BRPI0802467B1 - sistema de resfriamento para uma máquina de trabalho - Google Patents

Abstract

aparelho incorporando purgador para evacuar água e sujeira de una caixa de resfriamento de um sistema de resfriamento, sistema de resfriamento para uma máquina de trabalho e máquina de trabalho. aparelho para evacuar água e sujeira de uma caixa resfriadora de um sistema de resfriamento, incorporado com uma descarga para uma tela de ar do sistema. a água e sujeira escoarão através de uma abertura em uma região inferior da caixa resfriadora para dentro de uma caixa menor do aparelho disposta por baixo dela. um ventilador operável para gerar o fluxo de ar através da tela de ar e da caixa resfriadora, também sopra uma porção do fluxo através de um canal de descarga para a tela de ar para soprar detritos para longe da tela de ar. o canal e caixa menor são cooperativamente configurados tal que o fluxo de ar através do canal gere uma condição de vácuo parcial na caixa menor operável para evacuar a água e a sujeira para dentro do canal de modo a serem carregadas para longe com detritos a partir da tela de ar.

Description

"SISTEMA DE RESFRIAMENTO PARA UMA MÁQUINA DE TRABALHO" Campo técnico A presente invenção relaciona-se geralmente com um aparelho para evacuar água e sujeira de uma caixa ou envoltório de um sistema de resfriamento, mais particularmente, com uma descarga para uma tela de ar de um sistema de resfriamento, configurada para evacuar água e sujeira de uma caixa resfriadora do sistema. Técnica anterior A divulgação do pedido de patente provisória n°60/925.078, depositado em 18 de abril de 2007, é aqui incorporada em sua totalidade por referência. Sistemas de resfriamento de máquinas de trabalho usadas ao ar livre, por exemplo, máquinas colheitadeiras, e em particular, colheitadeiras de cana de açúcar, tipicamente incluem pelo menos uma caixa ou alojamento através do qual um fluxo de ar é direcionado para resfriar elementos de vários sistemas da máquina. Tal alojamento ou alojamentos podem conter ou ser adjacentes a um ou mais trocadores de calor. Para evitar a entrada de contaminantes e para a eficiência do sistema de resfriamento, tais caixas são tipicamente seladas, exceto pela entrada de ar e trajetórias de saída. A entrada de ar é tipicamente coberta por uma tela de ar. Devido aos ambientes poeirentos e sujos nos quais tais máquinas são utilizadas, a tela de ar requererá a descarga de detritos, poeira e sujeira, periodicamente, ou de tempos em tempos.

Consequentemente, alguns sistemas de resfriamento incluem um aparelho ou sistema de descarga para este propósito. Adicionalmente, algumas descargas utilizam um fluxo de ar gerado por um ventilador do sistema de resfriamento para gerar o fluxo de ar através da caixa resfriadora.

As caixas resfriadoras são tipicamente seladas, exceto pela entrada e saída de ar, e elas são freqüentemente não autodrenantes. 0 fundo de caixas resfriadoras pode portanto acumular água e sujeira, que pode alcançar vários centímetros de profundidade, e se tornar incrustada. Quanto um limpador de ar do motor recebe ar através de uma caixa resfriadora, e a abertura da admissão de ar está localizada em uma região inferior da caixa, é importante que nenhuma água entre ou seja sugada para dentro do filtro de ar. Esta água também pode se acumular na caixa resfriadora devido à falta de um dreno. Conseqüentemente, o que é visado é um aparelho para evacuar água e sujeira de uma caixa de um sistema de resfriamento, que utilize fluxo de ar disponível de uma descarga para limpar uma tela de ar do sistema e também opere como uma selagem durante a operação normal, e assim supere um ou mais dos problemas registrados acima.

Sumário da invenção 0 que é provido é um aparelho para evacuar água e sujeira de uma caixa resfriadora de um sistema de resfriamento, que utiliza fluxo de ar de uma descarga para uma tela de ar do sistema, e assim supera um ou mais dos problemas registrados acima.

