ES2877803A1

ES2877803A1 - Sistema barredor de fondo para el arrastre de solidos en tanques de decantacion

Info

Publication number: ES2877803A1
Application number: ES202030444A
Authority: ES
Inventors: Gomez Pedro Roberto Rodriguez
Original assignee: Atca Asesoria Proyectos e Instalaciones SL
Current assignee: Wssdynamics SL
Priority date: 2020-05-14
Filing date: 2020-05-14
Publication date: 2021-11-17
Anticipated expiration: 2040-05-14
Also published as: ES2877803B2

Abstract

Sistema barredor de fondo para el arrastre de sólidos en tanques de decantación. Sistema barredor para tanques (3) de decantación que comprende una estructura de soporte provista de tubos longitudinales (1) y de tubos transversales (2, 2a, 2b); ruedas (4); al menos un perfil barredor (6) provisto de un cepillo (22); al menos un deflector (19), un motor (11) dispuesto en una primera pared transversal (3a) que rota un elemento (12) de tracción; y medios (13, 15) de transmisión unidos a un primer tubo transversal (2a) que pasan por unos medios (14) de guiado y alrededor del elemento (12) de tracción hasta llegar a una segunda pared transversal (3b), dando la vuelta hasta unirse a un segundo tubo transversal (2b).

Description

DESCRIPCIÓN

BARREDOR DE FONDO PARA EL ARRASTRE DE SOLIDOS EN TANQUES DE

DECANTACIÓN

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención pertenece al campo técnico de los dispositivos e instalaciones para el tratamiento de efluentes contaminados por impurezas en forma de sólidos en suspensión. Más concretamente, el barredor de la presente invención está destinado a instalarse en tanques de decantación y su función es el arrastre de los sólidos decantados en toda la superficie del fondo del tanque hacia una zona de evacuación.

PROBLEMA TÉCNICO A RESOLVER Y ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Un decantador es un dispositivo que se emplea habitualmente en los procesos de depuración de efluentes (es decir, líquidos que fluyen en una instalación industrial) para la eliminación de impurezas sólidas en suspensión presentes en dichos efluentes y, en particular, en la depuración de agua residual y potabilización de agua de consumo.

Los decantadores comprenden un tanque, o depósito, por el que se hace circular un efluente contaminado por impurezas en forma de sólidos en suspensión y son capaces de separar, -al menos parcialmente- dichos sólidos en suspensión del efluente.

En un decantador el efluente a tratar accede a baja velocidad, a través de entradas que están normalmente situadas en la parte inferior de los laterales del tanque. Como los sólidos en suspensión tienen un peso específico o una densidad mayores que el efluente, estos tenderán a desplazarse hacia abajo, hacia la zona inferior del tanque, o base, donde se irán acumulando. Este fenómeno de acumulación en la parte inferior del tanque se conoce precisamente como “decantación” y permite la posterior evacuación de los sólidos acumulados. El efluente -libre de sólidos- abandonará el tanque del decantador por su parte superior a través de vertederos o conductos de recogida.

La velocidad en sentido ascendente o lateral del efluente debe ser tal que, la velocidad de decantación del sólido en suspensión, le permita alcanzar la base del tanque antes de que el efluente abandone el tanque. De lo contrario, el sólido será evacuado con el efluente, sin que el decantador haya cumplido su función.

Algunos decantadores están provistos de lamelas y/o módulos lamelares, con objeto de aumentar sus prestaciones. La incorporación de dichas lamelas y/o módulos lamelares en un decantador permite aumentar el caudal de efluente a tratar, o aumentar la eficiencia en la decantación de los sólidos.

Independientemente de la tipología de los tanques, es común el uso de dispositivos barredores que desplazándose sobre la base del tanque, generalmente en sentido longitudinal, arrastran los fangos o sólidos depositados en el fondo, en dirección a la zona de evacuación. Generalmente los sólidos se vierten a una tolva situada en uno de los extremos del tanque donde, por medio de un conducto, son extraídos para ser conducidos a otra fase del proceso.

Para ello, un primer tipo, ya conocido, de dispositivos barredores incorpora una serie de perfiles barredores de una longitud aproximada equivalente al ancho del tanque y que se desplazan en sentido longitudinal barriendo la superficie total del fondo del tanque y arrastrando los sólidos decantados hasta la zona de evacuación. Asimismo, están provistos de un sistema de tracción que hace posible su desplazamiento y comprende un motor eléctrico, una transmisión primaria en la forma de un piñón y una cadena primaria y una transmisión secundaria que comprende coronas de tracción unidas por un eje. La cadena primaria tracciona las coronas las cuales a su vez transmiten la potencia a unas cadenas secundarias, hechas generalmente de material plástico y que discurren a lo largo de los laterales del tanque. A dichas cadenas secundarias se fijan una pluralidad de perfiles barredores, y a una distancia entre ellos determinada. Unas poleas situadas en el extremo opuesto del tanque y alineadas con las cadenas plásticas, permiten el retorno de las cadenas secundarias a una determinada altura para cerrar el bucle. Además, los dispositivos barredores están provistos de un sistema de guiado y apoyo de los perfiles barredores que permite que dichos perfiles barredores se desplacen en un sentido predeterminado por la parte baja del tanque, realizando la función de arrastre de sólidos mencionada y retornan, en posición invertida, por unas guías de apoyo superiores sin afectar a los sólidos decantados.

