BR102018004570B1

BR102018004570B1 - Conjunto hidráulico aplicado em pulverizadores agrícolas

Info

Publication number: BR102018004570B1
Application number: BR102018004570-9A
Authority: BR
Inventors: Nivaldo Mundin Junior; Nivaldo Mundin
Original assignee: Nivaldo Mundin Junior; Nivaldo Mundin
Priority date: 2018-03-07
Filing date: 2018-03-07
Publication date: 2023-01-31
Also published as: BR102018004570A2; WO2019169466A1

Abstract

O presente pedido de privilégio de invenção é voltado ao setor agrícola e trata de um conjunto hidráulico para pulverizadores agrícolas apto a aumentar a segurança do processo de pulverização e reduzir a frequência de manutenção, o que irá gerar uma economia e aumento na vida útil dos equipamentos a longo prazo. O conjunto hidráulico aplicado em pulverizador agrícola é originado por um circuito fechado onde a bomba hidráulica (1) está vinculada ao tanque reservatório de óleo (2) por uma linha de baixa pressão (2.1) encarregada de succionar o óleo, havendo na referida linha um filtro de sucção (2.2) preferencialmente sem by pass, e um motor hidráulico (3) vinculado à bomba hidráulica (1) por meio de linhas de alta pressão (3.1) e uma linha de baixa pressão (3.2). A ligação do motor hidráulico (3) ao tanque reservatório (2), fechando o circuito, é contemplada por uma linha de baixa pressão ou respiro (3.3) integrada a um trocador de calor (4). A potência consumida por todo o sistema hidráulico será de, no máximo, 45 CV em circunstância de a bomba de defensivos trabalhar em pressão máxima de 300 psi (20,68 bar). Por fim, existe a opção de incrementar o conjunto com componentes eletrônicos, que podem monitorar e controlar a velocidade do ventilador, deixando o sistema cada vez (...).

Description

Campo da invenção

[001] O presente pedido de privilégio de invenção é voltado ao setor agrícola e trata de um conjunto hidráulico para pulverizadores agrícolas apto a aumentar a segurança do processo de pulverização e reduzir a frequência de manutenção, o que irá gerar uma economia e aumento na vida útil dos equipamentos a longo prazo.

Fundamentos da invenção e estado da técnica

[002] Como é sabido, os pulverizadores agrícolas mecanizados são máquinas acopladas ou não a um veículo adequado e tem a função de fazer chegar ao local desejado uma determinada quantidade de substância química ou não, para controle de invasoras, pragas, doenças ou aplicação de nutrientes via foliar.

[003] No conjunto mecanizado atual, são empregadas correias na transmissão da potência ao cardã, acoplado à tomada de força do trator, ao equipamento, ventilador e bomba de defensivos, o que gera ruídos, perda de potência devido à baixa eficiência desse tipo de transmissão além de possibilitar o risco de acidentes graves aos colaboradores pelo fato de o conjunto mecânico permanecer na maioria das vezes exposto.

[004] Referindo-se ao estado da técnica voltado a registros patentários, podem ser citados os documentos de número BR 10 2013 024755-3, US2012266981, US6116006 e US4373669, os quais pleiteiam um pulverizador agrícola rebocado, implemento agrícola rebocado, e, método para operar uma bomba acionada hidraulicamente, conjunto do estabilizador do sistema de exaustão para um pulverizador de colheita, um sistema hidráulico para um implemento destacável e um acionamento hidráulico para um pulverizador agrícola, sucessivamente.

[005] O primeiro registro de número BR 10 2013 024755-3 reivindica um pulverizador agrícola rebocado formado por uma bomba hidráulica ligada a um reservatório de fluido (45) e a uma válvula eletro-hidráulica (70), a qual, por meio do motor (125), provê fluido hidráulico (65) para a bomba. Um controlador (95) determina a taxa de fluido e um sistema de sensoriamento de carga (115) controla a pressão hidráulica, se comunicando com a bomba (70).

[006] O sistema hidráulico da anterioridade depende da velocidade da bomba hidráulica para não superaquecer o veículo, inexistindo um dispositivo refrigerador do fluido integrado ao conjunto. Também, não é mencionado na anterioridade o uso do sistema hidráulico para movimentação do ventilador e a pressão da bomba depende do sistema de sensoreamento de carga. Caso esse sistema automatizado falhe, a bomba perde totalmente o controle de vazão, sobrecarregando todo o sistema, inclusive do trator.

[007] Na segunda anterioridade de número US2012266981, observa-se em suas reivindicações que não há nenhuma citação sobre aperfeiçoamentos no conjunto hidráulico do equipamento. É enfatizada a configuração estrutural do pulverizador agrícola, como o motor de exaustão, armação, escada, tanque, cabine, plataforma, ganchos de amortecimento, sistema de admissão e escapamento.

