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ES2563857T3 - Máquina lavadora/barredora de tambor giratorio para el barrido de residuos de calles y de suelos contaminados - Google Patents

Máquina lavadora/barredora de tambor giratorio para el barrido de residuos de calles y de suelos contaminados Download PDF

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ES2563857T3
ES2563857T3 ES13713510.9T ES13713510T ES2563857T3 ES 2563857 T3 ES2563857 T3 ES 2563857T3 ES 13713510 T ES13713510 T ES 13713510T ES 2563857 T3 ES2563857 T3 ES 2563857T3
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Ezio Esposito
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Ecocentro Tecnologie Ambientali SpA
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  • Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)

Abstract

Lavadora que comprende un tambor giratorio horizontal (1) en el que los materiales a tratar se introducen a través de una tolva de alimentación (12) junto con un flujo de agua admitido mediante toberas de tratamiento para formar una suspensión de agua y materiales, estando dispuestas en el interior de dicho tambor (1) paletas inclinadas (2) que desplazan hacia delante los materiales pesados depositados en la parte inferior del tambor (1) hacia un extremo de salida donde un extractor (3) los transporta hacia medios concéntricos de cribado, estando dispuesta inmediatamente antes de dicho extractor (3) una tobera (7) para la admisión de agua para el lavado a contracorriente de los materiales tratados, caracterizada porque comprende además un anillo de tope (10) dispuesto transversalmente en el interior del tambor (1) de manera que deja solamente un paso periférico anular (P) que tiene una altura menor que el nivel (L) de la suspensión de agua y materiales presente en la parte inferior del tambor (1).

