BR102019028017A2 - dosador pneumático - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se, de modo geral, à agricultura de precisão. Mais especificamente, a invenção está relacionada à singularização e dosagem de sementes em dosadores pneumáticos. O dosador pneumático da presente invenção compreende um disco rotativo com uma pluralidade de furos, sendo que tais furos definem um caminho de passagem de sementes quando o disco rotaciona, também compreende uma estrutura contentora de sementes associada ao dito disco rotativo para evitar que as sementes sejam lançadas indevidamente ao solo.

Description

DOSADOR PNEUMÁTICO CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se, de modo geral, à agricultura de precisão. Mais especificamente, a invenção está relacionada à singularização e dosagem de sementes em dosadores pneumáticos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Denomina-se agricultura de precisão a união da agrotecnologia com análises geoestatísticas das lavouras. Com o emprego da agricultura de precisão é possível otimizar o plantio de forma específica para cada gênero agrícola, reduzindo custos operacionais e aumentando a qualidade e o rendimento da colheita.

[003] Para lograrem de maiores lucros, os agricultores têm investido cada vez mais em equipamentos e aplicações tecnológicas nos implementos agrícolas que proporcionam uma maior produtividade em seus plantios. Neste contexto, um dos principais equipamentos empregados nas plantadeiras atualmente são os dosadores de sementes.

[004] Os dosadores de sementes podem ser classificados entre mecânicos e pneumáticos. Dosadores de sementes mecânicos operam por intermédio do acionamento do disco rotativo, que transporta em seus furos as sementes até uma região de desacoplamento das sementes do disco, onde um elemento mecânico remove a semente dos furos e permite que elas sejam direcionadas ao sulco de plantio ao passarem por uma abertura de saída do dosador.

[005] Nos dosadores de sementes pneumáticos as sementes são capturadas pelos furos do disco rotativo por intermédio de um gradiente de pressão entre as duas faces do disco.

[006] Após o acoplamento das sementes nos furos do disco há a etapa de "soltura de sementes", caracterizada pelo corte do vácuo em uma porção especifica do dosador, que possui uma abertura de saída de sementes, expondo o sistema à pressão atmosférica e, como consequência, cortando a condição de vácuo. O corte do vácuo faz com que as forças de sucção nos furos do disco sejam cessadas e as sementes se desacoplem dele sendo conduzidas à abertura de saída de sementes do dosador, na qual é acoplada um duto condutor, que direciona as sementes para os sulcos de plantio.

[007] Existem no mercado dosadores de sementes pneumáticos de pressão positiva e pressão negativa, porém, devido a maior simplicidade de suas construções, os dosadores pneumáticos de pressão negativa são amplamente mais utilizados que os dosadores pneumáticos de pressão positiva. Um clássico exemplo de dosador pneumático é descrito pelo documento de patente US5170909, de Lundie et al.

[008] Os dosadores pneumáticos de pressão negativa usualmente operam em conjunto com uma turbina. Esta turbina é interligada a cada uma das linhas de plantio por uma rede de mangotes e é acionada pelo sistema de transmissão ou pelo sistema hidráulico do implemento agrícola em que as linhas estão montadas, sendo que a principal configuração empregada em grandes plantações para estes implementos agrícolas é feita por plantadeiras tracionadas por tratores.

[009] Quando está em operação, a turbina sorve o ar presente nas tubulações e no interior dos dosadores interligados e o direciona para fora do sistema, causando um fluxo de ar do interior do sistema para fora do sistema.

[0010] O fluxo de ar propiciado pela ação da turbina promove uma diferença de pressão entre as faces do disco do dosador. Esta diferença de pressão dá origem a forças de sução nos furos do disco rotativo verticalmente posicionado no interior do dosador (perpendicular à direção do fluxo de ar). Estas forças de sucção permitem o acoplamento das sementes na face do disco que está posicionada ao lado do reservatório de sementes 20 interno do dosador.

