ITMI20121001A1

ITMI20121001A1 - Occhiello di rinforzo per tele filtranti, tela filtrante comprendente detto occhiello e metodo di fissaggio di detto occhiello a detta tela filtrante

Info

Publication number: ITMI20121001A1
Application number: IT001001A
Authority: IT
Inventors: Angelis Daniela De; Alberto Edoardo Angelo Pagani
Original assignee: Flii Testori S P A
Priority date: 2012-06-08
Filing date: 2012-06-08
Publication date: 2013-12-09

Description

Domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo:

Occhiello di rinforzo per tele filtranti, tela filtrante comprendente detto occhiello e metodo di fissaggio di detto occhiello a detta tela filtrante”.

DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne un occhiello di rinforzo per il fissaggio di tele filtranti alle piastre di una filtro-pressa per il filtraggio solido-liquido, nonché una tela filtrante comprendente detto occhiello ed il metodo di fissaggio di detto occhiello ad una tela filtrante.

Come è noto, i filtri pressa sono comunemente impiegati nell'industria in una grande varietà di settori.

In molti processi di lavorazione industriale, ad esempio nel settore del trattamento acque reflue e in campi alimentare, chimico, chimico farmaceutico, sono necessarie fasi di separazione o filtraggio solido-liquido. In particolare sospensioni solido-liquido di scarto, comunemente indicate con il termine di fanghi, devono essere trattate per separare la sostanza solida dal liquido.

In questo tipo di fanghi la sostanza solida non si discioglie nell'acqua o nel liquido in generale, ed è pertanto necessario processare i fanghi. Uno dei metodi maggiormente impiegati per la separazione solido-liquido prevede appunto l’impiego di filtri-presse.

La filtro pressa consiste in una serie di camere di filtraggio delimitate da piastre squadrate, rettangolari o di altra forma, anche arrotondata, supportate da un telaio. Dette piastre di filtraggio supportano i mezzi di filtraggio, costituiti da tele filtranti, una tela filtrante essendo in genere posta su ciascun lato di dette piastre. Una volta che le camere di filtraggio sono state riempite con i fanghi, sistemi di azionamento idraulici generano la pressione necessaria per forzare la componente liquida del fango ad attraversare il mezzo filtrante che è connesso alla piastra. Le piastre non presentano dunque una superficie continua bensì, secondo quanto noto dallo stato dell’arte, le stesse piastre presentano apposite luci per il passaggio dei fanghi i quali vengono così forzati ad attraversare i teli filtranti che ricoprono le piastre.

La filtropressa presenta una serie di camere di filtraggio che vengono attraversate dai fanghi in successione nella fase di caricamento. Al fine di consentire il passaggio dei fanghi da una camera alla successiva, le piastre presentano un foro di alimentazione, posizionato generalmente lungo la mezzeria verticale della piastra. La filtropressa è dunque una machina costituita da una serie di piastre generalmente realizzate in materiale polimerico su cui vengono montate tele filtranti in polimero tessile. Il processo di filtrazione avviene in modo discontinuo caricando il fango attraverso detto foro di alimentazione fino a riempire tutto il volume disponibile tra le varie piastre.

Un inconveniente tecnico che affligge il sistema di filtraggio mediante filtropresse riguarda la tenuta del fissaggio delle tele filtranti alle piastre.

I metodi usualmente impiegati per fissare le tele filtranti alle piastre prevedono che ciascuna piastra sia dotata, lungo il proprio bordo superiore, di una pluralità di pioli rivolti verso l’alto, e che sulla tela siano presenti una pluralità di fori adatti ad accogliere detti pioli, in modo che la tela possa essere “agganciata" alla piastra avendo cura di inserire i pioli della piastra nei fori della tela. In questo caso dunque si dice che la tela è semplice e posta “a cavallo” della piastra, sorretta dal bordo superiore di quest’ultima, e ricadrà poi a coprire la superficie anteriore e posteriore della piastra. La tela presenterà poi ulteriormente una pluralità di fori lungo i propri bordi laterali in modo che il lembo che ricopre anteriormente la piastra possa essere legato, mediante ad esempio una fascetta in materiale plastico, al lembo che ricopre posteriormente la piastra. Questa situazione è visibile in Figura 2.