Estos sistemas de guiado y apoyo de los perfiles barredores son mediante deslizamiento. Cada perfil incorpora, como pieza de apoyo para su deslizamiento por la guía un elemento de desgaste, por lo general en nylon o polipropileno. Dado que las coronas secundarias de tracción y por lo tanto las cadenas plásticas secundarias a las que van fijados los perfiles barredores se sitúan en los laterales, el perfil queda anclado, por tanto, en sus extremos, debiendo alcanzar su longitud la anchura total del tanque. Esto obliga a que dichos perfiles barredores presenten unas características de resistencia mecánica suficientes para aguantar el esfuerzo que se genera al arrastrar los sólidos acumulados, que habitualmente comprenden fangos, arenas y otras impurezas. Asimismo, y dado que en los apoyos sobre las guías se produce una fricción, los perfiles barredores deben tener un peso limitado para evitar un exceso de pérdida de potencia y desgaste prematuro de apoyos y guías. Por ello, los perfiles suelen realizarse en poliéster con fibra de vidrio y con una geometría específica que aporte un momento de inercia adecuado y evite la flexión excesiva del perfil. No obstante, en tanques relativamente anchos, estos perfiles han de sobredimensionarse para evitar su flexión lo que afecta directamente al dimensionamiento del sistema de tracción, a la perdida de potencia por fricción y al desgaste de los elementos de apoyo y guías. Ante acumulaciones de sólidos elevadas en muchas ocasiones la flexión del perfil barredor es inevitable, traccionando de sus extremos hacia el centro del tanque, esto aumenta aún más el rozamiento sobre las guías y finalmente en muchas ocasiones se produce la salida del apoyo y por lo tanto la salida de la cadena.

Por otra parte, los tanques de decantación reciben agua con arena en suspensión. Dado que el agua se distribuye de forma homogénea en toda la superficie del tanque, es inevitable que dicha arena se deposite sobre las guías sobre las que deslizan los perfiles, acelerando el proceso de abrasión y desgaste y elevando mucho el esfuerzo por fricción. Estos mayores esfuerzos afectan a todo el sistema, no solo a las guías y elementos de apoyo, dado que generan un sobreesfuerzo en el desplazamiento, se traduce en una mayor tensión tanto en la cadena plástica que incorpora los perfiles como en la cadena y piñón de transmisión primaria, reduciendo mucho su vida útil.

Dado que estos perfiles barredores deben tener una geometría adecuada a su función, entre otras cosas, suficiente altura vertical para realizar una arrastre efectivo de los fangos, cuando estos perfiles retornan por las guías de apoyo superiores, lo hacen a una altura mucho más elevada sobre el fondo del tanque, zona donde existen flujos de distribución de agua, de forma que la gran superficie que presentan afectan en gran medida a estos flujos y por lo tanto a la correcta distribución y velocidades del agua disminuyendo la eficiencia del decantador.

Se conocen, asimismo, otros dispositivos barredores de sólidos cuyo funcionamiento está basado en el desplazamiento alternativo en un mismo plano y en dirección longitudinal al tanque de una serie de perfiles barredores fijos entre sí, situados al nivel de la base del tanque y alcanzando toda su anchura. Estos perfiles barredores presentan una geometría de triangulo escaleno rectángulo en toda su longitud y se sitúan sobre la estructura de soporte de forma que al desplazar todo el conjunto en el sentido de arrastre, el perfil barredor presenta una cara vertical de altura entre 60 y 100 mm arrastrando los sólidos en dirección a la zona de evacuación. Al alcanzar su punto máximo de desplazamiento, el conjunto invierte su sentido de desplazamiento y las dos caras del perfil barredor que conforman el ángulo más agudo, situada una de ellas paralela al fondo del tanque, son las que ahora enfrentan los sólidos depositados, de forma que ofrecen un plano inclinado de baja pendiente, siendo los sólidos capaces de pasar por encima del perfil sin apenas verse afectados. Dado que el sistema se compone de una pluralidad de perfiles barredores, el desplazamiento en ambos sentidos debe ser mayor que la distancia a la que dichos perfiles están situados entre sí, de forma que cuando la estructura retrocede cada perfil alcance una posición más retrasada que la posición más avanzada del perfil situado inmediatamente detrás y de esta forma recoger los sólidos desplazados por este.

En los dispositivos barredores descritos en el párrafo anterior, el movimiento alternativo se genera mediante un pistón neumático que empuja y tracciona el conjunto de toda la estructura. La utilización de una sistema neumático para generar el movimiento, limita el desplazamiento máximo de la estructura que incorpora los perfiles barredores y por lo tanto es necesario situarlos a una distancia reducida entre ellos, generalmente entre 0.7 m y 0.9 m lo que resulta en un número muy alto de perfiles barredores para cubrir la longitud total de un tanque. Asimismo toda la estructura permanece apoyada y desliza sobre bandas de caucho, nylon, o materiales similares, presentando también problemas de fricción ante la presencia de arenas.

El conjunto de estas estructuras, con tan alto número de perfiles y su sistema de desplazamiento hacen que sus costes de fabricación e instalación sean muy elevados.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención pretende subsanar o mitigar los problemas y desventajas de la técnica mencionada anteriormente, así como reducir ampliamente sus costes de fabricación e instalación.

