ITPN20080082A1 - Foratrice - Google Patents

Description

TITOLO

FORATRICE

DESCRIZIONE

PREFAZIONE

Il trovato in esame trova la sua applicazione nel settore del recupero del rame da manufatti dismessi.

In particolare contribuisce al recupero degli avvolgimenti in rame dagli statori dei motori elettrici derivanti da compressori refrigeranti dismessi: tale operazione di recupero è possibile grazie ad una serie di fasi operative specifiche che permettono di passare dai contenitori ermetici dei frigoriferi dismessi (blocco compressore), contenti compressore e motore elettrico al proprio interno, al rame quale materia prima da ricollocare sul mercato. Il trovato “FORATRICE” di cui si richiede il brevetto in questo trattato è una delle fasi operative. Il trovato è una macchina complessa caretterizzata da una struttura metallica dotata di ruote corredate di freno per agevolare lo spostamento della stessa. Il trovato esplica la sua funzione sui blocchi compressori dei frigoriferi dismessi.

Il trovato è ideato per permettere lo svuotamento e la raccolta degli oli contenuti nel blocco compressore. Il trovato esplica la propria funzione attraverso la punta foratrice in acciaio inserita nel mandrino di foratura, posizionato sotto il gruppo compressore.

Il mandrino, ad azionamento del ciclo di lavoro da parte dell’operatore ruota e tramite impianto pneumatico forando così la parte inferiore del contenitore ermetico. In questo modo viene favorito il deflusso per gravità degli oli presenti all’ interno del contenitore.

Il blocco compressore, durante la fase di foratura, viene tenuto saldo tramite un ferma pezzo in acciaio ad azionamento pneumatico che scende sul compressore e garantisce l’esecuzione del foro.

II ciclo di lavoro è caratterizzato da una sequenza precisa di operazioni. L’operatore avvia la sequenza lavorativa azionando sul quadro elettrico il selettore del ciclo automatico o manuale: nel caso di ciclo automatico il PLC (controllore logico programmabile) esegue un programma predeterminato ed in base a questo aziona i vari attuatori meccanici del macchinario al fine di far avanzare i blocchi compressore sul nastro trasportatore e conseguentemente a forarli.

L’arresto del macchinario è possibile tramite il pulsante di arresto ciclo o in caso d’emergenza, tramite il pulsante a “fungo rosso”.

L’operatore come precedentemente detto, può selezionare la modalità ciclo manuale tramite il quadro elettrico. Successivamente per la foratura dei compressori l’operatore deve agire sui selettori presenti sul quadro elettrico.

STATO DELLA TECNICA

Risulta ben nota la presenza di un mercato significativo basato sul recupero del rame dai motori elettrici dismessi.

Nello specifico si parla di avvolgimenti in rame “estratti” dalle gabbie dei elettrici di compressori refrigeranti dismessi.

Al proponente non sono noti dispositivi similari a quanto da lui stesso proposto, in grado di recuperare il rame in modo efficace ed efficiente.

Attualmente lo stato della tecnica, ovvero come procedono i concorrenti, prevede che tale recupero venga fatto nelle seguenti modalità: recupero del rame attraverso processi di macinazione con mulini a martello, in cui vengono macinati insieme sia il traferro (pacco lamellare dello statore) che il rame su di esso avvolto. Tale metodologia ha le seguenti problematiche:

- superficie occupata dall’impianto di macinazione elevata;

- consumi elettrici elevati;

- personale dedicato durante il processo in numero elevato (minimo 3 operatori); - rumorosità elevata;

- produzione di polveri durante il processo;

- l’utilizzo è subordinato a quantitativi elevati di rame da recuperare;

- la movimentazione del macinato deve essere fatta con macchinari specifici (ragno o ruspe);

- impatto ambientale elevato.

Si specifica che il macinato derivante da tale impianti, poiché è una miscellanea di rame e metalli vari, deve subire una prima fase di grossolana suddivisione dei metalli da parte di un operatore ed una seconda fase di separazione del ferro tramite magnete.

Il rame cosi ottenuto si definisce ancora “inquinato” e pertanto subisce altri specifici in successivi impianti di raffinazione, ottenendo così il rame vendibile ai vari Enti di recupero.

