BR102020014147A2

BR102020014147A2 - Máquina de limpeza de produtos agrícolas por processo de centrifugação em cortina em espiral

Info

Publication number: BR102020014147A2
Application number: BR102020014147-3A
Authority: BR
Inventors: Otalício Pacheco Da Cunha; Laides Porto Alegre
Original assignee: Otalício Pacheco Da Cunha; Laides Porto Alegre
Priority date: 2020-07-10
Filing date: 2020-07-10
Publication date: 2022-01-25
Also published as: WO2022006651A1; US20230232746A1

Abstract

O seguinte resumo para invenção se refere ao desenvolvimento de uma máquina de limpeza de produtos agrícolas, tais como grãos em geral, onde os grãos a serem limpos são arremessados contra um sistema de peneiramento (5) com peneiras curvas em forma de voluta, sendo que ao serem arremessados os grãos por intermédio de um sistema de elevação de transporte de grãos ou elevador de canecas (2); ditos grãos se deslocam como se fosse uma cortina em espiral, que colidem com a superfície curva das peneiras e provocam a separação das impurezas. A peneira admite regulagem de malha, de modo que um simples ajuste permite que faça a separação de diversos produtos, sem ter de mudar a peneira para uma com malha maior ou com malha menor.

Description

MÁQUINA DE LIMPEZA DE PRODUTOS AGRÍCOLAS POR PROCESSO DE CENTRIFUGAÇÃO EM CORTINA EM ESPIRAL

CAMPO TÉCNICO

[001] O seguinte relatório descritivo para invenção se refere ao desenvolvimento de uma máquina de limpeza de produtos agrícolas, por exemplo, grãos de milho, soja, trigo, arroz, girassol, colza, café, etc., onde estes produtos agrícolas são arremessados em forma de cortina em espiral contra um conjunto de peneiras curvas, resultando em uma separação de alto desempenho entre impurezas e grãos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Operações de limpeza de produtos agrícolas, tais como grãos, são realizados por peneiras vibratórias e oscilatórias planas, peneiras curvas, peneiras em espiral, peneiras cilíndricas entre outras, onde os grãos são forçados a passar pela malha da peneira, resultando na separação dos grãos de suas impurezas.

[003] Independentemente do tipo de peneira empregada, este tipo de processo de separação produz muitos sólidos particulados em suspensão no ar. Por conta disto, diversos equipamentos de separação empregam filtros de mangas, ciclones e outros dispositivos que buscam diminuir o pó resultante no ambiente de trabalho interno e externo do processo de separação.

[004] Além disto, as peneiras apresentam malhas específicas para cada tipo de produto que pretendem separar. Uma peneira que é usada para separar grãos de café não pode ser usada para separar trigo. Sem intercambiar a peneira, o equipamento deixaria passar toda as impurezas junto ao grão de trigo ou reteria tudo junto ao grão de café.

[005] Para solucionar este inconveniente são conhecidos dispositivos de separação composto por placas perfuradas que se sobrepõe, de modo a possibilitar a regulagem da abertura de passagem do grão e retenção das impurezas. Um exemplo de peneiras compostas por placas perfuradas que podem variar a dimensão do orifício de passagem do grão é visto no documento EP 1348495 que consiste em pelo menos dois elementos instalados um em cima do outro e com perfurações de peneiramento. Para alterar o grau de peneiração, os elementos são móveis em relação um ao outro. As perfurações de peneiramento dos vários elementos podem ter geometria e / ou tamanho diferentes ou idênticas. Os elementos de peneiramento são pressionados juntos por dispositivos de fixação. Os elementos de peneiração podem ser cilíndricos em sua construção e formados como um tambor de peneiração.

[006] Um dispositivo de separação que emprega uma peneira curva similar a uma voluta pode ser visto no documento CN 110560356 que divulga um dispositivo de triagem de vários estágios para sementes agrícolas que compreende uma tremonha de alimentação e uma caixa de triagem, em que o centro da parte superior da caixa de triagem é comunicado com a tremonha de alimentação, o fundo de a tremonha de alimentação se estende para a caixa de peneiramento, uma tela de voluta de vários estágios é disposta na caixa de triagem.

PROBLEMA DA TÉCNICA

[007] Os equipamentos de limpeza de produtos agrícolas geram altas doses de pó extremamente tóxicos que ficam em suspensão no ar, obrigando os fabricantes a empregarem diversos meios de filtragem do ar. Também, dependem de diversos tipos de peneira para atender aos diversos produtos agrícolas que devem ser limpos antes de estocados, comercializados ou transformados. Além disto, os processos de peneiramento empregam a vibração, rotação e/ou translação para fazer a separação dos grãos e impurezas.

