ITMI20001996A1 - Macchina di vagliatura particolarmente studiata per la separazione difrazioni derivanti dalla stabilizzazione di biomasse provenienti dalla - Google Patents

Description

Descrizione del Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo:

"MACCHINA DI VAGLIATURA PARTICOLARMENTE STUDIATA PER LA SEPARAZIONE DI FRAZIONI DERIVANTI DALLA STABILIZZAZIONE DI BIOMASSE PROVENIENTI DALLA RACCOLTA DIFFERENZIATA"

DESCRIZIONE

Il presente trovato ha come oggetto una macchina di vagliatura per la separazione di tre frazioni: compost, ligneocellulosico e plastica, derivanti dal processo di stabilizzazione delle biomasse provenienti dalla raccolta differenziata o da altre raccolte in genere.

Come è noto, un problema attualmente molto sentito dagli operatori del settore ecologico e della gestione rifiuti in genere, è quello di dover effettuare una cernita di materiali, omogenei per loro natura, che consenta il riciclaggio della maggioranza delle quantità raccolte e selezionate, in un contesto di ergonomizzazione delle risorse disponibili e, in senso più lato, per un minor sfruttamento incondizionato e irrazionale delle risorse naturali.

Le soluzioni adottate dalla tecnologia attuale per la separazione delle tre frazioni: compost, ligneocellulosico e plastica, prevedono l'impiego di due macchine distinte e poste operativamente in serie, una in successione all'altra, che svolgono le seguenti funzioni.

La prima macchina esegue la separazione della sola frazione compost dalla porzione di materiale costituita dall'insieme di materiale ligneocellulosico e plastico.

La seconda, tratta il rimanente e separa la frazione del materiale ligneocellulosico della materia plastica.

La prima macchina è normalmente un vaglio, il cui dispositivo vagliente è costituito da un cilindro rotante.

Un nastro alimentatore introduce in continuo il materiale da vagliare nel cilindro che è suddiviso in due sezioni: una vagliarne, centrale e due sezioni, laterali, di supporto e rotolamento, poste alle estremità di quella vagliante.

Il cilindro presenta, nella sezione vagliante, delle luci, attraverso le quali il compost riesce a passare.

Ligneocellulosico e plastica invece non attraversano le luci e vengono immessi nella seconda macchina per una ulteriore separazione.

La seconda macchina è un separatore aeraulico, il cui dispositivo vagliente è costituito da una camera in cui uno o più ventilatori, oppure uno o più aspiratori, creano una corrente d'aria ascensionale.

In condizioni di aria ascensionale viene operata la separazione, per differenza di peso, della plastica dal ligneocellulosico.

La frazione di ligneocellulosico separata, si deposita su un nastro estrattore che la rimuove dalla camera, trasportandola esternamente.

Tuttavia lo stato dell'arte attuale comporta per gli operatori alcune difficoltà.

La difficoltà principale dipende dalla eterogeneità del materiale da trattare.

Il materiale a seconda che derivi dal processo di stabilizzazione delle biomasse o meno, si presenta con caratteristiche molto diverse per umidità, granulometria e percentuali di composizione.

Per poter operare nelle più diverse condizioni richieste, attualmente si è costretti a sostituire nella prima macchina il cilindro vagliante, per variare la dimensione delle luci e/o la dimensione di accessori interni al cilindro.

Relativamente alla seconda macchina, si è costretti a modificare la quantità di aria necessaria al processo della separazione.

Gli inconvenienti derivanti da tali modifiche sono principalmente 3.

Il primo prevede un fermo dell'attività durante le operazioni di smontaggio e sostituzione del cilindro vagliante.

Il secondo consiste nel'utilizzo di grosse quantità di aria che si rendono necessarie per il processo di separazione della plastica dal ligneocellulosico, il quale provoca un forte impatto ambientale a causa delle polveri messe in movimento dall'azione dell'aria. Il terzo inconveniente è una conseguenza immediata di quello precedente, che rende necessaria la presenza di una camera di decantazione a valle del separatore aeraulico, ovvero una camera di calma, al cui interno le plastiche, separate dal ligneocellulosico, si possano depositare e quindi essere rimosse.