Gli aspetti negativi del processo di macinazione appena descritto sono:

- il rame vendibile ottenuto è pari al 95% della quantità di rame disponibile in partenza (in quanto parte dei materiali è perso nelle polveri volatili e nel macinato);

- il rame vendibile , subisce un sensibile deprezzamento delordine del 2% - 4% del prezzo di mercato (in quanto mai completamente puro);

- il rame vendibile è ottenuto in seguito ad un processo sensibilmente lungo e costoso (macinazione, prima suddivisione, separazione con magnete, processi di raffinazione), con consumi di energia elettrica pari a qualche migliaio di kW/h; - L’operatore che segue il processo di macinazione è sottoposto a rumore, polvere e microclima sfavorevole;

Per ovviare a tali problemi il proponente ha ideato e realizzato un processo produttivo, caratterizzato da più fasi operative, per ottimizzare il recupero del rame che permette di:

- ottenere il 100% di rame dalla quantità di rame disponibile in partenza;

- vendere il rame ottenuto senza alcun deprezzamento, in quanto materia prima priva di impurità;

- ridurre i tempi di produzione (circa 1/3 del tempo in meno) con un consumo di energia elettrica pari a qualche centinaio di kW/h;

- garantire le condizioni lavorative ottimali per gli operatori, in totale assen polveri e rumore.

Da sottolineare che il presente trovato “foratrice” costituisce una delle fasi operative dell’intero processo produttivo per il recupero del rame.

DESCRIZIONE

Scopo del presente trovato è quello di fornire una macchina che consenta la foratura e 10 svuotamento degli oli presenti dai blocchi compressore dismessi. (Tavola 1 -fìg. 1 e 2 - lettera a)).

11 trovato è parte integrante di un processo produttivo ideato dal proponente: tramite quattro fasi di seguito descritte si recupera il rame dai motori elettrici dei compressori refrigeranti dismessi. Il processo produttivo completo verrà indicato come “Svuotamento olio ed estrazione rame dai motori frigoriferi dismessi”.

Di seguito si sintetizza il processo produttivo (si ritiene indispensabile indicare il processo produttivo nella sua interezza per meglio comprendere la funzionalità del trovato in esame):

Processo di “SVUOTAMENTO OLIO ED ESTRAZIONE RAME DAI MOTORI FRIGORIFERI DISMESSI”. Tale processo (ciclo produtivo) è oggeto di una separata domanda di brevetto.

PRODOTTO OPERAZIONE

Contenitore ermetico

contenente il motore

elettrico e gruppo

compressore dei

frigoriferi domestici

Svuotamento dei contenitori ermetici daU’olio. Tale operazione viene eseguita dalla macchina “Foratrice”. Il trovato “Foratrice” è oggetto di questa domanda di brevetto.

Contenitore ermetico

svuotato dall’olio

presente

Estrazione del motore elettrico dal contenitore tramite la macchina “Taglio al plasma”. Tale trovato non è oggeto di alcuna domanda di brevetto.

Statore del motore

elettrico con

avvolgimenti di rame

Sezionamento degli avvolgimenti in rame tramite la macchina “Cesoia avvolgimenti”. Tale trovato è oggetto di separata domanda di brevetto.

Avvolgimenti di rame

sezionati in più punti

Estrazione del rame dalla gabbia metallica del rotore tramite la macchina “Estrattrice”. Tale trovato è oggetto di separata domanda di brevetto.

Avvolgimenti di rame

estratti dalla gabbia

metallica del motore

eletrico: rame

recuperato

Il trovato in esame, “Foratrice”, consente tramite specifica punta (del diametro massimo di 10 mm), inserita nel blocco mandrino, posta sotto il blocco compressore di forare il compressore dismesso al fine di svuotarlo dagli oli presenti in esso. Tale operazione, seguita successivamente da quella realizzata tramite il trovato “taglio al plasma”, consente il recupero del motore elettrico caratterizzato dal corpo lamellare e dagli avvolgimenti in rame (da cui verranno estratti gli avvolgimenti).

La particolare soluzione del trovato permette il recupero del motore elettrico nella sua interezza, consentendo un significativo guadagno di materiale in rame recuperato alla fine del processo produttivo.

La macchina in esame trova la sua principale applicazione nell' ambito del recuper del rame dagli avvolgimenti presenti nei rotori elettrici: non è comunque da escludere che la stessa possa essere utilizzata in altri tipi di lavorazioni con caratteristiche affini.

La macchina “Foratrice” al fine di poter funzionare deve essere collegata, tramite la spina elettrica, al quadro elettrico di stabilimento e tramite tubo dell’ aria all’impianto pneumatico.

