BR102019020537B1

BR102019020537B1 - Escama para peneira de grãos, peneira ajustável para grãos e método de ajuste de escamas para peneira de grãos

Info

Publication number: BR102019020537B1
Application number: BR102019020537-7A
Authority: BR
Inventors: Gerhard Dowich
Original assignee: Gerhard Dowich
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2020-09-08
Also published as: EP4042859A1; AR120121A1; EP4042859A4; BR102019020537A2; WO2021062505A1; US20220369563A1

Abstract

escama para peneira de grãos, peneira ajustável para grãos e método de ajuste de escamas para peneira de grãos. a presente invenção pertence ao setor tecnológico de equipamentos agrícolas, sendo que a peneira ajustável compreende escamas (1) constituídas por dentes (1.1) intercalados por bases (1.2), uma aba inclinada (1.3) na porção traseira e um canal (1.4) entre a aba inclinada (1.3) e os dentes (1.1) para a introdução das árvores (3.1) de movimentação das escamas, sendo os dentes (1.1) acanelados e as bases (1.2) planas. a peneira compreende divisórias (2.1) fixadas nas extremidades (2.2) entre as laterais (2.3) da estrutura da peneira (2) e um mecanismo de ajuste das escamas (3) formado por árvores (3.1) giratórias em orifícios (2.6) das laterais (2.3.) da estrutura da peneira (2). após os orifícios (2.6) as árvores (3.1) apresentam dobra em ?s? (3.2) para introdução nos orifícios (3.4) da régua (3.3) posicionada na face externa da lateral da peneira (2.3). a extremidade (2.2) possui um orifício (2.7) onde é montado um eixo (3.5) com uma alavanca giratória (3.6). é montada no eixo (3.5) uma peça elástica (3.8) ladeada por elementos de proteção (3.7). o método para ajuste da posição angular das escamas (1) também é proposto.

Description

ESCAMA PARA PENEIRA DE GRÃOS, PENEIRA AJUSTÁVEL PARA GRÃOS E MÉTODO DE AJUSTE DE ESCAMAS PARA PENEIRA DE GRÃOS

Setor tecnológico da invenção

[01] A presente invenção pertence ao setor tecnológico de equipamentos agrícolas e se refere, mais especificamente, a aperfeiçoamento desenvolvido em peneira para grãos que é dotada de escamas aperfeiçoadas, bem como a um novo método de ajuste da inclinação das escamas em relação a estrutura da peneira que possibilita a sua utilização para diferentes tipos e dimensões de grãos. A presente invenção compreende, basicamente, escamas com formato padrão que, através de sua implementação, são capazes de possibilitar a limpeza de diferentes culturas de grãos.

Estado da técnica

[02] Atualmente é visível o crescimento do setor agrícola com o desenvolvimento constante de novas soluções tecnológicas aplicadas a máquinas e seus elementos mecânicos constituintes a fim de otimizar os processos de cultivo e produção do segmento em questão. A mecanização agrícola teve início durante o século XVIII e primeiramente foram desenvolvidos arados os quais eram puxados por animais e apresentavam uma estrutura que realizava a perfuração do solo para o depósito de sementes. Pode-se dizer que tal solução foi um avanço frente ao processo de plantio manual da época. Posteriormente, os animais foram substituídos por tratores fazendo com que o setor agrícola crescesse ainda mais, tendo em vista a facilidade do processo de cultivo resultante. A partir de então, os implementos agrícolas hoje conhecidos começaram a ser desenvolvidos atendendo as inúmeras atividades para os mais variados produtos que podem ser observados no setor agrícola.

[03] Em 1831, o inventor americano Cyrus McCon'nick patenteou a primeira máquina desenvolvida para realizar o processo de colheita, chamada de ceifadeira mecânica, que representou a primeira alternativa mecanizada que possibilitava o agrupamento dos grãos colhidos para posterior estocagem. Este foi o primeiro passo para a criação das colheitadeiras atualmente utilizadas principalmente em lavouras de cana-de-açúcar, algodão e grãos como trigo, arroz, café, soja, milho, etc. Outro inventor de ceifadeiras foi ObedHussey que testou e patenteou soluções em 1833 e tornou-se o maior concorrente de Cyrus.