De acordo com um aspecto preferido da invenção, a caixa resfriadora inclui um envoltório periférico inferior tendo uma abertura nele através da qual água e sujeira podem passar a partir da caixa resfriadora. Uma caixa menor do aparelho é disposta por baixo da abertura para receber a água e a sujeira. Um ventilador ê operável para gerar o fluxo de ar através da tela de ar e da caixa resfriadora. Uma descarga inclui um fluxo de ar ou canal de descarga tendo uma entrada disposta para receber uma porção do fluxo de ar e incluindo uma seção de canal disposta e configurada para direcionar a porção do fluxo de ar ao longo de uma porção da tela de ar para soprar detritos para longe da tela de ar. 0 canal de descarga é configurado para evacuar a água e sujeira, e está conectado à caixa menor por uma abertura ou orifício, de modo a ser cooperativamente configurado como um gerador de vácuo, tal que a porção do fluxo de ar através do canal gere uma condição de vácuo parcial na caixa menor operável para evacuar a água e a sujeira da caixa menor para dentro do canal de modo a serem carregadas para longe pela porção do fluxo de ar.

Como uma vantagem da invenção, água e sujeira são evacuadas junto com detritos a partir da tela de ar. Como uma outra vantagem, economia e simplicidade são obtidas combinando as funções de descarga e evacuação de água e sujeira.

Descrição resumida dos desenhos Uma configuração não limitante da presente invenção será descrita por meio de exemplo com referência aos desenhos anexos, nos quais: A figura 1 é uma vista lateral de uma estrutura de uma colheitadeira de cana de açúcar incluindo o aparelho da invenção; A figura 2 é uma vista em perspectiva fragmentária simplificada da estrutura de colheitadeira da fig. 1 mostrando aspectos do aparelho da invenção; A figura 3 ê uma vista fragmentária por trás do aparelho da invenção; A figura 4 é uma vista fragmentária ampliada por trás do aparelho da invenção; A figura 5 é uma outra vista fragmentária ampliada por trás do aparelho; A figura 6 é uma vista lateral fragmentária ampliada do aparelho; A figura 7 é uma vista em perspectiva do aparelho, mostrando uma caixa resfriadora do mesmo aberta; A figura 8 é uma vista fragmentária ampliada por trás do aparelho; e A figura 9 é uma vista em perspectiva fragmentária do aparelho.

Melhor modo para executar a invenção Referindo-se agora aos desenhos, nas figs. 1, 2 e 3, uma estrutura de uma máquina de trabalho representativa, que é uma estrutura de colheitadeira de cana de açúcar 10, é mostrada incluindo um sistema de resfriamento 12 para resfriar elementos da colheitadeira da maneira bem conhecida. A estrutura 10, quando componentes adicionais são acrescentados, incluindo rodas e linha motriz, aparelho colhedor, controles do operador, e outras características bem conhecidas, compreenderá uma colheitadeira de cana de açúcar completa de construção bem conhecida. Referência a este respeito, a patente U.S. n° 6.272.819, a qual divulga uma colheitadeira de cana de açúcar completa. 0 sistema de resfriamento 12 inclui uma tela de ar rotativa 14 construída e operãvel de uma maneira bem conhecida, cobrindo uma entrada de ar para uma caixa resfriadora 16 do sistema de resfriamento 12 contendo pelo menos um trocador de calor. Aqui, os trocadores de calor são arranjados em uma pilha vertical dentro da caixa resfriadora 16, e incluem um radiador 18 (fig. 3) em uma posição superior na pilha, para refrigerante de resfriamento de um motor 20 (fig. 1) ; um resfriador de óleo 22 em uma posição intermediária, para resfriar óleo de um sistema hidráulico (não mostrado); e um radiador inter-resfriador 24 na posição mais baixa. Aqui, deve ser notado que outros arranjos de trocadores de calor podem ser usados como desejado ou requerido para uma particular aplicação. 0 sistema de resfriamento 12 inclui uma caixa de ventilador 26 na extremidade da caixa resfriadora 16 oposta à tela de ar 14, contendo um ventilador rotativo para gerar um fluxo de ar para dentro da tela de ar 14, como denotado pelas setas A, através da caixa resfriadora 16, de modo a passar através do radiador 18, resfriador de óleo 22, e radiador inter-resfriador 24, e através de uma saída 30 da caixa 16, e através de uma caixa de ventilador 26, de modo a ser descarregado de uma saída 32 da mesma, como denotado pelas setas B. A tela de ar rotativa 14 é uma estrutura cilíndrica tendo uma superfície circunferencial externa que compreende uma superfície de tela perfurada 34 para a entrada de um fluxo de ar A. Nesta configuração, a tela de ar 14 é girada da maneira bem conhecida sobre seu eixo geométrico cilíndrico por um acionamento por correia 36 acionado pelo motor 20. A tela de ar 14 é girada principalmente para limpeza, uma vez que máquinas de trabalho, e particularmente colheitadeiras tais como colheitadeiras de cana de açúcar como a colheitadeira 10, são tipicamente operadas em ambientes sujos e empoeirados, a sujeira e pó sendo extraídos contra a superfície externa da tela 14 pelo fluxo de ar A. Itens soltos maiores, particularmente folhas, também estarão presentes no ambiente da colheitadeira de cana, e podem ser extraídos e mantidos contra a tela 14. Isto pode ser particularmente problemático, uma vez que folhas de cana, sujeira e pó no ambiente de colheita de cana tipicamente carregarão sucrose, que é pegajosa, e se deixada a acumular, aderirá a si própria e outras matérias à tela 14. Como um resultado, é desejável ter a capacidade de remover esta matéria da superfície externa da tela 14. Também é desejável ter uma capacidade autolimpante, como um resultado do volume da matéria que pode se acumular e interferir com a operação do aparelho.

