ES2906999T3 - Dispositivo para el tratamiento y la separación de residuos sólidos inorgánicos - Google Patents

Abstract

Un dispositivo (100) para el tratamiento y la separación de residuos sólidos inorgánicos, comprendiendo el dispositivo: - una cámara de trituración (5) para la obtención de fragmentos de residuos a partir de un grupo de residuos inorgánicos; - un conjunto de cribado (6) para los fragmentos de residuos generados en dicha cámara de trituración (5); caracterizado por que comprende: - un conjunto de reconocimiento que comprende una placa de reconocimiento (9) que define una pluralidad de asientos de análisis, cada uno para albergar un único fragmento generado en dicha cámara de trituración, y medios sensores configurados para reconocer el tipo de residuo de dicho único fragmento; - un conjunto de distribución (8) interpuesto operativamente entre dicho conjunto de cribado (6) y dicho conjunto de reconocimiento y configurado para colocar cada único fragmento en el correspondiente de dichos asientos de análisis de dicha placa de reconocimiento (9); - una unidad de monitorización y accionamiento (200) configurada para actuar sobre la placa de reconocimiento (9) a fin de depositar cada fragmento de residuos analizado en un cubo de recogida (13) respectivo.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo para el tratamiento y la separación de residuos sólidos inorgánicos

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un dispositivo para el tratamiento y la separación de residuos sólidos inorgánicos. En particular, residuos sólidos inorgánicos significa residuos domésticos, por ejemplo vidrio, plástico y otros, generados, de nuevo a modo de ejemplo, por viviendas o pequeños comercios, tales como bares, restaurantes, pizzerías, hoteles o entidades que puedan ser beneficiarias de la invención. El dispositivo puede usarse tanto en el ámbito doméstico como en otros ámbitos. Además de una ubicación fija, el dispositivo de acuerdo con la invención también puede instalarse en vehículos móviles, que están diseñados para recoger y/o procesar residuos.

Técnica anterior

Como se sabe, en la actualidad los residuos generados tienden a aumentar. En todos los países, las regulaciones medioambientales han contribuido significativamente a la introducción de prácticas sostenibles de gestión de residuos. Sin embargo, la tasa de reciclaje sigue lejos del objetivo establecido por las instituciones, con un impacto significativo en los gobiernos locales que, en general, persisten en el uso de los muchos vertederos. Su meta es aumentar la tasa de reciclaje a corto plazo, reduciendo al mínimo el uso de vertederos.

La eliminación de residuos siempre ha sido un problema difícil. El problema de los residuos está ligado a la persistencia en el medio ambiente de cantidades cada vez mayores de los mismos, a la heterogeneidad de los materiales y, por último, pero no menos importante, a la posible presencia de sustancias peligrosas.

Hoy en día, en todo el mundo, las tecnologías industriales están muy extendidas, capaces de procesar toda la cadena de tratamiento de residuos para grandes volúmenes (15 toneladas por hora) de residuos.

Los procesos industriales en grandes volúmenes primero separan los residuos de acuerdo con macrocategorías de productos (papel, plástico, vidrio, metal y orgánico) y luego los procesan en materias primas secundarias.

El documento US3650396 divulga un sistema para el tratamiento y la separación de basura doméstica.

El documento WO2011084078 describe una máquina y un proceso de tratamiento de residuos que comprende dos etapas. En una primera etapa, los residuos son subdivididos por tipo y en una segunda etapa posterior, los residuos son prensados y triturados y finalmente introducidos en bolsas respectivas.

El documento WO2013128351 describe una planta integrada que comprende una primera máquina capaz de compactar residuos orgánicos y una segunda máquina capaz de compactar residuos inorgánicos. La planta puede ser activada por paneles solares o baterías y puede fabricarse en diferentes tamaños dependiendo de la aplicación.

Con respecto, en cambio, al tratamiento de los residuos domésticos, es el propio consumidor quien está llamado a hacer una primera diferenciación de los desperdicios.

En particular, la primera etapa la gestiona la persona que produce los residuos, que es responsable de su separación, en función de algunas categorías de materiales (tales como vidrio, papel o plástico). Esta es la razón por la que el consumidor debe usar tantos contenedores para la recogida como tipos de residuos hay que diferenciar.

El actor principal de la segunda etapa es un operario profesional, público o privado, responsable del tratamiento secundario de los residuos previamente diferenciados por los consumidores. La segunda etapa tiene lugar en fábricas especializadas en diferenciación.

La última etapa la realizan empresas privadas que compran materias primas secundarias producidas por la transformación de residuos en materiales completamente reciclables.

Para iniciar el proceso de reciclaje, es fundamental que la primera etapa la lleve a cabo el consumidor. La motivación y el sentido del deber cívico del consumidor son cruciales para la eficiencia del reciclaje, ya que una diferenciación primaria inadecuada da lugar a una dispersión de productos que podrían ser reutilizados, con la consiguiente pérdida de las ventajas medioambientales y económicas asociadas.

La segunda etapa, es decir, el transporte de residuos previamente diferenciados a plantas especializadas para su posterior selección (por ejemplo, selección secundaria de plásticos, en función del color) y eliminación, es el más costoso en términos de impacto económico y medioambiental. Todavía no hay solución para evitar esta etapa intermedia.

En vista de las consideraciones anteriores, la principal tarea de la presente invención es proporcionar un dispositivo de dimensiones limitadas capaz de producir residuos reciclables (materias primas secundarias). Dentro de esta tarea, un primer objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo automático para el tratamiento y la separación de residuos sólidos inorgánicos. Otro objeto es proporcionar un dispositivo capaz de llevar a cabo una diferenciación primaria de residuos al mismo tiempo que la etapa gestionada por el consumidor.

Por último, pero no menos importante, un objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo que sea fiable y fácil de implementar de una manera rentable.

