ITMI20080868A1 - Apparato per filtrare fluidi. - Google Patents

Description

Descrizione del brevetto per invenzione industriale intitolato:

APPARATO PER FILTRARE FLUIDI

CAMPO TECNICO

La presente invenzione ha per oggetto un apparato per filtrare fluidi, ad esempio in un apparato per uso industriale adibito al filtraggio di vernici, prodotti chimici, prodotti alimentari, lubrificanti, prodotti petrolchimici e simili

DESCRIZIONE DELLA TECNICA PRECEDENTE

Come è noto, in campo industriale una fase di processo nella produzione di prodotti fluidi – vale a dire di prodotti liquidi, semiliquidi, sospensioni, soluzioni, miscele e simili variamente densi - può essere la filtrazione degli stessi.

Sono in proposito noti vari apparati di filtraggio, ad esempio per la produzione di vernici e coloranti in genere. Questi apparati utilizzano elementi filtranti di dimensioni relativamente elevate alloggiati in appositi involucri cilindrici.

I fluidi sono convogliati da mezzi di canalizzazione che si inseriscono negli apparati in posizioni disposte superiormente agli elementi filtranti e che fuoriescono da posizioni disposte inferiormente agli stessi.

I detti elementi filtranti sono poi di tipo a cestello, sostanzialmente rigidi, oppure a sacco filtrante, in materiale floscio e tipicamente tessile, oppure ancora a cartuccia, ad esempio semirigidi ed in materiale cellulosico e/o sintetico.

In particolare sono diffusi e importanti gli apparati includenti elementi filtranti a sacco filtrante, perché hanno il pregio di un costo particolarmente ridotto e di essere in grado di filtrare ingenti volumi.

Gli elementi filtranti a sacco filtrante, come pure quelli a cestello, hanno l’ulteriore pregio di assorbire e trattenere al loro interno quantità ridotte di materiale.

Sono pertanto adatti alla filtrazione anche di fluidi costosi e/o tossici, ad esempio prodotti farmaceutici, vernici, smalti, resine, ecc.

Al contrario, gli elementi filtranti di tipo a cartuccia sono costosi ed hanno una capacità filtrante molto ridotta, in senso quantitativo.

Sono in pratica utilizzati solo quando occorrono filtrazioni molto fini, in grado di trattenere particelle con dimensioni anche inferiori al micron. Trattengono poi al loro interno quantità sensibili dei fluidi in fase di filtrazione, di fatto non recuperabili durante le operazioni di manutenzione e sostituzione dei filtri.

Un esempio di apparato filtrante è riscontrabile nella domanda di brevetto internazionale WO 89/07483, che mostra una unità di filtraggio industriale per vernici nella quale l’elemento filtrante è supportato da un involucro cilindrico ad asse verticale sostenuto da un treppiede.

L’elemento filtrante viene inserito dall’alto nell’imboccatura superiore di detto involucro cilindrico.

Il brevetto U.S.A. 5186828 illustra un elemento filtrante a sacco filtrante per vernici o simili inseribile e bloccabile amovibilmente nell’imboccatura superiore di un involucro avente sostanzialmente la sagoma di un barile o di un fusto. Varie industrie producono e mostrano nei loro cataloghi elementi filtranti a sacco filtrante adatti a liquidi speciali ed inseriti in appositi involucri cilindrici, in corrispondenza dell’imboccatura superiore degli stessi. Gli involucri presentano un supporto autonomo a treppiede od a colonna.

La tecnica nota sopra citata presenta alcuni importanti inconvenienti.

Infatti, occorre considerare che in questi apparati di tipo industriale l’elemento filtrante deve essere ripulito o sostituito con una certa frequenza, per mantenere l’efficienza dello stesso ed in tutti i casi di intasamento, e che per questa operazione lo stesso elemento deve essere estratto e staccato dal relativo involucro di contenimento.

L’estrazione dell’elemento filtrante - che è immerso nel liquido da filtrare e che almeno in parte è sempre soggetto a fenomeni di intasamento - determina una dispersione nell’ambiente ed una perdita di parte del fluido trattato, ed una dispersione nell’ambiente di parte degli scarti accumulati in corrispondenza del dispositivo filtrante.

In particolare, la dispersione si verifica quando l’elemento filtrante viene completamente sollevato rispetto al suo involucro di supporto e contenimento e poi spostato per eseguire la manutenzione o la sostituzione.

Si rileva che la tecnica di progettazione attuale non contempla la possibilità di svuotare l’interno del sacco filtrante come pure quelle cavità del filtro contenenti il fluido da filtrare.

