ITVI20120190A1 - Macchina per la microfiltrazione continua di acque di processo e di scarico riutilizzabili nell'agricoltura e nell'industria - Google Patents

Macchina per la microfiltrazione continua di acque di processo e di scarico riutilizzabili nell'agricoltura e nell'industria Download PDF

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ITVI20120190A1
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Description

D E S C R I Z I O N E
Campo di applicazione
[001] La presente invenzione à ̈ generalmente applicabile al settore del trattamento delle acque ed ha specificamente per oggetto una macchina per la microfiltrazione continua di acque di processo e di scarico destinate ad essere riutilizzate nel settore agricolo ed industriale.
Stato della Tecnica
[002] E’ noto che l’acqua à ̈ diventata una risorsa essenziale per il nostro pianeta e può costituire un bene strategico a livello mondiale. Per soddisfare la crescente richiesta di acqua ad uso soprattutto nell ’agricoltura e nell'industria sono state sviluppate tecnologie innovative per riutilizzare e riciclare le acque di processo e di scarico degli impianti di depurazione civili ed industriali.
[003] Dal brevetto europeo EP 1 129 757 a nome della stessa richiedente, Ã ̈ nota una macchina per la microfiltrazione di particelle solide sospese in una corrente di liquido, avente tutte le caratteristiche definite nel preambolo della rivendicazione 1.
[004] In particolare, la macchina descritta nel suddetto brevetto comprende un involucro scatolare con un condotto di ingresso del liquido da filtrare definente una direzione di flusso, in cui il cassone alloggia al suo interno una camera di alimentazione per contenere il liquido da filtrare, una camera di trattamento posta a valle della camera di alimentazione ed avente una parete di fondo almeno parzialmente cilindrica, almeno una coppia di dischi filtranti calettati su un albero sostanzialmente perpendicolare alla direzione del flusso, i suddetti dischi avendo superfici interne atte a delimitare la camera di trattamento e bordi periferici a contatto strisciante con la parete di fondo, almeno una camera di efflusso del liquido filtrato posta a valle della camera di trattamento e delimitato dalla coppia di dischi filtranti, un condotto di scarico del liquido contenuto nella camera di efflusso e formato nell'involucro. Sono previsti mezzi motori agenti sull’albero e/o sui dischi filtranti per impartire alla coppia di dischi una rotazione in un senso predeterminato, mezzi di lavaggio a getto diretti contro le superfici esterne dei dischi per rimuovere le particelle trattenute dagli stessi, mezzi di convogliamento delle particelle solide rimosse dai mezzi di lavaggio comprendenti almeno una prima canaletta longitudinale interposta tra i dischi ed avente bordi longitudinali sostanzialmente paralleli e posti ad una distanza minima dalle superfici interne dei dischi per raccogliere le particelle solide rimosse.
[005] Questa nota macchina, prodotta e commercializzata dalla Richiedente con il marchio ULTRASCREEN<®>, utilizza dischi con reti filtranti operanti secondo il principio della filtrazione dinamica tangenziale, in base al quale, quando il disco à ̈ in rotazione, la direzione del flusso in ingresso à ̈ sostanzialmente parallela ai dischi filtranti e quindi le particelle che li lambiscono hanno una velocità con una componente principale parallela al flusso ed una secondaria perpendicolare allo stesso, cioà ̈ con una risultante del vettore velocità inclinato rispetto al piano di sviluppo delle reti.
[006] Ne consegue che la sezione di passaggio effettiva delle maglie della rete à ̈ minore della sezione frontale teorica per effetto dell'inclinazione della velocità relativa delle particelle. Quindi, ad una maggiore velocità di rotazione dei dischi corrisponde una minore sezione di passaggio della rete. Così si ottiene l’effetto dinamico di bloccare particelle che passano attraverso la rete con una dimensione inferiore della dimensione massima della maglia della rete, aumentando l’efficacia del processo di filtrazione.
[007] Inoltre, il blocco delle particelle più grandi determina la creazione di una pellicola che funge da “precoat†che aumenta l’efficienza della filtrazione. Tale nota macchina, sebbene assolva egregiamente allo scopo assegnato, à ̈ suscettibile di ulteriori miglioramenti. Infatti, le particelle solide che si depositano sulle reti dei dischi vengono periodicamente rimosse mediante mezzi di lavaggio o “contro lavaggio†a getto, diretti contro le superfici esterne dei dischi al fine di spingerle verso una canaletta di raccolta interposta tra i dischi e convogliarle all’esterno mediante opportuni collettori.
[008] Poiché ogni disco ha un notevole diametro massimo, normalmente maggiore di 500 mm, la sua superficie, ed in particolare quella della rete filtrante dei dischi à ̈ piuttosto irregolare, e quindi non à ̈ possibile mantenere i bordi delle canalette ad una distanza minore di 20-30mm per evitare interferenze con la rete o danneggiamenti della stessa. Ne consegue che una parte delle particelle solide trattenute dai dischi passano attraverso l’interspazio tra i bordi della canaletta e la superficie interna dei dischi e ricadono nella camera di trattamento, riducendo l’efficacia della filtrazione e non consentendo di portare la quantità di particelle solide in sospensione nell’acqua filtrata entro determinati valori.