Breve sumario de la invención

Estos y otros objetivos se consiguen mediante un dispositivo para el tratamiento y la separación de residuos sólidos inorgánicos que comprende:

- una cámara de trituración para la obtención de fragmentos de residuos a partir de un grupo de residuos inorgánicos;

- un conjunto de cribado de los fragmentos de residuos generados en dicha cámara de trituración;

- un conjunto de reconocimiento que comprende:

- una placa de reconocimiento que consiste en una pluralidad de asientos de análisis, cada uno de los cuales está diseñado para albergar un único fragmento generado en dicha cámara de trituración,

- y medios sensores configurados para reconocer el tipo de residuo de dicho único fragmento;

- un conjunto de distribución que opera entre dicho conjunto de cribado y dicho conjunto de reconocimiento y configurado para colocar cada único fragmento en uno de los correspondientes asientos de análisis definidos en dicha placa de reconocimiento;

- una unidad de monitorización configurada para actuar sobre la placa de reconocimiento a fin de depositar cada fragmento de residuos en un cubo de recogida respectivo.

Entre las ventajas de la invención tiene que destacarse cómo permite tratar y separar residuos sólidos inorgánicos realizando, en sucesión, al menos las etapas de reducción volumétrica de residuos, de reconocimiento del tipo de residuo de cada fragmento individual y de separación de tales fragmentos por tipo en tantos cubos respectivos.

La invención también proporciona un dispositivo para el tratamiento de residuos destinado a funcionar completamente en el mismo lugar donde se producen los residuos primarios, con ventajas evidentes en la reducción de costes de transporte y procesamiento. El dispositivo también puede usarse en el ámbito doméstico.

De forma innovadora, en comparación con los procesos industriales generalizados, el orden de las operaciones realizadas por el dispositivo de la invención es casi inverso respecto al orden de las operaciones normalmente realizadas sobre los residuos en los centros de procesamiento de la cadena de reciclaje.

El dispositivo comprende una exclusiva estructura de soporte que soporta al menos la cámara de trituración, el conjunto de cribado, el conjunto de reconocimiento y los cubos, con una disposición orientada verticalmente. Una ventaja de esta realización está dada por el hecho de que todo el proceso se desarrolla dentro de una única estructura, que puede considerarse el área de tratamiento de residuos, donde tiene lugar la transformación de los mismos en segunda materia prima (fin de residuo, EOW por sus siglas en inglés, end of waste).

Es más, todo el proceso tiene lugar dentro de un volumen limitado en el espacio, es decir, bastante pequeño para que sea adecuado para estructuras no industriales y permite el uso de la gravedad para facilitar el movimiento de los fragmentos de residuos hacia abajo.

Otra ventaja es que con este sistema, los residuos se convierten en un producto comercializable en lugar de ser una carga a tratar, con ahorros en costes directos, indirectos y sociales.

Una realización de la invención proporciona que la cámara de trituración tenga una configuración cilíndrica cerrada, en las bases superior e inferior, por un elemento de trituración superior y un elemento de trituración inferior, respectivamente. Los elementos de trituración superior e inferior están provistos de medios móviles para provocar un movimiento de aproximación mutua y de medios de rotación para provocar un movimiento de rotación mutua. Preferentemente, los medios de movimiento y los medios de rotación son controlados de forma independiente por la unidad de monitorización.

Una ventaja de esta realización es que, debido al movimiento de aproximación recíproca de los elementos de trituración superior e inferior, se genera la fuerza de compresión necesaria para aplastar y compactar los residuos. Debido al movimiento de rotación mutua, se genera una fuerza de corte. Las fuerzas de compresión permiten comprimir el vidrio hasta romperlo mientras que las fuerzas de corte trocean y trituran plásticos y otros materiales.

Un aspecto de la invención proporciona que los elementos de trituración superior e inferior estén provistos de elementos piramidales intercambiables para llevar a cabo una acción de corte sobre los residuos. Una ventaja de esta realización es que permite obviar el hecho de que las tensiones de trituración de los residuos, que se concentran principalmente en la punta y en los bordes de las pirámides, hacen que la cámara de trituración sea menos eficaz con el tiempo.

De acuerdo con otro aspecto, el conjunto de cribado comprende al menos un primer elemento de cribado en una base de dicha cámara de trituración. Este primer elemento de cribado, preferentemente, comprende una pluralidad de orificios que tienen el mismo diámetro. Aún más preferentemente, dicha base de la cámara de trituración está definida por el elemento de trituración inferior. Por lo tanto, dichos orificios se realizan a través de dicho elemento de trituración inferior. Por lo tanto, una primera selección dimensional de los fragmentos generados en la cámara de trituración se lleva a cabo ventajosamente en la misma cámara de trituración.

Una realización de la invención proporciona que el conjunto de cribado comprenda una pluralidad de elementos de hélice, comprendiendo cada elemento de hélice una pluralidad de orificios pasantes, que tienen el mismo tamaño. Una ventaja de esta realización es que cada una de las hélices del conjunto de cribado está adaptada para seleccionar fragmentos de residuos que tengan un tamaño de partícula similar.

Una realización de la invención proporciona que dichos elementos de hélice sean coaxiales. Los elementos de hélice están dispuestos verticalmente uno encima del otro de modo que cada hélice, que sigue a una anterior, tiene orificios más pequeños que el tamaño de los orificios de la hélice inmediatamente encima de ella. Una ventaja de esta realización es que permite que todo el conjunto de cribado seleccione los fragmentos de residuos en diferentes categorías caracterizadas por tener diferente tamaño de partícula.

En una realización de la invención, dicho conjunto de cribado comprende una placa de selección dividida en un número de sectores igual al número de elementos de hélice del conjunto de cribado; y cada elemento de hélice del conjunto de cribado se encuentra con la placa de selección en un grupo alineado de orificios que pasan a través de la misma placa de selección. En particular, los orificios de cada grupo están dispuestos para la recogida de fragmentos únicos de residuos caracterizados por un tamaño de partícula similar.

Una ventaja de esta realización es que permite organizar los fragmentos de residuos en la placa de selección de acuerdo con diferentes categorías de tamaño de partícula.

De acuerdo con una realización de la invención, el conjunto de distribución comprende componentes capaces de suministrar a la placa de reconocimiento fragmentos únicos de residuos; estos componentes son cilindros colocados horizontalmente que tienen asientos en la superficie lateral. Los asientos colocados en los orificios pasantes de la placa de selección permiten la recogida de los fragmentos únicos. Entonces, mediante una rotación de un cilindro tal a lo largo de su eje longitudinal, los fragmentos únicos se depositan, por gravedad, en los asientos de análisis correspondientes de la placa de reconocimiento.

