的粉碎机型机械。更准确地说，就混合机型机械而言，挖出的土在一个带有混合装置的储罐内与土壤改进材料均匀混合。该混合装置既可以是具有对混合罐内物质进行搅拌和混合功能的间歇型，也可以是在将土壤与添加的土壤改进材料混合的同时具有持续加入土壤以连续进行土壤处理作业功能的螺旋型。
不管混合装置的类型如何，间歇型或者连续型，通常都把土壤处理机设在固定的土壤处理工厂中，在固定的地点进行工作。除了土壤处理设备和相关的组成部分如传送机外，这种类型的土壤处理工厂通常还包括一个储放待处理的砂和土的未处理土储存场和一个储放已用土壤改进材料处理过的土产品的已处理土储存场。需要处理的砂或土通常产生于道路施工工地或建筑工地的地基施工中。需要处理的砂或土的数量的变化相应取决于地面施工工地的规模和数量，同时还取决于这种地面施工的次数。也就是说，由于取决于这些因素，送入和运出土壤处理工厂的土壤的数量变化范围很大。因此，与一个工厂的土壤处理能力相比，处理土壤的数量有时太小，有时又增加到这样的程度，以致使未处理土储存场爆满。
可以想象，通过在大面积区域采集砂和土能抑制送入和运出土壤处理工厂的土壤的数量的大幅波动。但是，在这种情况下，工厂需要很大的土壤处理能力，这不仅取决于土壤处理机的能力，还取决于用于储存未处理和已处理土壤的场地的大小。需要大量空地的大规模土壤处理工厂自然在位置和环境条件上受到各种限制。
砂和土的挖掘和已处理土的回填通常发生在道路施工工地或其它的地基施工工地。也就是，尽管事实上砂和土的挖掘和已处理土的回填常常发生在人口聚居的城区及其周围而且数量很大，但需要大量空地的大规模土壤处理工厂的位置却被局限在人口稀少的郊区。此外，为了使大规模土壤处理工厂长期以适合其生产能力的生产率工作，必须从很大的区域内采集砂和土。这就意味着砂和土必须从很远的地方运来运去。但是用翻斗卡车运输砂和土除了高昂的运输费用的问题外，还产生了沿土壤运送卡车交通路线的所谓“翻斗卡车污染”的问题，而高昂的运输费用在整个土壤处理成本中占了极其大的比率。土壤处理的高成本会导致非法抛弃和环境破坏。
其它类型的土壤处理机，即粉碎机型的土壤处理机已经被披露，例如，日本公开的专利说明书H9-195265所公开的。在这一现有技术中，土壤处理机的结构为车载式或自行式的，有一装在履带式基础载架上的底盘。在该底盘上装有一个带一系列旋转粉碎鼓的土壤粉碎机。这样，挖掘出的土和添加的土壤改进材料注入土壤和添加剂料斗，再通过进料传送器送入粉碎鼓，该进料传送器将装入的土壤和添加材料向粉碎鼓传送。处理过的土壤通过排料传送器排出粉碎机。也就是说，在这种情况下，进行土壤处理所需的全部机器都安装在一个车体上，这样，机器就可以运送到地面施工工地并进行工作，例如在道路施工工地或其它地基施工工地。当挖掘、处理和回填土壤时，机器的车式基础载架能在要进行处理的地面上及其周围行走。因此，通过使用车载式或自行式土壤处理机，土壤处理的费用能大幅度降低，这样可以避免在土壤处理工厂和地基施工工地间来回运送土壤，并且可以排除由翻斗卡车造成的环境污染问题。
在使用前述粉碎机型混合机械时，土壤与土壤改进材料一起由进料传送器倒入到旋转粉碎鼓，并且土壤在旋转粉碎鼓的撞击作用下粉碎成小块的同时，与土壤改进材料混合在一起。因此，在这种情况下，土壤不需要与土壤改进材料均匀混合。当然，也可以通过使用众多的旋转撞击鼓来改善混合的程度。然而，为了使得由于重力而落下的土壤和添加的改进材料的粉碎碰撞的次数增加，粉碎机需要很大的高度，以保证土壤和添加的改进材料有足够的跌落距离。这就意味着粉碎机上的料斗的顶端位于极高的高度，而进行处理的土壤和添加的改进材料必须由进料传送器传送到那一高度。
如上文所提到的，粉碎机型土壤处理机能被运送到地基施工工地并就地工作。为了运输，用拖车通过公路把机器运送到施工工地，而公路通常要限制运输车量的高度。因此，为了在公路上运输，土壤处理机作为一个整体在高度上受到了限制。也就是说，机器中的粉碎鼓的数量有一个限度，并且在混合搅拌时有用的碰撞和粉碎作用的数量也有一个限度。为了在车辆高度上遵守交通法规，土壤处理机中的粉碎鼓的数量不得不限制为三个左右，而这对于均匀地将挖掘出的土和添加的改进材料粉碎和混合到令人满意的程度来说是不够的。
用非均匀混合的土壤和添加的土壤改进材料的混合物来回填的地基可能形成地基的非均匀下陷。在这种情况下，为了稳定地基，消除非均匀下陷，必须以很不经济的高混合比率将土壤改进材料混入到回填土中，这样将使地基过度坚硬，而使后续步骤中再次挖掘地面变得困难，例如，进行管道施工或为了其它的目的。也就是说，由于处理或加工过的土壤品质相当低，粉碎机型的土壤处理机只有有限的应用。
再有，国际专利公开文本WO98/53148描述了一种液力挖掘机和土壤处理机的组合机。更确切地说，在此，土壤处理机包括一个可旋转地安装在履带式基础载架上的上部旋转体、一个安装在上部旋转体上的土壤挖掘装置、和一个土壤处理槽，该土壤处理槽内部装有一个混合装置，并且位于基础载架的两履带之间。挖出的土通过位于土壤处理槽一端的顶部的土壤料斗送入土壤处理槽，同时，土壤改进材料从上部旋转体送入土壤处理槽中。土壤通过土壤处理槽内的混合装置与添加的土壤改进材料混合，并通过位于土壤处理槽另一端的土壤排出部分排出。
与粉碎机型土壤处理机相比，这种现有技术的机器能生产出相当高品质的土壤，但它还有一个问题，就是为了保持挖掘机的作用，土壤处理槽不得不位于基础载架侧边的极其有限的空间中。因此，这种机器适用于在地基施工工地处理相对少量的土壤，而不适用于需要在短时间内高效地处理大量土壤的应用，正如前面所述的大规模的土壤处理工厂中。
由前述部分可见，本发明人进行了广泛的研究，试图研制出一种土壤处理机，该土壤处理机能将土壤和添加的土壤改进材料均匀地混合从而高效率、低成本、大规模地生产出高品质的土壤产品，同时消除交通问题，如翻斗卡车的环境污染问题，因此，在下面的研究成果的基础上，成功地完成了本发明。
首先，有着固定的土壤处理系统或设备的土壤处理工厂能够大规模生产高品质的土壤，但是与其生产能力相比，除了难于保持合适的工作效率外，它还包含了很高的运输费用。为了解决高的运输费用的问题，希望土壤处理工厂尽可能地靠近城区，已处理过的土壤产品绝大部分消耗在城区的许多地基施工工地。而确保有合适的地方安装庞大的土壤处理设备的困难可以通过有效地使用有限的空地来在一定程度上予以克服。
考虑到挖掘土壤或消耗处理过的土壤进行回填或其它目的的地面施工工地的地理位置的关系，只要土壤处理工厂的服务范围限制在特定的一个或几个区域，它的土壤处理设备就不需要很大的空间。此外，在采集和处理挖掘出的土壤时，可以用一个同样的储存场，首先储存运来的待处理的土壤，然后再储存待运出的已处理过的土壤产品。通过用这种方式有效的利用土壤处理设备的空间，它自身的空间因素可以有相当程度的改进。因此，从降低运输成本和防止翻斗卡车的环境污染的立场来看，提供相当小规模的土壤处理工厂，增加特定服务区域内或与之相邻区域的土壤处理工厂数量是很有好处的。
但是，如果在每个工厂中都装配有固定的土壤处理机，那么这样的小型工厂运转时会导致机械效率低。这是由于通常情况下，小的服务范围的小型工厂每次接收运送来的挖掘出的土壤的数量相当少，需更一些时间才能使各工厂的土壤储存场放满。因此从机械效率来考虑，较为有利的是将土壤处理机送到一些土壤处理工厂的土壤储存场而不是在每个小型工厂都装备固定的土壤处理机。
