SEPARADOR DEN SI MÉTRICO DE RESIDUOS
OBJETO DE LA INVENCIÓN La presente invención se puede incluir dentro del campo técnico de la separación de materiales, en particular, de materiales sólidos. De manera más concreta, el objeto de la invención se refiere a un separador de residuos de tipo densimétrico, es decir, que separa residuos, particularmente escombros, de acuerdo con su densidad. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El solicitante es también titular de los modelos de utilidad españoles con números de solicitud U200401407 y U200602591 , así como de la patente estadounidense US7775371.
En dichos documentos de modelo de utilidad y patente se describen sendos dispositivos para separar residuos, en concreto escombros, en función de la densidad de los componentes de los residuos. En particular, U200401407 se refiere a un separador con una cuba rellena de agua, para recibir los escombros, a través de una tolva de alimentación, y separar los residuos por flotación. Los residuos flotantes, es decir, de menor densidad, tal como papeles, plásticos, maderas, etc., son retirados a través de una primera cinta trasportadora, que bate la superficie del agua para acercar los residuos a la primera cinta transportadora. Por otra parte, los residuos más densos se hunden y se decantan en el fondo, donde una segunda cinta transportadora los recoge y los desaloja de la cuba.
Por su parte, U200602591 y US7775371 , incorporan mejoras respecto de U200401407. En particular, U200602591 comprende adicionalmente una criba vibratoria, que precede a la tolva de alimentación y a la cuba, que puede ser simple (es decir, dejando pasar solo lo más grueso o solo lo más fino), o doble (es decir, filtrando tanto lo más fino como lo más grueso, para dejar pasar solo lo intermedio) para preseleccionar los residuos antes de ser admitidos en la cuba, evitando que los más finos (arenillas y similares) accedan a la cuba y la colmaten de limos, lodos y
similares. Para evitar la acumulación de lodos también se dispone de una tercera cinta transportadora que retira los residuos sedimentados, donde sobre la tercera cinta están preferentemente dispuestos rociadores para lavar los residuos. Asimismo, se contempla la incorporación de un plénum para retirar por soplado de aire los residuos plásticos.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención describe un separador densimétrico de residuos que incorpora mejoras y ventajas adicionales con relación a los modelos de utilidad U200401407 y U200602591 , y la patente US7775371 referidos anteriormente en los antecedentes, y que se incorporan por referencia en la presente descripción.
En particular, el separador densimétrico de la invención comprende una cuba destinada a contener un fluido para separar por densidad los residuos en residuos flotados y residuos decantados.
El separador comprende además medios automáticos de alimentación, tal como por ejemplo una criba vibratoria, para alimentar de residuos la cuba. De manera opcional preferente se dispone adicionalmente una tolva de residuos intercalada entre los medios automáticos de alimentación y la cuba, para ser alimentada desde dichos medios automáticos de alimentación y a su vez alimentar la cuba.
Se disponen adicionalmente transportadores de banda motorizados, para retirar residuos de la cuba, cada cual con un chasis y una cinta transportadora, y que a su vez comprenden:
- transportador de flotados, para extraer los residuos flotados desde la superficie del agua; y
- transportador de decantados, para extraer los residuos decantados desde el fondo de la cuba.
De manera ventajosa, el separador comprende además un dispositivo de selección por soplado, que a su vez comprende:
- una turbina de aire que proporciona un flujo de aire;
- un conducto, que recibe el flujo de aire desde la turbina, y que está bifurcado en un semiconducto de elevación y un semiconducto de expulsión; y
- un difusor, localizado bajo los medios automáticos de alimentación, y comunicado con el semiconducto de elevación para recibir una primera porción del flujo de aire de la turbina y provocar una expulsión de aire en dirección vertical o inclinada, que eleva residuos más ligeros (bolsas, botellas PET, papeles), donde por otra parte el semiconducto de expulsión transporta una segunda porción del flujo de aire, que provoca una expulsión horizontal de aire para retirar los residuos ligeros - una vez elevados por medio del primer flujo - hacia una conducción lateral evitando interferencias con otras fracciones más pesadas de residuos.
