ITTO950977A1 - Disposotivo di filtraggio. - Google Patents

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Abstract

Dispositivo di filtraggio (1) in cui un contenitore (14) definisce una camera (20) alloggiante filtri a carboni attivi (55) atti ad assorbire un solvente industriale. Il contenitore (14) è provvisto di un primo e di un secondo dispositivo a saracinesca (22) interposti rispettivamente tra la camera (20) ed un ingresso di aspirazione (18) e la camera (20) ed un'uscita di scarico (42). Il primo ed il secondo dispositivo a saracinesca (24, 33) sono mobili tra una posizione di normale funzionamento in cui entrambi i dispositivi a saracinesca (24, 33) sono aperti e viene stabilito un flusso di aria inquinata da solventi attraverso la camera (20) ed una posizione di recupero per cui entrambi i dispositivi a saracinesca (24, 33) sono chiusi e viene attivato un dispositivo per la rigenerazione (7) dei filtri a carbone attivo.(Figura 1).

Description

D E S C R I Z I O N E
del brevetto per invenzione Industriale
La presente invenzione è relativa ad un dispositivo di filtraggio.
Sono noti dispositivi di filtraggio, in particolare dispositivi di filtraggio a carboni attivi, atti ad essere installati in ambienti industriali nei quali è presente aria inquinata da particelle solide e da vapori, in particolare vapori di solventi industriali. I dispositivi di filtraggio noti comprendono un contenitore alloggiente uno o più filtri a carboni attivi ed un dispositivo di aspirazione, ad esempio realizzato da un ventilatore centrifugo, atto a realizzare l'aspirazione di un flusso di aria inquinata attraverso un ingresso di aspirazione del contenitore per alimentare tale flusso ai filtri che forniscono in uscita al contenitore un flusso di aria purificata. I filtri a carboni attivi devono essere periodicamente rigenerati per 1 eliminazione dei solventi depositati nei filtri stessi; per effettuare tale operazione i filtri devono essere rimossi dal contenitore e devono essere portati in appositi centri di raccolta nei quali viene svolta l'eliminazione dei solventi dai filtri stessi. Le operazioni di rigenerazione sono di lunga realizzazione e sono inoltre estremamente onerose in quanto comprendono la rimozione, il trasporto e la rigenerazione dei filtri presso centri specializzati.
Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo di filtraggio nel quale le operazioni di rigenerazione dei filtri possano essere svolte in loco senza la rimozione dei filtri stessi.
Il precedente scopo è realizzato dalla presente invenzione in quanto essa è relativa ad un dispositivo di filtraggio del tipo descritto nella rivendicazione 1.
L'invenzione verrà ora illustrata con particolare riferimento al disegno allegato che rappresenta, in modo schematico, un dispositivo di filtraggio realizzato secondo i dettami della presente invenzione.
Nella figura è indicato con 1, nel suo insieme, un dispositivo di filtraggio a carboni attivi comprendente un'unità di filtraggio a carboni attivi 5 ed un dispositivo 7 per la rigenerazione dei carboni attivi comprendente un'unità per la generazione di aria surriscaldata 9 accoppiata con l'unità di filtraggio 5 ed una unità di recupero solvente 11 accoppiata con l'unità di filtraggio 5.
In particolare, l'unità di filtraggio 5 comprende un contenitore metallico 14 presentante forma sostanzialmente parallelepipeda e definente al suo interno una prima camera parallelepipeda inferiore 16 comunicante con l'esterno attraverso un condotto di aspirazione 18 ed una seconda camera parallelepipeda intermedia 20 sovrapposta alla camera 16 e separata da quest'ultima da una parete divisoria 22. La parete divisoria 22 presenta inoltre una apertura (non rappresentata) chiusa da un dispositivo a serranda 24 ad alette multiple azionato da un servomotore 26. II dispositivo a serranda 24 è mobile tra una posizione di chiusura, per cui le camere 16 e 20 sono separate tra di loro ed una posizione di apertura per cui le camere 16, 20 comunicano tra di loro attraverso il dispositivo a serranda 24 stesso. Il contenitore 14 definisce inoltre una terza camera parallelepipeda superiore 28 sovrapposta alla camera intermedia 20 e separata da quest'ultima da una parete divisoria 30 presentante una apertura (non rappresentata) chiusa da un dispositivo a serranda 33 ad alette multiple azionato da un servomotore 36. Il dispositivo a serranda 33 è mobile tra una posizione di chiusura, per cui la camere 20 e 28 sono separate tra di loro ed una posizione di apertura per cui le camere 20, 28 comunicano tra di loro attraverso il dispositivo a serranda 33 stesso. La terza camera 28 alloggia un ventilatore centrifugo 38 il quale è azionato da un motore elettrico 40 ed è atto ad aspirare i gas contenuti all'interno dalla camera superiore 28 per espellere tali gas attraverso un condotto di scarico 42 che si estende verso l'esterno del contenitore 14.