Modalità alternativa di fissaggio delle tele alle piastre possono anche non prevedere la presenza di pioli sul bordo superiore della piastra, in questo caso il fissaggio della tela alla piastra è demandato esclusivamente alla legatura dei lembi per mezzo delle fascette inserite negli fori delle tele.

Ancora, le tele possono essere doppie, costituite da due semitele (gemelle), cioè destinate ad essere poste sulle facce verticali delle piastre e non “a cavallo” di queste. Anche in questo caso le semitele anteriore e posteriore sono fissate tra di loro e trattenute contro le piastre dalle fascette che si inseriscono nei fori previsti lungo il perimetro delle semitele che sono unite per mezzo di un collarino passante per il foro posizionato lungo la mezzeria verticale della piastra, in modo da mantenere le semitele unite.

Un primo inconveniente che affligge le soluzioni note dallo stato dell’arte consiste nella limitata resistenza della tela alle sollecitazioni meccaniche causate, in uso, dalla concentrazione degli sforzi che la fascetta di tenuta genera in corrispondenza dei fori ricavati sulle tele. Durante l’operazione di filtraggio, infatti, le tele tendono ad essere sollecitate da forze dirette sostanzialmente perpendicolarmente alla piastra che si traducono in sforzi di trazione sulle fascette e, di conseguenza, sulle tele in corrispondenza dei fori.

Al fine di aumentare la resistenza della tela in corrispondenza dei fori su di essa ricavati, soluzioni note dallo stato dell’arte prevedono di inserire in corrispondenza dei fori della tela un occhiello di rinforzo in materiale metallico, visibile nelle Figure 1 e 2. Le soluzioni note prevedono di inserire un occhiello in materiale metallico, in particolare in acciaio inossidabile, il quale è in genere fissato alla tela per ribaditura meccanica, attraverso la quale si realizza una affrancatura puntuale dell’occhiello alla tela per ripiegamento di alcuni tratti del bordo dell’occhiello.

Tale soluzione di tipo noto non è tuttavia priva di inconvenienti.

Un primo inconveniente è costituito da una limitata resistenza meccanica alla lacerazione, dovuta sostanzialmente alla concentrazione degli sforzi sulla tela causati dalla ribaditura dell’occhiello metallico, secondo quanto sopra richiamato. Un secondo inconveniente è legato alla limitata resistenza chimica in caso di ambienti particolarmente aggressivi, comuni in molte applicazioni. Gli occhielli in materiale metallico possono essere soggetti a corrosione.

Non ultimo, un inconveniente degli occhielli metallici di tipo noto dallo stato dell'arte è rappresentato dal fatto che essi necessitano di essere rimossi dalla tela quando questa deve essere smaltita. Le tele, infatti, sono realizzate in materiale polimerico tessile, e pertanto per poter essere riciclate, quando ciò è possibile in quanto sulle tele non permangono residui di fanghi ritenuti pericolosi, gli occhielli metallici devono essere rimossi dalla tela.

Ancora, uno svantaggio dell’impiego di occhielli metallici risiede in un elevato costo del componente metallico che viene assemblato alla tela.

Compito precipuo della presente invenzione è dunque quello di fornire un nuovo tipo di occhiello di rinforzo per tele filtranti adatto a risolvere gli inconvenienti lasciati irrisolti dai dispositivi di tipo noto.

All’interno di detto compito, scopo della presente invenzione è quello di fornire un nuovo tipo di occhiello di rinforzo che risulti immune da fenomeni corrosivi.

Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un nuovo tipo di occhiello di rinforzo adatto ad essere completamente riciclato insieme alla tela, senza necessità di essere separato da quest’ultima.

Ancora, è scopo della presente invenzione quello di fornire un nuovo tipo di occhiello di rinforzo che aumenti la resistenza meccanica alla lacerazione della tela in corrispondenza dell’occhiello.

Non ultimo, scopo della presente invenzione è quello di fornire un metodo per il fissaggio di detto occhiello di rinforzo ad una tela filtrante che risulti maggiormente efficace dal punto di vista produttivo, maggiormente economico e atto a consentire una elevata resistenza meccanica alla lacerazione della tela.

Questo compito e questi e altri scopi che risulteranno maggiormente chiari in seguito sono raggiunti da un occhiello di rinforzo per il fissaggio di tele filtranti alle piastre di una filtro-pressa, caratterizzato dal fatto di essere realizzato in materiale polimerico.

Preferibilmente, detto occhiello di rinforzo si caratterizza per il fatto di essere realizzato in polipropilene, in poliammide o in poliestere.

Inoltre, tali compiti e scopi sono raggiunti da una tela filtrante realizzata in materiale polimerico, caratterizzata dal fatto di comprendere uno o più occhielli di rinforzo realizzati in materiale polimerico.

Preferibilmente, detta tela filtrante si caratterizza per il fatto che detti uno o più occhielli sono realizzati nel medesimo materiale polimerico con cui è realizzata la tela filtrante.

Ancora più preferibilmente detto materiale polimerico è polipropilene, poliammide o poliestere.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione diverranno maggiormente chiari dalla seguente descrizione dettagliata, data in forma esemplificativa e non limitativa e illustrata nelle allegate figure in cui:

la Figura 1 mostra un esempio di soluzione nota dallo stato deN’arte, costituita da una tela filtrante comprendente un occhiello ribattuto in materiale metallico;

la Figura 2 mostra una tela filtrante con occhiello metallico montata ad una piastra di una filtropressa;

la Figura 3 mostra un esempio di un occhiello secondo la presente invenzione; la figura 4 mostra una vista in sezione dell’occhiello di Figura 3 assemblato ad una tela filtrante;

la Figura 5 mostra un disegno quotato dell’occhiello di Figura 4;

la Figura 6 è una foto che illustra il risultato di un test di lacerazione condotto su di un occhiello tradizionale in metallo, a sinistra nella foto, e l’occhiello in materiale plastico secondo la presente invenzione, a destra.

L’occhiello di rinforzo 1 secondo la presente invenzione comprende una porzione discoidale a doppio profilo, un primo profilo discoidale 1a avente diametro esterno B ed un secondo profilo discoidale 1b avente diametro esterno C, con il diametro B del primo profilo discoidale 1a maggiore del diametro C del secondo profilo discoidale 1b. L’occhiello 1 presenta dunque una simmetria assiale rispetto all’asse I indicato in Figura 4 e in corrispondenza dell’asse I comprende un foro passante 1c.

Con riferimento aH’orientamento mostrato in Figura 4, il primo profilo discoidale 1a verrà indicato anche come porzione superiore dell’occhiello. Infatti, quando l’occhiello è inserito nel foro appositamente ricavato nella tela filtrante 2 il primo profilo discoidale 1a dell’occhiello risulta appoggiare con la propria faccia inferiore 1d contro la superficie superiore 2a della tela 2, ovvero contro il lato filtrante della tela, la superficie inferiore 2b della tela 2 risultando, in uso, poggiata contro la piastra della filtropressa, non rappresentata in Figura 4.

Il secondo profilo discoidale 1b risulta invece inserito nel foro appositamente creato nella tela filtrante per accogliere l’occhiello, secondo quanto meglio visibile in Figura 4.

La Figura 5 mostra un disegno quotato dell’occhiello secondo la presente invenzione dove sono evidenziati i dettagli costruttivi dell’occhiello. In particolare sul profilo sono indicati i valori dei raggi di raccordo e degli spessori preferiti. Sono invece indicati con le lettere A, B e C i diametri.

