IT202000013147A1 - Dispositivo di lavaggio e pulizia di materiale incoerente quali sabbie, pietrisco, ghiaia, ghiaino, o simili - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
annessa a domanda di Brevetto per Invenzione avente per titolo:
?DISPOSITIVO DI LAVAGGIO E PULIZIA DI MATERIALE INCOERENTE QUALI SABBIE, PIETRISCO, GHIAIA, GHIAINO, O SIMILI?
DESCRIZIONE
Forma oggetto del presente trovato un dispositivo di lavaggio e pulizia di materiale incoerente quali sabbie, pietrisco, ghiaia, ghiaino o simili.
Pi? in dettaglio la presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di lavaggio e pulizia di sabbie sporche provenienti da diverse attivit? industriali quali, ad esempio, sabbie da depurazione delle acque, sabbie e terre da spazzamento stradale, sabbie e terre da bonifiche o simili.
Attualmente esistono differenti tecniche per il trattamento e il lavaggio di tali materiali incoerenti.
Ad esempio un processo largamente utilizzato ? il cosiddetto ?soilwashing? (tecnica di bonifica che prevede il recupero della parte pregiata attraverso un processo di separazione fisica dell?inquinante) che, tramite diverse fasi di lavorazione, produce dei fanghi inquinati e dei materiali inerti recuperabili di diversa pezzatura.
Detti materiali inerti possono comprendere sabbie e/o ghiaie o simili che possono essere riutilizzate in differenti settori, come ad esempio quello dell?edilizia.
In generale il soil-washing prevede l?utilizzo di macchinari che scuotono il materiale inerte, in presenza di abbondante acqua, in modo da staccare la parte limo-terrosa dal materiale stesso e quindi renderlo pulito.
In particolari applicazioni, come ad esempio per il lavaggio di terreni inquinati, oltre al processo di cui sopra, ? stato introdotto anche l?utilizzo di celle di attrizione.
Dette celle di attrizione comprendono un corpo metallico, di opportune dimensioni, al cui interno sono posti degli agitatori che scuotono violentemente il materiale, ad esempio sabbia, dopo che si ? staccato dagli inerti pi? grossolani, lasciandolo trascinare via dal flusso di acqua.
In tal modo, lo sporco viene staccato dalla sabbia e trascinato dalla corrente liquida.
Dopo il passaggio nelle celle di attrizione, il flusso di acqua con la sabbia sporca viene inviato ad un idro-ciclone che li separa.
La sabbia ottenuta incontra un secondo flusso di acqua pulita e subisce una seconda idro-ciclonatura cos? da eliminare lo sporco rimasto.
Questi sistemi, per quanto efficienti, presentano comunque dei limiti tecnici e costi di gestione elevati.
Le celle di attrizione, ad esempio, hanno un costo di acquisto relativamente esoso e un costo di gestione altrettanto elevato, in termini sia di consumi elettrici sia di usura precoce dei componenti che comporta una frequente manutenzione e sostituzione dei componenti medesimi.
Inoltre va considerato il fatto che all?interno delle celle di attrizione la fase di contatto tra sabbie ed acqua ? relativamente breve, le sabbie quindi non sempre risultano perfettamente scrostate e pulite.
Scopo della presente invenzione ? di ovviare a tal genere di inconvenienti, prevedendo un dispositivo di lavaggio e pulizia di materiale incoerente quali sabbie, pietrisco, ghiaia, ghiaino o simili in grado di superare le suddette problematiche.
Ulteriore scopo della presente invenzione, almeno per una o pi? varianti esecutive, ? fornire un dispositivo di lavaggio e pulizia di materiale incoerente in grado di sostituire l?utilizzo sia delle celle di attrizione sia degli idro-cicloni dell?arte nota.
Ulteriore scopo della presente invenzione, almeno per una o pi? varianti esecutive, ? fornire un dispositivo di lavaggio e pulizia di materiale incoerente in grado di ridurre i costi di gestione e d?esercizio.