因此，建立一个土壤处理网络系统能显著提高土壤处理机的机械效率，该土壤处理网络系统覆盖一定数量的装备有相对简单设备并位于一些相邻的服务区域的不同地点的小型土壤储存场，为了有效的利用分配的空地，每个储存场布置成用一块土壤储存空地既储存送入的未处理土又储存待运出的已处理土，一旦一个土壤储存场装满未处理土，马上就可以将一个自行式土壤处理机派到该土壤处理场。建立这样的由一些小型土壤处理场构成的土壤处理系统能够总体上大规模有效地生产高品质的已处理过的土壤，并且能显著降低成本，缩短翻斗卡车运输土壤的距离，从而减少现有交通系统的问题。
用于此目的的土壤处理机有一个自备的可运动土壤处理系统，最好结构很紧凑。此外，机器应该能够稳定地生产高品质的土壤，并具有能在短时间内有效地处理大量的土壤的能力。
因此，本发明的一个目的是提供一种结构紧凑的车载式或自行式土壤处理机，该土壤处理机能从一处运送到另一处，例如，它能有助于建立适应小型土壤处理场的土壤处理系统，并且，该土壤处理机能快速有效的将劣质土处理为高品质的土壤产品。
本发明的另一目的是提供一种自行式土壤处理机，它能很容易的用拖车或其它运输工具运送，以便在出现劣质土的地方或在土壤储存场将土壤处理成高品质的土壤产品。
本发明的另一目的是提供一种自行式土壤处理机它能生成由土壤和添加的土壤改进材料或添加剂均匀混合而组成的高品质土壤。
本发明的另一目的是提供一种自行式土壤处理机，它能准确地调节添加的土壤改进材料与所处理土壤的混合比。
本发明的另一目的是提供一种自行式土壤处理机，该土壤处理机适用于在将土壤回填到挖掘的地面之前，均匀地用固化剂，如石灰，水泥等，对软土进行处理，或者适用于加固土壤的基础结构。
根据本发明，前述目的可以通过提供这样一种自行式土壤处理机来实现，该土壤处理机主要包括一个安装在自行式行驶装置上的主框架，在其上设有至少一个土壤进料段、一个土壤处理段和一个土壤排出段；土壤进料段包括至少一个土壤料斗和一个添加剂料斗，用来把待处理土壤和一种添加的土壤改进材料提供给土壤处理段；土壤处理段包括一个安装在主框架上通常为圆柱形的土壤处理槽，在其前端部分的上面有一个进料口，由此接收待处理土壤和添加的土壤改进材料，在其后端部分的下面有一个出料口，和一个旋转混合装置，该装置可旋转地安装在土壤处理槽内，用于近乎水平地将土壤和添加的土壤改进材料传过处理槽，同时均匀地将它们相互混合在一起；土壤排出段包括一个土壤排料传送器，它用于接收从土壤处理槽的出料口出来的已处理土壤，并将其按预定方向传送。
在本发明的一种特定形式中，旋转混合装置由一个有着多个旋转桨叶组件的旋转桨叶式混合器构成，每个旋转桨叶组件都具有许多以预定间距安装在旋转轴上的混合桨叶。例如，两个或三个旋转桨叶组件通过土壤处理槽轴向延伸，各旋转桨叶组件的旋转轴最好相对邻近位置的桨叶组件以相反的方向旋转。在这种情况下，所述旋转桨叶组件的一个旋转轴由一台液压马达驱动并与其它一个或多个旋转桨叶组件的一个或多个旋转轴旋转耦合。旋转桨叶组件的旋转轴在其前后端部由轴承支承，为了通过处理槽平稳传送土壤和添加的土壤改进材料，土壤处理槽的进料口和出料口位于桨叶组件的轴承之间。
最好是，为了在最小的处理槽内使土壤和添加的土壤改进材料的混合效果最好，前述土壤处理槽总长大约为桨叶式混合器的旋转桨叶组件的旋转轴上的桨叶的轴向间距的三倍。同样的原因，桨叶的直径最好与土壤处理槽的总长的三分之一相当。
土壤进料段可使用一个进料传送器，该传送器用于分别从土壤料斗和添加剂料斗接收待处理的土壤和添加的土壤改进材料，并将接收的土壤和添加的土壤改进材料传送到土壤处理槽的进料口。这种情况下，进料传送器最好具有一个倾斜的传送面，以便在向上倾斜的方向上将接收的土壤和添加剂材料传送到土壤处理槽的进料口，土壤料斗位于进料传送器的传送面上游端的上面，而添加剂料斗则位于土壤料斗下游处的传送面的上面。此外，在排出段，排料传送器最好从土壤处理槽的出料口下面的位置在倾斜向上的方向上传送处理过的土壤，并且在其上端设有可向内折叠的延伸部分。而且，在这种情况下，一个机器室可以位于带有出料口的土壤处理槽的后端部分的上面。
本发明的自行式土壤处理机还可包括一个土壤进料测量装置，用以测量由土壤料斗供给的待处理土壤的量。此外，添加剂料斗可以根据由土壤进料测量装置所测得的土壤传送量对添加的土壤改进材料的供给量进行调节，以使添加的土壤改进材料与待处理土壤之间保持恒定的混合比。
另外，也可以布置为直接从土壤和添加剂料斗将土壤和添加的土壤改进材料送入土壤处理槽。在这种情况下，土壤料斗位于土壤处理槽的一端的上面，以直接向其提供待处理土，而添加剂料斗则在离土壤料斗有一预定距离的靠后位置上向土壤处理槽供给添加的土壤改进材料。此外，可以在添加剂料斗上提供一个添加剂供给量控制装置以调节向土壤处理槽供给的添加剂的量，结合用于探测桨叶式混合器旋转轴转速的转速传感器，可以使添加剂供给量控制装置根据桨叶式混合器旋转轴的转速来调节添加剂材料的供给量。土壤处理槽最好有一个用来控制土壤供给量的门。此外，为了控制添加剂供给量，添加剂料斗可以包括一个旋转定量进料器，它由调速电动机驱动，起着添加剂供给量控制装置的作用。在这种情况下，调速电动机的转速由一个控制器调节，该控制器把来自桨叶式混合器转轴上的转速传感器的信号作为控制信号。
本发明的上述和其它的目的、特征和优点可通过下面的详细说明并结合表示本发明的一些优选实施例的附图变得清楚。不用说，本发明并不局限于附图所示的特殊形式，附图仅仅是为了说明的目的。
附图中
图1是本发明的自行式土壤处理机的一个实施例的示意图；图2是图1所示的土壤处理机的平面示意图；图3是图1所示的土壤处理机的左视图；图4是进料传送器的示意图；图5是土壤料斗的剖视图；图6是添加的土壤改进材料料斗的剖视图；图7是沿图6的X-X线的剖视图；图8是定量进料机械的剖视图；图9是与图8类似的视图，但是所示为定量进料机构处在不同的工作状态；图10土壤供给测量装置的示意图；图11是解释测量土壤供给的数量或流量的原理的示意图；图12是土壤处理槽的外观视图，在表示处理槽内部的时候省略了桨叶式混合器；图13是土壤处理槽的横剖图；图14是沿图13的Y-Y线的剖视图15是沿图13的Z-Z线的剖视图；图16是土壤处理机在场地内进行土壤处理工作时的示意图；图17是土壤处理机被拖车运送的示意图；图18是用于土壤处理机的控制系统的方框图；图19是解释桨叶式混合器的桨叶间隙与在土壤处理槽内的土壤和添加的土壤改进材料的混合效果之间的关系的示意图；图20是显示在图19所示的土壤处理槽的长度方向上，土壤和添加的土壤改进材料的混合效果的曲线图；图21是本发明的另一实施例中的土壤处理机的土壤和添加剂进料部分和土壤处理段的混合机构的示意剖视图；图22是用于图21所示实施例中的以保持恒定混合比的控制器的方框图。
下面将根据附图所示的优选实施例详细描述本发明。图1至图3所示的是本发明的车载式或自行式土壤处理机。图1中，1表示机器的基础载架，它是带有履带1a的履带式车辆，该履带在现有技术中是公知的。因为基础载架1是履带式，因此在将挖出的土扔进机器中时，能够防止例如由于装载冲击而使机器整体出现的不稳定。不过，在布置成用传送器或类似机械连续地装载挖出的土的情况下，基础载架也可以是轮式车辆。
