IT201600105648A1

IT201600105648A1 - Dispositivo di trattamento di rifiuti

Info

Publication number: IT201600105648A1
Application number: IT102016000105648A
Authority: IT
Inventors: Daniele Formaggio
Original assignee: Formaggio S R L Costruzioni Mecc
Priority date: 2016-10-20
Filing date: 2016-10-20
Publication date: 2018-04-20

Description

DISPOSITIVO DI TRATTAMENTO DI RIFIUTI

CAMPO TECNICO

La presente divulgazione concerne un dispositivo di trattamento di rifiuti e più in particolare un dispositivo di trattamento di rifiuti adatto a separare materiare da recuperare, ad esempio la plastica, frammisto ad altri materiali nei rifiuti trattati.

BACKGROUND

I rifiuti plastici, ad esempio di origine domestica, spesso sono mischiati ad altri materiali solidi e/o sporchi di materiale organico, che è difficile eliminare. Ciò accade in particolare per i fogli di plastica utilizzati per l'imballaggio di prodotti alimentari, ma non soltanto per essi.

Per poter riciclare questa plastica, i rifiuti vengono trattati in apposite macchine, chiamate separatori, che frantumano i sacchetti e/o contenitori e il loro contenuto riducendoli a brandelli, lavano i brandelli per rimuovere i residui organici e lo sporco in generale e infine separano la plastica dall'acqua lurida. Alla fine del trattamento, i separatori producono brandelli di plastica riciclabili e acqua lurida da scaricare in fogna, eventualmente previa depurazione.

Un separatore tipicamente definisce al suo interno una prima cavità sostanzialmente cilindrica, tipicamente riempita di liquido di lavaggio, in cui inserire il rifiuto da trattare attraverso un'apertura di ingresso. Al centro della cavità cilindrica del separatore è installato un albero girevole intorno al suo asse, sul quale sono montate delle pale che sporgono radialmente da esso e che sono anch'esse girevoli intorno ad un loro asse orientato radialmente, come mostrato in figura 1, oppure è installato un rotore a vite senza fine. Quando l'albero è posto in rotazione, tipicamente ad una frequenza dell'ordine di alcune centinaia di giri al minuto, le pale girevoli investono i rifiuti da trattare riducendoli a brandelli e spingendo i rifiuti ad avanzare in direzione assiale nella cavità verso un'apertura di uscita. La stessa cosa accade quando invece dell'albero c'è un rotore a vite senza fine.

Delle reti vaglianti separano la prima cavità cilindrica da una seconda cavità sottostante destinata alla raccolta di materiale di scarto. Man mano che il rifiuto avanza nella cavità in direzione longitudinale, esso viene sminuzzato dalle pale montate sull'albero rotante (rispettivamente, dalla vite senza fine) e il materiale di scarto attraversa per caduta le reti vaglianti, finendo nella seconda cavità. Alla fine del trattamento, fuoriescono dall'apertura di uscita dei brandelli di plastica, che vengono raccolti in un contenitore di scarico, mentre nella cavità sottostante si raccoglie il materiale di scarto che è pompato via insieme al liquido di lavaggio.

Attualmente, i separatori disponibili in commercio non sono particolarmente efficienti in quanto ancora una percentuale relativamente elevata di plastica finisce nello scarto. I separatori a vite senza fine producono brandelli di plastica relativamente sporchi, che quindi devono essere ulteriormente lavati prima di essere reimpiegati. Invece i separatori a pale presentano principalmente l'inconveniente della rottura delle reti vaglianti.

SOMMARIO

La Richiedente ha eseguito studi per spiegare le cause di queste limitazioni. I risultati ottenuti spingono a ritenere che:

- lo sporco che resta sui brandelli di plastica prodotti dai separatori a vite senza fine siano dovuti proprio al rotore a vite senza fine, che sporca la plastica che striscia contro di esso;

- i più frequenti danneggiamenti alle reti vaglianti sono dovuti a frammenti delle pale girevoli che si staccano per usura, e che sono spinti con forza da altre pale contro le reti vaglianti, provocandone la rottura.

