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WO2017112989A1 - Dosador de sementes pneumático com geração própria de diferença de pressão, e, método para controlar a diferença de pressão no dosador - Google Patents

Dosador de sementes pneumático com geração própria de diferença de pressão, e, método para controlar a diferença de pressão no dosador Download PDF

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Publication number
WO2017112989A1
WO2017112989A1 PCT/BR2016/050348 BR2016050348W WO2017112989A1 WO 2017112989 A1 WO2017112989 A1 WO 2017112989A1 BR 2016050348 W BR2016050348 W BR 2016050348W WO 2017112989 A1 WO2017112989 A1 WO 2017112989A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
seed
vacuum
dispenser
metering device
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/BR2016/050348
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
José Roberto do Amaral ASSY
Tiago Lauletta MODESTO
Ricardo Araujo PEREIRA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of WO2017112989A1 publication Critical patent/WO2017112989A1/pt
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01CPLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C7/00Sowing
    • A01C7/04Single-grain seeders with or without suction devices
    • A01C7/042Single-grain seeders with or without suction devices using pneumatic means
    • A01C7/044Pneumatic seed wheels
    • A01C7/0443Seed singulators
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01CPLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C7/00Sowing
    • A01C7/04Single-grain seeders with or without suction devices
    • A01C7/042Single-grain seeders with or without suction devices using pneumatic means
    • A01C7/044Pneumatic seed wheels
    • A01C7/046Pneumatic seed wheels with perforated seeding discs

Definitions

  • This descriptive report deals with an invention which generally proposes a new pneumatic-type seed feeder, which is used as an integral part of crop sowing equipment, also known as planting machines, and method for controlling the pressure difference in the doser.
  • the state of the art comprises vacuum seed feeder equipment incorporating agricultural implements specifically intended for sowing.
  • agricultural equipment (1) popularly known as planters, as illustrated in Figures 1 and 2, there is a central turbine (3), which is driven by a motor, generates a negative pressure in relation to atmospheric pressure, and this pressure
  • the negative pressure is distributed by pipelines (4) to the seed feeders (5), which are designed to use the negative pressure to dose the seeds in the planting lines (2), seeking the best possible singularization.
  • the vacuum chamber is within the movable side (7) of the doser (5), and is coupled to the pipe that distributes the turbine vacuum through the fitting (6). Singularizing the seeds means dosing the seeds one by one into the doser, without flaws or double seeds, so as to optimize seed distribution in the soil.
  • the planter may have more than one turbine, which always cater to a set of dosers, which require air transport piping to distribute negative pressure to the dosers.
  • the central turbine generates vacuum for more than one seed dispenser, typically around 15 or more, and a pipe distributes the vacuum generated by the central turbine to each seed dispenser, with these pipes varying from length according to the position of the seed feeders on the planter.
  • the state-of-the-art central turbine system exhibits considerable energy loss, as there is always pressure drop when distributing the vacuum over long pipelines. Moreover, as the length of the pipes varies, as this measurement depends on the position of the dosers in the planter rows, the vacuum pressure in the dosers is also variable between them, compromising the performance of the dosers, as they are dependent on the vacuum pressure. to better single seed dosage.
  • the performance of the dosers is also variable with regard to seed singleness.
  • each feeder generates its own engine-driven vacuum with a built-in turbine.
  • the pipes between the feeder were eliminated. and the turbine, minimizing pressure losses.
  • seed singleness is improved.
  • piping costs, maintenance costs are eliminated and any breakdowns that could cause feeder performance failure are eliminated.
  • the subject matter of the present invention deals together with three aspects of such dispensing devices, first of the pneumatic system itself, namely the manner and arrangement of the mechanisms and a turbine to generate the pressure difference in the metering doser. seeds, the second is the system to control this pressure difference, and finally a method to control the pressure difference in such a way as to optimize the organization and singularization of the seeds in the doser.
  • the present invention provides a pneumatic seed generator with self-generating pressure difference and methods for controlling the pressure difference in feeders that are employed in crop sowing equipment, also known as planting machines, where the feeder consists of a rotating disc with holes, a seeds, a seed supply silo, and a vacuum chamber, among other components.
  • the feeder has the ability to generate its own vacuum by rotating a rotor which is driven by a motor.
  • the feeder further comprises seed sensors to monitor seed singularization.
  • An electronic control unit is also provided that has an algorithmically programmed microcontroller electronic circuit, which interprets the singularization data from said sensors, and acts on the turbine motor controller, changing the turbine motor speed, where this set forms the doser control system.
  • An advantage of the present invention is that it provides a feeder having a vacuum generating turbine that is contained within a feeder compartment, generating a vacuum that promotes the flow, singularization / organization and transport of the silo seed to the seed conductor with a known and manageable vacuum pressure, eliminating pressure drop and optimizing seed singleness.
