IT201900007560A1 - Mulino a impatto per la macinazione di materiale incoerente, particolarmente per la frantumazione secondaria e terziaria. - Google Patents

Description

"Mulino a impatto per la macinazione di materiale incoerente, particolarmente per la frantumazione secondaria e terziaria"

D E S C R I Z I O N E

Il presente trovato ha come oggetto un mulino a impatto per la macinazione di materiale incoerente, particolarmente per la frantumazione secondaria e terziaria.

Nel settore del riciclo dei materiali, è noto l'impiego di macchinari macinatori o frantumatori, chiamati tipicamente mulini.

I mulini di tipo noto particolarmente per la frantumazione secondaria e terziaria, ossia per la frantumazione di materiali di pezzatura rispettivamente fino a un centinaio di millimetri o fino a una trentina di millimetri, comprendono tipicamente due rotori ad assi orizzontali paralleli tra loro e alloggiati in due camere affiancate e comunicanti, di cui nella prima, chiamata camera di alimentazione o "lanciatore", si introduce il materiale incoerente da macinare e nella seconda, detta camera di macinazione, avviene la vera e propria macinazione o frantumazione del materiale così da disgregare il materiale introdotto nella camera di alimentazione. Più dettagliatamente, la frantumazione del materiale avviene mediante l'impatto di appositi martelli montati in maniera eccentrica sul rotore alloggiato nella camera di macinazione che, grazie alla rotazione del rotore, impattano contro il materiale in parte frantumandolo e lanciandolo contro apposite superfici di impatto definite in corrispondenza della superficie perimetrale interna della camera di macinazione, con conseguente ulteriore frantumazione di detto materiale .

Nella camera di alimentazione, avviene invece l’introduzione del materiale mediante apposite aperture circonf erenziali e/o assiali tali da far depositare il materiale da macinazione in una zona di raccolta collocato lungo la traiettoria di appositi elementi di lancio montati in maniera eccentrica sul rotore contenuto in detta camera di alimentazione .

In questa maniera, a seguito della rotazione del rotore appena citato, il materiale da macinare viene raccolto e lanciato in direzione della camera di macinazione attraverso un'opportuna apertura di passaggio definita a cavallo tra le due camere .

Affinché il tutto funzioni correttamente, in funzione del numero di elementi di lancio e del numero di martelli di cui sono dotati i due rotori, questi ultimi sono sincronizzati in maniera tale che i singoli cumuli di materiale raccolti e lanciati dal rotore della camera di alimentazione compiano una traiettoria incidente con la traiettoria dei singoli martelli, con una velocità di impatto data dalla somma della velocità di rotazione del singolo martello e della velocità di lancio del singolo cumulo di materiale .

Tali mulini ad impatto di tipo noto non sono scevri da inconvenienti tra i quali va annoverato il fatto che le camere di alimentazione tipicamente utilizzate presentano geometrie studiate per l'ottimizzazione dell'introduzione del materiale ma che sono soggette ad impatti non voluti del materiale introdotto e viene lanciato contro la sua superficie interna della camera di alimentazione a seguito della rotazione del rotore .

In altre parole, in particolar modo con l'aumento della velocità di rotazione del rotore della camera di alimentazione, in quest'ultima avviene un'usura incontrollata e non voluta dell'interno della parete perimetrale della camera, che non è progettata per resistere ad impatti del genere.

Compito precipuo del presente trovato consiste nel fatto di realizzare un mulino a impatto perfezionato tale da ovviare agli inconvenienti della tecnica nota sopra descritta.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato consiste nel fatto di realizzare un mulino ad impatto che consenta salvaguardare l'integrità degli organi della camera di alimentazione .

Un altro scopo del presente trovato consiste nel fatto di realizzare un mulino ad impatto che consenta di allungare la vita utile degli organi della camera di alimentazione portandola ad un livello superiore di quella dei dei mulini di tipo noto, ad un costo di realizzazione paragonabile ed economicamente competitivo rispetto a quelli dei mulini di tipo noto.

Inoltre, la presente invenzione si prefigge lo scopo di superare gli inconvenienti della tecnica nota in modo alternativo ad eventuali soluzioni esistenti.

