WO2004076750A1 - Maquina para limpiar la superficie de aguas de residuos flotantes - Google Patents

Maquina para limpiar la superficie de aguas de residuos flotantes Download PDF

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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
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    • E02B15/04—Devices for cleaning or keeping clear the surface of open water from oil or like floating materials by separating or removing these materials
    • E02B15/10—Devices for removing the material from the surface
    • E02B15/104—Conveyors; Paddle wheels; Endless belts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
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    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
    • Y02A20/204—Keeping clear the surface of open water from oil spills

Definitions

  • the machine to clean the surface of the waters of seas, rivers and lakes presented here works without a motor and whose driving force is the resistance of the water itself, which moves the wheel and this drives the conveyor belt.
  • the maximum draft of the machine is 20 cm.
  • the machine is a structure (1) of wood, metal or polyester; with an endless conveyor belt (2) and a wheel (3) with blades (21) touching the water.
  • the machine is attached to the side of a boat by two davit (20), so that one end of the machine goes into the water (20 or 3 cm) in the foremost part, with a comb-filter (18); and the other end is suspended high further aft.
  • a hopper (4) is placed inclined into the boat so that the waste falls into a container.
  • the tape (2) the support of the tape are several parallel cylinders (27) that at their ends on the structure have a bearing (26) on each side, to strengthen and have the least resistance to friction.
  • the tape (2) is perforated throughout, so that when collecting the floating solids, water seeps through the holes in the tape.
  • the machine incorporates a brush roller (11) whose axis is located below and parallel to the last upper roller of the belt (2); when the waste reaches the top of the tape (2), these are swept by the roller-brush (11) towards the hopper (4), and at the same time the tape (2) remains clean.
  • the machine incorporates the comb-filter (18) that filters the solid floating debris and that by the water thrust itself passes to the tape.
  • the belt (2) is not perforated, and has buckets (12) glued transversely, which collect the liquid and deposit it in the hopper (4).
  • the buckets (12) pass through the surface of the water, they collect the oil mixed with the water that passes through a hopper (4) to a vessel in the boat.
  • the oil will float above and the water below; the container has a tap on its bottom to dislodge the (clean) water that will be thrown back into the sea, river or lake; the oil through communicating vessels passes to another container where it is stored.
  • the buckets (12) inside have separation cells so that the liquid does not spill, when the machine moves due to the effect of the waves.
  • the pinion (5) of the wheel (3) is larger (30 teeth).
  • the proportion of teeth between these two sprockets can be varied, depending on whether we want the tape (2) to go faster or slower.
  • the pinions 6, 8, 9 and 10 have the same number of teeth.
  • the machine is attached to the ship by two parts.
  • the upper part (23) further aft, has a pin (13) (which pivots on its axis), so that when the ship is headed by the effect of the waves, the lower part of the belt (2) remains inside the Water.
  • the foremost part it has an inverted U-shaped support (16) with a rig that joins the ship and allows the structure to move up and down to the beat of the waves due to the floats (14 and 25) ; and a rope (22) that goes from the support (16) to the bow of the ship.
  • the bow davit (20) carries a spring (17) and a stop when the boat's pitch is exaggerated, dampen the abrupt movement of the machine.
  • floating barriers can also be used in front of the machine as follows: two barriers towed each by a boat, and joining the free ends leaving a space between them (the figure of a funnel would remain ), which will concentrate all the floating debris and leave the narrowest part of the funnel that the machine will collect.
  • the machine can be coupled on motor boats, sailboats, catamaran etc., and even on radio-controlled vessels (without crew) for use in dangerous areas, such as near the cliffs with strong seas or near the beaches With breakers.
  • Another application in the rivers would be: by setting the machine on one of the banks of the river, the current itself pushes the blades (21) and makes the wheel (3) turn and the machine works.
  • the collector (15) of the one that is towards the center of the river extends what we want and we make it firm with ends from the shore, since being very long the water makes pressure and can split it.
  • the machine can be fixed inside the ports and the same ebb and flow of the tide makes the wheel move the machine to work.