Le grandi dimensioni dell’elemento filtrante nei detti apparati di tipo industriale obbligano poi ad un sollevamento molto accentuato dello stesso rispetto alla bocca di inserimento ed estrazione, con manovre pertanto di non agevole esecuzione.

In pratica la manutenzione si rivela scomoda e potenzialmente fonte di inquinamento delle zone circostanti.

La manutenzione diventa poi pericolosa per il personale addetto alla stessa quando i fluidi filtrati sono di tipo tossico.

In pratica il personale addetto deve compiere grandi sforzi per sollevare molto in alto un sacco filtrante includente molto fluido, che inevitabilmente fuoriesce irrorando e contaminando il personale stesso ed inquinando l’ambiente circostante.

Va anche rilevato che se i fluidi trattati sono di tipo molto costoso, la dispersione di parte di essi determina anche un danno economico.

Situazioni ancora più complesse e potenzialmente tali da creare forti disagi al personale addetto si verificano poi quando l’involucro cilindrico che alloggia il filtro è sostanzialmente in posizione appesa, vale adire sorretto dal corpo che lo richiude superiormente. In questi casi l’apertura dell’involucro, per accedere al filtro, determina potenzialmente il distacco e la caduta dello stesso. Questi filtri sono pertanto generalmente di più piccole dimensioni e meno utilizzati negli impianti industriali.

SOMMARIO DELL’INVENZIONE

In questa situazione il compito tecnico della presente invenzione è quello di ideare un apparato per filtrare fluidi, preferibilmente dotato di un elemento filtrante a sacco filtrante, in grado di ovviare sostanzialmente agli inconvenienti citati.

Nell'ambito di detto compito tecnico è un importante scopo dell'invenzione ideare un apparato atto ad evitare perdite dei fluidi trattati, nonché dei relativi scarti, durante la manutenzione o la sostituzione dell’elemento filtrante, grazie alla possibilità di svuotare completamente e preventivamente il filtro.

Un altro importante scopo dell'invenzione è ideare un apparato che permetta agli operatori di movimentare l’elemento filtrante con sforzi minimi e senza pericoli di contaminazione, in quanto lo stesso è preventivamente svuotato del suo contenuto.

Un altro scopo ancora è ideare un apparato che risulti in grado di impegnare a tenuta e disimpegnare in modo semplice e rapido l’elemento filtrante al relativo involucro.

Il compito tecnico e gli scopi specificati sono raggiunti da un apparato per filtrare fluidi, che si caratterizza per il fatto di comprendere una o più delle nuove soluzioni tecniche in seguito descritte e rivendicate.

<BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI>

Negli allegati disegni sono illustrate a titolo di esempio esecuzioni preferite dell’invenzione. In particolare:

le Figg. 1a ed 1b mostrano due simili esecuzioni dell’apparato, presentate in alzato ed in sezione, in posizione di lavoro;

le Figg. 2a e 2b illustrano - in scala ingrandita - particolari rispettivamente delle precedenti figure 1a ed 1b;

le Figg. 3a e 3b evidenziano in sezione le esecuzioni rispettivamente delle figure 1a ed 1b in posizioni di apertura; e

le Figg. 4a e 4b presentano prospetticamente elementi rispettivamente delle figure 3a e 3b.

DESCRIZIONE DELLE REALIZZAZIONI PREFERITE

Con riferimento alle Figure, è previsto un apparato per filtrare fluidi globalmente indicato con il numero 1.

L’apparato 1 include mezzi di canalizzazione 2 di un fluido ed un corpo principale 3 connesso ai mezzi di canalizzazione 2.

Il corpo principale 3 è dotato di una cavità di alloggiamento 4 interna e di una imboccatura 5 di accesso alla cavità di alloggiamento 4.

Nella cavità di alloggiamento 4 è inserito, con accesso tramite l’imboccatura 5, almeno un elemento o dispositivo filtrante 6.

Quest’ultimo è preferibilmente del tipo a sacco filtrante, ma può essere ad esempio anche del tipo a cestello, o presentare combinazioni degli stessi.

Possono anche essere previsti più elementi filtranti in serie od in parallelo tra loro, variamente sagomati.

Secondo l’invenzione, il detto apparato 1 presenta una speciale struttura.

Presenta infatti una base 7 atta a sostenere il corpo principale 3, e mezzi di aggancio 8 atti a posizionare il corpo principale 3 al di sopra della base 7, con l’imboccatura 5 posta al di sotto della cavità di alloggiamento 4.

