IT202000026990A1 - Robot per l’aspirazione di fanghi e materiali per lo svuotamento di digestori per la produzione di biogas - Google Patents

Description

Descrizione dell?invenzione industriale dal titolo: ROBOT PER L?ASPIRAZIONE DI FANGHI E MATERIALI PER LO SVUOTAMENTO DI DIGESTORI PER LA PRODUZIONE DI BIOGAS;

La presente invenzione si rivolge al settore degli impianti per la produzione di biogas, che pu? essere generato dalla digestione di fanghi, liquami e sostanze organiche in genere, oppure pu? provenire dalle esalazioni di vasche di raccolta di liquami contenenti materiale fermentabile. E? noto che tali impianti richiedono una gestione continua per regolare la produzione di biogas, che comprende anche la loro manutenzione e, in determinate circostanze, il loro svuotamento e/o la loro pulizia.

Infatti, se l?impianto ? in grado di realizzare una digestione anaerobica accurata ed efficiente si ottimizza la resa di produzione di bio-gas, ma questo, oltre alla normale manutenzione, richiede di eseguire (quando necessario) un?accurata pulizia dei fermentatori e dei digestori anaerobici per mantenere efficiente il processo di digestione.

Si tratta di interventi onerosi, che richiedono di fermare l?impianto e di utilizzare personale altamente specializzato, in grado di gestire le problematiche inerenti i gas e le esalazioni del materiale contenuto nei digestori da pulire.

Sono noti sistemi di svuotamento che prevedono di aspirare il materiale mediante un escavatore a risucchio, che consente di svuotare digestori anche di elevata capacit? in tempi alquanto rapidi. L'aspirazione ? preferibilmente di tipo risucchio a secco che aspira il materiale sedimentato in assenza di acqua ed il materiale viene convogliato in un cassone di raccolta. Con questa tecnica, durante il fermo impianto si posiziona l'escavatore a risucchio - che aspira il materiale da apposite aperture -all'esterno del digestore; quando poi buona parte del materiale ? stato risucchiato si conclude la pulizia utilizzando un miniescavatore preferibilmente robotizzato, che con la benna avvicina il materiale alla bocca del tubo di aspirazione.

Questa metodologia nota richiede per? che il telo di copertura del serbatoio del digestore venga tolto completamente, sia per poter utilizzare l'escavatore a risucchio che per poter collocare il miniescavatore sul fondo del digestore.

Uno degli scopi del trovato ? quello di consentire la completa pulizia del digestore evitando la necessit? di togliere la copertura del digestore stesso, riducendo di conseguenza tempi e costi per la pulizia e per il fermo impianto.

Ci? ? stato ottenuto, secondo al presente invenzione, prevedendo di utilizzare un robot cingolato, ad azionamento preferibilmente idraulico, comandabile da remoto o guidato da un operatore seduto su di esso, il quale ? inseribile nel digestore attraverso i condotti cosiddetti ?passo d?uomo? normalmente esistenti sulle pareti laterali dei serbatoi dei digestori per la produzione di biogas. Detto robot ? dotato di un naso di aspirazione orientabile, e collegabile direttamente ad un normale tubo di aspirazione dell?impianto di aspirazione del materiale.

Una migliore comprensione del trovato si avr? con la seguente descrizione dettagliata e con riferimento alle figure allegate che illustrano, a puro titolo esemplificativo e non gi? limitativo, alcune preferite forme di realizzazione.