[04] As colheitadeiras acabaram por gerar uma melhoria na qualidade do produto colhido, pois além da colheita ser efetuada mais rapidamente, a partir da implementação da tecnologia, é possível que o produto colhido apresente menor teor de impurezas. Além disso, o processo de colheita mecânica também depende de um bom planejamento e, tendo em vista o crescente aumento na diversidade de produtos derivados do milho, faz-se necessária uma busca constante para a otimização na colheita. Com este objetivo, o setor tecnológico de implementos agrícolas vem se diversificando em prol de uma maior eficiência e rapidez, resultando em significativo aumento produtivo a partir da mecanização total da atividade de colheita de grãos.

[05] Uma vez colhidos, os grãos passam por uma peneira onde é realizado o processo de limpeza do produto colhido. O inconveniente nesse processo são as diferentes dimensões dos grãos e também da diversidade de tipos de impurezas, exigindo que, para cada colheita, uma peneira diferente seja instalada. Para realizar a limpeza mais precisa, a peneira conta com escamas (peneira de escamas), projetadas para cada tamanho de grão comumente colhido pelas colheitadeiras mecânicas. Assim, dependendo do tipo e diâmetro do grão, aplica-se na colhedora peneiras de escamas com altura variável conforme a característica do grão da cultura a ser colhida.

[06] Para sanar esse problema foi proposto um sistema para limpeza de diversos tipos de grãos, objeto do documento de patente de n° MU 8602823-5, intitulado como “SACA PALHAS AUTO NIVELANTE INFERIOR PARA COLHEITADEIRAS”, que descreve o uso de uma calha com regulagem de altura automática compreendendo escamas basculantes. Apesar de apresentar uma solução para a limpeza de diferentes tipos de grãos, a invenção apresenta uma construtividade muito complexa, que emprega dispositivos eletromecânicos e de automação, elevando o custo de produção e de manutenção.

[07] O documento de patente de n° WO 2018053897, intitulado como “COMBINE HARVESTER CAPABLE OF ADAPTIVE ADJUSTMENT, AND ADAPTIVE ADJUSTMENT METHOD’’, descreve a utilização de escamas com altura variável para que seja possível a limpeza de diferentes tipos e dimensões de grãos. Essa característica é alcançada com a utilização de sensores para a identificação das dimensões dos grãos, e um conjunto eletromecânico com motores e eixos controlados para poder abrir ou fechar a abertura das escamas. Apesar de descrever uma peneira com mecanismo de ajuste de altura o documento apresenta uma solução complexa, exigindo a utilização de sensores e mecanismos para alterar a altura da peneira para poder limpar qualquer tipo de grão. A construtividade complexa torna o sistema de custo de produção e de manutenção elevados. Além disso, essa solução exige uma modificação complexa na colheitadeira para funcionar plenamente.

[08] O documento de patente chinesa n. CN203661659, intitulado como “Device for adjusting sieve piece opening degree of cleaning sieve of combine harvester’, assim como o documento descrito anteriormente, se utiliza de um sistema eletromecânico para controlar a abertura das escamas, realizando a limpeza de diferentes grãos com diferentes dimensões. Apesar de descrever uma peneira com mecanismo de ajuste, o documento apresenta uma solução complexa, exigindo a utilização de sensores e mecanismos para alterar a altura da peneira para poder limpar qualquer tipo de grão. A construtividade complexa torna o sistema de custo de produção e de manutenção elevados. Além disso, essa solução exige uma modificação complexa na colheitadeira para funcionar plenamente.

[09] O documento de patente norte-americano US 9.699.971intitulado como “Modified Sieve’’, descreve a utilização de diferentes tipos de escamas em uma mesma peneira para limpeza de diferentes tipos e dimensões de grãos que compensa automaticamente a inclinação da colheitadeira em função dos acidentes e inclinações do terreno. Entretanto, o documento é silente quanto aos meios, dispositivos e arranjos mecânicos que viabilizam esse ajuste automático das escamas das peneiras.