[0011] Uma das grandes vantagens dos dosadores de sementes pneumáticos frente aos dosadores de sementes mecânicos diz respeito a maior velocidade de plantio. Os dosadores de sementes pneumáticos são capazes de operar com maiores rotações para o disco de sementes, esta característica permite maiores velocidades para os implementos agrícolas e, como consequência, aumenta a velocidade do plantio, o que, em grandes plantações, aumenta o rendimento final da colheita

[0012] A possibilidade de operar com maiores velocidades para o disco rotativo é um grande diferencial para os dosadores de sementes pneumáticos, porém, ao se rotacionar os discos a maiores velocidades, a singularização do equipamento é prejudicada.

[0013] Quando o disco está sendo rotacionado em altas rotações há uma maior tendência de as sementes escaparem dos furos do disco de maneira prematura, antes do corte de vácuo, o que leva a falhas. Ao escaparem dos furos do disco, as sementes podem se acoplar aos furos adjacentes, provocando duplas. Estes erros deturpam o arranjo do plantio, reduzindo o rendimento da colheita.

[0014] Adicionalmente, em condições de semeadura em que os discos de sementes operam a elevadas velocidades angulares há o risco iminente de que as sementes sejam arremessadas pelo disco, podendo passar pela abertura de saída do dosador de forma a depositar no solo mais sementes do que o desejado.

[0015] A deposição inadequada de sementes no solo gera problemas de perda de eficiência da plantação, pois haverá mais plantas que o necessário. Adicionalmente, as sementes arremessadas pelo disco de plantio serão potencialmente depositadas muito próximas às demais sementes, ocasionando a ocorrência de duplos ou múltiplos no solo. A ocorrência de duplos ou múltiplos no solo é reconhecidamente ruim para o plantio, dado que nesta condição as plantas competem entre si e produzem com menor eficiência.

[0016] A condição ideal para a deposição de sementes nos sulcos se dá pelo desacoplamento da semente do disco seguido da sua saída do dosador pela ação gravitacional, de forma singularizada.

[0017] Existem algumas soluções no estado da técnica para amenizar os problemas da soltura de sementes descritos previamente. O documento de patente US4450979, de Deckler descreve uma estrutura de retenção de sementes do tipo escova para dosadores de sementes mecânicos. Esta escova tem como função reter as sementes nas células do disco de sementes por uma porção do caminho de sementes. Já o documento de patente US5058766, também de Deckler descreve uma estrutura de retenção de sementes do tipo escova para um dosador de sementes pneumático.

[0018] Embora funcionais, as estruturas retentoras do tipo escova tendem a possuir uma baixa vida útil devido ao atrito constante das cerdas com as sementes e a superfície do disco de sementes do dosador, isso implica no desgaste destas cerdas, o que compromete gradativamente a eficiência dessas estruturas na tarefa de reter as sementes nas células do disco de sementes, levando à diminuição do rendimento da colheita.

DESCRIÇÂO DA INVENÇÃO

[0019] Com o intuito de contornar os inconvenientes encontrados nos dosadores pneumáticos presentes no estado da técnica, a presente invenção traz uma série de aperfeiçoamentos, em que o dosador pneumático da presente invenção compreende um disco rotativo com uma pluralidade de furos, sendo que tais furos definem um caminho de passagem de sementes quando o dito disco rotaciona, sendo que o dosador também compreende uma estrutura contentora de sementes associada ao dito disco rotativo para evitar que as sementes sejam lançadas indevidamente ao solo.

