BR102022020034A2 - Máquina de limpeza de produtos agrícolas com múltiplos cilindros, múltipla separação granulométrica e separação por peso - Google Patents

Abstract

A PRESENTE PATENTE DE INVENCÃO SE REFERE A UMA MÁQUINA DE LIMPEZA DESTINADO A` SEPARAÇÃO DE IMPUREZAS DOS PRODUTOS AGRÍCOLAS, TAIS COMO CEREAIS E GRÃOS VEGETAIS. PARTICULARMENTE, A MÁQUINA DE LIMPEZA COMPREENDE MÚLTIPLOS CILINDROS ROTATIVOS QUE PROMOVEM A LIMPEZA POR MEIO DE MÚLTIPLAS SEPARAÇÕES GRANULOMÉTRICAS E SEPARACÃO POR PESO ATRAVÉS DE VENTILAÇÃO. DESTA FORMA, A MÁQUINA (M) DE LIMPEZA DE PRODUTOS AGRÍCOLAS É DOTADA DE PELO MENOS UM MEIO DE ACIONAMENTO (A) DE UM SISTEMA DE PENEIRAMENTO (SP), DOTADO DE PELO MENOS UM SISTEMA DE ASPIRAÇÃO DE PARTICULADOS LEVES (SAP) E UM SISTEMA DE VENTILAÇÃO (SVP) DE SEPARAÇÃO DO PRODUTO AGRÍCOLA DAS IMPUREZAS, POR MEIO DA DIFERENÇA DE MASSA ENTRE O PRODUTO E A IMPUREZA.

Description

MÁQUINA DE LIMPEZA DE PRODUTOS AGRÍCOLAS COM MÚLTIPLOS CILINDROS, MÚLTIPLA SEPARAÇÃO GRANULOMÉTRICA E SEPARAÇÃO POR PESO CAMPO DE APLICAÇÃO

001 A presente patente de invenção se refere a uma máquina de limpeza destinado à separação de impurezas dos produtos agrícola, tais como cereais e grãos vegetais. Particularmente, a máquina de limpeza compreende múltiplos cilindros rotativos que promovem a limpeza por meio de múltiplas separações granulométricas e separação por peso através de ventilação.

ESTADO DA TÉCNICA

002 É de conhecimento do estado da técnica, a necessidade da segregação de grãos de diferentes tamanhos, além da eliminação das impurezas que chegam juntas com os grãos ou cereais nas unidades de armazenamento ou beneficiamento. Desta forma, é necessário realizar uma separação dos materiais indesejados, como palhas, pedras entre outras impurezas, dos produtos colhidos na lavoura.

003 No mercado são encontrados máquinas e equipamentos que utilizam basicamente dois processos: o peneiramento e a separação gravitacional por cortina de ar, com diferentes tipos de movimento nas peneiras.

004 Os equipamentos disponíveis atualmente possuem uma série de limitações, entre elas: a eficiência limitada da limpeza, a necessidade de paradas para limpeza manual, ocupam grande espaço físico, além de aglomerar impurezas nas peneiras, perdendo assim capacidade.

005 Da mesma forma, alguns modelos de máquina apresentam um elevado nível de vibração e por este motivo exige um alto investimento em base civil, além de gerar elevado índice de manutenção em partes móveis. Além disso, o estado da técnica revela que a instalação em patamares elevados e mezaninos se torna economicamente inviável devido à alta vibração, inviabilizando assim o uso de fluxo gravitacional, exigindo assim a instalação de equipamentos adicionais de movimentação dos grãos e cereais.

006 Um exemplo do estado da técnica é o documento de patente WO9965619, o qual refere-se a uma máquina de separação de grãos e suas respectivas impurezas. Ao logo do documento é revelado que a dita máquina compreende uma estrutura, uma entrada de grãos, um tambor separador dotado de uma tela e uma calha para conduzir os grãos até um conjunto de cilindro, os quais compreendem uma hélice de trado. Ao longo do documento de patente, é revelado meios para gerar um fluxo de ar e promover a separação das impurezas.

