IT202100030446A1 - Miscelatore per fermentatori per biogas, e metodo per il suo assemblaggio - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell?invenzione industriale dal titolo: ?Miscelatore per fermentatori per biogas, e metodo per il suo assemblaggio?
DESCRIZIONE
Settore tecnico
La presente invenzione si colloca, in generale, nel settore degli impianti di fermentazione di materiali organici di scarto, per la produzione di biogas; in particolare, l?invenzione si riferisce un miscelatore per fermentatori per biogas, e un metodo per il suo assemblaggio.
Sintesi dell?invenzione
Sono noti impianti di fermentazione per la produzione di biogas, comprendenti cisterne o serbatoi in cui viene riversato e lasciato fermentare il materiale organico.
Il materiale ? continuamente rimescolato da miscelatori comprendenti una pluralit? di elementi di agitazione, nella forma tipicamente di pale portate in rotazione da alberi girevoli, accolti in tali cisterne.
Gli elementi di agitazione comprendono generalmente una radice sagomata a forcella, che si innesta a cavallo dell?albero e viene fissata a quest?ultimo mediante bulloni.
Una soluzione del tipo predetto ? nota dal documento EP 2837421 A1, in cui le estremit? della forcella di attacco sono imbullonate a piastre radialmente sporgenti da lati opposti dell?albero.
Tuttavia, una tale configurazione non consente di fissare in maniera apprezzabilmente stabile la pala all?albero, poich? la radice della pala sar? vincolata solo alle suddette piastre, e rimarr? comunque un gioco radiale tra la forcella e l?albero.
Uno scopo della presente invenzione ? di ovviare ai summenzionati problemi.
Per ottenere tale risultato, un miscelatore secondo l?invenzione comprende un albero girevole e almeno un elemento di agitazione vincolato all?albero mediante saldatura lungo uno o pi? punti di almeno uno dei profili arcuati di contatto tra una porzione di radice dell?elemento di agitazione e l?albero stesso. In questo modo, si ottiene un fissaggio pi? stabile dell?elemento di agitazione all?albero.
? altres? presente una coppia di risalti radiali, fissati all?albero su lati opposti dello stesso e affacciati (ma non solidali o meccanicamente collegati) alle estremit? circonferenziali della porzione di attacco. I risalti fungono da finecorsa circonferenziali contro cui sia alternativamente attestabile la porzione di attacco, quando quest?ultima tenda a scorrere circonferenzialmente rispetto all?albero per via della resistenza opposta dal materiale in fermentazione alla rotazione del miscelatore.
Preferibilmente, i risalti sono distanziati dalle rispettive estremit? circonferenziali della porzione di attacco di un gioco angolare non nullo, tale per cui la porzione di attacco possa andarvi in battuta quando subisca un predeterminato scorrimento circonferenziale rispetto all?albero, indotto dalla resistenza opposta dal materiale in fermentazione alla rotazione del miscelatore.
In questo modo, si evita che le sollecitazioni circonferenziali a carico della radice dell?elemento di agitazione gravino sulle saldature fino a provocarne eventualmente la rottura, in quanto i risalti radiali sono configurati per esercitare un?azione di confinamento della deformazione o scorrimento circonferenziali della porzione d?attacco rispetto all?albero.
I suddetti ed altri scopi e vantaggi sono raggiunti, secondo un aspetto dell?invenzione, da un miscelatore per fermentatori per biogas, e un metodo per il suo assemblaggio aventi le caratteristiche definite nelle rivendicazioni annesse.