Questo ed altri scopi, che risulteranno chiari in seguito, si conseguono con un dispositivo di lavaggio e pulizia in accordo al dettato della rivendicazione 1.
Altri scopi possono essere inoltre ottenuti mediante le caratteristiche supplementari delle rivendicazioni dipendenti.
Ulteriori caratteristiche del presente trovato risulteranno meglio evidenziate dalla seguente descrizione di una preferita forma di realizzazione, conforme alle rivendicazioni brevettuali e illustrata, a puro titolo esemplificativo e non limitativo, nelle allegate tavole di disegno, in cui:
- la fig. 1 mostra una vista assonometrica di una possibile forma esecutiva del dispositivo di lavaggio e pulizia di materiale incoerente secondo la presente invenzione;
- la fig.2 mostra una vista dall?alto del dispositivo di lavaggio di Fig.1; - la fig.3 mostra una vista in esploso del dispositivo di lavaggio di Fig.1; - la fig.4 mostra una vista laterale del dispositivo di lavaggio di Fig.1; - la fig.5 mostra una vista in sezione del dispositivo di lavaggio di Fig.4; - la fig. 6 mostra una vista in sezione dall?alto del dispositivo di lavaggio di Fig. 4;
- la fig. 7 mostra una vista in dettaglio di un particolare del dispositivo di lavaggio di Fig.5.
Si descrivono ora le caratteristiche del dispositivo di lavaggio e pulizia secondo la presente invenzione, avvalendosi dei riferimenti contenuti nelle figure.
Si precisa che qualsiasi termine dimensionale e spaziale (quale ?inferiore?, ?superiore?, ?interno?, ?esterno?, ?frontale?, ?posteriore?, ?verticale?, ?orizzontale? e simili) eventualmente usato nel seguito si riferisce, salvo altrimenti indicato, alla posizione secondo cui l?oggetto dell?invenzione rappresentato nei disegni ? disposto in condizioni operative.
Da qui in avanti con il termine dispositivo di lavaggio ? da intendersi un dispositivo in grado di lavare e pulire (in generale di ?bonificare?) un generico materiale incoerente, quali ad esempio sabbie, pietrisco, ghiaia, ghiaino o simili, da sporco e/o incrostazioni, quali ad esempio fanghi, terre, inquinanti, malte, cemento o simili, cos? da renderlo riutilizzabile.
Con il termine ?liquido? ? da intendersi qualsiasi tipo di liquido adatto ad essere utilizzato all?interno del detto dispositivo di lavaggio e in grado di cooperare con detto materiale incoerente, detto liquido potendo comprendere acqua, soluzioni acquose di tensioattivi o di solventi organici o simili.
Con il termine sabbia viene invece genericamente indicato qualsiasi materiale incoerente, preferibilmente di tipo ?granulare?, trattabile tramite detto dispositivo di lavaggio.
Con il numerale 1 ? indicato nel suo complesso il dispositivo di lavaggio secondo la presente invenzione.
Detto dispositivo di lavaggio 1 comprende un corpo contenitore 10 provvisto di un primo corpo 11, di forma preferibilmente cilindrica o simile, ed un secondo corpo 12, di forma preferibilmente tronco-conica o simile, detti corpi 11, 12 essendo tra loro in comunicazione di fluido.
Nulla vieta di realizzare detti primo 11 e secondo 12 corpo con sezioni differenti in grado di raggiungere gli scopi e di poter raccordare e unire tra loro dette parti; ad esempio le sezioni possono essere poligonali o simili.
In accordo con una possibile variante realizzativa detto corpo contenitore pu? essere realizzato ?di pezzo?, ovvero consistere in un monoblocco comprendente detti primo 11 e secondo 12 corpo.
In accordo con un?ulteriore possibile variante esecutiva, riportata a titolo esemplificativo non limitativo, detto corpo contenitore 10 pu? essere vantaggiosamente realizzato in almeno due parti assemblabili, detti primo corpo 11 e secondo corpo 12 potendo essere tra loro accoppiabili secondo tecniche note quali ad esempio avvitatura, bullonatura, flangiatura, saldatura, rivettatura o simili o tramite l?uso di adesivi o colle.