Una ventaja de esta realización es que permite conservar el orden de la selección de los fragmentos de residuos de acuerdo con las categorías de tamaño de partícula previamente creadas por el conjunto de cribado. Al mismo tiempo, los cilindros de selección depositan un único fragmento en un correspondiente asiento de análisis de la placa de reconocimiento. Esto da lugar a la posibilidad de llevar a cabo, a través de los medios sensores, un análisis específico de cada fragmento generado en la cámara de trituración.

De acuerdo con una realización de la invención, el dispositivo comprende un conjunto de lavado de fragmentos interpuesto operativamente entre la cámara de trituración y el conjunto de reconocimiento. Una ventaja de esta realización es que permite lavar los fragmentos con agua y sustancias esterilizantes, que también pueden retirar los pegamentos presentes en algunos tipos de plásticos.

Posteriormente, se deja caer cada fragmento sobre el orificio de la placa de reconocimiento subyacente, perfectamente alineado.

Una realización de la invención proporciona que la placa de reconocimiento sea capaz de girar para presentar cada fragmento único de residuos en correspondencia con los medios sensores.

Otra realización de la invención proporciona que los medios sensores comprendan un sensor capaz de detectar el peso y el volumen de cada fragmento único de residuos. Una ventaja de esta realización es que es sencilla de aplicar y desarrollar, aun considerando que además de un detector volumétrico y una balanza, es necesario introducir un sensor de color para la separación de las tonalidades.

De acuerdo con una realización de la invención, los medios sensores comprenden un sensor capaz de detectar la imagen de la estructura molecular de cada fragmento único de residuos.

De acuerdo con otra realización de la invención, los medios sensores comprenden un sensor espectrométrico, que permite medir el espectro de la radiación electromagnética, es decir, las propiedades de la luz de acuerdo con su longitud de onda.

Una ventaja de estas dos últimas realizaciones alternativas es que ambas permiten identificar las características específicas de cada fragmento único con extrema precisión y rapidez.

Por último, otra realización de la invención proporciona que cada orificio de la placa de reconocimiento tenga una respectiva trampilla que pueda abrirse hacia abajo y que la unidad de control esté configurada para actuar individualmente sobre cada única trampilla a fin de depositar el correspondiente fragmento de residuo inorgánico en el cubo deseado. Una ventaja de esta realización es que permite disponer una pluralidad de contenedores, cada uno siendo llenado con un tipo diferente de FIN DE RESIDUO.

Las características adicionales de la invención se describen en las reivindicaciones dependientes.

Breve descripción de las figuras

Otras características y ventajas de la invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción, proporcionada a modo de ejemplo no limitante con la ayuda de las figuras que se muestran en los dibujos adjuntos, en los que:

- las figuras 1 y 1A son dos vistas en sección en perspectiva de un dispositivo para el tratamiento y la separación de residuos sólidos de acuerdo con una realización de la invención;

- las figuras 2 y 3 son vistas en perspectiva desde diferentes puntos de vista de un elemento de trituración superior de un dispositivo de acuerdo con la invención;

- la figura 4 es una vista superior de un elemento de trituración inferior de un dispositivo de acuerdo con la invención;

- las figuras 5 y 6 son vistas en perspectiva desde diferentes puntos de vista de elementos de hélice de un conjunto de cribado de un dispositivo de acuerdo con la invención;

- la figura 7 es una vista inferior en perspectiva de un conjunto de cribado de acuerdo con la invención;

- las figuras 8, 9 y 10 son vistas relativas a una placa de selección de un conjunto de cribado de un dispositivo de acuerdo con la invención;

- las figuras 11 y 12 son una vista en perspectiva y una vista en sección, respectivamente, de un componente de un conjunto de reconocimiento de un dispositivo de acuerdo con la invención;

- las figuras 13 a 15 son vistas en perspectiva relativas a un conjunto de reconocimiento de un dispositivo de acuerdo con la presente invención.

Descripción detallada de algunas realizaciones de la presente invención

La invención se describirá ahora con referencia inicial a las figuras 1 y 1A que ilustran una realización de la presente invención, indicada globalmente con el número de referencia 100.

El dispositivo 100 para el tratamiento y la separación de residuos sólidos inorgánicos proporciona una estructura de soporte 10, externa al volumen en el que se producen las operaciones del dispositivo 100; esta estructura comprende una base de soporte 15 que sustenta y soporta los diversos conjuntos operativos del dispositivo 100, dispuestos en una dirección vertical, a través de brazos que se extienden horizontalmente desde la estructura de soporte 10.

El esqueleto de la maquinaria, además de garantizar estabilidad y equilibrio, permite activar los actuadores para mover los miembros de transmisión, aprovechando los espacios del interior de la propia estructura.

El dispositivo 100 se activa exclusivamente con electricidad, pero para maximizar la eficiencia y la eficacia, existen sistemas neumáticos, hidráulicos y mecánicos: este sistema híbrido permite reducir el consumo de energía absorbida por toda la maquinaria, distribuyendo la energía solo donde es necesario y permite minimizar las dimensiones generales, en particular las presentes en el volumen de procesamiento.

El movimiento del material en el interior del área de procesamiento se divide en primario y secundario. Un único generador de energía en la base alimenta los actuadores primarios que, a su vez, gracias a un sistema de recarga de baterías, permiten el movimiento secundario.

En primer lugar, el dispositivo 100 comprende una cámara de trituración 5, preferentemente en forma de un cilindro, cerrada en sus bases superior 5A e inferior 5B, respectivamente, por un elemento de trituración superior 3 y un elemento de trituración inferior 4. Este último está soportado por un brazo 24' que parte horizontalmente de la estructura de soporte 10. La cámara de trituración 5 se muestra en una vista en sección en la figura 1, mientras que no se muestra en la figura 1A.

