ITTA970001A1 - Attrezzatura galleggiante per raccogliere sostanze oleose surnatanti. - Google Patents

Description

II ritrovato si riferisce ad un’attrezzatura galleggiante per recuperare prodotti oleosi sumatanti, basata sul fenomeno dell’adesione superficiale.

La pulizia superficiale di acque marine o lacustri, inquinate da prodotti oleosi, minerali e non, ovvero il recupero, con mezzi fisici, di tali sostanze sumatanti dalle stesse acque o da quelle site all’ interno di pozzi, serbatoi, vasche, è effettuato con dispositivi basati sull’adesione superficiale o più semplicemente tramite asportazione diretta delle acque inquinate .

Per tale scopo sono state costruite diverse tipologie di attrezzature (a volte denominate skimmers), che schematicamente possono essere raggruppate nelle seguenti categorie:

a) - Sistema a dischi ,

b) - Sistema a rullo,

c) - Sistema a nastro,

d) - Sistema a fune,

e) - Sistema a campana.

Descrizione dei sistemi attualmente in uso

a) - Sistema a dischi :

L’attrezzatura è costituita da un insieme di dischi in acciaio, distanziati di c.a. 150/200mm, del diametro di circa 500mm e dello spessore di circa 3mm e montati su di un albero rotante.

Il tutto è sostenuto da una struttura· portante in acciaio, fissa o collegata a galleggianti che ne assicurano anche la stabilità orizzontale.

I dischi parzialmente immersi nell’acqua ruotano ad una velocità di 10/20 giri al minuto.

Π liquido sumatante aderisce alla superficie dei dischi rotanti, viene quindi asportato tramite raschiatoli e convogliato in un serbatoio; tale attrezzatura, ha una buona efficienza,

tuttavia dato il suo notevole ingombro e peso, è difficilmente trasportabile, richiede normalmente l’utilizzo di mezzi di sollevamento per la posa in opera e manutenzione; inoltre necessita per l’utilizzo di una buona profondità d’acqua,

b) - sistema a rulli :

Lo skimmer a rulli è un impianto galleggiante autonomo, di ingombro e peso contenuto facilmente trasportabile e pertanto utilizzabile sia in vasca che in mare aperto.

Esso con il marchio “ELASTEC” e la denominazione commerciale “DRUM SKIMMER” è costruita negli U.S.A..

E’ costituito da rulli in plastica allineati montati su di una struttura metallica.

L’olio aderisce alle superfici dei rulli in rotazione, viene quindi asportato tramite raschiatoli e convogliato in un contenitore galleggiante ed a cielo aperto, adiacente e parallelo ai rulli, avente lunghezza superiore a quella complessiva dei rulli e da qui aspirato nei serbatoi di stoccaggio.

Un primo difetto di questo impianto è costituito dalla geometria del sistema che favorisce l’accumularsi di materiale solido o morchie galleggianti in adiacenza ai rulli raccoglitori diminuendone fortemente l’efficienza.

Il dispositivo inoltre, basandosi sull'azione dei raschiatoli, asporta unitamente al prodotto anche acqua in quantità fortemente variabile a seconda delle condizioni di esercizio .

Un altro difetto consiste nel fatto che sia il serbatoio di raccolta che i condotti di adduzione sono aperti in alto per cui facilmente, per moto ondoso o pioggia, imbarcano acqua; ciò oltre a diminuire l’efficienza dell’impianto può provocare instabilità orizzontale ed in qualche raro caso anche l’affondamento del serbatoio.

c) - sistema a nastro :

E’ un sistema di scarsa efficienza, fisso e quindi non utilizzabile in mare aperto, od anche in vasche con livelli d’acqua variabili.

Esso è costituito da un nastro metallico piano chiuso e teso fra due rulli rotanti, di cui il primo folle immerso in acqua ed il secondo motore posto all este o.

H nastro avente larghezza di c.a. 300mm e spessore di c.a. 0.5mm per adesione superficiale raccoglie le sostanze oleose, che vengono quindi asportate mediante raschiatoti posti in corrispondenza del rullo motore, e quindi inviate ad un serbatoio di raccolta.

d) - sistema a fune :

simile concettualmente al precedente e con inconvenienti simili; al posto del nastro si utilizza una fune, che viene “strizzata” in adiacenza al rullo superiore motore .

e) - sistema a campana :

È’ costituito da una “campana”, posta ad asse verticale e regolabile in altezza, i cui bordi vengono immersi leggermente sotto il pelo libero del liquido per una profondità che è funzione dello spessore del fluido sumatante da asportare.

