ITVI20080302A1

ITVI20080302A1 - Separatore centrifugo dei rifiuti besc

Info

Publication number: ITVI20080302A1
Application number: IT000302A
Authority: IT
Inventors: Luciano Zoia
Original assignee: Luciano Zoia
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2010-06-20

Description

TÌTOLO "Separatore centrifugo dei rifiuti BESC"

DESCRIZIONE

La presente invenzione oggetto di brevetto denominata "Separatore centrifugo dei rifiuti BESC" è una macchina che lavora differenti tipi di materiale proveniente da raccolta differenziata F.O.R.S.U, o alimentari scaduti separando la parte secca o il contenitore da quella liquida o contenuto. Perciò la macchina è concepita per raccogliere il materiale organico particolarmente adatto alla digestione anaerobica negli impiantì di biogas, Il materiale all'uscita dalla macchina separatrice, non solo deve essere privo di qualsiasi elemento inerte ma anche adatto al processo di demolizione metanigena nei digestori anaerobici.

Nel caso in cui si debba trattare confezioni di scatolette o barattoli di confetture, pelati oppure yogurt, bottiglie o bevande in generale, la macchina in questione espelle la parte vetrosa e plastica da una apertura dedicata mentre la parte liquida schizza e cola nel fondo della macchina. Avviene cosi ia separazione della sostanza umida dal resto del composto originario Questa sostanza viene raccolta in una vaschetta e pompata direttamente In un digestore oppure trattata per ottenere un composto organico disidratato.

Per poter ottenere un composto puro dal punto di vista del materiale organico, questa macchina deve utilizzare una quantità d'acqua appropriata per poter lavare all 'Interno della gabbia forata il materiale ridotto in pezzi.

La macchina si compone di tre elementi strutturalmente indipendenti e disgiunti ma dipendenti nel processo:

- tramoggia di carico del materiale con doppia coclea, di cui una con tratto destrorso e il restante sinistrorso, per movimentazione, triturazione, lacerazione e mescolamento (fig.2); - centrifuga di separazione del materiale che consiste in un contenitore con gabbia forata e all'Interno un albero rotante lungo il quale sono fissate delle pale per demolire ed espellere le scorie (fìg,3);

- vaschetta di raccolta della parte organica con coclea di miscelazione e pompa di rilancio (fìg-4).

APPARATO TRAMOGGIA DI CARICO (fìg.2}

La tramoggia di stoccaggio dei materiale da lavorare (fig.2) ss compone dì un telaio (fig.2,1), parte inclinato e parte diritto, con una paratia lungo il bordo (fig,2.S) per impedire la caduta di materiale dalla benna di carico e per aumentare la volumetria. La vasca (fìg.2. f ) di 4m di lunghezza e 1,5m di larghezza è in acciaio S275JR rivestita in AlSi 304 oppure totalmente in acciaio ABRACORR30. Sono presenti due aperture (fig.S.1) per l'ispezione e l'intervento di manutenzione e due coclee: una principale denominata "coclea alimentatrice" (fig.5,2) con la quale lacerare, rompere e spingere il materiale talquale all'interno del canale di alimentazione (fig.5.4) dei separatore centrifugo ed una secondaria (fig.5, 3) con fungono di rompiponte per impedire la formazione di cumuli e l arresto dei materiale. Le aperture sono delle lamiere incernierate sui profilo inferiore (fig.5.1), Sono situale nei fianchi inclinati in corrispondenza della zona di alimentazione. Sono bloccate nella posizione di chiusura da un perno infilato (fìg.2,5) nelle asole presenti sul lato superiore nella lamiera in corrispondenza della battuta di chiusura. A impedire l'uscita del materiale, è stata predisposta una protezione con lamiere forate (fìg,2) nel caso di intervento specifico o fortuito. La lamiera forata di fronte all'apertura (fig.2.3) è estraibile e si sfila lateralmente su guide; sono presenti due maniglie per l'operazione di trascinamento, il perno, infilato completamente, chiude un contato con un interruttore di posizione per il segnale di apertura/chiusura sportello. Come sistema di pesatore della tramoggia di alimentazione (fig.2),sono previste delle celle di carico posizionate soto le piastre di appoggio delle gambe della tramoggia (fig.2.6) Il sistema di movimentazione delle coclee {fig.5) si compone di:

motoriduttore epicicloidale con potenza pari a 7,5 kW con servoventilazione indipendente e rapporto di riduzione 1:70 {fìg.5.5};

inverter dedicato per inversione del moto delia coclea {posizione a quadro elettrico); sistema di accoppiamento tramite giunto elastico a catena con z=26 (fig.5, 6); sistema di anelli di tenuta e supporto con cuscinetto UCF 216 (ftg.5.7);

La coclea alimentatrice è supportata da un cuscinetto dalla parte del motore e libera da vincoli nella parte terminale, Si trova inserita in una cavità in lamiera semicircolare (fg.5.,8), ed è realizzata con un albero pieno diametro 90mm in acciaio 39NiCrMo3 bonificato {fig.5.9) e diametro delia spirale pari a 300, passo 300, La coclea rimane appoggiata solamente all'intemo del tratto di condotto (fìg.5.9; 2.9) che mette in comunicazione l'apparato tramoggia con l'apparato separatore centrifugo. Questo condotto ha cosi la funzione di incanalamento e compressione del materiale, contenimento-alloggiamento della coclea. La parte vincolata si compone di una sede per paraolio ed O-ring con flàngia di chiusura (ftg.5,7). L'albero passante ha una cava per chiavetta che mette in rotazione un pignone del giunto elastico a catena 16 82 (f1g.5.6). Questo è costituito da due pignoni con 26 denti, foro diametro 60mm. La catena è doppia, modello 16B1. Il giunto elastico ha lo scopo di permettere alla coclea disassamenti senza causare dei danni ai supporti e al motoriduttore. Questa eventualità non è remota in quanto la coclea è, come descritto precedentemente, svincolata nella parte di scarico e soggetta a colpi ripetuti durante il funzionamento.

APPARATO SEPARATORE CENTRIFUGO (fig.3; 6)

Il dispositivo tratato in questa sezione è il cuore dell'invenzione. Da esso dipende la corretta separazione detta frazione biodegradabile dei materiale lavorato, la quantità prodotta di organico per il trattamento anaerobico e ia pezzatura dei materiate spappolato per un corretto processo metanigeno, Il telaio (fig.3.4 ) è rivestito di pannelli in lamiera saldati e incernierati (fig.3.10) che fanno da camera stagna; contiene e sostiene un cilindro di lamiera forata (fig.3.2) chiamato “gabbia' dello spessore di 10mm con un diametro approssimativo di 640mm, Presenta una parte apribile {fìg.3,15), sportello per ispezione, per intervenire In caso di arresto dell'albero rotore, Le travi (fig.3.1) sono dei tubolari a sezione rettangolare 100x50; I fori della lamiera hanno lo scopo di permettere al materiale di fuoriuscire sotto la spinta della forza centrifuga, lacerato e spezzettato, per effetto dell'attrito nel moto rotatorio e degli urti contro le parete. Il diametro dei fori varia da 16mm a 20mm; il primo caso, é consigliabile con l'utilizzo di contenitori per evitare che vetro e sostanze simili vengano espulse con l'organico; il secondo caso, con materiale organico di elevata dualità, Le lame (fig.6.9} spappolano il materiale,colpendolo e tagliandolo. Per realizzare ciò, presentano un Inserto in materiale durissimo, una placcrietta in CREUSABRO 8000 (fig.6-9.2) che funge da lama tagliente e rivestimento protettivo per il supporto (fig.6.9.1), nella posizione di estradosso.