[009] Inoltre, poiché le legislazioni nazionali in materia di riutilizzo delle acque reflue, come ad esempio il California Health and Safety Code of Regulations, Water Code, Titles 22 and 17 sono sempre più severe e richiedono che il contenuto totale di particelle solide in sospensione (SST) minore di 5mg/l, si pone il problema di migliorare queste condizioni di filtrazione per poter riciclare le acque reflue per usi agricoli ed industriali con la massima efficacia possibile.
[0010] Un’ulteriore caratteristica di questa nota macchina à ̈ costituito dalla struttura dei dischi che risulta relativamente massiccia e pesante per poter resistere ai notevoli carichi idraulici ed alle elevate portate, con la conseguenza di aumentare l’inerzia del rotore e quindi la potenza del motore di trascinamento, il consumo energetico all’avvio ed a regime, nonché i requisiti di trasporto e manutenzione.
[0011] Altri aspetti suscettibili di miglioramento sono costituiti dall’attuale efficienza dei mezzi di contro-lavaggio dei dischi filtranti, della mancanza di protezione rispetto a possibili fuoriuscite di spruzzi di fluido di contro lavaggio.
Presentazione dell’invenzione
[0012] Scopo del presente trovato à ̈ quello di conseguire i miglioramenti sopra menzionati, mettendo a disposizione una macchina per la microfiltrazione di particelle solide sospese in una corrente di liquido che presenti caratteristiche di elevata efficienza ad un costo relativamente contenuto.
[0013] Uno scopo particolare à ̈ quello di ridurre il contenuto totale di particelle solide notevolmente inferiore a 5 mg/l in modo da soddisfare le normative più severe in materia di acque riciclate, in vista di più stringenti limitazioni da parte di enti normativi nazionali e locali.
[0014] Un ulteriore scopo particolare à ̈ quello di realizzare una macchina del tipo sopra indicato avente una struttura semplificata e di facile manutenzione.
[0015] Questi scopi, nonché altri che appariranno più chiari nel seguito, sono raggiunti da una macchina del tipo sopra indicato che, in accordo con la parte caratterizzante della rivendicazione 1 , presenti superfici interne dei dischi sostanzialmente continue e piane con errore di planarità minore di detta distanza minima dei bordi della canaletta dalla superficie interna dei dischi per aumentare la raccolta delle particelle solide rimosse e limitare la loro ricaduta in detta camera di trattamento.
[0016] Grazie questa particolare configurazione sarà possibile aumentare l’efficienza della microfiltrazione ottenendo un contenuto totale di particelle solide totali notevolmente minore di 5 mg/l. Inoltre, si otterranno i seguenti vantaggi:
- minore peso dei dischi filtranti di circa il 20% rispetto alle precedenti strutture del passato;
- minore massa inerziale di circa il 20% delle parti rotanti e quindi maggiore velocità di rotazione dei dischi con conseguente aumento della portata di filtrazione;
- minore sollecitazione meccanica dell’albero porta dischi;
- minore usura e maggiore durata dei cuscinetti di supporto;
- minore potenza ed assorbimento del sistema di movimentazione incluso il motore, il riduttore, la trasmissione;
- maggiore durate e resistenza a fatica dei suddetti organi;
- minore consumo energetico della macchina al’avviamento ed a regime;
- minore peso della macchina nel suo insieme e quindi maggiore facilità di trasporto e movimentazione;
- minore complessità costruttiva della macchina.
[0017] Ulteriori forme di realizzazione vantaggiose dell’invenzione sono definite in accordo con le rivendicazioni dipendenti.
Breve descrizione dei disegni
[0018] Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno più evidenti alla luce della descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di una macchina per la ultrafiltrazione di particelle solide sospese in una corrente liquida, illustrata a titolo di esempio non limitativo con l'ausilio delle unite tavole di disegno in cui:
- la FIG. 1 à ̈ una vista generale prospettica della macchina secondo il trovato a riposo, senza coperchio e priva di alcune componenti per migliorare la visibilità della macchina;
- la FIG. 2 Ã ̈ una vista generale laterale della macchina di FIG. 1 completa di coperchio;
- la FIG. 3 Ã ̈ una vista generale frontale della macchina di FIG. 3; secondo la freccia III;
- la FIG. 4 Ã ̈ una vista longitudinale parzialmente sezionata secondo il piano di traccia IV-IV di FIG. 3 di una prima forma di realizzazione della macchina di FIG. 2;
- la FIG. 5 Ã ̈ una vista parzialmente sezionata della macchina di FIG. 4 secondo il piano di traccia V-V;
- la FIG. 6 Ã ̈ una vista laterale di un componete della macchina parzialmente sezionata di FIG. 4;
- la FIG. 7 à ̈ una vista dall’alto del componente di FIG. 6;
- la FIG. 8 Ã ̈ una vista longitudinale parzialmente sezionata di una variante della macchina di FIG. 4;
- la FIG. 9 Ã ̈ una vista in sezione della variante di FIG. 8;
- la FIG. 10 Ã ̈ una vista in frontale assiale di una parte del disco di FIG.
