BR112018013578B1

BR112018013578B1 - Máquina de ceifar e debulhar

Info

Publication number: BR112018013578B1
Application number: BR112018013578-0A
Authority: BR
Inventors: Morten Bilde
Original assignee: Agco International Gmbh
Priority date: 2016-03-22
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2022-04-26
Also published as: GB201604781D0; US10321634B2; BR112018013578A2; EP3432702A1; WO2017162624A1; EP3432702B1; US20190059233A1

Abstract

A presente invenção refere-se a um sistema de limpeza de grãos (42) em uma máquina de ceifar e debulhar, que compreende um par de paredes laterais, uma parede traseira (70) que se estende entre as paredes laterais, uma peneira (50) operável para oscilar em um caminho para frente e para trás entre as paredes laterais, uma unidade de ventilação (48) para gerar uma corrente de ar de limpeza, e uma saída (54) para descarregar resíduo de um processo de limpeza de grãos. A saída (54) é enquadrada em parte por uma borda inferior da parede traseira (70). Uma abertura (72) é proporcionada na parede traseira para proporcionar um meio de liberação de ar, para melhorar o fluxo para frente e para trás da corrente de ar de limpeza. Opcionalmente, um ventilador auxiliar (80) pode ser proporcionado para acionar ar pela abertura (72).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se a máquinas de ceifar e debulhar e, particularmente, a sistemas de limpeza de grãos instalados nelas, o sistema de limpeza tendo uma ou mais peneiras, que oscilam para limpar grãos, e uma unidade de ventilação, que gera uma corrente de ar de limpeza.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] As máquinas de ceifar e debulhar de autopropulsão têm sido usadas por fazendeiros desde o início do século vinte para ceifar safras de grãos de campos. Desde então, a arquitetura básica do sistema de processamento de safras empregado não mudou significativamente, e é bem conhecida.

[0003] Uma parte dianteira cortante corta e reúne uma safra em pé, que é geralmente transportada para trás para o dispositivo de processamento de safra. O dispositivo de debulhar e separar a bordo serve para debulhar a corrente de material de safra cortado e separar o grão ou as sementes da palha. O material de palha é tipicamente transportado para a parte traseira do dispositivo de separação, do qual é descarregado no solo, enquanto que o grão e o material diferente de grão (MOG), separado dele, é transportado para o, e passado por um, sistema de limpeza ou "cepo".

[0004] Um sistema convencional de limpeza de grãos compreende, normalmente, uma ou mais peneiras, que são acionadas em oscilação para transportar o grão e o MOG em uma direção geralmente para trás, enquanto peneirando o grão do MOG, o grão caindo em uma calha de grão limpo, deixando que o MOG seja descarregado por uma saída na parte traseira do cepo de limpeza.

[0005] O cepo de limpeza compreende ainda uma unidade de ventilação de direção frontal, que gera uma corrente de ar de limpeza. Pelo menos uma parte da corrente de ar é dirigida pelas peneiras de abaixo, para auxiliar na suspensão do MOG mais leve para longe do grão. A corrente de ar carregada com MOG sai do cepo de limpeza pela saída.

[0006] Como as demandas de capacidade aumentam, há uma necessidade para aumentar a capacidade do cepo de limpeza. Uma abordagem conhecida é aumentar o tamanho das peneiras em largura ou comprimento, de modo a aumentar a área de peneiramento disponível. Os aumentos em largura são frequentemente limitados pela largura máxima possível de toda a máquina imposta pela legislação rodoviária. Portanto, há uma tendência para sistemas de limpeza com peneiras mais longas. Um efeito lamentável do emprego de peneiras mais longas é a dificuldade resultante na obtenção de um fluxo de ar uniforme ou um diferencial de pressão uniforme ao longo do comprimento das peneiras. Observou-se que o diferencial de pressão pela peneira é significativamente reduzido na direção das regiões mais atrás, provocando maiores ocorrências de entupimento de peneiras, um efeito frequentemente referido como "desmoronamento da peneira". Uma vez que a peneira tenha desmoronado, podem ocorrer grandes perdas de grãos pela saída do cepo de limpeza.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0007] De acordo com a invenção, proporciona-se uma máquina de ceifar e debulhar, compreendendo um sistema de limpeza de grãos, o sistema de limpeza compreendendo um par de paredes laterais, uma parede traseira que se estende entre as paredes laterais, uma peneira operável para oscilar em um caminho para frente e para trás entre as paredes laterais, uma unidade de ventilação para gerar uma corrente de ar de limpeza, e uma saída para descarga de resíduo de um processo de limpeza de grãos, em que a saída é enquadrada em parte por uma borda inferior da parede traseira, e em que a parede traseira é dotada com uma abertura.

