BR102018070541B1 - Conjunto de ventilador para um sistema de limpeza de uma colheitadeira - Google Patents

Abstract

ALOJAMENTO DE VENTILADOR SEGMENTADO PARA SISTEMA DE LIMPEZA DE CEIFEIRA DEBULHADORA Um conjunto de ventilador para um sistema de limpeza de uma ceifeira debulhadora inclui um alojamento tendo uma pluralidade de paredes interconectadas. As paredes interconectadas incluem pelo menos duas paredes laterais e uma parede inferior conectando as duas paredes laterais, e pelo menos uma divisão posicionada entre as paredes laterais. A divisão promove o fluxo de ar uniforme através de uma dimensão de largura do conjunto de ventilador. As paredes interconectadas definem pelo menos uma abertura de entrada através da qual o ar é fornecido no alojamento e pelo menos uma abertura de saída através da qual o ar é extraído do alojamento. Um rotor de ventilador é montado no alojamento e é configurado para girar para distribuir o ar da abertura de entrada para a abertura de saída.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um alojamento de ventilador para o sistema de limpeza de equipamento agrícola, tal como uma colheitadeira.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Como é descrito na Patente U.S. No. 8.221.064 da CNH America LLC, que é incorporada por referência em sua totalidade e para todos os propósitos, um sistema de limpeza para uma colheitadeira inclui um conjunto de ventilador que é configurado para soprar o ar através de peneiras alternadas para transportar elementos mais leves de material diferente de grão (MDG) ou palha.

[003] Os ventiladores transversais ou de fluxo cruzado de vários projetos foram vantajosamente empregados com colheitadeiras para fornecer o ar que é soprado para cima e para trás através das peneiras para transportar a palha para longe do grão e resíduos depositados nas peneiras do sistema de limpeza. Os ventiladores transversais são úteis em sistemas de limpeza de colheitadeira porque tais ventiladores podem produzir um fluxo amplo de ar que pode ser direcionado para cima em direção às peneiras de limpeza dos sistemas de limpeza de colheitadeira mas necessitam relativamente de pouco espaço. Tais ventiladores, em colheitadei-ras agrícolas típicas, são dispostos tal que suas saídas de ar estão abaixo das peneiras do sistema de limpeza.

[004] Um problema com ventiladores transversais longos e largos é que o ar que sopra através do alojamento de ventilador receberá ar através de sua entrada em uma maneira uniforme, no entanto, conforme o fluxo de ar passa através do alojamento de ventilador, o fluxo de ar converge em direção ao centro do alojamento e cria um fluxo de ar significativamente mais forte no centro do alojamento em comparação com os lados do alojamento. Em outras palavras, o ar pode ser distribuído de forma desigual ao longo da dimensão de largura ‘W’ do ventilador (vide, FIG. 3A) à medida que se desloca da entrada para a saída do ventilador. Além disso, em uma situação em que o tapete de colheita se torna desnivelado ao longo da largura das peneiras, o ar dentro do alojamento de ventilador tipicamente seguirá o trajeto de menor resistência, ou seja, em direção à porção desobstruída das peneiras. Isso pode ser referido na técnica como uma condição de ruptura.

[005] Seria desejável fornecer distribuição uniforme de ar ao longo de toda a largura do conjunto de ventilador de modo a melhorar eficiência de limpeza, processamento da colheita, e limitar ou impedir uma condição de ruptura.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[006] A divulgação é, em geral, direcionada a um alojamento segmentado de um conjunto de ventilador para um sistema de limpeza de uma colheitadeira. O alojamento é segmentado por divisões internas para promover o fluxo de ar uniforme ao longo de toda a largura do alojamento.

[007] De acordo com um aspecto da invenção, um conjunto de ventilador para um sistema de limpeza de uma colheitadeira inclui um alojamento compreendendo uma pluralidade de paredes interconectadas. As paredes interconectadas incluem pelo menos duas paredes laterais definindo uma dimensão de largura externa do alojamento, uma parede inferior conectando as duas paredes laterais e pelo menos uma divisão posicionada entre as pelo menos duas paredes laterais. As paredes in- terconectadas definem pelo menos uma abertura de entrada através da qual o ar é fornecido ao alojamento e pelo menos uma abertura de saída através da qual o ar é extraído do alojamento. A pelo menos uma divisão forma dutos discretos no alojamento através dos quais o ar flui a partir da abertura de entrada para a abertura de saída. Cada duto estende uma porção de uma dimensão de largura do conjunto de ventilador para promover um fluxo de ar uniforme através da dimensão de largura do conjunto de ventilador. Um rotor de ventilador é montado no alojamento e é configu- rado para rotacionar para distribuir o ar da abertura de entrada para a abertura de saída.

