IT202100005609U1

IT202100005609U1 - Mixer for biogas fermenters

Info

Publication number: IT202100005609U1
Application number: IT202021000005609U
Authority: IT
Inventors: Luciano Zoia
Original assignee: Biogas Eng S R L
Priority date: 2021-12-01
Filing date: 2021-12-01
Publication date: 2023-06-01

Description

DESCRIZIONE del modello di utilit? dal titolo: DESCRIPTION of the utility model? by title:

?Miscelatore per fermentatori per biogas? ?Mixer for biogas fermenters?

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Settore tecnico Technical field

Il presente trovato si colloca, in generale, nel settore degli impianti di fermentazione di materiali organici di scarto, per la produzione di biogas; in particolare, il trovato si riferisce un miscelatore per fermentatori per biogas. The present invention falls, in general, in the sector of fermentation plants for organic waste materials for the production of biogas; in particular, the invention refers to a mixer for biogas fermenters.

Sintesi del trovato Summary of the finding

Sono noti impianti di fermentazione per la produzione di biogas, comprendenti cisterne o serbatoi in cui viene riversato e lasciato fermentare il materiale organico. Fermentation systems for the production of biogas are known, comprising cisterns or tanks into which the organic material is poured and left to ferment.

Il materiale ? continuamente rimescolato da miscelatori comprendenti una pluralit? di elementi di agitazione, nella forma tipicamente di pale portate in rotazione da alberi girevoli, accolti in tali cisterne. The material ? continuously stirred by mixers comprising a plurality? of stirring elements, typically in the form of blades rotated by revolving shafts, housed in such tanks.

Gli elementi di agitazione comprendono generalmente una radice sagomata a forcella, che si innesta a cavallo dell?albero e viene fissata a quest?ultimo mediante bulloni. The agitation elements generally include a fork-shaped root, which fits across the shaft and is fixed to the latter by bolts.

Una soluzione del tipo predetto ? nota dal documento EP 2837421 A1, in cui le estremit? della forcella di attacco sono imbullonate a piastre radialmente sporgenti da lati opposti dell?albero. A solution of the type predicted? note from document EP 2837421 A1, in which the ends? of the attachment fork are bolted to plates radially protruding from opposite sides of the shaft.

Tuttavia, una tale configurazione non consente di fissare in maniera apprezzabilmente stabile la pala all?albero, poich? la radice della pala sar? vincolata solo alle suddette piastre, e rimarr? comunque un gioco radiale tra la forcella e l?albero. However, such a configuration does not allow the blade to be fixed to the tree in an appreciably stable manner, since the root of the shovel will be? bound only to the aforementioned plates, and will remain? however, there is radial play between the fork and the shaft.

Uno scopo del presente trovato ? di ovviare ai summenzionati problemi. A purpose of the present invention? to overcome the aforementioned problems.

Per ottenere tale risultato, un miscelatore secondo il trovato comprende un albero girevole e almeno un elemento di agitazione vincolato all?albero mediante saldatura lungo uno o pi? punti di almeno uno dei profili arcuati di contatto tra una porzione di radice dell?elemento di agitazione e l?albero stesso. In questo modo, si ottiene un fissaggio pi? stabile dell?elemento di agitazione all?albero. To obtain this result, a mixer according to the invention includes a rotatable shaft and at least one stirring element fixed to the shaft by welding along one or more points of at least one of the arcuate contact profiles between a root portion of the stirring element and the shaft itself. In this way, a tighter fixing is obtained. stability of the stirring element to the shaft.

? altres? presente una coppia di risalti radiali, fissati all?albero su lati opposti dello stesso e affacciati (ma non solidali o meccanicamente collegati) alle estremit? circonferenziali della porzione di attacco. I risalti fungono da finecorsa circonferenziali contro cui sia alternativamente attestabile la porzione di attacco, quando quest?ultima tenda a scorrere circonferenzialmente rispetto all?albero per via della resistenza opposta dal materiale in fermentazione alla rotazione del miscelatore. ? else? There is a pair of radial projections, fixed to the shaft on opposite sides of the same and facing (but not integral or mechanically connected) to the ends. circumferential of the attachment portion. The projections act as circumferential limit switches against which the attachment portion can be alternatively attested, when the latter tends to slide circumferentially with respect to the shaft due to the resistance opposed by the fermenting material to the rotation of the mixer.