A tal fin, la presente invención tiene por objeto un sistema barredor de fondo para el arrastre de sólidos en un tanque de decantación caracterizado por que comprende:

- una estructura de soporte provista de una pluralidad de tubos longitudinales y una pluralidad de tubos transversales dispuestos perpendicularmente entre sí;

- unas ruedas unidas a la porción inferior de los tubos longitudinales y configuradas para entrar en contacto con el fondo del tanque de decantación;

- al menos un perfil barredor provisto de un cepillo longitudinal en su extremo inferior, estando además dicho perfil barredor solidarizado a un tubo transversal y configurado para bascular en torno a un eje transversal;

- al menos un deflector dispuesto en la parte superior de un tubo transversal, comprendiendo dicho deflector un plano inclinado orientado hacia el fondo del tanque de decantación y que cubre la cara vertical posterior de dicho tubo transversal ; y

- unos medios de tracción que comprenden:

i) un motor dispuesto en una primera pared transversal del tanque y configurado para rotar un elemento de tracción;

ii) unos medios de guiado dispuestos en la primera pared transversal; y iii) unos medios de transmisión unidos por un primer extremo a un primer tubo transversal de la estructura de soporte, estando dispuestos los medios de transmisión de forma que pasan por los medios de guiado y pasan alrededor del elemento de tracción hasta llegar a una segunda pared transversal del tanque, opuesta a la primera pared transversal, dando la vuelta en dicha segunda pared transversal de forma que un segundo extremo de los medios de transmisión está unido a un segundo tubo transversal de la estructura de soporte.

Durante el uso del sistema barredor de la invención la estructura de soporte se somete, preferiblemente, a un movimiento de vaivén o movimiento alternativo en ambos sentidos de la dirección longitudinal del tanque de forma que en un sentido y mediante los perfiles barredores en posición vertical arrastrará los sólidos hacia la zona de evacuación. Al llegar al final del recorrido, se detendrá e iniciará su desplazamiento en sentido opuesto. Al desplazarse en este sentido opuesto los perfiles barredores bascularán sobre sus ejes hasta posicionarse horizontalmente y pasarán por encima de los sólidos presentes en el fondo del tanque sin afectarlos. Al alcanzar la posición de partida iniciará un nuevo ciclo.

Según lo descrito anteriormente, el sistema barredor de la presente invención incorpora unas ruedas localizadas bajo los tubos longitudinales que le permiten desplazarse en sentido longitudinal al tanque, minimizando las pérdidas de potencia y la fricción. Asimismo, la configuración específica de los medios de tracción arriba indicada, permite que el dispositivo barredor de la invención se desplace suavemente a lo largo de la superficie del fondo del tanque de decantación, sin variaciones abruptas de su velocidad que podrían, agitar el efluente que circula por el interior del tanque de decantación, generando turbulencias.

Por otro lado, al carecer de guías de apoyo dispuestas sobre el fondo del tanque de decantación, el sistema barredor de la presente invención evita todas las desventajas asociadas al uso estos componentes: aumento de la fricción, pérdida de potencia y desgaste prematuro de las guía de apoyo por abrasión debido a la entrada de arenas.

Otra ventaja derivada de la presente invención es que los perfiles barredores se desplazan únicamente sobre la base del tanque, zona en la que no se producen los flujos de distribución de agua propios del proceso de decantación, por lo que los perfiles barredores y estructura en general no afecta al proceso de decantación.

Además, la presente invención permite un amplio desplazamiento de la estructura de soporte, lo que hace posible a su vez reducir el número de perfiles barredores y por lo tanto el coste del sistema barredor.

Así, por ejemplo, para cubrir una longitud de tanque de 10,3 m, si los perfiles se instalan cada metro y el desplazamiento máximo de la estructura de soporte es de aproximadamente 1,3 m, será necesario instalar al menos diez perfiles barredores y la estructura de soporte deberá tener una longitud mínima de 9 m. Por el contrario, si es posible instalar los perfiles transversales cada 5 metros y el desplazamiento máximo de la estructura de soporte llega hasta los 5,3 m, tan sólo serán necesarios al menos dos perfiles barredores para cubrir este tanque de 10,3 m, siendo además la longitud mínima de la estructura de soporte de tan solo 5m. De esta forma, gracias a la presente invención es posible una reducción de costes muy elevada, especialmente en tanques de gran longitud.

Por otro lado, el sistema de la presente invención aumenta el efecto de empuje hidráulico sobre los perfiles barredores, al estar provisto de al menos un deflector en la parte superior opuesta del tubo de soporte que ofrecerá un plano inclinado y hacia abajo cubriendo la cara vertical posterior del tubo de soporte. Este deflector estará dispuesto preferiblemente a lo largo de toda la longitud del tubo de soporte y perfil barredor de forma que durante el movimiento de retroceso orientará una mayor cantidad de flujo relativo hacia la parte baja del tubo de soporte y por lo tanto generará un mayor empuje sobre el perfil barredor. Asimismo, reducirá las turbulencias que produciría la cara vertical posterior del tubo de soporte, aportando una geometría con mejor comportamiento hidrodinámico.

En la presente invención, cada perfil barredor está provisto -en su extremo inferior- de un cepillo longitudinal, preferiblemente de tipo burlete. Gracias a la flexibilidad de las fibras que componen el cepillo, los perfiles barredores son capaces de adaptarse, tanto a tanques de decantación cuyo fondo es una superficie horizontal, como a tanques con fondos que presentan desniveles o inclinaciones. Asimismo, la presencia del cepillo permite un arrastre más efectivo de los sólidos depositados en el fondo del tanque.

Este cepillo puede estar preferiblemente fijado al perfil barredor mediante una pletina con taladros a lo largo de su longitud y tornillos y ser regulable en altura mediante orificios rasgados en el perfil barredor lo que permitirá, cada cierto tiempo, bajar ligeramente su posición para compensar el desgaste de la fibras debidas a la fricción con el hormigón del fondo del tanque. Al ir fijo mediante tornillos, podrá reemplazarse con facilidad cuando el desgaste haya marcado el final de su vida útil.

