BRPI1101707A2 - elemento cone separador de impurezas aplicado em dispositivo extrator primÁrio embarcado em implemento agrÍcola do tipo colheitadeira de cana de aÇucar - Google Patents

Abstract

ELEMENTO CONE SEPARAbOR DE IMPUREZAS APLICADO EM DISPOSITIVO EXTRATOR PRIMÁRIO EMBARCADO EM IMPLEMENTO AGRÍCOLA DO TIPO COLHEITADEIRA DE CANA DE AÇéCAR. Representado por uma solução inventiva na indústria e comércio de equipamentos do tipo implemento agrícola, particularmente no setor sulcrõ-alcooleiro, e especifucamente em implemento do tipo colheitadeira de cana de açúcar (E), ao qual agrega valor técnico ao criar uma condição operacional que possibilita uma colheita de cana cujo volumem de cana picada entregue na usina de açúcar e álcool provido de alto grau de pureza, notadamente no que se refere ao reduzido volume de impurezas, que garante um volume de cana de interesse econômico diferenciado, reduzindo o custo com a logística de transporte do campo para a usina, bem como do ponto de vista do equipamento garante maior longevidade ao sistema de limpeza do dispositivo extrator primário, pois o mesmo deixa de trabalhar com acúmulo de impureza em seu mecanismo funcional, e portanto não sobrecarrega suas partes componentes, em especial sua hélice [1b], permitindo também que seja desligado o dispositivo extrator secundário, e assim reduzindo o consumo de combustível na operação do equipamento, onde para que tais predicados sejam factíveis foi introduzido a este dispositivo extrator primário [E9] um cone de separação de impurezas [a] que tecnicamente elimina o efeito de vortex possibilitando a redução do grau de entropia percebido pelo fluxo de ar dentro da câmera nesse dispositivo.

Description

RELATÓRIO DESCRITIVO DE PATENTE DE INVENÇÃO "ELEMENTO CONE SEPARADOR DE IMPUREZAS APLICADO EM DISPO- SITIVO EXTRATOR PRIMÁRIO EMBARCADO EM IMPLEMENTO AGRÍCO- LA DO TIPO COLHEITADEIRA DE CANA DE AÇÚCAR"

CAMPO DE APLICAÇÃO

A presente patente de invenção em epígrafe e objeto de descrição e reivindicação nesta cártula trata de uma solução inven- tiva na indústria e comércio de equipamentos do tipo implemento agrícola, par- lo ticulármente no setor sulcro-alcooleiro e especificamente em implemento do tipo colheitadeira de cana de açúcar, encontrando específica aplicação em seu dispositivo extrator primário.

DEMANDA DO INVENTO

Tendo como ρ a râ m et roai η dústri ae.co rn é rc i o -

. - = de insumos indústTiã^comeFcio de implementos agrícolas o requerente identi- ficou a necessidade de agregar valor ao já consagrado implemento colheitadei- ra de cana de açúcar, notadamente por aferir in loco,, ou.seja, no campo, uma necessidadè èxpliciFa de ofertar ao mercado consumidor do implemento agríco-

20____Ia uma solução provida dê rfiáxima produtividade não somente no corte nas

linhas de cana de açúcar, mas também no escoamento de cana picada com o menos índice de impurezas possível, para o carro de transporte que se desloca de forma paralela ao implemento propriamente dito.

Por sua vez, a máxima produtividade do equi- pamento também é obtida mediante uma condição de operação com o mínimo de interrupções possível, maximizando a hora/maquina quando da atividade de colheita.

Como conseqüência do ganho de produtivi- dade com maximização da hora/máquina operacional no corte da cana de açú- car com obtenção de grande volume de cana cortada e com índices reduzidos de impurezas o usineiro afere redução no custo da operação de colheita pro- priamente dita, notadamente pela redução de consumo de combustível para o corte de um determinado volume de cana de açúcar cortado, bem como com a redução de custos com a manutenção do equipamento.

Já do ponto de vista do operador do imple- mento, este passa a perceber melhor remuneração, haja vista que o mesmo recebe seus vencimentos por produtividade, e, portanto quanto maior volume de cana de açúcar cortado por hectare e com reduzido índice de impurezas no menor tempo possível, maior será sua remuneração.