[008] De acordo com um outro aspecto da invenção, as paredes interconec- tadas definem pelo menos duas aberturas de saída através das quais o ar é extraído do alojamento, e a pelo menos uma divisão inclui uma primeira porção posicionada pelo menos parcialmente dentro da abertura de entrada, uma segunda porção se estendendo dentro de uma das pelo menos duas aberturas de saída, e uma terceira porção se estendendo dentro da outra das pelo menos duas aberturas de saída.

[009] De acordo com ainda um outro aspecto da invenção, a pelo menos uma divisão inclui uma parede articulável próxima de pelo menos uma abertura de entrada para influenciar um trajeto de fluxo de ar através do alojamento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[010] As características e vantagens acima mencionadas e outras desta invenção, e a maneira de alcançá-las, tornar-se-ão mais evidentes e a invenção será mais bem entendida por referência à seguinte descrição de uma modalidade da invenção tomada em conjunto com os desenhos anexos, em que:

[011] A FIG. 1 é uma vista lateral esquerda de uma colheitadeira convencional, em que um conjunto de ventilador transversal é instalado em conjunto com um sistema de limpeza.

[012] A FIG. 2 é uma vista em seção transversal parcial de uma porção da colheitadeira da FIG. 1.

[013] A FIG. 3A representa uma vista isométrica traseira de um conjunto de ventilador, de acordo com uma modalidade exemplificativa da presente invenção.

[014] A FIG. 3B representa uma vista isométrica dianteira do conjunto de ventilador da FIG. 3A.

[015] A FIG. 3C representa uma vista em elevação lateral do conjunto de ventilador da FIG. 3A.

[016] A FIG. 4A é um gráfico que mostra as medições de velocidade de ar tomadas em locais através das saídas de um conjunto de ventilador convencional que não tem divisões.

[017] A FIG. 4B é um gráfico que mostra as medições de velocidade de ar tomadas em locais através das saídas de um conjunto de ventilador tendo divisões, tais como o conjunto de ventilador da FIG. 3A, de acordo com uma modalidade exemplificativa da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[018] Caracteres de referência correspondentes indicam partes correspondentes ao longo das várias vistas. A exemplificação apresentada aqui ilustra uma modalidade da invenção, em uma forma, e tal exemplificação não deve ser interpretada como limitando o escopo da invenção em qualquer maneira.

[019] Deve ser apreciado que, enquanto a discussão que se segue será direcionada principalmente às modalidades do conjunto de ventilador transversal como empregados em uma tal colheitadeira, os conjuntos de ventiladores transversais da presente invenção não são limitados a uso em tais colheitadeiras, mas poderiam igualmente ser empregados ou utilizados em ou com outras colheitadeiras e equipamentos, incluindo colheitadeiras que empregam sistemas de debulha de rotor duplo e com equipamentos para outras aplicações, ou com outros equipamentos ou em outras circunstâncias e situações, consistentes com os princípios e ensinamentos expostos.

[020] Por conveniência de referência e entendimento na discussão que se segue, e em relação aos vários desenhos e suas descrições, o ponto de referência para o uso de vários termos que são daqui em diante empregados, incluindo “esquerda”, “direita”, “para frente”, “para trás”, “dianteira”, “traseira”, “superior”, e “inferior”, devem, em geral, ser considerados como sendo retirados de um ponto na traseira da máquina voltado em sua direção normal de percurso, a menos que esteja claro a partir da discussão e contexto que um ponto diferente de referência é apropriado. Qualquer uso de tais termos deve, portanto, ser considerado exemplificativo e não deve ser interpretado como limitante ou introduzindo limitações.

[021] Além disso, na medida em que vários componentes e características de colheitadeiras e conjuntos de ventilador são de projeto, construção, e operação bem conhecido àquele versado na técnica, os detalhes de tais componentes e suas operações geralmente não serão discutidos em detalhe significativo a menos que considerado pertinente à presente invenção ou desejável para propósitos de melhor compreensão.

[022] As FIGS. 1 e 2, que são reproduzidas da Patente U.S. No. 8.221.064, identificam a localização geral de e representam um conjunto de ventilador convencional transversal 10 arranjados em combinação operável com uma colheitadeira agrícola típica, convencional, auto impulsionada 12 do tipo de fluxo axial em que o material de colheita é debulhado e separado enquanto é avançado por e ao longo de um rotor geralmente longitudinalmente arranjado.