  • Another advantage of the present invention is that it allows the control of vacuum pressure in each doser individually, eliminating a possible undesired pressure variable in the dosers.
  • Another advantage of the present invention is that it eliminates the pipes connecting the central turbine to each doser, avoiding constant damage to these pipes. and, consequently, reducing equipment maintenance and downtime costs.
  • Yet another advantage of the present invention is that it eliminates the need for manual adjustment of the working pressure of the pneumatic system, since the dispenser is able to identify by itself the pressure that provides the best seed singleness.
  • Figure 1 illustrates a planter with a state of the art vacuum seed dosing system, where a turbine drives several vacuum type seed feeders;
  • Figure 2 illustrates an example of a planting line containing a common prior art vacuum seed feeder
  • Figure 3 illustrates an example of a common prior art vacuum seed dispenser
  • FIG. 4 illustrates the pneumatic seed dispenser with its own pressure difference generation and control system, object of the present invention
  • Figure 5 illustrates the partially disassembled doser of Figure 4 illustrating the vacuum generating turbine and the motor
  • Figure 6 illustrates an exploded view of the pneumatic seed dispenser of Figure 4, object of the present invention
  • Figure 7 illustrates an exploded view of the doser turbine rotor of the present invention
  • Figure 8 illustrates a flow chart of the method for controlling the dispenser pressure, object of the present invention.
  • the present invention provides a PNEUMATIC SEED DOSER WITH OWN PRESSURE DIFFERENCE, AND METHOD FOR CONTROLING PRESSURE DIFFERENCE IN AGRICULTURAL SOWING EQUIPMENT, that through a motor and a turbine built into the doser allows to generate the vacuum itself, in order to singularize the distribution of seeds.
  • FIGS 4, 5 and 6 illustrating the self-generating pressure difference pneumatic seed dispenser (10) of the present invention through a vacuum generator turbine consisting of a rotor ( 15) disposed between a vacuum chamber (12) and a circular compartment (11) which is provided with an air outlet (16), said rotor (15) being driven by an externally fixed motor (14) at one end of said feeder (10), at which end there is provided a silo (18) in fluid communication with the interior of the feeder.
  • the vacuum chamber (12) is provided with a sealing rubber (13).
  • the feeder (10) is further provided with sensors (20), and an electronic control unit (21) with motor speed controller, connected to each other via a connection (22), and the electronic control unit (21) is connected to the motor (14) via a connection (23) constituting the feeder control system.
  • the feeder (10) further comprises a hole disk (24) (24A) which is provided with a seed organizer (25) positioned over the edge of said disk, the which is disposed between said vacuum chamber (12) and the fixed side (17) of the dispenser, wherein an axis (19) is responsible for moving the disc (24).
  • the rotary movement of said rotor (15) generates a vacuum that promotes air flow between the two sides of the disc (24) through the holes (24A).
  • Airflow is responsible for sucking the seed from the silo (18), capturing and holding the seed trapped in the holes (24A) of the disk (24), allowing for seed singularization in the seed organizer (25) positioned over the edge. of said disk (24).
  • the seeds then exit the seed organizer (25) through a duct disposed on the fixed side (17) behind the sensors (20) and the control unit (21). In this way, the air flow promotes the transport of the seeds from the silo (18) to an agricultural machine seed conductor with a known and manipulable vacuum pressure.
  • each feeder has all elements of the basic control system, consisting of fault detection and / or seed double sensor, electronic control unit, turbine motor speed controller and the turbine motor itself. said. But each of the control system components can be shared between two or more feeders constituting different architectures, where control can be more centralized or decentralized.
  • motor 14 is an electric motor, however motor 14 may be pneumatic, hydraulic or the like and may be coupled directly to rotor 15, or indirectly through belt, flex, gears, or the like.
  • FIG. 7 illustrating an exploded view of the rotor (15) which is provided with curved blades (15A) and a lid (15B) which has the function of increasing the efficiency of the rotor.
  • the rotor (15) may have other construction forms that meet the availability of materials and suitability of projects.
  • the turbine action occurs directly in the doser (10), without further energy or vacuum losses through long pipes, with precise control of the vacuum pressure in the doser, since both are connected. directly and with the possibility of individual and intelligent control of this vacuum pressure in each doser.
  • Figure 8 illustrates a flow chart of the method for controlling the pressure difference between the two sides of the metering disc (24), where the method comprises the steps of applying (8100) a preset vacuum pressure, and then the seed sensors (20) identify (8200) the state of their uniqueness in the feeder, transmit (8300) this data to the electronic control unit (21) with a programmed microcontroller with algorithms, which analyzes (8400) the singularization data from the sensors (20), and sends a command to the turbine engine controller (14), changing the engine speed (14) of said turbine, forming the feeder control.
