ITRE20060114A1 - Dispositivo di filtrazione e compattazione per particelle solide sospese e contenute nei fluidi, come i fanghi da lavorazioni meccaniche - Google Patents
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Description
28538 IIT
DESCRIZIONE
del Brevetto Italiano per Invenzione Industriale dal titolo:
“DISPOSITIVO DI FILTRAZIONE E COMPATTAZIONE PER PARTICELLE SOLIDE
SOSPESE E CONTENUTE NEI FLUIDI, COME I FANGHI DA LAVORAZIONI
5 MECCANICHE”
a nome P.M.P.O. S.R.L. con sede in 40012 CALDERARA DI RENO (BO)
* * * * *
La presente invenzione si riferisce, in senso del tutto generale, ad un dispositivo di filtrazione e compattazione per fanghi da 10 lavorazioni meccaniche, e più in generale per fluidi contenenti particelle solide in sospensione.
Come è noto, in tutte le lavorazioni meccaniche che danno luogo alla formazione di trucioli, quali tornitura, fresatura, rettifica, ecc., vengono generalmente utilizzati getti di fluido refrigerante per 15 l’asportazione del truciolo.
Sorge pertanto il problema del trattamento delle acque di recupero così generate, trattamento che è reso necessario da una serie di motivi.
Un primo motivo è di natura ecologica, ed impone che i fanghi che si 20 formano in dette acque vengano separati per consentire il riciclo oppure lo scarico in ambiente delle stesse.
Un secondo motivo è di natura economica, in quanto nei fanghi sono contenuti trucioli di lavorazione in sensibile quantità, e quando il pezzo lavorato è di materiale pregiato, ciò implica l’opportunità 25 economica del recupero dei trucioli.
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Un terzo motivo è la necessità di ottenere una perfetta e completa separazione del materiale filtrato dal liquido trattato.
Un ultimo ma non meno importante motivo è la necessità di migliorare la sicurezza nell'ambiente di lavoro.
5 Con particolare riferimento ai liquidi di recupero delle lavorazioni meccaniche, essi possono essere costituiti da acqua, emulsioni acqua/olio od anche da solo olio.
Il recupero dei liquidi è particolarmente sentito nelle lavorazioni fini, ad esempio lappatura, di superfici metalliche rivestite di 10 materiali pregiati e costosi come ad esempio il nickel.
Gli impianti noti di trattamento delle acque residue della lavorazione meccanica comprendono, tra l’altro, mezzi filtranti, in serie o in parallelo, costituiti da una cartuccia filtrante toroidale posta in una scatola cilindrica che risulta suddivisa dalla cartuccia 15 in due parti concentriche, delle quali quella centrale può comunicare con l'esterno anche attraverso una apertura prevista sul fondo della scatola per la evacuazione del fango.
Tali impianti comprendono anche uno o più dispositivi di separazione e di recupero dei fanghi, costituiti da contenitori tubolari che 20 prevedono una bocca di immissione superiore dei fanghi da trattare, mezzi per portare detto contenitore in pressione, mezzi per aprire il fondo del contenitore, nel quale fondo è anche previsto un elemento di filtraggio atto a trattenere la parte solida dei fanghi.
La domanda di brevetto italiana PD2004A000028 descrive un dispositivo 25 di separazione e di recupero dei fanghi del tipo menzionato.
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Scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo di filtrazione e compattazione per fanghi da lavorazioni meccaniche particolarmente compatto e funzionale.
Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di realizzare un 5 dispositivo di filtrazione e compattazione di fanghi particolarmente efficiente.
Tali scopi sono realizzati mediante un dispositivo di filtrazione e compattazione per fanghi da lavorazioni meccaniche, come alla rivendicazione 1 a cui si rimanda per brevità.