[0020] De acordo com realizações adicionais ou alternativas da invenção, as seguintes características, sós ou em combinações tecnicamente possíveis, também podem estar presentes:

• - a estrutura contentora de sementes é posicionada paralelamente sobre o disco, sobrepondo-se ao caminho de passagem de sementes;
• - a estrutura contentora de sementes compreende um suporte de fixação dotado de um elemento frontal e um elemento traseiro;
• - o suporte de fixação da estrutura contentora de sementes é configurado para ser suportado pelo disco rotativo;
• - o suporte de fixação da estrutura contentora de sementes é configurado para ser solidário ao disco rotativo;
• - a estrutura contentora de sementes compreende uma cavidade, preferencialmente centralizada, que coincide com o caminho circular de passagem de sementes do dito disco rotativo;
• - a dita cavidade da estrutura contentora de sementes tem seu diâmetro determinado pelo tamanho médio das sementes a serem depositadas;
• - a estrutura contentora de sementes compreende uma escova de hastes flexíveis;
• - o dito disco rotativo possui uma face traseira e uma face frontal, sendo a face frontal responsável por receber e transportar as sementes até uma abertura de saída de sementes;
• - o dito disco rotativo possui sua face frontal em acabamento liso;
• - o dito disco rotativo possui sua face frontal provida de elementos geométricos em baixo e/ou alto relevo;
• - a face frontal do disco rotativo, que possui superfície dotada de elementos geométricos, é configurada para receber uma região de apoio da dita estrutura contentora de sementes;
• - a região de apoio para a estrutura contentora de sementes é arranjada entre o raio externo e o raio interno do dito disco rotativo, e que é tangenciada pela região de apoio da estrutura contentora de sementes;
• - a estrutura contentora de sementes possui uma face de entrada de sementes, na qual é feita a recepção das sementes do dito caminho de sementes, e uma face de saída de sementes, estando entre estas duas faces a dita cavidade da estrutura contentora de sementes;
• - a estrutura contentora de sementes compreende um defletor de sementes disposto na face de entrada de sementes;
• - a dita estrutura contentora de sementes é de um ou mais materiais dentre polímeros, cerâmicas e metais; e
• - a estrutura contentora de sementes compreende uma escova de hastes flexíveis, sendo que as hastes flexíveis da dita escova de hastes flexíveis sobrepõem o caminho de passagem de sementes

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0021] Os objetivos, vantagens, melhorias técnicas e funcionais da invenção serão mais bem compreendidos a partir da leitura das descrições de suas realizações particulares, feita a seguir com relação às figuras anexas, as quais ilustram modos de realizações particulares, e não limitativos, em que:
Figura 1: perspectiva do dosador pneumático com ênfase em suas estruturas internas.
Figura 2: vista superior do conjunto disco rotativo mais suporte e estrutura contentora de sementes.
Figura 3: perspectiva do conjunto disco rotativo mais suporte e estrutura contentora de sementes.
Figura 4: perspectiva do conjunto disco rotativo mais suporte e estrutura contentora de sementes.
Figura 5: perspectiva frontal do conjunto disco rotativo mais suporte e estrutura contentora de sementes.
Figura 6: vista explodida do conjunto disco rotativo mais suporte e estrutura contentora de sementes.
Figura 7: vista em corte transversal do conjunto disco rotativo mais suporte e estrutura contentora de sementes.
Figura 8: perspectiva frontal do suporte e estrutura contentora de sementes.
Figura 9: perspectiva lateral do suporte e estrutura contentora de sementes.
Figura 10: perspectiva traseira do suporte e estrutura contentora de sementes.
Figura 11: vista superior do suporte e estrutura contentora de sementes.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0022] A invenção é agora descrita com relação às suas realizações particulares, fazendo-se referência às figuras anexas. Nas figuras e na descrição a seguir, partes semelhantes são marcadas com números de referência iguais. As figuras não estão, necessariamente, em escala, isto é, determinadas características da invenção podem ser mostradas com exagero de escala ou de alguma forma esquemática, assim como detalhes de elementos convencionais podem não ser mostrados no intuito de ilustrar com maior clareza e concisão esta descrição.