  • the method comprises the steps of applying (8100) a preset vacuum pressure, and then the seed sensors (20) identify (8200) the state of their uniqueness in the feeder, transmit (8300) this data to the electronic control unit (21) with a programmed microcontroller with algorithms, which analyzes (8400) the singularization data from the sensors (20), and sends a command to the turbine engine controller (14), changing the engine speed (14) of said turbine, forming the feeder control.
  • This control is used to reduce, maintain or increase the individual turbine vacuum pressure of each feeder specifically, ie, depending on the seed singularization state in the feeder, which may have faults or double seeds, the control system automatically activates the turbine engine for compensate in terms of vacuum pressure and optimize singularization.
  • control unit (21) will send (8600) a command to the motor 14 changes its speed so as to increase the vacuum pressure to better retain the seeds and minimize failures.
  • failure index (IF) is not higher than the double seed index (ID) then check whether the failure index (IF) is lower than the double seed index (ID).
  • control unit (21) will send (8800) a command for the motor (14) to change. rotate so as to decrease vacuum pressure to retain only one seed per hole and minimize doubles.
  • the controller has found the ideal working vacuum pressure (8900) and does not change the engine speed (14). In this way, the continuity process returning to step (8200), always seeking to remain at the ideal working pressure, making the process continuous and cyclical.
  • the working pressure would be such that the occurrence of seed failure and the occurrence of double seeds were zero, but this result is not always possible to obtain. This process is continuous and self-feeding. Failure means the absence of seed where one seed is expected, and double seed means the presence of two seeds where only one is expected.
  • the seed sensor is responsible for informing the seed failure index and the double seed index.
  • the time between one seed and the next should be 200 milliseconds, and the seed sensor counts the time between one seed and the next to detect anomalies. If the time between one seed and the next is approximately 400 milliseconds, the sensor detects that a seed is missing and reports a seed failure, ie the seed that should have been dosed after 200 milliseconds has not been dosed.
  • the sensor detects that one seed has been over dosed and reports occurrence of a double seed, ie within 200 milliseconds where only one seed should have been dosed actually two seeds were dosed.
  • the anomaly index false index or double index
  • This method of pressure control is most efficient in the arrangement where there is a self-generated vacuum feeder, but can also be applied in the traditional multi-feeder turbine system.
  • the criterion for increasing or decreasing the pressure considers the same weight for failure rate and double seeds, but different weights may be used for each case. Since failures are usually more undesirable than double seeds, it is common practice to consider the weight of the failure rate higher than double seeds.
  • the method of the present invention can be employed in a decentralized architecture servicing each feeder individually, in a fully centralized architecture with a shared turbine, as well as in several architectural variants that can be assembled with these components to form an intermediate architecture.
  • the present invention while focusing on pneumatic feeders using a vacuum source to perform seed dosing, may receive an alternative constructive form where the pressure difference between the two sides of the disc is obtained. raising the pressure on the side of the disk where the seeds are transported.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Sowing (AREA)
  • Pretreatment Of Seeds And Plants (AREA)

Abstract

A presente se refere um novo dosador de sementes (10) do tipo pneumático, que é empregado como parte integrante de equipamentos agrícolas para semeadura de lavouras, conhecidos também como máquinas plantadoras, e método para controlar a diferença de pressão no dosador, que compreende uma turbina geradora de vácuo que é constituída por um rotor (15) disposto entre uma câmara de vácuo (12) e um compartimento circular (11), o qual é dotado de uma saída de ar (16), sendo que o referido rotor (15) é acionado por um motor (14) fixado externamente em uma das extremidades do dito dosador (10), em cuja extremidade é previsto um silo (18) em comunicação fluida com o interior do dosador. O dosador compreende ainda um disco (24) com furos (24A), que é dotado de um organizador de sementes (25) posicionado sobre a borda do dito disco, o qual está disposto entre a dita câmara de vácuo (12) e o lado fixo (17) do dosador, em que um eixo (19) é responsável por movimentar o disco (24).

Description

DOSADOR DE SEMENTES PNEUMÁTICO COM GERAÇÃO PRÓPRIA DE DIFERENÇA DE PRESSÃO, E, MÉTODO PARA CONTROLAR A DIFERENÇA
DE PRESSÃO NO DOSADOR
Campo de Aplicação
[001] O presente relatório descritivo trata de uma invenção que propõe de modo geral, um novo dosador de sementes do tipo pneumático, que é empregado como parte integrante de equipamentos agrícolas para semeadura de lavouras, conhecidos também como máquinas plantadoras, e método para controlar a diferença de pressão no dosador.