Preferibilmente, i risalti sono distanziati dalle rispettive estremit? circonferenziali della porzione di attacco di un gioco angolare non nullo, tale per cui la porzione di attacco possa andarvi in battuta quando subisca un predeterminato scorrimento circonferenziale rispetto all?albero, indotto dalla resistenza opposta dal materiale in fermentazione alla rotazione del miscelatore. Preferably, the projections are spaced from the respective ends? circumferential of the attachment portion of a non-zero angular play, such that the attachment portion can abut when it undergoes a predetermined circumferential sliding with respect to the shaft, induced by the resistance opposed by the fermenting material to the rotation of the mixer.

In questo modo, si evita che le sollecitazioni circonferenziali a carico della radice dell?elemento di agitazione gravino sulle saldature fino a provocarne eventualmente la rottura, in quanto i risalti radiali sono configurati per esercitare un?azione di confinamento della deformazione o scorrimento circonferenziali della porzione d?attacco rispetto all?albero. In this way, the circumferential stresses borne by the root of the stirring element are prevented from weighing on the welds to the point of possibly causing them to break, as the radial projections are configured to exert a confining action on the circumferential deformation or sliding of the portion of attack with respect to the tree.

I suddetti ed altri scopi e vantaggi sono raggiunti, secondo un aspetto del trovato, da un miscelatore per fermentatori per biogas avente le caratteristiche definite nelle rivendicazioni annesse. The above and other objects and advantages are achieved, according to one aspect of the invention, by a mixer for biogas fermenters having the characteristics defined in the attached claims.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

Verranno ora descritte le caratteristiche funzionali e strutturali di alcune forme di realizzazione preferite di un miscelatore per fermentatori per biogas secondo il trovato. Si fa riferimento ai disegni allegati, in cui: The functional and structural characteristics of some preferred embodiments of a mixer for biogas fermenters according to the invention will now be described. Reference is made to the attached drawings, in which:

- le figure 1 e 2 sono rispettivamente una vista schematica frontale e assiale di una porzione di miscelatore secondo una forma di realizzazione del trovato; - figures 1 and 2 are respectively a front and axial schematic view of a portion of the mixer according to an embodiment of the invention;

- le figure 3 e 4 sono rispettivamente una vista schematica frontale e assiale di una porzione di miscelatore secondo una forma di realizzazione alternativa del trovato, in cui ? mostrata in ingrandimento una sezione dei punti di saldatura; e - la figura 5 ? una vista schematica prospettica di un segmento di un albero del miscelatore, da cui sporgono radialmente dei risalti di battuta per una porzione di attacco di un elemento di agitazione, secondo una forma di realizzazione del trovato. - figures 3 and 4 are respectively a schematic front and axial view of a portion of the mixer according to an alternative embodiment of the invention, in which? a section of the welding points is shown in enlargement; and - figure 5 ? a schematic perspective view of a segment of a mixer shaft, from which abutment projections protrude radially for an attachment portion of a stirring element, according to an embodiment of the invention.

Descrizione dettagliata Detailed description

Prima di spiegare nel dettaglio una pluralit? di forme di realizzazione del trovato, va chiarito che il trovato non ? limitato nella sua applicazione ai dettagli costruttivi e alla configurazione dei componenti presentati nella seguente descrizione o illustrati nei disegni. Il trovato ? in grado di assumere altre forme di realizzazione e di essere realizzato praticamente in diversi modi. Si deve anche intendere che la fraseologia e la terminologia hanno scopo descrittivo e non vanno intese come limitative. Before explaining in detail a plurality? of embodiments of the invention, it should be clarified that the invention is not limited in its application to the construction details and configuration of the components presented in the following description or illustrated in the drawings. The find? capable of taking on other forms of embodiment and being practically realized in different ways. It should also be understood that the phraseology and terminology are descriptive in purpose and should not be construed as limiting.