Il compito che si propone il presente trovato è quello di dotare gli operatori del settore ecologico e della gestione rifiuti delle municipalità, di una macchina di vagliatura per la separazione di tre frazioni: compost, ligneocellulosico e plastica, derivanti dal processo di stabilizzazione delle biomasse provenienti dalla raccolta differenziata o da altre raccolte in genere.

Uno scopo del presente trovato consiste infatti, neH'utilizzo di una tecnologia specifica, mirata a una regolazione più rapida e facile dei suoi organi, in modo da ridurre i tempi morti.

Un secondo scopo è quello di ottenere le stesse o migliori efficienze di selezione, senza l'uso di elevate quantità di aria, che provocano impatto ambientale.

Uno scopo successivo è quello di minimizzare ) costi d'impianto e di gestione, comprendendo anche il consumo di energia, rispetto a quelli della tecnologia attuale.

Uno scopo ulteriore è poi quello di ottimizzare la meccanica, per ottenere una semplificazione mirata ed una maggiore affidabilità e sicurezza operativa.

Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di realizzare una macchina di vagliatura per la separazione di tre frazioni: compost, ligneocellulosico e plastica, derivanti dal processo di stabilizzazione delle biomasse provenienti dalla raccolta differenziata o da altre raccolte, che sia competitivo, da un punto di vista economico.

Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno evidenziati in seguito, vengono raggiunti da una macchina di vagliatura per la separazione di tre frazioni: compost, ligneocellulosico e plastica, derivanti dal processo di stabilizzazione delle biomasse provenienti dalla raccolta differenziata o da altre raccolte in genere, caratterizzata dal fatto di essere costituita da una struttura fissa, da un telaio di supporto, variabilmente inclinabile tramite un sistema a pressione oleodinamica, una prima sezione vagliante, ed una seconda sezione vagliante.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'oggetto del presente trovato risulteranno maggiormente evidenziati attraverso un esame della descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, della macchina di vagliatura per la separazione trifase: compost, ligneocellulosico e plastica, illustrata a titolo indicativo, ma non limitativo, con l'ausilio dei disegni allegati, in cui:

la figura 1 rappresenta una vista in pianta della macchina; la figura 2 illustra una vista laterale della macchina con i relativi dispositivi di comando, secondo il trovato;

la figura 3 illustra uno schema del sistema di distribuzione dell'aria nella seconda sezione della macchina vagliente.

Con particolare riferimento ai simboli numerici delle suddette figure, la macchina di vagliatura per la separazione di tre frazioni: compost, ligneocellulosico e plastica, derivanti dai processo di stabilizzazione delle biomasse provenienti dalla raccolta differenziata o da altre raccolte, secondo il trovato, indicata globalmente con il numero di riferimento 1 , è composta da una struttura fissa 2, da un telaio di supporto 3, variabilmente inclinabile tramite cilindri idraulici 4, comandati da una centralina oleodinamica 5, da una prima sezione vagliante 6, da una seconda sezione vagliante 7 e dai nastri 1 1 , 12, 13.

La struttura 2 è realizzata in robusta lamiera con traverse imbullonate.

La struttura del vaglio, come è illustrato in fig. 1 è realizzata in lamiera robusta con traversi imbullonati alle fiancate, mentre gli alberi, indicati con il numero 8, recano, calettati su loro stessi, una serie di dischi, indicati con il numero 9, formanti il piano di vagliatura.

Gli alberi 8 sono supportati tramite cuscinetti, indicati con il numero 10 e in modo opportuno alloggiati in sedi adibite alla loro rotazione, solidalmente collegate alla struttura del vaglio: sezioni 6 e 7.

La regolazione della velocità può essere effettuata in modo continuo dall'operatore, durante il funzionamento della macchina.

Oltre al valore nominale delle dimensioni delle luci di vagliatura, la velocità di rotazione dei dischi 9 influenza anche il tempo di permanenza del materiale da separare nella sezione vagliante e, quindi, rappresenta una grandezza direttamente determinante il rendimento di vagliatura della macchina.

