BR112017019999B1

BR112017019999B1 - Aparelho de tratamento de ar de cabine para uma máquina agrícola

Info

Publication number: BR112017019999B1
Application number: BR112017019999-8A
Authority: BR
Inventors: Massimo DAVTER; Leone CONTENTO
Original assignee: Denso Thermal Systems S.P.A.
Priority date: 2015-03-19
Filing date: 2016-03-17
Publication date: 2022-08-30
Also published as: JP2018508416A; EP3271199A1; BR112017019999A2; US20180043746A1; ES2720614T3; WO2016147135A1; JP6670845B2; EP3271199B1; US11179993B2

Abstract

A presente invenção refere-se a um aparelho de tratamento de ar de cabine para uma máquina agrícola, que compreende pelo menos uma entrada de ar externa (11, 16), um sistema de filtração (20), um sistema HVAC (30) e uma saída de fornecimento de ar de cabine (40). O aparelho compreende adicionalmente uma caixa hermeticamente fechada (1) no interior da qual o sistema HVAC (30) é alojado, a caixa tendo uma abertura de nivelamento (60) para colocação da caixa (1) em comunicação com uma cabine (C) da máquina agrícola para nivelar uma pressão no interior da caixa (1) com uma pressão no interior da cabine (C). O sistema de filtração compreende um filtro (21) para efetuar uma filtração de pelo menos um dentre poeira, aerossóis e vapores, dispostos em uma entrada de ar externa (11) formada na caixa (1) e um duto de entrada de ar (23) disposto a jusante do filtro e provido de uma válvula de seleção (24) tendo uma primeira saída conectada ao sistema HVAC (30) e uma segunda saída conectada a um ventilador (73) de um sistema de condensação (71) através de um duto de limpeza (25).

Description

Campo da Invenção

[0001] A presente invenção refere-se a um aparelho de tratamento de ar de cabine para uma máquina agrícola que compreende pelo menos uma entrada de ar externa, um sistema de filtração conectado a jusante da entrada de ar externa, um sistema HVAC conectado a jusante do sistema de filtração e uma saída de fornecimento de ar de cabine conectado a jusante do sistema HVAC, bem como um a sistema de condensação que compreende um condensador conectado a um evaporador do sistema HVAC e a um ventilador associado ao condensador.

Antecedentes da Invenção

[0002] Aparelhos de tratamento de ar convencionais para máquinas agrícolas fornecem filtração de poeira, mas aerossóis e vapores podem, na prática, ainda fluir livremente para a cabine do veículo. Como regra geral, estes aparelhos conhecidos são inflexíveis, e é difícil utilizá-los para alcançar níveis satisfatórios de pressurização na cabine, em particular se as mais recentes normas são levadas em conta. Há também o problema de isolamento do aparelho de tratamento para evitar a penetração de contaminantes, o que requer um design exato dos elementos de vedação dos componentes individuais do aparelho.

Descrição Resumida da Invenção

[0003] A presente invenção fornece, portanto, um aparelho do tipo inicialmente definido, que compreende ainda uma caixa hermeticamente fechada dentro da qual o sistema HVAC é alojado, a dita caixa tendo uma abertura de nivelamento para colocar a caixa em comunicação com uma cabine da máquina agrícola para nivelar uma pressão dentro da caixa com uma pressão no interior da cabine, em que a dita pelo menos uma entrada de ar externa compreende uma entrada de ar externa formada sobre a caixa, em que o sistema de condensação é disposto no exterior da dita caixa, e em que o sistema de filtração compreende: - um filtro para efetuar uma filtração de pelo menos um dentre poeira, aerossóis e vapores, dispostos na entrada de ar externa, e - um duto de entrada de ar disposto diretamente conectado a jusante do filtro e provido de meios de válvula de seleção tendo uma primeira saída conectada ao sistema HVAC e uma segunda saída conectada ao ventilador do sistema de condensação através de um duto de limpeza.