Novidades e objetivos da invenção

[010] É um primeiro objetivo da presente invenção o aperfeiçoamento em escamas universais aplicáveis em peneira para colheitadeira que servem para peneiras de qualquer tipo ou dimensão de grão. Essa característica é alcançada a partir do aperfeiçoamento das escamas, que possibilita a separação de grãos, deixando passar somente o grão limpo, enquanto a sujeira possa ser descartada, como já ocorre atualmente. As escamas compreendem dentes côncavos, apresentando alta resistência a deformação, fazendo com que a peneira tenha uma vida útil maior, tendo um menor custo de manutenção. A conformação mais alta e mais larga traz maior resistência na escama, possibilitando a passagem de grãos maiores, seu formato ajuda a selecionar melhor o modelo do grão a ser colhido, também não permite a passagem de impurezas superiores aos tamanhos dos grãos, pois a abertura é uniforme tanto em baixo do reforço côncavo da escama, quanto na abertura entre os côncavos.

[011] É um segundo objetivo da invenção uma peneira para colheitadeira que é dotada de um aperfeiçoado mecanismo de ajuste das escamas. Com isso, possibilita que o usuário utilize a peneira em questão para diferentes tipos, geometria e dimensão sem a necessidade de troca da mesma. A peneira em questão apresenta uma estrutura mais rígida, e encaixes que possibilitam o uso de um mecanismo de ajuste mecânico de fácil acesso pelo usuário. O mecanismo apresenta uma trava para evitar inconvenientes e retrabalho do usuário com relação ao ajuste da abertura das escamas. A invenção fornece ajuste preciso da abertura da peneira, com rosca sem fim, e travamento da manopla, evitando o inconveniente de abertura ou fechamento involuntário durante a colheita. A implementação desse mecanismo de ajuste resulta na redução de peso do conjunto e menor custo para realizar a abertura e fechamento das escamas, se comparado com modelos de regulagem elétricos. O mecanismo de ajuste está conectado às escamas, de modo a possibilitar a escolha e a definição do tamanho de abertura da peneira. Assim, a invenção soluciona as dificuldades do estado da técnica referente aos grãos com diferentes dimensões e formatos, sendo possível o ajuste de abertura sem a necessidade de manutenção mecânica.

[012] É um terceiro objetivo da invenção um método de ajuste das escamas para peneiras de colheitadeira que possui movimentos simples para a abertura das escamas universais. Assim, para adequar o perfil à colheitadeira o produtor apenas necessita um leve e simples ajuste na parte frontal da estrutura da peneira que está disposta na parte traseira da colheitadeira.

[013] As características da invenção fazem com que os produtores rurais não necessitem realizar a troca de peneira a cada vez que trocar de colheita. Também não há necessidade em realizar modificações complexas para instalar um sistema eletromecânico de identificação de grãos, como relatado no estado da técnica.

[014] Assim, a invenção resulta em maior praticidade na regulagem das escamas, melhor aproveitamento dos grãos colhidos, resultando em lucratividade na colheita, agilidade e ganhos de produção. Isto se deve ao fato da peneira da invenção possibilitar o seu emprego para qualquer tipo e dimensão de grão, sem a necessidade de troca de escamas entre colheitas, elementos eletromecânicos e modificações complexas nas colheitadeiras, influenciando diretamente na melhoria da qualidade, diminuição de tempo e de custo da colheita.

[015] A partir do aperfeiçoamento proposto, estima-se o aumento da área de limpeza em aproximadamente 100 % em relação a escamas para milho, e ainda, aproximadamente 50% em relação a escamas para soja e grãos miúdos (trigo, aveio, sorgo, canola, etc.). A peneira proposta supera os sistemas atualmente conhecidos no estado da técnica, tendo em vista que a invenção visa maior retenção de resíduos (sabugo, vagem, fragmento de caule das plantas).

[016] Destaca-se que, em terrenos inclinados o projeto da escama permite a adequação e a compatibilidade com o desempenho das peneiras autonivelantes, permitindo melhor aproveitamento das laterais das escamas, devido a sua disposição. Em terrenos planos, ou pouco inclinados, as escamas universais têm um rendimento superior a autonivelante.