Los tubos longitudinales de la estructura de soporte se dimensionan, preferiblemente, con una longitud suficiente para cubrir la longitud total del tanque. Así, por ejemplo, la longitud de los perfiles longitudinales es, preferiblemente, la longitud del tanque menos la longitud de desplazamiento de la estructura de soporte Asimismo, los tubos transversales, poseen preferiblemente una longitud igual a la anchura total del tanque. Además, el número de tubos longitudinales y/o transversales viene determinado, preferiblemente, por la longitud total del tanque, así como por el desplazamiento total del sistema barredor para la superposición de las posiciones de perfiles contiguos en la posición más adelantada y la más retrasada. Asimismo, la estructura de soporte está dimensionada, preferiblemente, en base a los esfuerzos que se estima que se producirán durante el arrastre de los sólidos acumulados en el fondo del tanque de decantación.

Los tubos longitudinales y/o los tubos transversales están preferiblemente realizados en acero inoxidable o poliéster con fibra de vidrio. Además, los tubos transversales presentan preferiblemente una geometría rectangular y se montan en posición horizontal lo que les dota de un mayor momento de inercia y por lo tanto, una mayor resistencia en la dirección del desplazamiento (es decir, en la dirección longitudinal).

Por otro lado, los tubos transversales de soporte, que son los que aportan la resistencia adecuada a los perfiles barredores, están fijados a los tubos longitudinales en puntos intermedios de su longitud total, situados preferentemente a 1/4 y 3/4 de la longitud total (de dichos tubos transversales). Esta disposición específica proporciona al tubo transversal de soporte un reparto de esfuerzos más adecuado, un mejor comportamiento frente a éstos y por lo tanto permite un menor dimensionamiento del mismo en comparación con el caso de que estuvieran fijos en sus extremos.

Las ruedas localizadas bajo los tubos longitudinales tienen, preferiblemente, un diámetro de entre 125 y 200 mm y una banda de rodadura con una anchura de entre 40 y 50 mm. La banda de rodadura esta realizada en material plástico de baja dureza, preferentemente entre 75° y 85° SHORE A (medida según la norma UNE-ISO 7619-1:2011), para un mejor comportamiento ante el desgaste.

Preferiblemente, al menos uno de los perfiles barredores está unido a un tubo transversal de la estructura de soporte con la interposición de al menos una bisagra.

De esta forma, gracias a la presencia de la bisagra (o bisagras), cuando el perfil barredor recibe el empuje hidráulico del agua durante su recorrido en el sentido de retroceso, dicho perfil se orienta poniéndose a pocos grados de la horizontal.

Asimismo, en la posición de reposo gracias a la presencia de la bisagra (o bisagras), el perfil barredor queda en posición vertical. Cuando inicie el recorrido en sentido avance y encuentre la resistencia debida al arrastre de los sólidos acumulados, así como la resistencia hidráulica que presenta el agua, el perfil barredor permanecerá en la posición vertical, apoyando su parte superior sobre la cara vertical anterior del tubo de soporte, lo que le impide superar dicha posición vertical.

La velocidad de desplazamiento en el sentido de avance es preferiblemente una velocidad lenta, de entre 1 y 1,5 m/minuto, que permite el arrastre efectivo de los sólidos sin generar turbulencias ni ponerlos en suspensión. Asimismo, la velocidad del desplazamiento en sentido de retroceso es preferentemente una velocidad mayor, de entre 4 y 8 m/minuto, de forma que el empuje hidráulico sobre el perfil barredor sea superior a la tendencia a permanecer en posición vertical debido a su peso, de esta manera y durante el retroceso el perfil barredor se mantendrá en una posición próxima a la horizontal.

Al realizar el retorno a una velocidad más elevada, se incrementa la capacidad de arrastre de lodos y otros sólidos acumulados en el fondo del tanque del sistema barredor dado que el mayor porcentaje del tiempo estará desplazándose en el sentido de avance y realizando dicha función. Es decir, dado que el tiempo en alcanzar la posición de inicio es muy corto, la cantidad de sólidos acumulada en este tiempo será menor, por lo que no se acumularán grandes cargas de sólidos, realizándose una evacuación más frecuente y reduciéndose los esfuerzos sobre los perfiles barredores y las estructuras de soporte.

Los perfiles barredores están hechos, preferentemente en acero inoxidable, o poliéster con fibra de vidrio. Estos materiales les otorgan la suficiente robustez como para aguantar el esfuerzo de arrastre pero tienen la contrapartida de aumentar el peso de los perfiles barredores. Esto se traduce en que para que el perfil barredor, durante el retroceso, adopte una posición correcta (horizontal) serían necesarias velocidades de retroceso muy elevadas, mayores de las velocidades anteriormente indicadas como preferentes. A estas velocidades, independientemente de si conseguimos elevar el perfil barredor, los fangos y demás sólidos depositados en el fondo del tanque sí se verían afectados por el movimiento del sistema barredor y se pondrían en suspensión, corriendo el riesgo que verse arrastrados por las corrientes que se producen a niveles ligeramente superiores debidas al propio tratamiento de decantación, y parte de estos sólidos podrían abandonar el tanque con el agua tratada lo que significaría una pérdida de eficiencia.

Asimismo, es complejo conseguir diferencias de velocidades tan elevadas a la salida del motor que debe aportar un par muy alto a baja velocidad en el sentido de avance, lo que se traduce en sobredimensionamiento de motor y variadores de velocidad especiales, elevando los costes de la instalación.