Description

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DESCRIPCION
Maquina lavadora/barredora de tambor giratorio para el barrido de residuos de calles y de suelos contaminados
La presente invencion se refiere a una lavadora con un tambor giratorio horizontal y, en particular, a una lavadora de plantas para la eliminacion y recuperacion de residuos resultantes del barrido de calles y de la limpieza de suelos contaminados. Se describe una maquina similar en el documento EP1775267, del que la presente solicitud constituye una mejora.
Los procesos de lavado en dichas plantas de eliminacion comprenden generalmente varias etapas, tales como la transferencia de contaminantes de las particulas de material al agua, la separation de las particulas de sustancias contaminantes solidas por medio de procesos de selection, la extraction, por medio de procesos quimicos y fisicos, de los contaminantes transferidos de las particulas al agua, la concentration de los contaminantes en el sedimento y la separacion del sedimento de los materiales recuperados, el tratamiento quimico-fisico del lodo que contiene el sedimento y los contaminantes, y el reciclado del agua tratada, posiblemente despues de un tratamiento biologico, si es necesario. Se da a conocer un ejemplo de una planta concebida por el mismo inventor de la presente solicitud, en el documento EP 1775267, que muestra el preambulo de la revindication 1.
La lavadora descrita en la patente mencionada anteriormente permite obtener varios productos de separacion y, por lo tanto, combinar varias maquinas en una unica maquina, reduciendo por lo tanto el numero de maquinas presentes en la planta de lavado con las consiguientes ventajas economicas, desde el punto de vista tanto de la instalacion como del consumo de energla. Esta maquina permite asimismo obtener una buena separacion de las sustancias organicas con un tamano de particulas habitualmente entre 2 y 40 mm, y por consiguiente una mayor calidad de los materiales recuperados.
Mas especificamente, esta maquina lleva a cabo eficazmente el lavado a contracorriente de materiales y residuos que tienen una composicion principalmente arenosa y extrae eficazmente contaminantes organicos tales como hojas, papel, madera, plastico, etc., por lo que es muy adecuada para el lavado y la recuperacion de residuos resultantes del barrido de calles, permitiendo recuperar arena, granulos y grava, de manera que estos materiales cumplan con todas las reglamentaciones del sector especifico de reutilizacion. Ademas, la maquina anterior puede lavar materiales y/o residuos que contengan fragmentos de hasta 150 mm de tamano sin necesidad de un cribado previo, e incluye asimismo las cribas para la clasificacion de los materiales recuperados.
Sin embargo, el inventor ha desarrollado algunas mejoras para aumentar la efectividad de la maquina en lo que se refiere a la extraccion de contaminantes, en particular de naturaleza organica, el lavado del material recuperado y el tratamiento de materiales y/o residuos que comprenden terrones de tierra. Para este ultimo aspecto, en particular, la version actual de la maquina no puede garantizar una buena rotura y trituration de los terrones, de manera que los grumos de tierra, en los que se concentra generalmente la mayor parte de los contaminantes, terminan entre los materiales recuperados degradando por lo tanto su calidad.
Las presentes mejoras permiten ademas reducir el numero de maquinas presentes en la planta de lavado dada a conocer en la patente europea mencionada anteriormente, en la que las aguas residuales que salen de la lavadora de tambor horizontal tienen que ser tratadas adicionalmente en un deposito de recogida, un hidrociclon, una celda de friction y un separador de espirales verticales, para conseguir la limpieza apropiada de las particulas de arena y la separacion de los materiales organicos finos < 2 mm.
Las lavadoras de tambor horizontal para el lavado a contracorriente de solidos son conocidas ya por otros sectores industriales pero son inadecuadas para la eliminacion y recuperacion de residuos tal como se ha mencionado anteriormente, dado que estan disenadas para objetivos diferentes y funcionan de manera diferente. Por ejemplo, el documento GB 1237863 da a conocer un aparato especialmente util en la extraccion de sacarosa a partir de cana de azucar o de remolacha azucarera mediante el lavado a contracorriente con agua o con una solution de sacarosa diluida, aplicable asimismo al lavado de arena y grava.
Dicho aparato consiste en un tambor cilindrico o poligonal, dividido a lo largo de su longitud en una serie de compartimentos mediante una pluralidad de elementos discoides cada uno de los cuales tiene una abertura central, estando dividido asimismo cada compartimento en una serie de cavidades mediante, por lo menos, tres paletas que se extienden entre dichos elementos y estan situadas de tal modo que cada cavidad se abre a un espacio que se extiende a lo largo del eje longitudinal del tambor y esta limitado por las aberturas de dichos elementos discoides, con medios para suministrar material solido en particulas en un extremo del tambor y recibirlo desde el otro extremo del tambor, y medios para suministrar liquidos en el sentido opuesto. El material se divide en lotes mediante las cavidades del compartimento y, cuando el tambor gira, cada uno de estos lotes se levanta siguiendo la circunferencia del tambor mediante las paletas fijas en el compartimento y, a continuation, en algun punto resbalara de su paleta de soporte y volvera a caer a la parte inferior del tambor.
Dado que los elementos discoides estan conectados al tambor a lo largo de toda la periferia interna del mismo, el movimiento de dicho material solido hacia el extremo de salida se consigue haciendo que los elementos discoides