Si pone quindi il problema di lacerare i rifiuti e al contempo di spingere i brandelli di materiale da recuperare, ad esempio di plastica, ad avanzare in direzione longitudinale senza sporcarli ed usando una struttura robusta.

Per soddisfare questa necessità, la Richiedente ha realizzato un dispositivo separatore che, come un separatore noto:

- definisce al suo interno una prima cavità sostanzialmente cilindrica in cui inserire, attraverso un'apertura di ingresso, il rifiuto da trattare;

- ha un albero, girevole intorno al suo asse, al centro della cavità cilindrica;

- ha almeno una rete vagliante che separa la cavità cilindrica, in cui resta confinato un rifiuto da recuperare, da una seconda cavità sottostante in cui viene raccolto materiale di scarto.

Diversamente dai separatori noti, esso ha dei martelli vincolati da una prima estremità all’albero, in maniera da poter ruotare in un piano ortogonale all’asse di rotazione dell’albero, e terminano con una seconda estremità opposta alla prima avente una superficie smussata a cuneo configurata per rompere i rifiuti e spingere i brandelli di rifiuto nella desiderata direzione di avanzamento longitudinale della cavità verso un'apertura di uscita. Il separatore di questa divulgazione comprende martelli di almeno due tipi: primi martelli aventi profili smussati affilati per tagliare i rifiuti e spingerli in direzione assiale, e secondi martelli aventi profili smussati più spessi dei primi per macinare i rifiuti e spingerli in direzione assiale, installati in maniera alternata gli uni agli altri lungo l'albero.

Le rivendicazioni come depositate sono parte integrante di questa divulgazione e sono qui incorporate per espresso riferimento.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La figura 1 mostra un albero con pale di un separatore noto.

La figura 2 mostra una vista in sezione di un separatore secondo questa divulgazione. La figura 3 mostra un albero di un separatore di questa divulgazione con martelli di due tipi diversi smussati a cuneo e mazze di scarico di brandelli di plastica.

La figura 4 mostra proiezioni ortogonali di martelli smussati a cuneo con smusso relativamente affilato per un separatore di questa divulgazione.

La figura 5 mostra proiezioni ortogonali di martelli smussati a cuneo con smusso relativamente spesso per un separatore di questa divulgazione.

La figura 6 mostra mazze di scarico di brandelli di plastica per un separatore di questa divulgazione.

La figura 7 è una vista in assonometria e in sezione di un separatore di questa divulgazione.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

Un dispositivo secondo una forma di realizzazione di questa divulgazione di trattamento di rifiuti adatto a separare materiale da riciclare frammisto ad altri rifiuti (più brevemente "separatore") è illustrato in figura 1. Esso ha una carcassa 1 con un'apertura di ingresso 2 dei rifiuti da trattare e un'apertura di uscita 3 di materiale da riciclare. All'interno della carcassa è definita una prima cavità sostanzialmente cilindrica, in cui inserire i rifiuti e che contiene un albero 4 girevole intorno ad un suo asse sostanzialmente al centro della prima cavità, e una seconda cavità sottostante separata dalla prima cavità mediante reti vaglianti 5. La prima cavità è destinata al trattamento dei rifiuti ed è configurata per trattenere al suo interno i materiali da riciclare, mentre la seconda cavità sottostante è destinata a raccogliere il materiale di scarto.

Diversamente dall'albero mostrato in figura 1, sull'albero del separatore di questa divulgazione sono montati dei martelli 6A e 6B di due tipi diversi per sminuzzare i rifiuti e forzarli ad avanzare longitudinalmente nella prima cavità verso l'apertura di uscita 3.