007 Desvantajosamente, a máquina revelada pelo documento WO9965619, compreende um alto nível de investimento para fixar sua estrutura ao solo, e consequentemente, devido ao seu tamanho horizontal, para manter

008 Outro exemplo do estado da técnica é o documento de patente CN107520128A. A presente patente chinesa trata-se de um classificador de remoção de impurezas em grãos embarcado em uma máquina dotada de um funil de alimentação localizada em sua parte superior, um dispositivo de filtragem, um eixo rotativo e, uma primeira peneira trommel que está envolta de uma segunda peneira trommel, sendo que uma peneira é de malha fina e outra de malha grossa.

009 Assim, a patente CN107520128A faz uso de múltiplos cilindros para filtragem, de modo a um primeiro cilindro maior envolver um segundo cilindro menor, de separação granulométrica por meio dos dois estágios de peneiramento.

010 Percebe-se que a patente chinesa não resolve meios de promover a separação da impureza por meio de um fluxo de ar por um canal de direcionamento das impurezas o qual serão capturados por um sistema de coleta, e dessa maneira, o acumulo de impureza proveniente da limpeza dos grãos, torna a manutenção da máquina custosa.

011 Desse modo, de acordo com o estado da técnica revelado, as máquinas rotativas atualmente resolvem a questão da vibração, porem utilizam cilindros rotativos simples, sendo normalmente de grande porte quando comparado com a sua capacidade, exigindo assim grande espaço físico dentro das casas de máquinas das unidades de armazenagem ou beneficiamento. Em suma são equipamentos de baixa eficiência.

012 Ainda, os processos revelados de separação de diferentes granulometrias ocorrem sequencialmente por meio de um conjunto de peneiras, dispostas no sentido axial. Dessa forma, o usuário precisa optar entre um fluxo maior de produto na máquina, porém com limpeza deficiente, ou, obter uma boa limpeza, restringindo o fluxo do produto, além reduzir significativamente a capacidade de processamento.

013 Outro inconveniente dos equipamentos do estado da técnica é a falta do controle adequado do fluxo de grãos dentro dos cilindros, sendo que as condições de umidade e impureza desses grãos e cereais mudam constantemente, afetando assim o fluxo dentro dos cilindros.

014 Normalmente as máquinas conhecidas para a aplicação no mercado agrícola, possuem um sistema de cortina de ar, para separação dos materiais. Porém, o sistema funciona com aspiração de penas um ventilador, o qual tem a função de separar o material leve do material mais pesado, ao mesmo tempo realizar o transporte desse material segregado até algum tipo de filtro. Essa operação, quando realizada por apenas um ventilador, limita a eficiência, principalmente pela complexidade de realizar as devidas regulagens em um único equipamento, que tem duas funções distintas.

015 Dessa forma, a apresente patente de invenção oferece um avanço tecnológico nas características técnicas das máquinas de limpeza de produtos agrícolas com múltiplos cilindros, múltipla separação granulométrica e separação por peso, de modo a promover uma separação de materiais e impurezas em grãos e cereais, com maior eficiência e versatilidade, com relação aos equipamentos contidos no estado da técnica.

016 Assim, um objetivo da presente invenção é prover uma máquina de limpeza dotada de um arranjo diferenciado de múltiplos cilindros rotativos, montados um dentro do outro de modo a formar pelo menos dois estágios de peneiramento, o que permite múltiplas separações granulométricas, além de permitir uma operação mais controlada da máquina, o que vantajosamente, permite uma maior eficiência e capacidade no processo de limpeza dos produtos agrícolas, em especial os cereais ou os grãos vegetais.

017 Outro objetivo da presente invenção é prover uma máquina de limpeza dotada de múltiplos cilindros rotativos que compreendem um conjunto de helicoides de passo variável que giram juntamente com cada cilindro rotativo e deslocam as impurezas e os produtos agrícolas limpos até serem despejados em seus respectivos compartimentos.

