BRPI1003832A2 - mÁquina ceifadeira de canas de aÇécar inteiras acionada por uma unidade motriz independente - Google Patents

Abstract

MÁQUINA CEIFADEIRA DE CANAS DE AÇéCAR INTEIRAS ACIONADA POR UMA UNIDADE MOTRIZ INDEPENDENTE. Trata-se de uma máquina ceifadeira de canas de açúcar inteiras acionada através de uma unidade motriz independente, a qual se acopla de forma lateral e paralela à unidade motriz ou trator mediante uma barra transversal articulada, e que compreende um dispositivo despontante das canas e um conjunto orientador das mesmas que as ordena e posiciona para serem cortadas rente ao solo por um dispositivo cortador de base, o qual entrega as canas cortadas a um conjunto de cilindros e escovas rotatórias que giram em tais velocidades que as transportam e as proporcionam o desfolhamento ou descascamento, mantendo as mesmas inteiras; cujos cilindros podem ser revestidos de borracha ou outro material elástico semelhante com saliências em sua superfície para trasladar mais eficientemente as canas sem danificar as mesmas e, opcionalmente, um carro ou acoplado que forma um conjunto em tandem engatado com a ceifadeira e que recebe as canas limpas, as armazena e transporta para o lugar de descarga.

Description

MAQUINA CEIFADEIRA DE CANAS DE AQLICAR INTEIRAS ACIONADA POR UMA UNIDADE MOTRIZ INDEPENDENTE" Campo Tecnico Da Invencao

A presente invengao refere-se a uma maquina ceifadeira de cana de agCicar, com condugao e acionamento por uma unidade motriz independente. Em particular, a presente invengao se refere a uma unidade operante acionada por um trator agricola, que desponta, corta na base e tira as folhas das canas mantendo as mesmas inteiras, sem despedaga-las ou corta- Ias em fragmentos e que carrega as em um acoplado que as recebe e transporta ate ο ponto de descarga.

Estado Da Tecnica E Problemas A Solucionar

A ceifa mecanica da cana de agucar aborda uma cliversidade de sistemas e modelos de ceifadeiras, cujo desenvolvimento e difusao ocorreram especialmente nos Ciltimos 50 anos. A ceifa da cana de agCicar era realizada antigamente da forma

manual. Atualmente, de acordo com paises ou regioes, coexistem formas mecanicas com outras "misturas" ou semi-mecanicas, com tendencia voltada para a mecanizagao das safras.

Dentre os sistemas mecanicos ou semi-mecanicos, sao conhecidas maquinas de corte de base ou "derrubadoras" das canas, com incinera?ao das folhas ou cascas antes do corte ou com incineragao posterior das mesmas, ja cortadas e colocadas sob re ο terreno. Estas operagoes sao complementadas com ο despontado e ο carregamento das canas sobre meios de transporte em diregao aos engenhos de agucar ou fabricas de agiicar, alcoois, etc., manualmente ou com carregadoras mecanicas.

Estes sistemas permitem Ievar ao engenho as canas inteiras, sem despedaga- Ias ou cota-las em fragmentos.

A forma de ceifa mecanica de maior expansao η as ultimas décadas é a que se realiza com máquinas conhecidas como "integrais", que são, normalmente, máquinas automotrizes de grande porte, que ao avançar com a ceifa em um sulco de cana por vez, realizam as seguintes operações:

corte ou desponte dos extremos das canas, descartando o extremo do talo com o penacho de folhas do ápice;

corte de base que secciona as canas rente ao solo separando-as das raízes ou rizomas;

transporte das canas dentro da máquina até o sistema de despedaçamento;

despedaçamento ou corte das canas em fragmentos de 20 a 30

cm de longitude, cortando simultaneamente as bainhas e as lâminas das folhas;

tratamento do material resultante com correntes de ar que separa as folhas e os materiais leves dos pedaços de cana más pesados; carregamento das canas despedaçadas por noras até um meio de

transporte que acompanha lateralmente a ceifadeira como uma unidade independente com sua própria motricidade.

Estas operações são realizadas simultaneamente enquanto a máquina se desloca, acompanhada pelo meio de transporte que consiste em um caminhão ou uma tremonha acoplada rebocado por um trator, que recebe as canas cortadas para seu transporte para fora do campo.