Breve descrizione dei disegni
Verranno ora descritte le caratteristiche funzionali e strutturali di alcune forme di realizzazione preferite di un miscelatore per fermentatori per biogas, e un metodo per il suo assemblaggio secondo l?invenzione. Si fa riferimento ai disegni allegati, in cui:
- le figure 1 e 2 sono rispettivamente una vista schematica frontale e assiale di una porzione di miscelatore secondo una forma di realizzazione dell?invenzione;
- le figure 3 e 4 sono rispettivamente una vista schematica frontale e assiale di una porzione di miscelatore secondo una forma di realizzazione alternativa dell?invenzione, in cui ? mostrata in ingrandimento una sezione dei punti di saldatura; e - la figura 5 ? una vista schematica prospettica di un segmento di un albero del miscelatore, da cui sporgono radialmente dei risalti di battuta per una porzione di attacco di un elemento di agitazione, secondo una forma di realizzazione dell?invenzione. Descrizione dettagliata
Prima di spiegare nel dettaglio una pluralit? di forme di realizzazione dell?invenzione, va chiarito che l?invenzione non ? limitata nella sua applicazione ai dettagli costruttivi e alla configurazione dei componenti presentati nella seguente descrizione o illustrati nei disegni. L?invenzione ? in grado di assumere altre forme di realizzazione e di essere attuata o realizzata praticamente in diversi modi. Si deve anche intendere che la fraseologia e la terminologia hanno scopo descrittivo e non vanno intese come limitative.
Facendo esemplificativamente riferimento alle figure, un miscelatore 9 per fermentatori per biogas, atto ad agitare un materiale in fermentazione, comprende un albero 10, girevole attorno a un asse di rotazione x, e un elemento di agitazione 12, comprendente una porzione di attacco 14 configurata per abbracciare circonferenzialmente parte dell?albero 10.
L?elemento di agitazione 12 avr? quindi sostanzialmente una forma a C, atta a disporsi a cavallo dell?albero 10, l?elemento di agitazione 12 essendo in contatto con l?albero 10 lungo una coppia di profili ad arco di cerchio (di seguito, anche denominati ?profili circonferenziali di contatto?) disposti alla base delle facce assialmente opposte di tale elemento di agitazione 12.
La porzione di attacco 14 ? fissata all?albero 10 mediante saldatura in almeno un punto di almeno uno dei profili circonferenziali di contatto tra tale porzione di attacco 14 e l?albero 10.
? inoltre presente una coppia di risalti 16, radialmente sporgenti dall?albero 10 da parti diametralmente opposte di quest?ultimo, tali risalti 16 essendo affacciati a rispettive estremit? circonferenziali della porzione di attacco 14 dell?elemento di agitazione 12.
Ciascuno risalto 16 ? configurato per formare una battuta contro cui sia attestabile la rispettiva estremit? circonferenziale della porzione di attacco 14, evitando che tale risalto 16 e la rispettiva estremit? circonferenziale siano fissati o solidali l?uno all?altra. In altri termini, i risalti 16 sono configurati per formare una superficie contro cui possano attestarsi le rispettive estremit? circonferenziali della porzione di attacco 14, senza tuttavia che tra gli uni e le altre vi sia un collegamento stabile o un reciproco fissaggio.
Almeno uno dei risalti 16 pu? essere configurato per formare una superficie contro cui si attesti la rispettiva estremit? circonferenziale della porzione di attacco 14 quando il miscelatore 9 sia a riposo. In questo caso, la porzione di attacco 14 poggerebbe (in una condizione di riposo del miscelatore 9) sull?almeno un risalto 16, senza esservi solidale o stabilmente vincolata. In alternativa, o in combinazione, almeno uno dei risalti 16 pu? essere angolarmente distanziato dalla rispettiva estremit? circonferenziale della porzione di attacco 14 quando il miscelatore 9 sia a riposo, ed essere configurato per formare una battuta contro cui sia attestabile la rispettiva estremit? circonferenziale della porzione di attacco 14 in presenza di una sollecitazione sull?elemento di agitazione 10 che induca una deformazione e/o uno scorrimento angolari della porzione di attacco 14 rispetto all?albero 10, ci? che avviene tipicamente per via dell?attrito viscoso tra l?elemento di agitazione 12 e il materiale in fermentazione, quando l?albero 10 sia in rotazione.