Il trovato “Foratrice” è composto essenzialmente dalle seguenti parti:

struttura in acciaio (T avola 1 -fìg. le 2 - lettera b))

La macchina è costituita da moduli d’acciaio saldati o imbullonati tra loro con alla base ruote, corredate di freno, le quali consentono lo spostamento della stessa nel luogo ove si intenda utilizzarla.

quadro elettrico di controllo (Tavola 1 - fìg. le 2 lettera c))

Il quadro elettrico è posizionato sulla zona frontale del macchinario. E’ cost da una struttura metallica antiurto con grado di protezione IP 55. Consente il controllo di tutte le operazioni funzionali della foratrice. Al suo interno vi è un PLC (controllore logico programmabile) che esegue un programma predeterminato, corrispondente al ciclo di lavoro, lo elabora e gestisce i vari attuatori elettromeccanici del macchinario. Il quadro elettrico è dotato di interruttore generale e pulsante d’arresto di emergenza, che permette l’arresto del macchinario in qualunque fase del ciclo lavorativo. Inoltre sul quadro elettrico sono presenti i seguenti comandi che permettono il controllo delle funzioni del trovato in esame: il pulsante avvio ciclo manuale o automatico e relative spie (grazie ai quali Γ operatore può selezionare il ciclo di lavoro in modalità automatica o manuale), pulsante di arresto ciclo, pulsanti rotazione/salita/discesa blocco mandrino e relative spie; presa alimentazione pompa travaso olio, pulsante avvio pompa per il travaso olio e relativa spia. Una volta impostato il ciclo di lavoro sulla modalità automatica i diversi componenti / organi del macchinario vengono azionati dal PLC secondo l’ordine prestabilito al fine di forare il compressore, svuotarlo dagli oli presenti e depositarlo nel contenitore di raccolta. Con ciclo di lavoro impostato su modalità manuale, l’operatore agisce direttamente sui comandi che controllano il blocco mandrino in base alle necessità specifiche del caso.

nastro di trasporto e sgocciolamento (T avola I -fìg. 1 e 2 - lettera d)) Costituito da piani forati in struttura metallica incernierati tra di loro, a trascinamento pneumatico. La struttura metallica del nastro è forata così che la punta foratrice possa passare in mezzo durante l’operazione di foratura compressore. Il trascinamento pneumatico permette l’avanzamento graduale dei compressori forati ed il relativo sgocciolamento dell’olio in esso contenuto. Tale olio cade per gravità sul convogliatore che conduce alla vasca di raccolta degli oli. A fine nastro trasportatore i compressori forati e svuotati vengono scaricati per gravità in un contenitore specifico posto a fine linea.

- bocca di carico dei compressori e ferma pezzo (Tavola 1 —fìg.1 e 2 — lettera e)) Costituita da struttura grigliata in acciaio della dimensione di 300x400 mm. Consente la collocazione del gruppo compressore sul nastro trasportatore e la relativa foratura inferiore favorendo così la fuoriuscita dell’olio in esso contenuto. La bocca di carico presenta nella parte alta il ferma pezzo in acciaio, ad azionamento pneumatico, che a ciclo avviato scende sul gruppo compressore e lo tiene adeso al nastro trasportatore durante la fase di foratura. Inoltre sulla struttura della bocca di carico è inserito un pulsante d’arresto d’emergenza supplementare che consente all’operatore l’arresto del macchinario in qualsiasi fase del ciclo di lavoro.

- blocco mandrino (T avola 1 - fìg. 2 - lettera f Tavola 2 -flg. 1 e 2)

Inserito sotto il nastro trasportatore e controllato dal “gruppo azionamento mandrino” (si vedano i dettagli al prossimo punto dell’elenco). Il blocco mandrino è posizionato dietro una griglia di protezione (protezione dell’operatore dagli organi in moto). Per poter rimuovere o sostituire la punta di foratura (diametro massimo 10mm) è necessario rimuovere il carter di protezione ed operare sul mandrino tramite chiave “a stella” apposita per serrare e/o sbloccare la punta.

gruppo azionamento mandrino (Tavola 1 - fìg. I - lettera g))

Protetto da grigliato in acciaio, presenta un motore elettrico che consente, attraverso azionamenti pneumatici, la rotazione con relativa salita della punta foratrice.

quadro pneumatico di controllo (T avola 1 - fìg. 1 - lettera h))

Costituito da struttura metallica consente la regolazione ed il monitoraggio della pressione dell’impianto pneumatico.

vasca di raccolta olio con pompa di travaso (T avola 1 -fìg. 1 e 2 - lettera i)) Costituito da struttura in acciaio inox consente la raccolta dell’olio derivante dai compressori forati. Alloggiata al suo interno vi è la pompa elettromeccanica di travaso con la quale avviene il prelievo dell’olio in accumulo e trasferimento in apposito contenitore di stoccaggio.

schermi metallici a protezione degli organi in movimento

Sono presenti degli schermi metallici fissi, sempre a protezione dell’operatore, che risultano imbullonati saldamente alla struttura della macchina e per rimuoverli è necessaria una specifica chiave.