As ditas ceifadeiras integrais são máquinas de grande porte e potência, com preços elevados de compra e capacidades de operação adequadas para escalas de produção extensas e, por conseguinte, apresentam difícil acesso e disponibilidade para ceifar parcelas de produtores de pequenas escalas ou de baixa capacidade econômica.

Consequentemente, os produtores de escalas menores encontram dificuldades crescentes para ceifar seus cultivos de cana. A escassez de mão de obra ceifadeira está atrelada à proibição da incineração das folhas dos canaviais para evitar suas conseqüências prejudiciais em matéria de contaminação ambiental por fumaças, assim como as perdas de material orgânico cuja utilização apropriada contribui para um bom manejo e conservação dos solos.

A possibilidade de ceifar a cana de açúcar inteira, limpa ou descascada sem incineração, é sustentada e demandada como a opção de maior interesse para muitos produtores de escalas médias e pequenas, sempre que estão dispostos os equipamentos apropriados em condições acessíveis.

Existem múltiplos antecedentes e informações sobre diversas máquinas para ceifar cana de açúcar, além das mencionadas, e que, em uma ou mais operações do processo de ceifa, são similares ou utilizam meios e princípios semelhantes.

No entanto, não existem referências de máquinas ceifadeiras de condução por uma unidade motriz independente como a do presente invento, que ceifam as canas inteiras incluindo o desfolhamento, e que transferem as canas para um meio de transporte ou acoplado rebocado pela mesma máquina.

Breve Descrição Da Invenção

A presente invenção apresenta uma solução que satisfaz as necessidades insatisfeitas anteriormente mencionadas e se refere a uma unidade operante de condução por um trator agrícola comum.

Consequentemente, um objetivo da presente invenção consiste em fornecer uma máquina ceifadeira de canas de açúcar inteiras acionada por uma unidade motriz independente, que compreende:

um dispositivo de acoplamento lateral da ceifadeira na unidade motriz independente constituído por uma barra rígida transversal articulada em ambos extremos relacionada a ambas as unidades permitindo, em seu deslocamento sob re ο terreno, a nivelagao independente de ambas as unidades tanto no sentido da fre rite para tras como no sentido lateral e que mantem a relagao de proximidade e paralelismo como ο avango do conjunto a todo ο momento;

um dispositivo de desponte das canas de agucar vertical, que

compreende meios de corte da parte superior da cana de agiicar vertical;

um dispositivo de corte de base e desfolhado das canas de agiicar, que compreende

a. meios de orientagao das canas para um setor de corte de base das mesmas rente ao solo,

b. meios de corte de base das canas rente ao solo;

c. meios de orientagao das canas cortadas na forma horizontal;

d. meios de transporte que compreendem cilindros,giratorios em serie por cima e por baixo das canas, para sua circulagao na forma longitudinal

para a parte posterior da maquina e para forgar sua passagem posterior por um setor de desfolhamento ou descascamento,

e. meios de desfolhamento ou descascamento que compreendem escovas rotatorias de aIta velocidade, que dispoem de fibras semi-rigidas para tirar ou desprender as folhas e bainhas Iaminares das canas, e

f. meios para impulsionar finalmente as canas para fora do

dispositivo de despontado.

Em uma modalidade da inven^ao, a maquina ceifadeira compreende ainda um carro ou acoplado de armazenamento e transporte das canas limpas, disposto continuamente em rela^ao ao dispositivo de despontado, que e rebocado em tandem com a mesma ceifadeira ate ο ponto de descarga da ceifa.

Em outra modalidade da invengao, os meios para impulsionar as

canas para fora do dispositivo de despontado compreendem um piano defletor lateral, que orienta as canas que saem com certa velocidade desviando sua trajetoria para um flanco e fazendo com que caiam e se disponham transversalmente sob re ο solo, para ο carregamento manual em carros ou caminhoes ou atraves de "pingas" carregadoras

A maquina da presente invengao, alem das operagoes de desponte e corte das canas de agijcar, inclui ο desfolhamento ou descascamento conservando as canas inteiras, constituindo ao mesmo tempo em uma unidade ou maquina operante, com a caracteristica relevante de ser do tipo de condugao e acionamento por um trator agricola comum ou atual.