[0008] A abertura na parede traseira do cepo de limpeza serve para proporcionar meios de alívio de ar para uma distribuição aperfeiçoada da corrente de ar de limpeza no cepo de limpeza.

[0009] Para superar os problemas mencionados acima, que são conhecidos por provocar desmoronamento do cortador, os projetistas de máquinas de ceifar e debulhar recorreram naturalmente ao aumento da velocidade do ventilador, para criar um diferencial de pressão suficiente pelas partes traseiras das peneiras. No entanto, observou-se que a distribuição de ar, dentro do cepo de limpeza, fica mais perturbada com essas altas velocidades do ventilador, algumas resultando mesmo em regiões de ar de fluxo frontal, o que é prejudicial ao sistema de limpeza de grãos como um todo, que se baseia em um transporte geralmente para trás do MOG.

[0010] A "contrapressão" exercida na corrente de ar de limpeza é imaginada como sendo provocada pela saída limitada na parte traseira do cepo de limpeza. A tendência para a inclusão de cortadores de palha, na área imediatamente atrás do cepo de limpeza, serve apenas para agravar o problema. Proporcionando-se uma abertura na parede traseira do cepo de limpeza, a contrapressão é reduzida, permitindo, desse modo, um fluxo de ar mais livre de frente para trás, basicamente, aperfeiçoando o desempenho do sistema de limpeza.

[0011] Em uma concretização, a parede traseira do cepo de limpeza serve também como um componente de uma calha de descarga, para orientar a palha descarregada pelo dispositivo de separação aéreo, em que a abertura se estende para a calha de descarga. Uma grade protetora pode ser proporcionada para impedir que a palha, na calha de descarga, entupa a abertura.

[0012] A corrente de ar de limpeza é canalizada pelo cepo de limpeza em uma direção geralmente para trás. Em uma concretização, o volume do canal de fluxo de ar, proporcionado pelo cepo de limpeza, é definido nas partes laterais pelas paredes laterais, na base por um piso e/ou peneiras, e acima por uma bacia de retorno, que é disposta para reter material de safra, separado pelo dispositivo de separação, e transportar o material coletado em uma direção geralmente para frente. Como tal, o lado inferior da bacia de retorno age como um teto para o sistema de limpeza.

[0013] A abertura é, de preferência, a mais alta possível na parede traseira, próxima do lado inferior da bacia de retorno, se proporcionada. Portanto, a suspensão e o transporte do MOG são melhorados.

[0014] Em uma concretização, uma bacia de retorno pode ter um perfil de piso, que define uma crista longitudinal, como descrita no pedido de patente internacional WO 2016/166016 copendente. O piso contornado da bacia de retorno serve para apresenta o material transportado ao sistema de limpeza em um modo preferido. O lado inferior da bacia de retorno pode definir um canal ou ranhura longitudinal, que, vantajosamente, proporciona uma região saliente no teto do cepo de limpeza, desse modo, permitindo que a abertura seja disposta mais alta no cepo de limpeza, se alinhada vertical e lateralmente com o canal.

[0015] A máquina de ceifar e debulhar compreende ainda um ventilador auxiliar, localizado dentro da abertura, o ventilador auxiliar sendo operável para retirar, positivamente, ar do sistema de limpeza. Proporcionando-se um ventilador dedicado para retirar ativamente ar pela abertura, a distribuição de ar no cepo de limpeza não é apenas aperfeiçoada, mas fica também mais controlável. Em uma disposição preferida, a velocidade do ventilador auxiliar é controlada em conjunto com a velocidade do ventilador de limpeza principal.