Nei disegni:

le figure 1 e 2 sono delle viste 3D, rispettivamente dal lato posteriore ed anteriore, che mostrano i componenti principali di una prima forma realizzativa del robot cingolato secondo la presente invenzione;

la figura 3 ? una vista laterale del robot cingolato di cui alle figure 1 e 2;

le figure 4 e 5 sono, rispettivamente, una vista dall?alto e dal basso del robot di fig. 3;

le figure 6 e 7 sono, rispettivamente, una vista in elevazione posteriore ed anteriore del robot di fig. 3;

le figure 8 e 9, analoghe alle figure 1 e 2, mostrano il robot cingolato in configurazione ?minima?, privato delle parti smontabili per poter passare in un passo d?uomo con diametro minimo di 480 mm;

la figura 10 ? una vista laterale di una seconda forma realizzativa del robot cingolato secondo la presente invenzione, in configurazione completa;

la figura 11 ? una vista in elevazione dal lato posteriore del robot cingolato di fig. 10, in configurazione assemblata ?minima?, privato delle parti smontabili per poter passare in un passo d?uomo con diametro minimo di 800 mm;

le figure 12 e 13 mostrano, rispettivamente in vista posteriore e laterale, le due parti superiore ed inferiore in cui il robot cingolato della fig. 10 ? smontabile per passare in un passo d?uomo con diametro minimo di 580 mm

le figure 14 e 15, analoghe alla fig. 11, mostrano il robot cingolato di cui alla figura 10 con il naso mobile rispettivamente abbassato e sollevato;

la figura 16 ? una vista che mostra schematicamente i mezzi per muovere in direzione verticale il naso del robot cingolato di fig. 10.

Con riferimento alle figure da 1 a 9, una prima forma realizzativa del trovato prevede un robot cingolato avente dimensioni trasversali particolarmente ridotte, tali da consentire di farlo passare attraverso un passo d?uomo avente un diametro minimo di soli 48 cm.

A tale scopo, il robot ha un corpo principale dotato di due cingoli C e di un condotto di aspirazione longitudinale al quale ? fissabile anteriormente un naso orientabile N e posteriormente un tubo di aspirazione, il quale corpo ? caratterizzato da una peculiare configurazione strutturale in cui:

- Per ridurre la distanza minima tra i due cingoli C destro e sinistro, i motori M idraulici che li azionano sono montati rispettivamente sul lato anteriore e posteriore del corpo principale, in posizione ribaltata tra loro, con il corpo del motore M rivolto verso l?interno e la corona, ingranata col cingolo C, rivolta verso l?esterno; - Il naso orientabile N ? smontabile dal condotto presente nel corpo principale, a tale scopo essendo previsto un collare di sgancio/aggancio rapido;

- Il supporto 1 per il distributore idraulico 2, per comandare i mezzi di movimentazione del naso N di aspirazione e i motori M dei cingoli C, ? smontabile facilmente e rapidamente per il passaggio nel passo d?uomo;

- Il supporto per il sedile dell?operatore, se presente, ? smontabile facilmente e rapidamente per il passaggio nel passo d?uomo.

Nell?esempio realizzativo che si descrive, il naso N ? composto da una parte fissa (applicata al condotto del corpo principale con un collare a sgancio rapido) ed una parte mobile: tra dette parti fissa e mobile ? interposto un giunto compensatore in gomma.

Una seconda caratteristica peculiare del trovato, ? data dal fatto che detto naso N orientabile ? dotato di mezzi di movimentazione per orientarlo nella direzione desiderata, costituiti da almeno tre martinetti idraulici 4D, 4S, 5, che sono disposti a 120? (non mostrati) o, pi? preferibilmente, sono disposti a 90? tra loro lungo due diametri, in particolare sul lato destro, sinistro e superiore del tratto orizzontale del naso N, mentre sul lato inferiore ? previsto semplicemente un elemento di collegamento/vincolo 6 a lunghezza fissa con due cerniere di estremit?. Nella preferita forma realizzativa illustrata nelle figure da 1 a 9, alle estremit? di ognuno di questi martinetti 4D, 4S, 5 sono applicati degli snodi sferici angolari con perno filettato, e l'elemento inferiore 6 ? invece composto da due snodi sferici assiali disposti in serie tra loro.

