ITOR20130001A1

ITOR20130001A1 - BIOMASS DISTRICATOR COMB

Info

Publication number: ITOR20130001A1
Application number: IT000001A
Authority: IT
Inventors: Filippo Greco
Original assignee: Techinvest S R L
Priority date: 2013-11-01
Filing date: 2013-11-01
Publication date: 2015-05-02

Description

DESCRIZIONE dell'Invenzione avente per Titolo: "Pettine districatore di biomassa' DESCRIPTION of the Invention entitled: "Biomass detangler comb '

CAMPO DELLA TECNICA DI RIFERIMENTO FIELD OF REFERENCE TECHNIQUE

L'invenzione descritta si inquadra nel campo dei dispositivi meccanici per il trattamento delle biomasse. The described invention falls within the field of mechanical devices for the treatment of biomasses.

STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE

Il cippato (dall’inglese “chipping” che significa "ridurre in scaglie") ottenuto da sottoprodotti forestali o agricoli come cimali, ramaglie, frascame è una risorsa interessante sotto il profilo economico ed ambientale per il maggior recupero di biomassa e per risolvere il problema della destinazione dei residui agroforestali. Wood chips (from the English "chipping" which means "to flake") obtained from forest or agricultural by-products such as tops, twigs, frascame is an interesting resource from an economic and environmental point of view for the greater recovery of biomass and to solve the problem the destination of agroforestry residues.

Tuttavia, risulta di difficile impiego perché la sua disomogeneità di pezzatura, dovuta alla presenza di rametti, fogliame e scaglie fuori misura, rende difficoltosa l'alimentazione dei generatori termici, soprattutto negli impianti di piccola taglia. However, it is difficult to use because its uneven size, due to the presence of oversized twigs, foliage and scales, makes it difficult to feed heat generators, especially in small-sized systems.

Gli attuali sistemi di movimentazione del cippato per convogliarlo sul mezzo di trasporto (nastro o coclea) verso il generatore termico, sono in genere costituiti da nastri o dischi con delle lamine elastiche (molle a balestra) o con bracci articolati che "spazzano" il cippato per riempire la fossa in cui lavora una coclea di estrazione. The current systems for moving the wood chips to convey it on the means of transport (belt or auger) towards the heat generator are generally made up of belts or discs with elastic sheets (leaf springs) or with articulated arms that "sweep" the wood chips to fill the pit where an extraction screw works.

Tali dispositivi possono essere impiegati efficacemente in contenitori di grandi dimensioni e con cippato di pezzatura standard e relativamente omogeneo, quindi meno soggetto alla formazione di intrichi. These devices can be used effectively in containers of large dimensions and with chips of standard and relatively homogeneous size, therefore less subject to the formation of tangles.

Lo stato della tecnica comprende una precedente invenzione di cui al brevetto EP 0034674 A1 (West & Son Engineers Ltd) del 2/9/1981 che riguarda un dispositivo di tenuta sferico inserito nella parete di un serbatoio ed attraversato da una barra mobile che non costituisce oggetto della presente richiesta di brevetto. The state of the art comprises a previous invention referred to in patent EP 0034674 A1 (West & Son Engineers Ltd) dated 2/9/1981 which relates to a spherical sealing device inserted in the wall of a tank and crossed by a movable bar which does not constitute subject of this patent application.

Altre invenzioni che sono assimilabili allo stesso argomento ma non hanno alcuna attinenza con l’invenzione in parola sono relative ai brevetti DE 848643 C (Koppers Gmbh Heinrich) del 4/9/1952 e DE 3532756 C1 (Bergmann Hermann) del 30/4/1987. Other inventions that are similar to the same subject but have no bearing on the invention in question are related to patents DE 848643 C (Koppers Gmbh Heinrich) of 4/9/1952 and DE 3532756 C1 (Bergmann Hermann) of 30/4 / 1987.

OBIETTIVO CHE SI INTENDE RAGGIUNGERE GOAL THAT IS INTENDED TO ACHIEVE

Nei contenitori di piccole dimensioni il cippato ottenuto da sottoprodotti forestali o agricoli tende ad agglomerarsi in intrichi che possono creare delle cavità ed interrompere il normale flusso di materiale verso il nastro o la coclea di trasporto al generatore termico. In small containers, the wood chips obtained from forest or agricultural by-products tend to agglomerate in tangles that can create cavities and interrupt the normal flow of material towards the conveyor belt or screw conveyor to the heat generator.

(I pettine a denti snodati ed oscillanti qui descritto districa la biomassa impedendo la formazione delle cavità e consentendo il normale flusso verso il canale della elodea o del nastro di trasporto. (The comb with articulated and oscillating teeth described here untangles the biomass preventing the formation of cavities and allowing the normal flow towards the channel of the elodea or of the conveyor belt.

Tale dispositivo è particolarmente efficace nel caso di alimentazione di gassificatori di piccola taglia che per le loro caratteristiche di funzionamento possono essere alimentati con materiale più disomogeneo rispetto alle normali caldaie a biomassa. Lo stesso dispositivo, inoltre, può essere impiegato per ventilare cippato umido in cumuli al fine di ridurre il tasso di fermentazione e facilitare l'essiccazione naturale o forzata. This device is particularly effective in the case of feeding small size gasifiers which, due to their operating characteristics, can be fed with more inhomogeneous material than normal biomass boilers. Furthermore, the same device can be used to ventilate wet wood chips in heaps in order to reduce the fermentation rate and facilitate natural or forced drying.