[0016] O ventilador auxiliar pode ser acionado por um motor hidráulico.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0017] Outras vantagens da invenção vão ficar evidentes da leitura da descrição apresentada a seguir de uma concretização específica, com referência aos desenhos em anexo, em que:

[0018] a Figura 1 é uma vista seccional esquemática de uma máquina de ceifar e debulhar tendo uma arquitetura de processamento de safra conhecida;

[0019] a Figura 2 é uma vista seccional longitudinal esquemática de um sistema de limpeza, de acordo com uma concretização da invenção; e

[0020] a Figura 3 é uma seção transversal esquemática vista para trás ao longo da linha III - III da Figura 2.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS CONCRETIZAÇÕES ESPECÍFICAS

[0021] Uma concretização da invenção vai ser descrita então com referência aos desenhos. Os termos relativos, tais como para frente, para trás, transversal, lateral, longitudinal e oblíquo vão ser estabelecidos com referência à direção de deslocamento para frente normal da máquina de ceifar e debulhar 10 e indicada pela seta F. Os termos vertical e horizontal vão ser estabelecidos com referência ao nível do solo 101, no qual a máquina de ceifar e debulhar 10 é disposta. Em outras palavras, os eixos cartesianos de "longitudinal", "transversal" e "vertical" são estabelecidos em relação à estrutura 12 da máquina de ceifar e debulhar 10 e não são afetados por qualquer inclinação no solo. Os termos "a montante" e "a jusante" são estabelecidos com referência à direção genérica do fluxo da safra ao longo dos sistemas de transporte de material descritos.

[0022] A Figura 1 ilustra, em forma esquemática, os componentes principais do sistema de processamento de safra de uma máquina de ceifar e debulhar 10, e que vão ser usados para explicar o fluxo de material abaixo. O sistema de processamento de safra é mostrado em linhas sólidas, enquanto que o perfil de contorno da colheitadeira 10 é mostrado em forma-fantasma.

[0023] A máquina de ceifar de debulhar 10, a seguir referida como "colheitadeira", inclui uma estrutura 12 suportada nas rodas frontais 14 e nas rodas traseiras dirigíveis 16, que se acoplam ao solo 101. Uma cabine de motorista 18 é também suportada na estrutura 12 e aloja uma estação de motorista, da qual um motorista controla a colheitadeira 10.

[0024] Uma parte dianteira cortante 20 é suportada desprendivelmente na frente de uma câmara de alimentação 22, que é pivotante em torno de um eixo transversal x para levantar e abaixar convencionalmente a parte dianteira 20.

[0025] A colheitadeira 10 é acionada em uma direção para frente (seta F) por um campo de safra usual 102 em uma maneira conhecida. A parte frontal 20 serve para cortar e reunir o material de safra em pé, antes do transporte como uma corrente de material de safra para a câmara de alimentação 22. Um elevador 24, normalmente na forma de um elevador de correntes e ripas, como mostrado, é alojado dentro da câmara de alimentação 22 e serve para transportar a corrente de material de safra para cima e para trás da parte dianteira 20 para o processador de safra, indicado genericamente em 26. Nesse estágio, a corrente de material de colheita se mantém não processada.

[0026] O processador de safra 26 da colheitadeira 10 ilustrada inclui um par de rotores de debulhar e separar de fluxo axial 28, alimentado por uma batedeira de alimentação, que impele material de safra em um fluxo tangencial 30. Deve-se considerar, no entanto, que tipos alternativos de processadores de safra podem ser usados, sem que se desvie do âmbito da invenção. Por exemplo, o processador de safra pode incluir, diferentemente, um cilindro de debulhar de fluxo tangencial, convencional com vários espalhadores de palha para separação. Alternativamente, um único rotor de processamento de fluxo axial pode ser empregado.