In questa preferita configurazione, mostrata nelle figure da 1 a 9, i due martinetti idraulici destro 4D e sinistro 4S comandano gli spostamenti in senso orizzontale della parte anteriore del naso N, mentre il martinetto superiore 5 comanda gli spostamenti in senso verticale. Il punto inferiore del naso N, opposto al martinetto superiore 5, sostiene l'articolazione della parte mobile del naso N durante il suo movimento.

Vantaggiosamente, con la configurazione fin qui descritta, il naso N che costituisce l?estremit? del tubo aspiratore pu? muoversi nello spazio in maniera ?orbitale?, similmente ad un giunto omocinetico.

Dai disegni e dalla presente descrizione, ? immediato notare che il robot cingolato secondo la presente invenzione ? una macchina molto compatta con un corpo principale comprendente un condotto di aspirazione del materiale costituito da un tubo di diametro nominale di 21,9 cm realizzato riducendo l?area di passaggio del materiale di solo il 10%. Vantaggiosamente, tale riduzione dell'area di passaggio avviene solo nel tratto corrispondente al corpo principale della macchina, in cui il tubo ? opportunamente configurato per agevolare l'alloggiamento dei cingoli C.

La compattezza della macchina consente vantaggiosamente di poter iniziare a lavorare nel digestore da svuotare dopo aver predisposto un piccolo spazio di manovra.

Una seconda forma di realizzazione del trovato, mostrata nelle figure da 10 a 15, prevede un robot cingolato realizzato in due parti (superiore ed inferiore) ad assemblaggio/disassemblaggio rapido, per poter essere inserite attraverso un passo d?uomo avente un diametro minimo di soli 58 cm. Nell?esempio realizzativo illustrato nelle figure da 10 a 15, la parte inferiore comprendente i cingoli C passa in un diametro di 58 cm (oppure in un'area rettangolare di lati 50x42 cm) mentre quella superiore comprendente il naso N passa in un diametro di 57 cm (oppure in un'area rettangolare di lati 50x34 cm): se la macchina non venisse divisa nelle suddette due parti, passerebbe in un diametro di 80 cm.

A tale scopo, il robot ha una parte inferiore dotata di due cingoli C alla quale ? assemblabile una parte superiore comprendente un condotto di aspirazione longitudinale snodato centralmente e dotato di un naso anteriore N?, in cui detta parte superiore ? vincolabile girevolmente a quella inferiore mediante una ralla preferibilmente a sfere la cui rotazione ? data dall'azione di due cilindri idraulici montati in maniera contrapposta tra loro all'interno di essa, che permettono la rotazione di un angolo complessivo preferibilmente di circa 120? (60? a dx e 60? a sx), mentre la parte superiore ? dotata di mezzi per variare l?inclinazione del naso N? anteriore in direzione verticale tramite detto snodo centrale del condotto di aspirazione longitudinale. Detti mezzi per variare l?inclinazione del naso N? sono preferibilmente ad azionamento idraulico, ad esempio tramite almeno un martinetto, ma potrebbe anche essere utilizzata un arco di corona dentata ingranata col pignone di un motore idraulico.

Vantaggiosamente, il robot oggetto di questa seconda forma realizzativa dell?invenzione ? nel complesso molto compatto sia in larghezza che in lunghezza, in quanto il naso N? di aspirazione ? mobile in senso orizzontale mediante detta ralla, ed in senso verticale mediante i mezzi di variazione dell?inclinazione del naso N?. L?intero robot, azionabile preferibilmente da remoto con radiocomando, ? poi mobile sul terreno tramite detti due cingoli C, e la parte posteriore del condotto di aspirazione longitudinale, snodato centralmente, ? collegabile posteriormente ad un tubo di aspirazione del materiale.

La presente invenzione ? stata descritta ed illustrata in alcune sue preferite forme di realizzazione, ma ? evidente che qualunque tecnico esperto del ramo potr? apportarvi modifiche e/o sostituzioni funzionalmente e/o tecnicamente equivalenti, senza esulare dall?ambito di protezione della presente privativa industriale come definito nelle rivendicazioni allegate.