Preferibilmente, ciascun risalto 16 ? configurato in modo tale da impedire uno scorrimento angolare della porzione di attacco 14 rispetto all?albero 10 lungo una direzione circonferenziale (ovvero, verso il tratto dell?albero 10 che si estende al di l? del risalto 16 ed ? circonferenzialmente complementare alla porzione arcuata a contatto con la porzione di attacco 10), e consentire uno scorrimento angolare della porzione di attacco 14 rispetto all?albero 10 lungo la direzione circonferenziale opposta.
Preferibilmente, i risalti 16, in una condizione di riposo del miscelatore 9, sono angolarmente distanziati rispetto alle rispettive estremit? circonferenziali della porzione di attacco 14 dell?elemento di agitazione 12 di un angolo compreso tra 0? e 10?, e ancora pi? preferibilmente di un angolo compreso tra 0,1? e 5?.
Secondo una forma di realizzazione preferita, i risalti 16, in una condizione di riposo del miscelatore 9, sono angolarmente distaccati dalle rispettive estremit? circonferenziali della porzione di attacco 14 dell?elemento di agitazione 12.
I risalti 16 sono convenientemente configurati per formare alternativamente una battuta contro cui siano attestabili le rispettive estremit? circonferenziali della porzione di attacco quando, a causa della resistenza opposta dal materiale in fermentazione alla rotazione del miscelatore 9, la porzione di attacco 14 subisca o tenda a subire una deformazione elastica e/o uno scorrimento angolari rispetto all?albero 10 eccedenti una predeterminata entit?. Un gioco angolare D tra i risalti 16 e le rispettive estremit? circonferenziali dell?elemento di agitazione 12 potr? essere opportunamente dimensionato in funzione di tale entit?, che dipender? dalle caratteristiche meccaniche della saldatura, perch? non vi siano indotte eccessive sollecitazioni causate dallo scorrimento angolare della porzione di attacco 14 rispetto all?albero 10.
Secondo una forma di realizzazione (esemplificativamente illustrata nelle figure 1 e 2), la porzione di attacco 14 ? saldata all?albero 10 in maniera continua lungo la maggior parte dell?estensione angolare di uno dei profili circonferenziali di contatto tra tale porzione di attacco 14 e l?albero 10. Si apporta cio? un cordone di saldatura continuo C lungo la maggior parte del profilo arcuato di contatto su un lato dell?elemento di agitazione.
Secondo una forma di realizzazione alternativa (esemplificativamente illustrata nelle figure 3 e 4), la porzione di attacco 14 ? saldata all?albero 10 in maniera discreta in corrispondenza di una pluralit? di punti P angolarmente distanziati lungo almeno uno dei profili circonferenziali di contatto tra tale porzione di attacco 14 e l?albero 10. Per punti di saldatura si intendono porzioni localizzate del profilo circonferenziale di contatto, di estensione angolare significativamente inferiore all?estensione angolare totale di tale profilo circonferenziale di contatto; ad esempio, si pu? trattare di saldature sostanzialmente puntiformi, distribuite angolarmente lungo il profilo circonferenziale di contatto, oppure saldature estese lungo tratti circonferenziali aventi estensione angolare comprese tra 5? e 15?, intervallate da tratti circonferenziali privi di saldature.
Preferibilmente, la porzione di attacco 14 ? saldata all?albero 10 in una pluralit? di punti angolarmente distanziati lungo entrambi i profili circonferenziali di contatto tra tale porzione di attacco 14 e l?albero 10, laddove i punti di saldatura su lati assialmente opposti dell?elemento di agitazione 12 sono a loro volta angolarmente sfalsati.
Preferibilmente, i risalti 16 sono conformati come una coppia di mensole o alette (convenientemente planari), giacenti su un piano diametrale dell?albero 10 e radialmente sporgenti verso l?esterno di quest?ultimo.
Secondo una forma di realizzazione, i risalti 16 sono estesi assialmente per una lunghezza almeno pari alla distanza assiale tra le opposte facce della porzione di attacco 14 (ovvero, in altri termini, allo spessore assiale della porzione di attacco 14).