[0023] A presente invenção é suscetível às realizações de diferentes formas. Realizações específicas são descritas em detalhes e mostradas nas figuras, com o entendimento de que a descrição deve ser considerada como uma exemplificação dos princípios aqui revelados, e não se destina a limitar apenas ao que está ilustrado e descrito no presente relatório descritivo. Deve-se reconhecer que os diferentes ensinamentos das realizações discutidas a seguir podem ser empregados separadamente ou em qualquer combinação adequada para produzir os mesmos efeitos técnicos.

[0024] A presente invenção trata de um aperfeiçoamento para dosadores pneumáticos 1 do estado da técnica. Mais precisamente, a invenção concerne uma estrutura contentora de sementes 9 para a otimização da etapa de soltura de sementes em plantios que empregam dosadores pneumáticos 1, tal estrutura contentora de sementes 9 tem como intuito eliminar ou, ao menos, amenizar os problemas da etapa de soltura de sementes em dosadores pneumáticos conhecidos.

[0025] A presente invenção descreve um dosador de sementes pneumático 1 que compreende um disco rotativo 2 provido de uma pluralidade de furos 7 dispostos radialmente definindo uma circunferência, convenientemente chamada de caminho de passagem de sementes 8.

[0026] A invenção contempla realizações em que a fixação do disco rotativo 2 ao dosador pneumático 1 é feita na tampa ou na base do dosador 1 com o emprego de um eixo no qual o disco é preso pelo seu centro, como ilustra a figura 1.

[0027] Em uma realização da invenção o disco rotativo 2 é fixado ao eixo compondo uma estrutura única na qual o eixo é responsável pela transmissão de torque ao disco, esta configuração emprega o acionamento central do disco rotativo.

[0028] Em outra realização da presente invenção, o disco rotativo 2 também rotaciona em relação a um eixo central no qual o disco é fixado, mas nesta configuração o acionamento é feito pela região periférica do disco rotativo.

[0029] A fim de solucionar os problemas decorrentes da etapa de soltura de sementes conhecidos do estado da técnica, a presente invenção traz uma estrutura contentora de sementes 9. Esta estrutura contentora de sementes 9 é posicionada sobre a face frontal 4 do disco rotativo 2, de forma a sobrepor o caminho de passagem de sementes 8. Esta configuração é mostrada nas figuras 2, 3 e 4.

[0030] Em uma realização da presente invenção a estrutura contentora de sementes 9 atua em conjunto com singularizadores 22, sendo que tais singularizadores 22 são protrusões posicionadas sobre a face frontal do disco rotativo de forma que suas extremidades tangenciem o caminho de passagem de sementes 8, garantindo que as sementes que estejam acopladas em excesso nos furos 7 do disco sejam empurradas e caiam no reservatório interno do dosador. O posicionamento dos singularizadores 22 sobre o disco rotativo 2 é mostrado nas figuras 4 e 5.

[0031] Quando o disco rotativo 2 opera a elevadas velocidades angulares, além dos problemas do arremesso indevido de sementes previamente descrito, é possível a ocorrência de lançamentos das sementes pela interação dos singularizadores 22 com as sementes nas elevadas velocidades angulares do disco rotativo. As sementes que colidem com os singularizadores 22 podem ser lançadas em direção à abertura de saída de sementes do dosador 21 ao invés de serem raspadas do disco e retornarem ao reservatório interno de sementes. Neste contexto, a estrutura contentora de sementes 9 fica posicionada antes da abertura de saída de sementes do dosador atua como uma barreira para que estas sementes não saiam do dosador, uma vez que a estrutura contentora de sementes 9 permite a saída apenas das sementes que descrevem a trajetória do caminho de passagem de sementes.

[0032] Em uma realização particular da presente invenção, a dita estrutura contentora de sementes é fixada a um suporte de fixação que circunda o disco rotativo. Neste suporte de fixação 10 também são alocados os singularizadores de sementes, cuja função é garantir a singularidade de sementes em cada orifício.

[0033] Em uma configuração alternativa, o dito suporte de fixação 10 compreende um anel superior 11 e um anel inferior 12 acoplados de maneira a conter uma porção do disco rotativo 2 entre eles. É possível visualizar o mecanismo de acoplamento entre o anel superior e o anel inferior na vista explodida do sistema, ilustrado na figura 6.