Non ultimo scopo del trovato è quello di realizzare un mulino a impatto che sia di elevata affidabilità, di relativamente facile realizzazione e a costi competitivi.

Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un mulino ad impatto secondo la rivendicazione 1, opzionalmente dotata di una o più delle caratteristiche delle rivendicazioni successive.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di un mulino ad impatto perfezionato, particolarmente per la macinazione di materiale incoerente, secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni in cui:

la figura 1 è una vista laterale di un mulino a impatto secondo il presente trovato, sezionata secondo un piano ortogonale agli assi di rotazione ;

le figure 2 e 3 sono due viste laterali del mulino ad impatto rappresentato in figura 1 illustranti, in sequenza, il funzionamento.

Con riferimento alle figure citate, un mulino a impatto, particolarmente per la frantumazione secondaria, secondo il trovato indicato nella sua globalità con il numero di riferimento 1, comprende una prima struttura 2 definente una camera di macinazione 3 all'interno della quale è alloggiato almeno un rotore principale 4 girevole attorno ad un primo asse di rotazione 5 e atto alla macinazione di materiale incoerente 6, ad esempio inerti, metalli, zorba, carbone, vetro. Il materiale incoerente 6 ha una pezzatura massima di un centinaio di millimetri, ad esempio 100-150 mm.

Adiacente alla prima struttura 2 è prevista una seconda struttura 7 definente una camera di alimentazione 8, la quale presenta una bocca di ingresso 9 del materiale incoerente 6 ed è operativamente comunicante con la camera di macinazione 3 per il passaggio del materiale incoerente 6 dalla camera di alimentazione 8 alla camera di macinazione 3.

In questa camera di alimentazione 8 è alloggiato almeno un rotore secondario 10 girevole attorno ad un secondo asse di rotazione 11 in senso opposto a quello del rotore principale 4 e atto al lancio del materiale incoerente 6 dalla camera di alimentazione 8 alla camera di macinazione 3.

Opportunamente, i due assi di rotazione 5 e 11 sono sostanzialmente paralleli tra loro e giacciono su un piano geometrico P sostanzialmente parallelo o inclinato rispetto al piano sostanzialmente orizzontale su cui si appoggia il mulino, ad esempio inclinato secondo un angolo inferiore a 10° e più preferibilmente inferiore a 5°, in modo che il secondo asse di rotazione 11 si trovi a una distanza dal piano orizzontale maggiore o uguale alla distanza del primo asse di rotazione 5 dal medesimo piano orizzontale.

I rotori sono azionati in rotazione sincrona da mezzi motori, ad esempio da un singolo motore che aziona uno dei due rotori e un meccanismo di trasmissione che aziona l’altro rotore attraverso la rotazione del primo. I giri motore al mimino possono essere 250-700 rpm nel caso di frantumazione secondaria (pezzatura massima del materiale 6 di 120mm) o 850-1250 rpm nel caso di frantumazione terziaria (pezzatura massima del materiale 6 di 30mm) .

Le due camere 3 e 8 sono delimitate assialmente da almeno due pareti laterali, contrapposte tra loro e sostanzialmente trasversali al rispettivo asse di rotazione 5 o 11 e sono delimitate radialmente da rispettive pareti perimetrali 12 e 13 che collegano le due pareti laterali e si sviluppano attorno all'asse di rotazione del rispettivo rotore in modo da circondarlo per la maggior parte.

La camera di macinazione 3 presenta preferibilmente una pluralità di superfici di impatto 23 di per sé note, chiamate anche armature, tra loro inclinate in modo da definire una pluralità di sporgenze e di rientranze tra loro consecutive ed alternate dove il materiale incoerente 6 impatta a seguito della rotazione del rotore principale 4.

Più dettagliatamente, le superfici di impatto 23 sono sostanzialmente piane e tra loro inclinate in maniera tale da definire almeno una sporgenza avente angolo compreso tra 80° e 110° ed almeno una rientranza avente angolo compreso tra 210° e 240°.