SOLUÇÃO PROPOSTA

[008] Assim, devido às considerações pertinentes ao estado da arte anteriormente discutido, é um dos objetivos da presente invenção ora proposta, desenvolver uma máquina para limpeza de produtos agrícolas, tais como grãos em geral, onde os grãos a serem limpos são arremessados num processo de centrifugação espiral contra um sistema único de peneiramento em um conjunto de três peneiras sobrepostas tangencialmente, sendo uma fixa e as outras móveis no sentido inverso reverso com peneiras curvas em forma de voluta espiral, sendo que ao serem arremessados, os grãos e impurezas, se deslocam numa cortina em espiral, que colidem com a superfície curva da peneira promovendo a separação dos grãos e impurezas. O conjunto de peneiras admite regulagens dimensionais da malha, nos sentidos longitudinal e transversal possibilitando infinitas regulagens dimensionais nos tamanhos e formatos dos furos, sem a necessidade de trocar as peneiras para todas as espécies de grãos a serem limpos, de modo que o ajuste permite que se faça a separação de produtos conforme sua espécie, sem ter de mudar a peneira para uma malha maior ou menor.

[009] Também, todo o equipamento é em circuito fechado, de modo que nenhum pó escape da máquina para o ambiente interno e/ou externo do trabalho.

DESCRIÇÃO

[010] A caracterização da presente invenção é feita por meio de figuras representativas da máquina de limpeza de produtos agrícolas por processo de centrifugação em cortina em espiral, de tal modo que produto possa ser integralmente reproduzido por técnica adequada, permitindo plena caracterização da funcionalidade do objeto pleiteado.

[011] A partir das figuras elaboradas que expressam a melhor forma ou forma preferencial de se realizar o produto ora idealizado, se fundamenta a parte descritiva do relatório, através de uma numeração detalhada e consecutiva, onde a mesma esclarece aspectos que possam ficar subentendidos pela representação adotada, de modo a determinar claramente a proteção ora pretendida.

[012] Estas figuras são meramente ilustrativas, podendo apresentar variações, desde que não fujam do inicialmente pleiteado.

[013] Neste caso se tem que:

- A FIGURA 01 mostra uma perspectiva de uma possibilidade de construção da máquina, evidenciando se tratar de um equipamento fechado pela carcaça
- A FIGURA 02 mostra uma perspectiva da máquina proposta, sem a carcaça de fechamento;
- A FIGURA 03 mostra uma perspectiva da máquina sem a proteção do sistema de elevação e transporte dos grãos e sem o corpo interno de proteção do sistema de peneira em forma de voluta espiral;
- A FIGURA 04 mostra uma perspectiva dos equipamentos internos, o sistema de elevação, sistema de peneiras, desacelerador de partículas e sistema de ventilação;
- A FIGURA 05 mostra um detalhe em perspectiva do desacelerador, do duto de condução dos particulados finos e leves, do duto de retorno do ar e redução de pressão e da saída das impurezas por gravidade;
- A FIGURA 06 mostra um detalhe em perspectiva do ventilador principal superior e duto de transporte das impurezas leves para o desacelerador;
- A FIGURA 07 mostra o final do sistema de peneiras e um detalhe do sem-fim para impurezas grossas; e
- A FIGURA 08 mostra o mecanismo de variação da regulagem de dimensões da malha e um detalhe, permitindo controlar a dimensão dos furos para reter as impurezas que ficam retidas e as dos grãos que passam.

[014] Para fins deste relatório será utilizada a seguinte nomenclatura:

- Carcaça da máquina (1), corresponde ao envoltório que fecha toda a máquina;
- Sistema de elevação de transporte de grãos ou elevador de caçambas (2);
- Reservatório dos grãos (3) que são coletados pelo elevador de caçambas (2);
- Ventilador inferior (4) do tipo centrífugo está disposto na parte posterior terminal do elevador de canecas (2);
- Sistema de peneiramento (5) composto por três peneiras sobrepostas tangencialmente (15, 16 e 17);
- Sem-fim extrator das impurezas grossas (6);
- Ventilador principal superior (7) do tipo centrífugo está disposto na parte superior do sistema de peneiramento composto pelas três peneiras (15, 16 e 17);
- Desacelerador separador estático gravitacional de ar/impurezas/ar (8);
- Duto de condução das impurezas (9) para o desacelerador (8);
- Duto de retorno do ar (10) do desacelerador (8)
- Bocal de entrada (11) dos produtos agrícolas, por exemplo, grãos para o reservatório (3);
- Bocal de saída (12) dos produtos agrícolas limpos, por exemplo, grãos;
- Bocal de descarte por gravidade (13) das impurezas separadas pelo desacelerador (8);
- Corpo interno (14) que corresponde ao envoltório metálico que contém o sistema de peneiramento (5);
- Voluta espiral perfurada (22) de entrada do ar por insuflação do ventilador (7); e
- Câmara de condução e insuflação do ar (20) para voluta (22) que permeia o conjunto de peneiras (15, 16 e 17).

