ITMC20080152A1 - Metodo per il recupero dei pneumatici usati e impianto attuante tale metodo. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“METODO PER IL RECUPERO DEI PNEUMATICI USATI E IMPIANTO ATTUANTE TALE METODO†.

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente domanda di brevetto per invenzione industriale ha per oggetto un metodo e un impianto per il recupero dei pneumatici usati allo scopo di trasformarli in prodotto finito da immettere sul mercato. Con la frase “recupero dei pneumatici usati†si intende l’operazione di distruzione del pneumatico intero sino a separare i tre prodotti che lo compongono: elastomero sintetico o naturale, acciaio armonico, fibra tessile. Dall’elastomero ottenuto possono essere realizzati prodotti finiti per i più svariati settori di impiego pubblico e privato.

Come à ̈ noto gli pneumatici fuori uso comportano una serie di inconvenienti legati principalmente al loro smaltimento. Infatti un’eventuale smaltimento per combustione o uso di prodotti chimici comporterebbe gravi problemi ambientali per l’immissione di gas nocivi nell’atmosfera.

L'inalterabilità nel tempo dei pneumatici, che non subiscono alcuna modifica di volume, fa si che il loro accumulo comporta occupazione di aree sempre più vaste, per un tempo virtualmente illimitato (il tempo di deterioramento del pneumatico à ̈ di circa 1100 anni). L'esaurimento della ricettività delle attuali discariche rappresenta una situazione molto grave, e l'opinione pubblica interviene negativamente ogni volta che lo stato cerca di istituire nuove aree di smaltimento rifiuti.

Bisogna considerare che entro gli pneumatici stoccati in discarica c’à ̈ una proliferazione di roditori, insetti e rettili, che trovano nei pneumatici ammassati, un eccellente sostituto al loro habitat naturale. Inoltre, l'accumulo di grandi quantità di gomma comporta in ogni caso grandi rischi di incendi e conseguenti danni per l'ambiente.

L'attuale scelta dei produttori di pneumatici, di privilegiare l'impiego di gomma naturale o sintetica della più alta qualità, rende disponibili grandi quantità di materiale adatto per la trasformazione in altri prodotti a base di gomma. Infatti, la gomma riciclata viene impiegata con successo nella produzione di una larghissima gamma di prodotti finiti in gomma, di componenti per l'industria automobilistica e nella lavorazione di nuovi pneumatici. Pertanto le discariche di pneumatici fuori uso sono uno spreco di preziose materie prime riciclabili e riutilizzabili.

Un obiettivo principale della presente invenzione à ̈ di eliminare gli inconvenienti della tecnica nota un metodo ed un apparato per il riutilizzo e il riciclaggio dei pneumatici fuori uso che possono essere trasformati in una nuova materia prima secondaria per innumerevoli applicazioni.

Altro scopo della presente invenzione à ̈ di fornire attrezzature non soltanto per risolvere il problema di riciclaggio dei pneumatici fuori uso, ma per costruire impianti industriali avanzati, che producano polverino di gomma, granulati e prodotti a valore aggiunto di alta qualità.

Questi scopi sono raggiunti in accordo all’invenzione, con le caratteristiche elencate nelle annesse rivendicazioni indipendenti 1 e 6.

Realizzazioni vantaggiose appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.

L'oggetto di tale brevetto sta nel realizzare un ciclo continuo di lavorazione ove vengono immessi pneumatici interi di diverse dimensioni, successivamente disgregati, per ottenere, mediante stampaggio a pressa, manufatti in gomma riciclata e fibra tessile per utilizzi nell'edilizia pubblica e privata.

La soluzione secondo l’invenzione, à ̈ un sistema di riciclaggio eco-sensibile che non altera il già fragile e delicato equilibrio ambientale, perché non immette nell'atmosfera gas di combustione né comporta l'impiego di acqua o elementi chimici.

Oltretutto si eliminano i problemi igienici della proliferazione dei roditori, insetti e rettili, che trovano nei pneumatici ammassati, un eccellente sostituto al loro habitat naturale. Inoltre, evitando l'accumulo di grandi quantità di gomma si scongiurano rischi di incendio e i conseguenti danni per l'ambiente.

Ulteriori caratteristiche dell’invenzione appariranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita a una sua forma di realizzazione puramente esemplificativa e quindi non limitativa, illustrata nei disegni annessi, in cui l’unica figura à ̈ uno schema a blocchi illustrante le varie fasi del procedimento di recupero di pneumatici usati secondo l’invenzione.