La prima struttura 2 può, inoltre, comprendere almeno un portellone di scarico 24 incernierato tra le pareti laterali della camera di macinazione 3 e mobile tra una posizione chiusa e una posizione aperta, nella quale lo stesso è ruotato rispetto alla posizione chiusa per consentire lo scarico del materiale incoerente 6 frantumato .

Una bocca di ingresso 9 è comunicante con la camera di alimentazione 8 attraverso una delle suddette pareti laterali in corrispondenza della camera di alimentazione 8 in modo tale che il materiale incoerente 6 sia introdotto nella camera di alimentazione 8 secondo una direzione sostanzialmente parallela al secondo asse di rotazione 11.

Le camere 3 e 8 sono comunicanti direttamente tra loro attraverso un'apertura di lancio 14 del materiale incoerente 6 definita sulle pareti perimetrali 12 e 13 sostanzialmente inferiormente al piano geometrico P su cui giacciono gli assi di rotazione 5 e 11.

La parete perimetrale 13 della camera di alimentazione 8 definisce, verso l'interno della camera 8 stessa, una superficie cilindrica a base sostanzialmente circolare e coassiale al secondo asse di rotazione 11. Tale superficie cilindrica si sviluppa tutt 'attorno al secondo asse di rotazione 11 con un raggio sostanzialmente uguale al raggio massimo del rotore secondario 10 ed è interrotta dall'apertura di lancio (14).

La sostanziale identità tra il raggio della superficie cilindrica e il massimo ingombro radiale del rotore secondario 10 consente a quest'ultimo di intercettare tutto il materiale incoerente 6 introdotto nella camera di alimentazione 8 e a evitare di farlo impattare contro le pareti interne della camera di alimentazione 8.

La parete perimetrale 13 della camera di alimentazione 8 risulta, quindi, avere un profilo interno sostanzialmente a "C", in cui la superficie cilindrica è in pratica interrotta dall'apertura di lancio 14.

La suddetta superficie cilindrica interna alla parete perimetrale 13 comprende, a partire da un bordo superiore dell’apertura di lancio 14 e in successione nel senso di rotazione del rotore secondario 10, un primo tratto sostanzialmente ad arco di circonferenza 15 e un secondo tratto sostanzialmente ad arco di circonferenza 16, a valle del quale è prevista una rampa rettilinea di lancio 17, che termina alla base dell'apertura di lancio 14 e che si sviluppa inferiormente al piano geometrico P su cui giacciono gli assi di rotazione 5 e 11 e sostanzialmente tangenzialmente alla superficie cilindrica definita all'interno della parete perimetrale 13, in particolare tangenzialmente all'estremità a valle del secondo tratto ad arco 16.

Il piano geometrico della superficie superiore della rampa 17 e il piano geometrico P su cui giacciono gli assi di rotazione 5 e 11 sono preferibilmente inclinati in modo da incrociarsi su una retta esterna alla zona del piano P compresa tra i due assi di rotazione 5 e 11.

In particolare, la rampa rettilinea di lancio 17 è preferibilmente inclinata, rispetto al piano orizzontale di appoggio del mulino 1, secondo un angolo inferiore a 5°, più preferibilmente inferiore a 2°.

L’apertura di lancio 14 del materiale incoerente 6 definita a cavallo tra le camere 3 e 8 si trova in corrispondenza della porzione inferiore delle camere 3 e 8 in maniera tale che il materiale incoerente 6 possa essere lanciato dal rotore secondario 10 attraverso l'apertura di lancio 14 secondo una direzione prestabilita dal basso della camera di alimentazione 8 verso l'interno della camera di macinazione 3.

Vantaggiosamente, la seconda struttura 7 comprende una porzione estraibile 18, disposta inferiormente alla bocca di ingresso 9, per l'accesso alla camera di alimentazione 8 da parte dell'operatore e che comprende il secondo tratto ad arco 16 e la rampa 17 della parete perimetrale 13 della camera di alimentazione 8.

Più dettagliatamente, tale porzione estraibile 18 è movimentabile in traslazione sostanzialmente parallelamente alle pareti laterali della camera di alimentazione 8 tra una configurazione di funzionamento, nella quale questa è allineata alla rimanente porzione della seconda struttura 7, e una configurazione di estrazione, nella quale la stessa è distanziata dalla rimanente porzione della seconda struttura 7 rispetto alla configurazione di funzionamento.