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sean concavos, de tal modo que tienen una forma troncoconica que apunta hacia dicho extremo del tambor, por lo que cuando un lote de material ha sido transportado por una paleta a un compartimento y llega al punto en que empieza a resbalar de dicha paleta, la pendiente de los elementos discoides concavos tendera a proporcionarle un componente de un momento a lo largo del eje del tambor, de tal modo que el lote tiende a caer a un compartimento mas proximo al extremo de salida del tambor. Alternativamente, se pueden disponer medios independientes para la impulsion en el espacio a lo largo del eje longitudinal del tambor delimitado por las aberturas centrales de los elementos discoides, tal como un conjunto de tabiques o un husillo helicoidal montado sobre soportes externos y que se extiende a traves del espacio abierto a lo largo del centro del tambor.
Sin embargo, ninguna de estas disposiciones conocidas es adecuada para llevar a cabo un lavado y una recuperacion efectivas de los materiales residuales como la lavadora de la presente invencion dado que, por ejemplo, el aparato dado a conocer en la patente britanica mencionada anteriormente carece de medios para separar los materiales organicos ligeros de los materiales pesados, y el liquido se descarga del aparato mediante grifos en la parte inferior o bien mediante un elemento discoide extremo perforado. Por lo tanto, dicha lavadora no solo no separa los materiales organicos ligeros, sino que ni siquiera podria descargarlos por el extremo de carga de material, tal como hace la lavadora dada a conocer a continuacion.
Por lo tanto, el objetivo de la presente invencion es dar a conocer una lavadora con un tambor giratorio, que supera las limitaciones de las lavadoras de la tecnica anterior. Dicho objetivo se consigue por medio de una maquina dotada de un anillo separador y de una tobera destinada al lavado a contracorriente de los contaminantes organicos, con medios para ajustar la inclination de la maquina y con dientes de desterronamiento.
Una primera ventaja importante de la lavadora, segun la presente invencion, es la de llevar a cabo una separation mejor de los contaminantes organicos ligeros, de manera que incluso tratando residuos resultantes del barrido de calles que contienen una cantidad significativa de dichos contaminantes (por ejemplo, las hojas en otono), los materiales recuperados son utilizables inmediatamente sin tener que lavarlos para extraer los contaminantes organicos residuales.
Una segunda ventaja significativa de esta maquina reside en su mayor efectividad de lavado, obtenida al levantar ligeramente el extremo de entrega de los materiales recuperados, de tal modo que en la zona extrema del cilindro de lavado, los materiales son sometidos a un lavado mas energico, debido a la proportion menor de agua/residuos causada por la inclinacion de la maquina, similar a la que se puede conseguir en una celda de abrasion.
Otra ventaja mas de esta maquina es la presencia de dientes de desterronamiento que permiten romper y triturar adecuadamente incluso materiales arcillosos, para extraer los contaminantes contenidos en los mismos y obtener materiales recuperados de mejor calidad.
Resultaran evidentes para los expertos en la materia las ventajas y caracterlsticas adicionales de la lavadora, segun la presente invencion, a partir de la siguiente descripcion detallada y no limitativa de algunas realizaciones de la misma, al hacer referencia los dibujos adjuntos, en los cuales:
la figura 1 es una vista esquematica parcial, en section longitudinal, de una primera realization de la lavadora, con un detalle a mayor escala;
la figura 2 es una vista recortada, en perspectiva, de la maquina de la figura 1, con un detalle a mayor escala;
la figura 3 es una vista similar a la figura 1 de una segunda realizacion de la maquina, con un detalle a mayor escala;
la figura 4 es una vista esquematica parcial, en seccion longitudinal, de una tercera realizacion de la maquina, y
la figura 5 es una vista a mayor escala, en perspectiva, de un tipo de dientes de desterronamiento de los que puede estar dotada la maquina.
Al hacer referencia a las figuras 1 y 2, se observa que una lavadora, segun la presente invencion, comprende un tambor giratorio horizontal -1- en el que se introducen a traves de una entrada (no mostrada) los materiales a tratar, junto con un flujo de agua introducido a traves de toberas. Unas paletas inclinadas -2- estan dispuestas en el interior del tambor -1- para desplazar hacia delante (segun el diagrama de fuerzas indicado en el detalle de la figura 2) los materiales pesados depositados en la parte inferior del tambor -1- hacia el extremo de salida, donde un extractor -3- los transporta hacia unos medios concentricos de cribado.
En la realizacion mostrada estan dispuestos tres medios conicos de cribado, es decir una criba externa -4-, una criba intermedia -5- y una criba interna -6-, que estan fabricados de laminas metalicas dotadas de orificios de tamano creciente. La presente lavadora comprende asimismo una tobera -7-, inmediatamente anterior al extractor -3-, para la admision de agua para el lavado a contracorriente de los materiales tratados, asi como toberas -8- y -9- para lavar la criba interna -6- y la criba externa -4-, respectivamente.
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Un primer aspecto nuevo de la maquina segun la presente invention es la presencia de un anillo de tope -10- dispuesto transversalmente en el interior del tambor -1-, de tal modo que deja solamente un paso anular periferico -P- que tiene una altura menor que el nivel -L- de la suspension de agua y materiales presente en la parte inferior del tambor -1-. Por simplicidad, el anillo de tope -10- esta fijado directamente en algunas paletas -2- pero es evidente que podria estar montado en el tambor -1- por medio de soportes adecuados.