La prima fase di lavorazione dello pneumatico à ̈ la stallonatura come sarà descritto in seguito. Tuttavia prima di avviare tale fase, l’operatore deve effettuare una selezione e controllo degli pneumatici da inviare alla stallonatura. Durante l'immissione dei pneumatici dovrà essere controllato obbligatoriamente l'interno della carcassa in modo da scongiurare la presenza di qualsiasi corpo estraneo prima di essere lavorati dalle macchine dell’impianto secondo l’invenzione.

Viene riportata sotto una tabella che riassume i criteri di selezione:

PNEUMATICI DI Tutti i pneumatici attualmente in commercio AUTOVETTURA possono essere lavorati senza l'obbligo di ESTIVI stallonatura

PNEUMATICI DI Possono essere inseriti nell'impianto senza AUTOVETTURA stallonatura in rapporto 1/20 rispetto ai INVERNALI comuni pneumatici estivi.

PNEUMATICI DI Devono essere OBBLIGATORIAMENTE FURGONE o JEEP stallonati prima di essere introdotti sul nastro di carico dell’impianto.

PNEUMATICI DI Devono essere OBBLIGATORIAMENTE AUTOCARRO stallonati prima di essere introdotti sul nastro di carico dell’impianto.

PNEUMATICI DI Devono essere OBBLIGATORIAMENTE TRATTORE stallonati prima di essere introdotti sul nastro di carico ed eventualmente cesoiati se le dimensioni di ingombro sono superiori a 1200 mm di diametro

I pneumatici di autovettura invernali sono riconoscibili dalla fase di ricostruzione cui sono stati soggetti. Da esperienze acquisite si à ̈ visto che queste gomme sintetiche morbide tendono, in funzione della temperatura, a rendersi "pastose" nella fase di macinazione, quindi un ingresso spregiudicato di questo tipo di pneumatico potrebbe provocare una riduzione di produzione. Convenientemente viene immesso un pneumatico invernale ogni 20 pneumatici estivi.

Il pneumatico di autocarro oggi in circolazione non contiene fibra tessile e quindi può essere utilizzato proporzionalmente allo scopo di ridurre in volume il trecciolino di fibra tessile che si nota sul prodotto finito. Per ottenere qualità migliori e costanti per certe applicazioni à ̈ preferibile miscelare i pneumatici al carico nel seguente modo: un pneumatico di autocarro ogni 10 pneumatici di autovettura. Questo tipo di miscela permette di ottenere sia una produzione costante sull'impianto, sia una qualità omogenea.

Il pneumatico di trattore contiene, rispetto ai pneumatici di autovettura, circa 10 volte in più di tessile rispetto al KG di gomma; ciò significa che un ingresso continuo di questo pneumatico andrà ad influire enormemente sulla qualità del prodotto finito. Pertanto conviene immettere al punto di carico un pneumatico di trattore ogni 30 pneumatici di altra natura.

Una volta selezionata la sequenza di tipi di pneumatici da introdurre nell’impianto, si passa alla fase di stallonatura che consiste nell'eliminare il cordolo di acciaio armonico posto sul diametro interno del pneumatico.

Questo cordolo à ̈ composto, ad esempio per i pneumatici di autocarro, da una treccia di cavi armonici del diametro di 2-2.5 mm. Nell'insieme essi formano un anello del diametro di circa 20 mm. L'estrazione dal pneumatico di questo anello consente di ridurre enormemente le probabilità di rotture anomale degli utensili taglienti utilizzati, senza pregiudicare il buon funzionamento dell'impianto.

La macchina di stallonatura, tramite l'utilizzo di un semplice pannello di comando posto nelle vicinanze del punto di immissione, consente all'operatore di movimentare i pneumatici per ottenere la stallonatura con tre semplici operazioni: centraggio pneumatico, incisione pneumatico, posizionamento ganci e stallonatura.

La capacità produttiva della macchina à ̈ di un massimale di 23 pneumatici di autocarro/ora, mantenendo inalterate le condizioni di perfetta efficienza. Tuttavia sono sufficienti solo 18 pneumatici autocarro/ora per garantire le quantità massime che possono essere lavorate.

Gli pneumatici stallonati e quelli che non richiedono stallonatura sono inviati alla fase di triturazione che à ̈ il primo processo significativo cui à ̈ sottoposto il pneumatico.

L'impianto secondo l’invenzione equipaggia due trituratori in cascata con sistema a circuito chiuso da cui si ottiene una pezzatura massima di c.a. 100 x 80 mm.

I trituratori sono composti da un'unità di cesoiamento e da una centralina idraulica. La camera di taglio ha una dimensione di 80x130 cm. I taglienti sono stati progettati per poter afferrare il copertone di autocarro tramite un uncino e triturarlo tramite due rotori.

