ITTO20120592A1

ITTO20120592A1 - Macchina spremitrice di materiale a contenuto organico umido.

Info

Publication number: ITTO20120592A1
Application number: IT000592A
Authority: IT
Inventors: Carlo Gonella
Original assignee: Vm Press Srl
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2012-07-05
Publication date: 2014-01-06

Description

â€œMacchina spremitrice di materiale a contenuto organico umidoâ€

Descrizione

Il presente trovato si riferisce ad una macchina spremitrice di materiale a contenuto organico umido, quale in particolare la frazione organica di rifiuti solidi urbani derivanti da raccolta differenziata (FORSU) e piÃ¹ in generale rifiuti o materiali contenenti una parte organica liquida ed una parte secca.

Come noto, la pratica della raccolta differenziata prevede di separare la frazione organica dei rifiuti solidi urbani dalle parti restanti sostanzialmente inerti. La parte organica contiene a sua volta una frazione "umida" che puÃ² essere riciclata, p.es., per la produzione di fertilizzanti e/o di biogas, ed una frazione cosiddetta "secca", ossia con basso contenuto di acqua, che puÃ² essere utilizzata, p.es., per produrre combustibile.

Il brevetto EP 1207040 descrive una macchina che compatta i rifiuti solidi urbani indifferenziati separandone la frazione umida dalla frazione secca. Tale macchina comprende tre cilindri traforati supportati da un tamburo girevole, mosso in rotazione a passi per portare ciclicamente ogni cilindro prima di fronte a una stazione di carico, dove riceve il materiale da compattare da una coclea, poi di fronte a una stazione di compressione dove un pressore, penetrando nel cilindro, comprime il materiale al suo interno con drenaggio della frazione fluida attraverso i fori, ed infine di fronte a una stazione di scarico dove un pistone espelle il materiale compattato dal cilindro.

La macchina sopra citata Ã ̈ progettata e dimensionata in modo da sopportare pressioni elevatissime, in virtÃ¹ del fatto che i rifiuti indifferenziati hanno una natura altamente disomogenea, potendo contenere anche corpi rigidi di grosse dimensioni e di materiale molto resistente, p.es., metalli, legno, ecc..

Tale dimensionamento strutturale risulta perÃ² eccessivo, e quindi antieconomico, nel caso in cui si debba compattare la sola frazione organica dei rifiuti solidi urbani (FORSU), che per sua natura Ã ̈ un materiale piÃ¹ omogeneo e cedevole.

Alla luce di queste considerazioni, la domanda di brevetto TO 2009 A 000140 della Richiedente descrive una macchina piÃ¹ compatta, dedicata alla spremitura della sola parte organica dei rifiuti solidi urbani.

In questa macchina, il materiale da trattare viene scaricato da una tramoggia in un canale orizzontale in cui Ã ̈ scorrevole un pistone. Quest'ultimo, spinge il materiale in un tubo traforato collocato coassialmente all'uscita del canale di carico, e lo spreme provocando il drenaggio della frazione umida attraverso i fori sul tubo. I questa fase, l'estremitÃ del tubo traforato opposta a quella attraverso cui penetra il pistone Ã ̈ chiusa da mezzi otturatori che, dopo la spremitura, si aprono in modo che il materiale spremuto possa essere espulso dallo stesso pistone. In una realizzazione descritta, il materiale espulso viene scaricato in un condotto verticale disposto all'uscita del tubo traforato, ed i mezzi otturatori consistono essenzialmente in una saracinesca scorrevole in tale condotto su comando di un cilindro idraulico.

Come ben noto al tecnico del ramo, dal momento che nella fase di compressione la pressione aumenta con andamento pressochÃ© esponenziale man mano che il pistone avanza, l'estrusione del liquido non avviene in modo uniforme su tutta la lunghezza del tubo traforato ma si concentra principalmente nell'ultimo tratto dello stesso. Tale circostanza Ã ̈ fonte di inconvenienti, sia perchÃ© limita l'efficienza di spremitura sia perchÃ© provoca un'usura disuniforme del tubo traforato, con i fori piÃ¹ vicini all'estremitÃ d'uscita che tendono ad usurarsi in tempi relativamente brevi, al punto da rendere necessaria la sostituzione del pezzo, quando invece i fori piÃ¹ vicini all'estremitÃ d'ingresso sono ancora pressochÃ© intatti.