9;
- la FIG. 11 Ã ̈ una vista longitudinale parzialmente sezionata di una ulteriore variante della macchina di FIG. 4;
- la FIG. 12 Ã ̈ una vista trasversale parzialmente sezionata dei una ulteriore variante della macchina di FIG. 4;
- la FIG. 13 Ã ̈ una vista frontale di un disco della macchina di FIG. 4; - la FIG. 14 Ã ̈ una vista frontale di un particolare del disco di FIG. 13; - la FIG. 15 Ã ̈ una vista ingrandita di un particolare della vista di FIG. 14; - la FIG. 16 Ã ̈ una vista in sezione del componente di FIG. 14 secondo un piano di traccia XVI-XVI;
- la FIG. 17 Ã ̈ una vista ingrandita di un particolare di FIG. 16.
Descrizione dettagliata di alcuni esempi di realizzazione preferiti [0019] Con riferimento alle figure citate, la macchina per la microfiltrazione secondo il trovato, indicata globalmente con il numero di riferimento 1 , potrà essere utilizzata per il trattamento di acque reflue, provenienti da acque di processo e/o dalla sezione finale di un impianto di depurazione civile o industriale, non illustrato nei disegni. Il filtrato ottenuto con la macchina potrà essere riutilizzato, prevalentemente per usi agricoli, ad esempio per irrigazione di colture o per processi che non richiedono acqua potabile, ma anche per usi industriali, quali ad esempio tutti i processi produttivi che non richiedono l’uso di acqua potabile.
[0020] La macchina 1 comprende essenzialmente un contenitore base o cassone 2 di forma scatolare, preferibilmente in lamiera metallica, con pareti laterali 2’, 2†, 2’†ed inferiore 2 ed aperto verso l’alto, in modo da definire al suo interno un vano V definente un piano di mezzeria verticale M.
[0021] In condizioni operative, il contenitore base 2 à ̈ richiuso superiormente da un coperchio 3 anch’esso in lamiera metallica oppure in materiale sintetico. Nella zona inferiore di una delle pareti laterali 2’ à ̈ realizzato un condotto d’ingresso 4 del liquido da filtrare, definente con il suo asse una direzione del flusso F.
[0022] Nella parete laterale 2’ del contenitore base 2, superiormente al condotto d’ingresso 4, può essere previsto un condotto di ricircolo 5 comunicante con una camera di troppo pieno 6 separata dal vano interno V del cassone da una paratia 6’ con uno stramazzo superiore 6†. Quando per qualsiasi ragione il livello dell’acqua nel vano V supera lo stramazzo 6†, l’acqua viene canalizzata verso il condotto di ricircolo e mediante questo viene riportata a monte del condotto d’ingresso 4.
[0023] All’interno del cassone 2 à ̈ formata una camera di alimentazione 7 del liquido da filtrare, chiusa inferiormente dalla parete 2††e comunicante con il condotto di ingresso 4.
[0024] A valle della camera di alimentazione 7 Ã ̈ prevista una camera di filtrazione o trattamento 8 avente una parete di fondo o culla 9 almeno parzialmente cilindrica.
[0025] Nel vano interno V del cassone 2 à ̈ alloggiata almeno una coppia di dischi filtranti 10 sostanzialmente identici e reciprocamente affacciati rispetto al piano di mezzeria M. Ogni disco 10 presenta un mozzo centrale 11 accoppiato rigidamente ad un albero 12 di una certa distanza W minima che definisce un interspazio tra i dischi e determina anche la larghezza massima della camera di trattamento 8. L’albero 12 à ̈ supportato girevolmente su cuscinetti, non visibili nei disegni, a loro volta ancorati al bordo superiore del cassone 2 per ruotare attorno al proprio asse di rotazione X.
[0026] In alternativa, anziché un’unica coppia di dischi 10, possono essere previste più coppie di dischi 10 uguali alla prima e calettate sullo stesso albero 12 o su alberi adiacenti, con assi paralleli o coincidenti con l’asse X.
[0027] La coppia di dischi 10 à ̈ posta in rotazione continua attorno all’asse X mediante opportuni mezzi motori, costituiti ad esempio da un motoriduttore, schematicamente indicato 13, a sua volta trascinato da un motore schematicamente indicato 14 e cinematicamente accoppiato ai dischi 10.
[0028] L’accoppiamento cinematico tra il motoriduttore 13 e i dischi 10 può essere effettuato con qualsiasi meccanismo, ad esempio mediante un giunto con l’albero 12 ovvero con collegamento diretto con i dischi 10 in corrispondenza della loro periferia o con opportune corone dentate periferiche non visibili sui disegni, secondo modalità operative e costruttive alla portata della persona esperta del ramo.