一个土壤进料段3和一个土壤处理段4安装在基础载架1的主框架2上，土壤进料段3位于其前部，在图1的左边部分，土壤处理段4位于进料部分3之后。此外，有一个土壤排出段5位于土壤处理部分4的后面。该土壤排出段5从处理段4的下部位置斜着向上延伸。在土壤处理段4的上方有一个机器室6，该机器室装有机械部件，如发动机，液压泵，转向阀元件等。机器室6安装在直立于主框架2上的支承杆6a上。
除了传送挖出的土和添加的土壤改进材料的传送机构外，土壤进料段3还包括一个用于测量土壤供给量的测量机构。此外土壤进料段3还有一个进料传送器10，它将土壤和添加的土壤改进材料向处理段4传送。在进料传送器10的传送方向的上游位置，有一个土壤料斗20位于进料传送器的上方，而在土壤料斗20的后面位置上有一个添加剂料斗30。土壤供给量由进料传送器10测量，而通过添加剂料斗30的添加剂供给量则根据测出的土壤供给量进行调节。
进料传送器10由延伸框架7支承，该延伸框架7向卡车主框架2前方伸出。该延伸框架7从其前端至后端向上倾斜，其前端位置最低，而其后端则与卡车主框架2相连。因此，由延伸框架7支承的进料传送器10从其前端至后端向上倾斜。为了便于通过料斗20加进土壤，进料传送器10的前端位于最低的工作水平上，它高于履带1a的碾压表面，但是低于卡车主框架2。
如图4所示，进料传送器10有一个环形的传送带11(由虚线表示)，该传送带由橡胶板或类似材料做成，根据施加负载的重量，该材料自身能出现一定程度的挠曲。此外，12表示传送器框架，在其两个端部可旋转地横向支承着旋转轴13a和14a，分别用于驱动辊13和被驱动或从动辊14。环形传送带11绕过驱动辊13和从动辊14。驱动辊13的旋转轴13a与液压马达15耦合。因此，当旋转轴13a由液压马达15旋转驱动时，传送带11由驱动辊13带动按图4箭头所示的方向转动。
在沿着传送带11的负载传送表面的两侧边上，有导向板16，该导向板16的上端分别以预定长度伸入到传送带11的负载传送表面上。这些导向板16起阻挡墙的作用，以防止传送带11上的土堆溢到传送通道的侧边。另外，在传送带11下面沿着传送通道以预定间隔在其内设有一些引导辊17。从动辊14的旋转轴14a不是直接连接在传送器框架12上，而是通过一个张力调节装置18间接地连接在传送器框架12上，该张力调节装置的作用是在传送带11上保持恒定张力。该张力调节装置18包括一个张力探测器装置，据此可将传送带11的张力调节到一预定值，然而在图中没有特别表示出来。
土壤料斗20由上下两面都有开口的盒状框架结构物构成。如图5具体所示，该土壤料斗20包括从上面接收土壤的上框架部分20a和向进料传送器10提供土壤的下框架部分20b。土壤料斗20的上框架部分20a向它的上开口端偏斜，这样，土壤能够平滑地扔进料斗20中。另一方面，下框架部分20b向着它的底部开口端会聚，通过底部开口端将土壤供给进料传送器10。更确切地说，下框架部分20b向着底端会聚的宽度与进料传送器10的传送带11的宽度一样或略小。土壤料斗20通过框架件8牢固地固定在卡车主框架2上。
在土壤料斗20的上框架部分20a中设有一个筛选装置21，例如筛板或格板，由此筛除杂质。该筛选装置21可以固定在土壤料斗20上框架部分20a的开口处，或可变为能通过使用振动产生装置在上框架部分20a内振动。装有筛选装置21的上框架部分20a的上开口端向一侧倾斜。这样，当挖出的土由液压挖掘机的挖斗从前面扔进土壤料斗20时，土壤有选择地通过筛选装置21，而不能通过筛选装置21的大块固体杂质则沿着倾斜的筛选装置21滑落下来。
扔进土壤料斗20的土壤能够在重力作用下经过下框架部分20b落在进料传送器10的传送带11上，并由传送带11向前供给。虽然不是必须的强制性必要条件，但是很希望能够尽可能地对传送带11上的土壤的供给量进行调节并能尽可能地抑制土壤供给量的波动，以便能够根据土壤的供给量以固定的混合比对添加的土壤改进材料进行混合，如下文将要叙述的那样。
由于传送带11上的土壤层的顶面应该限制在导向板16凸起的上端部的水平上，所以在土壤料斗20的底端出口处设有一个门22。该门22的开口区域的高度把离开料斗20的土壤的高度限制在不超出导向板16的上部凸起端部的水平上。因此，当传送带11运动时，土壤传送到传送带11上，其厚度由门22的高度来调整。此外，在门22的外侧可旋转地安装一个带有爪杆23的平整辊24，借此对经过门22向前供给的土壤的顶面进行平整。由此，土壤以一个恒定的预定高度或厚度在传送带11上向前传送。
用于添加的土壤改进材料的料斗30借助支柱9牢牢地固定在卡车主框架2上，其布置方式如图6至图9所示。这时，为了改进土壤，可以根据使用目的将不同的添加材料混入土壤中。例如，当生产的土壤用于回填挖过的地面或用来改进地基时，除了所需的其它添加剂外，还可以将石灰和水泥混入到土壤中。根据不同的使用目的可以添加不同的土壤改进材料，例如，为了改进粘土，为了给地面赋予缓冲特性或为了改进农田的土。
添加剂料斗30主要由一个添加剂储存箱部分31和一个定量进料器32构成。储存箱31包括一个矩形盒状上部31b和一个柱形下部31a。矩形盒状上部31b设有顶盖33，该顶盖33由一对铰接的盖板33a组成。盖板33a能够以向外的方向彼此分离地摆动打开，并用合适的挡块保持在向上打开的位置上。添加的土壤改进材料从挠性包装袋34供给料斗30，该挠性包装袋装满添加的土壤改进材料并且是经过向上打开的盖板33a而从其间放置在储存箱31的矩形盒状上部31b中的。在盒状上部31b的底部设有一向上凸起的刀片35。这样，将挠性包装袋34放入添加剂料斗时，挠性包装袋34的底部被刀片35切开，挠性包装袋34内的添加的土壤改进材料能够向下流入储存箱31的柱形下部31a中。一旦添加的土壤改进材料以这种方式进入料斗30中，顶盖33马上就关闭，以防止添加剂材料撒落在机器上或者机器周围。
由图7清楚看到，通过一个开孔36，柱形下部31a与定量进料部分32连通。因此，在储存箱31的柱形下部31a内的添加的土壤改进材料能够通过该开孔36流入定量进料部分32中。这时，与柱形下部31a的总面积相比，该开孔36的开口面积相当小。因此，如果添加的土壤改进材料仅权靠重力流动供给定量进料部分32，则架桥现象将会防碍向定量进料部分32的平稳供给。为了避免架桥现象，在储存箱31的柱形下部31a的底部或靠近底部有一个横杆转门37。该横杆转门37与一个液压马达38耦合并由其驱动旋转，该液压马达38设置在柱形下部31a的下面。当转门37转动时，在柱形部分31a的底部的土壤被搅动，并迫使其平稳流入定量进料部分32中而不存在滞流现象。
定量进料部分32包括一个盒体40，该盒体40的宽度基本上与进料传送器10的传送带11的宽度相同。在盒体40的下端设有一个添加剂进料口41，该进料口41为长孔形，且其长度与传送带11的宽度大致相当或略小。从储存箱31送入定量进料部分32的添加剂材料通过添加剂进料口41加入到由传送带11传送的土壤上。将添加的土壤改进材料供给传送带11时，并不需要将添加的土壤改进材料分配到传送带11的整个宽度上。如果需要，进料部分32可以布置成把添加剂材料提供到传送带11的中央部分。