Referindo-se também às figs. 4, 5, e 6, uma descarga autolimpante 38 construída e operável de acordo com os ensinamentos da invenção é mostrada. A descarga autolimpante 38 é configurada e operável em um modo operacional ou de descarga para substancialmente continuamente remover detritos ou matéria, incluindo, mas não limitado a, folhas, sujeira, e pó, da superfície de tela perfurada 34, à medida que a tela 14 gira. Adicionalmente, a descarga 38 é operável em um modo autolimpante para liberar ou desprender matéria que se acumulou como um resultado da operação no modo de descarga. A descarga 38 pode ser operada no modo autolimpante periodicamente, de tempos em tempos, ou responsiva a uma entrada, tal como, mas não limitada a, uma entrada pelo operador ou uma entrada automática a partir de um sensor ou similar gerada quando a autolimpeza é requerida. A descarga 38 inclui um canal de descarga 40 que tem uma entrada 42 (fig. 3) disposta adjacente a uma fonte adequada de fluido pressurizado, que ê preferivelmente a saída 32 da caixa de ventilador 26, para receber uma porção do fluxo de ar B, e redirecionã-lo contra a tela de ar 14, como denotado pela seta C. O canal 40 inclui uma seção preliminar de canal de descarga 44, a qual inclui a entrada 42, e a qual tem um formato de C quando vista a partir da lateral para redirecionar o fluxo de ar C contra a tela 14. A seção 44 também se estreita para baixo ou se reduz em extensão seccional a jusante da entrada 42, para aumentar a velocidade do fluxo de ar nela. A seção preliminar de canal de descarga 44 se estende por baixo da caixa de ventilador 26 e caixa de resfriador 16, e se inclina para cima contra o fundo da tela de ar 14. Neste local, a seção de canal de descarga preliminar 44 se conecta com uma seção móvel de canal de descarga 46, para dentro da qual o fluxo de ar C é dirigido. A seção móvel de canal de descarga 46 é um membro com formato de U aberto para cima e se estende até uma saída de descarga 48 localizada abaixo da extremidade da tela 14. A seção móvel de canal de descarga 46 é configurada e suportada para ser móvel entre uma posição operacional disposta diretamente por baixo da superfície de tela 34 da tela de ar 14, e uma posição de limpeza disposta afastada da tela 34. Na posição operacional, a seção móvel de canal de descarga 46 é posicionada para dirigir fluxo de ar C ao longo da superfície de tela 34 para soprar detritos e sujeira, p.ex., folhas, sujeira, e pó, para fora para longe através da saída de descarga 48. Na posição de limpeza, a seção de canal 46 é preferivelmente virada de modo a ficar angulada ou inclinada para baixo para longe da tela 14, de modo a liberar quaisquer detritos ou matéria incrustados ou acumulados da seção 46 e também da superfície de tela 34. A seção móvel de canal de descarga 46 é preferivelmente conectada por um conector 50 à seção 44 para movimento para cima e para baixo entre as posições operacional e de limpeza. O conector preferido 50 é um pivô ou articulação, tal como, mas não limitado a, uma articulação mecânica ou viva, embora outros conectores móveis possam ser usados. Um atuador 52 está conectado entre as seções 44 e 46 e é controlavelmente operável para efetuar movimentos da seção 46 entre as posições operacional e de limpeza. Aqui, o atuador 52 é preferivelmente um atuador linear, mas, outros atuadores, tais como, mas não limitados a, um atuador rotativo, podem ser usados. O atuador 52 pode ser energizado eletricamente, por fluido, ou de outra forma, como desejado. O atuador 52 está conectado às seções 44 e 46 por pivôs 54, e é extensível (figs. 1, 3, 4, e 6) para manter a seção 46 na posição operacional, e retraível (fig. 5) para pivotar ou girar a seção 46 para baixo para a posição de limpeza.