Para resolver las desventajas expuestas anteriormente, el sistema barredor de la presente invención, preferiblemente, incorpora al menos un flotador en la parte baja de un perfil barredor, estando dispuesto el flotador por detrás de dicho perfil barredor y de forma paralela al mismo. De esta forma el empuje del flotador compensa parte del peso del perfil barredor. Al inicio del movimiento de retorno, la posición del perfil barredor es vertical y ofrece toda su superficie al empuje del agua, lo que genera una inclinación determinada, a partir de este momento, el flotador cambia su posición relativa con respecto a eje de rotación del perfil barredor y comienza a aportar un par de empuje vertical debido a su flotación, por lo que el peso del perfil empieza a perder influencia. Conforme el perfil barredor se acerca más a la horizontal, disminuye el efecto de empuje del agua pero aumenta el par aportado por el flotador al aumentar la distancia al eje de rotación situado en las bisagras. De esta manera se consigue que a las velocidades preferidas de retorno, el perfil barredor se levante hasta alcanzar una posición próxima a la horizontal.

El flotador es preferiblemente un tubo de material plástico ligero, por ejemplo PVC (policloruro de vinilo) y provisto en sus extremos dos tapas selladas para evitar la entrada de agua. Se fijará al perfil mediante medios convencionales, como una abrazadera o una pletina.

Preferiblemente, el motor es un motorreductor provisto de un eje de giro y el elemento de tracción es un piñón de tracción unido a dicho eje de giro. En esta realización de la invención, el motorreductor aporta el par de giro al eje de rotación, mientras que el piñón de tracción, situado en dicho eje que aportará la tensión a los medios de transmisión, los cuales, debidamente anclados a los tubos transversales de la estructura de soporte, transmiten la tracción a dicha estructura, haciendo que se desplace en el sentido de avance.

En una realización más preferida de la invención, el motorreductor está provisto de un variador de velocidad que además está configurado para poder invertir, a voluntad, el sentido en el que gira el eje de giro. De esta forma, el motorreductor puede trabajar a las frecuencias necesarias para conseguir las velocidades de desplazamiento más adecuadas, tanto en un sentido de avance del sistema barredor (en el que se realiza el arrastre de los sólidos acumulados en el fondo del tanque decantador hacia una tolva de descarga), como en un sentido de retroceso del mismo.

Además, el sistema barredor también está preferiblemente provisto de unos detectores de posición inductivos, localizados en los dos extremos longitudinales del tanque y configurados para detectar la posición más avanzada de la estructura de soporte, (en la que el primer perfil barredor alcanza la tolva de descarga), y la más retrasada, (en la que el último perfil barredor alcanza el extremo opuesto del tanque), y para enviar una señal correspondiente al variador para realizar el cambio de sentido de giro, y por tanto invertir el sentido del desplazamiento de la estructura de soporte del barredor.

De este modo, tras realizar el recorrido en el sentido de avance con los perfiles barredores en posición vertical y el primero de ellos haya alcanzado la tolva de descarga, el sistema barredor se detendrá e inmediatamente se desplazará en sentido retroceso hasta alcanzar de nuevo la posición de partida. Cuando se produce el desplazamiento en sentido retroceso, con los perfiles barredores en posición horizontal, los sólidos presentes en el fondo del tanque no se ven afectados. El sistema barredor se desplazará en sentido retroceso hasta alcanzar una posición en la que cada perfil barredor pueda recoger los sólidos acumulados por el perfil barredor situado inmediatamente detrás, momento en que para y e inicia de nuevo el desplazamiento en sentido avance, de nuevo los perfiles barredores se sitúan en posición vertical. Esta secuencia de movimiento se mantendrá de forma continua mientras el decantador este en marcha.

Los medios de guiado comprenden preferiblemente al menos un piñón de apoyo.

Asimismo, en una realización preferida de la invención, los medios de transmisión comprenden una cadena unida por al menos uno de sus extremos a un cable, preferiblemente un cable de acero. Esta realización específica de los medios de transmisión, combina la capacidad de trasmisión de potencia de la cadena y piñón con la ligereza y bajo coste del cable. En tanques de gran longitud, realizar todo el trazado de los medios de transmisión mediante una cadena elevaría mucho los costes del sistema barredor, tanto por el propio coste de la cadena, como por el de los medios de guiado que serían necesarios, tanto para su perfecta alineación, como para evitar grandes catenarias que generarían tensiones excesivas debidas al elevado peso de la cadena.

Asimismo, durante el funcionamiento del sistema barredor, la mayor parte del trazado de los medios de transmisión se encuentra sumergido en agua que además puede contener compuestos que generan corrosión. Por ello todos los elementos de los medios de transmisión presentan preferiblemente características anticorrosivas. En una realización preferida de la invención, tanto la cadena de tracción, como el cable están hechos de acero inoxidable o de materiales con tratamientos anticorrosivos, lo que multiplica el coste de estos elementos y la diferencia de coste en términos absolutos entre cadena y cable. Gracias a la utilización de cable, se reducen significativamente, por tanto, los costes del sistema barredor y es posible realizar un trazado de los medios de transmisión mediante catenaria o la utilización de apoyos muy simples.

Preferiblemente, un primer extremo de la cadena está unido al primer tubo transversal de la estructura de soporte, estando la cadena configurada de modo que pasa por los medios de guiado y alrededor del elemento de tracción y un segundo extremo de la cadena está unido a un cable, estando el cable configurado de modo que discurre hasta la segunda pared transversal y da la vuelta en dicha segunda pared transversal, estando el cable unido, además, a un segundo tubo transversal de la estructura de soporte, preferiblemente al último tubo transversal de la estructura de soporte.