A maquina da presente invengao compreende um dispositivo para ο "desponte" das canas seguido de elementos de corte de base rente ao solo. As canas inteiras passam, a seguir, em um setor da ceifadeira no qual sao despejadas as folhas para serem carregadas finalmente na forma direta em um acoplado rebocado pela mesma maquina para seu transporte para fora do campo de cultivo.

As canas ceifadas e Iimpas sao carregadas em um carro transportador ou acoplado, ο qual, por sua vez, e rebocado formando um "tandem" com a maquina ceifadeira para transportar a ceifa para fora do campo de cultivo, descarregando-as na forma concentrada.

Alternativamente, a maquina ceifadeira da presente invengao pode deixar as canas depositadas sobre ο terreno, colocadas transversalmente na diregao dos sulcos, atraves de um dispositivo defletor lateral.

A maior vantagem de ceifar as canas inteiras, particularmente para os produtores de pequena escala, consiste no fato de que as mesmas podem ser manipuladas e conservadas por maior tempo antes da moenda sem que seja deteriorada sua qualidade e podem ser manejadas em forma de fardos ou carregadas manualmente ou com "pingas" carregadoras, utilizando

meios ao seu alcance. Adversamente1 a cana cortada em fragmentos pequenos pelo sistema das ceifadeiras integral's e manejada somente a granel com equipamentos e meios de grande porte e deve ser transportada para ο engenho para seu prdcessamento imediato, tendo em vista que a demora inicia rapidamente a deterioragao fermentativa com degradagao dos apiicares e perdas de qualidade e rendimento.

Desde q ponto de vista tecnico-economico ao social, e relevante aprimorar meios ou equipamentos inovadores apropriados para aprimorar a ceifa da cana inteira, atendendo a um setor que requer os mesmos e cuja permanencia no proprio ambito produtivo e popuiacional esta cada vez mais comprometida.

Breve Descricao Dos Desenhos

Para uma melhor compreensao da presente invengao, e ilustrada uma forma de modalidade ou interpretagao preferida da mesma mediante os seguintes desenhos, nos quais:

A Figura 1 e uma vista em planta da maquina ceifadeira da presente invengao.

A Figura 2 e uma vista lateral parcial, de acordo com a Iinha de corte A-A da maquina ceifadeira da Figura 1. A Figura 3 mostra uma vista frontal em perspectiva do conjunto da

maquina ceifadeira da presente invengao e do trator que opera a mesma.

Descricao Detalhada Da Invencao

A seguir, sera descrita a maquina ceifadeira da presente invengao em maiores detalhes, com referencia as. figuras anexas, nas quais os elementos equivalentes apresentam a mesma numeragao, para faciIitar a compreensao.

Em uma modalidade da invengao, a maquina ou unidade

ceifadeira da presente invengao recebe ο acionamento mecanico e hidraulico a partir de um trator agricola.

Na Figura 1 e observada em planta a maquina ceifadeira de uma modalidade da presente invenpao acoplada a um trator que transporta a mesma e transmite forga mecanica atraves da aplicapao de potencia e de conexoes hidraulicas. A estrutura fisica do trator esta relacionada a maquina ceifadeira por uma barra de acoplamento de posigao transversal 1.

Em um aspecto da presente invengao, a dita barra rigida 1 apresenta uma posigao aproximadamente horizontal e e montada transversalmente a marcha do trator, articulada no mesmo nos bragos inferiores de um engate do tipo com tres pontos, por exemplo, com uma corrediga que permite ao extremo lateral direito oscilar verticalmente. O extremo direito e conectado a ceifadeira atraves de uma articulagao giratoria no sentido de cima para baixo, de maneira que, mediante a atuagao das duas articulagoes ambas as unidades se deslocam paralelamente e em conjunto, mantendo sua independencia de nivel com apoio no piso.

Esta disposigao da barra de conexao faz com que a maquina nao seja tipicamente puxada ou conduzida por tras do trator atraves de um Iangamento ou impulso longitudinal e obliquo, sendo empurrada em uma posigao Iat eral e paralela ao mesmo, com vantagens no encurtamento do conjunto e favorecendo uma melhor visualizagao dos processos que a maquina realiza atraves do tratorista.