018 Um outro objetivo da presente invenção é prover uma máquina de limpeza dotada de um sistema de separação das impurezas dos produtos, por meio da insuflação de ar na câmara de passagem dos produtos agrícolas. Desta forma, o ar passa por meio de um conjunto de chapas perfuradas e lisas, e separa os materiais mais leves dos mais pesados, de modo que os materiais leves ficam em suspenção e são aspirados até um filtro.

019 Outro objetivo da presente invenção é prover uma máquina de limpeza dotada de um conjunto de cilindros agrupados por uma estrutura metálica que compreende trilhos circulares, que rolam sobre rodízios, o que vantajosamente, permite uma configuração mais simples, já que não há estruturas internas dentro dos cilindros para promover o giro dos múltiplos cilindros rotativos.

020 Outro objetivo da presente invenção é prover uma máquina de limpeza dotada de um sistema de aspiração de particulado em suspensão que fica dentro da máquina e é proveniente da movimentação dos produtos agrícolas juntamente com as impurezas.

021 Esse conjunto de soluções técnicas resulta em maior eficiência, tornando o equipamento mais compacto, além oferecer maior versatilidade na instalação.

022 Serão apresentadas a seguir figuras esquemáticas de uma realização particular da inovação, cujas dimensões e proporções não são necessariamente as reais, pois as figuras têm apenas a finalidade de apresentar didaticamente seus diversos aspectos, cuja abrangência de proteção está determinada apenas pelo escopo das reivindicações anexas.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

023 O objeto da presente invenção será melhor compreendido à luz da descrição detalhada que segue em sua forma de realização preferencial, mas não limitativa, a qual tem por ilustração os desenhos esquemáticos em anexo:

024 Figura 01 – Ilustra um corte transversal da máquina, evidenciando os sistemas de acionamento, de peneiramento, de insuflação e aspiração de ar.

025 Figura 02 – Ilustra uma vista lateral do conjunto de cilindros.

026 Figura 03 – Ilustra uma vista frontal do conjunto de cilindros

027 Figura 04 – Ilustra um corte transversal da máquina, evidenciando os elementos de cada sistema.

028 Figura 05 – Ilustra uma vista frontal do arranjo do conjunto de cilindros juntamente com o sistema de acionamento.

029 Figura 06 – Vista frontal dos arranjos de múltiplas estruturas modulares.

DESCRIÇÃO DETALHADA

030 Conforme ilustrado pelas figuras anexas, é apresentado uma máquina de limpeza de produtos agrícolas com múltiplos cilindros, múltipla separação granulométrica e separação das impurezas por peso. Os produtos agrícolas estão compreendidos, preferencialmente, na classe dos grãos e dos cerais. Porém, será compreendido que a máquina pode ser aplicada para limpeza de quaisquer produtos que necessitem de uma separação das impurezas em relação aos ditos produtos agrícolas.

031 Desta forma, de acordo com a figura 1, a máquina (M) de limpeza de produtos agrícola é dotada de pelo menos um meio de acionamento (A) de um sistema de peneiramento (SP) e dotado de pelo menos um sistema de aspiração de particulados leves (SAP).

032 Ainda de acordo com a figura 1, a máquina (M) compreende um sistema de ventilação (SVP) de separação do produto agrícola das impurezas, por meio da diferença de massa entre o produto e a impureza, sendo que dito sistema de ventilação (SVP) é disposto abaixo do bocal de alimentação (9) de produto agrícola. Já o sistema de peneiramento (SP) é dotado de múltiplos cilindros rotativos, montados um dentro do outro, de modo a prover a separação granulométrica de grãos vegetais por meio de pelo menos dois estágios de peneiramento através de uma pluralidade de orifícios de diferentes dimensões.