La campana collegata a una tubazione di aspirazione è sostenuta tramite un telaio da galleggianti che ne assicurano la stabilità orizzontale.

L’efficienza di questo sistema è buona solo in presenza di sostanze oleose aventi spessore consistente e costante; tuttavia dato il notevole peso ed ingombro è difficilmente trasportabile, richiede mezzi di sollevamento per la posa in opera ed inoltre non è utilizzabile con mare mosso.

Per il sistema descritto esistono anche altre modalità costruttive, tendenti a ridurre gli inconvenienti citati, ma presentano la necessità di assistenza pressoché continua.

Scopo principale del presente ritrovato è quello di fornire un’attrezzatura galleggiante per il recupero di prodotti sumatanti impiegabile in condizioni estremamente variabili con efficacia ed efficienza stabili e nettamente superiori a quelle di impianti preesistenti.

Uno altro scopo essenziale è quello di operare “in loco” ossia all inte o dell’attrezzatura, e pressoché totalmente, la separazione fra acqua e sostanze oleose sumatanti in modo da recuperare solo quest’ultima ed evitare quindi la necessità di successivi trattamenti .

Un altro scopo è quello di fornire una attrezzatura dimensionabile, senza perdita dei vantaggi di cui al punto precedente, in funzione delle esigenze quantitative del fluido da recuperare o delle limitazioni geometriche imposte dalle specifiche applicazioni.

Un altro scopo importante è quello di fornire un’attrezzatura galleggiante inaffondabile e che possa lavorare anche in specchi d’acqua mossi ( mare, superici lacustri o altro ) .

Un altro scopo importante è quello di fornire un’attrezzatura che possa operare con continuità, durevolmente anche in ambienti marini o comunque chimicamente aggressivi.

Un altro scopo importante è quello di fornire un’attrezzatura che possa operare con continuità, senza personale di sorveglianza, in processi stabili, e con ridotte esigenze di personale di esercizio negli altri casi.

Un altro scopo importante è quello di fornire un’attrezzatura che possa operare con continuità con modeste e saltuarie operazioni di manutenzione.

Il ritrovato è descritto in dettaglio nel seguito con riferimento alle figure delle tavole di disegni allegate che forniscono rispettivamente :

fig. 1, Vista dall’alto della attrezzatura;

fig.2, la sua vista da A con il posizionamento della bocca di aspirazione ;

fig. 3 , la sua sezione BB ortogonale alla vista A con i rulli e il particolare dei raschiatoli centrali, ed il pressaraschiatore ;

fig.4 , la sezione CC ortogonale alla sez. BB , nella quale è’ visualizzata la bocca di aspirazione ed il filtro in aspirazione;

fig.5 , un particolare del montaggio dei rulli ,

fig.6 , visualizzazione delle correnti superficiali nella attrezzatura sopra descritta ;

fig.7 , una variante della attrezzatura, con quattro rulli ed un serbatoio di contenimento del fluido su atante da asportare ; in questo caso il serbatoio è forato inferiormente od addirittura privo di fondo ; è visualizzato l’andamento delle correnti superficiali ;

fig.8 , una variante della attrezzatura, con quattro rulli ed un serbatoio di contenimento del fluido sumatante da asportare dotato di fondo contenente all' interno un condotto tubolare, per l'evacuazione dell'acqua, avente un estremo posizionato in prossimità del fondo, mentre l'altro si apre verso l'esterno del serbatoio ad una conveniente altezza dal fondo ;

fig.9, una variante con un solo rullo ;

fig. 10, la sezione DD ove è visibile il serbatoio privo di fondo ;

L'attrezzatura illustrata nella fig. 1 consiste in una struttura a pianta rettangolare formata da n.

2 rulli ( pos. 1 ) cilindrici paralleli e da un telaio ( pos. 2 ) che collega i 2 rulli ; il complesso dei 2 rulli e del telaio delimita all'interno un vano ( pos. 3 - della fig 3 ) aperto al di sopra ed al di sotto, ma chiuso lateralmente .

I rulli ruotano a mano opposta e ciascuno nel verso tale da trascinare il prodotto galleggiante dall'esterno verso il basso e quindi all' interno del vano descritto .