Un altro accorgimento tecnico utilizzato nella progettazione della macchina trifase, al fine di renderla flessibile e adattabile alle diverse condizioni e caratteristiche del materiale da separare come l'umidità, la granulometria e le frazioni parziali di compost, plastica e ligneocellulosico è la scelta di un piano di vagliatura, formato dai dischi 9, basculabile ovvero regolabile in inclinazione, perchè poggiante sul telaio di supporto 3, la cui giacitura è imposta, tramite i cilindri idraulici 4, dal sistema a pressione oliodinamica regolata dalla centralina 5.

La regolazione dell'inclinazione è anch'essa continua durante il funzionamento della macchina e avviene tramite comandi impartiti dall'operatore.

Come la velocità di rotazione dei dischi 9, anche l'inclinazione del piano di supporto 3 è una funzione che influenza le dimensioni nominali delle luci vaglianti.

La prima sezione vagliente 6 suddivide il prodotto in due frazioni: la frazione denominata sottovaglio, costituita dal compost, che attraversa le luci vaglianti, e la frazione, denominata sopravaglio, costituita dal ligneocellulosico e dalla plastica, che non attraversa le luci vaglianti.

La seconda sezione vagliarne 7, opera in modo simile alla prima 6, ma con luci di vagliatura, le cui dimensioni sono decisamente maggiori e consente il trattamento del sopravaglio e la separazione della frazione di materiale plastico da quello ligneocellulosico.

Tale separazione viene enormemente favorita dall'utilizzo di aria, immessa in quantità modesta rispetto alle macchine attualmente impiegate.

L'aria è distribuita in modo specifico all'interno delle luci vaglienti per impedire alla plastica di passare dalle luci stesse.

Le due sezioni di vagliatura in cui è suddiviso il vaglio, la prima indicata con 6 e la seconda indicata con 7, sono poste in serie, l'una dopo l'altra, dotate di luci di passaggio differenziabili, ciascuna comandata da un proprio motore.

La sezione 7 inoltre si differenzia notevolmente dalla 6 perché è equipaggiata con un sistema di distribuzione di aria attraverso gli alberi 8.

Il principio di funzionamento della macchina si basa su un'azione dinamica e contemporanea di sollevamento e di trascinamento, cui viene sottoposto il materiale immesso nella macchina stessa.

L'azione esercitata sul materiale dai dischi 9, dotati di moto rotatorio, è essenzialmente un rimescolamento continuo che lo fa sobbalzare mentre viene spinto verso lo scarico.

Tale azione inoltre determina una forza che spinge il materiale verso l'alto per poi farlo ricadere su) piano di scorrimento formato dai dischi 9; in questo modo il materiale a granulometria fine, il compost, è costretto a passare attraverso le luci di apertura esistenti fra un disco e l'altro della sezione 6 e a raccogliersi sul nastro 1 1 sottostante.

Il nastro 1 1 sottostante il piano determinato dai dischi 9 è dedicato proprio alla raccolta e al trasporto verso l'esterno del compost.

In modo del tutto analogo, il materiale a granulometria media, il ligneocellulosico, è costretto a passare attraverso le luci d'apertura esistenti fra un disco e l'altro della sezione 7 e a raccogliersi sul nastro dedicato sottostante, indicato con il numero 12.

Il materiale con dimensioni maggiori della luce dei dischi vagliami della sezione 7, la plastica o altri corpi indesiderati, è spinto in avanti in direzione dello scarico ed è convogliato sul nastro dedicato sottostante, indicato con il numero 13.

Il procedimento sopra descritto continua sino a che tutto il materiale è passato attraverso le luci vaglianti o è stato scaricato all'estremità del piano stesso.

L'azione deH'aria introdotta nella sezione 7 serve a impedire che corpi bidimensionali come le plastiche, presentando la sezione minore, attraversino le luci di vagliatura.

L'aria viene convogliata all'interno di ciascun albero 8, utilizzando la lancia, indicata con il numero 14, il cui settore di distribuzione 15, è rivolto verso l'alto.