Fundamentos da Invenção
[002] O estado da técnica compreende equipamentos dosadores de sementes a vácuo que integram implementos agrícolas especificamente destinados à semeadura. Em tais equipamentos agrícolas (1), popularmente conhecidos como plantadoras, conforme ilustrado nas Figuras 1 e 2, tem-se uma turbina central (3), que acionada por um motor, gera uma pressão negativa em relação à pressão atmosférica, e esta pressão negativa é distribuída por tubulações (4) até os dosadores (5) de sementes, que por sua vez são projetados para, utilizando essa pressão negativa, dosar as sementes nas linhas de plantio (2), buscando a melhor singularização possível. Cada tubulação
(4) se conecta ao dosador (5) através de uma conexão (6) de saída de ar do dosador.
[003] Estes dosadores a vácuo do estado da técnica, conforme ilustrado na Figura 3, compreendem uma entrada de semente pelo silo (9), sendo que no lado fixo
(8) do dosador (5) as sementes são coletadas pelos furos dos discos na sua base, e os organizadores atuam no sentido de singularizar as sementes nos furos do disco. A câmara de vácuo está dentro do lado móvel (7) do dosador (5), e está acoplada à tubulação que distribui o vácuo da turbina através da conexão (6) . [004] Singularizar as sementes significa dosar as sementes uma a uma no dosador, sem falhas nem sementes duplas, de modo a otimizar a distribuição de sementes no solo.
[005] Conforme o tamanho da plantadora, a mesma pode ter mais de uma turbina, que sempre atendem a um conjunto de dosadores, que necessitam de tubulações de transporte de ar para distribuir a pressão negativa para os dosadores .
[006] Nota-se que a turbina central gera vácuo para mais de um dosador de sementes, normalmente em torno de 15 ou mais, e uma tubulação distribui o vácuo gerado pela turbina central até cada dosador de sementes, sendo que essas tubulações variam de comprimento, conforme a posição dos dosadores de sementes na plantadeira.
[007] Essas disposições construtivas, apesar de eficientes, apresentam uma série de desvantagens, conforme a seguir detalhadas.
[008] O sistema de turbina central do estado da técnica apresenta uma perda considerável de energia, já que sempre há perda de carga ao se distribuir o vácuo por longas tubulações. Outrossim, como o comprimento das tubulações é variável, pois essa medida depende da posição dos dosadores nas linhas da plantadora, a pressão de vácuo nos dosadores também é variável entre eles, comprometendo o desempenho dos dosadores, pois os mesmos são dependentes da pressão de vácuo para melhor singularizar a dosagem das sementes .
[009] Além disso, a pressão sendo variável de uma forma não controlada, o desempenho dos dosadores também é variável, no que se refere à singularização das sementes .
[0010] Dessa forma, como não se tem uma pressão de vácuo precisa em cada dosador, e ela é variável entre eles, fica mais difícil controlar o vácuo em cada dosador, já que a precisão da pressão de vácuo é baixa. É constatado também que essas tubulações concorrem para um maior custo construtivo do sistema, maior custo de manutenções e maior risco de avarias diversas, do tipo furos ou rasgos nas tubulações que estão expostas na plantadora, o que pode ocasionar uma perda ainda maior de desempenho dos dosadores.
[0011] Outra desvantagem é que essas disposições construtivas do estado da técnica não contemplam com eficiência as plantadoras com poucas linhas, normalmente presentes em pequenas propriedades agrícolas, pois a turbina acaba sendo superdimensionada, aumentando os custos de aquisição e manutenção, prejudicando a praticidade no uso.
[0012] A seguir são enumerados alguns documentos do estado da técnica, que apresentam os mesmos problemas citados acima, dos quais destacamos a clássica patente "Vacuum Seed Meter" U.S. Pat . No. 5, 170, 909 de um importante fabricante de plantadoras. Outro exemplo de um dosador a vácuo é descrito na patente U.S. Pat. No. 3.888.387 de Deckler. Além disso, patentes como a intitulada "Method of retrofiting a pneumatic on-demand seed delivery system and an improved pneumatic on-demand seed delivery system" de número U.S. No. 7,779,770 B2 propõem melhorias nos sistemas de dosagem a vácuo do estado da técnica, sem alcançar o efeito técnico da presente invenção .
[0013] Para combater as limitações descritas anteriormente, os inventores conceberam, testaram e aprovaram um novo dosador pneumático ou a vácuo de sementes, onde cada dosador gera o seu próprio vácuo, acionado por um motor e com uma turbina embutida. Com essa disposição, foram eliminadas as tubulações entre o dosador e a turbina, minimizando-se as perdas de carga. Além disso, com uma pressão de vácuo conhecida e possível de ser controlada em cada dosador, a singularização das sementes é melhorada. Adicionalmente, são eliminados os custos com as tubulações, os custos com a sua manutenção e eliminadas eventuais avarias que provocariam falha de desempenho dos dosadores .