从定量进料部分32出来的添加的土壤改进材料的供给量是可调的。特别如图8和图9所示，盒体40的下端部分由在其前部和后部的弧形壁40a包围着，该下端部分通向上述添加剂进料口41，有一个定量进料器42可旋转地安装在两弧形壁40a之间。该定量进料器42由一个水平穿过盒体40下端部分的旋转轴43和一些径向隔板44组成，这些隔板44以预定的角度间隔(在特定实施例中所示为90度的间隔)转动地安装在旋转轴43的周围，这样便在相邻的隔板44间确定了一个V形定量计量容器45。这时，添加剂进料口41的宽度与两相邻隔板44的外端之间的间距基本相同或略窄。弧形壁40a至少形成一个有90度或更大一点的弧。
当旋转轴43旋转时，构成定量计量容器45的四个隔板44绕着旋转轴43转动，各自的外端与弧形壁40a保持滑动接触。因此，弧形壁40a起的作用是从各定量计量容器45中除掉多余土壤。旋转轴43每转过1/4旋转周期，例如，在图8所示位置上的定量进料器42在转到图9所示的位置时便向进料传送器10的传送带11上供给预定量的土壤，它与每个定量计量容器45的内部容积相对应。因此，从定量进料部分32出来的添加的土壤改进材料的供给量能够通过改变旋转轴43的运转速度来调节。为了能够很好地调节旋转轴43的运转速度，装在盒体40上的电动机46的输出轴在盒体40的外侧通过一个动力传动装置47，如传动带或类似物，与旋转轴43耦合。
添加的土壤改进材料的供给量随着由进料传送器10的传送带11所运送的土壤的供给量的变化而变化。由传送带11运送的土壤的量可由门22和平整辊24进行一定程度的调节，门22和平整辊24的作用是调整传送带11上的土层的高度或厚度，但是它们不能准确的保持恒定的土壤传送量。因此，为了探测由传送带11运送的土壤的量，在进料传送器10上设置一个土壤进料测量装置50。确切地说，该土壤进料测量装置50用于探测由传送带11运送的土壤的重量，结构配置如图10和图11所示。
在这些附图中，51表示一对辊，它们固定支承在传送器框架12的隔开位置上并通过与运动着的传送带11的背面的贴靠接触而绕其自身滚动。土壤进料测量区域是指这些固定的辊51之间的区域。该土壤进料测量区域包括一个大约位于两个固定辊51中间并且与传送带11的背面优质贴靠接触的重量测量辊52。在这种情况下，该重量测量辊52对传送带11的挠曲程度进行探测，该传送带11由挠性材料制成并按照装载的土壤的重量自身向下挠曲，正如前文所述。
为此，重量测量辊52装在一个摆动盘54的一端，该摆动盘54通过一个轴承件53可摆动地支承在主框架12上。在摆动盘54的另一端连着一个负载传感器55，该负载传感器55有一个负载单元或者类似的装置作为重量测量装置。因此，当运转着的传送带11装载了一堆土时，只要当土堆到达这些固定辊51之间的土壤进料测量区域时，由于在土堆重量的作用下的挠性，传送带11出现下陷。结果，重量测量辊52沿图11的箭头D所示方向被向下推，而与重量测量辊52相连的摆动盘54的另一端则沿箭头U所示的方向移动，以对负载传感器55施加一个增加的载荷。这样，就能够根据负载传感器55的探测信号对传送带11运送的土壤的量进行测量。
就进料传送器10而言，如果土壤料斗20和添加剂料斗30彼此之间的位置能尽可能近的话，用以供给挖出的土和添加的土壤改进材料的传送带11的传送距离就可以缩短。但是，如前所述，因为土壤进料测量装置50设在料斗20和30之间，因此就需要增加传送带11的长度。就这一方面来看，传送带11并不需要显著地增加长度，因为土壤料斗20和添加剂料斗30两者都有预定的体积，因此可以给传送带11下的土壤进料测量装置50留出空间。尽管如此，由于传送带11上的土层被门22和平整辊24调整到预定的高度或厚度，因此，在可用安装空间很小时，仍然可以省略土壤进料测量装置50。
在前述方式中，土壤和添加的土壤改进材料由传送带11向前运送到进料传送器10的另一端，此端与处理段4的一个土壤处理槽60相连。该土壤处理槽60基本上由一个主体60a和一个顶盖元件60b构成，主体60a在其顶部的预定范围上设有一个开口，顶盖元件60b可拆卸地固定到主体上，以封闭顶部开口。主体60a固定安装在卡车主框架2的顶部。位于顶盖元件60b上边的机器室6并不与顶盖元件相接触。因此，可以从装在主框架2工作位置上的主体60a上把顶盖元件60b除去或分离开。
由传送带11运送的土壤和添加的土壤改进材料从上部供给到土壤处理槽60，以便在土壤处理槽内进行混合或搅拌处理。为此，进料传送器10通常要置于高于处理槽60的高处。如果进料传送器10水平支承在主框架2上，则土壤料斗20就不得不位于更高的位置上，这不便于将挖出的土扔进去。为此，按照本发明，进料传送器10支承在倾斜的延伸框架7上，该延伸框架7从卡车主框架2倾斜向下伸出。这样布置，进料传送器10的上游端和土壤料斗20位于低的位置，挖出的土可以极其方便地扔进去。
参考图12至图15，所显示的是处理段4的土壤处理槽60的内部结构。在图12中可以清楚看见，土壤处理槽60的形状为矩形盒状容器，基本水平地安装在卡车主框架2上，并沿卡车主框架的纵向延伸。该土壤处理槽60在其外侧壁上设有摆动门61。另外，该土壤处理槽60有一个进口框架62和一个出口框架63，该进口框架包围着在土壤处理槽前端部分上面的进料口，而出口框架则包围着在土壤处理槽后端部分下面的出料口。如图13至图15所示，一对桨叶式混合器64相对纵向平行地贯穿于土壤处理槽60。每个桨叶式混合器64由一个旋转轴65和许多桨叶66组成，这些桨叶66作为搅拌或混合元件以与旋转轴65的纵轴线成预定角的方式间隔地安装在旋转轴65上。在图示的特殊实施例中，每个桨叶元件66包括一个支承杆66a和一个桨叶片66b，该支承杆牢牢的固定在旋转轴65上，而桨叶片66b则用螺栓66c固定在支承杆66a上。因此，当各桨叶66磨损或损坏时就可以方便的更换。
旋转轴65一旋转，各个桨叶66就在土壤处理槽60内绕旋转轴65转动，这样，进入处理槽60的土壤和添加的土壤改进材料便被翻滚并彼此均匀混合，同时向在处理槽60的后端部分的出料口传送。在图示的特殊实施例中，土壤处理槽60在其内设有一对桨叶式混合器64。然而，应该知道，土壤处理槽60可以设有更多或更少的桨叶式混合器，这取决于土壤处理槽的宽度和高度。例如，当土壤处理槽60的高度增加时，它可以用较少但是旋转半径较大的较大尺寸的桨叶式混合器。另一方面，当土壤处理槽60的形状为高度较小但是宽度较大时，它最好是使用较多的在横向并排排列的桨叶式混合器。因此，能够获得最高混合效率的桨叶式混合器64的数量要由土壤处理槽60的大小确定，而土壤处理槽60的大小又要由卡车主框架2的宽度和机器的总高度来确定。但是，为了在土壤处理槽60内平稳高效地混合并传送土壤和添加的土壤改进材料，应该设置相同数量的彼此以相反方向旋转的桨叶式混合器64。
每个桨叶式混合器64的旋转轴65的两个端部可旋转地支承在轴承67中，如图13所示，旋转轴65的前端延伸到槽驱动部分68的壳体中，该槽驱动部分紧挨着土壤处理槽60的前端。装在各旋转轴65前端部分的是彼此相互啮合的传动齿轮69。有一个传动齿轮69与安装在液压马达70的输出轴上的驱动齿轮71相啮合。因此，在液压马达70的旋转驱动下，带有桨叶66的各旋转轴65同时以相反的方向旋转。此外，在土壤处理槽60的底部安装一个导向板72，用以防止土壤和添加的土壤改进材料在处理槽60的下角部分滞流。该导向板72的后端部分有开孔，用以安装处理槽60的出口框架63。