La camera parallelepipeda inferiore 16 alloggia una pluralità di prefiltri rigenerabili 45 dispostil trasversalmente alla camera 16 stessa ed atti ad intercettare il flusso Fj di gas transitanti dal condotto di aspirazione 18 al dispositivo a serrand 24. La camera parallelepipeda inferiore 16 alloggia inoltre una pluralità di filtri rigenerabili 47 affacciati ai prefiltri 45 ed atti a ricevere il flusso di gas che transita attraverso i prefiltri 45 stessi.
La seconda camera 20 alloggia una pluralità di filtri a carbone attivo 55 (tre nell'esempio di realizzazione illustrato} atti ad intercettare il flusso di gas F2 transitante attraverso la camera 20 dal dispositivo a serranda 24 al dispositivo a serranda 33.
L'unità di generazione di aria surriscaldata 9 comprende uno scambiatore di calore aria/olio 57 il quale presenta un ingresso 57a comunicante con la seconda camera 20 attraverso un condotto di aspirazione 60 lungo il quale è interposto un elettroventilatore 61 ed una uscita 57b comunicante con la camera 20 attraverso un condotto di alimentazione 62 aria surriscaldata. L'elettroventilatore 61 è atto a convogliare l'aria aspirata in una porzione inferiore della camera 20 verso lo scambiatore di calore 57 dove l'aria viene fortemente riscaldata (fino a circa 130 C°) e successivamente rimessa nella camera 20 attraverso il condotto 62. L'unità 9 comprende inoltre. una caldaia elettrica 64 la quale alimenta, attraverso un condotto di ingresso 66, olio caldo in pressione allo scambiatore 57; la caldaia elettrica 64 è inoltret. accoppiata con una elettropompa 68 che alimenta alla caldaia 64 stessa l'olio in uscita allo scambiatore 57. La caldaia 64 è inoltre provvista di un termostato di regolazione 70 per l'impostazione della temperatura olio e di un termostato di sicurezza 72 per la disattivazione dalla caldaia 64 in caso di superamento di una temperatura massima di soglia.
L'unità di recupero 11 comprende uno scambiatore di calore 77 presentante un ingresso 77a collegato con la camera 20 attraverso un condotto di aspirazione 78 e presentante al suo interno una serpentina di raffreddamento 80 di un impianto frigorifero 82. Lo scambiatore di calore 77 è atto a realizzare il raffreddamento dei gas ad esso alimentati attraverso il condotto 78 ottenendo la condensazione di almeno parte di tali gas che si depositano in forma liguida in una porzione inferiore 77d dello scambiatore di calore 77 stesso; in particolare, lo scambiatore di calore 77 è provvisto di un condotto di scarico 83 per lo scarico dei gas liquefatti.
Lo scambiatore di calore 77 presenta una uscita 77b che comunica attraverso un condotto 85 con l'ingresso 87a di uno scambiatore di calore 87 presentante a sua volta una uscita 87b comunicante con la seconda camera 20 attraverso un condotto 88 lungo il< quale e disposto un elettroventilatore 89. LOT scambiatore di calore 87 alloggia una serpentina di riscaldamento 91 dell'impianto frigorifero 82. In particolare, l'impianto frigorifero 82 (di tipo noto} comprende un compressore 93 il quale è atto a comprimere un fluido di lavoro (convenientemente realizzato dal gas R22 o R134) nella serpentina 91 ottenendo il riscaldamento della serpentina 91 stessa; tale gas compresso viene successivamente alimentato ad un condensatore alettato scambio gas-aria 95 e quindi fornito alla serpentina 80 dove si realizza l'espansione del gas stesso ed il conseguente raffreddamento della serpentina 80. L'unità di recupero 11 comprende inoltre un condensatore alettato 97 di scambio aria - aria interposto lungo il condotto di aspirazione 78 ed accoppiato con un elettroventilatore 98; il condensatore alettato 97 è atto a realizzare un abbassamento della temperatura dei gas aspirati nel condotto 78. Il dispositivo 1 comprende inoltre un dispositivo alimentatore di gas inerte 101 atto ad alimentare alla camera parallelepipeda 20 un flusso di gas inerte (ad esempio azoto, anidride carbonica, ecc). Il dispositivo 101 comprende un recipiente di gas in pressione 102 presentante una uscita I02a comunicante con la camera 20 attraverso un tubo 103 ed una elettrovalvola 105 disposta lungo il tubo 103.