La presente invención contempla tres formas preferidas de realización del perfil barredor:

En una primera realización preferida el perfil barredor está unido a un tubo transversal de la estructura de soporte con la interposición de al menos una bisagra dotada de un eje de giro y además dicho perfil barredor:

i) está fabricado en chapa de acero inoxidable,

ii) tiene una geometría longitudinal,;

iii) presenta dos pliegues de entre 40 y 50 grados;

iv) está provisto de un alojamiento para un flotador, estando el centro geométrico del alojamiento adelantado en la vertical con respecto a la posición del eje de giro de la bisagra; y

v) el cepillo está fijado al perfil barredor mediante una pletina provista de al menos un orificio rasgado destinado a alojar un tornillo de fijación. Dicho orificio rasgado permite regular la altura a la que se fija el cepillo.

En una segunda realización preferida de la invención, el perfil barredor está unido a un tubo transversal de la estructura de soporte con la interposición de al menos una bisagra dotada de un eje de giro y además dicho perfil barredor:

i) está fabricado en poliéster con fibra de vidrio;

ii) tiene una geometría longitudinal y una cara anterior cóncava con un radio de curvatura de entre 0,2 y 1,5m;

iii) está provisto de una ménsula de apoyo y de una cámara de flotación; y iv) el cepillo está fijado al perfil barredor mediante una pletina provista de al menos un orificio rasgado destinado a alojar un tornillo de fijación.

En esta realización de la invención, la cámara de flotación o cumple una función similar a la del flotador provisto en otras realizaciones de la invención, aportando un momento de inercia adicional en sentido longitudinal. Dicha cámara de flotación estará rellena, de un material muy ligero (de entre 10 y 35 Kg/m3), por ejemplo, espuma de poliuretano, resistente al agua, para evitar la entrada de agua, lo que anularía su función. El volumen de esta cámara se dimensiona, preferiblemente, para generar un empuje de flotación equivalente al 30-45% del peso total del perfil barredor.

Por otro lado, el hecho de que la cara anterior del perfil barredor sea cóncava mejora el comportamiento de arrastre durante el sentido de avance de la estructura de soporte.

En la tercera realización preferida de la invención, el perfil barredor está unido a un tubo transversal de la estructura de soporte con la interposición de al menos una bisagra dotada de un eje de giro y además dicho perfil barredor:

i) está fabricado en un plástico con una densidad de entre 0,8 y 1,2 g/cm3, por ejemplo, polipropileno o poliestireno;

iii) está provisto de una ménsula de apoyo y de al menos un lastre.

El polipropileno y el poliestireno son materiales que tienen un peso específico menor que el del poliéster con fibra de vidrio o el de la chapa de acero inoxidable (del orden de 0.90-0.95 gr/cm3 en el caso del polipropileno). Por este motivo en las realizaciones de la invención en las que los perfiles barredores están hechos polipropileno o poliestireno es necesario incluir al menos un elemento adicional que haga de lastre, impidiendo que floten y queden en una posición elevada.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Para complementar la presente descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características técnicas de la invención, de acuerdo con ejemplos preferentes de realizaciones prácticas de la misma, se acompañan como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Fig. 1.- Muestra una vista en perspectiva de una posible realización del sistema barredor de fondo en un tanque de decantación.

Fig. 2.- Muestra una vista de perfil de un detalle del sistema barredor de la invención mostrado en la Fig. 1 en el que pueden apreciarse, entre otros componentes, un tubo transversal de soporte, un perfil barredor, un flotador, y un deflector.

Fig. 3.- Muestra una vista de una segunda realización de un perfil barredor de uso en el sistema de la invención.

Fig. 4.- Muestra una vista de una tercera realización de un perfil barredor de uso en el sistema de la invención.

Fig. 5.- Muestra una vista esquemática de un perfil barredor durante el movimiento de retroceso del sistema, en una posición casi horizontal.

DESCRIPCIÓN DE UNA FORMA DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

Seguidamente se proporciona con ayuda de las figuras 1 a 4 adjuntas una descripción en detalle de un ejemplo de realización preferente de la presente invención.

A lo largo de la presente descripción, así como en las figuras adjuntas, los elementos con funciones iguales o similares se designarán con las mismas referencias numéricas.

La figura 1 representa una vista global en perspectiva de una posible realización de un sistema barredor para el arrastre de sólidos en tanques de decantación según la presente invención.

La estructura de soporte es, en esta realización particular de la invención, una estructura tubular en acero inoxidable que comprende tubos longitudinales 1 de 60 x 60 mm y 2 mm de espesor y tubos transversales 2 de sección rectangular de medidas 100 x 60 y 2 mm de espesor. Estos tubos se ensamblan a 90° conformando una estructura de malla mediante tornillos pasantes que fijan sólidamente los tubos entre sí. Los tubos longitudinales 1 tienen una longitud equivalente a la longitud del tanque menos la distancia de desplazamiento con que dotemos a la estructura. Los tubos transversales 2 tienen una longitud aproximadamente igual a la anchura del tanque 3 de decantación (con una tolerancia en el rango de entre 1 y 10 cm menos que la anchura total del tanque...) y se fijan a los tubos longitudinales 1 en los puntos correspondientes a 1/4 y 3/4 de su longitud. Es decir, los tubos longitudinales 1 quedan separados una distancia equivalente a 2/4 de la longitud de los tubos transversales 2.

En la cara inferior de los tubos longitudinales 1 están provistas unas ruedas 4 que permiten el desplazamiento de la estructura de soporte en la dirección longitudinal del tanque 3 de decantación. En esta realización de la invención están provistas dos ruedas 4 por cada tubo transversal 2 en un punto próximo al punto de fijación entre tubos y por detrás de cada tubo transversal 2, por ejemplo las ruedas 4 están dispuestas entre 0,2 y 0.35 m por detrás de la unión con el tubo transversal 2.

Las ruedas 4 están fijadas al tubo longitudinal 1 por medio de una escuadra convencional atornillada.