Abstract

Utilidad : limpiar la superficie de las aguas de mares, ríos y lagos; de residuos flotantes tanto sólidos (alquitrán, crudo y plásticos), como líquidos (aceites y grasas). La maquina : una estructura (1) con una cinta sin-fín transportadora (2) y una rueda (3) con palas (21) tocando el agua; la maquina va sujeta al costado de un barco (20), de forma que un extremo de la maquina va dentro del agua (20 ó 30 cm) en la parte más a proa, con un peine-filtro (18); y el otro extremo va suspendido alto más a popa, con un rodillo-cepillo (11). Una tolva (4) inclinada hacía dentro del barco recoge los residuos. Funcionamiento : el piñón fijo (5) de la rueda (3) engrana con otro piñón fijo doble (6) del rodillo más próximo al eje (13); una cadena (7) une a este piñón (6) con el piñón fijo doble (8) del rodillo del extremo superior de la cinta (2). El piñón fijo doble (8) del rodillo superior engrana con un segundo piñón (no fijo) (9) y este engrana con un tercer piñón fijo (10) cuyo eje soporta al rodillo-cepillo (11).

Description

Descripción
Titulo de la invención: Limpia mar
Utilidad : limpiar la superficie de las aguas de mares, ríos y lagos; de residuos flotantes tanto sólidos (alquitrán, crudo y plásticos), como líquidos (aceites y grasas).
Hay ya varios inventos referidos a la limpieza de las aguas de puertos, ríos, pantanos, lagos y zonas costeras. Los medios utilizados por saponificación de las aguas, con salabares metálicos y de red ó con aspiradores de agua.
Debido a la afluencia de gente a las zonas costeras, tanto vacacionales como residentes, contribuye a que la calidad de las aguas se vea perjudicada por la acción de del hombre y además esto haςe que las infraestructuras creadas se vayan quedando pequeñas tanto en el suministro del agua potable como en las aguas residuales que es donde viene realmente el problema de la perdida de calidad del agua en ríos , lagos y por ultimo en la mar ya que no se reciclan suficiente mente las aguas y esto hace que los desperdicios vayan a parar a los ríos y por ultimo a la mar ,
Por otra parte están los vertidos descontrolados de los grandes barcos especialmente los que transportan crudos y demás productos peligrosos para las aguas que hace la limpieza de sus tanques en alta mar y que con el paso del tiempo por la acción de las mareas y de los vientos se aproximan al litpral en perjuico no solamente para el hombre sino para los animales tanto peces como aves.
La maquina para limpiar la superficie de las aguas de mares, ríos y lagos que aquí se presenta, funciona sin motor y cuya fuerza motriz es la propia resistencia del agua , la que mueve la rueda y esta acciona la cinta transportadora. El calado máximo de la maquina es de 20 cm.
La maquina : se trata de una estructura (1) de madera, metálica ó poliéster; con una cinta sinfín transportadora (2) y una rueda (3) con palas (21) tocando el agua. La maquina va sujeta al costado de un barco por dos pescantes (20), de forma que un extremo de la maquina va dentro del agua (20 ó 3 cm) en la parte más a proa, con un peine-filtro (18); y el otro extremo va suspendido alto más a popa. Por debajo del extremo alto de la cinta se coloca una tolva (4) inclinada hacia dentro del barco para que los residuos caigan en un recipiente.