[0029] Ognuno dei dischi filtranti 10 ha un piano di sviluppo principale che viene posizionato sostanzialmente parallelo alla direzione del flusso F in modo da effettuare una cosiddetta filtrazione dinamica tangenziale. Questo tipo di filtrazione prevede che il flusso del liquido da filtrare non sia ortogonale bensì inclinato rispetto al piano di sviluppo della rete filtrante associata al disco. L’inclinazione non à ̈ ottenuta geometricamente bensì dinamicamente, ed à ̈ la conseguenza della velocità relativa del disco rotante attorno al proprio asse, imponendo quindi al vettore della velocità delle particelle una componente parallela ed una perpendicolare al piano della rete filtrante. Pertanto, la risultante della velocità avrà una inclinazione rispetto alla singola maglia della rete, con l’effetto di impedire il passaggio di particelle anche più piccole della dimensione massima della maglia della rete filtrante. In altri termini, in condizioni di filtrazione dinamico tangenziale, la sezione di passaggio della rete risulta ridotta rispetto alla dimensione reale della maglia in condizioni statiche.
[0030] Viene inoltra accelerata la formazione sulla rete filtrante del disco di una pellicola costituita da uno strato di solidi in sospensione che funge da “precoat†, accentuando l’efficienza della filtrazione.
[0031] Da un punto di vista costruttivo, i dischi 10 presentano superfici interne 10 reciprocamente affacciate e superfici esterne 10 rivolte da parti opposte rispetto al piano di mezzeria M della macchina verso la camera di alimentazione 7, e bordi periferici 15 provvisti di guarnizioni 16 a labbro o similari, poste a contatto di strisciamento con la parete di fondo 9.
[0032] Le superfici interne 10’ dei dischi e le guarnizioni 16 delimitano sostanzialmente a tenuta idraulica la camera di trattamento 8. Poiché il flusso del liquido da filtrare viene alimentato dall’interno dei dischi, le particelle solide saranno trattenute sulle superfici interne 10 dei dischi filtranti.
[0033] A valle dei dischi filtranti 10 rispetto alla direzione del flusso F, à ̈ prevista almeno una camera di efflusso 17 del liquido filtrato. Nella forma di realizzazione illustrata nei disegni la camera di efflusso 17 comprende inizialmente due porzioni laterali 17’, 17†simmetriche rispetto al piano di mezzeria M ed ognuna delimitata dalle superficie esterna 10†di un rispettivo disco 10, le quali si ricongiungono a valle formando una camera unitaria 17.
[0034] La camera di efflusso 17 à ̈ provvista di un condotto di scarico 18 formato nella parete di estremità longitudinale 2†del cassone 2 e destinato a convogliare le acque filtrate verso la rete di distribuzione delle acque riciclate ovvero un’altra utenza oppure ancora un bacino di scarico.
[0035] Per rimuovere le particelle trattenute dai dischi e migliorare l’efficacia della filtrazione, sono previsti primi mezzi di lavaggio a getto diretti contro le superfici esterne 10†dei dischi, indicati nel loro insieme con il numero di riferimento 20.
[0036] In particolare, i primi mezzi di lavaggio a getto 20 comprendono almeno una prima coppia di tubiere 21 poste ai lati dei dischi 10 e collegate ad un collettore 22 alimentato da un fluido di lavaggio in pressione. Lungo le tubiere 21 sono distribuiti uniformemente ugelli 23 rivolti verso la superficie esterna 10†dei dischi per emettere getti di lavaggio e rimuovere le particelle solide trattenute sulle superfici interne 10’ delle reti.
[0037] Ai primi mezzi di lavaggio 20 sono associati primi mezzi di convogliamento delle particelle solide rimosse dai getti, i quali comprendono almeno una prima canaletta 24 per raccogliere le particelle solide rimosse interposta tra i dischi 10, la quale presenta bordi longitudinali 25 sostanzialmente paralleli e distanziati dalle superfici interne 10’ dei dischi di una distanza minima predeterminata D. La suddetta prima canaletta di raccolta 24 à ̈ sostanzialmente orizzontale o leggermente inclinata rispetto all’orizzontale in modo da convogliare le particelle solide miscelate con il liquido filtrato verso un collettore di raccolta collegato ad una tubazione di scarico delle particelle solide e non visibile nei disegni.
[0038] Il fluido di lavaggio può essere scelto tra l’acqua, l’aria o una miscela degli stessi, eventualmente additivata con un detergente chimico.
[0039] Eventualmente, possono essere previsti secondi mezzi di lavaggio di tipo verticale, indicati nel loro insieme con il numero di riferimento 26, i quali comprendono una seconda coppia di tubiere 27 sostanzialmente verticali poste sui lati opposti dei dischi 10 ed alimentate da rispettivi condotti di alimentazione 28 con un liquido di lavaggio in pressione. Le seconde tubiere 27 sono provviste di rispettive serie di ugelli 29 distribuiti uniformemente lungo il loro sviluppo longitudinale ed orientati verso la superficie esterna dei dischi filtranti 10.
[0040] Ai secondi mezzi di lavaggio a getto 26 sono associati secondi mezzi di raccolta i quali possono comprendere una seconda canaletta di raccolta 30 posta nell’interspazio tra la coppia di dischi 10 in posizione sostanzialmente verticale e parallela alla seconda coppia di tubiere 27 ma con estremità di raccolta comune alla prima canaletta 24 in modo da convogliare le particelle solide raccolte verso lo stesso scarico esterno.