[0034] Nesta realização da invenção o suporte de fixação 10 da estrutura contentora de sementes 9 faz com que o disco e a estrutura contentora de sementes sem movam de forma solidária. Em outras palavras, o suporte de fixação 10 é suportado pelo disco rotativo 2 de forma que quando o disco é retirado ou inserido no dosador pneumático 1 a estrutura contentora de sementes 9 acompanha o disco, como um dispositivo único.

[0035] A estrutura contentora de sementes 9 é constituída por uma protrusão provida de uma face de entrada de sementes 14 e uma face de saída de sementes 15, sendo que entre as faces frontal e traseira da estrutura contentora de sementes 9 há uma cavidade central 13 (figuras 8 a 11).

[0036] A cavidade central 13 da estrutura contentora de sementes 9 é posicionada sobre o disco rotativo 2 de forma coincidente ao caminho de passagem de sementes 8 (Figura 7). Esta configuração permite que as sementes capturadas nos furos do disco rotativo 7 passem pela cavidade central 13 com destino à abertura de saída de sementes 21.

[0037] Em uma outra realização da invenção, a cavidade central 13 da estrutura contentora de sementes 9 possui geometria tubular, sendo que a geometria da cavidade depende da geometria média das sementes da espécie a ser depositada. A geometria tubular ameniza as chances de que alguma semente com geometria irregular fique aprisionada na cavidade central 13 da dita estrutura contentora de sementes 9, uma vez que não há partes que possam servir como pontos de ancoragem para tais sementes, como cantos vivos e reentrâncias. Além disso, a geometria da dita cavidade ser definida pelo tamanho médio das sementes depositadas faz com que a dita cavidade possua geometria ótima, maximizando a eficiência da estrutura contentora de sementes 9.

[0038] Em uma realização particular da invenção, a estrutura contentora de sementes 9 pode conter elementos de apoio 17 em baixo e/ou alto relevo projetados para interagir com elementos geométricos 16 complementares nos discos rotativos e auxiliar no posicionamento da estrutura contentora de sementes 9 com relação ao disco rotativo 2.

[0039] Uma das possíveis configurações de um elemento geométrico 16 para o disco rotativo 2 do dosador pneumático 1 da invenção é um ressalto projetado para receber a estrutura contentora de sementes 9 em uma região de apoio do elemento de apoio 17 quando posicionada sobre o disco rotativo 2.

[0040] Particularmente, estes elementos geométricos 16 podem apresentar o ressalto em uma circunferência em alto relevo disposta entre o raio externo 5 e o raio interno 6 do disco, sendo que este elemento geométrico 16 na forma de circunferência atua como apoio para a estrutura contentora de sementes. Para isso, ao menos uma porção do elemento de apoio 17 da estrutura contentora de sementes 9 deve permanecer em constante contato com o dito elemento geométrico 16 enquanto o disco rotativo 2 rotaciona. O contato do elemento de apoio 17 da estrutura contentora de sementes 9 com o dito elemento geométrico 16 pode ser melhor visualizado na figura 7.

[0041] Em outra realização da invenção o dito elemento geométrico 16 compreende uma ranhura em baixo relevo na face frontal do disco rotativo. Esta configuração demanda que o elemento de apoio 17 da estrutura contentora de sementes 9 contenha algum ressalto em sua estrutura para ancorar na estrutura de ranhuras elemento geométrico 16 do disco rotativo 2. Esta realização, permite que o elemento geométrico 16 atue como um sistema guia para a movimentação da estrutura contentora de sementes 9 na face frontal 4 do disco rotativo 2.

[0042] Por fim, a invenção contempla um defletor de sementes 19 na face de entrada de sementes 14 da estrutura contentora de sementes 9 a fim de direcionar as sementes arremessadas pelo disco rotativo 2 no interior do dosador 1 para o reservatório de sementes 20.