033 De maneira preferencial, conforme ilustrado na figura 2, os múltiplos cilindros rotativos é dotado de pelo menos um cilindro rotativo interno (1) e um cilindro rotativo externo (2) agrupados por uma estrutura (3). Será compreendido que o sistema de peneiramento (SP) pode compreender vários cilindros rotativos internos (1), sendo montados um dentro do outro e por fim compreendendo um cilindro rotativo externo (2). Da mesma forma, preferencialmente, os múltiplos cilindros rotativos tem o mesmo sentido de rotação, sendo no sentido horário ou anti-horário, contudo, será compreendido que cada cilindro rotativo, independente, pode girar em um determinado sentido, ou seja, enquanto que um gira no sentido horário, o outro cilindro rotativo gira no sentido anti-horário.

034 Também será compreendido que, preferencialmente, os múltiplos cilindros rotativos giram em uma única velocidade, contudo, de maneira opcional, cada cilindro rotativo pode girar em uma velocidade diferente em relação ao cilindro interno e/ou externo.

035 Já de acordo com a figura 3, preferencialmente, o cilindro rotativo externo (2) compreende orifícios (21) que são menores que os orifícios (11) do cilindro rotativo interno (1), o que vantajosamente permite a separação granulométrica dos produtos agrícolas. As dimensões dos orifícios (11 e 21) serão definidas pelo usuário conforme a sua necessidade de separação granulométrica realizada em cada estágio. De maneira preferencial, será compreendido que os orifícios (11 e 21) estão dispostos e distribuídos ao longo de toda a superfície dos cilindros rotativos, interno e externo (1 e 2), respectivamente. Contudo, alternativamente, cada cilindro rotativo, interno e externo (1 e 2) pode compreender orifícios (11 e 21) que estejam dispostos e distribuídos em parte de cada cilindro rotativo, interno e externo (1 e 2).

036 Conforme ilustrado pelas figuras 2 e 4, o cilindro rotativo interno (1) é maior, em seu comprimento, que o cilindro rotativo externo (2), de modo que parte do cilindro rotativo interno (1) se estende a partir da extremidade do cilindro rotativo externo (2). Além disso, cada cilindro rotativo, interno e externo (1 e 2) compreende um seu interior um conjunto de helicoides (10 e 20) respectivamente, de deslocamento axial dos produtos agrícolas.

037 Dessa forma, cada conjunto de helicoides (10 e 20) compreende passos variados, conforme a demanda proporcional necessária em cada estágio, e varia seus passos relação a cada cilindro rotativo (1 e 2), ou seja, o passo do conjunto helicoide (10) do cilindro rotativo interno (1) varia gradativamente do maior para o menor, sendo que o passo inicia em um fluxo máximo e vai reduzindo até a saída do produto agrícola, enquanto que, o passo da helicoide (20) do cilindro rotativo externo (2) varia gradativamente do menor para o maior, sendo que o passo inicia em um fluxo máximo e vai reduzindo no sentido axial.

038 Assim, no cilindro rotativo interno (1), o produto normalmente passa pelos orifícios (11), pois se utiliza uma dimensão maior que os produtos bons, sendo a impureza transportada através do conjunto de helicoides (10) que giram juntamente com cilindro rotativo interno (1) até ser despejado em uma bica de impureza grossa (22). Já os produtos que passaram pelos orifícios (11), caem dentro do cilindro rotativo externo (2), sendo que nessa etapa o produto anda dentro do dito cilindro rotativo externo (2), pois os orifícios (21) são menores que o diâmetro dos produtos, sendo deslocado pelo conjunto de helicoides (20) até ser despejado na bica de saída de grãos limpos (23).

039 De acordo com as figuras 1, 4 e 5, o meio de acionamento (A) dos múltiplos cilindros rotativos, interno e externo (1 e 2) compreende um inversor de frequência (8) de controle de um motor (7) de acionamento de pelo menos uma roda (6) que em contato com pelo menos um trilho circular (4), disposto no cilindro rotativo externo (2), promove o giro dos múltiplos cilindros interno e externo (1 e 2), que rolam sobre um conjunto de rodízios de apoio (5). Desta forma, o meio de acionamento (A) é dotado de uma configuração simples e prática, já que não necessita de um eixo e estruturas transversais instaladas no interior do cilindro rotativo, permitindo assim a instalação dos conjuntos de helicoides (10 e 20).