[0004] De acordo com a presente invenção, o sistema HVAC é, portanto, alojado dentro de uma caixa pressurizada, à mesma pressão que aquela presente no interior da cabine. A pressurização no ambiente da caixa em torno do aparelho de tratamento impede que contaminantes externos entrem em contato com os vários componentes do sistema HVAC e com o ventilador. Consequentemente, não é necessário ter todos os componentes individuais feitos de modo a serem protegidos contra a penetração de contaminantes; apenas as partes da caixa se comunicando com o exterior, em particular as entradas de ar com seus filtros, tem que ser configuradas para esta finalidade. Isto, obviamente oferece um alto grau de simplificação em relação a construção, resultando em economia de custos, bem como uma maior segurança em termos de proteção do operador. Por meio do duto de limpeza e do ventilador do sistema de condensação, é possível realizar uma operação de limpeza sobre o filtro, por meio da qual os contaminantes possivelmente presentes a jusante do filtro são descarregados diretamente para o exterior, impedindo-os de atingir a sistema HVAC e de lá da cabine.

[0005] Realizações preferidas da presente invenção são definidas nas reivindicações dependentes, que devem ser consideradas como uma parte integral da presente descrição.

Breve Descrição dos Desenhos

[0006] Características e vantagens adicionais do aparelho de acordo com a presente invenção serão tornadas mais claras através da descrição detalhada a seguir de uma realização da presente invenção, dada com referência aos desenhos anexos, que são fornecidos puramente como ilustrações não limitativas, em que:

[0007] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um teto de uma máquina agrícola fornecida com um aparelho de tratamento de acordo com a presente invenção;

[0008] A Figura 2a é uma vista plana do teto da Figura 1, com a tampa removida;

[0009] A Figura 2b é uma vista plana ampliada de uma parte do teto com a tampa removida;

[0010] A Figura 3 é uma vista plana da parte mostrada na Figura 2, com o aparelho de tratamento também removido;

[0011] A Figura 4 é uma vista em corte de uma primeira entrada de ar externa do aparelho de tratamento;

[0012] A Figura 5 é uma vista em corte de uma segunda entrada de ar externa do aparelho de tratamento;

[0013] As Figuras 6 a 10 são vistas em corte do teto, mostrando diferentes configurações de funcionamento do aparelho de tratamento.

Descrição Detalhada da Invenção

[0014] As Figuras 1 e 2a mostram um teto (R) de uma máquina agrícola, enquanto a letra (C) indica uma área a ser ocupada pela cabine da máquina agrícola, sob o teto (R). De acordo com os regulamentos sobre a exposição a substâncias perigosas, a cabine deve ser isolada do ambiente externo (pelo menos nas classes de segurança mais altas).

[0015] Uma caixa (1), hermeticamente fechada por uma tampa (2), é colocada no teto (R) da máquina agrícola. A Figura 2a mostra o teto (R) com a caixa (1) da qual a tampa (2) tenha sido removido; em particular, uma junta colocada ao longo de uma borda perimétrica da caixa é visível. Como também pode ser visto na Figura 2b, a caixa (1) forma um compartimento (3), em que uma parte de um aparelho de tratamento de ar (10) de acordo com a invenção é colocada. As Figuras 1 e 2a mostram ainda uma segunda tampa (2') que cobre um segundo compartimento (3') (visível nas Figuras 6 a 9), dentro da qual uma outra parte do aparelho de tratamento do ar está disposto.

[0016] O aparelho de tratamento de ar compreende essencialmente uma primeira e uma possível segunda entrada de ar externa (11, 16), formada através das paredes da caixa (1), através das quais as entradas de ar são aspiradas a partir do ambiente externo, um sistema de filtração (20) conectado a jusante das entradas de ar externas (11, 16), um sistema HVAC (30) conectado a jusante do sistema de filtração (20) e uma saída de fornecimento de ar da cabine (40) conectado a jusante do sistema HVAC (30) (visível na Figura 3), através da qual o ar tratado é fornecido a cabine (C) a uma pressão maior do que a pressão do ambiente externo. O aparelho de tratamento de ar compreende ainda um sistema de condensação (70) disposto no interior do segundo compartimento (3').