PARADIGMA DO INVENTO

Identificada a necessidade de ordem econô- mica do usineiro, o mesmo passa a apreciar tecnicamente no equipamento im- plemento colheitadeira de cana de açúcar, em quais dispositivos se apresenta factível a intervenção para a obtenção da melhoria pleiteada, sendo que tendo definido esse norte o requerente identifica no dispositivo extrator primário o gargalo limitador da demanda explicitada de obtenção de maximização do uso hora/máquina e com a obtenção de cana corta corri red^zidojndice deJmpure-- - - - za: " ~

REQUISITOS DO INVENTO _ __ _ _ „ _ -- -------- - —

~ Em consonância com a demanda do invento e

20—com o paradigma de desenvolvimento do mesmo acima explicitados o reque- rente idealizou um inédito "elemento cone separador de impurezas aplicado em dispositivo extrator primário embarcado em implemento agrícola do tipo colhei- tadeira de cana de açúcar" provido de novidade associada de atividade inventi- va, pois não decorre de maneira óbvia ou evidente de outras soluções conheci- das no estado da técnica, em especial quando comparado com o já existente dispositivo extrator convencional, diferenciando-se deste por apresentar melho- ria do ponto de vista de produtividade e qualidade da cana cortada, na forma máxima utilização da hora/máquina (com reduzidas paradas para manutenção e ainda garante um volume de cana cortada com reduzido índice de impureza (palhas e material particulado). Em adição o "invento" é provido de aplicabilida- de industrial, sendo economicamènte viável, atendendo ao rigor dos requisitos de patenteabilidade, notadamente como patente de invenção, conforme dis- posto nos ditames dos artigos 8o e 13 ° da Lei 9.279. FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

A fim de propiciar veracidade ao contexto ex- plicitado no quadro introdutório será apresentada uma breve explanação sobre o estado da técnica para equipamentos do tipo colheitadeira de cana de açú- car, revelando particularmente seu dispositivo extrator primário, onde será pos- sível a um técnico versado no assunto reconhecer seus aspectos limitantes, para em momento posterior discorrer sobre as vantagens agregadas com a introdução do "elemento cone separadorde impurezas " aplicado ao dito dispo- sitivo que é objeto de reivindicação nesta cártula. Da cultura de cana de açúcar: trata-se de uma

cultura amplamente difundida em países das Américas Central e do Sul, sendo que em tempos contemporâneos sua produção foi potencializada, pois esta cultura traz em seu bojo como subproduto o etanol, que passou a ser uma im- portante alternativa como combustível, notadamente como bio-combustível. . Do processo manual de colhelta-de^cana^de-

— ™ ~ âcúcar:'originalmente e durante décadas a cana de açúcar para ser colhida passa por um procedimento de queima, que tem por objetivo eliminar as folhas do caule da cana (Saccharum), facilitan_do a operação.manual de corte e reco-~

Ihimento da mesma. _______

-----------------------------No entanto, em tempos contemporâneos e

visando atender ao rigor da determinação de legislação ambiental, que visa preservar as condições de sustentação do meio ambiente, foi definido no Bra- sil, com diferenças de prazos entre os Estados da Federação, que esta prática de queima preliminar da cultura de cana de açúcar seja eliminada, e desta for- ma não mais se fará sentir os efeitos danosos a saúde e ao patrimônio público e privado de municípios e adjacências municipais onde se pratica o cultivo de cana de açúcar.

Da mecanização do processo de colheita de cana de açúcar: desta feita atendendo às determinações de leis estaduais de proteção ao meio ambiente, os agricultores ligados ao setor sulcro-alcooleiro passaram a realizar a colheita de cana de açúcar lançando mão de equipamen- tos, ou implementos agrícolas, denominado de colheitadeiras de cana, que eli- minam a necessidade de queima da cana de açúcar, pois o operário não mais realiza a atividade de corte de forma manual.

Da conceito construtivo de uma colheitadeira: trata-se de um implemento agrícola robusto, com alto índice de automação das funções, cujas operações associadas de corte + recolhimento com limpeza é feita em alta produtividade, sendo que para tal sua base tecnológica é ancora- da nos seguintes macro dispositivos:

- dispositivo de corte, formado por uma caixa base à qual é montado o mecanismo de corte, na forma de disco com facas de corte, disposto no assoalho do implemento;

- dispositivo divisor de linhas;

- dispositivo de corte lateral da cana ,

- dispositivo triturador de pontas;

- trem de rolos;

- dispositivo picador da cana cortada;

- dispositivo elevador;^ = _ = ^ ^ „ _. - = - -

= = = - - = " = - dispositivo extrator primário; e

- dispositivo extrator secundário.