10 Ulteriori caratteristiche dell’invenzione sono indicate nelle successive rivendicazioni.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno evidenti dalla lettura della descrizione seguente fornita a titolo esemplificativo e non limitativo con l’ausilio delle figure 15 illustrate nelle tavole allegate, in cui:
- la figura 1 mostra una vista laterale parzialmente in sezione del dispositivo dell’invenzione;
- la figura 2 mostra una vista laterale parzialmente in sezione di una realizzazione alternativa del dispositivo 20 dell’invenzione;
- la figura 3 mostra una vista esplosa di un filtro che può essere utilizzato con il dispositivo secondo la presente invenzione;
- la figura 4 mostra una vista laterale in sezione del filtro di 25 figura 3; e
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- la figura 5 mostra una vista in sezione secondo la linea X-X della figura 4.
Con iniziale riferimento alla figura 1, è visibile un dispositivo di filtrazione e separazione di liquidi da fanghi e di compattazione dei 5 fanghi risultanti da lavorazione meccaniche, secondo la presente invenzione e globalmente indicato con il riferimento numerico 10.
Il dispositivo 10 comprende un contenitore tubolare 11 chiuso in alto da un coperchio 12 e prevede un fondo apribile 13 per lo scarico dei fanghi.
10 Il fondo 13 è incernierato al contenitore 11 grazie a mezzi di articolazione 14.
Nel fondo 13 del contenitore 11 sono anche previsti uno o più elementi di filtraggio a setaccio 90 atti a trattenere la parte solida dei fanghi.
15 La superficie del setaccio 90 interessa sostanzialmente tutta la sezione di estremità inferiore del contenitore 11.
Il contenitore 11 è alimentato con fanghi da filtrare prelevati da un’apposita vasca di raccolta (non rappresentata) attraverso un ingresso 91 per il liquido da filtrare, detto ingresso essendo posto 20 sopra il suddetto contenitore 11.
Sono anche previsti mezzi per portare in pressione l’interno del contenitore 11.
Il fondo 13 presenta un bacino di raccolta per i liquidi estratti dai fanghi ed un canale 16 di uscita per i suddetti liquidi.
25 Il dispositivo 10 comprende anche mezzi 20 per aprire e chiudere il 28538 IIT
fondo 13. Tali mezzi 20 consistono in una ginocchiera avente una leva 21 e una cerniera 22 ad asse orizzontale, dove la cerniera 22 è supportata da supporti solidali al coperchio 12.
La leva 21 è saldamente accoppiata ad una prima estremità 21a 5 mediante un primo accoppiamento di rotazione 24 ad un tirante 25 per l’apertura/chiusura del fondo 13, e ad una seconda estremità 21b, mediante un secondo accoppiamento di rotazione 26, connesso ad un attuatore 27, quest’ultimo fissato al contenitore 11.
Il tirante 25 è accoppiato al fondo 13 mediante un terzo 10 accoppiamento di rotazione 29.
In figura 1 i mezzi di apertura/chiusura 20 del fondo 13 sono rappresentati in posizione aperta.
Con linea tratteggiata detti mezzi 20 sono invece rappresentati in posizione chiusa, ovvero quando il fondo 13 del contenitore è chiuso.
15 Nella posizione chiusa, la particolare conformazione di tali mezzi 20 è tale da resistere alla pressione di compattazione dei fanghi, proprio in virtù della geometria di tale sistema.
Infatti, quando il fondo 13 è chiuso e il contenitore 11 è sotto pressione, la forza applicata dalla pressione interna sul fondo 13 20 non può generare sostanzialmente alcun momento in grado di aprire il fondo 13, non essendoci nessun braccio che porti alla generazione di tale momento.
Inoltre, il contenitore 11 presenta al suo interno un filtro 30 che definisce una camera di filtrazione 31, dove detta camera di 25 filtrazione 31 è sovrastante ad una camera di compattazione 32 dei 28538 IIT
fanghi filtrati.
La camera di compattazione 32 è pertanto definita dalla parte inferiore del contenitore 11, quando quest’ultimo è chiuso.
La camera di filtrazione 31 presenta anche un’uscita 35 per il 5 liquido filtrato.