[023] Como é bem conhecido na técnica, e como é melhor ilustrado in FIG. 2, um aparelho de debulha 18 da colheitadeira 12 inclui um conjunto de rotor 20, incluindo um rotor de diâmetro relativamente largo 22 que é montado dentro uma gaiola de debulha 24. Disposto sobre a gaiola 24 encontra-se um sistema de côncavos 26 e grelhas de separação 28 que, através da ação do rotor 22 e força centrífuga, agem para separar o material de grão de outro resíduo de colheita que é muito grande para passar através dos côncavos 26 e grelhas 28, às vezes daqui em diante referido como palha.

[024] O material de grão debulhado é distribuído a um sistema de limpeza 29 que inclui um par de peneiras de limpeza verticalmente afastadas 30 e 32 enquanto a palha é impulsionada para trás através do conjunto de rotor 20 onde um batedor convencional 40 age sobre o resíduo de colheita descarregado do conjunto de rotor 20. O batedor 40 impulsiona o resíduo de colheita da traseira do conjunto de rotor 20 e o lança de volta para uma ampla descarga da extremidade traseira da colheitadei- ra.

[025] Como pode ser observado na FIG. 2, um sem-fim 34 move o material de grão debulhado para as peneiras de limpeza 30 e 32, cujas peneiras formam parte do sistema de limpeza 29 e são montadas para oscilação para separar grão de outras peças maiores de material de colheita debulhado. Conforme as peneiras 30 e 32 são vibradas ou osciladas, o grão cai através das peneiras 30 e 32 para uma bandeja de grão limpo subsequente 35 e em um canal ou coletor de grão limpo 36. Um trado 38 direciona o grão do canal de grão limpo 36 em uma tremonha ou caixa de grão (não mostrada) frequentemente alojada geralmente de forma direta atrás da cabine 12 (FIG. 1) dentro do corpo da colheitadeira 14.

[026] O material de grão debulhado que é muito grande para cair através das peneiras 30 e 32 forma um tapete ou véu de colheita relativamente grande se estendendo substancialmente através de toda a construção de peneira, como o conjunto de ventilador 10 fornece o ar que é soprado para cima e para trás, como denotado pelas setas, através de peneiras 30 e 32. Tal fluxo de ar age para soprar os elementos mais leves, não granulados, às vezes referidos como palha, para longe do tapete de colheita permanecendo nas peneiras 30 e 32 em direção a traseira da colheita- deira, onde tal palha é manuseada em maneiras convencionais e bem conhecidas.

[027] Como referido acima na seção de Fundamentos, um problema com ventiladores transversais longos e largos, tal como o conjunto de ventilador 10 da Técnica Anterior, é que o ar que sopra através do alojamento de ventilador converge em direção ao centro do alojamento de ventilador e cria um fluxo de ar significativamente mais forte no centro do alojamento de ventilador em comparação com os lados do alojamento de ventilador. Em outras palavras, o ar pode ser distribuído de forma desigual ao longo da dimensão de largura ‘W’ do ventilador 10 (a dimensão de largura se estende na folha de papel na FIG. 2).

[028] Retornando agora às FIGs. 3A-3C, é ilustrado um conjunto de ventilador transversal 300, de acordo com uma modalidade exemplificativa da presente invenção. Note-se que podem existir ligeiras diferenças estruturais entre os conjuntos de ventilador 300 mostradas nas FIGs. 3A-3C, e características selecionadas do conjunto de ventilador podem ter sido omitidas daquelas figuras de modo a revelar outras características das modalidades exemplificativas da invenção descritas aqui.

[029] O conjunto de ventilador 300 visa substituir o conjunto de ventilador 10 das FIGs. 1 e 2 na colheitadeira. O conjunto de ventilador 300 inclui um alojamento 302 tendo uma série de painéis que são montados em conjunto para formar um alojamento interconectado. O alojamento 302 geralmente inclui duas paredes laterais 302a e 302b definindo uma dimensão de largura externa, e uma tampa inferior 302c interconectando as paredes laterais 302a e 302b. Uma parede curva 302d se estende para o lado superior do conjunto de ventilador 300. A parede curva 302d está conectada à extremidade superior da tampa inferior 302c e está posicionada entre as paredes laterais 302a e 302b. As paredes individuais do alojamento 302, incluindo as divisões 320, que são descritas em detalhe abaixo, podem ser compostas de folha de metal, por exemplo.