[015] O elevador de caçambas (2) apresenta velocidades variáveis com rotação entre 2 até 7 m/s, de tal modo que os grãos contidos no reservatório (3) são transportados e ejetados na parte superior do transportador, formando uma sequência de cortinas de grãos em forma de espiral fina e de alta permeabilidade, contra o sistema de peneiramento (5), onde os grãos são separados das impurezas mais grossas que são retiradas por meio do sem-fim (6) que fica disposto na parte inferior do dito sistema de peneiramento (5), estando referida peneira fechada contida por meio do corpo interno (14).

[016] O ventilador centrífugo inferior (4) tem a função de despressurizar o ar no desacelerador (8) e reinjetar este ar em circuito fechado, através do duto de retorno do ar (10) para dentro do corpo interno (14), onde está o sistema de peneiramento (5).

[017] O ventilador centrifugo superior (7) tem a função de aspirar o ar no corpo interno (14), aspirando as impurezas que são centrifugadas em espiral, conduzindo-as pelo duto de condução dos particulados finos (9) para dentro do desacelerador separador estático gravitacional de ar/impurezas/ar (8).

[018] O sistema de peneiramento é composto por um conjunto sobreposto de três peneiras (15, 16 e 17), sendo uma fixa e as outras moveis com ajuste de curso transversal e longitudinal no sentido inverso reverso por intermédio de um conjunto de mecanismos de regulagens (21), o que permite uma amplitude milimétrica de subdivisões nas sobreposições das peneiras calibrando os furos para peneiramento dos grãos, de acordo com a espécie e suas granulometria, com a função operacional e limpeza, separação por densidade e/ou somente peneiramento do produto.

[019] No desacelerador separador estático gravitacional de ar/impurezas/ar (8), o duto de condução dos impurezas (9) fica posicionado ortogonal e lateralmente ao do separador interno (19); sendo que o fluxo de ar utilizado para transporte das impurezas separadas em sua totalidade é aspirado pelo ventilador inferior (4), através do duto de retorno do ar (10) que está posicionado ortogonal e lateralmente ao funil perfurado (18), onde dito ventilador inferior (4) apresenta ajuste de velocidade de rotação para vazão equivalente ao recebido pelo desacelerador de partículas no processo de circuito fechado, com o objetivo de neutralizar as pressões positivas dentro do mesmo, o que permitirá que todo material seja descartado por gravidade pelo bocal de descarte (13), sem poluir o meio ambiente de trabalho.

[020] A cooperação entre o ventilador centrífugo inferior (4) e o ventilador centrifugo superior (7) forma o sistema de ventilação com rotação variável e capacidade de geração de vazão e pressão em circuito fechado, com o objetivo de transportar materiais de densidades diferentes dos grãos, tais como palha, vagens, talos secos, folhas, pó, grãos chochos, partículas finas, "películas de milho", o qual separa as impurezas numa fração do fluxo de ar, sendo que as impurezas são separadas, transportadas e ejetadas no desacelerador separador estático gravitacional de ar/impurezas/ar (8); reutilizando este fluxo de ar, o qual está em circuito fechado em todo o processo, evitando qualquer tipo de contaminação ao ambiente de trabalho.

[021] Sistema de recirculação de ar em circuito fechado compreende o corpo interno (14), o desacelerador (8) o duto de condução dos particulados finos (9) aeroduto duplo de insuflação do ar (20) para a voluta externa perfurada (22) e o duto de retorno do ar (10) o qual aspira o ar do desacelerador (8) e injeta com grande velocidade na parte posterior superior do elevador de caçambas (2) de todo o material a ser beneficiado, com o objetivo de tornar a massa do produto extremamente permeável no momento em que o elevador de caçambas (2) ejeta os grãos para formar jatos de cortinas espiral.

[022] Com isto, o sistema de recirculação em circuito fechado de ar tem um conjunto de ventilação composto pelo ventilador inferior (4) e pelo ventilador superior (7) com dispositivos de variação de rotação que permitem ajustar e sincronizar com precisão o volume e pressão do ar de ambos para cumprir com os objetivos, sendo que o ventilador superior (7) tem como função gerar vazão e pressão para separar as impurezas nos jatos das cortinas espiral, aspirar e separar internamente num processo pneumático/ centrifugação/mecânico as impurezas do ar, onde as impurezas são direcionadas para o desacelerador de partículas que separa as impurezas do ar para recirculação em circuito fechado.