Secondo una realizzazione alternativa della presente invenzione, globalmente indicata con il riferimento numerico 10’ ed illustrata in figura 2, la camera di filtrazione 31 è separata dalla camera di compattazione 32 mediante un diaframma 33.
10 Inoltre, in questo caso la camera di filtrazione 31 può essere messa in comunicazione con la camera di compattazione 32 mediante una valvola 36, la quale si può aprire per trasferire i fanghi catturati dal filtro 30 verso la camera di compattazione 32.
Il dispositivo descritto comprende anche un motore 40 che tramite un 15 albero 41 è in grado di mettere in rotazione un elemento di lavaggio 42 avente forma ad U.
Detto elemento è composto da elementi tubolari in cui l’acqua entra dal tubo di entrata 23, dotato di giunto rotante non illustrato, ed esce da ugelli rivolti verso il filtro 30.
20 L’elemento di lavaggio 42 è posto internamente rispetto al filtro 30 ed a poca distanza dal filtro stesso.
Più in particolare il filtro 30 utilizzato nella presente invenzione può essere composto da un primo ed un secondo corpo tubolare 51, e 52, entrambi a struttura reticolare e presentanti una pluralità di 25 finestrelle quadrangolari 53.
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I due corpi tubolari 51 e 52 sono concentrici e la superficie interna 51a del primo corpo tubolare 51 è adiacente alla superficie esterna 52a del secondo corpo tubolare 52.
Il primo e secondo corpo tubolare sono disposti reciprocamente in 5 modo che le finestrelle 53a del primo corrispondano alle finestrelle 53b del secondo.
Tra i due corpi tubolari è presente uno strato di setaccio 54 atto al trattenimento del truciolo derivante da lavorazione meccanica. Lo strato di setaccio 54 è composto da un primo strato interno 54a e da 10 un secondo strato esterno 54b.
I lembi estremi 80 di tali strati 54a e 54b sono rivoltati per avvolgere le sezioni di estremità superiore ed inferiore 55 e 57 del primo corpo tubolare 51.
Le sezioni di estremità superiore ed inferiore del secondo corpo 15 tubolare 52 sono indicate rispettivamente con 56 e 58.
Le sezioni di estremità superiore ed inferiore del primo e del secondo corpo tubolare sono sigillate ciascuna da un bordo di tenuta, il quale va a pizzicare il lembo 80 sulle sezioni estreme del primo corpo tubolare 51. Il bordo di tenuta superiore è indicato con 60, 20 quello inferiore con 61.
Ciascuno dei bordi di tenuta 60 e 61 è costituito da un anello di tenuta rispettivamente indicato con 60a e 61a.
Ogni anello di tenuta 60a e 61a è dotato di una fessura 62 e 63 rispettivamente, nella quale si inseriscono reversibilmente le 25 sezioni estreme 55 e 56 nella fessura 62 dell’anello superiore 60a, 28538 IIT
57 e 58 nella fessura 53 dell’anello inferiore 61a.
Il funzionamento del dispositivo dell’invenzione avviene secondo le seguenti modalità.
I fanghi da trattare vengono immessi nel contenitore tubolare 11 5 attraverso l’ingresso 91 a contenitore 11 chiuso, quindi con il fondo 13 chiuso.
L’interno del contenitore 11 viene portato in pressione ed avviene pertanto una prima filtrazione statica grazie alla presenza del filtro 30 ed all’effetto della pressione interna sui fanghi.
10 Questo fenomeno genera un certa quantità di liquido filtrato che può essere fatto uscire dalla camera di filtrazione 31, mediante l’uscita 35 ed eventualmente successivamente recuperato.
La porzione più densa dei fanghi si porta sul fondo 13 del contenitore 11, in particolare in corrispondenza del setaccio 90, 15 formando uno strato che diventa esso stesso un ulteriore e più fitto filtro per i fanghi soprastanti.
Per quanto riguarda il setaccio 90 infatti la polvere di truciolo metallico che resta nel liquido proviene infatti in buona parte dalle fase iniziale della compressione dei fanghi, dovuta alla pressione 20 interna al contenitore 11. In questa fase sul setaccio 90 i depositi sono scarsi e la polvere più fine del truciolo metallico è sostanzialmente libera di scivolare attraverso il setaccio 90.