[0017] Com referência às Figuras 4 e 6, o sistema de filtração (20) compreende um filtro (21) para efetuar uma filtração de pelo menos um dentre poeira, aerossóis e vapores, disposto na primeira entrada de ar (11), e um duto de entrada de ar (23) estando disposto diretamente conectado a jusante do filtro (21) e no interior da caixa (1) e conectando o filtro (21) ao sistema HVAC (30).

[0018] Um orifício equivalente (não mostrado) é convencionalmente fornecido no interior da cabine para ajustar a pressurização do ambiente no interior da cabine.

[0019] Com referência à Figura 4, o filtro (21) compreende uma caixa de filtro (21a) e um corpo de filtro (21b) alojado no interior da caixa de filtro (21a). Preferencialmente, o corpo de filtro (21b) é um filtro selecionado dentre os filtros conhecidos capazes de suprimir poeira, aerossóis e vapores, em outras palavras, um filtro de categoria 4 de acordo com a Norma Europeia EN 15695. Um grelha de entrada de ar (21c) é também montada na interface entre a primeira entrada de ar (11) e o ambiente externo, a montante do corpo de filtro (21b). Meios de vedação (21d) se encontram interpostos entre a grelha de entrada de ar (21c) e a entrada de ar da caixa de filtro (21a). Um dispositivo obturador (21e) é colocado na grelha de entrada de ar (21c), este dispositivo sendo do tipo inclinado para uma posição fechada e passível de ser aberto por uma pressão a jusante do dispositivo de obturação (21e) mais baixo do que a pressão do ambiente externo. No exemplo ilustrado, o dispositivo obturador (21e) consiste em uma série de aletas de material elástico, que dobram em direção ao interior da caixa (1), abrindo deste modo a primeira entrada de ar (11), quando a pressão a jusante das aletas é menor do que a pressão do ambiente externo.

[0020] A caixa de filtro (21a) é fixa à caixa (1) e a sua saída é conectada ao duto de entrada de ar (23).

[0021] O duto (23) é fornecido com uma válvula de distribuição de ar (24), mostrada esquematicamente nas Figuras 6 a 10, por meio da qual a primeira entrada de ar (11) está em comunicação seletivamente ativada ou desativada com o sistema HVAC (30), como explicado posteriormente. Por meio do duto (23) e da válvula de distribuição de ar (24), a entrada de ar (11) é adicionalmente conectada a um duto de limpeza (25) conectado a um ventilador do sistema de condensação (70) e fornecida para a limpeza do filtro (21), como será explicado posteriormente. No exemplo mostrado, a válvula (24) é configurada para fechar/abrir a entrada para o sistema HVAC (25) e, ao mesmo tempo, abrir/fechar a entrada para o ventilador do sistema de condensação (70). De acordo com realizações alternativas (não mostradas), o fornecimento pode ser feito de uma válvula dedicada apenas ao sistema HVAC, e uma válvula dedicada ao ventilador do sistema de condensação, a operação dos quais, em termos de abertura/fechamento é coordenada.

[0022] Com referência às Figuras 5 e 6, o sistema de filtração (20) pode compreender adicionalmente um segundo filtro (26) para efetuar uma filtração mecânica da poeira, colocada na segunda entrada de ar (16).