[0041] Opportunamente, la seconda canaletta di raccolta 30 potrà comprendere una coppia di elementi a semiguscio allungati 30’, 30†, sostanzialmente identiche ed affacciate, e con bordi verticali distanziati in modo da definire tra gli stessi una coppia di fessure 31 laterali per il passaggio dei getti di lavaggio generati dagli ugelli 29.
[0042] Una caratteristica peculiare dell’invenzione à ̈ costituita dal fatto che le superfici interne 10†di dischi 10 sono sostanzialmente continue e piane, e con errore di planarità ε minore della suddetta distanza minima D. Così, contenendo l’errore di planarità entro valori ristretti, si potrà ridurre anche la distanza minima D, in modo da diminuire la quantità di particelle solide rimosse dai mezzi di lavaggio 20 che ricadono nella camera di trattamento.
[0043] Per aumentare la planarità dei dischi 10 e ridurre la deformazione della superficie filtrante durante l’uso, ogni disco filtrante 10 comprende una struttura portante 32 formata da un bordo periferico 33 sostanzialmente circolare unito al mozzo centrale 11 mediante elementi radiali o razze 34, in modo da definire una serie di vani a forma di spicchio.
[0044] Ogni vano a forma di spicchio à ̈ destinato a supportare un elemento filtrante 35 sostanzialmente a forma di settore circolari, meglio visibili nelle FIG. 13 e 14.
[0045] Ogni elemento filtrante 35 comprende un telaio a griglia 36, con cornice periferica a forma di settore circolare, sul quale à ̈ fissata una corrispondente porzione di rete filtrante 37 opportunamente pretensionata con tensione minima predeterminata, almeno pari a 20 N/cm.
[0046] La rete filtrante può essere costituita da un tessuto a maglia piana o intrecciata tridimensionale, a singolo o doppio strato e con porosità ad esempio compresa tra 8 e 15 Î1⁄4m ed anche meno.
[0047] A titolo puramente esemplificativo, le reti filtranti potranno essere in acciaio inossidabile a singolo o doppio strato, ma potranno esser anche realizzate in materiale sintetico.
[0048] Gli elementi filtranti 35 così ottenuti sono risultati estremamente leggeri e facilmente maneggevoli, oltre a presentare caratteristiche di notevole planarità, consentendo di risolvere il problema tecnico principale.
[0049] Preferibilmente, i telai di supporto 37 sono provvisti di opportuni organi di collegamento universali amovibili, non mostrati nei disegni, in modo da consentire la loro agevole sostituzione e/o manutenzione. A titolo esemplificativo, tali organi di collegamento potranno essere costituiti da viti di ancoraggio a testa piana o conica, inseribili in fori realizzati nel telai grigliati 37 ed avvitabili in fori controfilettati realizzati nella struttura portante 32.
[0050] Utilizzando reti filtranti in acciaio inossidabile, estremamente resistenti e robuste, sarà possibile conferire alla struttura completa una notevole rigidezza e resistenza alla deformazione, che risulta essenziale per contenere al minimo la distanza D della superficie 10†del disco dai bordi 25 della prima canaletta 24, nonché da quelli della seconda canaletta 30.
[0051] Preferibilmente, l’errore di planarità ε sarà mantenuto entro valori minori dell’1 % rispetto al diametro massimo esterno del disco 10.
[0052] Per impedire la diffusione di liquido di lavaggio in caso di rimozione del coperchio 3 per eventuale ispezione e controllo del funzionamento della macchina, à ̈ previsto un opportuno dispositivo paraspruzzi 38, denominato anche carter toroidale, che ha una forma approssimativamente semicircolare ed à ̈ posto superiormente ai dischi 10.
[0053] In particolare il dispositivo paraspruzzi 38 potrà comprendere una parete laminare centrale 39 sostanzialmente cilindrica di larghezza maggiore dell’ingombro massimo dei dischi, alla quale sono ancorati verso le estremità due profili laterali curvi 39 con sezione trasversale approssimativamente ad U, ognuno dei quali circonda a parte superiore di un disco 10.
[0054] La presenza di questo dispositivo consentirà di raccogliere gli spruzzi di liquido di lavaggio che vengono emessi soprattutto dagli ugelli delle tubiere di lavaggio che dirigono liquido in abbondanza verso le pareti esterne dei dischi.
[0055] Al fine di ridurre il deposito di particelle solide nella parte dei dischi immersa, all’interno camera di trattamento 8 à ̈ previsto un dispositivo di aspirazione locale 40, meglio visibile in FIG. 8, il quale comprende una tubazione 41 parzialmente immersa nella suddetta camera 8 e provvista di una pluralità di eiettori 42 affacciati alla parete interna 10’ dei dischi 10 per aspirare le particelle solide catturate dalle rispettive reti filtranti.