[0014] A seguir será apresentado um sumário simplificado das modalidades descritas na presente invenção, sendo que tal sumário não é uma visão geral extensiva de todas as modalidades contempladas aqui. E não pretende identificar elementos fundamentais ou críticos, nem delinear o escopo de tais modalidades. Sua única finalidade é apresentar alguns conceitos das modalidades descritas na forma simplificada, como uma introdução à descrição mais detalhada que será apresentada adiante.
Sumário da Invenção
[0015] A matéria abordada na presente invenção trata con untamente de três aspectos de tais dispositivos em dosadores, primeiro do sistema pneumático em si, ou seja, da maneira e disposição dos mecanismos e de uma turbina para gerar a diferença de pressão no dosador de sementes, o segundo é a do sistema para controlar essa diferença de pressão, e por fim um método para controlar a diferença de pressão de tal forma a otimizar a organização e singularização das sementes no dosador.
[0016] A presente invenção proporciona um dosador de sementes pneumático com geração própria de diferença de pressão e métodos para controlar a diferença de pressão nos dosadores que são empregados em equipamentos agrícolas para semeadura de lavouras, conhecidos também como máquinas plantadoras, em que o dosador é constituído por um disco giratório com furos, um organizador de sementes, um silo de abastecimento de sementes, e por uma câmara de vácuo, entre outros componentes.
[0017] O dosador tem a capacidade de gerar o próprio vácuo, através do movimento giratório de um rotor, que é acionado por um motor. O dosador compreende ainda sensores de sementes para monitorar a singularização das sementes .
[0018] É prevista também uma unidade de controle eletrônica que possui um circuito eletrônico com microcontrolador programado com algoritmos, que interpretam os dados de singularização advindos dos referidos sensores, e atua no controlador do motor da turbina, alterando a velocidade do motor da mesma, sendo que esse conjunto forma o sistema de controle do dosador.
[0019] Além disso, também é objeto dessa patente um método para controlar a diferença de pressão entre os dois lados do disco dosador que tem como objetivo maximizar a qualidade da singularização das sementes.
[0020] Uma vantagem da presente invenção é de proporcionar um dosador dotado de uma turbina geradora de vácuo que fica dentro de um compartimento do dosador, gerando um vácuo que promove o fluxo, a singularização/organização e o transporte da semente do silo até o condutor de sementes, com uma pressão de vácuo conhecida e manipulável, eliminando a perda de carga e otimizando a singularização das sementes.
[0021] Outra vantagem da presente invenção é a de permitir o controle da pressão do vácuo em cada dosador individualmente, eliminando uma possível variável indesejada de pressão nos dosadores.
[0022] Outra vantagem da presente invenção é a de eliminar as tubulações que ligam a turbina central a cada dosador, evitando constantes avarias nestas tubulações e, consequentemente, diminuindo os custos com manutenção e paradas do equipamento.
[0023] Ainda outra vantagem da presente invenção é eliminar a necessidade do ajuste manual da pressão de trabalho do sistema pneumático, uma vez que o dosador é capaz de identificar por si só a pressão que fornece a melhor singularização das sementes.
Breve Descrição das Figuras
[0024] As características, natureza e vantagens da presente descrição serão mais visíveis a partir da descrição detalhada exposta abaixo quando lida em conjunto com os desenhos, nos quais as mesmas referências se referem aos mesmos elementos, nos quais:
Figura 1 - ilustra uma plantadeira com um sistema de dosagem de sementes a vácuo do estado da técnica, onde uma turbina aciona diversos dosadores de semente do tipo a vácuo ;
Figura 2 - ilustra um exemplo de uma linha de plantio contendo um dosador comum de sementes a vácuo do estado da técnica;
Figura 3 - ilustra um exemplo de um dosador comum de sementes a vácuo do estado da técnica;
Figura 4 - ilustra o dosador de sementes pneumático com geração própria de diferença de pressão e sistema de controle, objeto da presente invenção;
Figura 5 - ilustra o dosador da Figura 4 parcialmente desmontado, ilustrando a turbina geradora de vácuo e o motor;
Figura 6 - ilustra uma vista explodida do dosador de sementes pneumático da Figura 4, objeto da presente invenção ;
Figura 7 - ilustra uma vista explodida do rotor da turbina do dosador da presente invenção; Figura 8 - ilustra um fluxograma do método para controlar a pressão do dosador, objeto da presente invenção .