In particolare, i mezzi di aggancio 8 comprendono elementi di connessione a vite 9 ed una cerniera principale 10 atta a permettere il ribaltamento del corpo principale 3 rispetto alla base 7, quando i detti elementi di connessione a vite 9 sono disimpegnati.

La cerniera principale 10 definisce in particolare un perno di rotazione 10a sostanzialmente orizzontale e trasversale alla direzione di sviluppo principale del corpo principale 3.

Come mostrano le figure, la cerniera principale 10 è atta a permettere un ribaltamento del corpo principale 3 da una posizione di lavoro nella quale la cavità di alloggiamento 4 si sviluppa al di sopra dell’imboccatura 5, ad una posizione di manutenzione ribaltata nella quale la cavità di alloggiamento 4 si sviluppa al di sotto dell’imboccatura 5.

La base 7 è impegnata tramite organi di sostegno 11 ad una superficie di appoggio 12.

Gli organi di sostegno 11 possono essere ad esempio a colonna od a treppiede od altro e si sviluppano in altezza in modo atto a mantenere il corpo principale 3 sollevato rispetto alla superficie di appoggio 12 quando si trova nella detta posizione di manutenzione.

Nelle figure è evidenziata una espansione 11a posta sulla sommità degli organi di sostegno 11 a colonna e la base 7 è a contatto con l’espansione 11a tramite piedi di appoggio 14.

Vantaggiosamente, tra la base 7 ed il corpo principale 3 è prevista una piastra sagomata 13 impegnabile amovibilmente al corpo principale 3 ed atta a bloccare il dispositivo filtrante 6 nella cavità di alloggiamento 4.

La piastra sagomata 13 è bloccabile 6 tramite i mezzi di aggancio 8.

Opportunamente, la piastra sagomata 13 è incernierata al corpo principale 3.

Inoltre l’incernieramento è previsto in corrispondenza della cerniera principale 10, pertanto in corrispondenza dello stesso perno di rotazione 10a.

La piastra sagomata 13 è da considerarsi come una opzione in quanto non è necessaria quando i sacchi filtranti e/o i cestelli sono dotati di un collare a tenuta speciale autonoma come ad esempio previsto per i collari “Poliloc” (prodotti dalla Filter Specialists Inc., Michigan City, U.S.A.) e/o similari concettualmente.

La base 7 è sostanzialmente sagomata a vasca ed il corpo principale 3 è impegnabile a modo di coperchio sulla base 7, in posizione di lavoro.

I mezzi di canalizzazione 2 comprendono almeno un condotto di immissione 2a ed almeno un condotto di deflusso 2b impegnati alla base 7.

Uno sfiato 2c ricavato nel corpo principale 3, distanziato dall’imboccatura 5.

In particolare, i condotti di immissione e di deflusso 2a, 2b sono sostanzialmente allo stesso livello e fanno capo ad apposite canalizzazioni sostanzialmente allinea te, mentre lo sfiato 2c è posto sulla sommità dell’apparato 1 quando il corpo principale 3 è nella detta posizione di lavoro, ed al di sotto di quest’ultimo quando lo stesso è ribaltato nella detta posizione di manutenzione.

I condotti di immissione e deflusso 2a, 2b sono poi connessi rispettivamente ad un primo e ad un secondo condotto di scarico 15a, 15b, evidenziati nelle figure 4a e 4b.

I condotti di scarico 15a, 15b sono chiusi a tenuta da organi di serraggio a tenuta durante il funzionamento dell’apparato 1, e sono aperti in occasione delle operazioni di manutenzione o sostituzione dell’elemento filtrante 6.

I detti condotti sono di importanza determinante in quanto comunicando con tutte le zone dell’apparato ne permettono lo svuotamento totale. In particolare permettono lo svuotamento dell’interno del sacco filtrante e/o del cestello.

Si rileva poi che la cavità di alloggiamento 4 presenta una camera centrale 4a interna al dispositivo filtrante 6 ed una camera anulare 4b compresa tra il corpo principale 3 e il dispositivo filtrante 6.

In modo analogo, la base 7 presenta una sede centrale 7a alimentata dal condotto di immissione 2a ed in comunicazione con la camera centrale 4a, ed una sede anulare 7b circondante la sede centrale 7a ed in comunicazione con il condotto di deflusso 2b e con la camera anulare 4b.

Ovviamente è possibile porre il condotto di immissione in comunicazione con la sede anulare e il condotto di deflusso in comunicazione con la sede centrale.

Inoltre, la piastra sagomata 13 include una prima apertura centrale 13a allineabile alla camera centrale 4a, ed una seconda apertura anulare 13b, allineabile alla camera anulare 4b.