Una de las mejoras anteriormente referidas se refiere a la incorporación de medios de burbujeo sumergidos, que preferentemente abarcan todo el ancho de la cuba, para generar burbujas que faciliten flotación de los materiales más ligeros. Se consigue, mediante el burbujeo, reducir el tiempo que los materiales más ligeros permanecen en contacto con el agua, lo cual implica, por una parte, una mayor rapidez en la retirada de los materiales más ligeros, y por otra parte, una menor contaminación del agua empleada, así como un menor consumo de agua, porque no absorbe tanto agua. Otra de las mejoras se refiere al plénum anteriormente referido. La presente invención incorpora un dispositivo de selección por soplado, que comprende una turbina de aire que suministra un flujo de aire a través de un conducto que se bifurca en dos semi- conductos. Por tanto, el aire soplado es bifurcado en dos caminos. Un primer camino transporta una primera porción del flujo, que provoca una expulsión vertical de aire para elevar los residuos ligeros antes de acceder a la cuba; mientras que un segundo camino transporta una segunda porción del flujo de aire, que provoca una expulsión horizontal de aire para retirar los residuos ligeros - una vez elevados por medio del primer flujo - hacia una conducción lateral evitando de esta manera interferencias con otras fracciones más pesadas de residuos.
Otras mejoras serán descritas más adelante en el apartado de descripción de un ejemplo de realización preferente.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1.- Muestra una vista lateral del separador densimétrico de residuos de acuerdo con la presente invención. Figura 2.- Muestra una vista superior del separador densimétrico de la figura 1.
Figura 3.- Muestra una vista frontal del separador densimétrico desde el lado izquierdo de las figuras 1 y 2. Figura 4.- Muestra un detalle del dispositivo de selección por soplado, en vista lateral, desde el lado opuesto a de la figura 1.
Figura 5.- Muestra una vista en detalle del dispositivo de selección por soplado, en vista frontal, desde el lado opuesto al de la figura 3.
Figura 6.- Muestra una vista en detalle de un alojamiento practicado en la cuba para alojar un eje del transportador de decantados.
Figura 7.- Muestra una vista en detalle de unos medios de burbujeo provistos de inyectores de burbujas, para inyectar burbujas de aire en la cuba y ayudar a flotar a los residuos flotados.
Figura 8.- Muestra un detalle adicional de la posición de los inyectores. Figura 9. Muestra un detalle de la ubicación de unos soportes en los que están soportados los inyectores.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
Seguidamente se muestra, con ayuda de las figuras 1-9 adjuntas referidas anteriormente, una descripción detallada de un ejemplo de realización de un separador densimétrico de residuos objeto de la presente invención. El separador densimétrico de residuos de la invención está especialmente indicado para separar escombros de obras, en particular para, en primer lugar, retirar materiales más ligeros y voluminosos, como papeles, botellas de plástico y bolsas; seguidamente, componentes menos ligeros pero no pesados, tales como maderas, cartones, flejes y plásticos duros o materiales inertes; y finalmente separar de entre los más pesados (materiales de construcción propiamente dichos), los de calibre mayor (piedras, cascotes) de los de calibre menor (arenillas, finos y lodos).
El separador comprende una cuba (1) rellena de un líquido, por ejemplo agua, cuya densidad sirve como referencia para efectuar una separación por flotación y decantación de una mezcla de escombros e impurezas, incorporando la cuba uno o más conductos de llenado y vaciado junto con correspondientes llaves de corte, no representados. La cuba (1) presenta una sección en alzado, que preferentemente es triangular esencialmente, donde en su parte inferior la cuba (1) presenta una base (7) localizada en un extremo, y dotada de una sección transversal de menores dimensiones, donde la sección transversal es creciente desde la base (7) hacia la parte superior. En consecuencia, la cuba (1) está soportada por un bastidor que, preferentemente, tal como se ilustra en las figuras, comprende una plataforma (8), y un pórtico (38) opuesto a la base (7). Se disponen adicionalmente unos medios de burbujeo, para burbujear aire en el interior de la cuba (1). De manera preferente, los medios de burbujeo comprenden al menos uno, preferentemente una pluralidad, de inyectores (2) en el interior de la cuba (1) para proporcionar presión y dirección a las burbujas. Las burbujas de aire arrastran hacia la superficie del agua los residuos flotados que han accedido a la cuba (1), ayudando a su flotabilidad. Preferentemente, los inyectores (2) están montados en un tubo de inyección (41), preferentemente horizontal, orientado a lo ancho de la cuba (1). De manera también preferente, los inyectores (2), en su caso con el tubo de inyección (41), están soportados en uno o varios soportes (42) que parten de una tolva de residuos (16), que puede estar dispuesta opcionalmente, y que se describirá más adelante.
