BR102014017202A2

BR102014017202A2 - rotor de um conjunto exaustor para máquinas agrícolas

Info

Publication number: BR102014017202A2
Application number: BR102014017202A
Authority: BR
Inventors: Dácio Helene Júnior; Valter Palmute
Original assignee: Marchesan Implementos E Máquinas Agrícolas Tatú S A
Priority date: 2014-07-11
Filing date: 2014-07-11
Publication date: 2016-02-16
Also published as: US9976567B2; AU2014388969B2; WO2016004490A1; ZA201600864B; DE112014006803T5; BR102014017202B1; CN105555126A; AU2014388969A1; US20170108000A1; CN105555126B; CU24474B1

Abstract

rotor de um conjunto exaustor para máquinas agrícolas. a presente invenção refere-se a um rotor (90) aplicado em um conjunto exaustor (80) para máquinas agrícolas, especialmente para colheitadeiras de cana-de-açúcar, o rotor (90) compreendendo um conjunto de pás (1) fixadas a um cubo (2). cada uma das pás (1) apresenta uma construção tal que define um ângulo de raiz (3) que pode variar entre 47 e 59 graus, um ângulo médio (4) que pode variar entre 53 e 69 graus e um ângulo de fuga (5) que pode variar entre 66 e 78 graus. devido aos ângulos de construção das pás (1), o fluxo de ar entra em contato com o rotor (90) de maneira suave, sem que sejam causadas turbulências em seu deslocamento, resultando em uma elevada eficiência e eficácia do conjunto exaustor (80).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ROTOR DE UM CONJUNTO EXAUSTOR PARA MÁQUINAS AGRÍCOLAS".

[001] A presente invenção refere-se a um rotor aplicado em um conjunto exaustor para máquinas agrícolas, especialmente para colheitadeiras de cana-de-açúcar, o rotor compreendendo um conjunto de pás fixadas a um cubo, definindo ângulos de raiz, médio e de fuga, os quais facilitam o deslocamento do fluxo de ar ao longo das pás. Descrição do estado da técnica [002] O conjunto exaustor utilizado em máquinas agrícolas e, mais especificamente, em colheitadeiras de cana-de-açúcar, compreende uma calota metálica, a qual abriga em seu interior um rotor, um eixo central, um cubo e um conjunto de pás.

[003] O conjunto exaustor é o responsável por realizar a limpeza do material colhido, separando a palha e a terra dos toletes de cana-de-açúcar e é também o responsável por distribuir a palha e a terra sobre a superfície do terreno.

[004] O conjunto de pás do conjunto exaustor é o responsável por realizar, através do giro do rotor, o deslocamento do fluxo de ar, que carrega as impurezas. Este deslocamento do fluxo de ar resulta na maior ou menor eficiência e eficácia do conjunto exaustor.

[005] São conhecidas do estado da técnica diferentes construções para as pás do conjunto exaustor, utilizado em colheitadeiras de cana-de-açúcar, como, por exemplo, a construção descrita no documento US4.155.602, que trata de uma pá de um conjunto exaustor, a qual possui três perfis retos, compreendendo uma porção central, uma porção condutora e uma porção de arraste. Esses perfis retos causam maior turbulência no escoamento de ar.

[006] Os documentos US6.869.356 e P11104385-7 descrevem pás aplicadas em exaustores com dois perfis retos, dobrados ou inclinados entre si, sendo um perfil para a saída do ar e outro perfil fazendo parte do corpo da pá.

[007] Ainda, como documento do estado da técnica, pode-se citar o documento PI0302278-1, que descreve uma pá com perfil raiado em somente uma direção. Esse perfil raiado, apesar de apresentar um bom deslocamento do fluxo de ar, é deficiente tanto na entrada do ar, devido à falta de ângulo de ataque, como na saída do ar, devido à falta de ângulo de fuga.

[008] A necessidade de elevada potência para o acionamento do conjunto exaustor devido a sua ineficiência, tal como se observa em colheitadeiras convencionais, implica diretamente em maior consumo de combustível (diesel), maior custo operacional e maior impacto ambiental devido a maior emissão de gases pelos motores das colheitadeiras.