Secondo forme di realizzazione preferite dell’occhiello secondo la presente invenzione, esso può presentare un diametro A del foro centrale di 8 o di 12 mm. Quando il diametro A è pari a 8 mm, valori preferiti dei diametri B e C sono rispettivamente 18 mm e 10 mm, mentre quando il diametro A è pari a 12 mm i valori preferiti per i diametri B e C sono rispettivamente 27 mm e 21 mm.

L’occhiello 1 secondo la presente invenzione è realizzato nello stesso materiale polimerico con cui è realizzata la tela filtrante, in questo modo consentendo di ottenere l’ulteriore vantaggio di poter essere riciclato o smaltito insieme alla tela senza la necessità di dover essere preventivamente disassemblato da quest’ultima.

Secondo quanto noto dallo stato dell’arte, i materiali idonei al confezionamento della tela sono materiali polimerici tessili. In particolare, i materiali delle tele filtranti sono scelti in funzione dell’applicazione tecnica in cui la tela dovrà essere impiegata. Così, è noto ad esempio impiegare tele filtranti in polipropilene (PP) nei trattamenti delle acque reflue, e per applicazioni in ambienti acidi, tipici dell’industria chimica o alimentare. Per l’impiego nel trattamento di materiali inerti (ad esempio nelle cave) o in ambiente basico, sono usualmente impiegate tele filtranti realizzate in poliammide (PA). Nelle applicazioni in cui è richiesta una resistenza meccanica particolarmente elevata e/o in trattamenti che richiedono elevate temperature sono invece generalmente impiegate tele in poliestere (PES). Vantaggiosamente, dunque, l'occhiello 1 di rinforzo secondo la presente invenzione è realizzato in materiale polimerico, in particolare in polipropilene, in poliammide o in poliestere, per stampaggio, in modo da poter associare a ciascuna tela filtrante un occhiello di rinforzo realizzato nel medesimo materiale con cui è realizzata la tela.

Alcuni accorgimenti si sono resi necessari neN’implementare il processo industriale con cui l’occhiello secondo la presente invenzione viene saldamente unito alla tela filtrante.

Il metodo di fissaggio dell’occhiello secondo la presente invenzione alla tela filtrante è pure oggetto della presente invenzione.

Metodi di fissaggio preferiti sono la saldatura ad ultrasuoni dell'occhiello alla tela, la ribaditura, che prevede l’impiego di due elementi ad occhiello in materiale polimerico assemblati mediante pressione e accoppiati per interferenza delle porzioni cilindriche opportunamente dimensionate, la termosaldatura dell’occhiello alla tela mediante riscaldamento localizzato alla temperatura di fusione del polimero o, ancora, l’incollaggio mediante resina.

Ciascun metodo di assemblaggio dell’occhiello alla tela comporta vantaggi e svantaggi specifici. In particolare, il processo preferito per l’assemblaggio dell'occhiello alla tela prevede la saldatura ad ultrasuoni in quanto attraverso questo processo si ottiene una elevata resistenza meccanica alla lacerazione grazie all’uniformità della saldatura che consente una ottimale distribuzione degli sforzi tra l’occhiello e la tela filtrante.

L’affrancamento dell’occhiello alla tela avviene su tutta la superficie di contatto tra i due elementi, costituita come detto dalla faccia inferiore 1d del primo profilo discoidale 1a dell’occhiello, e non è più una affrancatura discontinua, puntiforme, come avviene con gli occhielli metallici di tipo noto dallo stato dell’arte.