Descrição dos desenhos anexos

[017] A fim de que a presente invenção seja plenamente compreendida e levada à prática por qualquer técnico deste setor tecnológico, a mesma passa a ser descrita de forma clara e suficiente com base nos desenhos anexos abaixo listados:
Figura 1 - vista em perspectiva da peneira;
Figura 2 - vista em perspectiva do detalhe A da figura 1;
Figura 3 - vista em perspectiva da escama isolada;
Figura 4 -vista lateral da escama isolada;
Figura 5 - vista em perspectiva da estrutura da peneira;
Figura 6 - vista em perspectiva do detalhe B da figura 1;
Figura 7 - vista em perspectiva explodida do mecanismo de ajuste das escamas; Figura 8 - vista em perspectiva do detalhe C da figura 7;
Figura 9 - vista em perspectiva do mecanismo de ajuste de escamas;
Figura 10 - vista em perspectiva explodida do mecanismo de ajuste de escamas.
Figura 11 - vista em perspectiva de opção construtiva da estrutura da peneira.

Descrição detalhada da invenção

[018] As figuras 1 e 2 ilustram a peneira para colheitadeiras da invenção que compreende escamas (1) que se adaptam a qualquer tipo e dimensão de grãos comumente colhidos pelas colheitadeiras. As escamas (1) são instaladas na estrutura da peneira (2), compreendendo pelo menos um mecanismo de ajuste (3).

ESCAMAS PARA PENEIRA DE GRÃOS

[019] Para poder abranger o maior número de tipos de grãos possíveis, as escamas (1), ilustradas nas figuras 3 e 4, são constituídas por dentes (1.1), separados por bases (1.2). Para possibilitar fácil adaptação aos diferentes tipos de grãos, os dentes (1.1) apresentam uma forma acanelada que favorece o escoamento dos grãos e dificulta a passagem de impurezas, enquanto as bases (1.2) são planas e intercalam os dentes (1.1). Além disso, os dentes (1.1) apresentam maior resistência a deformação, fazendo com que a peneira tenha uma vida útil maior e um menor custo de manutenção. As escamas (1) ainda apresentam uma aba inclinada (1.3) na porção traseira que é sobreposta pela porção dianteira composta pelos dentes (1.1) e base (1.2) que se destina a passagem do ar dos ventiladores contidos na colheitadeira, garantindo a melhor circulação na peneira. Os ventiladores têm a função de auxiliar na limpeza dos grãos, sendo que a aba inclinada (1.3) direciona a vazão do ar melhorando o rendimento dos ventiladores, respondendo pela melhoria no resultado da limpeza dos grãos. A escama (1) apresenta um canal (1.4) entre a aba inclinada (1.3) e os dentes (1.1) para a introdução da árvore (3.1) de fixação e movimentação de cada uma das escamas (1).

[020] De forma exemplificativa, os dentes (1.1) apresentam dimensões de13 a 20 mm de largura e 19 a 26 mm de comprimento. Mais preferencialmente os dentes
(1.1) apresentam 16,94 mm de largura e 22,64 mm de comprimento. As bases
(1.2) apresentam largura de 25 a 40 mm de distância, preferencialmente 33,1 mm. A aba inclinada (1.3) apresenta uma inclinação de146 a 174°, preferencialmente 160°.

PENEIRA AJUSTÁVEL PARA GRÃOS

[021] A figura 5 ilustra a estrutura da peneira (2) que compreende divisórias (2.1) fixadas nas extremidades (2.2) entre as laterais (2.3) da estrutura (2), apresentando elementos de reforço (2.4) instalados na parte inferior, para aumentar a rigidez da estrutura (2). A estrutura da peneira (2) também apresenta suportes (2.3) para montagem nas colheitadeiras convencionais. As divisórias (2.1) têm a função de dividir a massa de grãos a ser peneirada pelas escamas (1), distribuindo melhor os grãos na peneira e evitando o seu acúmulo. Além disso, as divisórias (2.1) conduzem o ar, evitando o deslocamento dos grãos para as laterais da peneira, quando em terreno inclinado. A porção inferior (2.1’) das divisórias (2.1) canalizam o fluxo de ar que vem dos ventiladores para trazer melhor desempenho.