[0043] Em uma realização particular da invenção o defletor de sementes 19 é constituído de rampas posicionadas na borda da face frontal da estrutura contentora de sementes 9 (região de contato da face de entrada de sementes 14 da estrutura contentora de sementes 9 com a face frontal do disco rotativo 4.

[0044] Embora a invenção tenha sido descrita especificamente em relação a realizações particulares, deve ser entendido que variações e modificações serão evidentes aos técnicos no assunto e podem ser feitas sem se afastar do escopo de proteção da presente invenção. Consequentemente, o escopo de proteção não se limita às realizações descritas, mas é limitado apenas pelas reivindicações anexas, cujo escopo deve incluir todos os equivalentes.

Claims (16)

1. Dosador pneumático (1) que compreende um disco rotativo (2) com uma pluralidade de furos (7) dispostos radialmente, definindo um caminho circular de passagem de sementes (8) quando o dito disco rotaciona;
   CARACTERIZADO por compreender uma estrutura contentora de sementes (9) associada ao dito disco rotativo (2) .
2. Dosador pneumático (1), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por a estrutura contentora de sementes (9) compreender um suporte de fixação (10) dotado de um elemento frontal (11) e um elemento traseiro (12) .
3. Dosador pneumático (1), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por o suporte de fixação (10) da estrutura contentora de sementes (9) ser configurado para ser suportado pelo disco rotativo (2).
4. Dosador pneumático (1), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por o suporte de fixação (10) da estrutura contentora de sementes (9) ser configurado para ser solidário ao disco rotativo (2).
5. Dosador pneumático (1), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por a dita estrutura contentora de sementes (9) compreender uma cavidade (13) que coincide com o caminho circular de passagem de sementes (8) do dito disco rotativo (2).
6. Dosador pneumático (1), de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO por a dita cavidade (13) da estrutura contentora de sementes (9) ter sua geometria predeterminada pelo tamanho médio das sementes a serem depositadas.
7. Dosador pneumático (1), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por a estrutura contentora de sementes (9) se sobrepor à região dos furos, paralelamente ao plano do disco.
8. Dosador pneumático (1), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por o dito disco rotativo (2) possuir uma face traseira (3) e uma face frontal (4), sendo a face frontal responsável por receber e transportar as sementes até uma abertura de saída de sementes (18).
9. Dosador pneumático (1), de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO por a dita face frontal (4) do disco rotativo possuir superfície em acabamento liso.
10. Dosador pneumático, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO por a dita face frontal (4) do disco rotativo possuir superfície com acabamento dotado de elementos geométricos (16) em baixo e/ou alto relevo.
11. Dosador pneumático, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO por a dita face frontal (4) do disco rotativo, que possui superfície dotada de elementos geométricos (16), ser configurada para receber uma região de apoio (17) da dita estrutura contentora de sementes (9).
12. Dosador pneumático, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO por a região de apoio para a estrutura contentora de sementes (9) ser arranjada entre o raio externo (5) e o raio interno (6) do dito disco rotativo, e que é tangenciada pela região de apoio (17) da estrutura contentora de sementes.
13. Dosador pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por a estrutura contentora de sementes (9) possuir uma face de entrada de sementes (14), na qual é feita a recepção das sementes do dito caminho de sementes, e uma face de saída de sementes (15), estando entre estas duas faces a dita cavidade (13) da estrutura contentora de sementes (9).
14. Dosador pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por a estrutura contentora de sementes (9) compreender um defletor de sementes (19) disposto na face de entrada de sementes (14).
15. Dosador pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por a dita estrutura contentora de sementes (9) ser de um ou mais materiais dentre polímeros, cerâmicas e metais.
16. Dosador pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por a dita estrutura contentora de sementes (9) compreender uma escova de hastes flexíveis, sendo que as hastes flexíveis da dita escova de hastes flexíveis sobrepõem o caminho de passagem de sementes (8).

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