Ulteriormente, in accordo con tale variante esecutiva che prevede parti assemblabili, detto primo corpo 11 pu? essere ottenuto tramite l?unione di due semigusci 110 opportunamente sagomati e accoppiati tra loro.
Il dispositivo di lavaggio 1 secondo la presente invenzione ? caratterizzato dal fatto di combinare in un unico elemento le funzionalit? di una cella di attrizione e di un ciclone, preferibilmente di un ciclone operante con liquidi, ad esempio acqua, detto ciclone essendo vantaggiosamente un idro-ciclone.
A tale scopo detto primo corpo 11 comprende almeno un condotto d?ingresso 101, attraverso il quale entra una miscela di liquido e materiale incoerente da trattare (o bonificare), ed internamente almeno un condotto di scarico 13 dotato di una bocca d?uscita 103, attraverso il quale esce il liquido separato, mentre detto secondo corpo 12 ? dotato di almeno un condotto d?uscita 102, attraverso il quale esce il materiale incoerente gi? separato e lavato.
Il condotto d?ingresso 101 pu? vantaggiosamente essere dotato di una griglia di protezione, non illustrata, atta ad evitare che eventuali corpi grossolani presenti nella miscela possano entrare all?interno del dispositivo di lavaggio 1, compromettendone o alterandone l?efficacia.
In accordo con una possibile variante realizzativa:
- detto condotto d?ingresso 101 pu? essere posizionato in prossimit? della parte sommitale del detto primo corpo 11, preferibilmente disposto tangenzialmente rispetto alla parete laterale del detto primo corpo 11;
- detto condotto d?uscita 102, pu? essere posizionato in prossimit? della parte inferiore del detto secondo corpo 12, preferibilmente in corrispondenza dell?apice del tronco-cono;
- detto condotto di scarico 13 pu? estendersi all?interno del detto primo corpo 11, sostanzialmente per l?intera sua altezza;
- detta bocca d?uscita 103, pu? essere posizionata in prossimit? della parte superiore del detto primo corpo 11, preferibilmente disposta ortogonalmente rispetto alla parete sommitale del detto primo corpo 11.
Vantaggiosamente la parte superiore del detto condotto di scarico 13, preferibilmente quella pi? prossima alla bocca d?uscita 103 o al condotto d?ingresso 101, pu? essere opportunamente sagomata, ad esempio tramite una o pi? curvature, al fine di non interferire con detto condotto d?ingresso 101 e la miscela da esso erogata.
A tale scopo il condotto di scarico 13 pu? comprendere uno o pi? elementi di raccordo 130, quali ad esempio curve, gomiti, o simili, con la bocca d?uscita 103.
Vantaggiosamente detti uno o pi? elementi di raccordo 130 possono essere opportunamente dimensionati e realizzati, ad esempio con riferimento ai raggi di curvatura, per minimizzare le perdite di carico del liquido che le attraversa/percorre.
Quanto fin qui descritto illustra le caratteristiche del dispositivo di lavaggio 1 assimilabili dal punto di vista funzionale ad un generico idro-ciclone, ovvero un sistema di abbattimento che, sostanzialmente senza l?utilizzo di organi in movimento e sfruttando ingressi opportunamente disposti e sagomati, permette di separare la componente solida (particelle, sabbie, pulviscolo, ecc.) da un fluido (liquido o gas).
Il dispositivo di lavaggio 1 dell?invenzione ? ulteriormente caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di lavaggio 1 ? internamente provvisto di almeno un elicoide 120.
In accordo con una variante preferita detto almeno un elicoide 120 pu? essere disposto almeno internamente al detto primo corpo 11.
Ancor pi? preferibilmente detto almeno un elicoide 120 pu? essere disposto lungo almeno le pareti interne di detto primo corpo 11, detto elicoide 120 sviluppandosi vantaggiosamente per l?intera altezza di detto primo corpo 11. Nulla vieta che detto elicoide 120 possa essere disposto, in alternativa o in aggiunta, anche lungo le pareti esterne del detto condotto di scarico 13.