Infine, ? opportuno notare che, vantaggiosamente, l?ambito di utilizzo del presente trovato non si limita solo al settore degli impianti biogas: il minirobot pu? essere utilizzato ovunque vi sia la necessit? di estrarre ogni tipo di materiale, liquido, fangoso, detriti, ghiaie, scarti di acciaierie, polveri, da posti angusti, difficilmente accessibili con altri mezzi, con scarsi spazi di manovra. Inoltre, l?invenzione ? molto utile anche negli impianti di depurazione, dove l?impiantistica di fondo vasca, non permette di poter entrare con mezzi semoventi di grandi dimensioni.

Claims (15)

RIVENDICAZIONI:

1. Sistema per l?aspirazione di fanghi e/o detriti, per lo svuotamento di serbatoi o di digestori per la produzione di biogas, collegabile ad un tubo di aspirazione di un impianto di aspirazione, ad esempio di un camion da spurgo, caratterizzato dal fatto di comprendere un robot cingolato e comandabile da remoto o guidabile da un operatore seduto su di esso, il quale robot ? configurato per essere inseribile attraverso i condotti cosiddetti ?passo d?uomo? normalmente esistenti sulle pareti laterali dei serbatoi dei digestori per la produzione di biogas; in cui detto robot ? dotato di un naso (N, N?) di aspirazione orientabile, che ? collegabile direttamente ad un tubo di aspirazione dell?impianto di aspirazione del materiale; ed in cui sono previsti due cingoli (C) paralleli e longitudinali, azionati mediante rispettivi motori (M).

2. Sistema secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto robot ha un corpo principale dotato di detti due cingoli (C) paralleli e longitudinali, nonch? di un condotto di aspirazione longitudinale al quale ? fissabile anteriormente un naso orientabile (N) e posteriormente un tubo di aspirazione, il quale corpo ? caratterizzato da una peculiare configurazione strutturale in cui:

- Per ridurre la distanza minima tra i due cingoli (C) destro e sinistro, i motori (M) che li azionano sono montati rispettivamente sul lato anteriore e posteriore del corpo principale, in posizione ribaltata tra loro, con il corpo del motore (M) rivolto verso l?interno ed una corrispondente corona, ingranata col cingolo (C), rivolta verso l?esterno;

- Il naso orientabile (N) ? smontabile dal condotto presente nel corpo principale, a tale scopo essendo previsto un collare di sgancio/aggancio rapido;

- Un supporto (1) per un distributore idraulico (2), per comandare i mezzi di movimentazione del naso (N) di aspirazione e i motori (M) dei cingoli (C), ? smontabile facilmente e rapidamente per il passaggio nel passo d?uomo; - Un supporto per il sedile dell?operatore, ? smontabile facilmente e rapidamente per il passaggio nel passo d?uomo.

3. Sistema secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto naso (N) ? composto da una parte fissa, collegabile al condotto del corpo principale con un collare a sgancio rapido, ed una parte mobile; in cui tra dette parti fissa e mobile ? interposto un giunto compensatore in gomma.

4. Sistema secondo una delle rivendicazioni da 2 in poi, caratterizzato dal fatto che detto naso (N) orientabile ? dotato di mezzi di movimentazione per orientarlo nella direzione desiderata, costituiti da almeno tre martinetti idraulici (4D, 4S, 5) che sono disposti a 120? oppure che sono disposti a 90? tra loro lungo due diametri, in particolare sui lati destro, sinistro e superiore di un tratto orizzontale del naso (N), mentre sul lato inferiore ? previsto un elemento di collegamento/vincolo (6) a lunghezza fissa con due cerniere di estremit?.

5. Sistema secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che alle estremit? di ognuno di detti martinetti (4D, 4S, 5) disposti a 90? sono applicati degli snodi sferici angolari con perno filettato, e l'elemento inferiore (6) ? composto da due snodi sferici assiali disposti in serie tra loro.