La seconda apertura è poi preferibilmente suddivisa in settori.

Il funzionamento dell’apparato 1, sopra descritto in senso strutturale, è il seguente.

La filtrazione di per se stessa viene eseguita in modo continuo: i mezzi di canalizzazione 2 fanno passare il fluido in lavorazione attraverso l’elemento filtrante 6. In particolare, il condotto di immissione 2a inserisce il fluido nella base 7 in corrispondenza della sua sede centrale 7a. Da lì lo stesso sale nella camera centrale 4a della cavità di alloggiamento 4, attraversa l’elemento filtrante 6, e si inserisce nella adiacente camera anulare 4b.

Dalla camera anulare 4b il fluido scende ancora nella base 7, in corrispondenza della sede anulare 7b, per essere poi convogliato nel condotto di deflusso 2b. Nell’attraversare l’elemento filtrante 6 il fluido viene purificato ed i residui rimangono nella cavità di alloggiamento 4, in prossimità dell’elemento filtrante 6. Dopo un accumulo dei residui la filtrazione perde di efficienza ed è pertanto necessario interrompere la stessa per operare una manutenzione e pulizia provvedendo – a seconda delle situazioni – a rimuovere la parte filtrata, e/o a ripulire l’elemento filtrante, e/o a sostituire quest’ultimo.

Come detto, la fase di manutenzione e pulizia è delicata ed importante perché potrebbe portare – se eseguita con le modalità precedentemente note - ad un inquinamento ambientale, a pericoli per gli operatori in caso di fluidi tossici, ed anche a dannosi sprechi di prodotti quando gli stessi sono di costo elevato. In particolare gli operatori non devono fare sforzi di rilievo né essere irrorati e contaminati dai prodotti in lavorazione.

Inoltre l’interruzione per la manutenzione e pulizia dell’apparato 1 deve essere la più breve possibile, per non incidere in modo sensibile il livello di produzione e per non avere nel complesso alti costi per gli operatori specializzati.

La posizione sollevata del corpo principale 2 e del dispositivo filtrante 6 e la presenza in posizioni sottostanti del primo e del secondo condotto di scarico 15a, 15b, apribili a comando, permettono di svuotare interamente sia la sede centrale 7a e la camera centrale 4a, sia la sede anulare 4b e la camera anulare 4b. Ovviamente lo svuotamento viene eseguito facendo fluire i materiali in appositi contenitori.

L’estrazione del dispositivo filtrante – svuotato - è resa poi ancora più agevole dalla possibilità di ribaltare il corpo principale 2, in modo da disporre di una imboccatura agevolmente accessibile, in posizione ribassata .

Si rileva anche che la presenza della piastra sagomata 13 è molto vantaggiosa in quanto permette di impegnare e disimpegnare agevolmente ed in modo immediato l’elemento filtrante 6 al corpo principale 2.

L'invenzione consente importanti vantaggi.

Infatti permette di svuotare completamente il materiale contenuto e rende l’estrazione dell’elemento filtrante semplice, facile ed immediata.

Le perdite di materiale accumulato e del fluido filtrato sono ridotte al minimo e le operazioni di manutenzione sono rese pulite e non inquinanti, sia nei riguardi dell’ambiente, sia nei riguardi degli operatori.