[009] Ademais, estudos realizados por Churchward e Belcher (1972), intitulados "Some economic aspects of mechanical cane harvesting in Queensland, Proc. Qd Soc. Sugar Cane Technol. 39th Conf. 31-38", mostraram que cada conjunto extrator das colheitadeiras de cana-de-açúcar do estado da técnica consome aproximadamente 60 HP para realizar uma limpeza eficiente da cana colhida. Lembrando que a grande maioria das colheitadeiras utilizam dois conjuntos exaustores, a potência consumida seria correspondente a 120 HP.

[0010] A nova configuração proposta neste relatório descritivo possibilita realizar o trabalho das colheitadeiras com apenas um conjunto exaustor por máquina, gerando um consumo de 30 HP, resultando em uma economia de diesel e consequente redução no custo da operação de colheita.

Objetivos da invenção [0011] O objetivo da presente invenção é a concepção e a descrição de um rotor que compreende um conjunto de pás fixadas a um cubo de um conjunto exaustor para máquinas agrícolas, especialmente colheitadeiras de cana-de-açúcar, com um posicionamento de cada uma das pás em relação ao cubo gerando um ângulo de raiz, um ângulo médio e um ângulo de fuga, os quais permitem obter a diminuição da turbulência e aumenta a intensidade do deslocamento do fluxo de ar do conjunto exaustor. Estas características combinadas das pás resultam em significativa redução da demanda de potência pelo novo conjunto exaustor, devido a sua grande eficiência.

Breve descrição da invenção [0012] A presente invenção tem por objeto um rotor de um conjunto exaustor para máquinas agrícolas, o rotor compreendendo um conjunto de pás fixadas a um cubo e que se estendem radialmente em relação ao cubo, o cubo sendo dotado de um eixo geométrico longitudinal.

[0013] Cada uma das pás do conjunto, quando projetada em planta em uma vista superior, define uma linha de raiz que tangencia o cubo, uma linha de fuga que tangencia uma extremidade da pá, a linha de fuga sendo oposta à linha de raiz, e uma linha média situada à meia distância entre a linha de raiz e a linha de fuga.

[0014] Ainda, cada uma das pás do conjunto, quando projetada em perfil em uma vista frontal que contém o eixo geométrico longitudinal do cubo, apresenta uma construção tal que a interseção da linha de raiz com o eixo geométrico longitudinal define um ângulo de raiz que pode variar entre 47 e 59 graus, a interseção da linha média com o eixo geométrico longitudinal define um ângulo médio que pode variar entre 53 e 69 graus e a interseção da linha de fuga com o eixo geométrico longitudinal define um ângulo de fuga que pode variar entre 66 e 78 graus.

[0015] O perfil de cada uma das pás do conjunto é formado por uma combinação de raios conformados, tanto no sentido longitudinal como no sentido transversal da pá, além de definir uma borda de ataque afilada.

Descrição resumida das figuras [0016] O rotor de conjunto exaustor para máquinas agrícolas pode ser mais bem compreendido através da seguinte descrição detalhada que é baseada nas figuras abaixo listadas: Figura 1 - Vista esquemática do conjunto exaustor.

Figura 2 - Vista esquemática do rotor do conjunto exaustor. Figura 3 - Vista esquemática do cubo do rotor do conjunto exaustor.

Figura 4 - Vista frontal do perfil da pá, com a pá fixada ao cubo, representando o ângulo de raiz, o ângulo médio e o ângulo de fuga da pá em relação ao eixo geométrico longitudinal do cubo.

Figura 5 - Vista superior plana da pá, representando a linha de raiz, a linha média e a linha de fuga.

Figura 6- Vista superior da pá, com a representação de uma malha com espaçamentos horizontais e espaçamentos verticais, com as linhas horizontais definindo perfis de corte da pá.

Figura 7- Vista frontal dos perfis de corte da pá.

Figura 8- Vista frontal do perfil final da pá, formado pela união dos perfis de corte.

Figura 9 - Vista isométrica da pá, representando a borda de raiz, a borda de ataque e a borda de fuga.