Um controlador 56 é preferivelmente conectado no controle operativo do atuador 52, e conectado a um dispositivo de entrada 58, via trajetórias condutivas adequadas 60, que podem ser, por exemplo, um fio ou fios de um chicote de fiação, ou uma rede de comunicações sem fio. Em condições normais (nenhuma ação autolimpante está ocorrendo) a descarga 38 operará com o canal de descarga móvel 46 na posição operativa para direcionar o fluxo de ar C através da superfície perfurada 34, para remover detritos tais como folhas, sujeira e pó. Esta matéria será direcionada ao longo do canal, e será descarregada através da saída de descarga 48. Um painel (não mostrado) pode ser colocado dentro da tela 14, logo acima do canal 46, para reduzir fluxo de ar através da tela naquele local, para facilitar a liberação de qualquer matéria aderida. 0 canal 46 também pode incluir uma ou mais escovas 62 se estendendo no sentido do comprimento através dele, para escovar a superfície perfurada 34, ou marginalmente espaçadas dele, para escovar matéria para longe, e também operarão para limitar o escape de ar do canal para a lateral.

De tempos em tempos, ou quando a seção de canal móvel 46 estiver bloqueada, o atuador 52 será operado para mover a seção de canal 46 para a posição de limpeza, para longe da tela rotativa 14. Isto fará qualquer detrito que bloqueie o canal cair e assim ser evacuado do canal de modo a efetivamente limpar o canal. Após uma duração selecionada de tempo, o atuador 52 será operado para mover a seção de canal 46 de volta para a posição operacional. Isto completa um ciclo de autolimpeza. Em um modo de operação, durante um certo quadro de tempo, este ciclo pode ser repetido várias vezes.

Como um outro modo possível de operação, a seção de canal 46 pode ser movida para a posição de limpeza manualmente, por exemplo por atuação pelo operador do dispositivo de entrada 58. Para este propósito, o dispositivo de entrada 58 pode ser configurado como um botão de apertar ou outro dispositivo de entrada adequado controlável por operador. Como uma outra possibilidade, o dispositivo de entrada 58 pode compreender um sensor, por exemplo, um que detecte quando a seção de canal 46 está bloqueada, e que possa gerar um sinal para o controlador 56, e/ou que possa ativar um alarme em uma cabina de operador para informar sobre o bloqueio tal que o operador possa atuar manualmente a entrada de operador, p.ex., botão de apertar.

Como uma outra opção, o controlador 56 pode ser um dispositivo programável incluindo software, ou um dispositivo de timer, o qual operará o atuador 52 em certos momentos; ou ele pode ser ligado à operação de outras partes/funções da máquina, p.ex., a ativação do tubo de descarregamento se usado com uma colheitadeira combinada ou similar.

Como uma vantagem desejável da descarga autolimpante da invenção, sob fortes condições de incrustação da tela de ar, não é requerido interromper a operação para limpar o canal de descarga manualmente.