Secondo una orma di realizzazione (visibile esemplificativamente in figura 5), i risalti 16 sono vincolati all?albero 10 e/o rinforzati circonferenzialmente da staffe circonferenziali 17, preferibilmente posizionate alle estremit? assiali dei rispettivi risalti 16.
Secondo un aspetto dell?invenzione, un metodo per l?assemblaggio di un miscelatore per fermentatori per biogas comprende le fasi di predisporre un albero 10, configurato per ruotare attorno a un asse di rotazione x; predisporre almeno un elemento di agitazione 12, comprendente una porzione di attacco 14 configurata per abbracciare circonferenzialmente parte dell?albero 10; saldare tale porzione di attacco 14 all?albero 10 in almeno un punto di almeno uno dei profili circonferenziali di contatto tra la porzione di attacco 14 e detto albero 10; e fissare su parti diametralmente opposte dell?albero 10 una coppia di risalti 16, radialmente sporgenti da tale albero 10, in modo tale che detti risalti 16 siano affacciati a rispettive estremit? circonferenziali della porzione di attacco 14 dell?elemento di agitazione 12, laddove i risalti 16 sono configurati per formare alternativamente una battuta contro cui siano attestabili le rispettive estremit? circonferenziali quando la porzione di attacco 14 subisca una deformazione elastica e/o uno scorrimento angolari rispetto all?albero 10 indotti dalla resistenza opposta dal materiale in fermentazione alla rotazione del miscelatore 9.
Preferibilmente, almeno uno dei risalti 16 ?, in una condizione di riposo del miscelatore 9, distanziato angolarmente dalla rispettiva estremit? circonferenziale della porzione di attacco 14 dell?elemento di agitazione 12.
Secondo una forma di attuazione, il fissaggio della porzione di attacco 14 all?albero 10 ? eseguito saldando in maniera continua la prima al secondo lungo la maggior parte dell?estensione angolare di uno dei profili circonferenziali di contatto tra tale porzione di attacco 14 e l?albero 10.
In alternativa, il fissaggio della porzione di attacco 14 all?albero 10 ? eseguito saldando la porzione di attacco 14 all?albero 10 in corrispondenza di una pluralit? di punti angolarmente distanziati lungo almeno uno dei profili circonferenziali di contatto tra detta porzione di attacco 14 e l?albero 10.
In tutta la presente descrizione e nelle rivendicazioni, i termini e le espressioni indicanti posizioni ed orientamenti, quali "assiale" o "radiale", vanno riferiti all?asse di rotazione x dell?albero 10.
Sono stati descritti diversi aspetti e forme di realizzazione di un miscelatore per fermentatori per biogas, e un metodo per il suo assemblaggio secondo l?invenzione. Si intende che ciascuna forma di realizzazione pu? essere combinata con qualsiasi altra forma di realizzazione. L?invenzione, inoltre, non ? limitata alle forme di realizzazione descritte, ma potr? essere variata entro l?ambito definito dalle rivendicazioni annesse.
Claims (12)
1. Miscelatore (9) per fermentatori per biogas, atto ad agitare un materiale in fermentazione, detto miscelatore comprendendo:
- un albero (10), girevole attorno a un asse di rotazione (x);
- un elemento di agitazione (12), comprendente una porzione di attacco (14) configurata per abbracciare circonferenzialmente parte dell?albero (10), detta porzione di attacco (14) essendo saldata all?albero (10) in almeno un punto di almeno uno dei profili circonferenziali di contatto tra detta porzione di attacco (14) e detto albero (10); e - una coppia di risalti (16), radialmente sporgenti dall?albero (10) da parti diametralmente opposte di detto albero (10), detti risalti (16) essendo affacciati a rispettive estremit? circonferenziali della porzione di attacco (14) dell?elemento di agitazione (12), ed essendo ciascuno configurato per formare una battuta contro cui sia attestabile la rispettiva estremit? circonferenziale della porzione di attacco (14), evitando che il risalto (16) e la rispettiva estremit? circonferenziale siano fissati o solidali l?uno all?altra.