桨叶66沿着每一个桨叶式混合器64的旋转轴65的整个长度分布，所说的整个长度处于土壤处理槽60的进口框架62和出口框架63之间的混合区域内。因此，支承旋转轴65两个端部的轴承67分别安装在进口框架62的前面和出口框架63的后面的位置上。因此，由进口框架62供给的土壤和添加的土壤改进材料能以可靠的方式彼此平稳混合，同时以恒定的速度向土壤处理槽后端的出口框架63传送。
通过在土壤处理槽60中将添加的土壤改进材料均匀地混入到挖出的土中的桨叶式混合器64的混合作用，形成了由挖出的土和土壤改进材料的均匀混合物组成的改进土壤，并且将其从处理槽60的出口框架63中排出。改进的土壤由于重力作用落在位于出口框架63下面的排料传送器73上。在这种情况下，排料传送器73的土壤接收端位于低于出口框架63的位置上，该出口框架63在土壤处理槽60的下面上。排料传送器73倾斜安装，朝着另一传送端倾斜上升。这是由于如果传送器以水平位置安装，很难将处理过的土壤堆成大土堆。
用石灰作为土壤改进材料时，由土壤和添加的土壤改进材料的均匀混合物组成的土壤产品则为粒状形式。为了用排料传送器72在倾斜向上的方向上平稳传送改进的土壤产品，要把传送器的倾斜角限制在一定的范围。这意味着，为了把改进的土壤产品堆积起来，土壤排料传送器73的长度必须延长到一定程度。从这方面考虑，可能通过将排料传送器73的后端部或外端部制成可折叠的形式来减小土壤处理机的总长。这样一来，排料传送器73将在低于土壤处理机整体最高点的位置处，特别是在低于添加剂料斗30的上端的位置处有一折叠点。因此，土壤排料传送器73由一个固定的传送器部分73a和一个可折叠的传送器部分73b组成，固定的传送器部分73a固定支承在卡车主框架上并在倾斜向上的方向上从土壤处理槽60的下面向外延伸，可折叠的传送器部分73b通过连接机构74枢接在固定的传送器部分73a的上端，并可沿图1的箭头方向折叠。这样，可折叠的传送器部分73b由液压缸或其它合适的驱动装置驱动，而在实线所示的工作位置和虚线所示的折叠位置来回运动。
图16示意描述了一种使用前述结构的车载式土壤处理机在小型土壤处理场进行的土壤改进作业的情况。在处理场中，有一堆或数堆事先采集的未处理土壤。首先，将未处理土壤扔进机器的土壤料斗20中以开始土壤处理工作。为此，可以使用一台液压挖掘机PS作为将未处理的土扔进土壤料斗的工具。从而，通过使用车载式土壤处理机和液压挖掘机PS，就能够将处理场内采集的一堆土处理成改进品质的产品。
为了处理堆积在处理场中某些区域上的土壤，用液压挖掘机的挖斗把未处理土铲起，依次从一端扔进土壤处理机的土壤料斗20。当从料斗20出来的土壤由进料传送器10传送时，一种添加的土壤改进材料从添加剂料斗30加入并倒在传送器10上的土壤表面上。在进料传送器10的内端部，土壤和添加的土壤改进材料经处理槽的进口框架62落入到土壤处理槽20内，并且在桨叶式混合器64的混合作用下均匀地彼此混合，同时向着处理槽20的出口框架63传送。从而，在土壤处理槽60的出口产生了土壤产品，例如，呈粒状的土壤产品，该土壤产品的品质改进了而且是由挖出的土和添加的土壤改进材料的一种均匀混合物组成的。从出口框架63出来的改进的土壤产品通过排料传送器73堆积在处理场的预定地点。
随着土壤处理工作的进行，处理场内的未处理土堆逐步消耗，露出空地，该空地可以用于堆积改进的土壤产品。从而，在土壤处理场内的大多数空地都可以作为既用于储放从地面施工工地采集的未处理土壤，又用于储放由土壤处理工作连续产生的改进土壤的储存场地。这样通过使用带有基础载架1的车载式土壤处理机就能实现对有限空间的高效利用。通过操纵基础载架1，随着未处理土壤的储存区域的减少，土壤处理机可以同步地在处理场中运动。
在处理场中堆积处理过的土壤时，由排料传送器73出来的全部改进土壤产品可以在处理场的预定地点储存。但是，在某些情况下，希望按照颗粒大小对改进的土壤产品进行分类。为此，增加一个分选机械75，如图16所示。这时，该分选机械75是轻便型的，主要由一个筛子76和一个传送器77组成。筛子76有预定的筛孔尺寸，并且最好能振动，以便让小于预定尺寸的颗粒通过，例如，小于13mm、20mm或25mm。其颗粒尺寸能够通过筛子76的改进土壤再通过传送器77传送，并在预定储存地点堆积。不能通过筛子76的较大颗粒尺寸的改进土壤也通过凝固硬化处理改进了品质，因此可以用其进行地基回填，或者进一步按颗粒大小分选后再使用。
为了改进土壤产品的品质，希望在预备阶段从未处理土壤中除去石块、砖头或混凝土以及金属或其它杂质的碎块。如前所述，土壤料斗20的筛选装置21就是用于此目的。通过筛选装置21的筛分作用，基本上只有土壤进入到土壤料斗20中，而不能通过筛选装置21的杂质则沿着筛选装置的倾斜顶面滑落下去，因此不可能出现杂质堵塞土壤进料工作的现象。
再有，准确地调节土壤与添加的土壤改进材料的混合比，以保持土壤的固结程度在预定的范围之内。在这方面，添加的土壤改进材料的固结效果随待处理土壤的特性而改变。因此希望通过预先试验来确定最理想的混合比。土壤与添加剂材料的混合比既可以是体积比，也可以是重量比。不过，考虑到例如土壤密度和粘性这些影响因素，最好是确定一种重量比。
土壤进料测量装置50用于测量从土壤料斗20供给的土壤的重量。这一土壤进料测量装置50布置成通过施加在重量测量辊52上的负载，直接对进料传送器10上传送的土壤的重量进行探测。至于添加的土壤改进材料，它是在土壤进料测量装置50的下游位置从添加剂料斗30供给进料传送器10的。添加剂材料的供给量能够通过改变定量进料部分32的定量进料器42的旋转速度来调节。因此，根据负载传感器55发出的信号对电动机46进行控制，来调节定量进料器42的旋转速度，并改变添加的土壤改进材料的供给量，以这样的方式，即使进料传送器10的土壤供给量出现波动，也能保持预定的混合比。
已处理过的土壤产品的品质主要取决于土壤和添加剂材料在土壤处理槽60中彼此混合的程度。在这方面，内部设有桨叶式混合器64的土壤处理槽60能够将土壤和添加的土壤改进材料均匀混合到令人满意的程度。在所示的特殊实施例中，处理槽60设有一对桨叶式混合器64，这对桨叶式混合器64布置为在相反方向旋转，如图15箭头方向所示。因此，在土壤处理槽60内，加入的土壤和添加的土壤改进材料连续地上下翻滚，并且基本上在处理槽的整个长度范围内的各个地方都在旋转桨叶66的剪切和混合作用下被切成碎块，这些桨叶66安装在桨叶式混合器64的旋转轴65上，结果形成了一种均匀的混合物。同时，由于各桨叶66相对于旋转轴65的轴线倾斜安装，于是在桨叶66的混合作用下，土壤和添加的土壤改进材料的混合物基本上以水平方向朝处理槽60的出口框架63传送。此外，由于在土壤处理槽60的进口框架62和出口框架63之间没有象轴承这样的障碍物，因此土壤和添加剂材料的混合物以恒定的速度平稳传送。由此，非常差的土壤也能处理成品质适合于使用目的的土壤产品。此外，除了进口框架62和出口框架63，土壤处理槽60布置成基本上在封闭的空间里处理土壤，以预防土壤和添加剂材料在经历桨叶66的搅拌和混合作用时向周围散落。
土壤和添加的土壤改进材料应在处理槽60中保持一段时间，这一时间是必须的，因为桨叶式混合器64的桨叶66要剪切土壤，并高效地将土壤和添加的土壤改进材料混合到令人满意的程度。在这方面，因为土壤和添加的土壤改进材料基本上沿水平方向通过处理槽60传送，因此不用额外增加处理槽60的高度就能够保证有足够的停留时间，例如，可以通过增加处理槽60的长度或者通过调节混合桨叶66的倾角而建立合适的传送速度来保证。