Il secondo parametro, dopo il diametro del fori, molto importante, è la velocità di rotazione dell'albero (fig.6.2). Il sistema di trasmissione della rotazione (fig.6), che porta l'albero a ruotare da 1090 a 1440 gpm grazie al contributo dell'inverter, si compone di:

- puleggia condotta (fig,6.6;3,7) diametro 300mm. η,β cave, SPB3535;

puleggia motrice (ftg.6.5;3.5) diametro 225mm, n.8 cave, SPB3535;

n,8 cinghie trapezoidali (fig.6,7;3.6} serie B 100, lunghezza 254Qmm:

motore trifase (ftg.6-4;3.4), 4 poli, 50Hz, potenza 55kW a 99A. 144Qgpm

sistema dì registro e tensionamento (fig.6, ì 1 ) delle cinghie con vitoni M32;

L'interasse dì montaggio delle pulegge è 7S0mm. Per motivi di sicurezza e protezione, è previsto un carte montato a copertura della trasmissione (fig.3.13). L’albero è un tubo di acciaio S355JR dello spessore dì 20mm e diametro 200mm, lungo 2000mm (fìg.6.2). L’albero è flangiato alla base e la contro-flangia presenta un mozzo scanalato (flg.6.13) per l'accoppiamento con un alberino scanalato (fig.6.14). che ruota su un cuscinetto a rulli conici 32216 (fìg.6.15), alloggiato in una cassa in bagno d'olio (fìg.6.16), L'elevata velocità di rotazione causerebbe il grippaggio del cuscinetto per la fuoriuscita del grasso lubrificante dalle fessure di accoppiamento delle parti meccaniche, Per questa ragione è stato pensato un sistema di sostentamento in bagno d olio. Un piccolo recipiente di 1 litro (fìg.6,17; 3.9) è il vaso di espansione del circuito per la dilatazione termica dell'olio ed per il suo eventuale reintegro, Nella sua parte superiore, l'albero rotore presenta un prolungamento (fig.6.3) tramite una barra di 90mm di diametro in acciaio saldato con dischi di rinforzo all'interno del tubo, A contribuire al sostegno del rotore c'è un sopporto UCF 218 (fig.6.8) doppia corona di sfere con foro conico e bussola conica serie 318.

Per quanto concerne il sistema di bagnatura della gabbia, ci sono tre ugelli (fig.6.20) a diversa altezza che, attraverso un condoto d'acqua del diametro di 2 pollici , lavano tutto il materiale trattato, trascinando l'organico e tenendo pulita la gabbia. L'effetto di lavaggio e pulizia è originato dall'azione molto vorticosa dell'ata.

APPARATO DI RACCOLTA E POMPAGGIO (fig,4)

Il materiale, che cola e scénde dal cilindro forato (gabbia) dopo l'azione del rotore (Insieme di albero e lame) dell'apparato centrifugo, viene raccolto in un recipiente (fig.4.1), leggermente svasato, tramoggia, con all<'>Interno una coclea (fig.4,2), Questa ha il compito di mantenere il materiale, reso poltiglia e bagnato dall'acqua, piu omogeneo possibile. Questa condizione è essenziale per poter garantire un pompaggio efficace e costante evitando cavitazione della pompa, Per quest'operazione è possibile impiegare una pompa monovite, 6bar di prevalenza, 25 m<3>/h di portata per materiale poco abrasivo o centrifuga multistadio a girante arretrata di 7.5 kW in alternativa. La coclea (fig.4,2) ha diametro dì 180mm, passo 180mm con albero da 60mm, La rotazione dell'albero coclea è 120 gpm, la potenza installata è 1,5 kW (ftg.4,3) con motoridutore a vite senza fine (fìg.4.4). La coclea viene montate su una piastra (fig,4,6) con un cuscinetto a flangia imbullonato, diametro interno 55mm, sulla faccia esterna mentre all'interno sì trova una sede con paraolio e O-ring come guarnizione rotante e un disco di chiusura delle tenute. La coclea rimane sospesa a sbalzo sostenuta dal cuscinetto a flangia e dal motoriduttore. Il foro in basso (fig.4,5) da 4 pollici è l'apertura di scarico per la tubazione di alimentazione deila pompa. Il livello del materiale fluido viene rilevato con un sistema ad aste con misura di massimo, mìnimo. Questo segnale serve all'avviamento e arresto della pompa. La vascheta è estraibile con la semplice azione di trascinamento