La introduction del anillo de tope -10- permite mejorar sustancialmente la separation de contaminantes organicos de los materiales recuperados, debido a que mientras que los materiales pesados recuperables se situan en la parte inferior del tambor -1- y son empujados hacia arriba mediante paletas -2- (tal como se conoce, por ejemplo, por el documento GB 464650), a contracorriente con respecto al flujo de agua de lavado admitida a traves de la tobera -7-, los contaminantes organicos mas ligeros estan en la parte superior de la suspension y son interceptados y rechazados por el anillo de tope -10-.
Estos contaminantes son transportados a continuation a contracorriente por el agua que fluye a la entrada del tambor -1-, desde donde desbordan sobre una criba vibratoria, siendo asimismo mas eficaz el efecto de arrastre del agua a contracorriente por el hecho de que el anillo -10- reduce de -L- a -P- la section de paso de agua por lo que, en correspondencia con el anillo -10-, el flujo de agua a contracorriente aumenta su velocidad y arrastra mejor los contaminantes organicos (es decir, V2>V1 en el detalle de la figura 1).
En la segunda realization mostrada en la figura 3, este efecto de separacion y arrastre de los contaminantes organicos se mejora ademas mediante la presencia de una segunda tobera -11- dispuesta inmediatamente antes del anillo -10-, para la admision de un segundo flujo de agua a contracorriente. Esta segunda tobera -11- esta preferentemente inclinada unos 45° y disenada para emitir un chorro en forma de abanico, y es alimentada a traves de un tubo que pasa a traves de la abertura central del anillo -10- y es coaxial con el tubo que alimenta la primera tobera -7-. Se debe observar que, en ausencia de esta segunda tobera -11-, tal como en la primera realizacion, el anillo -10- podria asimismo carecer de una abertura central, es decir ser un disco macizo.
Otro aspecto innovador de la presente maquina se muestra en la tercera realizacion de la figura 4, que proporciona medios para inclinar ligeramente el eje del tambor -1-, dentro de un intervalo angular pequeno -a-, a titulo indicativo para obtener una pendiente maxima del 2 al 3% en la direction de la salida de los materiales recuperados, es decir hacia las cribas concentricas. Los medios que regulan la inclination del tambor -1- pueden ser gatos hidraulicos, elevadores mecanicos de husillo u otros medios equivalentes bien conocidos por un experto en la materia.
En una maquina convencional, el tambor giratorio -1- gira horizontalmente alrededor de su propio eje con una velocidad constante creando de ese modo, junto con la tobera -7- y las paletas -2-, una mezcla turbulenta de materiales cargados de manera continua a traves de una tolva -12-. En otras palabras, se crea una agitation continua y energica de la suspension de materiales y agua, que produce el lavado de los materiales mediante rozamiento mutuo de las particulas.
Una celda de abrasion consiste en un deposito en el que unos agitadores producen una fuerte agitacion de los materiales que, debido a su impacto y al frotamiento entre ellos y contra las paredes de la propia celda, son lavados eficazmente. Estos mecanismos de impacto y frotamiento entre los materiales contenidos en la celda y contra la propia celda permiten liberar incluso los contaminantes unidos mas fuertemente a la superficie de los materiales o contenidos en aglomerados de los propios materiales.
Una condition basica para la efectividad del lavado en una celda de abrasion es un elevado contenido de solidos, es decir una baja proportion agua/materiales, para aumentar asl el numero de roces entre las particulas solidas lo cual, en esta tercera realizacion de la maquina, se obtiene mediante la mencionada inclinacion ligera del tambor -1-. De hecho, debido a esta inclinacion, la proporcion de agua/materiales disminuye al avanzar hacia la salida los materiales recuperados, dado que el agua, con el mismo caudal, permanece menos tiempo al tener mayor velocidad.
Esto proporciona la doble ventaja de arrastrar mas facilmente los contaminantes organicos que son separados en la zona final del tambor -1-, despues del anillo -10-, y de producir en dicha zona una action similar a la de una celda de abrasion, mejorando el lavado de los materiales recuperados.
Finalmente, en la figura 5 se muestra un ejemplo de dientes de desterronamiento, de los que puede estar dotado interiormente el tambor -1- de la maquina en una cuarta realizacion (no mostrada). En el ejemplo mostrado dos dientes -13- de seccion cuadrada (dientes sustancialmente escarificadores) estan montados en una placa base comun -14- que, a su vez, esta montada en el interior del tambor -1- mediante un perno -15- con una tuerca para ajustar la inclinacion, igual que las paletas -2-. La placa base -14- puede girar 180° para permutar las posiciones de los dos dientes -13-, permitiendo esto reducir su frecuencia de sustitucion. De hecho, dado que el diente de arriba es el que sufre el desgaste maximo por el impacto con los materiales residuales, una vez que se ha desgastado significativamente puede ser sustituido por el diente de abajo que esta mucho menos gastado, manteniendo de ese modo la efectividad de la accion de desterronamiento del par de dientes durante otro periodo de tiempo significativo antes de su sustitucion.
Se debe observar asimismo que el numero de dientes -13- en cada base -14-, asl como el numero total de dientes -13- montados en el tambor -1-, puede variar libremente en funcion del tipo de materiales a tratar.
5 Por lo tanto, resulta evidente que las realizaciones descritas y mostradas anteriormente de la lavadora segun la invencion son tan solo ejemplos susceptibles de diversas modificaciones. En particular, las diversas caracterlsticas innovadoras descritas anteriormente (anillo -10-, tobera -11-, inclinacion del tambor -1-, dientes -13-) se pueden combinar de diversas maneras para obtener otras realizaciones no mencionadas explicitamente en esta solicitud.