Inoltre, come ben noto al tecnico del ramo, per incrementare l'efficienza di spremitura si dovrebbe agevolare l'espulsione del contenuto liquido intrappolato nelle zone piÃ¹ interne del materiale.

Pertanto, lo scopo principale del presente trovato Ã ̈ quello di perfezionare la macchina del tipo sopra citato, dedicata prevalentemente al trattamento della sola parte organica dei rifiuti solidi urbani, in modo che l'azione di spremitura risulti piÃ¹ uniforme e distribuita su tutta la lunghezza del tubo traforato, ed interessi anche le zone piÃ¹ interne del materiale caricato, aumentando cosÃ¬ sia l'efficienza sia la vita utile del tubo traforato.

Il suddetto scopo ed altri vantaggi, quali appariranno piÃ¹ chiaramente dal seguito della descrizione, sono raggiunti dalla macchina spremitrice avente le caratteristiche esposte nella rivendicazione 1, mentre le rivendicazioni dipendenti definiscono altre caratteristiche vantaggiose del trovato, ancorchÃ© secondarie.

Si descriverÃ ora in maggior dettaglio il trovato, con riferimento ad alcune sue realizzazioni preferite ma non esclusive, illustrate a titolo d'esempio non limitativo negli uniti disegni in cui:

- la Fig. 1 Ã ̈ una vista in pianta parzialmente sezionata di una macchina spremitrice secondo il trovato;

- la Fig. 2 Ã ̈ una vista in pianta di un componente della macchina secondo il trovato;

- la Fig.3 Ã ̈ una vista in sezione di Fig.2 lungo l'asse III-III;

- la Fig.4 Ã ̈ una vista in sezione di Fig.2 lungo l'asse IV-IV;

- la Fig.5 Ã ̈ una vista in sezione di Fig.2 lungo l'asse V-V;

- la Fig.6 Ã ̈ una vista parziale frontale del componente di Fig.2;

- la Fig.7 Ã ̈ una vista in sezione di Fig.3 lungo l'asse VII-VII.

Con riferimento iniziale alla Fig.1, una macchina spremitrice di materiale a contenuto organico umido, indicata genericamente con 10, comprende un'intelaiatura 12 che supporta con asse orizzontale un tubo traforato 14 a sezione rettangolare aperto alle sue estremitÃ opposte, d'ora innanzi definite bocca d'ingresso 14a e bocca d'uscita 14b. Il tubo 14 Ã ̈ convenzionalmente munito di un rivestimento interno antiusura 14c corrispondentemente traforato, e riceve materiale da un canale di carico 16 ad esso allineato, che presenta sezione rettangolare corrispondente e sfocia in corrispondenza della sua bocca d'ingresso 14a. Il lato superiore del canale di carico 16 Ã ̈ aperto per ricevere materiale da una tramoggia 18 (della quale, per maggior chiarezza, in Fig. 1 Ã ̈ delineato solo il profilo esterno con linea tratteggiata) che lo sormonta immediatamente a monte del tubo traforato 14.

La macchina spremitrice 10 Ã ̈ munita di un pressore 20 (illustrato separatamente nelle Figg.2-7) che Ã ̈ mobile orizzontalmente su comando di mezzi di azionamento idraulici (descritti in maggior dettaglio nel seguito) per addentrarsi prima nel canale di carico 16, in modo da sospingere il materiale scaricato dalla tramoggia 18 nel tubo traforato 14, poi nel tubo traforato 14 attraverso la sua bocca d'ingresso 14a, mentre la bocca d'uscita 14b Ã ̈ chiusa da un otturatore a saracinesca 22, in modo da comprimere il materiale caricato, ed infine proseguire la corsa nel tubo traforato 14, con l'otturatore 22 aperto, in modo da espellere il materiale compattato attraverso la bocca d'uscita 14b.

L'otturatore a saracinesca 22 Ã ̈ scorrevole verticalmente tra una coppia di guide a C contrapposte 24a, 24b su comando di una coppia di cilindri idraulici quale 26 agenti su una traversa 27 fissata superiormente all'otturatore.

Con particolare riferimento alle Figg. 2-7, il pressore 20 ha un profilo squadrato tale da impegnare scorrevolmente il canale di carico 16 ed il tubo traforato 14.