Facendo esemplificativamente riferimento alle figure, un miscelatore 9 per fermentatori per biogas, atto ad agitare un materiale in fermentazione, comprende un albero 10, girevole attorno a un asse di rotazione x, e un elemento di agitazione 12, comprendente una porzione di attacco 14 configurata per abbracciare circonferenzialmente parte dell?albero 10. Referring by way of example to the figures, a mixer 9 for biogas fermenters, suitable for stirring a fermenting material, comprises a shaft 10, rotatable around a rotation axis x, and a stirring element 12, comprising an attachment portion 14 configured to circumferentially embrace part of the tree 10.

L?elemento di agitazione 12 avr? quindi sostanzialmente una forma a C, atta a disporsi a cavallo dell?albero 10, l?elemento di agitazione 12 essendo in contatto con l?albero 10 lungo una coppia di profili ad arco di cerchio (di seguito, anche denominati ?profili circonferenziali di contatto?) disposti alla base delle facce assialmente opposte di tale elemento di agitazione 12. The stirring element 12 will have? therefore substantially a C-shape, designed to straddle the shaft 10, the stirring element 12 being in contact with the shaft 10 along a pair of circular arc profiles (hereinafter also referred to as ?circumferential profiles of contact?) arranged at the base of the axially opposite faces of this stirring element 12.

La porzione di attacco 14 ? fissata all?albero 10 mediante saldatura in almeno un punto di almeno uno dei profili circonferenziali di contatto tra tale porzione di attacco 14 e l?albero 10. The attack portion 14 ? fixed to the shaft 10 by welding in at least one point of at least one of the circumferential contact profiles between this attachment portion 14 and the shaft 10.

? inoltre presente una coppia di risalti 16, radialmente sporgenti dall?albero 10 da parti diametralmente opposte di quest?ultimo, tali risalti 16 essendo affacciati a rispettive estremit? circonferenziali della porzione di attacco 14 dell?elemento di agitazione 12. ? Furthermore, there is a pair of projections 16, radially protruding from the shaft 10 from diametrically opposite parts of the latter, these projections 16 facing respective ends. circumferential of the attachment portion 14 of the stirring element 12.

Ciascuno risalto 16 ? configurato per formare una battuta contro cui sia attestabile la rispettiva estremit? circonferenziale della porzione di attacco 14, evitando che tale risalto 16 e la rispettiva estremit? circonferenziale siano fissati o solidali l?uno all?altra. In altri termini, i risalti 16 sono configurati per formare una superficie contro cui possano attestarsi le rispettive estremit? circonferenziali della porzione di attacco 14, senza tuttavia che tra gli uni e le altre vi sia un collegamento stabile o un reciproco fissaggio. Each highlight 16 ? configured to form a stop against which the respective end can be certified? circumferential of the attachment portion 14, avoiding that this projection 16 and the respective end? circumferential are fixed or integral with each other. In other words, the projections 16 are configured to form a surface against which the respective ends can abut. circumferential of the attachment portion 14, without however there being a stable connection or mutual fixing between them.