[030] O conjunto de ventilador 300 inclui uma entrada de ar 303 em sua extremidade superior. Ao contrário, o conjunto de ventilador 10 da FIG. 2, o conjunto de ventilador 300 inclui duas aberturas de escape 304 e 306 através das quais o ar é extraído. O fluxo de ar 350 através do conjunto de ventilador 300 é mostrado na FIG. 3C. Em funcionamento, a abertura superior 304 direciona o ar 354 para a peneira superior 30 (vide, FIG. 2), enquanto a abertura inferior 306 direciona o ar 356 para a peneira inferior 32 da colheitadeira. Um ou mais painéis 307 conectam as paredes laterais 302a e 302b para formar um topo da abertura inferior 306. Atrás dos painéis 307 está disposto um divisor curvo 308 posicionado entre as aberturas de escape 304 e 306. O divisor curvo 308 serve para separar o fluxo de ar 350 para o fluxo de ar 354 e fluxo de ar 356.

[031] O conjunto de ventilador 300 inclui um único, rotor unitário 310 que abrange toda a largura W do conjunto de ventilador 300. O rotor 310 inclui uma série de lâminas 312 para retirar o ar através do alojamento 302 da entrada 303 para as aberturas da saída 304 e 306. O rotor 310 pode ser acionado por um único acionamento.

[032] Uma série de divisões 320a - 320e (referidas como coletivamente ou de forma individual como divisão(ões) 320) são posicionadas dentro do alojamento 302 para segmentar o alojamento em dutos discretos de modo a promover a passagem uniforme de ar ao longo de toda a largura W do conjunto de ventilador 300. Cada divisão 320 geralmente inclui uma primeira porção 322 que é disposta sobre o rotor 310, uma segunda porção 324 que é pelo menos parcialmente posicionada na abertura de escape superior 304, e uma terceira porção 326 que é pelo menos parcialmente posicionada na abertura de escape inferior 306. Cada divisão 320 (com a exceção de paredes articuladas 330) é orientada paralela às paredes laterais 302a e 302b e ortogonal aos eixo de rotação A do rotor 310.

[033] A primeira porção 322 se estende a uma elevação acima do rotor 310 e inclui uma porção recortada para acomodar o rotor 310. As porções 322, 324 e 326 podem ser integrais, ou conectadas em conjunto por fixadores ou soldas. Alternativamente, as porções 322, 324 e 326 podem ser discretas e desconectadas. As divisões 320a e 320e nas extremidades do alojamento 302 podem, ou não, incluir a segunda e terceira porções 324 e 326.

[034] A primeira porção 322 das divisões 320b e 320d cada uma incluem uma parede rotativa 330 definida à montante do rotor de ventilador 310. A parede 330 é conectada de forma articulável ao resto da primeira porção 322, e é capaz de rotacionar sobre um eixo de articulação para equilibrar a distribuição do fluxo de ar ao longo da largura W do alojamento 302, como necessário. O eixo de articulação da parede 330 é orientado ortogonal ao eixo ‘A’ de rotação do rotor 310. Na FIG. 3A, a parede 330 da divisão 320b é mostrada articulada, enquanto a parede 330 da divisão 320d não é mostrada articulada. A parede 330 pode ser articulada à mão, ou um motor separado (não mostrado). Deve ser entendido que qualquer uma das divisões 320 pode incluir a parede 330. Alternativamente, embora não mostradas, as paredes articuláveis 330 podem ser substituídas por paredes fixas (como a divisão 320c).

[035] As divisões 320 em conjunto definem dutos separados 340 através dos quais o ar flui da entrada 303 para as saídas 304 e 306. Separando o fluxo de ar em fluxos de ar discretos dentro dos dutos 340 promove, a distribuição estável e uniforme do fluxo de ar ao longo de toda a largura W do conjunto de ventilador 300. Na ausência dos dutos de fluxo de ar separados 340, o fluxo de ar convergirá em direção ao centro das saídas 304 e 306 sob carga de colheita pesada ou desnivelada através da colheitadeira.