Il pressore 20 secondo il trovato comprende una porzione di guida allungata 28, alla cui estremitÃ anteriore Ã ̈ saldata una testa cava 29 delimitata frontalmente da una parete traforata 30a e, posteriormente, da una parete trasversale 30b, ed all'interno della quale Ã ̈ definita una camera di raccolta liquidi 31 munita di mezzi di scolo, che saranno definiti piÃ¹ in dettaglio nel seguito.

Con particolare riferimento alla Fig. 4, la porzione di guida 28 presenta una sezione squadrata a U capovolta, con una parete superiore 28a e due pareti laterali contrapposte 28b, 28c. All'interno della porzione di guida 28 Ã ̈ ricevuto longitudinalmente un cilindro idraulico principale 32 (Fig. 1) facente parte dei summenzionati mezzi di azionamento idraulici. Lo stelo 33 del cilindro idraulico principale 32 Ã ̈ collegato di testa alla parete trasversale 30b tramite un bullone (non illustrato) che Ã ̈ inserito in un foro 34 praticato sulla parete trasversale 30b ed Ã ̈ avvitato in un corrispondente foro filettato (non illustrato) praticato all'estremitÃ dello stelo.

Con particolare riferimento alle Figg. 2, 3 e 5, la testa cava 29 Ã ̈ munita di una parete superiore 29a e di due pareti laterali esterne 29b, 29c estendentisi tra la parete frontale traforata 30a e la parete trasversale 30b, e di una parete di fondo 50 che si estende dalla parete frontale traforata 30a verso la parete trasversale 30b solo per un tratto della lunghezza della testa 29, in modo da chiudere solo parzialmente il fondo di quest'ultima. Pertanto, tra il bordo inferiore della parete trasversale 30b ed il bordo posteriore della parete di fondo 50 Ã ̈ definita un'apertura di scolo 51 rettangolare facente parte dei summenzionati mezzi di scolo.

Inoltre, la testa 29 presenta due pareti laterali interne che si estendono dalla parete trasversale 30b alle pareti laterali esterne 29b, 29c e presentano ognuna un primo tratto 52b, 52c parallelo alla, e distanziato dalla, rispettiva parete laterale esterna, ed un ultimo tratto obliquo 54b, 54c che si collega alla rispettiva parete laterale esterna 29b, 29c in prossimitÃ della parete frontale traforata 30a.

Le camere laterali definite tra la parete trasversale 30b, le pareti laterali esterne 29b, 29c, le pareti laterali interne, e la parete superiore 29a, sono chiuse inferiormente da rispettive piastre inferiori 59b, 59c (Fig.5).

Come illustrato nelle Figg. 3, 4, il bordo inferiore della parete trasversale 30b presenta una rientranza 60 definente un varco tramite il quale la camera di raccolta 31 Ã ̈ sempre in comunicazione l'atmosfera esterna, anche quando la testa cava 29 si inserisce nel canale di carico 16 e, poi, nel tubo traforato 14 e l'apertura di scolo 51 di conseguenza Ã ̈ occlusa.

La camera di raccolta 31 presenta ulteriori due bocche di scolo 62b, 62c praticate sui tratti obliqui 54b, 54c delle pareti laterali interne, dalle quali si estendono rispettivi condotti di scolo longitudinali 64b, 64c che attraversano la parete trasversale 30b attraverso rispettivi fori (non illustrati) e terminano all'estremitÃ posteriore del pressore 20.

Sulla parete superiore 29a sono anche ricavate due bocche d'ispezione 66 che sono normalmente chiuse da rispettivi coperchi (non illustrati).

I mezzi di azionamento idraulici che azionano il pressore 20 comprendono anche una coppia di cilindri idraulici ausiliari 70, 72 agenti ai lati opposti del cilindro idraulico principale 32 tra il telaio 12 ed una robusta struttura 74 saldata sopra il pressore 20, ed orientati in senso opposto rispetto al cilindro idraulico principale. I cilindri ausiliari 24, 26 aiutano il cilindro principale 32 durante la corsa di rientro, nella quale il cilindro principale agisce in trazione e pertanto esercita una forza inferiore. Tale forza ausiliaria risulta molto utile specialmente in presenza di eventuali corpi rigidi incagliati tra il tubo ed il pressore che possono bloccare il rientro di quest'ultimo.