Il possibile sovraccarico della macchina à ̈ gestito da una centralina la quale, comandata dal rispettivo quadro elettrico, consente ai due rotori portalame di effettuare automaticamente delle inversioni di rotazione in modo da poter disimpegnare la camera di taglio da una sovrapposizione di eccessivo materiale.

I trituratori in oggetto hanno una capacità produttiva di circa 6000 Kg/h cadauno; questa quantità viene utilizzata per il 30% dall'impianto, ma consente di poter disporre di una struttura che nel tempo rimarrà inalterata e di una necessità di manutenzione lame con intervalli di tempo a dir poco raddoppiati.

I pezzi di pneumatico triturati sono inviati ad una fase di granulazione che consiste nel ridurre i pezzi triturati in granuli da 1 a 16 mm di diametro apparente. Questa fase rappresenta il cuore del funzionamento dell'impianto in cui avviene la separazione del metallo per il 99 % della sua presenza residua sul copertone.

La macchina di granulazione à ̈ costituita da un robusto rotore da 530 mm di diametro con su alloggiati dei portalame e da un corpo macchina in cui sono installati portalame fissi nelle pareti di destra e di sinistra. Nella parte inferiore della macchina à ̈ inserita una griglia che consente al prodotto di fuoriuscire solo dopo aver raggiunto la pezzatura prestabilita.

La macchina di granulazione viene completamente automatizzata dal corrispondente quadro, utilizzando un PLC che ne rileva l'assorbimento istantaneo e gestisce così tutti i vari automatismi. Sul visualizzatore sinottico del granulatore possono essere individuati tutti i dati di riferimento impostati di default dal costruttore, ma modificabili previo inserimento di una password da un operatore qualificato.

Il granulatore in questione, alimentato con triturati da 100x80 mm, ha una capacità al punto di carico massima di circa 2000 Kg/h, mantenendo la macchina nelle perfette condizioni di operatività.

In uscita dal granulatore si otterranno filamenti di acciaio armonico e granuli da 1-16 mm contenenti fibra tessile. Inoltre la fase di granulazione dispone di un filtro abbattimento polveri che elimina le fibre tessili estratte nella macinazione.

I granuli e i rispettivi fili di acciaio armonico uscenti dalla griglia vengono trasportati, tramite vibratore e nastro trasportatore, sotto il passaggio di un magnete posto ad adeguata altezza, impostata dal costruttore, che attira i fili di acciaio. L'estrazione del metallo già separato dalla gomma avviene anche con l'ausilio di un tamburo magnetico, posto in testa alla tavola vibrante, con cui vengono raccolti i filamenti più sottili.

I granuli di pneumatico a questo punto deferrizzati, vengono inviati in un silo mediante un trasporto pneumatico insonorizzato con cui viene raffreddato il prodotto per uno stoccaggio in sicurezza. Questo materiale accumulato nel silo à ̈ buona norma che sia completamente lavorato a fine giornata onde evitare che si creino vuoti sull'estrattore dovuti al rilascio di umidità.

A questo punto i granuli stoccati nel silo vengono inviati ad una fase di raffinazione che consiste nel ridurre la sezione dei granuli ulteriormente, in modo da poter separare il residuo di metallo e la fibra tessile. Questa fase di raffinazione avviene mediante l'utilizzo di un mulino veloce concepito sostanzialmente nello stesso modo del granulatore. Tuttavia il mulino veloce ha una velocità del rotore quasi triplicata rispetto al granulatore.

La granulometria della gomma che si ottiene da questo passaggio di raffinazione à ̈ di 1-3 mm di diametro apparente. Il materiale tessile in uscita si presenta sotto forma di piccoli batuffoli di lana.

Nel passaggio successivo alla macinazione, questi materiali vengono trasportati pneumaticamente ad un sistema di separazione tessile; questo processo à ̈ di fondamentale importanza perché determina la qualità del prodotto finito.

Il materiale misto gomma /fibra viene classificato in depressione d'aria per mezzo di appositi macchinari, fino al trasporto di granuli puliti presso un silo di stoccaggio contenente una piastra magnetica permanente utilizzata per poter eliminare il residuo di acciaio prima dell'imballo in big bag.

Il materiale tessile invece viene trasportato pneumaticamente all'esterno, ove à ̈ alloggiata una struttura che consente di immagazzinare il tessile tramite un cassone scarrabile.