Como uma outra vantagem, a descarga pode ser montada em uma variedade de locais sobre uma tela rotativa. Por exemplo, uma região superior da tela de ar rotativa, tal que, quando a descarga for movida para longe da tela, os detritos e sujeira liberados do bloqueio serão empurrados para longe pela rotação da tela. Se a descarga for montada em uma região inferior da tela, a sujeira liberada será removida por gravidade, e, em adição, por possíveis vibrações devidas à operação da máquina. Referindo-se também âs figs. 7, 8 e 9, como uma outra característica da invenção, a descarga 38 é ilustrada incorporando o aparelho 64 para evacuar água e sujeira (representadas pelas setas D na fig. 8) da caixa resfriadora 16 do sistema de resfriamento 12, utilizando o fluxo de ar C. A caixa resfriadora 16 inclui um invólucro periférico ou ou folha inferior 66, tendo uma abertura 68 nele através da qual água e sujeira (setas D) podem passar a partir da caixa resfriadora. Esta água e sujeira estarão presentes como um resultado de operação normal do sistema de resfriamento 12, como explicado acima. Uma caixa menor 70 do aparelho 64 é disposta por baixo da abertura 68 para receber a água e a sujeira. A caixa menor 70 tem preferivelmente uma estrutura com formato de L, incluindo uma passagem de extensão seccional menor a qual inclui um orifício gerador de vácuo 72 no fundo, que se conecta com o canal de descarga 40 através do qual o fluxo de ar C, gerado pelo ventilador da caixa de ventilador 26 como explicado acima, escoa. O orifício 72 também é de extensão menor que o canal. 0 orifício 72 e o canal 40 são preferivelmente cooperativamente configurados tal que o fluxo de ar C gerará uma condição de vácuo parcial no orifício 72. 0 canal 40 facilita a geração de vácuo por inclinação para cima, através da abertura do orifício 72, de modo a dirigir o fluxo de ar C sobre o orifício em algum grau. A condição de vácuo parcial gerada no orifício 72 será comunicada para a caixa menor 70, onde operará para evacuar a água e sujeira, como denotado pelas setas D, através do orifício 72 para dentro do canal 40, e através do canal para a saída 48, de modo a serem descarregadas do sistema de resfriamento com os detritos da tela de ar. A este respeito, o orifício 72 preferivelmente se conecta com o canal 40 próximo à junção das seções de canal 44 e 46, e é orientado para ficar voltado na direção do fluxo de ar fluxo C, no sentido da saída 48 (veja a fig. 3) . O local na junção das seções de canal 44 e 46 também é vantajoso uma vez que a caixa resfriadora 16 se abre naquele local (fig. 7) para permitir facilidade de limpeza e manutenção dos componentes nela, bem como a desmontagem e limpeza e manutenção das seções de canal 44 e 46, e caixa menor 70 e orifício 72.

Como uma vantagem da invenção, água e sujeira na caixa resfriadora 16, representadas pelas setas D, são evacuadas junto com detritos a partir da tela de ar 14. Como uma outra vantagem, economia e simplicidade são obtidas combinando as funções da descarga da tela de ar e evacuação de água e sujeira. A desmontagem, limpeza e manutenção também são facilitadas.

Será entendido que mudanças nos detalhes, materiais, etapas, e arranjos de partes que foram descritas e ilustradas para explicar a natureza da invenção ocorrerão a e podem ser feitas por aqueles experientes na técnica com uma leitura desta divulgação dentro dos princípios e escopo da invenção. A descrição anterior ilustra a configuração preferida da invenção; entretanto, conceitos, à medida que baseados na descrição, podem ser empregados em outras configurações sem se desviar do escopo da invenção. Conseqüentemente, as reivindicações seguintes são intencionadas a proteger a invenção amplamente bem como na forma específica mostrada.

REIVINDICAÇÕES

Claims (6)

1. SISTEMA DE RESFRIAMENTO PARA UMA MÁQUINA DE TRABALHO, que compreende: uma trajetória confinada para um fluxo de ar, incluindo uma tela de ar (14) cobrindo uma entrada de ar, uma caixa resfriadora (16) disposta para receber o fluxo de ar e contendo pelo menos um trocador de calor disposto para a passagem do fluxo de ar através dele; um ventilador para gerar o fluxo de ar através da tela de ar (14) e da caixa resfriadora (16); sendo caracterizado pelo fato de que: a caixa resfriadora (16) inclui um invólucro periférico inferior (66) tendo uma abertura (68), e uma caixa menor (70) disposta por baixo da abertura (68); u ma descarga (38) incluindo um canal de descarga (40) tendo uma entrada (42) de parte do fluxo de ar e uma seção de canal inclinada, sendo que o dito canal (40) é conectado à caixa menor (70).

2. SISTEMA DE RESFRIAMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o canal de descarga (40) compreende uma configuração geradora de vácuo parcial na conexão com a dita caixa menor (70).

3. SISTEMA DE RESFRIAMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o canal de descarga (40) ser disposto por baixo da caixa menor (70) e da tela de ar (14).

4. SISTEMA DE RESFRIAMENTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o canal de descarga (40) ser conectado a um interior da caixa menor (70) através de uma abertura (72) voltada para jusante em relação a uma direção de fluxo da porção do fluxo de ar através do canal.

5. SISTEMA DE RESFRIAMENTO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de a abertura (72) ter urna extensão seccional menor do que a extensão seccional da caixa menor (70) e da extensão seccional do canal (40).

6. SISTEMA DE RESFRIAMENTO, acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o canal de descarga (40) compreender uma saida de descarga.