Viene quindi immessa ulteriormente pressione nel contenitore 11 in modo tale che il setaccio 90 espelle l’acqua residua nei fanghi 25 attraverso il canale 16 di uscita per i liquidi estratti dai fanghi.
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Sul setaccio 90 si forma progressivamente una mattonella metallica che può essere scaricata aprendo il fondo 13 mediante il meccanismo a ginocchiera precedentemente descritto.
Le mattonelle così scaricate possono successivamente essere 5 recuperate e portate a fondere in altoforno.
Nella realizzazione di figura 2, analogamente al caso precedente, dopo l’entrata dei fanghi a trattare, l’interno del contenitore 11 viene portato in pressione ed avviene pertanto una prima filtrazione statica grazie alla presenza del filtro 30, mentre la valvola 36 del 10 diaframma 33 è chiusa.
Il liquido che viene filtrato in questo modo è fatto uscire dalla camera di filtrazione 31 mediante l’uscita 35.
Successivamente la camera di filtrazione 31 è messa in comunicazione con la camera di compattazione 32 mediante apertura della valvola 36 15 che si apre per trasferire i fanghi catturati dal filtro 30 verso la camera di compattazione 32.
Viene quindi immessa ulteriormente pressione nel contenitore 11 in modo tale da generare pressione all’interno del contenitore 11, anche in particolare nella camera di compattazione 32.
20 In questo modo viene raccolta la porzione più densa dei fanghi sul setaccio 90, il quale espelle l’acqua residua nei fanghi attraverso il canale 16 di uscita.
Anche in questo caso, sul setaccio 90 si forma progressivamente una mattonella metallica che può essere scaricata aprendo il fondo 13 25 mediante il meccanismo a ginocchiera.
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Il dispositivo dell’invenzione, ed in particolare il filtro 30, in entrambe le realizzazioni descritte 10 e 10’ può essere lavato grazie all’impiego di acqua di lavaggio.
In tal caso il motore 40 viene azionato per mettere in rotazione 5 l’albero 41 e quindi l’elemento di lavaggio 42 dopo che è stata inserita l’acqua di lavaggio del filtro 30 per procedere al lavaggio del filtro stesso.
Secondo la presente invenzione si è quindi realizzato un dispositivo che coniuga funzioni di filtrazione dei fanghi e funzioni di 10 compattazione degli stessi il tutto in uno spazio limitato e con evidenti vantaggi nei costi di impianto.
Ovviamente all’invenzione così come descritta potranno essere apportate modifiche o migliorie dettate da motivazioni contingenti o particolari, senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione come 15 sotto rivendicata.
Claims (1)
- 28538 IIT RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di filtrazione e compattazione per particelle solide sospese e contenute nei fluidi comprendente un contenitore (11), dotato di un coperchio (12) e di un fondo apribile (13), il suddetto 5 contenitore (11) prevedendo una bocca di immissione (91) del fluido con particelle solide da trattare, mezzi per portare detto contenitore in pressione, mezzi (20) per aprire il suddetto fondo (13) del contenitore (11), nel quale fondo (13) è anche previsto un primo elemento di filtraggio (90) atto a trattenere le particelle 10 solide, caratterizzato dal fatto che il suddetto contenitore (11) presenta al suo interno almeno un secondo elemento di filtraggio (30) che definisce una camera di filtrazione (31), dove detta camera di filtrazione (31) è sovrastante ad una camera di compattazione (32) dei fanghi filtrati chiusa inferiormente dal fondo (13). 15 2. Dispositivo di filtrazione e compattazione come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la suddetta camera di filtrazione (31) è separata dalla suddetta camera di compattazione (32) mediante un diaframma (33) dotato di una valvola (36). 20 3. Dispositivo di filtrazione e compattazione come alla rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che il suddetto primo elemento di filtraggio è composto da un setaccio (90) atto a trattenere le particelle solide e che la superficie del suddetto 25 setaccio (90) interessa sostanzialmente tutta la sezione di estremità 28538 IIT inferiore del fondo del contenitore (11). 