[0056] Durante il funzionamento prolungato, sul fondo della camera di trattamento 8 si depositano particelle solide che assumono nel tempo la forma di sabbia o fanghi, i quali possono costituire un impedimento al regolare scorrimento a tenuta delle guarnizioni periferiche 16 dei dischi 10, con conseguente danneggiamento delle stesse. Così, sulla parete di fondo 9 della camera di trattamento 8 à ̈ opportuno prevedere un foro di evacuazione 43 con una tubazione di scarico 44 ed una valvola 45 comandata per controllare la periodica evacuazione dei fanghi.
[0057] E’ stato osservato che la filtrazione dinamica tangenziale dei dischi filtranti à ̈ determinata dalla inclinazione del vettore velocità del flusso rispetto alle maglie della rete filtrante. E’ stato anche osservato che ad una maggiore velocità di rotazione dei dischi filtranti corrisponde una maggiore inclinazione e quindi un maggiore effetto di filtrazione dinamica tangenziale.
[0058] Nelle macchine filtranti del passato la rotazione dei dischi era tale che la velocità tangenziale dei dischi nella zona immersa nella camera di trattamento 8 era concorrente rispetto a quella del flusso F nella stessa zona. Pertanto, la velocità relativa delle particelle rispetto alla rete filtrante era diminuita di quella tangenziale dei dischi, con una conseguente riduzione dell’inclinazione rispetto alle maglie della rete. Nella macchina filtrante secondo il trovato, i mezzi motori 13, 14 possono essere controllati in modo da imporre ai dischi 10 una rotazione contraria e quindi la velocità tangenziale dei dischi nella zona immersa à ̈ opposta a quella del flusso in modo da aumentare la componente parallela alla superficie della rete filtrante, aumentando l'inclinazione del vettore velocità e riducendo conseguentemente la dimensione delle particelle che possono attraversare le maglie della rete.
[0059] Nel passato il funzionamento prevedeva una rottura della vena fluida determinando un certo dislivello tra il liquido nella camera di trattamento 8 e quello nella camera di efflusso 17. E’ stato osservato che aumentando il livello Hi del liquido da filtrare nella camera di efflusso 17, il livello H2nella camera di trattamento 8 aumenta fino a lambire anche all’asse dei dischi. Si dice in questo caso che i dischi lavorano in condizioni di “allagamento†.
[0060] Fermo restando il dislivello ΔΗ tra il liquido da filtrare nella camera di trattamento 8 e quello del liquido filtrato nella camera di efflusso 17, se immaginiamo di aumentare l’immersione dei dischi 10 di un livello h2uguale a h2, come illustrano schematicamente nella FIG. 10, si osserva che l’area A2del liquido a contatto con la rete filtrante nella camera di trattamento 8 risulta geometricamente maggiore dell’area Ai della superficie filtrante sottratta al passaggio del liquido a seguito dell’innalzamento del battente nella camera di efflusso 17. Ne consegue una maggiore superficie filtrante con conseguente maggiore efficienza e maggiore portata del liquido trattato.
[0061] Al fine di aumentare ulteriormente la portata della macchina, à ̈ possibile instaurare nella camera di trattamento 8 una sovrappressione che opera come un pistone fluido nei confronti del liquido da filtrare. A tal fine, come schematicamente illustrato in FIG. 12, nella zona superiore dei dischi 10 à ̈ prevista una cappa anulare 46 con bordi di tenuta laterali 47 agenti sui dischi 10, ed una tubazione 48 di mandata di aria in pressione collegata ad un compressore esterno, non illustrato nei disegni. I dischi 10 si comportano come pareti di un vano chiuso e l’aria in pressione agisce sul battente del liquido nella camera 8 in modo da aumentare il carico agente sulle superfici filtranti dei dischi.
[0062] Un ulteriore sistema per aumentare la portata del fluido nella macchina à ̈ costituito da un dispositivo per l’iniezione di un fluido ad alta pressione nella camera di trattamento 8 nella zona immersa tra i dischi filtranti 10, non illustrato nei disegni. Il fluido ad alta pressione potrà essere acqua o aria o una miscela degli stessi, ed avrà l’effetto di aumentare la turbolenza nella camera di trattamento 8. L’aumento della turbolenza aumenterà il numero di Reynolds con conseguente minore resistenza al deflusso del liquido dalla camera di trattamento 8 a quella di efflusso 17.
[0063] Da quanto sopra descritto, appare evidente che la macchina per la microfiltrazione continua di particelle solide sospese in acque di scarico raggiunge gli scopi prefissati ed in particolare permette di ottenere miglioramenti delle prestazioni e dei costi di costruzione e manutenzione.
[0064] La macchina per la filtrazione continua secondo il trovato à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nel concetto inventivo espresso nelle rivendicazioni allegate. Tutti i particolari potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti, ed i materiali potranno essere diversi a seconda delle esigenze, senza uscire dall'ambito del trovato.