La cinta (2) : el soporte de la cinta son varios cilindros (27) paralelos que en sus extremos sobre la estructura llevan un cojinete (26) a cada lado, para fortalecer y tener la menor resistencia al roce. Para los residuos flotantes sólidos, la cinta (2) va perforada a todo lo largo, para que al recoger los sólidos flotantes, el agua se filtra a través de los orificios de la cinta. La máquina lleva incorporado un rodillo-cepillo (11) cuyo eje va situado por debajo y paralelo al ultimo rodillo superior de la cinta (2); al llegar los residuos a la parte superior de la cinta (2), estos son barridos por el rodillo-cepillo (11) hacia la tolva (4), y al mismo tiempo la cinta (2) va quedando limpia. A continuación de la cinta (2) en su parte inferior y paralelo a esta, la maquina lleva incorporado el peine-filtro (18) que va filtrando los residuos flotantes sólidos y que por el propio empuje del agua van pasando a la cinta.
Parte del peine-filtro (18) va dentro del agua con las púas (28) hacia arriba e inclinadas hacia la cinta (2) y un poco por encima de esta. En el extremo de cada una de las púas (28) del peine- filtro (18) van incorporadas unas barbas (19) flexibles de forma que van tocando la cinta. La misión de estas barbas (19) es ir filtrando el agua que retrocede de la cinta (2) e impedir que los residuos pequeños caigan de nuevo a la mar, río ó lago.
Para los residuos flotantes líquidos la cinta (2) no va perforada, y lleva unos cangilones (12) pegados transversalmente, que van recogiendo el líquido y depositándolo en la tolva (4). Al pasar los cangilones (12) por la superficie del agua, recogen el aceite mezclado con el agua que a través de la tolva (4) pasan a un recipiente en el barco. El aceite quedará flotando arriba y el agua debajo; el recipiente lleva un grifo en su parte inferior para desalojar el agua(limpia) que se echará de nuevo a la mar, río ó lago; el aceite por medio de vasos comunicantes pasa a otro recipiente donde queda almacenado. Los cangilones (12) tiene en su interior unas celdas de separación para que le liquido no se derrame, cuando la maquina se mueva por el efecto de las olas.
Cuando vamos a recoger residuos flotantes líquidos, cambiamos la cinta perforada por la cinta con los cangilones y quitamos de la máquina el rodillo- cepillo (11) y el peine-filtro (18) para dejar paso a los cangilones (12). Funcionamiento : en el eje (13) de la rueda (3) hay un piñón fijo (5) que engrana con otro piñón fijo doble (6) que va en el rodillo (de la cinta transportadora) más próximo al eje; y una cadena (7) que une este piñón (6) con el piñón fijo doble (8) del rodillo del extremo superior de la cinta (2). Por otra parte el piñón fijo doble (8) del rodillo superior engrana con un segundo piñón (no fijo) (9) y este engrana con un tercer piñón fijo (10) cuyo eje soporta al rodillo-cepillo (11). El piñón (5) de la rueda (3) es más grande (30 dientes). El piñón (6) de la cinta mas pequeño (10 dientes). Por lo que al dar la rueda (3) una vuelta, el piñón (6) de la cinta da tres vueltas. La proporción de dientes entre estos dos piñones se puede variar, dependiendo de si queremos que la cinta (2) vaya más deprisa ó más despacio. Los piñones 6, 8, 9 y 10 tiene el mismo numero de dientes. Cuando el barco va marcha avante, las palas (21) oponen resistencia al agua y hacen que la rueda (3) de vueltas. Esto hace que los piñones (6 y 8) de los rodillos y la cinta (2) den vueltas en sentido contrario al de la rueda. Por lo tanto todo lo que encuentre la maquina a su paso será recogido por la cinta (2) y depositado en la tolva (4).