Tipicamente, il separatore permetterà di recuperare brandelli di plastica, ad esempio da confezioni di cibi scaduti. A tal fine, la prima cavità sarà riempita mediante una prima pompa di liquido di lavaggio, ad esempio acqua, che diventerà lurido durante il funzionamento del separatore e che sarà sostituito a ciclo continuo con liquido pulito mediante una seconda pompa che rimuoverà il liquido lurido.

Una particolarità del separatore di questa divulgazione consiste nel fatto che i martelli 6A e 6B sono di due tipi diversi alternati l’uno all’altro lungo l’albero 4, hanno un'estremità vincolata in maniera da poter ruotare in un piano ortogonale all'asse di rotazione dell'albero 4 e hanno l'altra estremità sagomata con uno smusso a cuneo per rompere i rifiuti riducendoli a brandelli e per spingere i brandelli in direzione assiale. I martelli del primo tipo 6A hanno un profilo smussato affilato per tagliare i rifiuti, mentre i martelli del secondo tipo 6B hanno un profilo smussato più spesso per macinare i rifiuti.

Secondo una forma di realizzazione, illustrata in figura 3, sull'albero 4 sono montati dei dischi forati 7 giacenti su piani radiali paralleli, ad esempio 28 dischi con un passo uniforme compreso tra 9 cm e 12 cm. Nella forma di realizzazione illustrata, convenientemente i martelli 6A e 6B non sono vincolati direttamente sull'albero 4, ma sui dischi 7 fissati all'albero 4 per giacere in piani radiali e precisamente ciascun martello è mantenuto tra due fori contrapposti di una coppia di dischi 7 adiacenti.

Le figure 4 e 5 illustrano come possono essere fatti e come possono esser montati i martelli 6A e 6B. Nella forma di realizzazione di figura 4, il martello 6A ha una prima estremità 8A mantenuta tra i fori contrapposti di due dischi adiacenti 7, e una seconda estremità 9A sagomata con uno smusso a cuneo relativamente affilato che permette di tagliare i rifiuti, oltre a spingerli in direzione assiale. Nella forma di realizzazione di figura 5, il martello 6B ha la prima estremità 8B montata tra i fori contrapposti di due dischi adiacenti 7, e la seconda estremità 9B sagomata con uno smusso a cuneo più spesso. Questo tipo di smusso permette di macinare i rifiuti, mentre la parte smussata aiuta a spingere i rifiuti nella direzione assiale di avanzamento verso l’apertura di uscita 3.

Come mostrato nella figura 2, i martelli 6A con lo smusso affilato e i martelli 6B con lo smusso più spesso sono disposti in maniera alternata lungo l'asse dell'albero 4, in modo da sottoporre i rifiuti da trattare ad azioni di taglio e macinatura in maniera alternata man mano che il rifiuto avanza nella prima cavità cilindrica verso l'apertura di uscita 3. Quando l'albero 4 è posto in rotazione da un motore (non rappresentato in figura 2), i martelli colpiscono i rifiuti rompendoli e spingendoli, grazie allo smusso a cuneo 9A e 9B, in direzione assiale.

Preferibilmente, i martelli 6A e 6B sono imperniati tra i fori di dischi 7 adiacenti in modo da poter oscillare in maniera limitata tra una direzione radiale e un'inclinazione massima rispetto alla direzione radiale. Quando i martelli sono trascinati verso il basso durante la rotazione dell'albero 4, per gravità essi tenderanno a ruotare dalla direzione radiale alla direzione inclinata; l'opposto accadrà quando essi sono riportati in alto dalla rotazione dell'albero 4.

Nella forma di realizzazione mostrata in figura 3, su ogni coppia di dischi 7 adiacenti sono montati due martelli dello stesso tipo 6A o 6B in zone diametralmente opposte. Questa soluzione si è dimostrata particolarmente efficiente, perché permette di sminuzzare i rifiuti in maniera più efficiente che non usando martelli di un solo tipo 6A o 6B. Inoltre non sono previste rotazioni dei martelli in direzioni trasverse all’albero, come invece accade per le pale mostrate in figura 1 di un separatore noto, per cui i martelli del separatore di questa divulgazione sono più robusti ed è ridotto il rischio che pezzi di essi si possano staccare danneggiando le reti vaglianti 5.