A barra sempre mantem a posigao transversal a marcha conservando a distancia entre ο trator e a ceifadeira, no entanto se articula de maneira a nao poder pivotar de cima para baixo em ambos os extremos, tanto no trator como na maquina ceifadeira, permitindo a nivelagao independente das duas unidades. Na posigao comum e dependente de ambas as unidades, as rodas principals de apoio da ceifadeira estao Iocalizadas preferivelmente em

pares e na mesma Iinha das rodas principais do trator, de maneira que ao se desenvolver especialmente nas curvas, a máquina se desloca como o mesmo centro de rotação do trator, sem produzir derrapagens ou divergências nas trajetórias com condução forçadas por parte das rodas.

A máquina ceifadeira da presente invenção compreende vários setores e realiza várias operações ao atuar sobre o canavial. A máquina ceifadeira compreende um dispositivo despontante 2 dos extremos ou "brotos" das canas, cuja altura pode ser regulável pelo operador e que corta os extremos das canas que são desejadas como produto industrial sacarino, seguido de um dispositivo de orientação ou "entrada" das mesmas que as ordena e orienta para o setor seguinte conformado por estacas 3, com cones giratórios inclinados com saliências do tipo filete helicoidais para elevar as canas caídas e um cilindro horizontal "de enviesamento" 4, que produz a inclinação adequada das canas antes do corte para sua melhor introdução no resto do sistema.

O mecanismo de corte de base 5 das canas compreende dois

eixos paralelos de posição levemente inclinada para frente, preferivelmente, a cerca de 12° em relação à vertical, rotativos em sentido inverso, e que possuem conjuntamente em suas bases discos ou pratos giratórios com lâminas periféricas cambiáveis, de modo que ao girar em sentido contrario e convergente para o centro com visão frontal, produzem o corte na base das canas rente ao solo, na altura que o operador regula de acordo com sua vontade.

As canas cortadas e em posição quase horizontal são tomadas, orientadas em posição horizontal e transportadas por cilindros giratórios transportadores 6, avançando em forma contínua na direção longitudinal para a parte posterior da máquina no setor de limpeza ou de desfolhamento. Os ditos cilindros transportadores estão localizados em dois planos, um inferior e outro acima da passagem das canas, e giram de modo a conduzirem as canas em diregao a parte posterior da maquina com uma trajetoria um tanto ascendente em relagao a horizontal. Dois ou mais pares de escovas cilindricas 7 intercalados com os cilindros sao dispostos, os quais sao compostos de fibras semi-rigidas ou outros elementos similares, que podem ser metaIicos ou de compostos sinteticos plasticos, por exemplo, e que aplicam uma velocidade periferica maior que a velocidade de circulagao das canas retirando das Iaminas as folhas e as bainhas que circundam as canas.

A velocidade tangencial de giro dos cilindros e, portanto, de condugao das canas e crescente a partir dos cilindros dianteiros para os traseiros, acelerando progressivamente a velocidade de passagem das canas, mantendo desta forma ο paralelismo e a disposigao longitudinal das mesmas. O Liltimo par de cilindros transportadores 9 acelera as canas ja Iimpas e as arremessa para a parte posterior e para cima em uma trajetoria que as deposita no carro ou acoplado de transporte. Em uma modalidade preferida da invengao, a maquina ceifadeira

compreende um sistema de sopro de ar 8 tal como e observado na Figura 2, que contribui para a Iimpeza das mesmas, ao soprar impurezas tais como restos de folhas e ρό.

Ainda em outra modalidade preferida da invengao, a maquina ceifadeira compreende um carro ou acoplado de transporte 10 que e rebocado engatado em tandem com a maquina principal e que recebe as canas provenientes da ceifadeira e as acumula e transporta ate ο local de descarga, com capacidade de descarrega-las atraves da descarga em um conjunto concentrado ou, eventualmente, em forma de fardo atado ou amarrado por correntes ou faixas atadoras.