Si specifica che per la foratura del blocco compressore nella modalità ciclo automatico vengono eseguite le seguenti operazioni:

• l’operatore posiziona il blocco compressore sul nastro trasportatore all’altezza della bocca di carico dei compressori;

• l’operatore avvia il ciclo di lavoro automatico tramite il pulsante specifico sul quadro elettrico di controllo pannello d’avvio ciclo;

il PLC attiva la discesa del ferma pezzo per vincolare il blocco compresso nastro trasportatore;

• il PLC attiva la rotazione, nonché la salita de gruppo mandrino con la punta per la foratura del compressore ed il successivo deflusso degli oli;

• il PLC solleva il ferma pezzo che teneva vincolato il gruppo compressore;

• il PLC fa avanzare il nastro trasportatore. Il compressore forato, durante la movimentazione del nastro continua a svuotarsi dell’olio presente al suo interno, arrivando così a fme linea con minimi quantitativi di olio residui al suo interno; • l’operatore carica un altro gruppo compressore sulla bocca di carico ed il ciclo rinizia.

L’operatore come precedentemente detto, può selezionare la modalità ciclo manuale tramite il quadro elettrico di controllo. Successivamente per la foratura dei gruppi compressori ed il loro avanzamento tramite nastro trasportatore, l’operatore deve agire sui selettori presenti sul quadro elettrico.

In ultima analisi si vuole sottolineare l’aspetto cardine del macchinario, ovvero la foratura dal basso del blocco compressore. Questo consente lo svuotamento dell’olio e di ottenere a fine linea un blocco compressore privo di olio nonché perfettamente integro: il motore elettrico al suo interno quindi risulta preservato nella sua interezza utile per le successive fasi lavorative.

Claims (1)

1. TITOLO FORATRICE RIVENDICAZIONI I. Il trovato “foratrice” consente la foratura dei gruppi compressori frigoriferi ed il loro svuotamento dell’olio. Detta macchina viene normalmente applicata come fase lavorativa del processo di recupero del rame dai motori elettrici dismessi (si veda lo schema di pag. 5 nella descrizione - Processo di “SVUOTAMENTO OLIO ED ESTRAZIONE RAME DAI MOTORI FRIGORIFERI DISMESSI”). Il trovato “foratrice” contribuisce sensibilmente al’aumento del rendimento del processo di recupero del rame, in particolare alla possibilità di recuperare i motori elettrici con gli avvolgimenti di rame dai gruppi compressori integri. Questo consente il successivo recupero della materia prima rame con sprechi minimi, se non nulli. II. La metodica di foratura del trovato “foratrice” è stata studiata e realizzata specificamente per l’ottimizzazione della fase di foratura e svuotamento dell’olio per gravità. La foratura dal basso consente di non incappare nella possibilità di “rovinare” o rendere inutilizzabili gli statori elettrici. Inoltre poiché la parte inferiore del blocco compressore è assimilabile ad una coppa dell’olio la foratura in quella zona consente la massima efficacia nello svuotamento degli oli. II. Il bloccaggio del gruppo compressore, durante Fazione di foratura è garantito dal ferma pezzo, presente sulla bocca di carico dei compressori, ad attivazione pneumatica che scende sul compressore e lo tiene saldamente vincolato al nastro trasportatore: ciò permette alla punta di forare il compressore con efficacia. IV. Il nastro trasportatore ad azionamento pneumatico consente un avanzamento graduale che consente lo svuotamento del compressore. A fine linea i residui di olio al suo interno risultano minimi, se non nulli. V. Il trovato “foratrice” presenta la bocca di carico compressori caratterizzata da una struttura grigliata in acciaio che, a favore di sicurezza, protegge l’operatore da eventuali schegge che potrebbero verificarsi durante la normale fase di lavorazione.