Figura 10 - Vista lateral de um conjunto exaustor genérico dotado de um conjunto de pás, representando o deslocamento do fluxo de ar ao longo de uma pá.

Descrição detalhada das figuras [0017] Na figura 1, está representado o conjunto exaustor 80 utilizado em máquinas agrícolas, especialmente em colheitadeiras de cana-de-açúcar.

[0018] Internamente ao conjunto exaustor 80, tem-se um rotor 90, o qual compreende um eixo central 30, um cubo 2 e um conjunto de pás 1, como pode ser visto na figura 2.

[0019] Na figura 3, o cubo 2 do rotor 90 está representado juntamente com os suportes 40, nos quais será fixado o conjunto de pás 1. É possível observar também a representação do eixo geométrico longitudinal 20 do cubo 2.

[0020] A vista frontal, mostrada na figura 4, projeta o perfil 1’ de cada uma das pás 1 e contém o eixo geométrico longitudinal 20 do cubo 2. Cada uma das pás 1 apresenta uma construção tal que a interseção da linha de raiz LR com o eixo geométrico longitudinal 20 define um ângulo de raiz 3 de 53 graus, podendo variar entre 47 e 59 graus, a interseção da linha média LM com o eixo geométrico longitudinal 20 define um ângulo médio 4 ou um ângulo de ataque de 61 graus, podendo variar entre 53 e 69 graus e a interseção da linha de fuga LF com o eixo geométrico longitudinal 20 define um ângulo de fuga 5 ou um ângulo de saída de 72 graus, podendo variar entre 66 e 78 graus.

[0021] A vista superior, mostrada na figura 5, projeta em planta cada uma das pás 1 e contém o eixo geométrico transversal 25 do cubo 2. São definidas em cada uma das pás 1 uma linha de raiz LR que tangencia o cubo 2, uma linha de fuga LF que tangencia uma extremidade da pá 1, a linha de fuga LF sendo oposta à linha de raiz LR, e uma linha média LM situada à meia distância entre a linha de raiz LR e a linha de fuga LF.

[0022] O eixo geométrico transversal 25 é um eixo perpendicular ao eixo geométrico longitudinal 20 do cubo 2, como mostrado nas figuras 4 e 5.

[0023] Na figura 6, a pá 1 está representada em uma vista superior, nos eixos x e z, sendo o eixo z o eixo geométrico transversal 25 do cubo 2.

[0024] Além disso, a figura 6 apresenta uma malha com divisões horizontais W de 50 mm e divisões verticais V de 50 mm, na qual as linhas horizontais representam perfis de corte a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k da pá 1.

[0025] Pode-se observar os perfis de corte c, d, e, f, g, h, i, j, k na figura 7, em uma vista frontal da pá, nos eixos x e y, sendo o eixo y o eixo geométrico longitudinal 20 do cubo 2.

[0026] Os perfis de corte c, d, e, f, g, h, i, j, k tem por objetivo mostrar o perfil 1’ da pá 1 em seu estado final, depois da conformação, em relação as suas linhas de base de medição c’, d’, e\ f, g’, h’, Γ, j’, k\ as quais representam a altura nula (0 mm) do eixo y, o qual é concêntrico ao eixo geométrico longitudinal 20.

[0027] Os perfis de corte a, b não são mostrados na figura 7, pois são regiões de fixação da pá 1 ao cubo 2.

[0028] Tem-se ainda na figura 7, uma linha de referência 26, utilizada na construção dos perfis de corte c, d, e, f, g, h, i, j, k.

[0029] É possível observar a união dos perfis de corte c, d, e, f, g, h, i, j, k formando o perfil T final da pá 1, como uma combinação de raios conformados, como mostrado na figura 8.

[0030] A pá 1 pode ser melhor observada na figura 9, em uma vista isométrica, na qual estão representadas a borda de raiz 9, a borda de ataque 10 e a borda de fuga 11.

[0031] É possível notar que a borda de ataque 10 possui um perfil afilado, resultando em uma pá 1 com borda de ataque ativa.