PROCESSO

Il processo di lavorazione si compone di operazioni che la macchina descritta esegue in continuo e automaticamente. Quando la tramoggia di carico (fig.2) viene riempita dalla pala, le celle di carico (fig.2.6) rilevano la presenza di un peso e la coclea di alimentazione (fig,5.2) inizia a far avanzare il materiale accumulato nel fondo del cassone, li materiale viene cosi spinto all'interno del condotto di collegamento {fig.2, S) fino al separatore (fìg.3,14); la coclea secondaria (fig.2, 2; 5.3) invece sposta la massa che si accumula sopra la bocca di scarico (fig.5.4). Questa azione secondaria impedisce la formazione di zone di sospensione che ostacolerebbero l'avanzamento del materiale. Il trato finale della coclea secondaria, retroverso rispetto al trato precedente, riporta il materiate nel flusso principale. Nel caso sì renda necessario un Intervento per sbloccare un intasamento del condotto (fig.5.4) si può intervenire in sicurezza o utilizzando la scala (provviste di protezione (fig.2,7)) o aprendo gli sportelli dì Ispezione (fig.5.1) dopo aver rimosso la lamiera forata (fìg.2,3). In questo momento, eseguendo le operazioni manualmente, si può far avanzare la coclea e poi retrocedere per sbloccare io scarico. Il materiale che giunge all'apparato separatore centrifugo (fig.3), subisce: degli urti violenti dovuti alte lame, spappolandosi (fig.6.9; 6,10); delle spinte centrifughe ed assiali dovute al vortice d'aria {1000/1400 gpm) originato dall'inclinazione delle lame e dalla loro posizione elicoidale lungo l’albero rotante. Il materiale distrutto viene spremuto sulle pareli forate del cilindro {fìg.3.2) mentre saie verso l’alto e colpito ripetutamente dalle lame. Durante questo tragitto, dagli ugelli ffig.6,20) viene spruzzata una quantità d’acqua pari a 15 m3 /h, pari a 1 litro per kg di materiale. L’acqua serve a impedire l'Intasamento dei fori, a far cadere il materiate organico, pulendo le plastiche ed la restarne tipologia d’inerte. Quest'ultime vengono espulse attraverso l'apertura (fig.3.16) per effetto delle palette (fìg.6,10) che scagliano il materiale al di fuori del separatore centrifugo attraverso il condotto di scarico (fig.6.19}. Avviene così la separazione delta frazione organica. Nel caso si verifichi un intasamento all'Interno della gabbia, esiste uno sportello d'ispezione (fig,6.1;3.15), per l'accesso all'albero rotante. Questa frazione organica si accumula nella vaschetta (fig.4) all’interno della quale una coclea (fig.4.2) procede a mescolarla in contìnuo per renderla omogenea e pompabile al biodigestore.