[022] As figuras 6 a 8 detalham o mecanismo de ajuste das escamas (3) na estrutura da peneira (2) que compreende árvores (3.1) giratórias em orifícios (2.6) posicionados nas laterais (2.3.) da estrutura da peneira (2). As escamas (1) são fixadas nas árvores (3.1) através dos canais (1.4), possibilitando o comando de giro para regulagem da abertura de passagem dos grãos pela peneira. Após os orifícios (2.6) da lateral da peneira (2.3) as árvores (3.1) apresentam dobra em ‘S’ (3.2) para introdução nos orifícios (3.4) da régua (3.3) posicionada na face externa da lateral da peneira (2.3).

[023] Em uma opção construtiva, a lateral (2.3) da estrutura da peneira (2) pode apresentar orifícios (2.6) com 2 a 6 mm de diâmetro, preferencialmente 4 mm, sendo dispostas a cada 18 a 22 mm, preferencialmente a cada 20 mm. Além disso, os orifícios (2.6) da lateral (2.3) da estrutura da peneira (2) pode apresentar a mesma configuração construtiva dos orifícios (3.4) da régua (3.3), para penetrar sem interferência a extremidade livre da árvore (3.1). Portanto, nessa opção construtiva os orifícios (3.4) compreendem 2 a 6 mm de diâmetro, preferencialmente 4 mm. Caso venha a ser utilizado mais que um orifício (3.4) eles podem ser dispostos a cada 18 a 22 mm, preferencialmente a cada 20 mm.

[024] A figura 7 detalha a montagem do mecanismo de ajuste (3) das escamas (1) montado na estrutura da peneira (2), sendo que uma das suas extremidades (2.2) possui um orifício (2.7) onde é montado um eixo (3.5) dotado de uma alavanca giratória (3.6) para comando do movimento giratório que possibilita a regulagem da abertura das escamas (1) para diferentes tipos e tamanhos de grãos.

[025] Conforme complementado nas figuras 9 e 10, para evitar desgastes entre a alavanca giratória (3.6) do eixo (3.5) e a extremidade (2.2) da estrutura da peneira (2) é instalado um elemento de proteção (3.7).No eixo (3.5) pelo lado oposto da extremidade (2.2) da estrutura da peneira (2) está montada uma peça elástica (3.8) ladeada por elementos de proteção (3.7), seguida de uma porca (3.9).

[026] A alavanca giratória (3.6) também comanda o travamento do movimento giratório do eixo (3.5) do mecanismo de ajuste (3). Para isso, a alavanca giratória (3.6) pode ser posicionada de forma horizontal ou vertical, conforme representado nas figuras 9 e 10, respectivamente. Quando estiver na posição horizontal a alavanca giratória (3.6) exerce pressão e expande a peça elástica (3.8) travada pela porca (3.9), com isso, é aumentado o atrito entre mecanismo de ajuste (3) e estrutura da peneira (2), travando o movimento giratório do eixo (2). Quando a alavanca giratória (3.6) estiver na posição vertical o alívio de pressão faz com que a peça elástica (3.8) volte ao estado original, liberando o eixo (3.5) para giro e regulagem da posição das escamas (1).

[027] No eixo (3.5) é rosqueada outra porca (3.10) na qual é fixada a régua (3.3) em cujos orifícios (3.4) estão montadas as extremidades dobradas (3.2) das árvores (3.1) das escamas (1). Para que o mecanismo de ajuste (3) possa agir sobre as escamas (1), a régua (3.3) é movimentada axialmente através do avanço ou recuo da porca (3.10) obtido pelo giro do eixo (3.5). Assim, através do giro do eixo (3.5), que é roscado, ocorre o movimento de avanço ou recuo da porca (3.10), arrastando a régua (3.3) que produz o movimento angular das árvores (3.1) levando consigo as escamas (1).

MÉTODO DE AJUSTE DE ESCAMAS PARA PENEIRA DE GRÃOS

[028] O método para ajuste da posição angular das escamas (1) de peneira para colheitadeiras compreende as seguintes operações:

- Execução de movimento giratório de um eixo (3.5) mancalizado na estrutura da peneira (2);
- Deslocamento axial de uma porca (10) por ação do giro do eixo (3.5);
- Arraste de uma régua (3.3) dotada de orifícios (3.4) que está vinculada a porca (10), sendo os orifícios (3.4) penetrados pelas extremidades dobradas (3.2) das árvores (3.1) das escamas;
- Controle da inclinação das escamas (1) que responde pela abertura da peneira através do movimento angular das árvores (3.1) gerado pela movimentação axial da régua (3.3).