Dentro de la cuba (1) se encuentran respectivos transportadores de banda (3, 4) motorizados, que son transportadores de banda de flotados (3) y transportadores de banda de decantados (4), con sus respectivos chasis (5) y cinta transportadora (6) correspondientes, para extraer residuos de la cuba (1), en particular, parar extraer respectivamente materiales flotados por un lado y decantados por otro. La cinta transportadora (6) del transportador de flotados (3) puede incorporar cepillos (9) sobresalientes, para limpiar la pared de la cuba (1), y también para retener los flotados, puesto que debido a su reducida densidad podrían no acompañar el movimiento de la cinta transportadora (6). Adicionalmente, en el chasis (5) del transportador de flotados (3), preferentemente en el extremo más exterior, está montado un retenedor (10), preferentemente un rodillo giratorio, que contacta con los cepillos (9) a su paso, para liberar los cepillos (9) de impurezas, las cuales caen fuera de la cuba (1).
También se incluye, con el fin de evitar o demorar la colmatación de la cuba (1), un limpiador de fondo (1 1). De acuerdo con una realización menos preferida, y por tanto no representada, tal como se describe en el documento U200602591 , el limpiador de fondo (11) puede comprender un transportador de banda motorizado, con una cinta transportadora, dotada opcionalmente de unos salientes transversales inferiores que recogen y arrastran lodos depositados en el fondo de la cuba (1) contra una pared lateral correspondiente de dicha cuba (1), y convenientemente inclinada, hacia el exterior. Alternativamente, de acuerdo con una realización más preferida representada en las figuras, el limpiador de fondo (1 1) comprende preferentemente un primer tornillo sin fin (12) y un segundo tornillo sin fin (13). Al menos el segundo tornillo sin fin (13), preferentemente los dos tornillos sin fin (12, 13), comprenden una camisa (14) y al menos un álabe (15) coaxialmente giratorio con su correspondiente camisa (14). Se prefiere que el álabe (15) o los álabes (15) de al menos uno de los tornillos sin fin (12, 13), preferentemente de los dos tornillos sin fin (12, 13), no tengan eje físico, para por un lado poder disponer de mayor espacio, lo cual permite mayor capacidad de carga y, en su caso, poder arrastrar cuerpos mayores, y por otro lado, tal como se explicará seguidamente, para facilitar un drenaje del agua que acompaña los residuos recogidos, de manera ventajosa, y contrariamente a lo que sucede en U200602591.
En particular, en una realización preferente de tornillos sin fin (12, 13) sin eje físico, el álabe (15) o los álabes (15) tienen forma helicoidal y abarcan mayor recorrido del correspondiente a un paso de hélice. Puede haber un único álabe (15) o varios álabes (15) fijados consecutivamente en dirección longitudinal de la camisa (14).
El primer tornillo sin fin (12) transcurre por el fondo de la cuba (1), preferentemente en horizontal, mientras que el segundo tornillo sin fin (13) está instalado exteriormente a la cuba (1), así como está inclinado, para recoger inferiormente los residuos transportados por el primer tornillo sin fin (12) y elevar dichos residuos para su posterior disposición. Los residuos transportados mediante el segundo tornillo sin fin
(13) se van secando durante su elevación, puesto que gran parte del agua que los acompaña es desalojada, por gravedad, a través de un juego existente entre la camisa
(14) y el álabe (15) o los álabes (15), y también por el centro, debido a la ausencia de un eje físico, según se comentó anteriormente.
Como consecuencia, se ahorra agua, al no tener que reponer el agua que de otro modo abandonaría la cuba (1) junto con los residuos. Adicionalmente, se consigue un secado de los residuos. Por otra parte, también se consigue reducir el riesgo de atasco, puesto que la ausencia de eje central físico proporciona un mayor espacio disponible para cargar residuos de mayor tamaño.
Tal como se ha mencionado anteriormente, la cuba (1) puede preferentemente recibir los residuos desde una tolva de residuos (16). La tolva de residuos (16) puede ser alimentada automáticamente, a través de un transportador de alimentación (17), desde unos medios automáticos de alimentación (18, 37); los medios automáticos de alimentación (18, 37) pueden comprender, por ejemplo, una criba vibratoria (18), que en la realización mostrada en las figuras es una criba (18) doble, pero que también puede ser simple, destinada a permitir selectivamente el acceso de los residuos hacia la cuba (1), en función de su tamaño, por ejemplo, efectuando una pre-separación de: por un lado, residuos que son más gruesos y que por tanto no se extraen con facilidad por el transportador de decantados (4); y por otro lado, los restos de menor tamaño (arena principalmente), que tienden a formar lodos que colmatan la cuba (1).