La sezione di distribuzione dell'aria 16, è definita in funzione dei parametri di progetto, per garantire che il flusso di aria sia uniforme e rivolto verso l'alto e sia in grado di creare una corrente ascensionale sufficiente a impedire che le plastiche attraversino le luci vagliami.

Gli organi rotanti: gli alberi 8 e i dischi 9, sono azionati da mezzi di comando, indicati con il numero 17 per la sezione 6 e indicati con il numero 18 per la sezione 7.

La sezione di distribuzione deH'aria è alimentata da una unità di ventilazione, indicata con il numero 19, che governa la quantità di aria necessaria.

La distribuzione deH'aria nelle singole lance 14 è modificabile intervenendo con il dispositivo, indicato con il numero 20, previsto per ciascuna di esse.

Per ciascuno dei mezzi di comando indicati con i numeri 17, 18, costituiti dal motore elettrico, è previsto un variatore 20 di giri di rotazione, allo scopo di ottimizzare le velocità, in funzione dei materiali trattati.

Il quadro elettrico di comando e controllo dei funzionamento dei motori elettrici, indicato con il numero 19, comprende, oltre agli azionamenti 20, sopra citati, un controllo logico programmabile, del tipo noto con la denominazione PLC.

Quest'ultimo è in grado, sulla base dei parametri impostati, che corrispondono a più ricette operative, di fornire, in uscita, segnali di controllo per l'azionamento dei motori 17,18 per mezzo dei variatori di frequenza rotativa 20, e per variare l'inclinazione della macchina mediante la centralina 5.

Da quanto in precedenza descritto, si vede quindi che il trovato raggiunga gli scopi proposti.

In particolare, si sottolinea che viene realizzata una macchina di vagliatura per la separazione di tre frazioni: compost, ligneocellulosico e plastica, derivanti dal processo di stabilizzazione delle biomasse provenienti dalla raccolta differenziata o da altre raccolte in genere, che risulta estremamente pratica e funzionale.

In maniera specifica il presente trovato consegue importanti vantaggi: un controllo fine, grazie al sistema di controllo di cui dispone la macchina, della velocità ottimale di lavoro, della quantità di aria sufficiente, per ottimizzare il risultato della vagliatura, dell'inclinazione delle sezioni di vagliatura.

Tale regolazione fine è funzionale al tempo di permanenza del materiale nella fase di vagliatura.

Ulteriori vantaggi sono concretamente riscontrabili nella assenza di aspirazione delle plastiche e delle polveri con conseguenti effetti nulli relativamente all'impatto ambientale, assenza della camera di decantazione per la deposizione delle plastiche e il loro trasporto, assenza della sezione di depolverazione per l'abbattimento delle polveri, maggior sicurezza nei luoghi di lavoro in quanto l'aria viene utilizzata nella seconda sezione in quantità molto modesta, radicale diminuzione della movimentazione di materiale trattato.

Sì ottiene un aumento rilevante dell'efficienza della macchina, dovuto anche da un minor consumo energetico.

Soprattutto utilizzando il presente trovato non esistono periodi di fermo macchina per i cambi dei cilindri in funzione del tipo di materiale, e vengono drasticamente ridotti i fermi macchina causati dagli intasamenti delle giranti degli aspiratori per la presenza delle plastiche da trattare e per le usure dovute alle polveri aspirate.

I costi di esercizio vengono sensibilmente ridotti, rispetto alla tecnica nota, in quanto si opera con una macchina vagliante unica.

Inoltre tutti i particolari costruttivi potranno essere sostituiti da altri elementi, tecnicamente equivalenti.

In pratica, i materiali impiegati, i particolari costruttivi nonché le dimensioni e le forme contingenti, potranno essere qualsiasi, a seconda delle specifiche esigenze.