当土壤粘在桨叶表面时，混合桨叶66的剪切和混合作用的效率就会降低。在这方面，把一个桨叶式混合器64的桨叶66延伸到另一个桨叶式混合器64的桨叶66之间，这样，从旋转轴65的轴线方向看时，两个桨叶式混合器64的桨叶66基本上在交替重叠的位置上转动。因此，工作时，粘在一个桨叶式混合器64的桨叶66的表面上的土壤被另一个在相反的方向旋转的桨叶式混合器64的桨叶66所刮除。因此，由于这种自清洁作用，所有的桨叶66很少由于粘上土壤而导致混合效率下降。
此外，在进行一次土壤加工或处理工作后，可以移开顶盖60b打开槽体60a的顶面，或者可以打开槽体60a的侧壁上的边门61，这样，如果粘上土壤，就能够极其方便地将其从浆叶66上除去。这种布置方式还能使处理槽60易于保养维修。即，通过以合适的频率进行这种保养和维修，就可以使桨叶66保持平稳高效的工作状态。当桨叶66使用超过一段时间后，由于与土壤摩擦接触而磨损时，磨损的桨叶部分66b能够通过去掉螺栓而方便地更换。
当供给土壤处理槽60的未处理土是低粘性时，为了促进土壤和添加的土壤改进材料之间的反应，在适度搅拌条件下，应该尽可能长时间地将其保持在处理槽60内。因此在处理低粘性土壤时，桨叶式混合器64最好以低速旋转。相反，高粘性土壤会趋向于缠结在桨叶66周围，并阻碍桨叶式混合器64的旋转，最坏的情况是，会使桨叶式混合器64处于锁死状态。因此，处理较高粘性土壤时，桨叶式混合器64应以高速旋转。
如前所述，经土壤料斗20落到进料传送器10的土壤基本上由门22和平整辊24平整为均匀的厚度或高度。此外，在进料传送器10上所供给的土壤的重量由土壤进料测量装置50进行探测。从而可以从来自土壤进料测量装置50的重量信号得出所供土壤的体积重量。只要所供土壤的特性相同，较高的体积重量反应了较高的粘性。因此，根据从来自土壤进料测量装置50的重量信号，可以对驱动桨叶式混合器64的液压马达70进行控制，以便在所供土壤高粘性时高速旋转，在所供土壤低粘性时低速旋转。
由于土壤处理机被设计为多个处理场供用，在一个处理场完成相对少量土壤的处理工作后，就将其从一个土壤处理场运送到另一个土壤处理场。为此，如图17所示，土壤处理机被放在由拖车TT牵引的挂车TR上进行运输。用这种拖车TT运送的货物受到尺寸的限制，特别是长度、宽度和高度的限制。最重要的是，由拖车运送的机器在高度上要足够小，否则，运输线路就会受到隧道间隙、桥梁架高或类似障碍的道路的限制。机器的某一部分可以在用拖车TT运输前拆卸下来。不过，在这种情况下，机器在由一个土壤处理场运送到另一个土壤处理场的运输过程中，不得不拆卸和重装，尽管这些工作极其麻烦并消耗时间。
大多数情况下，土壤处理机的高度取决于土壤进口框架62的高度位置，土壤和添加的土壤改进材料由该进口框架62进入处理槽60，该处理槽60构成土壤处理机构的主体部分。如前所述，在彼此搅拌和混合的同时，加入的土壤和添加的土壤改进材料基本上在水平方向上通过处理槽60传送。因此，为了高效地进行土壤处理工作，处理槽的容积可以加大而不增加它的高度。当然，运送土壤和添加的土壤改进材料的进料传送器10应该让其传送带11的传送表面位于高于土壤处理槽60的位置上。此外，由于土壤和添加剂材料分别通过料斗20和30卸下或供给，该料斗20和30大都伸出到传送带11的传送表面之上。不过，由于限制并减小了土壤处理槽60的高度，在这种情况下，料斗20和30的位置也会有同样程度的降低。此外，因为进料传送器10是倾斜放置的，土壤料斗20便能够放置在更低高度的位置。为了减少在土壤处理工作过程中被消耗的土壤改进材料料斗30的装填频率，该料斗应当有尽可能大的储存容积。为此，该料斗30需要有足够大的体积，它还要位于最高的位置，如图1所示。不过，由于添加剂材料进料口41开在进料传送器10的传送带11的倾斜部分上，因此添加剂料斗30的位置也能相应降低。此外，上端部分可折叠的排料传送器73的上端能够折叠到低于添加剂料斗30的上端的位置上。
此外，机器室6位于空闲处，该空闲处在土壤处理槽60上、添加剂料斗30之后而且在排料传送器73之前。此外，土壤料斗20和添加剂料斗30的位置彼此紧靠，而机器室6也紧靠着添加剂料斗30。因此，排料传送器73能够向着空处折叠，以减小土壤处理机整体的高度。
因此，可以把土壤处理机的尺寸减成一个紧凑的形状，特别是可以减小高度，这样它就能够由拖车TT平稳方便地从一个处理场运送到另一个处理场，而不用拆卸成许多部件。运送时，车载式土壤处理机能够用自身的自行式行驶装置平稳快速地上下拖车TR。此外，除了结构紧凑外，该机器能够在处理槽60中高效地混合土壤和添加的土壤改进材料，从而大规模和高生产率地生产出一种高品质土壤产品。
参考图18，图中所示的控制器80用于控制整个土壤处理机的运行。该控制器80根据机器结构中的传感器和探测器发出的信号，产生对机器的不同工作部分的控制信号。更确切地说，该控制器80包括一个数据输入部分81，用以处理不同输入信号，一个数据转换部分82，用以信号放大和A/D转换，和一个数据处理部分83，用以进行预定的算术运算并根据输入数据进行信号处理。根据数据处理部分83处理的信号，控制器产生用于控制各工作部分，如液压致动器和控制阀的控制信号。这些控制信号在数据转换部分84中D/A转换后由数据输出部分85发送到工作部分。
因此，构成土壤进料测量装置50的负载传感器55产生的信号根据预设的混合比在控制器80中进行处理，生成一个用于电动机46的控制信号，以调节来自定量进料部分32的添加的土壤改进材料的供给量，该电动机驱动添加剂料斗30的定量进料部分32的定量进料器42。同时，根据来自负载传感器55的信号，该控制器80还产生一个用于液压马达70的控制信号，以控制桨叶式混合器64的转速，该液压马达驱动土壤处理槽60中的桨叶式混合器64。
土壤处理工作中的各种工作数据都储存在一个内部存储器86中，该内部存储器86中的内容可以通过I/O处理器87下载，例如，下载到一台个人计算机88中，并在此按预定的算法进行编译。编译的数据被储存在一个与个人计算机88相连的外部储存器89中。这样，每次土壤处理工作的各种数据发送到个人计算机88中，以便储存和管理。
在这方面，为了增加土壤处理的可靠性，希望按照在每个土壤处理过程中所采取的步骤的次序储存工作数据，或者以其它适当的形式进行储存，以便能够事后进行分析以对所进行的特殊处理的效果进行评估。特别是，需要储存一次处理的土壤总量数据和所使用的添加的土壤改进材料与土壤的混合比数据。该混合比数据应该是时序数据。为此，控制器80配置成在存储器86中以时序为基础对土壤进料测量装置50的负载传送器55的输出信号数据和定量进料器42的电动机的转速数据进行储存。这样可以给出添加的土壤改进材料与土壤的混合比的准确数据。实际上，改进土壤是在土壤处理槽60中形成的。在该土壤处理槽60中，土壤和添加的土壤改进材料在桨叶式混合器64的混合与进料作用下，相互混合并同时传送。这样，控制器最好应设置成能根据待处理的土壤的粘性来改变桨叶式混合器64的转速。为此，为记录每次土壤处理的所有工作数据，该控制器被设置成也能采集桨叶式混合器64的转速数据。