ANALISI DEL RISULTATO RESULT ANALYSIS

Il dispositivo (vedasi figura 1) che si intende brevettare è costituito da un albero a gomiti (A) i cui bracci di manovella (M) sono collegati mediante perni (P) ad aste (B) che scorrono entro snodi (F) con un moto alternativo e oscillante. The device (see figure 1) to be patented consists of a crankshaft (A) whose crank arms (M) are connected by pins (P) to rods (B) which slide within joints (F) with a reciprocating and oscillating motion.

L'albero a gomiti viene posto in rotazione da un motore con riduttore di giri calettato direttamente o collegato mediante altra tipologia di trasmissione, per esempio a cinghia o ingranaggi. The crankshaft is rotated by a motor with a gear reducer keyed directly or connected by another type of transmission, for example by belt or gears.

I perni, rigidamente collegati ai bracci di manovella, sono inseriti e liberi di ruotare nelle teste delle aste grazie ad un gioco opportuno o a diverse tipologie di collegamenti mobili. The pins, rigidly connected to the crank arms, are inserted and free to rotate in the heads of the rods thanks to an appropriate play or to different types of mobile connections.

Le aste sono poi inserite nei fori di snodi sferici o di altra geometria (ad esempio cilindrica) posti a distanza prefissata dall'asse dell'albero a gomiti, in prossimità o sulla parete del contenitore (S) della biomassa (figura 2). The rods are then inserted into the holes of spherical joints or of other geometry (for example cylindrical) placed at a predetermined distance from the axis of the crankshaft, near or on the wall of the biomass container (S) (Figure 2).

Con la rotazione dell’albero a gomiti nel senso opportuno, quando i perni P si awicinano agli snodi F le aste avanzano nella biomassa e ad un certo punto si sollevano accelerando mentre quando i perni si allontanano dagli snodi le aste arretrano per ritornare nella posizione iniziale senza premere sulla biomassa. With the rotation of the crankshaft in the appropriate direction, when the pins P approach the joints F the rods advance in the biomass and at a certain point rise accelerating while when the pins move away from the joints the rods move back to return to the initial position without pressing on the biomass.

Il movimento .verso l’alto delle aste mentre avanzano nella biomassa permette la sua movimentazione mentre l'arretramento senza significativa pressione su di essa evita la compressione ed il conseguente pericolo di blocco del meccanismo. The upward movement of the rods as they advance in the biomass allows its movement while the retraction without significant pressure on it avoids compression and the consequent danger of locking the mechanism.

Il dispositivo e le traiettorie delle estremità libere delle aste sono schematizzati nel disegno allegato (figura 1) in cui si è ipotizzato particolare profilo del contenitore e due dispositivi, con tre e quattro manovelle. The device and the trajectories of the free ends of the rods are schematized in the attached drawing (figure 1) in which a particular profile of the container and two devices, with three and four cranks are hypothesized.

Le traiettorie “a goccia” (T) percorse dalle estremità libere delle aste sono rappresentate da curve chiuse con una cuspide rivolta verso l’esterno e sono descritte dalle seguenti equazioni parametriche: The "drop" trajectories (T) traveled by the free ends of the rods are represented by closed curves with a cusp facing outwards and are described by the following parametric equations:

χ(θ ) = r cos Θ (F - rcos Θ ) χ (θ) = r cos Θ (F - rcos Θ)

V r<2>+ F<z>— 2 r F cos Θ V r <2> + F <z> - 2 r F cos Θ

B B.

γ(β) — r sen Θ - r sen Θ γ (β) - r sin Θ - r sin Θ

Vr<2>+ F<2>— 2 r F cos Θ Vr <2> + F <2> - 2 r F cos Θ

(figura 3): (figure 3):

il sistema di riferimento ortogonale xy ha origine nell’asse dell'albero a gomiti the orthogonal reference system xy originates in the axis of the crankshaft

il semiasse x positivo passa per lo snodo (fulcro) posto a distanza F the positive x semiaxis passes through the joint (fulcrum) placed at a distance F

dall’origine from the origin

il semiasse y positivo corrisponde alla rotazione antioraria di un angolo pari a the positive y semiaxis corresponds to the counterclockwise rotation of an angle equal to

TT/2 del semiasse x positivo TT / 2 of the positive x-axis

Θ è l’angolo formato tra il semiasse x positivo e la manovella Θ is the angle formed between the positive x-axis and the crank

r è la lunghezza della manovella r is the length of the crank

B è la lunghezza de asta/biella. B is the rod / connecting rod length.

Claims

CLAIMS (4) I. Device for handling biomass consisting of a crankshaft with crank arms to which they are connected by rod pins, sliding inside a container, which oscillate periodically as a lever; II. Device according to claim I. wherein the number of cranks, and the corresponding number of pins, is equal to or greater than one; III. Device according to claim I. wherein the cranks are aligned or offset by any angle; IV. Device according to claim I. in which the free end of the rods during movement follows a "drop" trajectory with the cusp facing the axis of the crankshaft.