De acordo com o definido, no tópico introdutó-- * ?io de*paradigma de desenvolvimento do invento, o inventor elege o dispositivo —20— -extrator primário como" objeto de estudo e análise crítica, para consolidar a ne- cessidade da demanda do invento previamente explicitada.

Do conceito construtivo do extrator primário: é disposto na parte superior do equipamento e adjacente à parte traseira da ca- bine de operação do mesmo, onde este é formado por uma carcaça com um

bocal direcionador de saída, cujo interior abriga um sistema de limpeza forma- do por um exaustor, com um motor ao qual é montado um eixo de rotação que por sua vez recebe uma componente hélice, onde uma vez operacional promo- ve movimentação frenética da cana picada com impurezas, de tal sorte que a cana picada sai pelo bocal de saída com menor volume de impureza.

Identificação do problema: embora o dispositi-

vo extrator primário atenda a sua função operacional de promover separação da cana picada dás impureza, a observação prática revela que o mesmo esta aquém do desempenho esperado, notadamente por resultar em um volume de cana picada ainda com elevado índice de impurezas, onde em complemento dito dispositivo apresenta alto índice de manutenção corretiva, reflexo de uma sistema de limpeza com reduzida expectativa de tempo de vida útil operacional, o que leva à insatisfação do usuário (usineiro), pois impõe a este custos eleva-- * dos de manutenção e por hora/maquina parada, onde tal problema é potencia- lizado quando se tem em conta a necessidade de maximização do tempo de colheita, sem margem de manobra.

Da causa do problema: a observação atenta do dispositivo extrator primário em condição operacional revela que o mesmo decorre em função da formação do efeito conhecido como vortex na região lo- go abaixo do suporte da hélice, onde tal efeito converge para a formação de acumulo de impurezas e palhas, levando assim a uma operação deficitária do sistema de limpeza bem como causa sobrecarga aos componentes do sistema, criando uma condição de stress ao mecanismo e conseqüente colapso opera- is cional em curto espaço de tempo. .. . _ - = - - -

PROPOSTA DO INVENTO

= Diante do exposto no tópico de fundamen- ~ " tos da técnica o requerente idealizou um inédito "elemento cone separador de impurezas aplicado ém dispositivo extrator primário embarcado em implemen- to agrícola do tipo colheitadeira de cana de açúcar", cujo resultado prático con- verge na eliminação dos aspectos restritivos elencados quando da observação prática (em campo) da operação do dispositivo extrator primário.

Dos objetivos técnicos do invento: . a. Eliminar o efeito vortex no interior do

dispositivo extrator primário;

b. Aumentar o tempo de vida útil do me- canismo exaustor que compõe o siste- ma de limpeza interno ao dispositivo ex-

trator primário; e

c. Melhorar significativamente a relação volume de cana picada /volume de im- pureza, reduzindo ao máximo esse se- gundo.

Característica distintiva: para que seja factível a concretização dos objetivos técnicos previamente explicitados é apresentada uma solução inventiva traduzida pela introdução de um elemento cone de se- paração de impurezas imediatamente abaixo do suporte da hélice do exaustor que compõe o sistema de limpeza do dispositivo extrator primário, tal como o encontrado no implemento colheitadeira de cana de açúcar do fabricante John Deere.

Da lógica funcional dò cone de separação de impurezas: uma vez introduzido o cone este reduz o grau de entropia do fluxo de ar dentro da câmera do extrator primário.

Benefícios aferidos:

- redução de impurezas vegetais no vo- lume de cana picada a ser enviado para a usina de açúcar e álcool;

- redução^o custo de transporte^da ca-

- - - na picada para a usina de açúcar e álcool;

- melhor qualidade da cana picada en- viada para a usina de açúcar e álcool, garantindo, maior eficiência no processo Ide obtenção das commodities açúcar, álcool e etanol; e __________________

_______________________________________________________- permite que o dispositivo extrator se- cundário seja desligado, reduzindo o consumo de combustível pelo implemento agrícola.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

A complementar a presente descrição de mo-

do a obter uma melhor compreensão das características do presente pedido de invenção, acompanha esta, em anexo, um conjunto de desenhos, onde de ma- neira exemplificada, embora não limitativa, se representou uma forma de reali- zação preferida para o inédito elemento cone de separação de impurezas, on- de:

A figura 1 é uma representação em vista lateral de um modelo de implemento agrícola do tipo colheitadeira de cana de açúcar, revelando seus principais dispositivos e evidenciando o dispositivo ex- trator primário ao qual é montado o cone separador de impurezas, objeto do pleito da patente de invenção;

A figura 2 é uma representação em vista perspectiva do sistema de limpeza embarcado no dispositivo extrator primário convencional;

A figura 3 é uma representação em vista perspectiva do sistema de limpeza embarcado no dispositivo extrator primário, com a introdução do inédito cone separador de impurezas;

A figura 4 é uma representação em vista perspectiva explodida do sistema de limpeza embarcado no dispositivo extrator primário, com a introdução do inédito cone separador de impurezas;

A figura 5 é uma representação em vista perspectiva superior do cone separador de impurezas;

A figura 6 é uma representação em vista perspectiva inferior do cone separador de impurezas; = ^ _ , = — =- _ - - - - - - " A figura 7 é uma representação em vista

de corte ortogonal do cone separador de impurezas;

A figura 8 uma .representação- em vista

inferior do cone separador de impurezas; ....... .............

20____________—----------------------- A figura 9 é uma representação em vista

de corte ortogonal da peça corpo cônico que é parte componente do cone se- parador de impurezas;

A figura 10 é uma representação em vista inferior da peça corpo cônico que é parte componente do cone separador de impurezas;

A figura 11 é uma representação em vista inferior da peça placa que é parte componente do cone separador de impure- zas;

A figura 12 é uma representação em vista lateral da peça placa o que é parte componente do cone separador de impu- rezas; e

A figura 13 é uma representação em vista superior da peça placa que é parte componente do cone separador de impu- rezas.

DESCRIÇÃO DETALHADA

A seguinte descrição detalhada deve ser lida e interpretada com referência aos desenhos apresentados, representando uma forma de realização preferida para o elemento cone de separação de impure- zas objeto do pleito da patente de invenção, não sendo intencionados a limitar o escopo do invento, este sim limitado apenas ao. explicitado no quadro reivin- dicatório.

Do campo de aplicação: tal como revelado a-

través da figura 1, é apresentado de um modelo de implemento agrícola do tipo colheitadeira de cana de açúcar (E) onde é embarcado dispositivo extrator primário (E8).

Da base tecnológica para o implemento co- Iheitadeira de cana de açúcar: ainda pertinente à figura 1, preliminarmente o _ _ & requerente ressalta que-não-é objeto de reivindicação o implemento colheita- deira (E) propriamente dito, que é formado por inúmeros dispositivos e meca- nismos, tal como o dispositivo divisor de linhas (E2); dispositivo de corte Jateral _ .. _ - da cana-(E3); dispositivo triturador de pontas ~(É4); dispositivo picador da cana _ cortada _ (E5);. dispositivo elevador (E6);.dispositivo extrator secundário(E7) dentre outros, sendo que a estes não será apresentado em detalhamento des- critivo de seu conceito construtivo, conferindo clareza e objetividade ao relató- rio descritivo, resumindo o detalhamento descritivo ao dispositivo extrator pri- mário (E8), este sim determinante ao bom entendimento a um técnico com ex- pertise na seara de implemento agrícola colheitadeira de cana de açúcar,

Dispositivo extrator primário convencional (E8): tal como evidenciado através da figura 2, o extrator primário convencional este é formado por uma carcaça (não representada) que abriga o mecanismo de limpeza formado por um exaustor, esta por sua vez composto de um motor (não representado) ao qual é montado um eixo de rotação (1a) ao qual é mon- tada uma componente hélice (1b).

Dispositivo extrator primário modificado (E9): tal como evidenciado através das figura 3 e 4 respectivamente este é formado por um mecanismo de limpeza (1) composto de um exaustor, que por sua vez é composto de um motor (não representado) ao qual é montado um eixo de rota- ção (1a) ao qual é montada uma componente hélice (1b), onde em complemen- to na parte extrema central e inferior desta é montado o elemento cone separa- dor de impurezas (2).

Elemento cone separador de impurezas (A). Tal como evidenciado através das figuras 5; 6; 7 e 8 respectivamente, este é composto por uma peça corpo cônico (2) cuja base é montada uma placa (3).