I condotti d’immissione 2a e di deflusso 2b possono essere in linea tra loro, con conseguente agevole inserimento dell’apparato 1 in un impianto industriale. L’invenzione è suscettibile di modifiche e varianti rientranti nell'ambito del concetto inventivo. Tutti i dettagli sono sostituibili da elementi equivalenti ed i materiali, le forme e le dimensioni possono essere qualsiasi.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato (1) per filtrare fluidi del tipo comprendente: mezzi di canalizzazione (2) di un fluido, un corpo principale (3) connesso a detti mezzi di canalizzazione (2) ed avente una cavità di alloggiamento (4) interna ed una imboccatura (5) di accesso a detta cavità di alloggiamento (4), ed un elemento filtrante (6) ospitato in detta cavità di alloggiamento (4) e scelto tra un filtro a sacco filtrante ed un filtro a cestello, - caratterizzato dal fatto di comprendere una base (7) atta a sostenere detto corpo principale (3) in posizione sollevata, e mezzi di aggancio (8) atti ad impegnare detta base (7) a detto corpo principale (3) così da definire una posizione di lavoro di detto apparato (1) nella quale detto corpo principale (3) è al di sopra di detta base (7) e presenta detta imboccatura (5) affacciata a detta base (7) e sottostante a detta cavità di alloggiamento (4).
2. 2. Apparato secondo la Rivendicazione 1, in cui detta base (7) è dotata di almeno un condotto di scarico in comunicazione con detta cavità di alloggiamento (4) ed atto a svuotare a comando almeno detto elemento filtrante (6).
3. 3. Apparato secondo la Rivendicazione 1, in cui detti mezzi di canalizzazione (2) comprendono un condotto di immissione (2a) ed un condotto di deflusso (2b) impegnati a detta base (7), ed in cui detti condotti di immissione (2a) e di deflusso (2b) sono dotati rispettivamente di un primo e di un secondo condotto di scarico (15a, 15b), organi di serraggio a tenuta apribili a comando essendo previsti per detti condotti di scarico (15a, 15b).
4. 4. Apparato secondo la Rivendicazione 1, in cui detti mezzi di aggancio (8) comprendono una cerniera principale (10) atta a permettere il ribaltamento di detto corpo principale (3) rispetto a detta base (7), per porre lo stesso in una posizione di manutenzione nella quale detta imboccatura (5) è al di sopra di detta cavità di alloggiamento (4).
5. 5. Apparato secondo la Rivendicazione 4, in cui detta base (7) è impegnata tramite organi di sostegno (11) ad una superficie di appoggio (12), ed in cui detti organi di sostegno (11) si sviluppano in altezza in modo atto a mantenere detto corpo principale (3) sollevato rispetto a detta superficie di appoggio (12) quando si trova in detta posizione di manutenzione.
6. 6. Apparato secondo la Rivendicazione 1, in cui tra detta base (7) e detto corpo principale (3) è prevista una piastra sagomata (13) impegnabile amovibilmente a detto corpo principale (3) ed atta a bloccare detto elemento filtrante (6) in detta cavità di alloggiamento (4).
7. 7. Apparato secondo la Rivendicazione 6, in cui detta piastra sagomata (13) è impegnabile su detto elemento filtrante (6) tramite detti mezzi di aggancio (8).
8. 8. Apparato secondo la Rivendicazione 6, in cui detta piastra sagomata (13) è incernierata a detto corpo principale (3).
9. 9. Apparato secondo le Rivendicazioni 4 e 6, in cui detta piastra sagomata (13) è incernierata in corrispondenza di detta cerniera principale (10).
10. 10. Apparato secondo la Rivendicazione 1, in cui detta cavità di alloggiamento (4) presenta una camera anulare (4b) compresa tra detto corpo principale (3) e detto elemento filtrante (6), ed una camera centrale (4a) interna a detto elemento filtrante (6), ed in cui detta base (7) presenta una sede centrale (7a) in comunicazione con detta camera centrale (4a), ed una sede anulare (7b) circondante detta sede centrale (7a) ed in comunicazione con detta camera anulare (4b).
11. 11. Apparato secondo la Rivendicazione 10, in cui detti mezzi di canalizzazione (2) comprendono almeno un condotto di immissione (2a) ed almeno un condotto di deflusso (2b) impegnati a detta base (7) e sostanzialmente allineati tra loro, ed in cui detta sede centrale (7a) e detta sede anulare (7b) sono selettivamente e separatamente in comunicazione con detto condotto di immissione (2a) e con detto condotto di deflusso (2b).
12. 12. Apparato secondo le Rivendicazioni 6 e 10, in cui detta piastra sagomata (13) comprende una apertura centrale (13a) allineabile a detta camera centrale (4a), ed una apertura anulare (13b) allineabile a detta camera anulare (4b), ed in cui detta apertura anulare (13b) è suddivisa in settori.
13. 13. Apparato (1) per filtrare fluidi del tipo comprendente: mezzi di canalizzazione (2) di un fluido, un corpo principale (3) connesso a detti mezzi di canalizzazione (2) ed avente una cavità di alloggiamento (4) interna ed una imboccatura (5) di accesso a detta cavità di alloggiamento (4), ed un elemento filtrante (6) ospitato in detta cavità di alloggiamento (4) e scelto tra un filtro a sacco filtrante ed un filtro a cestello, caratterizzato dal fatto che è prevista una piastra sagomata (13) impegnabile amovibilmente a detto corpo principale (3) ed atta a bloccare detto elemento filtrante (6) in detta cavità di alloggiamento (4).
14. 14. Apparato secondo la Rivendicazione 13, in cui detta piastra sagomata (13) è incernierata a detto corpo principale (3).
15. 15. Apparato per filtrare fluidi, caratterizzato dal fatto di comprendere una o più delle nuove soluzioni tecniche descritte e rivendicate, per gli scopi specificati.