Almeno uno dei risalti 16 pu? essere configurato per formare una superficie contro cui si attesti la rispettiva estremit? circonferenziale della porzione di attacco 14 quando il miscelatore 9 sia a riposo. In questo caso, la porzione di attacco 14 poggerebbe (in una condizione di riposo del miscelatore 9) sull?almeno un risalto 16, senza esservi solidale o stabilmente vincolata. In alternativa, o in combinazione, almeno uno dei risalti 16 pu? essere angolarmente distanziato dalla rispettiva estremit? circonferenziale della porzione di attacco 14 quando il miscelatore 9 sia a riposo, ed essere configurato per formare una battuta contro cui sia attestabile la rispettiva estremit? circonferenziale della porzione di attacco 14 in presenza di una sollecitazione sull?elemento di agitazione 10 che induca una deformazione e/o uno scorrimento angolari della porzione di attacco 14 rispetto all?albero 10, ci? che avviene tipicamente per via dell?attrito viscoso tra l?elemento di agitazione 12 e il materiale in fermentazione, quando l?albero 10 sia in rotazione. At least one of the 16 highlights can? be configured to form a surface against which the respective end rests? circumferential of the connection portion 14 when the mixer 9 is at rest. In this case, the attachment portion 14 would rest (in a rest condition of the mixer 9) on at least one projection 16, without being integral or stably constrained thereto. Alternatively, or in combination, at least one of the projections 16 can? be angularly spaced from the respective end? circumferential of the attachment portion 14 when the mixer 9 is at rest, and be configured to form a stop against which the respective end can be supported. circumferential of the attachment portion 14 in the presence of a stress on the stirring element 10 which induces an angular deformation and/or sliding of the attachment portion 14 with respect to the shaft 10, this? which typically occurs due to the viscous friction between the stirring element 12 and the fermenting material, when the shaft 10 is rotating.

Preferibilmente, ciascun risalto 16 ? configurato in modo tale da impedire uno scorrimento angolare della porzione di attacco 14 rispetto all?albero 10 lungo una direzione circonferenziale (ovvero, verso il tratto dell?albero 10 che si estende al di l? del risalto 16 ed ? circonferenzialmente complementare alla porzione arcuata a contatto con la porzione di attacco 10), e consentire uno scorrimento angolare della porzione di attacco 14 rispetto all?albero 10 lungo la direzione circonferenziale opposta. Preferably, each projection 16 ? configured in such a way as to prevent an angular sliding of the attachment portion 14 with respect to the shaft 10 along a circumferential direction (i.e., towards the section of the shaft 10 which extends beyond the projection 16 and is circumferentially complementary to the arched portion in contact with the attachment portion 10), and allow an angular sliding of the attachment portion 14 with respect to the shaft 10 along the opposite circumferential direction.

Preferibilmente, i risalti 16, in una condizione di riposo del miscelatore 9, sono angolarmente distanziati rispetto alle rispettive estremit? circonferenziali della porzione di attacco 14 dell?elemento di agitazione 12 di un angolo compreso tra 0? e 10?, e ancora pi? preferibilmente di un angolo compreso tra 0,1? e 5?. Preferably, the projections 16, in a rest condition of the mixer 9, are angularly spaced apart from the respective ends. circumferential of the attachment portion 14 of the stirring element 12 of an angle between 0? and 10?, and even more? preferably of an angle between 0.1? and 5?.

Secondo una forma di realizzazione preferita, i risalti 16, in una condizione di riposo del miscelatore 9, sono angolarmente distaccati dalle rispettive estremit? circonferenziali della porzione di attacco 14 dell?elemento di agitazione 12. According to a preferred embodiment, the projections 16, in a rest condition of the mixer 9, are angularly detached from the respective ends. circumferential of the attachment portion 14 of the stirring element 12.

I risalti 16 sono convenientemente configurati per formare alternativamente una battuta contro cui siano attestabili le rispettive estremit? circonferenziali della porzione di attacco quando, a causa della resistenza opposta dal materiale in fermentazione alla rotazione del miscelatore 9, la porzione di attacco 14 subisca o tenda a subire una deformazione elastica e/o uno scorrimento angolari rispetto all?albero 10 eccedenti una predeterminata entit?. Un gioco angolare D tra i risalti 16 e le rispettive estremit? circonferenziali dell?elemento di agitazione 12 potr? essere opportunamente dimensionato in funzione di tale entit?, che dipender? dalle caratteristiche meccaniche della saldatura, perch? non vi siano indotte eccessive sollecitazioni causate dallo scorrimento angolare della porzione di attacco 14 rispetto all?albero 10. The projections 16 are conveniently configured to alternately form a stop against which the respective ends can be attested. circumferential of the attachment portion when, due to the resistance opposed by the fermenting material to the rotation of the mixer 9, the attachment portion 14 undergoes or tends to undergo an elastic deformation and/or an angular sliding with respect to the shaft 10 exceeding a predetermined amount ?. An angular gap D between the projections 16 and the respective ends? circumferential of the stirring element 12 could? be appropriately sized according to this entity, which will depend? from the mechanical characteristics of the welding, why? there are no excessive stresses caused by the angular sliding of the attachment portion 14 with respect to the shaft 10.