I granuli di gomma raffinati sono inviati ad una fase di polverizzazione che permette di realizzare un prodotto avente accurate specifiche fisico-meccaniche. La polverizzazione della gomma risulta efficiente e redditizia, sia sotto il profilo produttivo che sotto quello economico, in quanto permette all'utilizzatore di avere un’ampia flessibilità di mercato d'impiego e in quanto la remunerazione del prodotto finito in polvere à ̈ notevolmente superiore rispetto ai granuli.

Il principio di funzionamento della macchina polverizzatrice si basa su una lavorazione meccanica ad ambiente controllato, in cui i granuli di gomma vengono frammentati, in una brevissima frazione di tempo, a granulometrie in gran parte inferiori ai 400 micron. La particolarità del prodotto ottenuto à ̈ quella di avere una curva granulometrica e conformazione superficiale che lo rendono applicabile nei più svariati settori applicativi. Tale criterio di lavorazione à ̈ stato reso possibile modificando il sistema di disgregazione della macchina.

Tutta l'aria necessaria al trasporto pneumatico viene convogliata a due filtri di maniche autopulenti posti all'esterno in cui vengono decantate le polveri residue dell'impianto ed immagazzinate in un saccone di raccolta. L'aria filtrata viene poi espulsa in atmosfera secondo le norme ambientali

Sia la fase di granulazione che di raffinazione necessitano di acqua di raffreddamento sulle macchine operanti nella macinazione. Questa acqua à ̈ gestita da un circuito chiuso comprendente una cisterna da 10 m<3>, (utilizzata come polmone), e un chiller per il raffreddamento.

Grazie all'utilizzo di questa tecnologia à ̈ possibile utilizzare materia prima secondaria scaturita dall'impianto di macinazione per essere trasformata in prodotto finito. Il procedimento di lavorazione à ̈ ecocompatibile in quanto nella lavorazione sono adottati sistemi di produzione a freddo, senza alterare l'aspetto chimico-fisico della gomma stessa.

Il granulo 1-3 mm viene insilato nelle vicinanze della zona presse e mediante estrattore viene caricato su apposita bilancia a celle di carico che ne stabilisce la giusta quantità volumetrica. Successivamente viene miscelato insieme ad un legante poliuretanico monocomponente all'interno di un mixer per preparare un conglomerato gommoso da stendere sul piano pressa.

Il dosaggio à ̈ calibrato da un software PLC tarato per il tipo di manufatto che si vuole realizzare considerando le tolleranze di pressatura. Tale prodotto viene staggiato manualmente all'interno del piano pressa su cui sono realizzate apposite cave a disegno che determineranno il prodotto finito.

A titolo esemplificativo viene descritta la produzione di un manufatto a parallelepipedo del formato di 200x100x30 mm Si introduce il conglomerato resina/granulo gomma sul piano pressa proveniente dalla zona mixer mediante secchio riempito automaticamente sotto sistema di pesatura automatica. A questo punto bisogna staggiare il materiale uniformemente nelle cave dello stampo.

Mediante l'utilizzo del pannello di comando si aziona il dispositivo idraulico di posizionamento e pressatura del piano, mentre in parallelo uscirà dalla zona pressa, il secondo stampo uscirà dalla parte opposta. Il tempo di permanenza sotto al piano riscaldato ad olio della pressa sarà di circa 8 minuti. Nel frattempo l'operatore riempirà il secondo stampo con il conglomerato. Decorsi gli 8 minuti circa lo stampo automaticamente si aprirà e sarà consentita l'immissione del secondo stampo già pronto alla pressatura. Nel frattempo l'operatore mediante estrattore idraulico posto nella parte inferiore della zona di carico del conglomerato, disimpegnerà il prodotto finito alloggiandolo su di un pallet. Successivamente ricaricherà il conglomerato nello stampo vuoto e ciclicamente ripeterà le operazioni sopra descritte.

Le presse sono predisposte per l'impianto di aspirazione in depressione per le esalazioni di odore della resina poliuretanica mentre à ̈ sottoposta a riscaldamento dei piani. Il personale da dover impiegare sarà di un operaio per cadauna pressa e un operaio al carico mixer/magazzino. La potenza installata sarà circa di 20 kW cadauna per le presse oleodinamiche e circa 20 kW per il mixer. Il formato del pallet utilizzato per le forniture à ̈ di 1000x1000 mm, idoneo al trasporto su container. L'impianto potrà lavorare su 3 turni x 24 ore al giorno.

Il metodo e l'impianto attuante tale metodo possono essere implementati con ulteriori passaggi o ulteriori fasi, a seconda delle necessità che il tecnico del ramo individuerà. Ovviamente le dimensioni sopra indicate potranno essere variate dal tecnico del ramo, senza alcun sforzo inventivo, ad esempio per dimensionare l'impianto per altre produzioni di manufatti.