Claims

RIVENDICAZIONI 1 . Separatore centrifugo dei rifiuti BESC (fìg.1) caratterizzato rial fatto che si compone di tre organi, tramoggia dì carico a due coclee (fìg.2); apparato separatore centrifugo soprannominato "componente centrifugo” composto da un contenitore con gabbia forata e all'interno un albero rotante con lame (fig.3;6); vaschetta di raccolta e pompaggio (fig.4), tutti strutturalmente separati ma interdipendenti, 2, Separatore centrifugo dei rifiuti BESC (fig.1 } secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che raccoglie e demolisce il materiale come F.O.R.S.U., alimentari scaduti, yogurt, pelati, succhi dì frutta ed altro genere di rifiuto separando la parte inerte che fa da contenitore come plastica, vetro, latta, legno dalia parte organica contenuta, adatta ad alimentare i digestori anaerobici negli impianti a biogas; 3. Separatore centrifugo dei rifiuti BESC (fig.1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il componente centrifugo (fìg.3) appoggia su antivibranti VIBROSTOP*’ AA1000AS (fìg.3.3) per smorzare le Vibrazioni dovute allo sbilanciamento dinamico dell'albero per usura o danneggiamento e alle inerzie in gioco; 4. Separatore centrìfugo dei rifiuti BESC (fig,1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l’albero del componente centrifugo (fig.6,2) ruota alla velocità dì 1000gpm con il normale rapporto di riduzione e fino a 1400 con in verter a quadro grazie ad una trasmissione dei molo con una puleggia condotta a 8 gole, 3Q0mm di diametro SPB 3535 (frg.6.6) con interasse 880mm, 8 gole per 8 cìnghie trapezoidali B1Q0. una puleggia motrice 225mm di diametro, SPB 3535 (fìg.8.5) e motore eletrico trifase 3S0-S7GV, 4 poli. 55 kW (fìg.6.4;3.4); 5. Separatore centrifugo dei rifiuti BESC (fig.1) secondo ia rivendicazione 1. caratterizzato dai fatto che il motore elettrico 55 kW è fissato su una piastra dì registro (fig.6,11), incernierata da un lato al telaio del componente centrìfugo e dall'altro lato presenta due asole per il serraggio dì 2 vitoni M30 saldati e solidali a 2 bussole rotanti; 6. Separatore centrifugo dei rifiuti BESC (fig.1 ) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la trasmissione a cinghia è protetta da un carter (fig.3- 13), con fori per viti MS saldate a telaio e il bloccaggio tramite dadi e rondelle, munito di interruttore di sicurezza per segnalare l'apertura durante la funzione "in marcia", con inoltre un sensore ottico di posizione, encoder, per segnalare che l’albero è in rotazione utilizzando un dispositivo ottico situato sul carter (fig.8 13) che utilizza i fori predisposti sulla puleggia condotta; 7. Separatore centrifugo dei rifiuti BESC (fig,1 ) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'albero del componente centrifugo (fig,3; 6} è provvisto di una serie di piastre sagomate a settore di disco (fig.6.9) inclinate dì 15 gradi rispetto al piano orizzontale ffig.6) con l’aggiunta di 2 piastre contrapposte verticali (fig.6.1Q;6.l8) 190mm x 200mnn nella parte terminale dell'albero; 8, Separatore centrifugo dei rifiuti BESC (fìg,1) secondo la rivendicazione 1. caratterizzato dal fato che il componente centrifugo è provvisto di un impianto idraulico di bagnatura con ugelli che sono disposti a diverse altezze e disassali (fjg.6.20) per il lavaggio del materiale e delia gabbia, con una portata d'acqua in rapporto di 1 col materiale; 9, Separatore centrifugo dei rifiuti BESC (fig.1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il componente centrifugo è Ispezionabile da uno sportello esterno (fig.3.10) nel caso di manutenzione e verifica del sistema di bagnatura e da uno sportello interno ricavato sulla gabbia forata(fig.3.15:6.1 ) per il controllo e la verifica dell'albero; 10, Separatore centrifugo dei rifiuti BESC (fig.1 secondo la rivendicazione 1 , caraterizzato dal fatto che il componente centrifugo ha una piastra circolare (fig.6.21) con numero 6 fori di diametro 60mm, per lo scolo dei materiale reso poltiglia che si accumula alta base della gabbia dove presenta una flangia (fig.6,12) e una controflangia