[0065] Anche se la macchina à ̈ stata descritta con particolare riferimento alle figure allegate, i numeri di riferimento usati nella descrizione e nelle rivendicazioni sono utilizzati per migliorare l'intelligenza del trovato e non costituiscono alcuna limitazione all'ambito di tutela

Claims (25)

  1. Rivendicazioni 1. Una macchina per la microfiltrazione continua di particelle solide sospese in acque di processo e/o di scarico, comprendente un contenitore base (2) con un condotto di ingresso (4) del liquido da filtrare definente una direzione di flusso (F), detto contenitore (2) alloggiando al suo interno; - una camera di alimentazione (7) per raccogliere il liquido da filtrare; - una camera di trattamento (8) posta a valle di detta camera di alimentazione (7) ed avente una parete di fondo (9) almeno parzialmente cilindrica; - almeno una coppia di dischi filtranti (10) calettati su un albero (12) sostanzialmente perpendicolare a detta direzione di flusso (F), detti dischi (10) avendo superfici filtranti interne (10’) atte a delimitare detta camera di trattamento (8), superfici esterne (10†) e bordi periferici esterni (15) a contatto strisciante con detta parete di fondo (9); - almeno una camera di efflusso (17) del liquido filtrato posta a valle di detta camera di trattamento (8) e delimitato da detta coppia di dischi, detta camera di efflusso (17) avendo un condotto di scarico (18) formato in detto contenitore (2); - mezzi motori (13, 14) agenti su detto albero (12) e/o su detti dischi (10) per promuoverne la rotazione in un senso predeterminato; - mezzi di lavaggio a getto (20) diretti contro le superfici esterne (10†) di detti dischi (10) per rimuovere le particelle trattenute dagli stessi; - mezzi di convogliamento delle particelle solide rimosse da detti mezzi di lavaggio comprendenti almeno una prima canaletta di raccolta (24) disposta tra detti dischi (10) superiormente a detta camera di trattamento (8) ed avente bordi laterali (25) sostanzialmente paralleli e posti ad una distanza minima predeterminata (D) da dette superfici interne (10’) di detti dischi (10) per raccogliere le particelle solide rimosse; caratterizzata dal fatto che le superfici interne (10’) di detti dischi (10) sono sostanzialmente continue e piane con errore di planarità (ε) minore di detta distanza minima predeterminata (D) per aumentare la raccolta delle particelle solide rimosse e limitare la loro ricaduta in detta camera di trattamento (8).
  2. 2. Macchina come da rivendicazione 1 , in cui detto errore di planarità (ε) à ̈ minore dell’1% del diametro massimo di detti dischi (10).
  3. 3. Macchina come da rivendicazione 1 o 2, in cui ogni disco (10) comprende una struttura portante (32) con un bordo periferico esterno (15) sostanzialmente circolare, destinata a supportare una pluralità di elementi filtranti (35) sostanzialmente a forma di settori circolari.
  4. 4. Macchina come da rivendicazione 3, in cui detto bordo periferico esterno (15) di detta struttura portante (32) à ̈ unito mediante elementi radiali (33) ad un mozzo centrale (11) ancorabile a detto albero (12) ed à ̈ provvisto di guarnizioni periferiche (16) destinate a strisciare su detta parete di fondo (9) del contenitore base (2).
  5. 5. Macchina come da rivendicazione 3, in cui ogni elemento filtrante (35) comprende un telaio a griglia (36) con forma in pianta di settore circolare sul quale à ̈ fissata una corrispondente porzione (37) di rete filtrante con tensione minima predeterminata.
  6. 6. Macchina come da rivendicazione 5, in cui detta tensione minima predeterminata à ̈ pari ad almeno 20 N/cm.
  7. 7. Macchina come da rivendicazione 5, in cui detta rete filtrante (37) à ̈ un tessuto a maglia piana o intrecciata tridimensionale, a singolo o doppio strato e con porosità compresa tra 8 e 15 Î1⁄4m o inferiore.
  8. 8. Macchina come da rivendicazione 5, in cui detti elementi filtranti (35) sono ancorati a detta struttura portante (32) con bordi laterali a reciproco contatto in modo da definire un assieme sostanzialmente rigido ed unitario.
  9. 9. Macchina come da una delle rivendicazioni dalla 4 alla 8, in cui detta struttura di supporto (32), detta rete filtrante (37) e detti telai (36) sono realizzati in materiali rigidi scelti nel gruppo comprendente i materiali sintetici e l’acciao inox.
  10. 10. Macchina come da rivendicazione 9, in cui ogni porzione di rete (37) Ã ̈ ancorata ad un rispettivo telaio (36) mediante opportuni adesivi, ovvero mediante opportune microsaldature (S) sostanzialmente continue.
  11. 11. Macchina come da una o più delle rivendicazioni dalla 3 alla 10, in cui detti elementi filtranti (35) sono fissati amovibilmente a detta struttura portante (32) mediante organi di collegamento amovibili ed universali.
  12. 12. Macchina come da rivendicazione 1 , in cui detti mezzi di lavaggio a getto (20) comprendono almeno una prima coppia di tubiere longitudinali (21) poste ai lati di detta coppia di dischi (10) ed alimentate da un fluido di lavaggio in pressione, in cui ognuna di dette tubiere (21) Ã ̈ provvista di rispettivi ugelli (23) distribuiti uniformemente lungo il loro sviluppo longitudinale.