In generale , quindi detto elicoide 120 pu? essere disposto, in accordo con quanto precedentemente illustrato, lungo:
- almeno le pareti interne di detto primo corpo 11;
- almeno le pareti esterne del detto condotto di scarico 13;
- sia lungo le pareti interne di detto primo corpo 11 sia lungo le pareti esterne del detto condotto di scarico 13.
In generale detto elicoide 120 crea una ?discontinuit? superficiale? che assolve la funzione attualmente delegata alle celle di attrizione e pu? comprendere scanalature, eliche o elementi similari aventi forme, sezioni, dimensioni e/o passi differenti e vantaggiosamente definiti e scelti, in fase progettuale e/o costruttiva, in base al tipo di applicazione e al tipo di materiale incoerente da trattare.
Nella possibile variante esecutiva rappresentata nelle figure a corredo, l?elicoide 120 ? a sezione sostanzialmente rettangolare.
In generale lo scopo di detto elicoide 120 ? di amplificare il moto vorticoso/turbolento della miscela liquido/sabbia in modo da aumentare:
- il tempo di permanenza della sabbia all?interno del corpo contenitore 10 in modo da aumentare il contatto tra sabbia e liquido;
- il numero e l?entit?/intensit? degli urti tra i grani di sabbia e tra i grani di sabbia e le pareti del primo corpo 11, in modo tale da migliorare la pulizia della sabbia medesima.
Infatti un maggior numero di urti favorisce il distaccamento dello sporco e/o delle incrostazioni dai grani di sabbia agevolandone il processo di pulizia e lavaggio.
Detto elicoide 120 pu? essere integrato e/o fissato alle pareti del primo corpo 11 e/o del condotto di scarico 13 secondo tecniche note, ad esempio tramite saldatura, incollaggio, o realizzato, tramite opportune e note lavorazioni meccaniche, sulle pareti medesime se lo spessore delle stesse lo consente.
Nel caso in cui detto primo corpo 11 sia realizzato tramite l?unione di detti semigusci 110, l?elicoide 120, o sezioni di esso, pu? essere vantaggiosamente integrato/fissato su ciascuno di detti semigusci 110 prima della loro unione, agevolando cos? la fase d?installazione dell?elicoide 120 medesimo.
Con riferimento alle figure a corredo, in particolare alla fig. 5, si descrive il funzionamento del dispositivo di lavaggio 1 secondo la presente invenzione, dove la freccia a spirale rappresenta il movimento della miscela liquido/sabbia, le frecce chiare indicano il movimento della sabbia, le frecce scure indicano il movimento del liquido.
La miscela di liquido e sabbia, tramite il condotto d?ingresso 101, raggiunge ed entra all?interno del primo corpo 11.
Data la disposizione tangenziale del detto condotto d?ingresso 101 rispetto al primo corpo 11, la miscela tende ad assumere un moto vorticoso, preferibilmente a spirale, all?interno del detto corpo 11 e a scendere, per gravit?, verso la parte inferiore del medesimo.
L?elicoide 120, come gi? in parte anticipato, rallenta/ostacola la caduta verso il basso della sabbia che viene a separarsi per effetto della forza centrifuga generata dal moto vorticoso ed aumenta, anche sensibilmente, il numero degli urti reciproci tra i grani di sabbia e/o con le pareti del primo corpo 11.
L?elicoide 120, quindi, rallentando la caduta della sabbia, aumenta la fase di contatto tra sabbie e liquido migliorando il lavaggio delle sabbie medesime.
Questo processo di urti continui e ripetuti favorisce il distacco dello sporco ed il conseguente lavaggio delle sabbie.
La sabbia pulita, una volta terminata la sua caduta, si raccoglie all?interno del secondo corpo 12 da cui viene scaricata tramite il condotto d?uscita 102.
Il liquido, invece, giunto nella parte bassa del primo corpo 11, in virt? della pressione d?esercizio del dispositivo di lavaggio 1, risale il condotto di scarico 13 fuoriuscendo dal dispositivo di lavaggio 1 medesimo.