[0027] Voltando à Figura 1, a batedeira de alimentação 30 gira em um eixo transversal e compreende palhetas de acoplamento de safra (não mostradas), que transportam a corrente do material de safra, sob a batedeira e para os alojamentos de rotor 32, em que cada um deles alojamento um dos ditos rotores 28. Deve-se considerar que apenas o rotor no lado esquerdo 28 e o alojamento 32 são mostrados na Figura 1, enquanto que o equivalente no lado direito é escondido da vista.

[0028] Os rotores 28 são posicionados para que tenham um eixo de rotação geralmente longitudinal ou para frente e para trás, que é normalmente inclinado ascendentemente na direção da parte traseira da colheitadeira 10.

[0029] Elementos de deslocamento aéreo (não mostrados), proporcionados na extremidade frontal de cada rotor 28, se acoplam à corrente de material de safra, que é então transportada como uma fita ou manta 103 em um caminho axial e helicoidal, geralmente para trás, no espaço entre o rotor 28 e ao alojamento de rotor 32.

[0030] Os rotores de fluxo axial 20 servem para debulhar a corrente de safra em uma região frontal, separar os grãos dela em uma região traseira, e ejetar o resíduo de palha por meio de uma calha de descarga de palha 34, proporcionada abaixo de uma parte traseira dos rotores 20, a palha caindo diretamente no solo em uma janeira 104, como mostrado, ou por meio de um cortador de palha (não mostrado).

[0031] Uma grade de partes cilíndricas 36, proporcionada no lado inferior de cada alojamento de rotor 32, permite que o material separado caia por gravidade em uma bacia de retorno 38, localizada abaixo de uma seção traseira do processador 26, ou diretamente em uma bacia de estratificação 40, localizada abaixo de uma seção frontal do processador 26. De fato, o material separado caindo pela grade 36 é tipicamente uma mistura de grãos e material diferente de grão (MOG), que pode incluir gluma, resíduos e alguma palha.

[0032] A bacia de retorno 38 e a bacia de estratificação 40 servem conjuntamente como um sistema de transporte de material, disposto para transportar o material de safra separado a um cepo de limpeza de grãos, indicado genericamente em 42. As bacias 38 e 40 incluem ambas uma respectiva ligação (não mostrada), para converter uma fonte de torque em movimento oscilante, para oscilar as bacias em uma direção geralmente para frente e para trás. Em combinação com um piso ondulado ou corrugado, o movimento oscilante da bacia de retorno 38 e da bacia de estratificação 40 impele o material geralmente para frente ou para trás, respectivamente.

[0033] A bacia de retorno 38 "retorna" o material separado incidente nele na direção da parte frontal da colheitadeira 10 (na direção F) a uma borda de descarga frontal 44, da qual o material cai ou cascateia na bacia de estratificação 40. O material na bacia de estratificação 40 é transportado para trás a uma borda de descarga traseira 46, da qual o material cai no sistema ou "cepo" de limpeza 42.

[0034] A mistura grãos-MOG cai da borda de descarga traseira 46 no cepo de limpeza 42, no qual a mistura em cascata é submetida a uma corrente de ar de limpeza gerada pelo ventilador 48, antes de cair na frente da peneira ou separador de gluma 50.

[0035] O separador de gluma 50 compreende aberturas ajustáveis suportadas em uma estrutura, que é acionado em uma maneira oscilante para frente e para trás. O material, que se sedimenta no separador de gluma 50, é transportado em uma direção geralmente para trás e o material rico em grãos menor e mais pesado passa entre as aberturas a uma peneira inferior subjacente 52, enquanto que o material maior e mais leve passa para a extremidade do separador de gluma e para fora da parte traseira da máquina, na saída de cepo 54. Uma seção traseira do separador de gluma 50a é comumente ajustável independentemente e é configurável para permitir que os resíduos passem por ele em uma região de redebulhar 56, da qual os resíduos são transportados por meio de um trado de redebulhar 58 de volta para o processador 26.

[0036] A peneira inferior 52 é também acionada em uma maneira oscilante para transportar a mistura de grãos e MOG coletada para trás, em que o material ciando por ela seja coletado por um trado de grãos limpo 60, para transporte a um elevador (não mostrado) para transporte para frente a um tanque de grãos 62. O material, que não passa pela peneira inferior 52 e é, diferentemente, transportado para sua borda inferior cai em uma região de redebulhar 56, para redebulha subsequente.