En particular, el elemento de trituración superior 3 está conectado a un elemento de soporte 12 que puede girar con respecto a la estructura de soporte 10 alrededor de una bisagra donde se proporciona un actuador giratorio 14 a fin de permitir la apertura de la cámara de trituración 5 y la relativa inserción de los residuos a triturar.

Como se ilustra mejor a continuación, la cámara de trituración 5 es capaz de reducir los residuos a un lote triturado de partículas o fragmentos de un diámetro no superior a un tamaño predeterminado.

Debajo de la cámara de trituración 5 hay un conjunto de cribado 6 cuya función es la de subdividir los fragmentos de acuerdo con su tamaño. Preferentemente, dicho conjunto de cribado 6 comprende un primer elemento de cribado/selección que consiste en la base de la cámara de trituración y, más precisamente, en el elemento de trituración inferior. Los orificios 21 están definidos a través de este elemento sustancialmente con el mismo diámetro. Por lo tanto, solo los fragmentos con un tamaño máximo igual o inferior al de los orificios pueden atravesar los propios orificios para ser analizados posteriormente. Los fragmentos más grandes permanecerán en el interior de la cámara 5 para ser reducidos en la trituración posterior.

Preferentemente, el conjunto de cribado 6 comprende también una pluralidad de elementos de hélice 6', 6'' que definen en conjunto un sistema para cribar los fragmentos de residuos obtenidos por medio de la trituración antes mencionada de acuerdo con sus dimensiones relativas. El tamaño de los fragmentos considerados oscila entre 1 cm y 1 mm.

El conjunto de cribado 6 comprende además una placa de selección 7, de forma circular, dividida en tantos sectores como los elementos de hélice 6', 6'' indicados anteriormente, de forma que en la línea de unión entre un elemento de hélice 6', 6'' dado y la placa de selección 7 se depositan únicamente los fragmentos con tamaño de partícula similar. A este respecto, la figura 7 se refiere al posicionamiento de un elemento de hélice (indicado con 6') con respecto a la placa de selección 7, que es claramente visible en la figura 8. Tal y como se ilustra, el elemento de hélice 6' se encuentra con la placa de selección 7 en correspondencia de un grupo de orificios 35 alineados a lo largo de una dirección radial.

En la realización de la figura 8, la placa de selección 7, que es fija, tiene dos grupos 35, 36 de orificios dispuestos en dos filas. Por lo tanto, se proporcionan dos elementos de hélice 6, 6'. De nuevo con referencia a la figura 8, el conjunto 35 tiene orificios 34 que se colocan en la línea de conexión de un primer elemento de hélice 6', mientras que el grupo 36 tiene orificios 37 que se colocan en la línea de conexión de un segundo elemento de hélice 6'' y que tienen un diámetro menor que los orificios 34 del grupo 35.

En muchas realizaciones de la invención, los elementos de hélice 6, 6', 6'' pueden estar en un número superior a dos, o hasta cinco o más, preferentemente de tres a cinco. Cada uno de estos elementos de hélice 6, 6', 6" estará asociado con un grupo respectivo de orificios en la placa de selección 7.

En la realización mostrada en las figuras 7 a 10, la placa de selección 7 también tiene un sector de recogida 38 provisto de orificios de drenaje 33 y perteneciente a un conjunto de lavado de los fragmentos de residuos, descrito a continuación en el presente documento.

Con referencia en particular a las figuras 9 y 10, los componentes móviles del conjunto de distribución se insertan en el interior de la placa de selección 7, en particular, consisten en cilindros de distribución 8 dispuestos a lo largo de un radio de la placa de selección 7. Los cilindros de distribución 8 son al menos en número iguales al número de elementos de hélice 6', 6" del conjunto de cribado 6 y tienen al menos una fila de rebajes 34', 37' a lo largo de una generatriz de su superficie cilíndrica lateral.

En una posición angular del cilindro, evaluada alrededor de su eje longitudinal, los rebajes 34', 37' de los cilindros de distribución, debido a su geometría, están alineados con los orificios 34, 37 presentes en la placa de selección 7 a fin de recibir la fragmentos correspondientes.

Los cilindros de distribución 8 se giran posteriormente a lo largo de su propio eje longitudinal para transportar los fragmentos de residuos desde la placa de selección 7 hacia una placa de reconocimiento 9 de un conjunto de reconocimiento de fragmentos que se describe a continuación. En general, los cilindros de distribución 8 configuran un conjunto de distribución que coopera con el conjunto de cribado 6 con el objetivo de seleccionar solo un fragmento a la vez. Esto es para impedir que dos fragmentos de diferentes materiales sean identificados simultáneamente y, por lo tanto, incorrectamente.

En una realización alternativa, los cilindros de distribución 8 pueden ser externos a la placa de selección 7, por ejemplo, colocados en una posición debajo de ella.

En cualquier caso, estos cilindros 8 están orientados de modo que para cada cilindro los orificios 34', 37' relativos, definidos a lo largo de una generatriz de su superficie lateral cilíndrica, estén alineados con los orificios 34, 37 de un grupo 35, 36 presente en la placa de selección 7. Para cada cilindro 8, esta condición de alineación se asume cuando el cilindro 8 alcanza una cierta posición angular evaluada con respecto a su eje longitudinal 500 de rotación.

Como se ha indicado anteriormente, el dispositivo 100 comprende un conjunto de reconocimiento de fragmentos, colocado en una posición por debajo del conjunto de distribución y comprende una placa de reconocimiento 9 que define una pluralidad de asientos de análisis 28; cada asiento 28 está dimensionado para albergar un único fragmento depositado por el conjunto de distribución. La placa de reconocimiento 9 es capaz de transportar cada fragmento individual en correspondencia con los medios sensores 11 para reconocer el tipo de residuo de cada fragmento individual. Este reconocimiento se realiza sobre la base de una o más propiedades físico-químicas y/o características del fragmento.

De acuerdo con otro aspecto, el dispositivo 100 comprende un conjunto de lavado interpuesto operativamente entre la cámara de trituración y el conjunto de cribado 6 con el fin de lavar los fragmentos generados en la cámara de trituración. En particular, los fragmentos de residuos pueden lavarse con agua y sustancias esterilizantes, capaces de retirar también los pegamentos presentes en algunos tipos de plásticos y secarse con un chorro de aire a presión.