Tale processo di lavaggio pu? essere ripetuto con liquido pulito cos? da ottenere sabbie maggiormente pulite.
In accordo con una possibile variante realizzativa, le pareti interne del detto primo corpo 11 possono essere trattate e dotate di uno o pi? strati di opportuni rivestimenti protettivi, ad esempio in gomma o simili, cos? da risultare protette dall?usura e dall?abrasione esercitata dalla sabbia.
Vantaggiosamente anche le pareti interne del detto secondo corpo 12, dell?elicoide 120 e/o del condotto di scarico 13 possono essere dotate di uno o pi? strati di opportuni o simili rivestimenti protettivi.
Qualora il rivestimento scelto sia in gomma o materiali simili termosensibili, si pu? prevedere prima il fissaggio, tramite saldatura o simili, dell?elicoide 120 al primo corpo 11, e poi la fase di rivestimento del medesimo.
Nel caso l?accoppiamento tra detto primo corpo 11 e detto secondo corpo 12 sia realizzato tramite bulloni, rivetti o simili che non prevedono variazioni locali di temperatura e quindi non alterano il rivestimento, il rivestimento medesimo pu? essere realizzato anche in precedenza a tale unione.
Qualora l?accoppiamento di detti primo 11 e secondo 12 avvenga invece tramite saldatura o simili, che variano localmente la temperatura, si procede eseguendo prima l?assemblaggio delle parti e poi realizzando il rivestimento protettivo, ad esempio tramite una lancia erogatrice inserita internamente al dispositivo di lavaggio 1, ad esempio dal condotto d?uscita 102.
In generale il dispositivo di lavaggio 1 secondo la presente invenzione prevede un corpo contenitore 10 provvisto di un primo corpo 11 dedicato sostanzialmente al trattamento della miscela e al lavaggio del materiale incoerente, ed un secondo corpo 12 dedicato alla raccolta e allo scarico del detto del materiale incoerente lavato.
Il dispositivo di lavaggio secondo la presente invenzione, quindi, consente una diminuzione dei costi d?impianto, evitando l?utilizzo degli idro-cicloni e delle celle d?attrizione, e una diminuzione dei costi di gestione del medesimo grazie al minor numero di macchinari e alla sua resistenza all?usura.
Il dispositivo di lavaggio secondo la presente invenzione, senza apportare sostanziali modifiche al processo di lavaggio, ? in grado di sostituire sia le celle di attrizione sia gli idro-cicloni attualmente in uso.
Si evince, quindi, che detto dispositivo di lavaggio pu? trovare impiego in impianti di nuova concezione e costruzione o pu? vantaggiosamente essere utilizzato in impianti gi? esistenti.
Si fa inoltre notare come detta miscela liquido/materiale incoerente possa essere ottenuta dosando opportunamente i medesimi o essere una miscela risultante da precedenti lavorazioni.
Nel primo caso il materiale incoerente deve presentare dimensioni tali da poter essere trattato all?interno del dispositivo di lavaggio 1, ad esempio sabbie o materiali in grani similari, e al medesimo viene aggiunta una determinata quantit? di liquido cos? da ottenere la miscela desiderata.
Nel secondo caso, il dispositivo di lavaggio ? inserito, sostanzialmente nella zona terminale, in un impianto di trattamento/bonifica/lavaggio di materiale incoerente quali terre, fanghi, scarti edilizi, scarti di cementifici o simili.
Detto impianto pu? prevedere delle tramogge di carico su cui viene posto tale materiale incoerente a cui viene addizionato del liquido per le successive fasi di vagliatura e lavaggio, secondo modalit? e mezzi noti.
Le fasi di vagliatura e lavaggio hanno la funziona di separare e trattenere le componenti pi? grossolane del materiale incoerente in modo da ottenere una miscela comprendente liquido, sabbie e fanghi.