Una criba simple, no representada, comprende una única bandeja vibratoria que separa los materiales de mayor tamaño de los de menor tamaño. Una criba (18) doble,
como la representada, comprende dos bandejas vibratorias (19, 20) inclinadas, siendo una de ellas una bandeja superior (19) y la otra una bandeja inferior (20). La bandeja superior (19) presenta un tamaño mayor de paso para retener restos de tamaño mayor, que son desechados, y que por tanto no acceden a la cuba (1). Por su parte, la bandeja inferior (20) presenta un tamaño menor de paso para retener restos de tamaño intermedio, que son los que acceden a la cuba (1), mientras que la bandeja inferior (20) deja pasar restos de tamaño más pequeño, tales como arenas y similares, que son desalojados y por tanto no acceden a la cuba (1). Como complemento a la separación por cribado efectuada en la criba (18) y a la separación por flotación efectuada en la cuba (1), la invención también prevé la implementación de un dispositivo de selección (21) por soplado, que actúa en la zona de la criba (1) y que comprende una turbina (22) de aire que suministra un flujo de aire, a través de un correspondiente conducto (23). El conducto (23) está bifurcado en un semiconducto de elevación (26) y un semiconducto de expulsión (27) para dividir el flujo de aire proveniente de la turbina (22) en primera porción y segunda porción.
El semiconducto de elevación (26) transporta la primera porción hasta un difusor (39) localizado debajo de los medios automáticos de alimentación (18, 37), por ejemplo la criba (18), para provocar una expulsión en dirección vertical o inclinada de aire, por ejemplo hacia una tolva de aire (40), para elevar residuos más ligeros (bolsas, botellas PET, papeles).
Por su parte, el semiconducto de expulsión (27) transporta la segunda porción, por ejemplo hacia el extremo opuesto de la tolva de aire (40), que provoca una expulsión horizontal de aire para retirar los residuos ligeros - una vez elevados por medio del primer flujo - hacia una conducción lateral (28) evitando de esta manera interferencias con otras fracciones más pesadas de residuos. La conducción lateral (28) desemboca lateralmente creando una separación autónoma para los flotados.
Un regulador (no mostrado) montado en el conducto (23) permite regular el flujo total que circula por el conducto (23), así como la tasa de dicho flujo total que se deriva al primer flujo y al segundo flujo.
Seguidamente, se describe la retirada de los residuos separados por la criba (18). Por una parte, se ha dispuesto un transportador lateral (30), preferentemente no motorizado, para retirar los residuos de tamaño mayor, retenidos en la bandeja superior (19) de la criba (18), los cuales, por efecto de la vibración, caen lateralmente a dicho transportador lateral (30) por gravedad, puesto que la bandeja superior (19) está inclinada. Por otra parte, los residuos de tamaño más fino (arenillas, finos y lodos), que atraviesan la bandeja inferior (20), son recogidos por un colector de finos (25) hacia una cinta de finos (24), que retira los finos. Finalmente, los residuos de tamaño intermedio, retenidos en la bandeja inferior (20), acceden, hacia la cuba (1), de manera preferente por ejemplo, a través del transportador de alimentación (17) antes mencionado, pasando por la tolva de residuos (16).
El transportador de decantados (4) incorpora un eje (31), soportado por rodamientos (32), estando tanto el eje (31) como los rodamientos (32) en el interior de la cuba (1). Para evitar interacción del agua de la cuba (1) con los rodamientos (32) y sus grasas, la cuba (1) comprende unos compartimentos (33) estancos, y accesibles desde el exterior, por medio de tapas (34) y juntas de estanqueidad (35), en los que, una vez montados los ejes (31), quedan alojados los rodamientos (32). De esta manera se mejora el funcionamiento, y se aumenta la duración de los rodamientos (32), así como se evita que el agua de la cuba (1) se contamine con las grasas de los rodamientos (32).
El separador de la invención, en particular la cuba (1), pueden estar dimensionados para permitir su traslado al lugar en el que se producen los residuos, por ejemplo a una obra o construcción, en caso de escombros, o también pueden ser de dimensiones mayores y estar localizados en una instalación de separación adonde llegan los residuos procedentes de diferentes localizaciones. En el primero de los casos, la cuba (1) puede incorporar un asa (36), por ejemplo una barra ligeramente abombada hacia arriba en su parte central, para permitir a una grúa elevarla o remolcarla para montarla en un vehículo de transporte.
El transporte del separador puede simplificarse si los medios automáticos de alimentación (18, 37) comprenden, alternativamente a la criba (18) doble, un alimentador vibratorio (37), de menor altura, que facilita la distribución y entrada, en la tolva de residuos (16), de residuos previamente cribados. El alimentador vibratorio (37)
es trasportable, y por tanto fácilmente acoplable a procesos de reciclaje en línea con otras máquinas.