Con particolare riferimento alle Figg. 3 e 7, la struttura 74 comprende una piastra orizzontale inferiore 76 presentante un profilo allungato con due ali 76a, 76b sporgenti lateralmente in prossimitÃ della sua estremitÃ posteriore. Sulla piastra sono saldate piastre verticali longitudinali quali 78, piastre verticali trasversali quali 80, e piastre verticali oblique quali 81, formanti un reticolo di irrigidimento. Gli alveoli definiti tra le piastre verticali sono chiusi superiormente da rispettive piastre quali 82.

Le estremitÃ degli steli 70a, 72a dei cilindri ausiliari 70, 72 sono imperniate a rispettive forcelle 84a, 84b saldate sotto le ali 76a, 76b della piastra orizzontale inferiore 76. Le estremitÃ opposte dei cilindri ausiliari 70, 72 sono imperniate a rispettive forcelle quale 86b saldate all'intelaiatura 12 ai lati opposti del tubo traforato 14.

Naturalmente, la movimentazione della macchina nelle varie fasi puÃ² essere gestita da una centralina programmabile in modo convenzionale nel settore, che pertanto non sarÃ descritta in dettaglio.

Si descriverÃ ora il funzionamento della macchina secondo il trovato.

In configurazione iniziale, l'otturatore 22 Ã ̈ aperto ed il pressore 20 Ã ̈ arretrato in posizione tale da non impegnare il canale di carico 16 nella zona sottostante la tramoggia 18. In questa configurazione, il materiale caricato nella tramoggia 18 cade nel canale di carico 16 di fronte al pressore 20. A questo punto, si chiudono l'otturatore 22 e si fa avanzare il pressore 20 che, addentrandosi nel canale di carico 16 sotto la tramoggia 18, sospinge il materiale nel tubo traforato 14. Avanzando ulteriormente, il pressore 20 si addentra nel tubo traforato 14 e comprime il materiale al suo interno, con estrusione della frazione umida sia attraverso i fori del tubo traforato 14, sia attraverso i fori sulla parete traforata 30a del pressore 20, con conseguente riempimento della camera di raccolta 31.

In questa fase l'apertura di scolo 51 Ã ̈ ostruita dalla parete inferiore del condotto di carico 16. Tuttavia, il fluido puÃ² comunque defluire attraverso la rientranza 60, evitando che la pressione nella camera di raccolta 31 salga ad un livello troppo elevato e, scaricandosi sulla parete inferiore del condotto di carico 16 attraverso l'apertura di scolo 51, eserciti sul punzone una spinta verso l'alto avente un dannoso effetto sbilanciante.

Inoltre, in questa fase il fluido puÃ² essere scaricato anche attraverso i condotti di scolo 64b, 64c.

DopodichÃ©, si apre l'otturatore 22 ed il pressore 20 avanza ulteriormente in modo da espellere il materiale appena compattato attraverso la bocca d'uscita 14b. Infine, il pressore 20 arretra nella posizione iniziale permettendo il deflusso del fluido ancora presente nella camera di raccolta 31 attraverso l'apertura di scolo 51 e la caduta di nuovo materiale nel canale di carico 16, per ripetere il ciclo.

Come l'esperto del ramo potrÃ apprezzare, il pressore 20 realizzato secondo il trovato consente di migliorare l'efficienza di estrusione grazie al fatto che la frazione liquida del materiale da spremere puÃ² essere espulsa non piÃ¹ solo in direzione radiale attraverso i fori sul tubo traforato 14, ma anche in direzione longitudinale attraverso i fori sulla parete traforata 30a. Tale circostanza facilita sia l'uniformitÃ di estrusione lungo l'intera corsa del pressore 20 nel tubo traforato 14, sia la fuoriuscita dei liquidi presenti nelle zone piÃ¹ interne del materiale all'interno del tubo traforato, che nei sistemi tradizionali rimanevano facilmente intrappolati.

Si Ã ̈ descritta una realizzazione preferita del trovato, ma naturalmente il tecnico del ramo potrÃ apportare diverse modifiche e varianti nell'ambito delle rivendicazioni. Per esempio, nella realizzazione descritta il canale di alimentazione ed il tubo traforato, cosÃ¬ come il pressore scorrevole al loro interno, presentano generalmente sezione rettangolare, dal momento che le pressioni in gioco sono relativamente basse per via della relativa cedevolezza del materiale trattato. Tuttavia, sarÃ sempre possibile utilizzare profili diversi da quello indicato, per esempio profili a sezione poligonale oppure profili cilindrici che, come ben noto al tecnico del ramo, garantiscono la migliore distribuzione degli sforzi. Naturalmente, la porzione di guida 28 del pressore 20 potrÃ avero profilo cavo diverso da quello a U illustrato, p.es., un profilo rettangolare chiuso, purchÃ© idoneo ad alloggiare il cilindro idraulico principale 32.