La maquina va sujeta al barco por dos partes. La parte superior (23) más a popa, lleva un pasador (13) (que pivota sobre su eje), por lo que al cabecear el barco por el efecto de las olas, la parte inferior de la cinta (2) sigue dentro del agua. En la parte más a proa, lleva un soporte en forma de U invertida (16) con un aparejo que le une al barco y que permite a la estructura moverse arriba y abajo al compás de las olas debido a los flotadores (14 y 25); y un cabo (22) que va desde el soporte (16) a la proa del barco. El pescante (20) de proa lleva un muelle (17) y un tope para cuando el cabeceo del barco es exagerado, amortigüe el movimiento brusco de la maquina.
Si hacemos una prolongación de la parte inferior de la maquina y la sumergimos (lm, 2m, 3m etc.), detectaría, las manchas de crudo sumergidas. Esto se haría con una cinta transportadora de malla poco tupida para que haga la menor resistencia posible bajo el agua. Si la maquina la hacemos de gran envergadura, en lugar de usar la rueda que acciona la cinta, usaríamos un motor acoplado a los ejes de la cinta ó el mismo motor del barco con poleas preparadas para ese fin. También se puede acoplar un motor en lugar de la rueda aunque la maquina no sea de gran envergadura.
En aguas abiertas, por ejemplo en alta mar se pueden utilizar además barreras flotantes delante de la maquina de la siguiente forma : dos barreras remolcadas cada una por un barco, y juntando los extremos libres dejando entre ellos un espacio (quedaría la figura de un embudo), que irá concentrando todos los residuos flotantes y saliendo por la parte más estrecha del embudo que recogerá la maquina.
La maquina se puede acoplar en embarcaciones de motor, en veleros, en catamarán etc., e incluso en embarcaciones dirigidas por radio-control (sin tripulación) para usar en zonas peligrosas, como cerca de los acantilados con mar fuerte ó cerca de las playas con rompientes.
En aguas poco profundas y que podamos andar por el fondo (en las playas donde hagamos pie) se puede usar un modelo más pequeño de maquina, y colocada sobre una plataforma flotante, la vamqs empujando con las manos, la rueda (3) da vueltas por la resistencia que hacen las palas (21) en el agua y la maquina se pondrá en funcionamiento.
Otra aplicación en los ríos sería : fijando la maquina en uno de los márgenes del río, la propia corriente empujas las palas (21) y hace que la rueda (3) de vueltas y la maquina funcione. En este caso el recogedor (15) de la que queda hacia el centro del río, se prolonga lo que queramos y lo hacemos firme con cabos desde la orilla, ya que al ser muy largo el agua hace presión y puede partirlo. Así mismo en zonas de mareas vivas se puede fijar la maquina dentro de los puertos y el mismo flujo y reflujo de la marea hace que la rueda se mueva la maquina funcione.