[0037] A corrente de ar gerada pela unidade de ventilação 48 é também transportada por canalização ascendente pela peneira inferior 52 e separador de gluma 50, para promover o levantamento do MOG da superfície do separador de gluma.

[0038] Para completar, a colheitadeira 10 inclui um sistema de descarga, que inclui um trado de descarga 64.

[0039] Um aspecto da invenção se refere ao cepo de limpeza 42, e, em particular, ao aperfeiçoamento da distribuição da corrente de ar de limpeza dentro do cepo 42, para aperfeiçoar o transporte do MOG. A Figura 2 mostra uma seção vertical do cepo de limpeza 42 e do processador 26.

[0040] Como mencionado acima, a corrente de ar, gerada pelo ventilador 48, sai do alojamento de ventilador em locais sob e sobre a borda frontal do separador de gluma 50, com o que a corrente de ar é afunilada ou orientada geralmente para trás pelas paredes laterais 68 e pelo lado inferior da bacia de retorno 38, que age como um teto. Em colheitadeiras conhecidas, uma parede traseira do cepo de limpeza força descendentemente a corrente de ar pela saída do cepo. No entanto, de acordo com um aspecto da invenção, uma abertura 72 é proporcionada na parede traseira 70 para permitir um grau de liberação de ar, em que uma parte da corrente de ar deixa o volume do cepo pela abertura 72.

[0041] A parede traseira 70 é fixada em posição entre as paredes laterais 68 e tem uma borda de topo 71, que reside adjacente a uma borda de descarga do dispositivo separador, se esse for definido pela borda traseira da grade do rotor 36, como mostrado, ou espalhadores de palha em uma concretização alternativa. À parte da abertura 72 proporcionada nela, a parede traseira apresenta uma superfície contínua ligada pela borda de topo 71, uma borda de fundo 73 e as paredes laterais 68.

[0042] Proporcionando-se uma saída extra para a corrente de ar, a contrapressão, criada pelo tamanho limitado da saída de cepo 54, é reduzida, desse modo, aperfeiçoando o fluxo para frente e para trás genérico e reduzindo as áreas de velocidade de ar zero "inativa" observada.

[0043] A parede traseira 70 do cepo de limpeza 42 serve, nessa concretização, também para proporcionar uma superfície 74 da calha de descarga de palha 34 no lado oposto no cepo de limpeza 42. Como tal, a abertura 72 une efetivamente o volume associado com a parte interna do cepo 42 e o volume associado com a parte interna da calha de descarga de palha 34. Uma grade pode ser proporcionada opcionalmente sobre a abertura, para impedir que a palha entre no cepo de limpeza. No entanto, considera-se que o diferencial de pressão de ar (alta pressão no cepo, uma pressão mais baixa na calha de descarga de palha) vai impedir a migração de palha para o cepo 42.

[0044] A abertura 72 é melhor proporcionada o mais alto que possível na prática na parede traseira 70, para promover um fluxo de ar ascendente de modo a suspender e manter o MOG longe da superfície do separador de gluma 50. Com referência à Figura 3, que mostra uma seção vertical transversal pelo cepo de limpeza 42 e pelo processador 26, pode-se notar que a bacia de retorno 38 compreende um piso de transporte, que define uma crista ou elevação longitudinal central 76. O perfil do piso da bacia de retorno é similar àquele descrito com referência à Figura 17 do pedido de patente internacional WO 2016/166016 copendente, cujo conteúdo é incorporado por referência no presente relatório descritivo. O lado inferior da bacia de retorno 38 tem um canal ou ranhura longitudinal correspondente sob a crista 76. Vantajosamente, isso permite que a abertura 72 seja alinhada transversal e verticalmente com o canal e, desse modo, se estenda a uma maior altura no cepo de limpeza 42.