[029] É importante salientar que as figuras e descrição realizadas não possuem o intuito de limitar as formas de execução do conceito inventivo ora proposto, mas sim de ilustrar e tornar compreensíveis as inovações conceituais reveladas nesta solução. Desse modo, as descrições e imagens devem ser interpretadas de forma ilustrativa e não limitativa, podendo existir outras formas equivalentes ou análogas de implementação do conceito inventivo ora revelado e que não fujam do espectro de proteção delineado na solução proposta.

[030] Tratou-se no presente relatório descritivo de escama para peneira de grãos, peneira de grãos com mecanismo de ajuste e método de ajuste de escamas para peneira de colheitadeiras de grãos, que são dotados de novidade, atividade inventiva, suficiência descritiva e aplicação industrial, atendendo aos requisitos para a concessão do privilégio pleiteado.

Claims

ESCAMA PARA PENEIRA DE GRÃOS que apresentam movimento angular para regulagem da abertura de passagem dos grãos dotadas de dentes (1.1), uma aba inclinada (1.3) e um canal (1.4) entre a aba inclinada (1.3) e os dentes (1.1) para a introdução das árvores (3.1) de movimentação das escamas, caracterizado por serem os dentes (1.1) intercalados por bases (1.2), sendo os dentes (1.1) acanelados e as bases (1.2) planas.
PENEIRA AJUSTÁVEL PARA GRÃOS que compreende divisórias (2.1) fixadas nas extremidades (2.2) entre as laterais (2.3) da estrutura (2) e um mecanismo de ajuste das escamas (3) na estrutura da peneira (2) que compreende árvores (3.1) giratórias em orifícios (2.6) posicionados nas laterais (2.3) da estrutura da peneira (2), sendo as escamas (1) fixadas nas árvores (3.1) através dos canais (1.4), sendo que após os orifícios (2.6) da lateral da peneira (2.3) as árvores (3.1) apresentam dobra em ‘S’ (3.2) para introdução nos orifícios (3.4) da régua (3.3) posicionada na face externa da lateral da peneira (2.3), caracterizada por possuir em uma das extremidades (2.2) da estrutura (2) um orifício (2.7) onde é montado um eixo (3.5) com um olhal (3.6) de comando do seu movimento giratório, sendo montado no eixo (3.5) pelo lado oposto da extremidade (2.2) da estrutura da peneira (2) uma peça elástica (3.8) ladeada por elementos de proteção (3.7), seguida de uma porca (3.9) e possuindo o eixo (3.5) outra porca (3.10) na qual é fixada a régua (3.3) em cujos orifícios (3.4) estão montadas as extremidades dobradas (3.2) das árvores (3.1) das escamas (1).
PENEIRA AJUSTÁVEL PARA GRÃOS, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por possuir elementos de reforço (2.4) instalados na parte inferior da estrutura da peneira (2).
PENEIRA AJUSTÁVEL PARA GRÃOS, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por possuir a estrutura da peneira (2) suportes (2.3) para montagem nas colheitadeiras convencionais.
MÉTODO DE AJUSTE DE ESCAMAS PARA PENEIRA DE GRÃOS caracterizado por compreender as seguintes operações:
Execução de movimento giratório de um eixo (3.5) mancalizado na estrutura da peneira (2) e dotado de uma extremidade roscada;
- - Deslocamento axial de uma porca (10) por ação do giro do eixo (3.5);
- - Arraste de uma régua (3.3) dotada de orifícios (3.4), sendo a referida régua (3.3) vinculada a porca (10) e sendo os orifícios (3.4) penetrados pelas extremidades dobradas (3.2) das árvores (3.1) das escamas;
- - Controle da inclinação das escamas (1) através do movimento angular das árvores (3.1) gerado pela movimentação axial da régua (3.3).