Claims (10)

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    REIVINDICACIONES
    1. Lavadora que comprende un tambor giratorio horizontal (1) en el que los materiales a tratar se introducen a traves de una tolva de alimentacion (12) junto con un flujo de agua admitido mediante toberas de tratamiento para formar una suspension de agua y materiales, estando dispuestas en el interior de dicho tambor (1) paletas inclinadas (2) que desplazan hacia delante los materiales pesados depositados en la parte inferior del tambor (1) hacia un extremo de salida donde un extractor (3) los transporta hacia medios concentricos de cribado, estando dispuesta inmediatamente antes de dicho extractor (3) una tobera (7) para la admision de agua para el lavado a contracorriente de los materiales tratados, caracterizada porque comprende ademas un anillo de tope (10) dispuesto transversalmente en el interior del tambor (1) de manera que deja solamente un paso periferico anular (P) que tiene una altura menor que el nivel (L) de la suspension de agua y materiales presente en la parte inferior del tambor (1).
  2. 2. Lavadora, segun la reivindicacion 1, caracterizada porque el anillo de tope (10) esta fijado directamente sobre algunas paletas inclinadas (2).
  3. 3. Lavadora, segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizada porque comprende ademas una segunda tobera (11) para la admision de agua para el lavado a contracorriente, dispuesta inmediatamente antes del anillo de tope (10).
  4. 4. Lavadora, segun la reivindicacion 3, caracterizada porque la segunda tobera (11) es alimentada mediante de un tubo que pasa a traves de la abertura central del anillo de tope (10) y es coaxial con el tubo que alimenta la primera tobera (7) para la admision de agua para el lavado a contracorriente.
  5. 5. Lavadora, segun la reivindicacion 3 o 4, caracterizada porque la segunda tobera (11) esta inclinada aproximadamente a 45° y disenada para emitir un chorro en forma de abanico.
  6. 6. Lavadora, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende ademas medios para inclinar ligeramente el eje del tambor giratorio (1) dentro de un intervalo angular pequeno (a) para conseguir asl una pendiente maxima del 2 al 3% en direccion a la salida, donde estan situados los medios concentricos de cribado.
  7. 7. Lavadora, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el tambor (1) esta dotado internamente de dientes de desterronamiento (13).
  8. 8. Lavadora, segun la reivindicacion 7, caracterizada porque los dientes de desterronamiento (13) estan montados en pares sobre una placa base comun (14) que, a su vez, esta montada en el interior del tambor (1) por medio de un perno (15) con una tuerca para el ajuste de su inclinacion.
  9. 9. Lavadora, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los medios concentricos de cribado consisten en tres cribas conicas (4, 5, 6) fabricados de laminas metalicas dotadas de orificios de tamano decreciente desde la criba mas interior (6) hacia la criba mas exterior (4).
  10. 10. Lavadora, segun la reivindicacion 9, caracterizada porque incluye ademas toberas (8, 9) para lavar la criba interna (6) y la criba externa (4).
ES13713510.9T 2012-02-16 2013-02-01 Máquina lavadora/barredora de tambor giratorio para el barrido de residuos de calles y de suelos contaminados Active ES2563857T3 (es)

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