Rispetto alla saldatura ad ultrasuoni gli altri possibili metodi di fissaggio dell’occhiello alla tela filtrante presentano alcuni inconvenienti, che rendono la saldatura ad ultrasuoni il metodo preferito di fissaggio dell’occhiello alla tela. In particolare, la ribaditura, che prevede come detto l’impiego di due occhielli in materiale polimerico da assemblare alla tela filtrante per interferenza, comporta maggiori costi in quanto si impiega una quantità di materiale doppia rispetto alla soluzione con saldatura ad ultrasuoni, ed inoltre si sono osservati, con questo metodo di fissaggio, valori minimi di resistenza meccanica alla lacerazione della tela.

Anche la termosaldatura, pur presentando buoni valori di resistenza meccanica alla lacerazione, presenta alcuni inconvenienti. Un primo inconveniente è costituito dal fatto che le temperature necessarie per realizzare la saldatura, dovendo portare alla fusione del polimero, possono danneggiare la tela, e richiedono pertanto accorgimenti maggiori nel processo. Un secondo inconveniente è costituito dai maggiori costi di produzione, in quanto il riscaldamento ad elevate temperature necessario per la saldatura comporta un elevato consumo energetico. Infine, l'incollaggio mediante resina si rivela svantaggioso in quanto richiede di impiegare diversi tipi di resina al variare del materiale della tela.

Il processo di realizzazione di una tela di filtraggio comprendente un occhiello in materiale plastico secondo la presente invenzione prevede le seguenti fasi:

- ricavare mediante operazioni di taglio da un semilavorato una tela filtrante delle volute dimensioni;

- realizzare una pluralità di fori su detta tela filtrante in posizione perimetrale;

- predisporre un occhiello in materiale polimerico mediante operazioni di stampaggio;

- posizionare detto occhiello su di una postazione di saldatura e centrare detto occhiello rispetto ad un foro di detta tela filtrante per mezzo di una spina di centraggio;

- eseguire la saldatura ad ultrasuoni di detto occhiello a detta tela filtrante per mezzo di una testa di saldatura.

Qui di seguito si riportano alcune tabelle che mostrano i risultati sperimentali delle prove meccaniche di resistenza alla lacerazione della tela in corrispondenza dell’occhiello. In Tabella 1 si riportano i risultati di prove effettuate su tele in polipropilene con occhiello in acciaio di tipo noto.

Prova Con occhiello in acciaio

Max Load (N) Trattamento

1 38,5 No

2 73,3 No

3 61,2 No

Media globale Dev.St.

57,67 17,67

Tabella 1: resistenza alla lacerazione su tele in PP, occhiello in acciaio.

In Tabella 2 si riportano i risultati di prove effettuate su tele in polipropilene con occhiello nel medesimo materiale, secondo la presente invenzione.

Prova Con occhiello in materiale polimerico

Max Load (N) T rattamento

1 93,70 HCI

2 103,6 HCI

1 82,5 NaOH

2 97,8 NaOH

1 92,3 No

2 106,9 No

3 129,6 No

Media globale Dev.St.

109,60 18,80

Tabella 2: resistenza alla lacerazione su tele in PP, occhiello in PP.

Come si nota, i risultati sperimentali confermano che le tele dotate di occhielli in polipropilene saldato ad ultrasuoni secondo la presente invenzione presentano, in media, valori di resistenza meccanica alla lacerazione quasi doppi rispetto a quelli di tele dotate di anelli in acciaio di tipo noto dallo stato dell'arte.

Ancora, qui di seguito si mostrano nel dettaglio i risultati delle prove meccaniche condotte con l'occhiello in materiale polimerico secondo la presente invenzione e con l’occhiello in acciaio del tipo noto dallo stato dell’arte.

Le prove sperimentali condotte hanno quindi confermato che grazie all’occhiello in materiale polimerico secondo la presente invenzione la tela filtrante offre valori di resistenza meccanica alla lacerazione superiori a quelli di una tela dotata di occhielli in materiale metallico di tipo noto dallo stato dell’arte.

Si è così mostrato come l’occhiello di rinforzo per tele filtranti secondo la presente invenzione consenta di raggiungere il compito e gli scopi preposti.