040 Conforme figuras 1 e 4, o sistema de ventilação (SVP) é dotado de uma câmara superior (14), um ventilador (12) e uma bica de entrada (13), de modo que a câmara superior (14) é configurada por um conjunto de chapas perfuradas (15) dispostas na entrada do ar e um conjunto de chapas lisa (15a) que formam os canais de ar que direcionam as impurezas para o sistema de aspiração (SAP) e por onde são escoados os produtos agrícolas por gravidade. Já o ventilador (12) é responsável por separar impurezas mais leves dos produtos agrícolas, por meio da insuflação de ar para o interior da câmara superior (14), enquanto que a bica de entrada (13) liga e transporta o produto agrícola da câmara superior (14) até a entrada dos múltiplos cilindros rotativos, interno e externo (1 e 2).

041 Desta forma, o sistema de ventilação (SVP) promove a separação das impurezas em relação aos produtos, por meio da diferença das massas, assim, as impurezas sendo mais leves que os produtos, são direcionadas para o sistema de aspiração de particulados leves (SAP), enquanto que os produtos que são normalmente mais pesados, são deslocados por gravidade até o conjunto de cilindros rotativos, através de uma bica de entrada (13).

042 Ainda de acordo com as figuras 1 e 4, cada sistema de aspiração de particulados leves (SAP) é dotado de um primeiro e um segundo duto de aspiração (16 e 17) respectivamente, um ventilador de aspiração (19) e um filtro (18), de modo que o primeiro duto de aspiração (16) é responsável por ligar e transportar as impurezas leves da câmara superior (14) até o filtro (18), enquanto que o segundo duto de aspiração (17) liga e transporta as impurezas leves em suspensão do interior da máquina (M) até o filtro (18). Já o ventilador de aspiração (19) promove a aspiração das impurezas dispostas nos primeiro e segundo dutos de aspiração (16 e 17) e as insuflam para o filtro (18).

043 Desta forma, o sistema de aspiração de particulados leves (SAP) evita a proliferação de pó no interior da máquina (M), já que todo o pó gerado internamente pela movimentação dos produtos agrícolas é aspirado pelo ventilador de aspiração (19).

044 De acordo com as figuras 6 e 6a, para atender maiores capacidades, o meio de acionamento (A) associado com o sistema de peneiramento (SP) configura uma estrutura modular (EM). Dessa forma, a máquina (M) pode ser montada por várias estruturas modulares (EM), de modo a formar uma configuração axial, vertical e ou horizontal, sendo que a quantidade de estruturas modulares (EM) é definida pela quantidade de produto agrícola a ser limpo.

045 A máquina (M) compreende ainda fechamentos metálicos, formando uma caixa (30) de formato prismático, a qual visa proteger os componentes, bem como evitar que o particulado em suspensão polua o ambiente ao redor da dita máquina (M). Além disso, abaixo dos múltiplos cilindros rotativos interno e externo (1 e 2), está instalado um motor elétrico (31), o qual aciona uma rosca transportadora (32), que tem a função de deslocar todas impurezas segregadas dos múltiplos cilindros rotativos, interno e externo (1 e 2) até uma bica de descarga (33).

046 O homem da técnica prontamente perceberá, a partir da descrição e dos desenhos representados, várias maneiras de realizar a invenção sem fugir do escopo das reivindicações em anexo.