In teoria sarebbe possibile aumentare il numero di martelli (tre o più) montati tra ciascuna coppia di dischi, ma ciò farebbe aumentare i costi di fabbricazione della macchina senza portare vantaggi sostanziali in termini di efficienza di sminuzzamento e di separazione dei materiali da recuperare.

Il separatore illustrato in figura 2 risulta essere particolarmente efficace nella separazione della plastica di confezioni dal loro contenuto. A tal fine, le cavità del separatore vengono riempite di acqua e, attraverso l'apertura superiore 2, si fanno cadere ad esempio dei prodotti confezionati di cui si vuole recuperare l'imballaggio di plastica separandolo dal contenuto (da buttare). Facendo girare l'albero 4 mediante un motore, ad esempio ad una velocità di regime compresa tra 450 e 700 giri al minuto, i martelli 6A e 6B, preferibilmente disposti in maniera fitta lungo l'asse dell'albero, tagliano e macinano i rifiuti riducendo in brandelli le confezioni di plastica, che tendono a galleggiare, e il loro contenuto, che tende ad adagiarsi sul fondo per caduta. Il movimento stesso dei martelli 6A e 6B e la loro forma smussata spinge il rifiuto ad avanzare e ad essere ulteriormente ridotto in brandelli ancora più piccoli, finché i brandelli di prodotto, che costituiscono lo scarto, diventano talmente piccoli da attraversare le reti vaglianti 5 e da raccogliersi per caduta nella cavità sottostante. Una pompa (non mostrata in figura 2) rimuove il liquido di lavaggio lurido contenente lo scarto che si raccoglie nella cavità sottostante e un'altra pompa fa affluire liquido di lavaggio pulito per sostituire il volume di liquido lurido rimosso.

La parte di rifiuto che riesce ad attraversare assialmente tutta la prima cavità cilindrica e ad uscire dall'apertura 3 è quindi costituita solo da brandelli di plastica puliti, perché la plastica è stata lavata e il contenuto asportato con il liquido lurido.

In corrispondenza dell'apertura di uscita 3 sono preferibilmente installate delle mazze di scarico 10, che spingono i brandelli di plastica ad uscire dall'apertura 3. La figura 6 mostra una forma di realizzazione delle mazze di scarico 10. Preferibilmente, anch'esse non saranno direttamente montate sull'albero 4, ma saranno imperniate tra fori contrapposti di coppie di dischi 7 adiacenti esattamente come i martelli 6A e 6B.

Convenientemente, l’altezza dei martelli 6A e 6B è determinata in modo che l’estremità libera dei martelli lambisca quasi le reti vaglianti 5, in modo da agire su tutto il rifiuto contenuto nella prima cavità. Preferibilmente, i martelli avranno un’altezza tale da passare a circa 1 cm di distanza dalle reti vaglianti 5.

La figura 7 fornisce uno spaccato di una vista di insieme di un dispositivo separatore di questa divulgazione di trattamento di rifiuti adatto a separare plastica frammista ad altri rifiuti. Per facilitare la comprensione della struttura interna del separatore, sono stati rappresentati soltanto alcuni martelli 6A e 6B.

Risultati ottimali per la separazione della plastica di confezioni dagli alimenti scaduti in esse contenuti, sia in termini di percentuale di plastica persa nello scarto che in termini di pulizia dei brandelli di plastica in uscita, sono stati raggiunti in un prototipo avente ventotto dischi 7 sull'albero 4 lungo piani radiali paralleli con un passo uniforme compreso tra 10.5 cm e 10.7 cm e due martelli installati in zone diametralmente opposte per ogni oppia diversa di dischi adiacenti.