In particolare, la tela filtrante dotata dell’occhiello in materiale polimerico secondo la presente invenzione, oltre ad elevati valori di resistenza meccanica alla lacerazione, è dotata di elevata resistenza alla corrosione anche in ambienti particolarmente aggressivi, in quanto l’occhiello è realizzato nel medesimo materiale polimerico più adatto a resistere alle condizioni di lavoro per le quali la tela è specificamente realizzata.

Ancora, come si è detto il fatto di realizzare l’occhiello di rinforzo nel medesimo materiale polimerico con cui è realizzata la tela consente una riciclabilità al 100% della tela filtrante, che può essere smaltita senza dover preventivamente disassemblare l’occhiello. La tela filtrante comprendente l’occhiello secondo la presente invenzione può infatti essere smaltita come materiale plastico monocomponente.

Ulteriore vantaggio dell’occhiello in materiale polimerico secondo la presente invenzione è legato al procedimento di fissaggio alla tela filtrante mediante saldatura ad ultrasuoni, che consente un affrancamento uniforme, senza concentrazione degli sforzi, dell’occhiello alla tela, con conseguente miglioramento della tenuta resistenza meccanica alla lacerazione.

Non ultimo, l’occhiello secondo la presente invenzione ha un costo di produzione inferiore rispetto al costo degli occhielli metallici di tipo noto, ed il processo di saldatura ad ultrasuoni.

Numerose modifiche possono essere effettuate dall'esperto del ramo senza uscire dall'ambito di protezione della presente invenzione, determinato dalla portata delle rivendicazioni che sono parte integrante del presente testo descrittivo e sono pertanto qui interamente richiamate.

L’ambito di protezione delle rivendicazioni, quindi, non deve essere limitato dalle illustrazioni o dalle forme di realizzazione preferite mostrate nella descrizione in forma di esempio, ma piuttosto le rivendicazioni devono comprendere tutte le caratteristiche di novità brevettabile deducibili dalla presente invenzione, incluse tutte le caratteristiche che sarebbero trattate come equivalenti dal tecnico del ramo.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Occhiello di rinforzo (1 ) per il fissaggio di tele filtranti alle piastre di filtro presse, caratterizzato dal fatto di essere realizzato in materiale plastico.
2. Occhiello di rinforzo (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto materiale plastico è un polimerico scelto tra polipropilene, poliammide e poliestere.
3. Occhiello di rinforzo (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di comprendere una porzione discoidale a doppio profilo (1a, 1b) ed un foro passante assiale (1c).
4. Occhiello di rinforzo (1) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta porzione discoidale comprende un primo profilo discoidale (1a) ed un secondo profilo discoidale (1b), detto primo profilo discoidale (1a) avendo diametro esterno (B) maggiore del diametro esterno (C) di detto secondo profilo discoidale (1b).
5. Metodo di assemblaggio di un occhiello di rinforzo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 1 alla 4 ad una tela filtrante (2), comprendente una fase di saldatura ad ultrasuoni di detto occhiello di rinforzo (1) a detta tela filtrante (2).
6. Metodo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta saldatura ad ultrasuoni interessa la faccia inferiore di detta porzione discoidale (1a) che aderisce, ad occhiello assemblato alla tela (2), a detta tela (2).
7. Tela filtrante (2) comprendente uno o più occhielli di rinforzo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 1 alla 4.
8. Tela filtrante (2) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto di essere realizzata in materiale polimerico scelto tra polipropilene, poliammide e poliestere.
9. Tela filtrante (2) secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che detto occhiello di rinforzo è realizzato nello stesso materiale polimerico con cui è realizzata la tela (2).
10. Tela filtrante (2) secondo la rivendicazione 8 o 9, caratterizzata dal fatto che detto occhiello di rinforzo (1 ) è saldato a detta tela (2) mediante saldatura ad ultrasuoni.