Claims (9)

1. Máquina de limpeza de produtos agrícola com múltiplos cilindros, sendo que a dita máquina (M) compreende um sistema de ventilação (SVP) de separação, entre o produto agrícola e as impurezas, por meio da diferença de massa entre o produto e a impureza, um sistema de peneiramento (SP) dotado de múltiplos cilindros rotativos, sendo pelo menos um cilindro rotativo interno (1) e um cilindro rotativo externo (2), montados um dentro do outro e de separação granulométrica de grãos vegetais por meio de pelo menos dois estágios de peneiramento através de uma pluralidade de orifícios e um meio de acionamento (A) de um sistema de peneiramento (SP) e pelo menos um sistema de aspiração de particulados leves (SAP), caracterizado por o sistema de ventilação (SVP) ser dotado de uma câmara superior (14), um ventilador (12) e uma bica de entrada (13); a câmara superior (14) ser configurada por um conjunto de chapas perfuradas (15), dispostas na entrada do ar e um conjunto de chapas lisa (15a) que formam os canais de ar que direcionam as impurezas para o sistema de aspiração (SAP) e por onde são escoados os produtos agrícolas por gravidade; o ventilador (12) separar impurezas mais leves dos produtos agrícolas, por meio da insuflação de ar para o interior da câmara superior (14); a bica de entrada (13) ligar e transportar o produto agrícola da câmara superior (14) até a entrada dos múltiplos cilindros rotativos (1 e 2).
2. Máquina de limpeza de produtos agrícola com múltiplos cilindros, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por cada cilindro rotativo (1 e 2) compreender um seu interior um conjunto de helicoides (10 e 20) respectivamente, de deslocamento axial dos produtos agrícolas, sendo que o cilindro rotativo interno (1) é maior, em seu comprimento, que o cilindro rotativo externo (2), de modo que parte do cilindro rotativo interno (1) se estende a partir da extremidade do cilindro rotativo externo (2).
3. Máquina de limpeza de produtos agrícola com múltiplos cilindros, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por cada conjunto de helicoides (10 e 20) compreender passos variados em relação a cada cilindro rotativo (1 e 2) respectivamente.
4. Máquina de limpeza de produtos agrícola com múltiplos cilindros, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 3, caracterizado por o passo da helicoide (10) do cilindro rotativo interno (1) variar gradativamente do maior para o menor, sendo que o passo inicia em um fluxo máximo e vai reduzindo até a saída do produto agrícola.
5. Máquina de limpeza de produtos agrícola com múltiplos cilindros, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 3, caracterizado por o passo da helicoide (20) do cilindro rotativo externo (2) variar gradativamente do menor para o maior, sendo que o passo inicia em um fluxo máximo e vai reduzindo no sentido axial.
6. Máquina de limpeza de produtos agrícola com múltiplos cilindros, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado por o cilindro rotativo externo (2) compreender orifícios (21) menores que os orifícios (11) do cilindro rotativo interno (1).
7. Máquina de limpeza de produtos agrícola com múltiplos cilindros, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o meio de acionamento (A) dos múltiplos cilindros rotativos (1 e 2) compreender um inversor de frequência (8) de controle de um motor (7) de acionamento de pelo menos uma roda (6) que em contato com pelo menos um trilho circular (4) disposto no cilindro rotativo externo (2) promove o giro dos múltiplos cilindros (1 e 2), que rolam sobre um conjunto de rodízios de apoio (5).
8. Máquina de limpeza de produtos agrícola com múltiplos cilindros, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por cada sistema de aspiração de particulados leves (SAP) ser dotado de um primeiro e um segundo duto de aspiração (16 e 17) respectivamente, um ventilador de aspiração (19) e um filtro (18); o primeiro duto de aspiração (16) ligar e transportar as impurezas leves da câmara superior (14) até o filtro (18); o segundo duto de aspiração (17) ligar e transportar as impurezas leves em suspensão do interior da máquina (M) até o filtro (18); o ventilador de aspiração (19) aspirar as impurezas dispostas nos primeiro e segundo dutos de aspiração (16 e 17) e insufla-las no filtro (18).
9. Máquina de limpeza de produtos agrícola com múltiplos cilindros, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o meio de acionamento (A) associado com o sistema de peneiramento (SP) configurar uma estrutura modular (EM); a máquina (M) ser montada por várias estruturas modulares (EM), por meio de uma configuração axial, vertical e horizontal, sendo a quantidade de estruturas modulares (EM) ser definida pela quantidade de produto agrícola a ser limpa.

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