Por último, debajo del conjunto de reconocimiento, que comprende la placa de reconocimiento 9 y los medios sensores 11, hay una pluralidad de cubos 13, cada uno diseñado para recibir un cierto tipo de residuos. Estos cubos 13 se colocan preferentemente sobre una placa giratoria 15' y el peso y el estado de llenado del único cubo 13 se monitorizan por medio de balanzas.

Como se explica mejor a continuación, debido a los medios sensores 11, la placa de reconocimiento 9 es capaz de descargar cada único fragmento en el cubo 13 respectivo.

Los actuadores del dispositivo 100 están controlados por una unidad electrónica de monitorización y accionamiento 200 (o unidad electrónica de control 200), por ejemplo, un PC industrial. Esta unidad 200 puede programarse, incluso a distancia, a fin de conferir una gran versatilidad y flexibilidad al dispositivo de acuerdo con la invención. Un programa informático, por ejemplo almacenado en una unidad de memoria 210, conectado a la unidad 200, determina los diversos accionamientos del dispositivo 100 como se ilustra a continuación.

El elemento de trituración superior 3 se describe ahora con más detalle con referencia particular a las figuras 2 y 3, que muestran una vista en perspectiva superior y una vista en perspectiva inferior del mismo, respectivamente.

En la parte superior del elemento de trituración superior 3 hay tres espacios vacíos diferentes que permiten la entrada de aire 16, agua 17 y soluciones químicas 18 que alimentan el conjunto de lavado. Además, el elemento de trituración superior 3 visto desde abajo (figura 3) tiene una pluralidad de orificios 20 para la entrada de estos fluidos a la cámara de trituración 5. También en la figura 3 es posible ver una pluralidad de dientes 19 que pueden tener una forma piramidal o romboidal y que son capaces de prensar los residuos.

La figura 4 es una vista superior del elemento de trituración inferior 4 en el que también existen dientes 22 piramidales (o romboidales) y orificios 21 para el paso de los residuos granulares hacia el grupo de elementos de hélice 6', 6'' del conjunto de cribado 6.

Los dos elementos de trituración 3 y 4 son complementarios. Están dispuestos uno encima del otro con el centro pasando por el mismo eje.

Los elementos piramidales 22, 19 de los dos elementos de trituración 3 y 4 pueden ser intercambiables.

Como los esfuerzos de trituración de los residuos se concentran principalmente en la punta y en los bordes de las pirámides, estas deben ser fácilmente intercambiables, reemplazables y regenerables.

Dos actuadores lineales 23 fijados al brazo 12 permiten una carrera hacia abajo, por ejemplo de aproximadamente 40 cm, del elemento de trituración superior 3, carrera que genera la fuerza de compresión necesaria para aplastar y compactar los residuos. Para reducir las dimensiones generales, los actuadores lineales 23 están ocultos, por ejemplo implementados por medio de pistones telescópicos de doble efecto.

En cambio, la fuerza de corte es generada por un actuador giratorio 24 ubicado en el extremo del segundo brazo, al final de la carrera de los actuadores lineales 23.

En particular, el aplastamiento de los residuos se produce mediante la combinación de varias fuerzas que tienen como objetivo transformar los distintos materiales en un granulado de menos de un centímetro. Estas fuerzas pueden descomponerse en fuerzas normales y fuerzas de corte: las primeras permiten comprimir el vidrio hasta romperlo y las segundas aplastan y trocean los plásticos y otros materiales.

La etapa de reducción volumétrica es la que requiere la mayor cantidad de energía y con el fin de asegurar fiabilidad y rapidez en el proceso, las fuerzas se generan por separado para que puedan gestionarse de manera combinada o individual.

Esta etapa también es independiente de las etapas posteriores.

Las razones de esta elección dependen de dos factores: (1) impedir la formación de colas en el cubo; en cualquier momento, la maquinaria está lista para recibir residuos; (2) descuidar la variable de tiempo con respecto al lavado, esterilización, reconocimiento y separación que están meticulosamente sincronizados para garantizar otro rendimiento de estado estable y el uso de una única fuente móvil.

La parte del dispositivo 100 aguas abajo de la cámara de trituración 5 también podría separarse de ella y operar de forma autónoma solo sobre los fragmentos de residuos para su selección.

La etapa de reducción volumétrica permite aplastar los residuos, tratando así fragmentos que, tomados individualmente, tienen un peso reducido y una dimensión general muy reducida. La facilidad de movimiento que resulta de estas características permite minimizar el espacio y la energía total absorbida por todo el proceso.

Las figuras 5 y 6 son vistas en perspectiva de tres elementos de hélice 6', 6'', 6''' de un conjunto de cribado 6 de los fragmentos de residuos. Estos elementos 6', 6'', 6''' se desarrollan de forma que sean coaxiales al mismo eje X. Cada elemento de hélice 6', 6'', 6''' constituye esencialmente un filtro que implementa una selección dimensional de los fragmentos. En detalle, cada filtro está definido por una estructura de hélice cuya superficie está provista cada una de orificios 65', 65'', 65''' donde los orificios pertenecientes a cada uno de los elementos de hélice tienen el mismo tamaño.

Los tres elementos de hélice 6', 6'', 6''' se encuentran con la misma superficie 7A que la placa de selección 7. En ^{particular, cada uno de los elementos de hélice 6', 6'', 6''' define un borde inferior 60',} 60^{'' 60''' correspondiente} destinado a encontrarse con dicha superficie 7A de la placa de selección 7.

Cada uno de los tres elementos de hélice 6', 6'', 6''' tiene una extensión vertical (altura) diferente a la de los otros elementos, donde esta altura se evalúa con respecto a la superficie 7A de la placa de selección 7 y en una dirección paralela al eje X alrededor del cual se desarrollan las superficies de los elementos de hélice 6', 6'', 6'''. En particular, un primer elemento de hélice 6' tiene una altura mayor que un segundo elemento de hélice 6" que a su vez tiene una altura mayor que un tercer elemento de hélice 6'''. Preferentemente, la superficie de los tres elementos de hélice 6', 6'', 6''' define un mismo diámetro exterior D (mostrado en la figura 6).