[023] O sistema de circulação do ar em circuito fechado o volume de ar gerado pelo ventilador principal superior (7) o ar limpo será conduzido por ambos lados da secção superior da carenagem (20), a qual tem uma divisória horizontal e uma câmara “plenum”, a qual tem uma divisória horizontal tornando-se um aeroduto que interliga a descarga do ar do ventilador (7) a voluta externa perfurada (22), onde que a mesma é a entrada de ar a qual adentra ao corpo (14), onde este volume de ar atravessa o conjunto das três peneiras (15, 16 e 17) para permear as cortinas de grãos e retirando todo o tipo de impurezas, que serão descartadas, sendo separadas no ventilador (7) e injetando no desacelerador de partículas (8).

[024] O projeto desta máquina é totalmente enclausurado eliminando ciclones e filtro de mangas, ocupando menos espaço do que nas máquinas convencionais para produção equivalentes, com menor intervenção operacional na regulagem e de funcionamento.

Claims

MÁQUINA DE LIMPEZA DE PRODUTOS AGRÍCOLAS POR PROCESSO DE CENTRIFUGAÇÃO EM CORTINA EM ESPIRAL caracterizada por ser toda enclausurada por intermédio da carcaça (1) que fecha a máquina, contendo sistema de elevação de transporte de grãos ou elevador de caçambas (2), cooperante ao reservatório dos grãos (3) que são coletados pelo elevador de caçambas (2); ventilador inferior (4) do tipo centrífugo disposto na parte posterior terminal do elevador de caçambas (2), sistema de peneiramento composto por três peneiras sobrepostas (5), sem-fim extrator das impurezas grossas (6), ventilador principal superior (7) do tipo centrífugo disposto na parte superior do sistema de peneiramento (5), desacelerador separador estático gravitacional de ar/impurezas/ar (8), duto de condução das impurezas (9) para o desacelerador (8), duto de retorno do ar (10) do desacelerador (8), bocal de entrada (11) dos produtos agrícolas, por exemplo, grãos para o reservatório (3), bocal de saída (12) dos produtos agrícolas limpos, por exemplo, grãos, bocal de descarte por gravidade (13) das impurezas separadas pelo desacelerador (8) e corpo interno (14) que corresponde ao envoltório metálico que contém o sistema de peneiramento (5).
MÁQUINA DE LIMPEZA DE PRODUTOS AGRÍCOLAS, de acordo com a reivindicação 1 e caracterizado pelo elevador de caçambas (2) apresentar velocidades periféricas variáveis com rotação entre 2 até 7 m/s, de tal modo que os grãos contidos no reservatório (3) são transportados e ejetados na parte superior do elevador, formando uma sequência de cortinas de grãos em forma de espiral fina e de alta permeabilidade, contra o sistema de peneiramento (5).
MÁQUINA DE LIMPEZA DE PRODUTOS AGRÍCOLAS, de acordo com a reivindicação 2 e caracterizado por contar com sistema de peneiramento (5) composto por um conjunto sobreposto de três peneiras (15, 16 e 17), sendo uma fixa e as outras moveis com ajuste de curso transversal e longitudinal por intermédio de mecanismo de regulagem (21), onde as impurezas mais grossas são retiradas por meio do sem-fim (6) que fica disposto na parte inferior do dito sistema de peneiramento (5).
MÁQUINA DE LIMPEZA DE PRODUTOS AGRÍCOLAS, de acordo com a reivindicação 3 e caracterizado pelo desacelerador separador estático gravitacional de ar/impurezas/ar (8), operar em sincronia com o duto de condução das impurezas (9) que fica posicionado ortogonal e lateralmente ao ciclone interno (19) e com o duto de retorno do ar (10) que está posicionado ortogonal e lateralmente ao funil (18).
MÁQUINA DE LIMPEZA DE PRODUTOS AGRÍCOLAS, de acordo com a reivindicação 4 e caracterizado pelo ventilador inferior (4) apresentar ajuste de velocidade de rotação para vazão equivalente ao recebido pelo desacelerador de partículas (8).
MÁQUINA DE LIMPEZA DE PRODUTOS AGRÍCOLAS, de acordo com a reivindicação 5 e caracterizado pelo sistema de recirculação de ar em circuito fechado compreender o corpo interno (14), o desacelerador (8) o duto de condução dos particulados finos (9) aeroduto duplo de insuflação do ar (20) para a voluta externa perfurada (22) e o duto de retorno do ar (10).