Claims

Reivindicaciones
1) Maquina para limpiar la superficie de las aguas de mares, ríos y lagos de residuos flotantes tanto sólidos (alquitrán, crudo y plásticos), como líquidos (aceites y grasas). Una estructura (1) de madera, metálica ó poliéster con una cinta sin-fin transportadora (2) y una rueda (3) con palas (21) tocando el agua, earacterizaΛa en que no lleva motor; va sujeta al costado de un barco por
5 dos pescantes (20), de forma que un extremo de la maquina va dentro del agua (20 ó 30 cm) en la parte más a proa, con un peine-filtro (18); y el otro extremo va suspendido alto más a popa, y con un rodillo-cepillo (11)L Por debajo del extremo alto de la cinta se coloca una tolva (4) inclinada hacia dentro del barco para que los residuos caigan en un recipiente. La cinta (2) va soportada por varios cilindros (27) paralelos que en sus extremos sobre la o esíructura llevan un cojinete (26) a cada lado, para fortalecer y tener la menor resistencia al roce.
Para ϊos residuos flotantes sólidos, la cinta (2) va perforada a todo lo largo, para que al recoger los sólidos flotantes, el agua se filtra a través de los orificios de la cinta.
2) Máquina para limpiar ϊa superficie de las aguas de mares, ríos y lagos de residuos flotantes tanto sólidos como líquidos caracterizada porque lleva un rodillo-cepillo (11) cuyo eje va 5 situado por debajo y paralelo al ultimo rodillo superior de la cinta (2); al llegar los residuos a la parte superior de la cinto (2), estos son barridos por el rodillo-cepillo (11) hacia la tolva (4), y al mismo tiempo la cinta (2) va quedando limpia.
3) Máquina para limpiar la superficie de las aguas de mares, ríos y lagos de residuos flotantes tanto sólidos como líquidos, según reivindicación 1, caracterizada por llevar incorporado el o peine-filtro (18) que va filtrando los residuos flotantes sólidos y que por el propio empuje del agua van pasando a la cinta. Parte del peine-filtro (18) va dentro del agua con las púas (28) hacia arriba e inclinadas bacía la cinta (2) y un poco por encima de esta. En el extremo de cada una de las púas (28) del peine-filtro (18) van incorporadas unas barbas (19) flexibles de forma que van tocando la cinta. La misión de estas barbas (19) es ir filtrando el agua que retrocede de la cinta 5 (2) e impedir que los residuos pequeños caigan de nuevo a la mar, río ó lago.
4) Máquina para limpiar la superficie de las aguas de mares, ríos y lagos de residuos flotantes tanto sólidos como líquidos para los residuos flotantes líquidos la cinta (2) no va perforada. earacíerizada por llevar unos cangilones (12) pegados transversalmente a la cinta (2), que van recogiendo el líquido y depositándolo en la tolva (4). Al pasar los cangilones (12) por la 0 superficie del agua, recogen el aceite mezclado con el agua que a través de la tolva (4) pasan a un recipiente en el barco. El aceite quedará flotando arriba y el agua debajo; el recipiente lleva un grifó en su parte inferior para desalojar el agua(limpia) que se echará de nuevo a la mar, río ó lago; el aceite por medio de vasos comunicantes pasa a otro recipiente donde queda almacenado. Los cangilones (12) tiene en su interior unas celdas de separación para que le liquido no se 5 derrame, cuando la maquina se mueva por el efecto de las olas.
5) Máquina para limpiar la superficie de las aguas de mares, ríos y lagos de residuos flotantes tanto sólidos como líquidos, según reivindicación 1, caracterizada por su sencillo mecanismo que consiste en un eje (13) de ϊa rueda (3) hay un piñón fijo (5) que engrana con otro piñón fijo doble (6) que va en el rodillo (de la cinta transportadora) más próximo ai eje; y una cadena (7) o que une este piñón (6) con el piñón fijo doble (8) del rodillo del extremo superior de ϊa cinta
(2). Por otra parte el piñón fijo doble (8) del rodillo superior engrana con un segundo piñón (no fijo) (9) y este engrana con un tercer piñón fijo (10) cuyo eje soporta al rodillo-cepillo (1 i).
6) Máquina para limpiar la superficie de las aguas de mares,.ríos y lagos de residuos flotantes tonto sólidos como líquidos, según reivindicaciones anteriores, caracterizada por cuando el 5 barco va marcha avante, las palas (21) oponen resistencia al agua y hacen que la rueda (3) de vueltos. Esto hace que, los piñones (6 y 8) de los rodillos y ϊa cinta (2) den vueltos en sentido contrario al de la rueda. Por lo tanto todo lo que encuentre la maquina a su paso será recogido por la cinta (2) y depositado en la tolva (4).
7) Máquina para limpiar la superficie de las aguas de mares,.ríos y lagos de residuos flotantes o tanto sólidos como líquidos, según reivindicación 1, caracterizada por que puede acoplarse en cualquier tipo de embarcación ó plataforma flotante. El calado máximo de la maquina es de 20 cm.
8) Máquina para limpiar la superficie de las aguas de mares,.ríos y lagos de residuos flotantes tanto sólidos como líquidos, según la reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en aguas 5 peco profundas y que podamos andar por el fondo (en las playas donde hagamos pie) se puede usar un modelo más pequeño de maquina, y colocada sobre una plataforma flotante, la vamos empujando con las manos.
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