Descrição Detalhada da Invenção
[0025] Em conformidade com o quanto ilustram as figuras em anexo, a presente invenção provê um DOSADOR DE SEMENTES PNEUMÁTICO COM GERAÇÃO PRÓPRIA DE DIFERENÇA DE PRESSÃO, E, MÉTODO PARA CONTROLAR A DIFERENÇA DE PRESSÃO NO DOSADOR, empregado em equipamentos agrícolas para semeadura, que através de um motor e uma turbina embutida no dosador permite gerar o próprio vácuo, de modo a singularizar a distribuição das sementes.
[0026] Referência é feita agora as Figuras 4, 5 e 6, que ilustram o dosador de sementes pneumático (10) com geração própria de diferença de pressão da presente invenção, através de uma turbina geradora de vácuo que é constituída por um rotor (15) disposto entre uma câmara de vácuo (12) e um compartimento circular (11), o qual é dotado de uma saída de ar (16), sendo que o referido rotor (15) é acionado por um motor (14) fixado externamente em uma das extremidades do dito dosador (10), em cu a extremidade é previsto um silo (18) em comunicação fluida com o interior do dosador. A câmara de vácuo (12) é dotada de uma borracha de vedação (13) .
[0027] O dosador (10) é dotado ainda de sensores (20), e uma unidade de controle eletrônica (21) com controlador de velocidade de motor, conectados entre si através de uma conexão (22), e a unidade de controle eletrônica (21) é conectada ao motor (14) através de uma conexão (23), constituindo o sistema de controle do dosador .
[0028] O dosador (10) compreende ainda um disco (24) com furos (24A) , que é dotado de um organizador de sementes (25) posicionado sobre a borda do dito disco, o qual está disposto entre a dita câmara de vácuo (12) e o lado fixo (17) do dosador, em que um eixo (19) é responsável por movimentar o disco (24) .
[0029] O movimento giratório do referido rotor (15) gera um vácuo que promove fluxo de ar entre os dois lados do disco (24) através dos furos (24A) . O fluxo de ar é responsável por sugar a semente do silo (18), capturar e manter a semente presa nos furos (24A) do disco (24), permitindo realizar a singularização da semente no organizador de sementes (25) posicionado sobre a borda do dito disco (24) . As sementes então saem do organizador de sementes (25) através de um duto disposto no lado fixo (17) atrás dos sensores (20) e da unidade de controle (21) . Desse modo, o fluxo de ar promove o transporte das sementes do silo (18) até um condutor de sementes da máquina agrícola, com uma pressão de vácuo conhecida e manipulável.
[0030] Na modalidade descrita acima, a unidade de controle eletrônica (21) e o controlador de velocidade da turbina são integrados em um mesmo elemento, porém em construções alternativas eles podem ser projetados em elementos separados. Nesta modalidade da presente invenção, cada dosador possui todos os elementos do sistema de controle básico, composto por sensor de detecção de falhas e/ou duplos de sementes, unidade de controle eletrônica, controlador de velocidade do motor da turbina e o motor da turbina propriamente dito. Porém cada um dos componentes do sistema de controle pode ser compartilhado entre dois ou mais dosadores constituindo diferentes arquiteturas , onde o controle pode ser mais centralizado ou descentralizado.
[0031] De acordo com a modalidade preferida da invenção, o motor (14) é um motor elétrico, entretanto, o motor (14) pode ser do tipo pneumático, hidráulico ou afim, e pode estar acoplado diretamente ao rotor (15), ou indiretamente através de correia, cabo flexível, engrenagens, ou afins.
[0032] Referência é feita agora a Figura 7 que ilustra uma vista explodida do rotor (15) que é dotado de pás curvas (15A), e de uma tampa (15B), que tem a função de aumentar a eficiência do rotor. O rotor (15) poderá ter outras formas construtivas que atenda a disponibilidade de materiais e adequabilidade de projetos.
[0033] De acordo com a presente invenção, a ação da turbina ocorre diretamente no dosador (10), sem maiores perdas de energia ou vácuo através de longas tubulações, com controle preciso da pressão de vácuo no dosador, pois, os dois estão conectados diretamente e com a possibilidade de controle individual e inteligente desta pressão de vácuo em cada dosador.
[0034] Referência é feita agora a Figura 8, que ilustra um fluxograma do método para controlar a diferença de pressão entre os dois lados do disco (24) do dosador (10), onde o método compreende as etapas de aplicar (8100) uma pressão de vácuo pré estabelecida, e em seguida os sensores de sementes (20) identificam (8200) qual o estado da singularização das mesmas no dosador, transmitem (8300) esses dados para a unidade de controle eletrônica (21) dotada de um microcontrolador programado com algoritmos, que analisa (8400) os dados de singularização advindos dos sensores (20), e envia um comando para o controlador do motor (14) da turbina, alterando a velocidade do motor (14) da referida turbina, formando o sistema de controle do dosador. Este comando serve para reduzir, manter ou aumentar a pressão de vácuo da turbina individual de cada dosador especificamente, ou seja, em função do estado de singularização das sementes no dosador, que podem apresentar falhas ou sementes duplas, o sistema de controle aciona automaticamente o motor da turbina para compensar em termos de pressão de vácuo e otimizar a singularização .