Una pluralidad de bisagras 5 está fijada por una de sus alas a los tubos transversal 2 en la zona delantera de su cara superior mediante tornillería o remaches.

Los perfiles barredores 6 están fijados al ala libre de las bisagras 5 mediante tornillería o remaches de forma que su parte superior quede apoyada sobre la cara vertical anterior del tubo transversal 2 y en posición vertical.

Un flotador 7 de PVC, cerrado en sus extremos mediante tapas encoladas, está colocado longitudinalmente al perfil barredor 6 y en el espacio inferior 8 que permiten los pliegues 9 del perfil barredor. En esta realización particular de la invención el flotador 7 aporta un empuje por flotación equivalente al 35-45% del peso del perfil barredor 6. Dicho flotador 7 está fijado mediante una pletina 10 atornillada al perfil barredor 6.

Un cepillo longitudinal 22, que en esta realización de la invención es de tipo burlete, está situado el extremo inferior del perfil barredor 6 y dispuesto a lo largo de toda su longitud fijado mediante una pletina 23 que actúa como lastre. La altura a la que se dispone dicho cepillo 22 en el perfil barredor 6 será regulable mediante agujeros colisos o rasgados situados en el perfil barredor.

En la parte trasera de la cara superior del tubo transversal 2, se fijará el deflector 19 de incremento de flujo relativo, el cual, en esta realización de la invención tiene la misma longitud que el tubo transversal 2.

En esta realización de la invención los medios de tracción comprenden un motor en la forma de un conjunto motorreductor 11 montado en la parte superior central de una primera pared 3a (en este caso, la pared delantera) del tanque 3 de decantación. Dicho motorreductor aporta la potencia necesaria para que un elemento de tracción en la forma de un piñón de tracción, traccione de una cadena 13 (que forma parte de los medios de transmisión) con la potencia necesaria para desplazar la estructura de soporte y la carga de sólidos correspondiente en el sentido de avance. Los medios de guiado comprenden un piñón 14 de apoyo fijado en la parte inferior central de la pared delantero 3a que permite, además, el cambio de dirección de la cadena 13 para seguidamente fijarse a la estructura de soporte en el primer tubo transversal 2a en su punto central. La cadena 13, por su otro extremo y a la salida del piñón de tracción, pasa por otro piñón 14 de apoyo situado a media altura y en la parte central de la pared delantera 3a del tanque 3 para dirigirse hacia la segunda pared 3b (en este caso, la pared trasera) del tanque. A una longitud determinada el extremo de la cadena 13 se fija al extremo de un cable 15 de acero (que también forma parte de los medios de transmisión) y que continua el trazado en dirección al punto medio inferior de la segunda pared 3b del tanque 3. En este punto se sitúa una polea 16 que sirve de apoyo al cable 15 de acero para cambiar su dirección y prolongarse hasta el punto de fijación a la estructura en el punto medio del último tubo transversal 2b. Un variador 17 de frecuencia, permite controlar el sentido de giro del motorreductor 11, así como las distintas velocidades de salda en el eje. Dos detectores inductivos 18 detectan las posiciones más avanzadas y más retrasadas de la estructura de soporte, enviando una señal correspondiente al variador de frecuencia 17 para que este varíe el sentido de giro.

La figura 2 representa una vista de perfil de un detalle del sistema barredor de la invención mostrado en la Figura 1. En ella, se muestra una de las realizaciones preferidas del perfil barredor 6 realizado en chapa de acero inoxidable. Al tubo transversal 2 se fija en la parte delantera de su cara superior la bisagras 5. A su vez, a la bisagra 5 se fija el perfil barredor 6. El flotador 7 se sitúa en el espacio interior o alojamiento 8 del perfil barredor 6 y dicho flotador 7 se mantiene fijo en su posición mediante la pletina 10 atornillada al perfil barredor 6. Por último, en la parte trasera de la cara superior del tubo transversal se fija el deflector 19 de incremento de flujo relativo.

Asimismo, un cepillo longitudinal 22, está situado el extremo inferior del perfil barredor 6 y dispuesto a lo largo de toda su longitud fijado mediante una pletina 23 que actúa como lastre. La altura a la que se dispone dicho cepillo 22 en el perfil barredor 6 puede regularse regulable mediante agujeros colisos o rasgados situados en el perfil barredor 6.

La figura 3 representa una vista de perfil de una segunda realización preferida del perfil barredor 6 realizado, en esta ocasión, en poliéster con fibra de vidrio. Este perfil 6 se fija de igual forma que en la anterior realización y es el propio perfil el que incorpora en su geometría una cámara de flotación interna 20, así como una ménsula 21 longitudinal de apoyo sobre la cara inferior del tubo transversal 2. Presenta una cara anterior cóncava para un mejor comportamiento en el arrastre de sólidos, así como una geometría en su cara posterior que optimiza su comportamiento hidráulico

La figura 4, representa una vista de perfil de una tercera realización preferida del perfil barredor 6 muy similar al mostrado en la figura 3 (es decir, con una geometría longitudinal, una altura vertical de entre 180 y 250 mm y una cara anterior ligeramente cóncava) (es decir, con un radio de curvatura de entre 0,2 y 1,5m). No obstante, en esta realización el perfil 6 está hecho de polipropileno o poliestireno, por ejemplo. Además, carece de cámara de flotación interna y estando provisto además de un cepillo barredor 22 situado en su extremo inferior y fijado por medio de una pletina 23 hecha de acero inoxidable la cual, en esta realización de la invención, actúa como lastre. Los orificios rasgados en el perfil barredor permitirán regular la altura del cepillo 22.