Secondo una forma di realizzazione (esemplificativamente illustrata nelle figure 1 e 2), la porzione di attacco 14 ? saldata all?albero 10 in maniera continua lungo la maggior parte dell?estensione angolare di uno dei profili circonferenziali di contatto tra tale porzione di attacco 14 e l?albero 10. Si apporta cio? un cordone di saldatura continuo C lungo la maggior parte del profilo arcuato di contatto su un lato dell?elemento di agitazione. According to one embodiment (illustrated by way of example in figures 1 and 2), the attachment portion 14 is welded to the shaft 10 continuously along most of the angular extension of one of the circumferential contact profiles between this attachment portion 14 and the shaft 10. This is done. a continuous weld seam C along most of the arcuate contact profile on one side of the stirring element.

Secondo una forma di realizzazione alternativa (esemplificativamente illustrata nelle figure 3 e 4), la porzione di attacco 14 ? saldata all?albero 10 in maniera discreta in corrispondenza di una pluralit? di punti P angolarmente distanziati lungo almeno uno dei profili circonferenziali di contatto tra tale porzione di attacco 14 e l?albero 10. Per punti di saldatura si intendono porzioni localizzate del profilo circonferenziale di contatto, di estensione angolare significativamente inferiore all?estensione angolare totale di tale profilo circonferenziale di contatto; ad esempio, si pu? trattare di saldature sostanzialmente puntiformi, distribuite angolarmente lungo il profilo circonferenziale di contatto, oppure saldature estese lungo tratti circonferenziali aventi estensione angolare comprese tra 5? e 15?, intervallate da tratti circonferenziali privi di saldature. According to an alternative embodiment (illustrated by way of example in figures 3 and 4), the attachment portion 14 is welded to the shaft 10 in a discrete manner in correspondence with a plurality? of points P angularly spaced along at least one of the circumferential contact profiles between this attachment portion 14 and the shaft 10. By welding points we mean localized portions of the circumferential contact profile, with an angular extension significantly smaller than the total angular extension of this circumferential contact profile; for example, can you? deal with substantially punctiform welds, distributed angularly along the circumferential contact profile, or welds extended along circumferential sections with angular extension between 5? and 15?, interspersed with circumferential sections without welding.

Preferibilmente, la porzione di attacco 14 ? saldata all?albero 10 in una pluralit? di punti angolarmente distanziati lungo entrambi i profili circonferenziali di contatto tra tale porzione di attacco 14 e l?albero 10, laddove i punti di saldatura su lati assialmente opposti dell?elemento di agitazione 12 sono a loro volta angolarmente sfalsati. Preferably, the attachment portion 14? welded to the shaft 10 in a plurality? of points angularly spaced along both circumferential contact profiles between this attachment portion 14 and the shaft 10, where the welding points on axially opposite sides of the stirring element 12 are in turn angularly staggered.

Preferibilmente, i risalti 16 sono conformati come una coppia di mensole o alette (convenientemente planari), giacenti su un piano diametrale dell?albero 10 e radialmente sporgenti verso l?esterno di quest?ultimo. Preferably, the projections 16 are shaped like a pair of shelves or fins (conveniently planar), lying on a diametral plane of the shaft 10 and radially protruding towards the outside of the latter.

Secondo una forma di realizzazione, i risalti 16 sono estesi assialmente per una lunghezza almeno pari alla distanza assiale tra le opposte facce della porzione di attacco 14 (ovvero, in altri termini, allo spessore assiale della porzione di attacco 14). According to one embodiment, the projections 16 are extended axially for a length at least equal to the axial distance between the opposite faces of the attachment portion 14 (or, in other words, to the axial thickness of the attachment portion 14).