[0035] Normalmente quando se aumenta a pressão de vácuo no dosador o índice de falhas (IF) tende a diminuir e o índice de duplos (ID) tende a aumentar, mas não necessariamente na mesma proporção. Portanto, o objetivo do controlador é encontrar uma pressão de vácuo que minimize o erro total da singularização (ES), que pode ser definido como ES = IF + ID, fazendo com que o ES seja o mínimo possível.
[0036] Portanto, para minimizar o ES, se os sensores (20) estiverem indicando mais ocorrência de falhas de sementes (8500) do que de ocorrência de sementes duplas, a unidade de controle (21) vai enviar (8600) um comando para que o motor (14) mude sua rotação, de modo a aumentar a pressão de vácuo para reter melhor as sementes e minimizar as falhas.
[0037] Se o índice de falhas (IF) não for maior do que o índice de sementes duplas (ID) é verificado a seguir se o índice de falhas (IF) é menor do que o índice de sementes duplas (ID) .
[0038] Se os sensores (20) estiverem indicando maior ocorrência de sementes duplas (8700) do que de ocorrência de falha de semente, a unidade de controle (21) vai enviar (8800) um comando para que o motor (14) mude sua rotação, de modo a diminuir a pressão de vácuo para reter apenas uma semente por furo e minimizar as duplas.
[0039] Caso a ocorrência de falhas de semente seja a mesma da ocorrência de sementes duplas o controlador encontrou a pressão de vácuo de trabalho ideal (8900) e não altera a rotação do motor (14) . Desse modo, o processo da continuidade retornando a etapa (8200), buscando sempre se manter na pressão de trabalho ideal, tornando o processo contínuo e cíclico. [0040] Idealmente a pressão de trabalho seria tal que a ocorrência de falhas de semente e a ocorrência de sementes duplas fossem zero, mas nem sempre é possível obter esse resultado. Esse processo é continuo e autoalimentado . Por falhas, entende-se pela ausência de semente onde é esperada uma semente, e por sementes duplas entende-se a presença de duas sementes, onde é esperada apenas uma.
[0041] Nesse processo o sensor de sementes é responsável por informar o índice de falhas de semente e o índice de sementes duplas. Em uma dosagem de 5 sementes por segundo, o tempo entre uma semente e a seguinte deveria ser de 200 milissegundos, e o sensor de semente contabiliza o tempo entre uma semente e a próxima afim de detectar anomalias. Se o tempo entre uma semente e a próxima for de aproximadamente 400 milissegundos, o sensor detecta que uma semente está faltando e acusa a ocorrência de uma falha de semente, ou seja, a semente que deveria ter sido dosada após 200 milissegundos não foi dosada. Se o tempo entre uma semente A e a seguinte B for menor do que 200 milissegundos e o tempo entre a semente A e a semente C depois da B for de aproximadamente 200 milissegundos, o sensor detecta que uma semente foi dosada a mais e acusa a ocorrência de uma semente dupla, ou seja, em um intervalo de 200 milissegundos onde apenas uma semente deveria ter sido dosada na verdade duas sementes foram dosadas. Para encontrar o índice de anomalias (índice falhas ou índice duplos) em um determinado período, basta dividir o número de ocorrências da anomalia no período pelo número de sementes que deveria ser dosada naquele período.
[0042] Esse método de controle de pressão é mais eficiente na disposição onde se tem um dosador com geração própria de vácuo, mas pode também ser aplicado no sistema tradicional de uma turbina para vários dosadores . [0043] Conforme ilustrado no fluxograma da Figura 8, o critério para aumentar ou diminuir a pressão considera o mesmo peso para o índice de falha e duplas sementes, mas pode se utilizar pesos diferentes para cada caso. Como falhas normalmente é mais indesejável do que duplas sementes, é uma prática comum considerar o peso do índice de falhas maior do que o de duplas sementes.
[0044] O método da presente invenção pode ser empregado em uma arquitetura descentralizada atendendo individualmente cada dosador, em uma arquitetura totalmente centralizada com uma turbina compartilhada, bem como em diversas variantes de arquiteturas que podem ser montadas com esses componentes compondo uma arquitetura intermediária .
[0045] Foram realizados vários testes com diversos lotes de sementes de diversas culturas e foi constatado que o controle da pressão do vácuo pode ajudar bastante o dosador na sua tarefa de singularizar as sementes, e que cada lote de sementes de cada cultura, pode ter uma pressão de vácuo ideal para o melhor desempenho do dosador .