O corpo cônico (2), é detalhado através das figuras 9 e 10 respectivamente, sendo formado por um corpo maciço (2a), que apresenta um canal central (2b), que descreve um perfil tubular de secção cir- cular desenvolvendo para uma abertura em funil, sendo que na sua base é de- finida uma cavidade primaria (2c( que por sua vez recebe um conjunto de qua- tro cavidades secundárias (2d). Jáa placaJ3) éjdetalhada através das figuras

~ 11, 12 e 13 respectivamente, sendo formada por um disco maciço (3a) cuja superfície inferior tem definida uma pluralidade de discretas cavidades circula- res (3b), sendo que ao centro.é.definida.uma-abertura circular (3c); ao passo que na parte superior do disco maciço (3a) é previsto um conjunto de quatro "20 protusões (3d).

Da montagem do cone separador de impure- zas (A): tal como evidenciado através das figuras 7 e 8 respectivamente, onde o conjunto de quatro protusões (3d) da placa (3) é montado no interior das ca- vidades secundárias (2d) da peça corpo cônico (2), que se encaixam até o pon- to em que o disco maciço (3a) também se acomoda integralmente ao fundo da cavidade primaria (2c( deste mesmo corpo cônico (2), onde ao final da monta- gem a abertura circular (3c) é idêntica ao diâmetro do funil definido no canal central (2b) da peça corpo cônico (2).

A escolha da forma de realização preferida do invento, na forma do cone de separação de impurezas (A) objeto de reivindica- ção nesta cártula, descrita neste tópico de detalhamento do invento é fornecida apenas a título de exemplo. Alterações, modificações e variações podem ser realizadas para outras quaisquer formas de realização desse mesmo cone (A) por aqueles com habilidade na arte sem, no entanto divergir do objetivo revela- do no pleito da presente patente, o qual é exclusivamente definido pelas reivin- dicações anexas.

Verifica-se pelo que foi descrito e ilustrado que o "ELEMENTO CONE SEPARADOR DE IMPUREZAS APLICADO EM DISPO- SITIVO EXTRATOR PRIMÁRIO EMBARCADO EM IMPLEMENTO AGRÍCOLA DO TIPO COLHEITADEIRA DE CANA DE AÇÚCAR' ora reivindicado se en- quadra às normas que regem a patente de invenção à luz da Lei de Proprieda- de Industrial, merecendo pelo que foi exposto e como conseqüência, o respec- tivo privilégio.

Claims (2)

1.a)"ELEMENTO CONE SEPARADOR DE IMPUREZAS APLICADO EM DIS- POSITIVO EXTRATOR PRIMÁRIO EMBARCADO EM IMPLEMENTO AGRÍ- COLA DO TIPO COLHEITADEIRA DE CANA DE AÇÚCAR" onde um imple- mento do tipo colheitadeira de cana de açúcar (E) é formada por inúmeros dis- positivos e mecanismos, tal como dispositivo divisor de linhas (E2); dispositivo de corte lateral da cana (E3); dispositivo triturador de pontas (E4); dispositivo picador da cana cortada (E5); dispositivo elevador (E6); dispositivo extrator se- cundário (E7) dentre outros, sendo que em especial seu dispositivo extrator primário convencional (E8) é formado por uma carcaça que abriga o mecanis- mo de limpeza formado por um exaustor composto de um motor ao qual é mon- tado um eixo de rotação (1a) cuja extremidade recebe uma hélice (1b), onde para eliminar o efeito vortex o novo dispositivo extrator primário (E9) é caracte- rizado por ter montado na parte extrema inferior do eixo re rotação da hélice (1b) um cone separador de impurezas (A), composto por um corpo maciço (2a), que apresenta um canal central (2b), que descreve um perfil tubular de secção circular desenvolvendo para uma abertura em funil, sendo que na sua base é definida uma cavidade primaria (2c( que por sua vez recebe um conjunto de quatro cavidades secundárias (2d) às quais são encaixadas respectivas protu- sões (3d) definidas na parte superior do disco maciço (3a) da peça placa (3), que também apresenta uma abertura circular (3c) de mesmo diâmetro que o bocal inferior do funil definido pelo canal (2b), de tal sorte que este disco maci- ço (3a) fica montado no interior da cavidade primaria (2c(; e

2.a)"ELEMENTO CONE SEPARADOR DE IMPUREZAS APLICADO EM DIS- POSITIVO EXTRATOR PRIMÁRIO EMBARCADO EM IMPLEMENTO AGRÍ- COLA DO TIPO COLHEITADEIRA DE CANA DE AÇÚCAR" de acordo com a reivindicação 1, onde o efeito prático do cone separador de impurezas (A) é caracterizado por reduzir o grau de entropia do fluxo de ar dentro da câmera do extrator primário.