con alberino diametro 60mm munito di ghiera miscelatrice (fig.6.22;6.13:6.14} alloggiato nella sede del sistema di supporto a cuscinetto obliquo a rulli (fig.6.15) che è costituito da scatola ermetica a bagno d'olio (fig.6.16) per 11 mantenimento della lubrificazione del cuscineto ad altissima velocità e connessa ad un contenitore dì 1 litro per il reintegro e mantenimento del livello dell<'>olio (fig.e.17); 11 , Separatore centrifugo dei rifiuti BESC {fìg_l > secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che soto il componente centrifugo c'é l'apparato di raccolta e pompaggio del materiale trattato, composto da una vaschetta (fig.4) con una coclea miscelatrice dì diametro 180mm, passo 180 a sbalzo, albero d'asse di 60mm di diametro (ftg.4.2) e mossa da un motoriduttore a vite senza fine con numero di giri pari a 200 e potenza 1.5kW (fig,4,3;4.4), coclea che ha come sostegno uri supporto flangiato con cuscinetto a sfere (fig.4.6) e come organo di tenuta idraulica un paraoìio con OR stretti nella cava da una piastra Imbullonata a telaio; 12. Separatore centrifugo dei rifiuti BESC (fig.1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fato che la tramoggia di carico (fig.2) è provvista di apertura laterale a ribalta per ispezione e manutenzione della coclea (fig.S.I ), azionabile tramite estrazione dì un perno (fìg.2.5), con davanti una protezione grigliata (fig.2.3) costituita da lamiere estraibili (fig.2.4); 13. Separatore centrifugo dei rifiuti BESC (fig.1) secondo là rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il materiale nella tramoggia di carico viene movimentato da una coclea (fìg.5.2) che si estende libera appoggiata all'interno dell’apertura di scarico (fig.5.4;5.9), vincolata all'estremità opposta dello scarico, tramite giunto elastico a catena (fìg.5.6), denominata ‘coclea alimentatrice" dì diametro pari a 300-400mm mossa da un motoriduttore epicicloidale a 3 stadi, potenza di 7,5 kW (fig.5,5); 14. Separatore centrifugo dei rifiuti BESC (flg.1) secondo le rivendicazione 1, caratterizzato dal Fatto che sulla tramoggia di carico è installata una coclea (fig.5.3:2.2) denominata 'coclea ausiliaria", sulla parte inclinata, con la funzione di rompiponte e ha la sua lunghezza per 3⁄4 caratterizzata da una spirale destrorsa e 3⁄4 sinistrorsa (ffg.5,3;2.2) con rotazione opposta alla coclea alimenta tri ce (fìg.5.2) sostenuta da supporti a flangia UCF (fg.2,10) in entrambe le teste dell’asse della coclea e connessa al motoriduttore tramite giunto elastico a catena con potenza installata di 5,5 kW (fig,5) mediante motoriduttore epicicloidale; 15. Separatore centrifugo dei rifiuti BESC (fig,1 ) secondo ia rivendicazione 1 , caratterizzato dai fatto che la coclea alimentatrice (fig.5.2) può ruotare in entrambi I versi grazie ad un dispositivo elettronico, inverter, allo scopo di effettuare manovre di sblocco per presenza di intasamento o galleggiamento del materiale; 16, Separatore centrifugo dei rifiuti BESC (fig.1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzalo dal fatto che la tramoggia di alimentazione (f<g,2) poggia su celle di carico della portata di 7500 kg runa per la pesatura del materiale conferito {fìg.3,3); 17 Separatore centrifugo dei rifiuti BESC (fig.1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la vaschetta (fig.4) dell<'>apparato di raccolta e pompaggio presenta un sistema di rilevazione del livello di riempimento tramite aste di misurazione, minimo-massimo staffate sulla vaschetta; 18. Separatore centrifugo dei rifiuti BESC (ffg.1) secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fato che il materiale che costituisce le lame o i taglienti del supporti (fig.6.9 1;6.9,2) è in acciaio al manganese con tenore di titanio, sigla commerciale CREUSABRO4800 o 8000; 19. Separatore centrifugo dei rifiuti BESC (fig.1 ) secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fato che il telaio e le lamiere che compongono l'intera macchina (fig.1), in ambiente corrosivo per presenza di ammoniaca sono in acciaio speciale, sigla commerciale ABRACORR30.