In ogni caso alla presente forma di realizzazione dell’invenzione possono essere apportate numerose variazioni e modifiche di dettaglio, alla portata di un tecnico del ramo, rientranti comunque entro l’ambito dell’invenzione espresso dalle rivendicazioni annesse.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1) Metodo per il recupero di pneumatici usati comprendente le seguenti fasi: - trituratura degli pneumatici mediante un trituratore fino ad ottenere pezzi di pneumatico con una pezzatura massima di c.a. 100 x 80 mm, grammatura dei pezzi di pneumatico triturati mediante una macchina granulatrice in modo da ottenere filamenti di acciaio armonico e granuli contenenti fibra tessile con una granulometria di 1 - 16 mm di diametro apparente, - rimozione dei filamenti di acciaio mediante attrazione di un campo magnetico, - raffinatura dei granuli contenenti fibra tessile mediante un mulino veloce e rapplicazione di vuoto, in modo da separare la fibra tessile dai granuli di gomma aventi una granulometria di 1 - 3 mm di diametro apparente, atti ad essere immessi sul mercato per lo stampaggio di materiali a base di gomma; in cui la l’applicazione di vuoto per separare la fibra tessile dai granuli di gomma avviene dopo la rimozione dei filamenti di acciaio mediante attrazione di un campo magnetico.
2. 2) Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che prima della fase di trituratura, i pneumatici contenenti un cordolo di fibre di acciaio sono sottoposti ad una fase di stallonatura in cui viene rimosso detto cordolo di fibre.
3. 3) Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che prima della fase di trituratura, i pneumatici aventi dimensioni superiori a 1200 mm sono sottoposti ad una fase di cesoiatura in cui sono tagliati in pezzi di minore ingombro.
4. 4) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dopo detta fase di raffinatura, i granuli di gomma raffinati sono sottoposti ad una fase di polverizzazione in cui i granuli vengono frammentati in polveri aventi una granulometria inferiore a 400 micron.
5. 5) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dopo detta fase di raffinatura, i granuli di gomma raffinati sono miscelati con un legante poliuretanico monocomponente ed inviati ad una fase di stampaggio, in cui il conglomerato gommoso viene stampato per la produzione di un manufatto.
6. 6) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i pneumatici sono alimentati all' impianto nella seguente sequenza: - un pneumatico invernale ogni 20 pneumatici comuni estivi, - un pneumatico di autocarro ogni 10 pneumatici di autovettura, - un pneumatico di trattore ogni 30 pneumatici di altro tipo.
7. 7) Impianto per il recupero di pneumatici usati comprendente: almeno un trituratore comprendente due rotori con lame controrotanti atto a triturare gli pneumatici fino ad ottenere pezzi di pneumatico con una pezzatura massima di c.a. 100 x 80 mm, - un granulatore comprendente un rotore provvisto di lame rotanti, lame fisse solidali alle pareti del corpo macchina, ed una griglia di setacciatura in modo ottenere filamenti di acciaio armonico e granuli contenenti fibra tessile con una granulometria di 1 - 16 mm di diametro apparente, un magnete per la rimozione dei filamenti di acciaio mescolati ai granuli di gomma e fibra, - un mulino veloce comprendente un rotore che gira ad un’elevata velocità in modo da separare la fibra tessile dai granuli di gomma aventi una granulometria di 1 - 3 mm di diametro apparente, e - mezzi di applicazione di vuoto per applicare il vuoto in modo da rimuovere detta fibra tessile presente assieme ai granuli di gomma, in cui il mulino veloce à ̈ disposto tra il magnete e i mezzi di applicazione di vuoto.
8. 8) Impianto secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto di comprendere una macchina stallonatrice atta a rimuovere un cordolo di fibre di acciaio contenuto in alcuni pneumatici.
9. 9) Impianto secondo la rivendicazione 7 o 8, caratterizzato dal fatto di comprendere una cesoiatrice atta a tagliare pneumatici aventi dimensioni superiori a 1200 mm in pezzi di minore ingombro.
10. 10) Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 9, caratterizzato dal fatto di comprendere una macchina di polverizzazione atta a frammentare i granuli di gomma in polveri aventi una granulometria inferiore a 400 micron.
11. 11) Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 10, caratterizzato dal fatto di comprendere: un miscelatore atto a miscelare i granuli di gomma con un legante poliuretanico e - una pressa di stampaggio atta a stampare il conglomerato gommoso per la produzione di un manufatto.