Numerose possono essere le modifiche e le varianti alla macchina vagliante trifase, secondo il presente trovato, senza per questo uscire dall'ambito del concetto inventivo che la caratterizza.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1 ) Macchina di vagliatura per la separazione di tre frazioni: compost, ligneocellulosico e plastica, derivanti dal processo di stabilizzazione delle biomasse, provenienti dalla raccolta differenziata o da altre raccolte in genere, caratterizzata dal fatto che essa comprende una struttura fissa (2), un telaio di supporto (3) variabilmente inclinabile tramite i cilindri idraulici (4), controllati da una centralina (5) oleodinamica, una prima sezione vagliente (6) una seconda sezione vagliente (7), e i nastri di raccolta e di trasporto (11 ), (12) e (13).
2. 2) Macchina di vagliatura per la separazione del materiale di raccolta in tre frazioni, secondo la rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che la struttura (2) è realizzata in lamiera robusta, con traversine imbullonate.
3. 3) Macchina di vagliatura per la separazione del materiale di raccolta in tre frazioni, secondo la rivendicazione 1 e 2, caratterizzata dal fatto che la struttura del vaglio, è realizzata in lamiera robusta con traversine imbullonate alle fiancate e caratterizzata da un piano vagliante, comprendente la sezione (6) e la sezione (7), che presentano una molteplicità di luci vaglianti apparenti, le cui dimensioni sono una funzione della velocità di rotazione dei dischi (9), calettati sugli alberi (8).
4. 4) Macchina di vagliatura per la separazione del materiale di raccolta in tre frazioni, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che gli alberi (8) sono supportati dai cuscinetti (10), alloggiati in sedi adibite alla loro rotazione e solidalmente collegate alla struttura del vaglio.
5. 5) Macchina di vagliatura per la separazione del materiale di raccolta in tre frazioni, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il piano di vagliatura formato dai dischi (9) è basculabile, ovvero regolabile in inclinazione, perché poggiante sul telaio di supporto (3) la cui giacitura è imposta, tramite i cilindri idraulici (4), dal sistema a pressione oleodinamica regolabile in modo continuo con la centralina (5).
6. 6) Macchina di vagliatura per la separazione del materiale di raccolta in tre frazioni, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il piano vagliente, comprendente la sezione (6) e la sezione (7), presenta una molteplicità di luci vaglianti apparenti, le cui dimensioni sono funzione, oltre che della velocità di rotazione dei dischi (9), anche dell'inclinazione del piano vagliante stesso imposta dal telaio di supporto (3).
7. 7) Macchina di vagliatura per la separazione del materiale di raccolta in tre frazioni, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che la sezione vagliante (7) presenta luci vaglianti apparenti, di dimensioni maggiori rispetto a quelle della sezione vagliante (6) e dal fatto che la separazione in questa sezione viene favorita dall'uso di aria, immessa in quantità modesta, dosata dall'unità (19), ma distribuita in modo specifico attraverso gli alberi (8) verso l'interno delle luci.
8. 8) Macchina di vagliatura per la separazione del materiale di raccolta in tre frazioni, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che l'aria viene convogliata all'interno di ciascun albero (8) attraverso la lancia (14), presentante un settore di distribuzione (15), rivolto verso l'alto, con una sezione di distribuzione (16), di dimensioni opportune, secondo le specifiche di progetto, per creare una corrente d'aria ascensionale.
9. 9) Macchina di vagliatura per la separazione del materiale di raccolta in tre frazioni, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che i nastri raccoglitori e trasportatori (11 ) e (12) sono disposti sotto il piano di vaglio e rispettivamente alla sezione (6) e (7), che sono poste in serie, l'una rispetto all'altra, e sono dotate di luci di passaggio differenziabili, perché ciascuna sezione è comandata da un proprio motore e dai mezzi di comando (17) e (18).
10. 10) Macchina di vagliatura per la separazione del materiale di raccolta in tre frazioni, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che i mezzi di comando (17) e (18), sono attivati da un motore elettrico e prevedono un variatore di velocità di rotazione (20), comandabile tramite il quadro elettrico (19), fornito di un controllore logico programmabile di tipo PLC. 1 1 ) Macchina di vagliatura per la separazione del materiale di raccolta in tre frazioni, secondo una o più rivendicazioni precedenti, il tutto come più ampiamente descritto ed illustrato nella precedente descrizione e nella figura allegata, costituenti parti integranti della presente domanda di Brevetto per Invenzione Indu striale.