In uso, il dispositivo di filtraggio 1 può essere vantaggiosamente installato in un ambiente industriale (non illustrato), ad esempio un capannone industriale nel quale è installato un impianto di verniciatura, nel quale è presente aria inquinata da vapori di solventi industriali (quali ad esempio Toluolo, Toluene, Xilolo, Xilene, ecc..) e da particelle solide. In particolare, il dispositivo 1 può essere vantaggiosamente installato su una cabina di verniciatura (non illustrata).
Il dispositivo 1 opera normalmente un ciclo di filtraggio per l'aspirazione dell'aria inquinata e l'emissione di aria purificata all'esterno dell'ambiente industriale. Durante tale ciclo di filtraggio, entrambi i dispositivi a serranda 24 e 33 sono aperti, l'elettrovalvola 105 è chiusa, il motore elettrico 40 è attivo, la caldaia elettrica 64 è disattivata e l'impianto frigorifero 82 è spento.
L'aria inquinata presente nell'ambiente industriale (non illustrato) o nella cabina di verniciatura (non illustrata) viene aspirata attraverso il condotto 18 ed immessa nella camera inferiore 16 dove avviene una prima purificazione dell'aria stessa mediante i prefiltri 45 ed i filtri 47 che assorbono le particelle solide presentì nell'aria inquinata. L'aria inquinata penetra quindi nella camera intermedia 20 attraverso il dispositivo a serranda 24 e raggiunge i filtri a carboni attivi 55 che assorbono i solventi presenti nell'aria inquinata; per tale motivo l'aria che viene aspirata nella camera superiore 28 dal ventilatore centrifugo 38 e successivamente espulsa dal condotto di scarico 42 è sostanzialmente priva di solventi (aria purificata).
Al termine di un prefissato numero di ore di esercizio, i filtri a carboni attivi 55 hanno assorbito una grande quantità di solvente e devono pertanto essere rigenerati.
A tale scopo il dispositivo 1 opera un ciclo di rigenerazione in cui, entrambi ì dispositivi a serranda 24 e 33 sono chiusi, il motore elettrico 40 è disattivato, la caldaia elettrica 64 è accesa e l'impianto frigorifero 82 è attivato.
L'aria presente nella camera intermedia 20 viene aspirata dall'elettroventilatore 61 ed alimentata allo scambiatore di calore 57 che rimette nella camera intermedia 20 aria surriscaldata. L'immissione di aria surriscaldata nella camera 20 produce il riscaldamento dei filtri 55 e la conseguente evaporazione del solvente presente nei filtri 55 stessi; la miscela di vapore di solvente e aria viene aspirata nel condotto 78 (grazie all'azione dell'elettroventilatore 89} ed è alimentata al condensatore 97 dove tale miscela di gas subisce un primo raffreddamento. Successivamente la miscela di gas è alimentata allo scambiatore di calore 77 dove la miscela di gas viene fortemente raffreddata ottenendo la condensazione del solvente che si deposita in forma liquida nella porzione inferiore 77d dello scambiatore di calore 77. Il solvente liquido può essere spillato dallo scambiatore di calore 77 attraverso il condotto 83 e versato in un recipiente 99. I gas che fuoriescono dallo scambiatore di calore 77 (comprendenti aria ormai sostanzialmente priva di solventi) vengono successivamente pre riscaldati dallo scambiatore di calore 87 ed alimentati alla camera 20. In questo modo, il calore generato nell'impianto frigorifero 82 non viene disperso ma viene utilizzato per pre riscaldare i gas alimentati alla camera 20 migliorando il rendimento termico del dispositivo 1. Durante il ciclo di rigenerazione la elettrovalvola 105 può essere aperta alimentando alla camera 20 un flusso di gas inerte che si miscela ai vapori di solvente al fine di impedire eventuali reazioni esotermiche all'interno della camera 20.
Da quanto sopra detto risultano chiari i vantaggi della presente invenzione in quanto la rigenerazione dei filtri a carbone attivo viene svolta in modo del tutto automatico e senza rimuovere i filtri stessi. Il dispositivo 1 realizza pertanto un elevato risparmio (in quanto non sono più necessari le operazioni di rimozione, trasporto e rigenerazione dei filtri) e realizza il recupero del solvente che può essere' riutilizzato. Il dispositivo 1 presenta inoltre ingombri ridotti, basso costo di esercizio ed elevato rendimento .