Ventajosamente, la superficie del primer elemento de hélice 6' define primeros orificios 65' que tienen una dimensión mayor que la de los segundos orificios 65'' definidos a través de la superficie del segundo elemento de hélice 6''. A su vez, el tamaño de dichos segundos orificios 65'' es mayor que la dimensión de los terceros orificios 65''' definidos a través de la superficie del tercer elemento de hélice 6'''. Este principio se repite si los elementos de hélice son más de dos.

Los fragmentos de residuos provenientes de la cámara de trituración siguen la trayectoria del primer elemento de hélice 6' deslizándose sobre su superficie. Si estos fragmentos son más grandes que los orificios 65' de este primer elemento, continúan en su trayectoria de hélice hasta que se encuentran con la línea de conexión entre el mismo primer elemento de hélice 6' y la superficie 7A de la placa de selección 7 subyacente.

Si, por otro lado, dichos fragmentos tienen unas dimensiones inferiores a las de los primeros orificios 65', pero no inferiores a las de los segundos orificios 65" del elemento de hélice 6'' subyacente, caen a través de los orificios 65' sobre dicho segundo elemento de hélice 6'' y continúan en su trayectoria de hélice hasta que se encuentran con la línea de conexión del elemento de hélice 6'' con la placa de selección 7 subyacente. En el caso de que los fragmentos tengan también una dimensión inferior que la de los segundos orificios 65'', entonces caen sobre la superficie del tercer elemento de hélice 6''' de acuerdo con el mismo principio.

Preferentemente, el conjunto de cribado 6 se hace vibrar para facilitar el movimiento de los fragmentos de residuos. Por lo tanto, la forma de hélice de los elementos 6', 6'', 6''' y su vibración permiten un posicionamiento radial de los fragmentos sobre la placa de selección 7 subyacente, subdividiéndolos por tamaño.

La placa de selección 7 comprende un número de grupos o líneas de orificios 34, 37, igual al número de elementos de hélice 6', 6'', 6'''. Cada línea de orificios 34, 37 delimita uno de estos sectores y en una posición por debajo de cada línea de orificios 34, 37 se proporciona un cilindro de distribución 8.

Preferentemente, cada cilindro 8 se inserta en un asiento que se desarrolla radialmente en la placa de selección 7. De esta forma, el eje longitudinal 500 del cilindro está posicionado en una dirección radial. En cualquier caso, cada cilindro 8 comprende una pluralidad de rebajes 34', 37' dispuestos a lo largo de una generatriz del propio cilindro. Cada cilindro 8 se controla para girar alrededor de su eje longitudinal 500. De forma más precisa, en al menos una posición angular, los rebajes 34', 37' están alineados con los correspondientes orificios 34, 37 de la placa de selección 7 para albergar fragmentos únicos de residuos. Siguiendo la rotación alrededor de su eje longitudinal 500, cada cilindro 8 puede adoptar una segunda posición angular en la que los fragmentos contenidos en cada uno de los rebajes 34', 37' se depositan en un asiento de análisis 28 correspondiente de la placa de reconocimiento 9.

El fin de los cilindros de distribución 8 es, por lo tanto, aislar por separado fragmentos de residuos que tienen el mismo tamaño para que cada fragmento pueda ser analizado por los medios sensores 11 para la correcta determinación del material del que están hechos.

Cuando el cilindro de distribución 8 alcanza la primera posición angular indicada anteriormente, los rebajes 34', 37' se alinean con los orificios de la correspondiente línea de orificios 34, 37 (haciendo referencia a un correspondiente elemento de hélice 6', 6'') y permiten que solo entre un único fragmento a la vez. Siguiendo una rotación de 180 ° alrededor de su eje longitudinal 500, cada uno de los rebajes 34', 37' se alinea con un asiento de análisis 28 correspondiente definido en la placa de reconocimiento 9 de modo que dicho único fragmento se analiza independientemente de los demás.

En detalle, la placa de reconocimiento 9 está provista de asientos 28 individuales, donde cada asiento 28 está dimensionado para albergar un único fragmento. La placa de reconocimiento 9 es capaz de girar alrededor de un eje vertical X' de la misma debido a un actuador rotatorio 9' (indicado en la figura 1) para transportar cada único fragmento en correspondencia con los medios de reconocimiento 11 que detectan el tipo de material del mismo. Preferentemente, este eje de rotación X' está alineado con el eje X alrededor del cual se desarrollan los elementos de hélice 6', 6'', 6'''.

Una vez reconocido el tipo de material del fragmento, se descarga en correspondencia del cubo 13 dispuesto para la recogida de la misma segunda materia prima, que, por lo tanto, está lista para ser vendida al mejor postor.

A este respecto, la vista en perspectiva de la figura 11 y la vista en sección de la figura 12 muestran una posible realización de una placa de reconocimiento 9. Esta última comprende una primera cara 9A que en uso permanece enfrentada a la placa de selección 7 definida anteriormente. Los asientos 28 se extienden desde dicha primera cara 9A en la dirección de una segunda cara 9B de la placa de reconocimiento 9, opuesta a la primera cara 9. Como puede verse, los asientos 28 están dispuestos en grupos 55, donde para cada grupo los asientos 28 relativos están alineados a lo largo de una dirección radial evaluada con respecto al eje vertical X' alrededor del cual se desarrolla la placa de reconocimiento 9. Preferentemente, el número de asientos 28 es el mismo para cada uno de dichos grupos 55.

De acuerdo con otro aspecto, cada asiento 28 comprende una porción de fondo 29, preferentemente cóncava hacia arriba, a la que se conecta un actuador eléctrico 30, que está configurado para girar la porción de fondo alrededor de un eje de rotación Y, entre una posición cerrada y una posición abierta. En la posición cerrada, la porción de fondo 29 ^{cierra por debajo del correspondiente asiento} 28 ^{de modo que el fragmento soltado por el conjunto de distribución} permanece en el interior del propio asiento. Siguiendo la rotación hacia la posición abierta, el mismo fragmento puede caer en uno de los cubos de recogida 13 dispuestos debajo de la placa de reconocimiento 9.