[0046] Abaixo um exemplo de um lote de milho em que a pressão do vácuo ajudou a singularizar as sementes .
[0047] Foram utilizados diversos lotes de sementes de milho P-30K75 e obteve-se os resultados abaixo, em termos de porcentagem de erros de singularização (sementes duplas somada com falhas de sementes) .
Pressão do vácuo Alta Média Baixa
Lote 01 2,1% 1,3% 0,2%
Lote 02 0, 1% 0,4% 0,9%
Lote 03 1,1% 0,6% 0% Lote 04 0, 2% 0,3% 0,6%
[0048] Pela tabela acima fica clara a influencia do controle do vácuo com a turbina individual sobre a singularização e a facilidade de controlar a mesma.
[0049] É importante ressaltar que a presente invenção, apesar de dar enfoque nos dosadores pneumáticos que utilizam uma fonte de vácuo para realizar a dosagem das sementes, pode receber uma forma construtiva alternativa onde a diferença de pressão entre os dois lados do disco é obtida elevando a pressão no lado do disco onde as sementes são transportadas.
[0050] Será facilmente compreendido por aqueles versados na técnica que modificações podem ser realizadas na invenção sem com isso se afastar dos conceitos expostos na descrição precedente. Essas modificações devem ser consideradas como incluídas dentro do escopo da invenção. Consequentemente, as modalidades particulares descritas em detalhes acima são meramente ilustrativas e não limitativas quanto ao escopo da invenção, ao qual deve ser dada a plena extensão das reivindicações apensas e de todos e quaisquer equivalentes das mesmas.

Claims

RE IVINDICAÇÕES
1. Dosador de sementes pneumático (10) com geração própria de diferença de pressão, caracterizado por compreender
um rotor (15) disposto entre uma câmara de vácuo (12) e um compartimento circular (11), o qual é dotado de uma saída de ar (16), sendo o rotor (15) acionado por um motor (14) fixado externamente em uma das extremidades do dito dosador, em cu a extremidade é previsto um silo (18) em comunicação fluida com o interior do dosador (10);
uma unidade de controle (21) sendo conectada a sensores (20) através de uma conexão (22), os quais são dispostos externamente no lado fixo (17) do dosador, em que a dita unidade de controle (21) é conectada ao motor (14) através de uma conexão (23);
um disco (24) com furos (24A) , que é dotado de um organizador de sementes (25) posicionado sobre a borda do dito disco, o qual está disposto entre a dita câmara de vácuo (12) e o lado fixo (17) do dosador, em que um eixo (19) é responsável por movimentar o disco (24);
em que o movimento giratório do dito rotor (15) gera um vácuo na câmara de vácuo (12) que promove o fluxo de ar entre os dois lados do disco (24) através dos furos (24A) , fazendo com que as sementes sejam sugadas do silo (18), capturadas e presas nos furos (24A) , e em seguida distribuídas para o organizador de sementes (25) , sendo que a semente sai de forma singular do organizador (25) através de um duto disposto no lado fixo (17) atrás dos sensores (20) e da unidade de controle (21) até um condutor da máquina agrícola, caindo no solo.
2. Dosador (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a câmara de vácuo (12) é dotada de uma borracha de vedação (13) .
3. Dosador (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o rotor (15) é dotado de pás curvas (15A) e de uma tampa (15B) .
4. Dosador (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o motor (14) pode ser do tipo elétrico, pneumático, hidráulico, ou afim.
5. Dosador (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 4, caracterizado pelo fato de que o motor (14) pode estar acoplado diretamente ao rotor (15) ou indiretamente através de correia, cabo flexível, engrenagens, ou afins.
6. Dosador (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle
(21) controla a velocidade do motor (14) com base nos dados de singularização das sementes obtidos do sensor
(20), de modo a controlar a pressão do vácuo em cada dosador (10) .
7. Método para controlar a diferença de pressão em um dosador (10), caracterizado pelo fato de compreender as etapas de:
aplicar (8100) uma pressão de vácuo pré estabelecida no dosador (10);
- identificar (8200) o estado de singularização das sementes no dosador (10);
- transmitir (8300) os dados para a unidade de controle (21) ;
- analisar (8400) os dados de singularização;
- verificar se o índice de falha (IF) é maior que o índice de sementes duplas (ID);
- em caso afirmativo, enviar (8600) um comando para aumentar a pressão de vácuo;
em caso negativo, verificar (8700) se o índice de falhas (IF) é menor do que o índice de sementes duplas ( ID) ; - caso o resultado da verificação (8700) seja positivo, enviar (8800) um comando para diminuir a pressão do vácuo;
- caso o resultado da verificação (8700) seja negativo, manter a pressão atual uma vez que a pressão de vácuo ideal (8900) é alcançada;
- repetir as etapas (8200) a (8900) .
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