Secondo una orma di realizzazione (visibile esemplificativamente in figura 5), i risalti 16 sono vincolati all?albero 10 e/o rinforzati circonferenzialmente da staffe circonferenziali 17, preferibilmente posizionate alle estremit? assiali dei rispettivi risalti 16. According to one form of implementation (visible by way of example in figure 5), the projections 16 are constrained to the shaft 10 and/or reinforced circumferentially by circumferential brackets 17, preferably positioned at the ends. axial of the respective projections 16.

In tutta la presente descrizione e nelle rivendicazioni, i termini e le espressioni indicanti posizioni ed orientamenti, quali "assiale" o "radiale", vanno riferiti all?asse di rotazione x dell?albero 10. Throughout this description and in the claims, the terms and expressions indicating positions and orientations, such as "axial" or "radial", must refer to the rotation axis x of the shaft 10.

Sono stati descritti diversi aspetti e forme di realizzazione di un miscelatore per fermentatori per biogas secondo il trovato. Si intende che ciascuna forma di realizzazione pu? essere combinata con qualsiasi altra forma di realizzazione. Il trovato, inoltre, non ? limitato alle forme di realizzazione descritte, ma potr? essere variato entro l?ambito definito dalle rivendicazioni annesse. Various aspects and embodiments of a mixer for biogas fermenters according to the invention have been described. It is understood that each embodiment can be combined with any other embodiment. Furthermore, the finding is not ? limited to the embodiments described, but may be varied within the scope defined by the attached claims.

Claims

1. Mixer (9) for biogas fermenters, suitable for stirring a fermenting material, said mixer comprising:

- a shaft (10), rotatable around a rotation axis (x);

- a stirring element (12), comprising an attachment portion (14) configured to circumferentially embrace part of the shaft (10), said attachment portion (14) being welded to the shaft (10) in at least one point of at least one of the circumferential contact profiles between said attachment portion (14) and said shaft (10); and - a pair of projections (16), radially protruding from the shaft (10) from diametrically opposite parts of said shaft (10), said projections (16) facing respective ends? circumferential of the attachment portion (14) of the stirring element (12), and each being configured to form a stop against which the respective extremity can be supported. circumferential of the attachment portion (14), avoiding that the projection (16) and the respective end? circumferential are fixed or integral with each other.

2. Mixer according to claim 1, wherein each projection (16) is configured in such a way as to prevent an angular sliding of the attachment portion (14) with respect to the shaft (10) along a circumferential direction, and allow an angular sliding of the attachment portion (14) with respect to the shaft (10) along a opposite circumferential.

3. Mixer according to claim 1 or 2, wherein the projections (16), in a rest condition of the mixer (9), are angularly spaced apart from the respective ends? circumferential of the attachment portion (14) of the stirring element (12) by an angle between 0? and 10?.

4. Mixer according to claim 3, in which the projections (16), in a rest condition of the mixer (9), are angularly detached from the respective ends? circumferential of the attachment portion (14) of the stirring element (12).

5. Mixer according to any of the previous claims, wherein the connection portion (14) is welded to the shaft (10) continuously along most of the angular extension of one of the circumferential contact profiles between said attachment portion (14) and the shaft (10).

6. Mixer according to any one of claims 1 to 4, wherein the connection portion (14) is welded to the shaft (10) in a plurality? of points angularly spaced along at least one of the circumferential contact profiles between said attachment portion (14) and the shaft (10).

7. Mixer according to claim 6, wherein the attachment portion (14) is welded to the shaft (10) in a plurality? of points angularly spaced along both circumferential contact profiles between said attachment portion (14) and the shaft (10), the welding points on axially opposite sides of the stirring element (12) being in turn angularly staggered.

8. Mixer according to any of the previous claims, in which the projections (16) are shaped like a pair of shelves lying on a diametral plane of the shaft (10) and radially protruding towards the outside of the latter.

9. Mixer according to any one of the previous claims, wherein the projections (16) are extended axially for a length at least equal to the axial distance between the opposite faces of the attachment portion (14).