[008] O terceiro registro de número US6116006 descreve um sistema hidráulico usado em colheitadeiras dividido em duas partes, sistema hidráulico da colheitadeira (52) propriamente dita e sistema hidráulico da plataforma (54), estando ambas conectadas através de acopladores (64) e (66). No entanto, a bomba de acionamento (78) da plataforma é movimentada justamente por correias, e são empregados mais três motores de acionamento por correias (82), (84) e (86) que dependem da bomba (78), gerando ruídos, perda de potência devido à baixa eficiência desse tipo de transmissão além de possibilitar o risco de acidentes graves aos colaboradores pelo fato de o conjunto mecânico permanecer na maioria das vezes exposto.

[009] O último o registro de número US4373669 descreve o acionamento hidráulico para pulverizador agrícola, onde uma bomba (12) manda o fluido retirado do reservatório (14) para uma válvula manual (20), a qual encaminha o fluido para um rotor (34) interligado, por um eixo (36), a um segundo rotor (32) de menor capacidade L/min. Esse rotor de menor capacidade alimenta o motor (42) que movimenta a bomba do pulverizador (44), existindo no motor um orifício variável (54) que controla a passagem do fluido hidráulico e uma válvula de alívio de pressão (56). O fluído passante pelo motor (42) retorna, em seguida, para o reservatório. Nesse sistema hidráulico fica evidente a necessidade de muitos componentes mecânicos e não existe um dispositivo para refrigerar os motores.

[010] Pensando nisso, foi desenvolvido um conjunto hidráulico onde a bomba de defensivos e o ventilador serão acionados diretamente por motores hidráulicos independentes e com a rotação certa para o tipo de aplicação, o que elimina as correias e as multiplicações de velocidade dos eixos, ou seja, retirando as correias é possível reduzir ou eliminar todos os problemas anteriormente citados sem comprometer o equipamento ou o veículo além de promover maior confiabilidade e segurança.

Descrição das figuras

[011] A descrição que se segue busca destacar a proposta em nível de seu princípio, tendo como referência o seguinte esquema ou fluxograma abaixo listado: Figura 1, fluxograma demonstrando o conjunto hidráulico e o circuito fechado desenvolvido; Figura 2, vista lateral demonstrando um padrão que pode ser adotado na instalação dos componentes hidráulicos em um veículo e pulverizador convencionais; Figura 3, vista lateral demonstrando um segundo padrão de instalação disponibilizado no mesmo veículo e pulverizador convencionais.

Descrição detalhada da invenção

[012] Os componentes do sistema hidráulico são independentes e de fácil instalação e manutenção, em comparação com o sistema de cardã, eliminando muitos pontos de lubrificação, já que os motores e bombas trabalhão imersos em óleo, proporcionando relevante dilatação da vida útil do conjunto.

[013] Conforme o diagrama da figura 1, o conjunto hidráulico aplicado em pulverizador agrícola é originado por um circuito fechado onde a bomba hidráulica (1) está vinculada ao tanque reservatório de óleo (2) por uma linha de baixa pressão (2.1) encarregada de succionar o óleo, havendo na referida linha um filtro de sucção (2.2) preferencialmente sem by pass, e um motor hidráulico (3) vinculado à bomba hidráulica (1) por meio de linhas de alta pressão (3.1) e uma linha de baixa pressão (3.2). A ligação do motor hidráulico (3) ao tanque reservatório (2), fechando o circuito, é contemplada por uma linha de baixa pressão secundária ou respiro (3.3) integrada a um trocador de calor (4).

[014] No padrão de circuito fechado desenvolvido a quantidade de óleo sugada do tanque reservatório (2) pela bomba hidráulica (1) é menor do que a quantidade percorrida nas linhas de alta pressão (3.1) entre bomba e motor. A sucção tem a função apenas de repor o óleo que volta ao tanque através do respiro da bomba e do motor, reduzindo, com isso, a quantidade de óleo necessária no tanque hidráulico e também o dimensionamento do filtro de sucção. O óleo da bomba que parte da linha de baixa pressão (2.1) passa pelo interior do motor (3), mediante a interligação da linha de baixa pressão (3.2), prossegue pela linha de baixa pressão secundária ou respiro (3.3) até o trocador de calor (4) e finaliza seu fluxo no tanque reservatório (2), fechando o ciclo. Esse óleo da linha de baixa pressão (2.1) tem o objetivo de refrigerar o motor (3), trocando mais calor com o ambiente.

[015] A pressão de trabalho depende diretamente da rotação do ventilador empregado no pulverizador agrícola, ou seja, quanto maior a rotação, maior será a pressão do óleo. Com uma rotação de 1950 RPM (velocidade semelhante aos atomizadores convencionais) a pressão fica em torno de 160 bar, o que é considerada uma pressão baixa para o sistema hidráulico de circuito fechado, proporcionando uma elevação na vida útil dos componentes hidráulicos (maior que 50.000 horas).