[0023] Com referência à Figura 5, o segundo filtro (26) compreende uma caixa de filtro (26a) e um corpo de filtro (26b) alojado no interior da caixa de filtro (26a). De preferência, o corpo de filtro (26b) é um filtro da categoria 2 de acordo com a Norma Europeia EN 15695 e é, portanto, de uma categoria inferior ao primeiro filtro (21). Uma grelha de entrada de ar (26c) também é montada na interface entre a segunda entrada de ar (16) e o ambiente externo, a montante do corpo do filtro (26b). Meios de vedação (26d) estão interpostos entre a grelha de entrada de ar (26c) e a entrada de ar da caixa do filtro (26a). Um dispositivo obturador (26e) é colocado na grelha de entrada de ar (26c), este dispositivo sendo do tipo inclinado em direção a uma posição fechada e pode ser aberto por uma pressão a jusante do dispositivo de obturação (26e) mais baixa do que a pressão do ambiente externo. No exemplo ilustrado, o dispositivo obturador (26e) consiste de uma série de aletas de material elástico, que dobram no sentido do interior da caixa (1), abrindo assim a segunda entrada de ar (16), quando a pressão a jusante das aletas é menor do que a pressão do ambiente externo.

[0024] A caixa de filtro (26a) é fixa à caixa (1) e a sua saída de ar é conectada de uma maneira estanque a uma passagem formada através de uma parede da caixa (1), a qual, na sua extremidade interior, é conectada de uma maneira estanque através de um duto (27) à entrada do sistema de HVAC (30).

[0025] O duto (27) é fornecido com uma válvula de distribuição de ar (28), mostrada esquematicamente nas Figuras 6 a 10, em que a primeira entrada de ar (16) está em comunicação seletivamente ativada ou desativada com o sistema HVAC (30), como explicado posteriormente. A entrada de ar externa (16) é também conectada através do duto (27) e a válvula de distribuição de ar (28) ao ambiente interno da caixa (1), a fim de manter o segundo filtro (26) sob pressão, tal como explicado posteriormente.

[0026] O sistema HVAC (30) é de um tipo convencional; ar fresco e reciclado a ser fornecido para a cabine (C) é desumidificado e trazido até à temperatura desejada por meio deste sistema. De uma maneira convencional, o sistema HVAC (30) pode compreender uma câmara de mistura de ar (31), um ou mais ventiladores (32) (visível nas Figuras 6 a 10), um evaporador (33) e um aquecedor (34).

[0027] A cabine (C) é também conectada à câmara de mistura de ar (31) do sistema HVAC (30) através de uma abertura de reciclagem de ar (50) formada na caixa (1), visível na Figura 3.

[0028] A caixa (1) também tem uma abertura de nivelamento (60), visível na Figura 3, para colocar o espaço interno (3) da caixa (1) em comunicação com a cabine (C) para nivelar a pressão no interior da caixa (1) com a pressão dentro da cabine (C).

[0029] O sistema de condensação (70), disposto no interior do segundo compartimento (3') do teto (R), compreende convencionalmente um ou mais condensadores (71) e um ou mais ventiladores (73) associadas aos condensadores (71). O(s) condensador(es) (71) é/são conectado(s) convencionalmente ao(s) evaporador(es) (33) do sistema HVAC (30), dentro de um circuito de fluido de resfriamento e o(s) ventilador(es) (73) servem para resfriar/condensar o fluido de resfriamento no interior do(s) condensador(es) (71). O duto de limpeza (25) é conectado a uma entrada de ar do(s) ventilador(es) (73).

[0030] O funcionamento dos componentes individuais do aparelho de acordo com a presente invenção e o monitoramento da pressão e das condições HVAC dentro da cabine (C) são controlados por uma unidade de controle eletrônica (não mostrado).

[0031] Com referência às Figuras 6 a 10, diferentes configurações de funcionamento do aparelho de tratamento de ar de acordo com a presente invenção serão agora ilustradas.

[0032] A Figura 6 mostra uma configuração de limpeza que pode ser adotada quando o aparelho é iniciado. Nesta configuração, a válvula de distribuição (24) associada ao duto (23) que conecta a primeira entrada de ar externa (11) ao sistema HVAC (30) é posicionada de modo a desativar a comunicação entre a primeira entrada de ar externa (11) e o sistema HVAC (30), e para permitir a comunicação entre a primeira entrada de ar externa (11) e o duto de lavagem (25). A válvula de distribuição (28) associada ao duto (27) que conecta a segunda entrada de ar externa (16) ao sistema HVAC (30) é posicionado de modo a desativar a comunicação entre a segunda entrada de ar externa (16) e o sistema HVAC (30). As setas não numeradas representadas na Figura 6 representam o percurso de ar criado por esta configuração. O ar que entra a partir da entrada de ar (11), depois de ter sido aspirado pelo ventilador (73) do sistema de condensação (70), é utilizado para remover quaisquer depósitos no interior do primeiro filtro (21) e para descarregá-los para o exterior através de uma saída de ar do sistema de condensação (70).