Nella forma di realizzazione descritta, la seconda struttura 7 comprende almeno una parete apribile 19 incernierata alle pareti laterali della camera di alimentazione 8 e movimentabile tra una posizione chiusa e una posizione aperta, nella quale la parete apribile 19 è ruotata rispetto alla posizione chiusa in maniera tale da definire un piano di appoggio per lo scorrimento della porzione estraìbile 18.

Per quanto concerne i rotori 4 e 10, il rotore principale 4 comprende almeno due martelli di frantumazione 20 diametralmente opposti e radialmente distanziati dal primo asse di rotazione 5 e il rotore secondario 10 comprende almeno due elementi di lancio 21 diametralmente opposti e radialmente distanti dal secondo asse di rotazione 11.

La rotazione sincronizzata dei rotori 4 e 10 è tale che il materiale incoerente 6 lanciato dai due elementi di lancio 21 impatti sostanzialmente perpendicolarmente con i due martelli 20 del rotore principale 4.

Il rotore principale 3 può comprendere, inoltre, almeno una superficie di raccordo 22 interposta tra i due elementi di frantumazione 20 consecutivi e presentare un andamento convesso e sostanzialmente circolare con un centro di curvatura eccentrico rispetto al primo asse di rotazione 5.

Il funzionamento del mulino 1 è facilmente intuibile da quanto appena descritto.

Con particolare riferimento alle figure 2 e 3, a seguito dell'inserimento per caduta del materiale incoerente 6 da macinare nella camera di alimentazione 8 attraverso la bocca di ingresso 9 e grazie alla rotazione del rotore secondario 10, gli elementi di lancio 21 trascinano il materiale incoerente 6 facendolo strisciare sulla parete perimetrale 13 della camera di alimentazione 8 e facendogli acquisire energia cinetica a sufficienza affinché, arrivato in corrispondenza dell'apertura di lancio 14, venga lanciato lungo la tangente della traiettoria del rotore secondario 10 in direzione del martello 20 in arrivo del rotore primario 4 nella camera di macinazione 3. Il martello 20 in arrivo 20, sincrono nella rotazione con gli elementi 21 del rotore secondario 10, colpisce il materiale incoerente 6, frantumandolo e mandandolo ad impattare più volte con le armature 23 fino a disgregarlo.

A macinazione compiuta, è possibile poi procedere allo scarico del materiale incoerente 6 macinato dalla camera di macinazione 3 mediante l'apertura del portellone di scarico 24.

Analogamente, in caso di necessità di accesso nelle camera di alimentazione 8, l'operatore può intervenire in tal senso rimuovendo la porzione estraibile 18.

In quanto appena descritto, è bene evidenziare come nelle fasi di prelievo e di lancio del materiale incoerente 6 dalla camera di alimentazione 8 alla camera di macinazione 3, questo materiale 6 è obbligato dalla particolare conformazione interna della camera di alimentazione 8 a compiere una traiettoria circolare senza assumere accelerazioni in senso radiale tali da portare lo stesso ad impattare contro la parete perimetrale 13 della camera di alimentazione 3.

Si è in pratica constatato come il mulino a impatto, secondo il presente trovato, assolva pienamente il compito, nonché gli scopi prefissati, in quanto consente di salvaguardare 1'integrità degli organi della camera di alimentazione allungandone la vita utile.

Il mulino ad impatto perfezionato, così concepito, è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito delle allegate rivendicazioni.

In pratica, i materiali impiegati, nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica.