[016] Demonstrando o circuito mecanicamente, existem duas opções para instalar o sistema hidráulico. A primeira opção (figura 2) possibilita a instalação da unidade hidráulica na parte frontal do trator, utilizando o eixo direto do virabrequim a uma rotação de, pelo menos, 1.900 RPM para acionar a bomba hidráulica (1), a qual se encarrega de movimentar o motor (3) e o ventilador (5). A segunda opção (figura 3) permite a inserção da unidade hidráulica no próprio pulverizador e a bomba hidráulica (1), encarregada de movimentar o ventilador (5), em um multiplicador de velocidade 1:4 (6) instalado na tomada de força do trator a 540 RPM.

[017] A primeira opção tem como vantagem a eliminação do aparelho multiplicador acoplado na tomada de força do trator, necessitando de uma bomba hidráulica de menor deslocamento. A segunda opção traz como vantagens a redução no comprimento das mangueiras, reduzindo simultaneamente a perda de carga do óleo, e libera a parte frontal do trator uma vez que a unidade hidráulica irá permanecer no pulverizador. Quando o pulverizador for desacoplado, o trator estará apto a realizar qualquer outra atividade sem haver empecilhos quanto ao seu uso.

[018] Nas duas opções podem ser utilizados dois motores, sendo um exclusivo ao ventilador e o segundo específico à bomba de defensivos. A bomba hidráulica será responsável por movimentar o ventilador pertencente ao pulverizador. Os motores são dimensionados para trabalhar com uma folga de 20% e garantir um perfeito funcionamento do sistema. Além disso, a rotação atual de 2.020 RPM do ventilador pode alcançar os 2.300 RPM após a implantação do conjunto hidráulico, pois sua velocidade pode ser controlada, através de um painel, na cabine do trator.

[019] O motor associado à bomba de defensivos pode ser acionado pelo próprio sistema hidráulico do trator, o que irá eliminar a necessidade de mais uma bomba hidráulica no conjunto, deixando o sistema mais barato, porém haverá a opção de ser inserida uma segunda bomba de proporção menor no acionamento desse motor caso o sistema hidráulico do trator não seja suficiente para acioná-lo e mantê-lo. Referindo-se à unidade hidráulica, essa pode disponibilizar um tanque reservatório de aproximadamente 60 litros de óleo, quantidade necessária para suprir a demanda de vazão da bomba e motor do ventilador, os quais são preferencialmente do tipo pistão a fim de trabalhar a uma pressão mais alta e gerar mais potência com uma quantidade de óleo reduzida, pois a potência consumida pelo ventilador é de aproximadamente 35 CV.

[020] A potência consumida por todo o sistema hidráulico será de, no máximo, 45 CV em circunstância de a bomba de defensivos trabalhar em pressão máxima de 300 psi (20,68 bar). Por fim, existe a opção de incrementar o conjunto com componentes eletrônicos, que podem monitorar e controlar a velocidade do ventilador, deixando o sistema cada vez mais autônomo.

[021] Mediante à inovação desenvolvida a qual preenche tais requisitos de princípios e características singulares em relação aos métodos existentes no estado da técnica, o presente pedido de privilégio de invenção certamente reúne as condições necessárias para alcançar a concessão pleiteada.

Claims

1. CONJUNTO HIDRÁULICO APLICADO EM PULVERIZADORES AGRÍCOLAS, CARACTERIZADO por o referido conjunto hidráulico ser originado por um circuito fechado onde a bomba hidráulica (1) está vinculada ao tanque reservatório de óleo (2) por uma linha de baixa pressão (2.1) que succiona o óleo, havendo na referida linha um filtro de sucção (2.2) sem by pass, e um motor hidráulico (3) vinculado à bomba hidráulica (1) por meio de linhas de alta pressão (3.1) e uma linha de baixa pressão (3.2), estando o motor hidráulico (3) ligado ao tanque reservatório (2) por uma linha de baixa pressão ou respiro (3.3) integrada a um trocador de calor (4);

2. CONJUNTO HIDRÁULICO APLICADO EM PULVERIZADORES AGRÍCOLAS, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por a quantidade de óleo sugada do tanque reservatório (2) pela bomba hidráulica (1) ser menor do que a quantidade percorrida nas linhas de alta pressão (3.1) entre bomba e motor, passando o óleo, que parte da linha de baixa pressão (2.1), no interior do motor (3) mediante a interligação da linha de baixa pressão (3.2), prosseguindo o óleo pela linha de baixa pressão secundária ou respiro (3.3) até o trocador de calor (4), finalizado o fluxo no tanque reservatório (2);

3. CONJUNTO HIDRÁULICO APLICADO EM PULVERIZADORES AGRÍCOLAS, de acordo com as reivindicações 1 e 2, CARACTERIZADO por a instalação da unidade hidráulica ser na parte frontal do trator, utilizando o eixo direto do virabrequim a uma rotação de, pelo menos, 1.900 RPM para acionamento da bomba hidráulica (1), a qual movimenta o motor (3) e o ventilador (5); por ser inserida a unidade hidráulica no próprio pulverizador e a bomba hidráulica (1), encarregada de movimentar o ventilador (5), em um multiplicador de velocidade 1:4 (6) instalado na tomada de força do trator a 540 RPM.