4. Dispositivo di filtrazione e compattazione come alla rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il fondo (13) del 5 contenitore (11) presenta un bacino di raccolta per i liquidi estratti dai fanghi ed un canale (16) di uscita per i suddetti liquidi. 5. Dispositivo di filtrazione e compattazione come alla 10 rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i mezzi (20) per aprire e chiudere il fondo (13) del contenitore (11) comprendono un sistema a ginocchiera avente una leva (21) e una cerniera (22) ad asse sostanzialmente orizzontale, dove la suddetta leva (21) è saldamente accoppiata ad una prima estremità (21a) mediante un primo 15 accoppiamento di rotazione (24) ad un tirante (25) per l’apertura/chiusura del fondo (13), e ad una seconda estremità (21b), con un secondo accoppiamento di rotazione (26), connesso ad un attuatore (27) fissato al contenitore (11), e che a coperchio chiuso gli accoppiamenti di rotazione (22) (24) (29) sono allineati, in modo 20 che l’apertura del coperchio sia possibile solo tramite la rotazione della cerniera (22). 6. Dispositivo di filtrazione e compattazione come alla rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il suddetto tirante 25 (25) è accoppiato al fondo (13) mediante un terzo accoppiamento di 28538 IIT rotazione (29). 7. Dispositivo di filtrazione e compattazione come alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la suddetta 5 camera di filtrazione (31) presenta almeno un’uscita (35) per il liquido filtrato. 8. Dispositivo di filtrazione e compattazione come alle rivendicazione precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere un 10 elemento di lavaggio (42) associato ad un albero (41) posto in rotazione da un motore (40). 9. Dispositivo di filtrazione e compattazione come alle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il secondo 15 elemento di filtraggio (30) comprende almeno un primo corpo tubolare (51) di sostegno, a struttura reticolare e presentante una pluralità di finestrelle (53) e appoggiato all’esterno del detto almeno un primo corpo tubolare uno strato di setaccio (54) atto al trattenimento di parti solide presenti nel fluido da filtrare, detto 20 corpo tubolare (51) essendo supportato da bordi di tenuta (60, 61) a forma di anello. 10. Dispositivo di filtrazione e compattazione come alla rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che il secondo elemento di 25 filtraggio (30) comprende almeno un secondo corpo tubolare (52) di 28538 IIT sostegno, a struttura reticolare e presentante una pluralità di finestrelle (53) e disposto concentrico all’esterno del primo corpo tubolare (51) di sostegno, tra i due corpi tubolari (51, 52) essendo presente uno strato di setaccio (54) atto al trattenimento di parti 5 solide presenti nel fluido da filtrare, detto secondo corpo tubolare (52) essendo supportato da bordi di tenuta (60, 61) a forma di anello. 11. Procedimento di separazione della parte solida da fluidi con 10 particolato solido con un impianto conforme ad una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno le seguenti fasi: - immissione del fluido da trattare nel suddetto contenitore tubolare (11) a contenitore (11) chiuso; 15 - immissione di fluido in pressione nel suddetto contenitore chiuso al fine di generare una filtrazione statica mediante il detto secondo elemento filtrante (30); - recupero di una certa quantità di liquido filtrato dal fluido mediante un uscita (35) per il medesimo; 20 - formazione in corrispondenza di un primo elemento filtrante (90) di una porzione più densa di percolato; - espulsione di ulteriori liquidi filtrati mediante scarico dal fondo e progressiva formazione di una mattonella sul primo elemento filtrante (90); 25 - apertura del fondo (13) del suddetto contenitore (11) per lo 28538 IIT scarico della suddetta mattonella. 12. Procedimento di separazione, come alla rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che durante la suddetta prima filtrazione 5 statica, la camera di filtrazione (31) è separata dalla camera di compattazione (32) mediante un diaframma (32).
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