Con un prototipo sperimentale di un separatore secondo questa divulgazione è stato verificato che i brandelli di plastica ottenuti, una volta asciugati dall'acqua di lavaggio, sono sufficientemente puliti da essere direttamente lavorati nei centri di riciclaggio senza ulteriore trattamento.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di trattamento di rifiuti adatto a separare materiare da recuperare frammisto ad altri rifiuti, comprendente: una carcassa (1) che definisce al suo interno una prima cavità sostanzialmente cilindrica in cui inserire rifiuti da trattare attraverso un'apertura di ingresso (2), una seconda cavità sottostante di raccolta di materiale di scarto e un'apertura di uscita (3) dalla prima cavità cilindrica di materiale da riciclare definita in una zona longitudinalmente opposta all'apertura di ingresso, un albero (4), girevole intorno al suo asse, sostanzialmente al centro della prima cavità cilindrica, almeno una rete vagliante (5) che separa la prima cavità cilindrica, destinata a contenere materiale da recuperare, dalla seconda cavità sottostante destinata a raccogliere materiale di scarto, caratterizzato dal fatto che comprende primi e secondi martelli (6A, 6B) aventi una prima estremità vincolata a detto albero (4), in maniera da poter ruotare in un piano ortogonale all’asse di rotazione dell’albero (4), terminanti con una seconda estremità, opposta alla prima, avente uno smusso a cuneo e configurata per rompere rifiuti riducendoli in brandelli e spingere i brandelli di rifiuti in una direzione di avanzamento assiale nella prima cavità cilindrica verso l'apertura di uscita (3), detti primi martelli (6A) aventi profili smussati affilati (9A) per tagliare i rifiuti e spingerli in direzione assiale, e detti secondi martelli (6B) aventi profili smussati più spessi (9B) dei primi martelli (6A) per macinare i rifiuti e spingerli in direzione assiale, installati in maniera alternata gli uni agli altri lungo l'albero (4).
2. Dispositivo di trattamento di rifiuti secondo la rivendicazione 1, comprendente mazze di scarico (10) aventi una prima estremità vincolata all’albero (4) in corrispondenza dell'apertura di uscita (3) in maniera da poter ruotare in un piano ortogonale all’asse di rotazione dell’albero (4) spingendo il materiale da riciclare ad uscire attraverso l'apertura di uscita (3).
3. Dispositivo di trattamento di rifiuti secondo una delle rivendicazioni da 1 a 2, comprendente una pluralità di dischi forati (7) fissati a detto albero (4) lungo piani radiali distanziati tra loro con passo uniforme, ciascun martello (6A, 6B) essendo vincolato tra fori affacciati di dischi (7) adiacenti.
4. Dispositivo di trattamento di rifiuti secondo la rivendicazione 3, comprendente per ogni coppia di dischi (7) adiacenti almeno due martelli (6A; 6B) vincolati in fori diametralmente opposti di detti dischi (7) adiacenti.
5. Dispositivo di trattamento di rifiuti secondo una delle rivendicazioni 3 e 4, in cui detti dischi (7) sono installati lungo l'albero (4) con un passo compreso tra 9 cm e 12 cm.
6. Dispositivo di trattamento di rifiuti secondo la rivendicazione 5, comprendente almeno ventotto dischi (7) installati lungo l'albero (4) con un passo compreso tra 10.5 cm e 10.7 cm.
7. Dispositivo di trattamento di rifiuti secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, comprendente un motore funzionalmente collegato a detto albero per farlo ruotare ad una velocità di regime compresa tra 450 e 700 giri al minuto.
8. Dispositivo di trattamento di rifiuti secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, comprendente una prima pompa configurata per riempire detta prima cavità di acqua pulita e una seconda pompa configurata per rimuovere da detta seconda cavità acqua lurida contenente il materiale di scarto.