完成一次土壤处理工作后，可以将这些工作数据下载到与控制器的I/O处理部分87相连的个人计算机88中。如前所述，可以将处理和编译过的工作数据储存在与个人计算机88相连的外部储存装置89中，例如在一个长时间数据记录装置上，如柔性磁盘、光磁盘、存储卡等等，以用于以后分析并评估与已处理土壤的品质相关的工作条件。
土壤处理槽60的长度有限。尽管如此，土壤和添加的土壤改进材料仍然能被均匀混合，同时经过土壤处理槽60的长度从进口62被传送到出口63。这样，本发明的准备用于小型土壤处理场的车载式土壤处理机在处理场中移动时应该能够转小弯，同时它的结构应很紧凑且尺寸小，以便于从一个处理场运送到另一处理场。土壤处理槽的尺寸，特别是土壤处理槽的长度，对整个机器的尺寸有很大的影响，而土壤处理槽占据了土壤处理机的大部分。当然，土壤处理槽60也不能把尺寸减小到牺牲其土壤处理能力或效率的程度。
考虑到前面各种观点，最优先考虑的应当是处理土壤的品质，换句话说，是将土壤和添加的土壤改进材料混合到令人满意的程度的能力。品质在可以容忍的范围内时，土壤处理机的长度应该缩短，以此提高其土壤处理效率。在这方面，已对桨叶式混合器64的结构与混合效率之间的关系进行了研究。每个桨叶式混合器64都有多个桨叶66装在旋转轴65的周围。为了在混合的同时输送处理槽60内的物质，桨叶66都位于旋转轴周围的螺旋形交错位置上。
在图19所示的特殊实施例中，以螺旋线环绕桨叶式混合器PM的旋转轴RS的桨叶PD彼此以90度角交错。因此，螺旋线上每隔四个位置的桨叶PD间的间隔确定了一个轴向桨叶间距P。两个桨叶式混合器PM的旋转轴RS上的桨叶PD的位置彼此以1/4个桨叶间距P轴向交错。因此，装在两相邻旋转轴RS上的桨叶PD以小间隙关系彼此面对面，而轴向空间位置则与桨叶间距P相对应。从而，当从旋转轴RS的轴向看或者从桨叶式混合器PM的传送方向看时，两个旋转轴RS上的桨叶PD在桨叶间距位置上重叠，在中间位置上彼此分开。
桨叶式混合器PM运转时，在处理槽60内，旋转轴RS外侧的被处理材料在两个旋转轴RS的桨叶PD相互离开的区域被铲起并向上扔，而被向上扔的那部分材料随后被向下推，并在桨叶PD彼此相对运动过程中进入到两旋转轴RS之间的空间里。当被处理材料向下运动时，在桨叶PD的作用下而混合，该桨叶PD朝着重叠位置运动并从相对侧作用在被处理材料上。即，从混合效率的立场来看，材料被处理时在中央部分的混合效率最高，该处两旋转轴的桨叶PD到达重叠位置。
在把被处理材料加入到处理槽并用桨叶式混合器PM对其进行混合且在图19箭头所示方向上超过预定的传送距离之后，对处理槽不同部分的混合程度进行测量，该预定距离起始于初始进料位置ST。一旦加进的材料到达预定的停留位置，就对桨叶式混合器PM进行制动以测量不同位置的混合程度。为了测量目的，把处理槽断面区域以棋盘的方式分割成大量的小抽样区域AR，在传送方向上以预定的宽度间隔MB划分，而在与传送方向垂直的方向上则以同样的预定宽度间隔ML划分。从以间隔MB划分的横排上的每个小抽样区域AR抽取被处理材料，以测量添加的土壤改进材料的不同含量。这一测量的结果如图20所示，其中纵坐标轴表示混合程度，横坐标轴表示处理槽的长度，而参考字母P1，P2，P2.5，P3，P4和P5是桨叶间距。
特别如图20所示，在桨叶式混合器PM的桨叶间距为2.5的地方，混合程度落在0.8到1的范围之间，那就是说，在处理槽的横排方向上的所有小抽样区域AR中添加的土壤改进材料的含量值几乎相同。即使桨叶间距再增加，混合程度也基本上看不到增加。
由上述试验结果，可以证明，如果桨叶式混合器传送被处理材料的距离大于桨叶间距的2.5倍，考虑到土壤特性的不同，最好是大于桨叶间距的3倍，土壤和添加的土壤改进材料就能够用一个最小长度的桨叶式混合器均匀地混合到近乎满意的程度。因此，桨叶66绕着桨叶式混合器的每个旋转轴65布置成三个循环。即，处理槽60的进口62和出口63之间的距离设置为大约是桨叶间距P的三倍。这种设置方式提供了能够将土壤和添加的土壤改进材料均匀混合到足够程度的处理槽60的最小长度。此外，从处理槽60的处理效率立场来看，桨叶66的外径最好近似等于桨叶间距P。简言之，能够将土壤和添加的土壤改进材料以令人满意的效率进行混合的处理槽60的最紧凑形式是，处理槽60的总长是三倍的桨叶间距P，同时是桨叶66外径的三倍。这样布置时，处理槽60能够减到最小长度，即，能够总体上减小尺寸，成为紧凑形状。从而，可以减小土壤处理机的总长，且使其方便地转小弯并便于运输。
关于处理槽60中的混合效率，它是随被处理土壤的性质而变化的。当处理槽60的长度如上面所述的那样减小时，均匀混合被处理材料会变得困难。特别是当被处理土壤含大量水分时，它的粘性会相应增加，很难将添加的土壤改进材料均匀混入被处理土壤中。相反，如果水分含量太少，在保持稳定混合工作以及在使土壤和添加的土壤改进材料充分反应以形成团粒状结构的土壤产品时会遇到困难，特别是在用石灰作为添加的土壤改进材料时。所以，为了稳定而准确地在处理槽60中进行土壤改进处理，需要在某种程度上调节被处理土壤的含水量。在这方面，被处理土壤中的含水量最好不要超过40％，但要大于30％。因此，在将被处理土壤扔进处理槽60之前对其含水量进行调节。特别是，当被处理土壤中的含水量大于40％时，通过混入干土或石灰将其调整到小于40％的百分率。另一方面，当被处理土壤的含水量小于30％时，可以在土壤进入处理槽前通过撒水增加其含水量。
在前述实施例中，为了保持添加剂材料与被处理土壤的混合比恒定，要将土壤料斗20和添加剂料斗30的定量进料器42开设在备有土壤进料测量装置50的进料传送器10的上方。在这方面，图21所示为一可选用的布置方式，它还能准确地控制添加剂材料与在处理槽60中进行处理的被处理土壤的混合比。
更确切地说，这时，处理槽60在其前部的顶面上设有一个大的开口60c，起着土壤与添加的土壤改进材料的进料口的作用。土壤料斗20位于处理槽60的前方，而添加剂料斗30位于土壤料斗的后面并与土壤料斗相距一预定距离，其定量进料部分32的开口朝向处理槽60。
土壤处理槽60中的桨叶式混合器64每转的工作容积是由土壤处理槽60中的桨叶式混合器64的数量及安装在旋转轴65上的桨叶66的数量和工作表面面积来决定。因此，土壤供给量可由转速乘桨叶式混合器64的总工作容积来确定。另一方面，添加剂料斗30设有定量进料器42，其供给量可通过电动机46控制。因此，如果驱动桨叶式混合器64的旋转轴65的液压马达70以恒定转速旋转，土壤就能够以恒定流量通过土壤处理槽60传送。为此，土壤以恒定的流量从土壤料斗20直接进入到处理槽60中，该土壤料斗能够储存多余的土壤，这些多余的土壤是已经扔进土壤料斗但是超过了桨叶式混合器64的土壤传送量的那一部分。此外，处理槽60设有门75，以限制土壤传送量。这时，土壤供给量取决于液压马达70的旋转速度。为了平稳有效的混合和传送土壤，希望该门75所处的位置能够遮住正对着的桨叶表面大约20％或更多。
添加剂料斗30的定量进料器42的下开口端位于门75的下游侧。即，如图21所示，这时处理槽包括三个区域，即，土壤进料区域Za，添加剂材料进料区域Zb和土壤与添加剂材料混合区域Zc。在处理槽的这种设置方式下，通过使液压马达70和电动机46以恒定的预定转速运转，能够准确地控制添加的土壤改进材料与被处理土壤的混合比。