6. Sistema secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che i due martinetti idraulici destro (4D) e sinistro (4S) sono configurati per comandare gli spostamenti in senso orizzontale della parte anteriore del naso (N), mentre il martinetto superiore (5) ? configurato per comandare gli spostamenti in senso verticale; in cui il punto inferiore del naso (N), opposto al martinetto superiore (5), ? configurato per sostenere l'articolazione della parte mobile del naso (N) durante il suo movimento.

7. Sistema secondo una delle rivendicazioni da 4 a 6, caratterizzato dal fatto che detto naso (N) che costituisce l?estremit? anteriore del tubo aspiratore collegato al robot, ? mobile nello spazio in maniera ?orbitale?, similmente ad un giunto omocinetico.

8. Sistema secondo una delle rivendicazioni da 2 a 7, caratterizzato dal fatto che detto robot cingolato ? una macchina molto compatta con un corpo principale comprendente un condotto di aspirazione del materiale costituito da un tubo di diametro nominale di 21,9 cm realizzato prevedendo una riduzione dell?area di passaggio del materiale di solo il 10%; in cui tale riduzione dell'area di passaggio ? prevista solo nel tratto corrispondente al corpo principale della macchina, dove il tubo ? opportunamente configurato per agevolare l'alloggiamento dei cingoli (C).

9. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto robot cingolato ? realizzato in due parti, superiore ed inferiore, ad assemblaggio/disassemblaggio rapido, per poter essere inseribili separatamente attraverso un passo d?uomo avente un diametro minimo di soli 58 cm; in cui detta parte inferiore ? dotata dei due cingoli (C) e detta parte superiore, assemblabiledisassemblabile alla precedente comprende un condotto di aspirazione longitudinale con uno snodo centrale e dotato di un naso anteriore N?, in cui detta parte superiore ? vincolabile girevolmente a quella inferiore.

10. Sistema secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta parte inferiore comprendente i cingoli (C) ? configurata per passare attraverso un condotto a sezione circolare con un diametro di 58 cm, oppure in un'area rettangolare di lati 50x42 cm), mentre detta parte superiore comprendente il naso (N) ? configurata per passare attraverso un condotto a sezione circolare con un diametro di 57 cm, oppure in un'area rettangolare di lati 50x34 cm.

11. Sistema secondo la rivendicazione 9 o 10, caratterizzato dal fatto che detta parte superiore ? vincolabile girevolmente a quella inferiore mediante una ralla la cui rotazione azionata da due cilindri idraulici montati in maniera contrapposta tra loro all'interno di essa, che permettono la rotazione di un angolo complessivo di circa 120?, 60? a dx e 60? a sx.

12. Sistema secondo una delle rivendicazioni da 9 a 11, caratterizzato dal fatto che la parte superiore ? dotata di mezzi per variare l?inclinazione del naso (N?) anteriore in direzione verticale, tramite detto snodo centrale del condotto di aspirazione longitudinale.

13. Sistema secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detti mezzi per variare l?inclinazione del naso (N?) sono ad azionamento idraulico tramite almeno un cilindro idraulico, oppure tramite un arco di corona dentata ingranata con un pignone di un motore idraulico.

14. Sistema secondo una delle rivendicazioni da 9 a 13, caratterizzato dal fatto che detto robot ? molto compatto sia in larghezza che in lunghezza, in quanto il naso (N?) di aspirazione ? mobile in senso orizzontale mediante detta ralla, ed in senso verticale mediante detti mezzi di variazione dell?inclinazione del naso (N?).

15. Sistema secondo una delle rivendicazioni da 9 a 14, caratterizzato dal fatto che l?intero robot ? azionabile da remoto con radiocomando ed ? mobile sul terreno tramite detti due cingoli (C), mentre la parte posteriore del condotto di aspirazione longitudinale, snodato centralmente, ? collegabile posteriormente ad un tubo di aspirazione del materiale.