[0045] Um ventilador auxiliar 80 é montado dentro da abertura, ou pelo menos em uma maneira que serve para remover positivamente ar do cepo de limpeza 42, pela abertura 72 e para a calha de descarga de palha 34. A provisão do ventilador auxiliar 80 permite um maior controle em relação à distribuição de ar e uma distribuição de ar mais uniforme no cepo 42.

[0046] O ventilador auxiliar 80 pode ser acionado por um motor hidráulico, um motor elétrico ou por meio de um acionamento mecânico.

[0047] Em suma, proporciona-se um sistema de limpeza de grãos em uma máquina de ceifar e debulhar, que compreende um par de paredes laterais, uma parede traseira que se estende entre as paredes laterais, uma peneira operável para oscilar em um caminho para frente e para trás entre as paredes laterais, uma unidade de ventilação para gerar uma corrente de ar de limpeza, e uma saída para descarga de resíduo de um processo de limpeza de grãos. A saída é enquadrada em parte por uma borda inferior da parede traseira. Uma abertura é proporcionada na parede traseira para proporcionar um meio de liberação de ar, para melhorar o fluxo para frente e para trás da corrente de ar de limpeza. Opcionalmente, um ventilador auxiliar pode ser proporcionado para acionar o ar pela abertura.

[0048] Deve-se enfatizar que as concretizações descritas acima da presente invenção são meramente possíveis exemplos de implementação, mostradas meramente para um entendimento claro dos princípios da invenção. Muitas variações e modificações podem ser feitas nas concretizações descritas acima da invenção, sem que se afaste substancialmente do espírito e dos princípios da invenção.

Claims

1. Máquina de ceifar e debulhar (10) que compreende um sistema de limpeza de grãos (42), o sistema de limpeza (42) compreendendo um par de paredes laterais (68), uma parede traseira (70) que se estende entre as paredes laterais (68), uma peneira (50, 52) operável para oscilar em um caminho para frente e para trás entre as paredes laterais (68), uma unidade de ventilação (48) para gerar uma corrente de ar de limpeza, e uma saída (54) para descarga de resíduo de um processo de limpeza de grãos, em que a saída é enquadrada em parte por uma borda inferior (73) da parede traseira (70), caracterizada pelo fato de que a parede traseira (70) é dotada com uma abertura (72).

2. Máquina de ceifar e debulhar (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um dispositivo separador de grãos (26), localizado acima do sistema de limpeza (42), e uma calha de descarga (34) disposta para orientar a palha de resíduo descarregada pelo dispositivo separador de grãos, em que a parede traseira (70) do cepo de limpeza serve também como uma superfície ativa da calha de descarga.

3. Máquina de ceifar e debulhar (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que compreende ainda uma bacia de retorno (38), posicionada sob o dispositivo separador de grãos e que serve para pegar o material de safra separado por ele e transportar o material coletado em uma direção geralmente para frente (F), em que um lado inferior da bacia de retorno proporciona um teto para o sistema de limpeza (42).

4. Máquina de ceifar e debulhar (10), de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizada pelo fato de que o dispositivo separador de grãos compreende um par de rotores de processamento de safra de fluxo axial (28), tendo os respectivos eixos de rotação, que são alinhados para frente e para trás e mutuamente lado a lado.

5. Máquina de ceifar e debulhar (10), de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizada pelo fato de que a bacia de retorno compreende um piso, que define uma crista longitudinal (76), que corresponde a um canal no lado inferior da bacia de retorno, em que a abertura é posicionada vertical e transversalmente para se corresponder geralmente ao dito canal.

6. Máquina de ceifar e debulhar (10), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a abertura se estende acima de uma altura definida por uma parte traseira do piso da bacia de retorno.

7. Máquina de ceifar e debulhar (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um ventilador auxiliar (80), localizado dentro da abertura e operável para retirar o ar do sistema de limpeza (42).

8. Máquina de ceifar e debulhar (10), de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o ventilador auxiliar (80) é acionado por um motor hidráulico.

9. Máquina de ceifar e debulhar (10), de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um controlador, configurado para controlar uma velocidade do ventilador auxiliar (80) em função de uma velocidade do ventilador principal.

10. Máquina de ceifar e debulhar (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que compreende ainda uma grade que cobre a abertura.