[0033] A Figura 7 mostra uma configuração de pressurização inicial do aparelho. Nesta configuração, a válvula de distribuição (24) associada ao duto (23) que conecta a primeira entrada de ar externa (11) ao sistema HVAC (30) é posicionada de modo a permitir a comunicação entre a primeira entrada de ar externa (11) e o sistema HVAC (30) e para desativar a comunicação entre a primeira entrada de ar externa (11) e o duto de limpeza (25).

[0034] A válvula de distribuição (28) associada ao duto (27) que conecta a segunda entrada de ar externa (16) ao sistema HVAC (30) permanece na posição que impede a comunicação entre a segunda entrada de ar externa (16) e o sistema HVAC (30). As setas não numeradas representadas na Figura 7 representam o caminho de ar criado por esta configuração. O ar que entra a partir da entrada de ar (11), depois de ter sido aspirado pelo ventilador (32) do sistema HVAC (30), passa através do primeiro filtro (21) e do sistema HVAC (30) e, em seguida, através da saída da cabine de fornecimento de ar (40) para pressurizar a cabine (C).

[0035] A Figura 8 mostra uma configuração de pressurização de estado estacionário do aparelho. Nesta condição, a válvula de distribuição (24) associada ao duto (23) que conecta a primeira entrada de ar externa (11) ao sistema HVAC (30) permanece na posição que permite a comunicação entre a primeira entrada de ar externa (16) e o sistema HVAC (30), e a válvula de distribuição (28) associada ao duto (27) que conecta a segunda entrada de ar externa (16) ao sistema HVAC (30) permanece na posição que impede a comunicação entre a segunda entrada de ar externa (16) e o sistema HVAC (30). Esta posição da válvula de distribuição (28) também permite a comunicação entre o segundo de entrada de ar externa (16) e o espaço interno (3) da caixa (1). As setas não numeradas representadas na Figura 8 representam o percurso do ar. O ar que continua a entrar na cabine (C) ao longo do percurso indicado acima com referência à Figura 7 também passa a partir da cabine (C) no espaço (3) dentro da caixa (1), através da abertura de nivelamento (60), de modo que também pressuriza o interior da caixa (1) e passa do espaço (3) para dentro do duto (27) em comunicação com o espaço (3), de modo que também pressuriza o segundo filtro (26).

[0036] A Figura 9 mostra uma configuração de detecção de anomalia no aparelho. Nesta condição, a válvula de distribuição (24) associada ao duto (23) que conecta a primeira entrada de ar externa (11) ao sistema HVAC (30) é posicionada de modo a desativar a comunicação entre a primeira entrada de ar externa (11) e o sistema HVAC (30), e a válvula de distribuição (28) associada ao duto (27) que conecta a segunda entrada de ar externa (16) ao sistema HVAC (30) é posicionada de modo a desativar a comunicação entre a segunda entrada de ar externa (16) e o sistema HVAC (30). Deste modo, o ar externo é impedido de entrar na cabine (C) através das duas entradas de ar externas (11, 16).