Para-a3melhor compreensao do objetivo da presente^invenQaore^""^ descrito a seguir um exemplo de funcionamento da maquina ceifadeira da

presente invengao. Em uma modalidade da invenção, ao avançar a máquina no cultivo acionada e conduzida pelo trator, rodando sobre suas próprias rodas e com o reboque 10 engatado em sua parte posterior, uma fileira ou sulco de canas por vez é contatada primeiramente pelo despontante 2 que corta os extremos ou brotos com folhas que possuem valor ou conteúdo de açúcar escasso, descartando as pontas através de um defletor para um lado da fileira.

A seguir e de acordo com um processo de inclinação das canas para frente e entrada no setor de corte, os discos com lâminas 5 seccionam a base das mesmas rente ao solo e com os elementos que conformam os discos porta-lâminas e os eixos dos mesmos, orientam o material cortado para os cilindros que iniciam o transporte horizontal das canas para a área ou setor de descascamento 6, 7 e 8.

Os cilindros condutores 6 inferiores e superiores têm superfícies tais que ao girar impulsionam as canas para a parte posterior fazendo com que passem também pelas escovas desfolhadoras 7, as quais giram em velocidade periférica muito superior à velocidade de avanço das canas em circulação, produzindo por atrito a retirada das folhas e bainhas das canas, desfolhando-as sem danificar as mesmas.

Os cilindros condutores 6 que produzem o efeito de transporte das canas por efeito da rotação dos mesmos, podem ser metálicos ou, preferivelmente, revestidos por algum material flexível do tipo borracha ou outro elastômero, melhorando o efeito de condução das canas sem causar danos às mesmas.

A velocidade periférica dos cilindros condutores 6 aumenta à medida que as canas são avançadas para a parte posterior da máquina de modo a tracionar e orientar o fluxo de canas paralelas evitando a desordem das mesmas.

Os cilindros 6 superiores têm a montagem dos eixos oscilantes, o que as permite "flutuar" ou se elevarem ampliando o vão ou o espaço de passagem das canas, pelo qual podem ser conduzidas sem impedimentos quantidades variáveis de canas sem pressioná-las em excesso. Molas limitam a oscilação para cima, mantendo pressão suficiente sobre as canas para assegurar sua passagem.

Um sistema soprador rotativo 8 gera uma corrente de ar de alta velocidade que passa através dos espaços entre as canas em circulação completando os efeitos das escovas desfolhadoras retirando os restos das folhas e bainhas que são sopradas para um flanco do conjunto, para o campo já ceifado.

Ao final do "corredor" de descascamento pelo qual circulam as canas e estando estas já limpas, em uma modalidade preferida, as canas são aceleradas por impulso do último par de cilindros 9 de maneira que sejam lançadas para a parte posterior e para cima impondo-as uma trajetória aérea que as deposita no carro ou reboque de transporte para sua acumulação e posterior descarga no lugar apropriado. O dito lançamento pode ser substituído pelo transporte até o reboque através de outros meios como, por exemplo, uma nora ou correia transportadora.

A seguinte operação do processo da ceifa consiste na descarga do carro transportador descarregando as canas ceifadas e acumuladas ao longo do trajeto de ceifa de um sulco, normalmente, a uma longitude de 100 m a 200 m, completando uma carga que pode oscilar entre 1000 kg e 2500 kg de canas.

A descarga, que pode ser lateral ou traseira, se realizará em cada caso no lugar e posição mais conveniente para o transporte posterior das canas para o engenho ou lugar de armazenamento, geralmente, no extremo ou cabeceira do lote em qual se trabalha e se opera acionando o sistema hidráulico de virada da caixa ou tremonha do carro. Em outra forma de modalidade da inven gao, se prescinde do carro transportador, depositando as canas ceifadas diretamente no solo. Para esta operagao, e instalado na parte traseira da maquina um piano defletor lateral, que orienta as canas que saem com certa velocidade desviando sua trajetoria para um flanco e fazendo com que caiam e se disponham transversalmente sob re ο solo, para seu carregamento manual em carros ou caminhoes ou atraves de mediante "pin^as" carregadoras.

Em referencia ao acionamento da ceifadeira, em uma forma de modalidade da presente invengao, as transmissoes mecanicas diretas que se originam da aplicagao de potencia do trator e atraves de caixas de engrenagens, eixos cardas, polias e correias, coroas e correntes de cilindros, sao transmitidas a diferentes dispositivos, adequando as relagoes de rotagao, esforgos e demais requisitos.