液压马达70的转速可能会因负载情况的变化而产生波动。例如，驱动桨叶式混合器64的液压马达70的负载情况随土壤料斗20内储存的多余土壤的量而变化。即，液压马达70的转速随土壤料斗20内储存的土壤的量的变化而产生波动，该土壤料斗间歇地接收土壤供给。此外，阻力的变化，就是在处理槽60中混合材料的阻力，也导致液压马达70的负载情况发生波动。因此，从添加剂料斗42加入处理槽60的添加剂供给量应该随着在波动负载情况下液压马达70转速所发生的变化而改变。通过以这种方式根据土壤传送量改变添加剂供给量，由于土壤是在桨叶式混合器64的混合和传送作用下通过处理槽60连续地传送的，所以，添加的土壤改进材料总是以固定比例混入被处理土壤。为此，电动机46的转速随液压马达70的转速的变化而调节的。
图22显示的是一个为此而设计的混合比控制装置，它包括控制器80，该控制器80设有一个混合比设定部分80a和一个马达控制部分80b。混合比设定部分80a包括一个输入装置，用于输入将添加的土壤改进材料混入被处理土壤的合适的混合比。根据混合比设定部分80a输入的混合比，控制器算出电动机46与液压马达70的转速比。通过转速传感器81，马达控制部分80b收到液压马达70的转速信号，即桨叶式混合器64的转速信号。因为通过处理槽60的土壤传送量取决于桨叶式混合器64的转速，旋转信号作为伺服机构控制信号输出到电动机46的伺服电路82，该电动机控制添加剂料斗30的定量进料器42的添加剂供给量。
添加剂料斗30的定量进料部分32的添加剂供给量由电动机46的转速决定，该电动机驱动旋转轴43。因此，当液压马达70的转速改变时，即，当桨叶式混合器64的土壤传送量改变时，控制器80便根据转速传感器81发出的信号，计算出使添加的土壤改进材料与被处理土壤保持预定混合比所需的电动机46的转速，而电动机46的转速根据控制器发出的信号而改变，并以此随液压马达70的转速变化而变化。因此，不管液压马达70的转速如何变化，都能使被处理土壤和添加的土壤改进材料恒定地保持预定的混合比。
权利要求
1.一种自行式土壤处理机，包括一个安装在车载式行驶装置上的主框架，其上设有至少一个土壤进料段、一个土壤处理段和一个土壤排出段；所述土壤进料段包括至少一个土壤料斗和一个添加剂料斗，用于把待处理土壤和一种添加的土壤改进材料提供给所述土壤处理段；所述土壤处理段包括一个安装在所述主框架上通常为柱形的土壤处理槽，在其前端部分的上面有一个进料口，由此接收待处理土壤和添加的土壤改进材料，在其后端部分的下面有一个出料口，和一个旋转混合装置，该装置可旋转地安装在所述土壤处理槽内，用于近乎水平地将土壤和添加的土壤改进材料传过所述处理槽，同时均匀地将它们相互混合在一起；和所述土壤排出段包括一个土壤排料传送器，该传送器用于接收从所述土壤处理槽的出料口出来的已处理土壤，并将其按预定方向传送。
2.根据权利要求1所述的自行式土壤处理机，其特征在于所述旋转混合装置由一个有多个在所述处理槽内轴向延伸的旋转桨叶组件的桨叶式混合器构成，所述的每个旋转桨叶组件都具有多个以预定间距安装在旋转轴上的混合桨叶，所述旋转桨叶组件的旋转轴相对邻近位置的桨叶组件以相反的方向旋转。
3.根据权利要求2所述的自行式土壤处理机，其特征在于所述桨叶式混合器的所述旋转桨叶组件的一个所述旋转轴由一个液压马达驱动，并与其它一个或多个旋转桨叶组件的一个或多个旋转轴旋转耦合。
4.根据权利要求2所述的自行式土壤处理机，其特征在于所述桨叶式混合器的所述旋转桨叶组件的所述旋转轴在其前后端部由轴承支承，所述土壤处理槽的进料口和出料口位于所述轴承之间。
5.根据权利要求2所述的自行式土壤处理机，其特征在于所述土壤处理槽总长大约为所述桨叶式混合器的所述旋转桨叶组件的所述旋转轴上的桨叶轴向间距的三倍。
6.根据权利要求5所述的自行式土壤处理机，其特征在于所述桨叶的直径与所述土壤处理槽总长的1/3相当。
7.根据权利要求1所述的自行式土壤处理机，还进一步包括一个进料传送器，该进料传送器用于从所述土壤料斗和所述添加剂料斗接收待处理土壤和添加的土壤改进材料，并且将接收的土壤和添加的土壤改进材料供给到所述土壤处理槽的所述进料口。
8.根据权利要求7所述的自行式土壤处理机，其特征在于所述进料传送器有一个倾斜的传送面，以便在向上倾斜的方向上将接收的土壤和添加剂材料传送到所述处理槽的所述进料口，所述土壤料斗位于所述进料传送器的所述传送面的上游端的上面，而所述添加剂料斗则位于所述土壤料斗的下游处的传送面的上面。
9.根据权利要求1所述的自行式土壤处理机，其特征在于所述排料传送器从所述处理槽的所述出料口的下面位置在倾斜向上的方向上传送已处理土壤，并在其上端设有可向内折叠的延伸部分。
10.根据权利要求1所述的自行式土壤处理机，还进一步包括一个机器室，该机器室位于带有出料口的所述土壤处理槽的后端部分的上面。
11.根据权利要求1所述的自行式土壤处理机，还进一步包括一个土壤进料测量装置，用以测量由所述土壤料斗供给的待处理土壤的量，所述添加剂料斗能够根据由所述土壤进料测量装置所测得的土壤传送量调节所述添加的土壤改进材料的供给量，以使所述添加的土壤改进材料与所述待处理土壤之间保持恒定的混合比。
12.根据权利要求2所述的自行式土壤处理机，其特征在于所述土壤料斗位于所述土壤处理槽的一端的上面，以直接向其供给待处理土壤，而所述添加剂料斗则在离所述土壤料斗有一预定距离的靠后位置上向所述土壤处理槽供给添加的土壤改进材料。
13.根据权利要求12所述的自行式土壤处理机，还进一步包括一个添加剂供给量控制装置和一个转速传感器，该添加剂供给量控制装置位于添加剂料斗中，对加入所述土壤处理槽的添加剂供给量进行调节，该转速传感器用于探测所述旋转轴的转速，可以使添加剂供给量控制装置根据所述旋转轴的转速来调节所述添加剂材料的供给量。
14.根据权利要求13所述的自行式土壤处理机，其特征在于所述土壤处理槽设有一个门元件，用以控制由此排出的土壤供给量。
15.根据权利要求13或14所述的自行式土壤处理机，其特征在于所述添加剂料斗设有一个旋转定量进料器，所述添加剂供给量控制装置包括一台调速电动机，用以旋转地驱动所述定量进料器，和一个控制器，所说控制器根据与所述旋转轴相连的转速传感器发出的信号，控制所述调速电动机的转速。
16.根据权利要求1所述的自行式土壤处理机，其特征在于所述自行式行驶装置是具有一对履带的履带式行驶装置。
全文摘要
一种车载自行式土壤处理机,具有一个设置在自行式行驶装置上的主框架,在该主框架上支承着一个土壤进料段、一个土壤处理段和一个已处理土壤排出段,该土壤进料段包括至少一个土壤料斗和一个添加剂料斗,该土壤处理段包括一个土壤处理槽,处理槽内设有混合装置,以混合土壤和添加剂材料,同时将其从土壤处理槽的一端传送到另一端,该已处理土壤排出段包括一个土壤排料传送器。所说土壤处理槽在其前端部分的上面设有进料口,在其后端部分的下面设有一个出料口。
文档编号E02D3/12GK1261550SQ99119558
公开日2000年8月2日 申请日期1999年7月23日 优先权日1998年7月24日
发明者桥本久仪, 佐藤藤男, 山本康晴, 村井俊和, 三浦哲志郎, 中桐史树, 草木贵巳, 关野聪, 广濑清信, 水野良夫, 伊藤伸男, 福泽秀喜 申请人:日立建机株式会社