[0037] A Figura 10 mostra uma configuração de operação com o filtro de categoria inferior associado à segunda entrada de ar externa. Esta configuração pode ser usada como uma alternativa à configuração operacional de categoria mais elevada (mostrada nas figuras anteriores), quando as condições de funcionamento não requerem um elevado grau de proteção contra contaminantes. Nesta configuração, a válvula de distribuição (24) associada ao duto (23) que conecta a primeira entrada de ar externa (11) ao sistema HVAC (30) é posicionada de modo a desativar a comunicação entre a primeira entrada de ar externa (11) e o sistema HVAC (30), e a válvula de distribuição (28) associada ao duto (27) que conecta a segunda entrada de ar externa (16) ao sistema HVAC (30) é posicionado de modo a permitir a comunicação entre a segunda entrada de ar externa (16) e o sistema HVAC (30). As setas não numeradas representadas na Figura 10 representam o percurso de ar criado por esta configuração. O ar que entra a partir da entrada de ar (16), depois de ter sido aspirado pelo ventilador (32) do sistema HVAC, passa através do segundo filtro (26) e do sistema HVAC (30) e, em seguida, através da saída da cabine de fornecimento de ar (40) para pressurizar a cabine (C). O ar que continua a entrar na cabine (C) também passa a partir da cabine (C) no espaço (3) dentro da caixa (1), através da abertura de nivelamento (60), de modo que também pressuriza o interior da caixa (1).

Claims

1. APARELHO DE TRATAMENTO DE AR DE CABINE PARA UMA MÁQUINA AGRÍCOLA, que compreende pelo menos uma entrada de ar externa (11, 16), um sistema de filtração (20) conectado a jusante da entrada de ar externa (11, 16), um sistema HVAC (30) conectado a jusante do sistema de filtração (20), e uma saída de fornecimento de ar de cabine (40) conectada a jusante do sistema HVAC (30), bem como um sistema de condensação (70) que compreende um condensador (71) conectado a um evaporador (33) do sistema HVAC (30), e um ventilador (73) associado ao condensador (71), caracterizado por compreender adicionalmente uma caixa hermeticamente fechada (1) no interior da qual o sistema HVAC (30) é alojado, a dita caixa tendo uma abertura de nivelamento (60) para colocação da caixa (1) em comunicação com uma cabine (C) da máquina agrícola para nivelar uma pressão de ar no interior da caixa (1) com uma pressão de ar no interior da cabine (C), em que a dita pelo menos uma entrada de ar externa compreende uma entrada de ar externa (11) formada na caixa (1), em que o sistema de condensação (70) é disposto no exterior da caixa e em que o sistema de filtração compreende: - um filtro (21) para efetuar uma filtração de pelo menos um dentre poeira, aerossóis e vapores, dispostos na entrada de ar externa (11), e - um duto de entrada de ar (23) disposto diretamente conectado a jusante do filtro (21) e provido de meios de válvula de seleção (24) tendo uma primeira saída conectada ao sistema HVAC (30) e uma segunda saída conectada ao ventilador (73) do sistema de condensação (70) através de um duto de limpeza (25).

2. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a dita pelo menos uma entrada de ar externa compreender adicionalmente uma segunda entrada de ar externa (16) formada na caixa (1), em que o sistema de filtragem (20) compreende adicionalmente um segundo filtro (26) para efetuar uma filtração mecânica do pó, disposto na segunda entrada de ar externa (16), e em que a segunda entrada de ar externa (16) está em comunicação seletivamente ativada ou desativada com o sistema HVAC (30).

3. APARELHO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por, quando a segunda entrada de ar externa (16) estiver na condição de comunicação desativada com o sistema HVAC (30), o segundo filtro (26) ser colocado em comunicação com o interior da caixa (1) ao nível de uma pressão de ar no segundo filtro (26) com a pressão de ar dentro da caixa (1).

4. APARELHO, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por cada uma das ditas primeira entrada de ar externa e segunda entrada de ar externa serem fornecidas com um respectivo dispositivo de obturação (21e, 26e), o qual é inclinado em direção a posição fechada e passível de ser aberto com uma pressão de ar a jusante do dispositivo de obturação (21e, 26e) menor do que uma pressão de ar externa.

5. APARELHO, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a dita caixa e o dito sistema de condensação serem adaptados para estarem dispostos no teto (R) de uma máquina agrícola, acima da dita cabine.