[0032] Como pode ser observado, a figura 10, representa o posicionamento do perfil T final da pá 1 em relação a um conjunto exaustor genérico 100, definindo o deslocamento do fluxo de ar ao longo de uma pá 1.

[0033] Cada uma das pás 1 é parafusada em um suporte 40 do cubo 2 do conjunto exaustor 80, sendo movida pelo eixo central 30 de acionamento do conjunto exaustor 80. O rotor 90 descreve um giro circular no sentido anti-horário, sentido esse que garante que a borda de ataque 10 de cada uma das pás 1 seja representada pelo ângulo médio 4 ou ângulo de ataque. O conjunto exaustor 80 succiona o ar de um compartimento da máquina agrícola, nesse caso uma colheitadeira de cana-de-açúcar, delimitado entre o conjunto picador e o elevador de toletes.

[0034] Durante a operação de colheita, a cana-de-açúcar, juntamente com as impurezas vegetais e minerais, passa pelo conjunto picador, para em seguida ser lançada na câmara de limpeza do conjunto exaustor 80. Para realizar a remoção das impurezas da cana-de-açúcar colhidas, as pás 1 do conjunto exaustor 80 realizam duas funções.

[0035] A primeira função da pá 1 está em deslocar o ar com impurezas que se encontra em contato ou próximo ao cubo 2 do conjunto exaustor 80. A combinação do ângulo de raiz 3 com o ângulo médio 4 ou ângulo de ataque da pá 1, faz com que o ar com impurezas seja carregado de maneira suave até o ângulo de fuga 5 ou ângulo de saída na borda de fuga 11.

[0036] A segunda função da pá 1 está em deslocar o ar com impurezas que se encontra mais distante do centro do conjunto exaustor 80. A borda de ataque 10 da pá 1 engloba o ar com impurezas, que percorre toda a extensão conformada do corpo da pá 1 suavemente e então é expelido pelo ângulo de fuga 5 ou ângulo de saída na borda de fuga 11.

[0037] Devido à maneira suave com que o fluxo de ar entra em contato com a pá 1, não são causadas turbulências em seu deslocamento, resultando em uma elevada eficiência e eficácia do conjunto exaustor 80 e garantindo uma qualidade de cana-de-açúcar colhida mais limpa. O conjunto exaustor 80 também exige uma potência menor para sua operação, reduzindo assim o custo da colheita e os impactos ambientais.

[0038] Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, inclusive os possíveis equivalentes.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Rotor (90) de um conjunto exaustor (80) para máquinas agrícolas, o rotor (90) sendo caracterizado por compreender: - um conjunto de pás (1) fixadas a um cubo (2) e que se estendem radialmente em relação ao cubo (2), o cubo (2) sendo dotado de um eixo geométrico longitudinal (20); - cada uma das pás (1), quando projetada em planta em uma vista superior, define uma linha de raiz (LR) que tangencia o cubo (2), uma linha de fuga (LF) que tangencia uma extremidade da pá (1), a linha de fuga (LF) sendo oposta à linha de raiz (LR), e uma linha média (LM) situada à meia distância entre a linha de raiz (LR) e a linha de fuga (LF); - cada uma das pás (1), quando projetada em perfil em uma vista frontal que contém o eixo geométrico longitudinal (20) do cubo (2) , apresenta uma construção tal que a interseção da linha de raiz (LR) com o eixo geométrico longitudinal (20) define um ângulo de raiz (3) que pode variar entre 47 e 59 graus, a interseção da linha média (LM) com o eixo geométrico longitudinal (20) define um ângulo médio (4) que pode variar entre 53 e 69 graus e a interseção da linha de fuga (LF) com o eixo geométrico longitudinal (20) define um ângulo de fuga (5) que pode variar entre 66 e 78 graus.

2. Rotor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o ângulo de raiz (3) ser 53 graus, o ângulo médio (4) ser 61 graus e o ângulo de fuga (5) ser 72 graus.

3. Rotor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada uma das pás (1) compreender um perfil (1’) formado por uma combinação de raios conformados, tanto no sentido longitudinal como no sentido transversal da pá (1).

4. Rotor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada uma das pás (1) compreender uma borda de ataque (10) afilada.