[036] A FIG. 4A é um gráfico que mostra as medições de velocidade de ar tomadas em locais através das saídas de um conjunto de ventilador convencional tendo aberturas de saída superior e inferior que não tem divisões (isto é, ao contrário do ventilador representado na FIG. 3A). Como representado pelo gráfico, a velocidade do ar não é uniforme através da dimensão de largura (mostrada ao longo do eixo X) do conjunto de ventilador. Mais particularmente, a velocidade do ar de saída é comparativamente baixa nas extremidades esquerda e direita do conjunto de ventilador em relação ao centro do conjunto de ventilador. Em outras palavras, o ar é concentrado em direção ao centro do conjunto de ventilador. A linha superior no gráfico representa a velocidade do ar através de uma abertura superior no conjunto de ventilador convencional, enquanto o ponto principal no gráfico representa a velocidade do ar através de uma abertura inferior no conjunto de ventilador convencional.

[037] A FIG. 4B é um gráfico que mostra as medições de velocidade de ar tomadas em locais através das saídas de um conjunto de ventilador tendo divisões, tais como o conjunto de ventilador 300. Como representado pelo gráfico, a velocidade do ar de saída é substancialmente uniforme ao longo de toda a largura do conjunto de ventilador. A velocidade do ar é estável (10 - 14 metros por segundo) no centro bem como nas extremidades direita e esquerda do conjunto de ventilador. A linha superior no gráfico representa a velocidade do ar através da abertura superior 304, enquanto o ponto principal no gráfico representa a velocidade do ar através da abertura inferior 306.

[038] Embora esta invenção tenha sido descrita em relação a pelo menos uma modalidade, a presente invenção pode ser ainda modificada dentro do espírito e escopo desta divulgação. Este pedido é, portanto, intencionado a cobrir quaisquer variações, usos, ou adaptações da invenção usando seus princípios gerais. Além disso, este pedido é intencionado a cobrir tais desvios da presente divulgação que estão dentro da prática conhecida ou habitual na técnica à qual esta invenção pertence e que estão dentro do limite das reivindicações anexas.

Claims (9)

1. Conjunto de ventilador (300) para um sistema de limpeza de uma colhei- tadeira que compreende: um alojamento (302) compreendendo uma pluralidade de paredes interco- nectadas, as paredes interconectadas incluindo pelo menos duas paredes laterais (302a, 302b) em conjunto definindo uma dimensão de largura externa do conjunto de ventilador (300), e uma parede inferior (302c) conectando as duas paredes laterais, em que as paredes interconectadas definem pelo menos uma abertura de entrada (303) através da qual o ar é fornecido ao alojamento (302) e pelo menos uma abertura de saída (304, 306) através da qual o ar é extraído do alojamento (302); e um rotor de ventilador (310) montado no alojamento (302), em que o rotor de ventilador (310) é configurado para rotacionar para distribuir o ar da abertura de entrada (303) para a abertura de saída (304, 306), o alojamento (302) compreende ainda pelo menos uma divisão (320) posicionada entre as pelo menos duas paredes laterais (302a, 302b), e a pelo menos uma divisão (320) forma dutos discretos (340) no alojamento (302) através dos quais o ar flui a partir da abertura de entrada (303) para a abertura de saída (304, 306), cada duto (340) estendendo uma porção da dimensão de largura (W) do conjunto de ventilador para promover um fluxo de ar uniforme através da dimensão de largura (W) do conjunto de ventilador; CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma divisão (320) inclui uma parede articulável (330) próxima a pelo menos uma abertura de entrada (303) e à montante do rotor de ventilador (310).

2. Conjunto de ventilador, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a parede articulável (330) é configurada para ser articulada por um motor separado.

3. Conjunto de ventilador, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma divisão (320) é orientada paralela às pelo menos duas paredes laterais (302a, 302b).

4. Conjunto de ventilador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que ainda compreende uma pluralidade de divisões (320) posicionadas entre as pelo menos duas paredes laterais (302a, 302b).

5. Conjunto de ventilador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a pelo menos uma divisão (320) inclui uma primeira porção (322) posicionada dentro da abertura de entrada (303) e uma segunda porção (324, 326) se estendendo dentro da abertura de saída (304, 306).

6. Conjunto de ventilador, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que as porções (322, 324, 326) da pelo menos uma divisão (320) estão conectadas ou desconectadas.

7. Conjunto de ventilador, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira porção (322) inclui uma porção recortada para acomodar o rotor de ventilador (310).

8. Conjunto de ventilador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o rotor de ventilador (310) inclui um eixo único que estende através de toda a dimensão de largura (W) do conjunto de ventilador.

9. Conjunto de ventilador, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que um eixo de articulação da parede articulável é ortogonal a um eixo de rotação (A) do rotor de ventilador (310).