Por último, la Fig. 5. muestra esquemáticamente la posición casi horizontal que adopta un perfil barredor 6 durante el movimiento de retroceso del sistema barredor de la invención al bascular en torno a su eje transversal (en este caso particular, el eje de la bisagra 5) como consecuencia del empuje hidráulico dicho desplazamiento.

Claims

REIVINDICACIONES

, 1. Sistema barredor de fondo para el arrastre de sólidos en un tanque (3) de decantación caracterizado por que comprende:

una estructura de soporte provista de una pluralidad de tubos longitudinales (1) y una pluralidad de tubos transversales (2, 2a, 2b) dispuestos perpendicularmente entre sí;

unas ruedas (4) unidas a la porción inferior de los tubos longitudinales (1) y configuradas para entrar en contacto con el fondo del tanque (3) de decantación; al menos un perfil barredor (6) provisto de un cepillo longitudinal en su extremo inferior, estando además dicho perfil barredor (6) solidarizado a un tubo transversal (2, 2a, 2b) y configurado para bascular en torno a un eje transversal;

al menos un deflector (19) dispuesto en la parte superior de un tubo transversal (2, 2a, 2b), comprendiendo dicho deflector (19) un plano inclinado (19a) orientado hacia el fondo del tanque (3) de decantación y que cubre la cara vertical posterior de dicho tubo transversal (2, 2a, 2b), y

unos medios de tracción que comprenden:

i) un motor (11) dispuesto en una primera pared transversal (3a) del tanque y configurado para rotar un elemento (12) de tracción;

ii) unos medios (14) de guiado dispuestos en la primera pared transversal (3a); y

iii) unos medios (13, 15) de transmisión unidos por un primer extremo a un primer tubo transversal (2a) de la estructura de soporte, estando dispuestos los medios (13, 15) de transmisión de tal forma que pasan por los medios (14) de guiado y pasan alrededor del elemento (12) de tracción hasta llegar a una segunda pared transversal (3b) del tanque, opuesta a la primera pared transversal (3a), dando la vuelta en dicha segunda pared transversal (3b) de modo que un segundo extremo de los medios (13, 15) de transmisión está unido a un segundo tubo transversal (2b) de la estructura de soporte.
2. Sistema barredor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los tubos transversales (2, 2a, 2b) están fijados a los tubos longitudinales (1) en puntos intermedios situados a 1/4 y 3/4 de la longitud total de dichos tubos transversales (2, 2a, 2b).
3. Sistema barredor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que están provistos unos detectores de posición inductivos, localizados en ambos extremos longitudinales del tanque (3) y configurados para detectar la posición más avanzada y la posición más retrasada de la estructura de soporte, para enviar una señal al variador del motor (11) para realizar un cambio de sentido de giro.
4. Sistema barredor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los medios (13, 15) de transmisión comprenden una cadena (13) unida por al menos uno de sus extremos a un cable (15).
5. Sistema barredor según la reivindicación 9, en el que un primer extremo de la cadena (13) está unido al primer tubo transversal (2a) de la estructura de soporte, estando la cadena (13) configurada de modo que pasa por los medios (14) de guiado y alrededor del elemento (12) de tracción y un segundo extremo de la cadena (13) está unido a un cable (15), estando el cable (15) configurado de modo que discurre hasta la segunda pared transversal (3b) y da la vuelta en dicha segunda pared transversal (3b), estando el cable (15) unido, además, a un segundo tubo transversal (2b) de la estructura de soporte.
6. Sistema barredor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos un perfil barredor (6) está unido a un tubo transversal (2, 2a, 2b) de la estructura de soporte con la interposición de al menos una bisagra (5).
7. Sistema barredor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que está provisto al menos un flotador (7) en la parte baja de un perfil barredor (6), estando dispuesto el flotador (7) por detrás del perfil barredor (6) y de forma paralela al mismo.8
8. Sistema barredor según la reivindicación 12, en el que perfil barredor (6) está unido a un tubo transversal (2, 2a, 2b) de la estructura de soporte con la interposición de al menos una bisagra (5) y además el perfil barredor:

i) está fabricado en chapa de acero inoxidable,

ii) tiene una geometría longitudinal;

iii) presenta dos pliegues (9) de entre 40 y 50 grados;

iv) está provisto de un alojamiento (8) para un flotador (7) cuyo centro geométrico está adelantado en la vertical con respecto a la posición del eje de giro de la bisagra (5); y

v) el cepillo (22) está fijado al perfil barredor mediante una pletina (23) provista de al menos un orificio rasgado destinado a alojar un tornillo de fijación.
9. Sistema barredor según la reivindicación 12, en el que perfil barredor (6) está unido a un tubo transversal (2, 2a, 2b) de la estructura de soporte con la interposición de al menos una bisagra (5) y además el perfil barredor:

i) está fabricado en poliéster con fibra de vidrio;

ii) tiene una geometría longitudinal , y una cara anterior cóncava con un radio de curvatura entre 0,2 y 1,5 m;

iii) está provisto de una ménsula (21) de apoyo y de una cámara (20) de flotación; y

iv) el cepillo (22) está fijado al perfil barredor mediante una pletina (23) provista de al menos un orificio rasgado destinado a alojar un tornillo de fijación.
10. Sistema barredor según la reivindicación 12, en el que perfil barredor (6) está unido a un tubo transversal (2, 2a, 2b) de la estructura de soporte con la interposición de al menos una bisagra (5) y además el perfil barredor:

i) está fabricado en un plástico con una densidad de entre 0,8 y 1,2 g/cmi) *3; ii) tiene una geometría longitudinal y una cara anterior cóncava con un radio de curvatura entre 0,2 y 1,5 m; y

iii) está provisto de una ménsula (21) de apoyo y de al menos un lastre (23).