  13. 13. Macchina come da rivendicazione 12, in cui detta prima canaletta di raccolta (24) à ̈ sostanzialmente orizzontale o leggermente inclinata rispetto all’orizzontale ed à ̈ collegata ad un collettore (22) di convogliamento collegato ad una tubazione di scarico delle particelle solide, in cui detta prima coppia di tubazioni (21) à ̈ sostanzialmente parallela e leggermente sollevata rispetto ai bordi laterali di detta prima canaletta (24).
  14. 14. Macchina come da rivendicazione 1 , in cui detti mezzi di lavaggio (26) comprendono una seconda coppia di tubiere (27) alimentate da un liquido di lavaggio in pressione e provviste di rispettive serie di secondi ugelli (29) distribuiti uniformemente lungo il loro sviluppo longitudinale.
  15. 15. Macchina come da rivendicazione 14, in cui detti mezzi di convogliamento comprendono almeno una seconda canaletta di raccolta (30) associata a detta seconda coppia di tubiere (27) ed interposta tra detta coppia di dischi (10) in posizione sostanzialmente verticale superiormente a detto albero (12) per aumentare la zona di raccolta delle particelle.
  16. 16. Macchina come da rivendicazione 15, in cui detta seconda canaletta di raccolta (30) comprende una coppia di semigusci (30’, 30†) allungati, reciprocamente affacciati e distanziati rispetto ad un piano di simmetria verticale, in modo da definire tra gli stessi una coppia di fessure laterali (31) sostanzialmente verticali per il passaggio di getti di lavaggio.
  17. 17. Macchina come da rivendicazione da 12 a 16, in cui il fluido di lavaggio che alimenta detti primi e detti secondi mezzi di lavaggio à ̈ scelto nel gruppo comprendente l’acqua, l’aria o una miscela degli stessi, eventualmente additivata con un detergente chimico.
  18. 18. Macchina come da rivendicazione 17, in cui à ̈ previsto un dispositivo paraspruzzi (8) sostanzialmente semicircolare posizionato superiormente a detta coppia di dischi (10), detto dispositivo paraspruzzi (38) essendo essenzialmente costituito da una parete centrale (39) sostanzialmente semicircolare alla quale sono fissati due profilati semicircolari (40) con sezione trasversale ad U atti a circondare parzialmente il bordo esterno (15) di detti dischi (10).
  19. 19. Macchina come da rivendicazione 1, in cui à ̈ prevista una tubazione di aspirazione (40) di particelle solide comprendente una pluralità di eiettori (42) affacciati alla parete interna (10’) di detti dischi filtranti (10) per aspirare le particelle solide catturate dalle rispettive reti filtranti.
  20. 20. Macchina come da rivendicazione 1, in cui detta parete di fondo (9) presenta un foro di evacuazione (43) con una tubazione di scarico (44) dei fanghi costituiti dai depositi di particelle solide accumulati su detto fondo, lungo detta tubazione essendo posta una valvola (45) comandabile per controllare l’evacuazione dei fanghi ed evitare il danneggiamento di detti dischi.
  21. 21. Macchina come da rivendicazione 1, in cui il senso di rotazione dei dischi (10) à ̈ controllato in modo che detti dischi (10), nella loro zona immersa, abbiano una velocità tangenziale opposta a quella di avanzamento del fluido da trattare, così da aumentare l’effetto della filtrazione dinamica tangenziale.
  22. 22. Macchina come da rivendicazione 1, in cui sono previsti mezzi di controllo del liquido (H1) in detta camera di efflusso (17) per portare il battente del liquido filtrato in quest’ultima camera (17) ad un livello uguale o maggiore del livello di detta parete di fondo (9), in modo tale che a parità di dislivello (ΔΗ) tra il liquido in detta camera di trattamento (8) e quello in detta camera di efflusso (17) maggiore la superficie filtrante dei dischi a contatto con il liquido tra filtrare, aumentando conseguentemente l’efficacia dell’azione filtrante.
  23. 23. Macchina come da rivendicazione 1 , in cui sono previsti mezzi di pressurizzazione (39) dello spazio tra detta coppia di dischi filtranti (10) per aumentare il carico di filtrazione, in cui detti mezzi di pressurizzazione comprendono almeno una tubazione di aria in pressione in comunicazione con lo spazio tra detta coppia di dischi superiormente a detta camera di trattamento (8).
  24. 24. Macchina come da rivendicazione 1 , in cui un dispositivo per l’iniezione di un fluido in pressione à ̈ previsto nell’interspazio tra detta coppia di dischi (10) in prossimità di detta parete di fondo (9) per aumentare la turbolenza del liquido da trattare e conseguentemente il numero di Reynolds e la portata del fluido che attraversa detta coppia di dischi (10).
  25. 25. Macchina come da rivendicazione 24, in cui detto fluido in pressione à ̈ scelto nel gruppo comprendente l’aria, l’acqua e una miscela degli stessi, ed à ̈ alimentato da una pompa e/o un compressore o un serbatoio pressurizzato.
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