Em outra forma de modalidade da presente inven^ao, podem ser utilizadas transmissoes hidrostaticas, atraves da equipagem da maquina ou contando com um trator que possua uma fonte de potencia suficientemente grande. Esta possibilidade e resguardada e apoiada, no entanto, se prioriza ο objetivo de desenvolver um equipamento apropriado para produtores de escalas pequenas e medias e, por conseguinte, com menores capacidades economicas. Em uma modalidade preferida, a maquina ceifadeira da presente

invengao esta vinculada a um trator, alem disso, a cx>nexoes hidraulicas, para acionar ao menos os cilindros Iineares para regular ο nivel de corte das canas, a altura do despontante e a descarga do carro transportador.

Mediante a descrigao e a ilustragao da presente invengao, serao evidentes para aqueles elementos versado na tecnica as diferentes modificagoes e variagoes com base na presente descrigao e no conhecimento usual na tecnica. Todas as ditas modificagoes e variagoes estarao compreendidas no escopo e no

espirito da presente invengao.

Claims (6)

1. MAQUINA CEIFADEIRA DE CANAS DE AQLJCAR INTEIRAS ACIONADA POR UMA UNIDADE MOTRIZ INDEPENDENTE’ caracterizada pelo fato de que compreende: um dispositivo de acoplamento lateral da ceifadeira a unidade motriz independente constituido por uma barra rigida transversal articulada em ambos os extremos que se relaciona a ambas as unidades permitindo, sem seu deslocamento sob re ο terreno, a nivelagao independente de ambas as unidades tanto no sentido de frente para tras como no sentido lateral, e que mantem a relagao de proximidade e paralelismo no avango do conjunto a tod ο instante; um dispositivo de despontado das canas de agiicar vertical, que compreende meios de corte da parte superior da cana de agucar vertical;.e um disposmvo ae corte ae Dase e desfolhamento das canas de agiicar, que compreende a. meios de orientagao das canas para um setor de corte de base das mesmas rente ao solo; b. meios de corte de base das canas rente ao solo; c. meios de orientagao das canas uma vez cortadas na forma horizontal; d. meios de transporte que compreendem cilindros giratorios em serie por cima e por baixo das canas, para sua circula?ao na forma longitudinal para a parte posterior da maquina e para forgar sua passagem posterior por um setor de desfolhamento ou descascamento; e. meios de desfolhamento ou descascamento que compreendem escovas rotatorias de alta velocidade, que dispoem de fibras semi-rigidas para retirar ou desprender as folhas e bainhas Iaminares das canas, e f. meios para impulsionar finalmente as canas para fora do dispositivo de despontado.

2. MÁQUINA CEIFADEIRA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um carro ou acoplado de armazenamento e transporte das canas limpas, disposto em continuação com o dispositivo de corte e desfolhamento, que é rebocado em tandem com a mesma ceifadeira até o ponto de descarga da ceifa.

3. MÁQUINA CEIFADEIRA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os ditos meios para impulsionar as canas para fora do dispositivo de despontado compreendem um plano defletor lateral, que orienta as canas que saem com certa velocidade desviando sua trajetória para um flanco de modo que caiam e se disponham transversalmente sobre o solo, para seu carregamento manual em carros ou caminhões, ou através de "pinças" carregadoras.

4. MÁQUINA CEIFADEIRA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os ditos cilindros giratórios, parcial ou totalmente, são revestidos em sua periferia por uma cobertura de borracha ou outro material flexível com saliências, para impulsionar a circulação das canas de açúcar sem danificar as mesmas.

5. MÁQUINA CEIFADEIRA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ao menos uma das ditas escovas rotatórias desfolhadoras giram ou rodam no sentido inverso ou contrario ao da circulação das canas, para aumentar seus efeitos de descascamento ou desfolhamento das canas.

6. MÁQUINA CEIFADEIRA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um dispositivo soprador de ar em forma de corrente de alta velocidade dirigida através dos espaços entre as canas em circulação e como complemento do efeito de limpeza dos ditos cilindros e escovas para assoprar os restos de folhas, bainhas e partículas do solo, e arremessar os mesmos lateralmente para fora do dispositivo despontante.