Tale miscela pu? quindi essere inviata al dispositivo di lavaggio 1 secondo la presente invenzione, eventualmente aggiungendo altro liquido.
? chiaro che numerose varianti al trovato sopra descritto sono possibili all?uomo del ramo, senza per questo uscire dagli ambiti di novit? insiti nell?idea inventiva, cos? come ? chiaro che nella pratica attuazione dell?invenzione i vari componenti in precedenza descritti potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.
Claims (11)
1. Dispositivo di lavaggio e pulizia (1) di materiale incoerente quali sabbie, pietrisco, ghiaia, ghiaino o simili, comprendente un corpo contenitore (10) provvisto di:
- un primo corpo (11) dotato di almeno un condotto d?ingresso (101), attraverso il quale entra una miscela di liquido e materiale incoerente, ed almeno un condotto di scarico (13), dotato di una bocca d?uscita (103), attraverso il quale esce il liquido separato; - di un secondo corpo (12) dotato di almeno un condotto d?uscita (102), attraverso il quale esce detto materiale incoerente separato e lavato;
caratterizzato dal fatto che
detto dispositivo di lavaggio (1) ? internamente provvisto di almeno un elicoide (120).
2. Dispositivo di lavaggio e pulizia (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui detto almeno un elicoide (120) ? disposto: - lungo almeno le pareti interne di detto primo corpo (11); - lungo almeno le pareti esterne del detto condotto di scarico (13); - sia lungo le pareti interne di detto primo corpo (11) sia lungo le pareti esterne del detto condotto di scarico (13).
3. Dispositivo di lavaggio e pulizia (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui detto elicoide (120) si sviluppa per l?intera altezza di detto primo corpo (11).
4. Dispositivo di lavaggio e pulizia (1) secondo una qualsiasi rivendicazione precedente, in cui detto elicoide (120) comprende scanalature, eliche o elementi similari.
5. Dispositivo di lavaggio e pulizia (1) secondo una qualsiasi rivendicazione precedente, in cui detto corpo contenitore (10) ? realizzato in almeno due parti assemblabili, detti primo corpo (11) e secondo corpo (12) essendo tra loro accoppiabili tramite avvitatura, bullonatura, flangiatura, saldatura, rivettatura o simili, o tramite l?uso di adesivi o colle.
6. Dispositivo di lavaggio e pulizia (1) secondo una qualsiasi rivendicazione precedente, in cui:
- detto condotto d?ingresso (101) ? posizionato in prossimit? della parte sommitale del detto primo corpo (11), ovvero disposto tangenzialmente rispetto alla parete laterale del detto primo corpo (11);
- detto condotto d?uscita (102) ? posizionato in prossimit? della parte inferiore del detto secondo corpo (12);
- detto condotto di scarico (13) si estende all?interno del detto primo corpo (11);
- detta bocca d?uscita (103) ? posizionata in prossimit? della parte superiore del detto primo corpo (11).
7. Dispositivo di lavaggio e pulizia (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui detto condotto di scarico (13) ? opportunamente sagomato al fine di non interferire con il condotto d?ingresso (101) e la miscela da esso erogata.
8. Dispositivo di lavaggio e pulizia (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui detto condotto di scarico (13) comprende uno o pi? elementi di raccordo (130) con detta bocca d?uscita (103).
9. Dispositivo di lavaggio e pulizia (1) secondo una qualsiasi rivendicazione precedente, in cui le pareti interne del detto primo corpo (11) sono trattate e dotate di uno o pi? strati di rivestimenti protettivi.
10. Dispositivo di lavaggio e pulizia (1) secondo una qualsiasi rivendicazione precedente, in cui le pareti interne del detto secondo corpo (12), dell?elicoide (120) e/o del condotto di scarico (13) sono dotate di uno o pi? strati di rivestimenti protettivi.
11. Dispositivo di lavaggio e pulizia (1) secondo la rivendicazione precedente 10 o 11, in cui detti rivestimenti protettivi sono in gomma o simili.
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2020
- 2020-06-03 IT IT102020000013147A patent/IT202000013147A1/it unknown
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