Claims (9)

1. Mulino (1) a impatto per la macinazione di materiale incoerente, particolarmente per la frantumazione secondaria e terziaria, comprendente: una camera di macinazione (3) all'interno della quale è alloggiato un rotore principale (4) girevole attorno ad un primo asse di rotazione (5) sostanzialmente orizzontale e dotato di martelli lungo la sua periferia per frantumare detto materiale incoerente; una camera di alimentazione (8) affiancata a detta camera di macinazione, comprendente una bocca di ingresso (9) e un rotore secondario (10) che è girevole in senso opposto rispetto a detto rotore principale e attorno ad un secondo asse di rotazione (11) sostanzialmente parallelo al primo asse di rotazione (5), per lanciare detto materiale incoerente verso i martelli di detto rotore principale; dette camere (3, 8) essendo delimitate radialmente da almeno una rispettiva parete perimetrale (12, 13) sviluppantesi attorno all'asse di rotazione del rispettivo rotore in modo da circondare almeno in parte il rispettivo rotore (4, 10), dette camere (3, 8) essendo comunicanti direttamente tra loro attraverso un'apertura di lancio (14) del materiale incoerente definita su dette pareti perimetrali (12, 13) sostanzialmente inferiormente a un piano geometrico (P) su cui giacciono detti assi di rotazione (5, 11); caratterizzato dal fatto che la parete perimetrale della camera di alimentazione (8) definisce, verso l'interno di detta camera di alimentazione, una superficie cilindrica a base sostanzialmente circolare e coassiale a detto secondo asse di rotazione (11), detta superficie cilindrica sviluppandosi tutt'attorno a detto secondo asse di rotazione (11) con un raggio sostanzialmente uguale al raggio di detto rotore secondario (10) ed essendo interrotta da detta apertura di lancio (14), alla base della quale è presente una rampa rettilinea di lancio (17) che si sviluppa sostanzialmente tangenzialmente a detta superficie cilindrica e inferiormente a detto piano geometrico su cui giacciono detti assi di rotazione (5, 11).

2. Mulino (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detta camera di alimentazione è delimitata assialmente da due pareti laterali contrapposte tra loro e sostanzialmente trasversali al secondo asse di rotazione (11), tra le quali si interpone la parete perimetrale (13) di detta camera di alimentazione (8), la bocca di ingresso (9) del materiale incoerente da macinare essendo definita in corrispondenza di almeno una di dette pareti laterali, in modo tale che detto materiale incoerente sia introdotto in detta camera di alimentazione (8) secondo una direzione sostanzialmente parallela a detto secondo asse di rotazione (8 ).

3. Mulino (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detta superficie cilindrica comprende, a partire da detta apertura di lancio (14) e in successione secondo il senso di rotazione di detto rotore secondario (10), un primo tratto sostanzialmente circolare (15) e un secondo tratto sostanzialmente circolare (16), detta rampa rettilinea di lancio (17) essendo a valle di detto secondo tratto sostanzialmente circolare (16).

4. Mulino (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto secondo tratto sostanzialmente circolare (16) e detta rampa rettilinea di lancio (17) sono montati su una porzione estraibile (18) di detta camera di alimentazione (8).

5 . Mulino secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto piano geometrico (P) è inclinato, rispetto a un piano orizzontale di appoggio del mulino, secondo un angolo inferiore a 10°, più preferibilmente inferiore a 5°, in modo che detto secondo asse di rotazione si trovi a una distanza da detto piano orizzontale maggiore o uguale alla distanza di detto primo asse di rotazione da detto piano orizzontale .

6. Mulino secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detta rampa rettilinea di lancio (17) è inclinata, rispetto a a un piano orizzontale di appoggio del mulino, secondo un angolo inferiore a 5°, più preferibilmente inferiore a 2°.

7. Mulino (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto rotore secondario (10) comprende almeno due elementi di lancio (21) diametralmente opposti e radialmente distanziati da detto secondo asse di rotazione (11), detti almeno due elementi di lancio (21) essendo atti a trascinare detto materiale incoerente lungo detta superficie cilindrica in direzione di detta apertura di lancio (14) e a lanciarlo in detta camera di macinazione (3) lungo detta rampa rettilinea di lancio (17) verso i martelli di detto rotore principale (4).

8. Mulino (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto rotore principale (4) comprende almeno due di detti martelli diametralmente opposti e radialmente distanti da detto primo asse di rotazione (5).

9. Mulino (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto rotore principale (4) e detto rotore secondario (10) ruotano in maniera sincronizzata tra loro attraverso mezzi motori collegati a detti rotori, in modo tale che il materiale incoerente lanciato da detto rotore secondario impatti sostanzialmente perpendicolarmente con i martelli (20) di detto rotore principale.