Risulta infine chiaro che modifiche e varianti possono essere apportate al dispositivo di filtraggio descritto senza peraltro uscire dall'ambito protettivo della presente invenzione.

Claims (1)

  1. R IV E N D I C A Z IO N I 1.- Dispositivo di filtraggio caratterizzato dal fatto di comprendere: mezzi contenitori (14) definenti almeno una camera principale (20) per alloggiare mezzi di filtro (55) a carboni attivi atti ad assorbire una sostanza, in particolare un solvente industriale; - primi mezzi a saracinesca (22) interposti tra detta camera principale (20) ed un ingresso di aspirazione (18) di detti mezzi contenitori (14); - secondi mezzi a saracinesca (33) interposti tra detta camera principale (20) ed un'uscita di scarico (42) di detti mezzi contenitori (14); - mezzi di aspirazione principale (38,40) atti a creare, quando attivi, un flusso di aspirazione da detto ingresso di aspirazione (18) e detta uscita di scarico (42) attraverso detta camera principale (20); - mezzi di rigenerazione (7) dei detti mezzi di filtro atti a realizzare l'evaporazione delle sostanze depositate in detti mezzi di filtro (55); detti mezzi di rigenerazione (7) essendo inoltre atti ad ottenere la condensazione ed il recupero almeno parziale delle dette sostanze evaporate; detti primi e secondi mezzi a saracinesca (24,33) essendo mobili tra una posizione di filtraggio in cui entrambi detti mezzi a saracinesca (24,33) sono aperti e viene stabilito detto flusso di aspirazione per l'assorbimento della detta sostanza mediante detti mezzi di filtro (55) ed un una posizione di rigenerazione per cui entrambi i mezzi a saracinesca (24,33) sono chiusi e detti mezzi di rigenerazione (7) sono attivi. 2.- Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di rigenerazione (7) comprendono: mezzi generatori di flusso (9) comunicanti (60,62) con detta camera principale (20) ed atti ad alimentare (62) a detta camera principale (20) un flusso di gas riscaldante; - mezzi di recupero (11) comunicanti (78) con detta camera principale (20) ed atti ad aspirare (89) da detta camera principale una miscela di gas comprendente detta sostanza evaporata da detti mezzi a filtro (55); detti mezzi di recupero (11) comprendendo almeno mezzi condensatori (77) riceventi in ingresso detta miscela di gas ed atti a realizzare il raffreddamento della miscela e la liquefazione di almeno parte della detta sostanza contenuta in detta miscela . 3.- Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi generatori di flusso (9) comprendono: - un primo scambiatore di calore (57) aria/fluido di lavoro collegato in ingresso (57a) con detta camera principale e presentante un'uscita (57b) comunicante con detta camera principale (20); mezzi riscaldatori del fluido di lavoro (64) cooperanti con detto scambiatore di calore (57); primi mezzi ventilatori (61) atti a movimentare detto flusso riscaldante dal detto primo scambiatore di calore (57) alla detta camera principale (20). 4.- Dispositivo secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di recupero (11) comprendono: un secondo scambiatore di calore (77) comunicante (78) in ingresso con detta camera principale (20); - un terzo scambiatore di calore (87) presentante un ingresso (87a) collegato con una uscita (77b) di detto secondo scambiatore di calore (77); detto terzo scambiatore di calore (87) presentando un'uscita (87b) comunicante (8) con detta camera principale (20); un impianto frigorifero (82) comprendente una unità refrigerante (80) accoppiata con detto secondo scambiatore di calore (77) ed un'unità riscaldante (91) accoppiata con detto terzo scambiatore di calore (87); e - secondi mezzi ventilatori (89) atti stabilire un flusso di miscela di gas dalla detta camera principale verso detto secondo scambiatore di calore (77). 5.- Dispositivo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di pre -raffreddamento (97) interposti tra detta camera principale (20) e detto secondo scambiatore di calore (77). 6.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi contenitori (14) definiscono una camera ausiliaria (16) comunicante con detta camera principale (20) attraverso detti primi mezzi a saracinesca (24) e comunicante con detto ingresso di aspirazione (18); detta camera ausiliaria (16) alloggiando mezzi di prefiltro (45) atti ad assorbire le particelle solide presenti nei gas aspirati nella camera ausiliaria stessa (16). 7.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi alimentatori di gas inerte (101) atti ad alimentare alla detta camera principale (20), quando attivi (105), un flusso di gas inerte. 8 Dispositivo di filtraggio sostanzialmente come descritto ed illustrato con riferimento al disegno allegato .
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