2. Miscelatore secondo la rivendicazione 1, in cui ciascun risalto (16) ? configurato in modo tale da impedire uno scorrimento angolare della porzione di attacco (14) rispetto all?albero (10) lungo una direzione circonferenziale, e consentire uno scorrimento angolare della porzione di attacco (14) rispetto all?albero (10) lungo una direzione circonferenziale opposta.
3. Miscelatore secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui i risalti (16), in una condizione di riposo del miscelatore (9), sono angolarmente distanziati rispetto alle rispettive estremit? circonferenziali della porzione di attacco (14) dell?elemento di agitazione (12) di un angolo compreso tra 0? e 10?.
4. Miscelatore secondo la rivendicazione 3, in cui i risalti (16), in una condizione di riposo del miscelatore (9), sono angolarmente distaccati dalle rispettive estremit? circonferenziali della porzione di attacco (14) dell?elemento di agitazione (12).
5. Miscelatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la porzione di attacco (14) ? saldata all?albero (10) in maniera continua lungo la maggior parte dell?estensione angolare di uno dei profili circonferenziali di contatto tra detta porzione di attacco (14) e l?albero (10).
6. Miscelatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui la porzione di attacco (14) ? saldata all?albero (10) in una pluralit? di punti angolarmente distanziati lungo almeno uno dei profili circonferenziali di contatto tra detta porzione di attacco (14) e l?albero (10).
7. Miscelatore secondo la rivendicazione 6, in cui la porzione di attacco (14) ? saldata all?albero (10) in una pluralit? di punti angolarmente distanziati lungo entrambi i profili circonferenziali di contatto tra detta porzione di attacco (14) e l?albero (10), i punti di saldatura su lati assialmente opposti dell?elemento di agitazione (12) essendo a loro volta angolarmente sfalsati.
8. Miscelatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i risalti (16) sono conformati come una coppia di mensole giacenti su un piano diametrale dell?albero (10) e radialmente sporgenti verso l?esterno di quest?ultimo.
9. Miscelatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i risalti (16) sono estesi assialmente per una lunghezza almeno pari alla distanza assiale tra le opposte facce della porzione di attacco (14).
10. Metodo per l?assemblaggio di un miscelatore per fermentatori per biogas, comprendente le fasi di:
a) predisporre un albero (10);
b) predisporre almeno un elemento di agitazione (12), comprendente una porzione di attacco (14) configurata per abbracciare circonferenzialmente parte dell?albero (10);
c) saldare detta porzione di attacco (14) all?albero (10) in almeno un punto di almeno uno dei profili circonferenziali di contatto tra detta porzione di attacco (14) e detto albero (10); e d) fissare su parti diametralmente opposte dell?albero (10) una coppia di risalti (16), radialmente sporgenti da detto albero (10), in modo tale che detti risalti (16) siano affacciati a rispettive estremit? circonferenziali della porzione di attacco (14) dell?elemento di agitazione (12), detti risalti (16) essendo configurati per formare alternativamente una battuta contro cui siano attestabili le rispettive estremit? circonferenziali quando la porzione di attacco (14) subisca o tenda a subire una deformazione e/o uno scorrimento angolare rispetto all?albero (10) indotti dalla resistenza opposta dal materiale in fermentazione alla rotazione del miscelatore (9).
11. Metodo secondo la rivendicazione 10, in cui la fase b) ? eseguita saldando in maniera continua la porzione di attacco (14) all?albero (10) lungo la maggior parte dell?estensione angolare di uno dei profili circonferenziali di contatto tra detta porzione di attacco (14) e l?albero (10).
12. Metodo secondo la rivendicazione 10, in cui la fase b) ? eseguita saldando la porzione di attacco (14) all?albero (10) in corrispondenza di una pluralit? di punti angolarmente distanziati lungo almeno uno dei profili circonferenziali di contatto tra detta porzione di attacco (14) e l?albero (10).
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