Como puede verse en la figura 12, para cada grupo 55 de asientos de análisis 28, se proporciona, por lo tanto, una batería de actuadores eléctricos 30, cada uno para girar una porción de fondo 29 correspondiente de un asiento de análisis 28 correspondiente. Preferentemente, los actuadores eléctricos 30 se albergan en carcasas adecuadas definidas en el cuerpo de la placa de reconocimiento 9 en el lado correspondiente a la segunda cara 9B de la propia placa.

En cualquier caso, la unidad de monitorización 200 está configurada para actuar individualmente sobre cada uno de los actuadores eléctricos 30 con el fin de girar la porción de fondo 29 correspondiente a fin de depositar el fragmento de residuo inorgánico correspondiente en el cubo 13 deseado.

Ventajosamente, los cubos 13 pueden estar colocados sobre una placa giratoria 15' alrededor de un eje preferentemente coaxial con el eje de rotación de la placa de reconocimiento 9. Tal placa giratoria 15' está soportada por la base de soporte 15. Como puede verse en la figura 13, los cubos 13 pueden estar configurados en forma de elementos prismáticos internamente huecos que tienen una sección transversal en forma de un sector circular. Los fragmentos se recogen dentro de la cavidad de tales elementos prismáticos.

En las figuras 13 a 15, es posible ver una realización del conjunto de reconocimiento en la que la placa de reconocimiento 9 tiene la configuración descrita anteriormente y en la que los medios sensores 11 están instalados en una posición fija con respecto al eje de rotación X' de la placa de reconocimiento 9. Preferentemente, los medios sensores 11 están configurados a fin de analizar simultáneamente los fragmentos contenidos en los asientos de análisis 28 del mismo grupo, cuando dicho grupo alcanza dichos medios sensores 11, siguiendo la rotación de la placa de reconocimiento 9 alrededor del eje de rotación X'.

De acuerdo con una realización preferida, por cada rotación de la placa de reconocimiento 9, los cubos 13 realizan dos giros en sentido contrario, de manera que en cada cuarto de rotación de la placa de reconocimiento 9, cada grupo 55 de asientos 28 se moverá en correspondencia de todos los cubos 13. Por lo tanto, cuando está en pleno funcionamiento, tiene lugar un proceso continuo de lectura y descarga inmediata de los fragmentos.

Para acelerar este proceso, cada actuador eléctrico 30 es operado por la unidad de monitorización 200 independientemente de los demás. En particular, cada asiento de análisis 28 se gestiona independientemente de los demás y la rotación de la porción de fondo 29 relativa se controla únicamente sobre la base del análisis del fragmento transportado por los medios sensores y basándose en la posición ocupada con respecto a los cubos de recogida 13. A este respecto, la figura 11 muestra un grupo 55 de asientos 28 en el que una porción de fondo 29' está girada, mientras que las porciones de fondo 29'' de los demás asientos del mismo grupo 55 permanecen en la posición cerrada.

Para detectar el tipo de residuo, se proporcionan preferentemente tres tecnologías de reconocimiento con el objetivo de identificar el material y el color de cada fragmento:

- medición (espectrómetro de masas) de peso y volumen, a partir de la cual se obtiene el peso específico y por lo tanto el tipo de material;

- imagen de la estructura molecular;

- sensores de rayos en el espectro infrarrojo.

La primera tecnología es la más fácil de desarrollar. En este caso, los medios sensores 11 comprenden un detector volumétrico, una balanza y un sensor de color para la separación de las tonalidades.

Las otras dos tecnologías de reconocimiento, ampliamente usadas en los sectores químico, farmacéutico, médico y alimentario, permiten identificar con extrema precisión y rapidez las características específicas de cada único fragmento.

Basándose en el análisis de las señales procedentes de los medios sensores 11, por ejemplo, comparando el espectro recibido por el sensor con los espectros de materiales conocidos presentes en una base de datos dedicada, por ejemplo contenida en una unidad de memoria 210, la unidad de monitorización 200 opera sobre el respectivo actuador eléctrico 30 a fin de depositar el fragmento de residuo correspondiente en el cubo 13 deseado, en particular girando al abrir la porción de fondo 29 exactamente cuando el cubo 13 al que está destinado este fragmento particular está ubicado en la posición subyacente.

Como ya se ha mencionado anteriormente, de acuerdo con otro aspecto de la invención, el dispositivo 100 comprende un conjunto de lavado para lavar los fragmentos. Este conjunto de lavado está preferentemente integrado en el conjunto de cribado 6 y comprende un elemento de hélice continuo, es decir, cuya superficie no comprende orificios. Este elemento de hélice continuo se coloca coaxialmente con los elementos helicoidales 6', 6'', 6''' del conjunto de cribado 6. De manera similar a lo previsto para los elementos de hélice 6', 6'', 6''', el elemento de hélice continuo también se encuentra con la placa de selección 7 en correspondencia con una línea de unión radial 38, indicada por una línea discontinua en la figura 8.

De forma más precisa, el elemento de hélice continuo se coloca verticalmente en una posición tal que recoge los fluidos de limpieza que escapan de la cámara de trituración 5 a través de la pluralidad de orificios 21 definidos por el primer elemento de cribado. Estos fluidos también pasan por los orificios definidos a través de las superficies de los elementos de hélice 6', 6'', 6''' para fluir posteriormente a lo largo de la superficie del elemento de hélice continuo hasta un sector de recogida 38 de la placa de selección 7. Por lo tanto, el elemento de hélice continuo tiene una extensión vertical inferior a la de los otros elementos de hélice 6', 6'', 6''' de modo que su superficie continua siempre se desarrolla por debajo de las superficies de los otros elementos de hélice 6', 6'', 6''' que actúan como filtros para los fragmentos. El sector de recogida 38 tiene orificios 330 a través de los que los fluidos se depositan en una bandeja 27 alojada en el interior de un asiento 270 de la placa de selección 7 definido precisamente en el sector de recogida 33. La bandeja 27 puede ser extraíble o, como alternativa, puede estar conectada a un sistema de drenaje a través de una tubería. Los cubos 13, así como las bandejas de reciclaje de agua, pueden retirarse fácilmente de manera que permitan un vaciado inmediato cuando se alcanza el umbral máximo de llenado. Los sensores en el interior de cada cubo 13 advierten al usuario cuando se alcanza este nivel. Evidentemente, pueden hacerse cambios o mejoras dictados por razones contingentes o particulares a la invención como se describe, sin por ello apartarse del alcance de la invención como se reivindica a continuación.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo (100) para el tratamiento y la separación de residuos sólidos inorgánicos, comprendiendo el dispositivo:

- una cámara de trituración (5) para la obtención de fragmentos de residuos a partir de un grupo de residuos inorgánicos;

- un conjunto de cribado (6) para los fragmentos de residuos generados en dicha cámara de trituración (5); caracterizado por que comprende:

- un conjunto de reconocimiento que comprende una placa de reconocimiento (9) que define una pluralidad de asientos de análisis, cada uno para albergar un único fragmento generado en dicha cámara de trituración, y medios sensores configurados para reconocer el tipo de residuo de dicho único fragmento;

- un conjunto de distribución (8) interpuesto operativamente entre dicho conjunto de cribado (6) y dicho conjunto de reconocimiento y configurado para colocar cada único fragmento en el correspondiente de dichos asientos de análisis de dicha placa de reconocimiento (9);

- una unidad de monitorización y accionamiento (200) configurada para actuar sobre la placa de reconocimiento (9) a fin de depositar cada fragmento de residuos analizado en un cubo de recogida (13) respectivo.

2. Un dispositivo (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho dispositivo (100) comprende una sola estructura de soporte que soporta dicha cámara de trituración (5), dicho conjunto de cribado (6), dicho conjunto de reconocimiento y dichos cubos (13) de acuerdo con una disposición en una dirección vertical.

3. Un dispositivo (100) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicha cámara de trituración (5) tiene forma cilíndrica, cerrada en sus lados superior e inferior por un elemento de trituración superior (3) y por un elemento de trituración inferior (4), respectivamente, estando provistos los elementos de trituración superior (3) e inferior (4) de medios móviles para provocar un movimiento de aproximación mutua y de medios de rotación para provocar un movimiento de rotación mutua.

4. Un dispositivo (100) de acuerdo con la reivindicación 3, en donde dichos elementos de trituración superior (3) e inferior (4) están provistos de elementos piramidales (19, 22) intercambiables para llevar a cabo una acción de corte sobre los residuos.

5. Un dispositivo (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde dicho conjunto de cribado (6) comprende al menos un primer elemento de cribado en la base de dicha cámara de trituración (5), comprendiendo dicho primer elemento de cribado una pluralidad de orificios que tienen el mismo diámetro.

6. Un dispositivo (100) de acuerdo con la reivindicación 5, en donde dicho conjunto de cribado (6) comprende además una pluralidad de elementos de hélice (6', 6'', 6'''), comprendiendo cada elemento de hélice (6', 6'', 6''') una pluralidad de orificios pasantes(65', 65'', 65'''), en donde los orificios (65', 65'', 65''') pertenecientes a uno de dichos elementos de hélice (6', 6'', 6''') tienen el mismo diámetro.

7. Un dispositivo (100) de acuerdo con la reivindicación 6, en donde dichos elementos de hélice (6', 6'', 6''') son coaxiales y están dispuestos de modo que las hélices (6', 6'', 6''') están verticalmente dispuestas una encima de otra, y en donde cada hélice (6', 6'', 6'''), que sigue a una primera hélice, tiene orificios (65', 65'', 65''') que tienen un diámetro menor que la de los orificios (65', 65'', 65''') de la hélice inmediatamente superior.

8. Un dispositivo (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 o 7, en donde dicho conjunto de cribado comprende una placa de selección (7) dividida en un número de sectores igual al número de dichos elementos de hélice (6', 6'', 6'''), y en donde cada uno de dichos elementos de hélice (6', 6'', 6''') se encuentra con dicha placa de selección (7) en un grupo (35, 36) respectivo de orificios pasantes (34, 37) de dicha placa de selección (7), en donde los orificios de cada grupo (35, 36) están adaptados para recoger fragmentos únicos de residuos que tienen un tamaño de partícula similar.

9. Un dispositivo (100) de acuerdo con la reivindicación 8, en donde dicho conjunto de distribución comprende cilindros de distribución (8) que tienen orificios (34', 37') colocados en los orificios pasantes (34, 37) de dicha placa de selección (7) para albergar fragmentos únicos de residuos y que, siguiendo una rotación de los mismos alrededor de su eje longitudinal, transportan los fragmentos de residuos desde los orificios de un grupo (35, 36) de orificios (34, 37) de dicha placa de selección (7) hasta los correspondientes asientos de análisis (28) de dicha placa de reconocimiento (9).

10. Un dispositivo (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde cada asiento (28) de dicha placa de reconocimiento (9) está provisto de una porción de fondo (29) correspondiente capaz de girar entre una posición cerrada y una posición abierta mediante un actuador eléctrico (30), y en donde dicha unidad de monitorización y accionamiento (200) está configurada para actuar individualmente sobre cada uno de los actuadores eléctricos (30) a fin de depositar, basándose en la información proporcionada por dichos medios sensores, el fragmento de residuos correspondiente en un cubo de recogida (13) correspondiente.

11. Un dispositivo (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde dicho dispositivo (100) comprende un conjunto de lavado de los fragmentos únicos de residuos, en donde dicho conjunto de lavado está interpuesto operativamente entre dicha cámara de trituración (5) y dicho conjunto de reconocimiento.

12. Un dispositivo (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde dicha placa de reconocimiento (9) puede girar para llevar cada fragmento único de residuos a dichos medios sensores.

13. Un dispositivo (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en donde dichos medios sensores detectan el peso y el volumen de cada fragmento único de residuos y/o en donde dichos medios sensores detectan la imagen de la estructura molecular de cada fragmento único de residuos y/o comprende un sensor espectrométrico de análisis de masas.