Claims

â€œMacchina spremitrice di materiale a contenuto organico umidoâ€ Rivendicazioni 1. Macchina spremitrice di materiale a contenuto organico umido, comprendente: - un telaio di supporto (12), - un tubo traforato (14) atto a ricevere materiale da spremere e presentante una bocca d'ingresso (14a) ed una bocca d'uscita (14b) alle sue estremitÃ opposte, - mezzi otturatori (22) mobili tra una posizione di chiusura ed una posizione di apertura di detta bocca d'uscita (14b) del tubo traforato (14), - un pressore (20) presentante un profilo sostanzialmente complementare al profilo interno del tubo traforato (14) e collegato operativamente a mezzi di azionamento idraulici (32, 70, 72) per inserirsi nel tubo traforato (14) attraverso la sua bocca d'ingresso (14a), con detti mezzi otturatori (22) in posizione chiusa, in modo da comprimere il materiale nel tubo traforato (14) con conseguente drenaggio della sua frazione umida, e proseguire la corsa nel tubo traforato (14), con detti mezzi otturatori (22) in posizione aperta, in modo da espellere il materiale spremuto attraverso la sua bocca d'uscita (14b), caratterizzata dal fatto che detto pressore (20) presenta una testa cava (29) delimitata longitudinalmente tra una parete frontale traforata (30a) ed una parete posteriore opposta (30b), all'interno della quale testa cava (29) Ã ̈ definita una camera di raccolta di liquidi (31) munita di mezzi di scolo.
2. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta testa cava (29) presenta un profilo rettangolare.
3. Macchina secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detta testa cava (29) Ã ̈ munita di una parete orizzontale superiore (29a) e due pareti laterali esterne (29b, 29c) estendentisi tra detta parete frontale traforata (30a) e detta parete posteriore (30b), e detti mezzi di scolo comprendono un'apertura (51) definita tra il bordo inferiore di detta parete posteriore (30b) ed il bordo posteriore di una parete orizzontale inferiore (50) estendentesi da detta parete frontale traforata (30a) verso detta parete posteriore (30b) per un tratto della lunghezza della testa (29).
4. Macchina secondo una delle rivendicazioni 1-3, caratterizzata dal fatto che il bordo inferiore di detta parete posteriore (30b) presenta una rientranza (60) definente un varco per detta camera di raccolta (31) verso l'atmosfera.
5. Macchina secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detta testa cava (29) presenta inoltre due pareti laterali interne che si estendono da detta parete posteriore (30b) a dette pareti laterali esterne (29b, 29c).
6. Macchina secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di scolo comprendono inoltre due bocche di scolo (62b, 62c) praticate su dette pareti laterali interne, dalle quali si estendono rispettivi condotti di scolo longitudinali (64b, 64c) attraversanti detta parete posteriore (30b).
7. Macchina secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detta testa cava (29) Ã ̈ fissata all'estremitÃ anteriore di un porzione di guida allungata (28) di detto pressore (20) presentante profilo cavo, e dal fatto che detti mezzi di azionamento idraulici comprendono un cilindro idraulico principale (32) ricevuto longitudinalmente in detta porzione di guida allungata (28) e munito di uno stelo (33) collegato di testa a detta parete posteriore (30b).
8. Macchina secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di azionamento idraulici comprendono inoltre una coppia di cilindri idraulici ausiliari (70, 72) agenti su rispettivi lati opposti di detto cilindro idraulico principale (32) tra detto telaio (12) ed una struttura (74) solidale al pressore (20), e disposti in senso opposto rispetto a detto cilindro idraulico principale per aiutare quest'ultimo durante la corsa di rientro.
9. Macchina secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che detta struttura (74) comprende una piastra orizzontale inferiore (76) rinforzata da un reticolo di piastre verticali (78, 80, 81) saldate su una sua faccia, e presentante due ali (76a, 76b) sporgenti lateralmente alle quali sono ancorati gli steli di detti cilindri idraulici ausiliari (70, 72).