Parte del prodotto viene trascinato all'interno del vano dall'azione meccanica dei rulli rotanti , mentre una buona parte aderisce ai rulli stessi ; questa parte, una volta convogliata airintemo, viene asportata tramite l'azione di un unico raschiatore centrale ( pos. 4 fig. 1 e 3 ) per entrambi i rulli, avente la linea di contatto con ciascun rullo posta su una generatrice di esso in corrispondenza del vano interno e sufficientemente al di sopra della linea di galleggiamento . Altri 2 raschiatoli ( pos. 5 fig. 1 ) per ciascun rullo posti sulle basi degli stessi in corrispondenza del vano interno, ugualmente con linea di contatto al di sopra della linea di galleggiamento, completano l'azione di asportazione del prodotto.

In questo modo il prodotto viene convogliato airinterao del vano assumendo altresì per effetto del differente peso specifico una altezza del "pelo libero" superiore a quello dell'acqua circostante .

Il fluido convogliato, che si dispone al di sopra , ma anche al di sotto del pelo libero dell’acqua, viene aspirato tramite una pompa, da una ( pos.1.1 fig. 2 ) o più bocchette di aspirazione . Il fluido asportato dalle bocchette viene preventivamente filtrato tramite un filtro di forma cilindrica ( fig. 4 ); in altre esecuzioni il filtro è costituito da setti piani forati .

L’altezza raggiunta dal fluido all’intemo del vano è funzione sia del peso specifico, che dell'equilibrio idrodinamico che viene raggiunto per effetto della velocità dei rulli, della viscosità del prodotto, della quantità di prodotto galleggiante presente in "zona", della quantità che viene asportata dalla pompa.

Unitamente al fluido galleggiante viene però immessa all'interno del vano, sia per effetto dell'azione meccanica di convogliamelo che per effetto dell'adesione alla superficie dei rulli, una quantità, fortemente variabile, d'acqua .

Tuttavia poiché il vano all'interno della struttura è privo di fondo si realizza una pressoché totale ed immediata separazione dell'acqua dal prodotto .

Sia i rulli che il telaio sono in plastica ovvero in materiali termoplastici scelti fra quelli che causano la maggiore adesione superficiale delle sostanze oleose, quali ad esempio le poliolefìne e il PVC.

In una esecuzione, l’attrezzatura occupa in pianta una lunghezza massima misurata sul piano orizzontale passante per gli assi dei rulli e parallelamente agli stessi assi di c.a. 1200 mm, ed una larghezza misurata sullo stesso piano ed ortogonale agli stessi assi di c.a. 1200 mm.

I nilli, nella stessa esecuzione, hanno diametro φ 450 ; si è sperimentato per tale esecuzione una capacità di recupero sino a 20 mc/h di olio .

I rulli vengono fatti ruotare, ad una velocità variabile da 4 a 20 giri/minuto ; la velocità è funzione della viscosità del prodotto da recuperare ( a maggiore viscosità corrisponde una minore velocità e viceversa ) e.della quantità ( spessore ) di fluido presente in adiacenza alla attrezzatura ( a maggiore spessore corrisponde maggiore velocità ).

II moto dei rulli è generato da motori ( pos. 6 fig. 1 e 2 ) ad aria compressa od in alternativa elettrici od idraulici muniti di riduttori di velocità ;

I rulli hanno un albero cavo ( pos. 7 fig. 5 ) sul loro asse ; all’interno dell’albero cavo è posto un albero di acciaio inox ( pos. 8 fig. 5 ) collegato all’albero cavo tramite una spina ( pos. 9 fig. 5 ) ; l’albero è collegato al motoriduttore tramite linguetta ( pos. 10 fig. 5 ).

In questo modo è possibile con una semplice operazione consistente nello svitamento della vite ( pos. 11 fig. 5 ) provvedere allo smontaggio dei rulli per manutenzione o per esigenze di trasporto .

La pompa è esterna al complesso galleggiante ed è collegata a questo tramite una tubazione di aspirazione . In altre esecuzioni la pompa per l’aspirazione e la mandata delle sostanze galleggianti che si raccolgono all’interno del vano è posta sulla stessa apparecchiatura e collegata al telaio .

I raschiatoli costituiti da lastra di materiale plastico hanno la possibilità di sposare perfettamente il profilo dei rulli tramite pressaraschiatori ( pos. 12 fig. 1 e 2 ) e molle ( pos. 13 fig. 1 e 2 ) .

In fig. 6 è visualizzato il flusso che si forma all’intorno dell’attrezzatura .

Nei casi in cui la superfìcie dell’acqua, oltre a contenere il prodotto fluido galleggiante ed inquinante di diversa viscosità e spessore, contiene altresì sostanze solide galleggianti queste potrebbero venire trascinate all intemo del vano descritto ed, accumulandosi, causare problemi sia all’azione dei rulli che intasamenti della bocca di aspirazione . .

In tal caso è usata l’attrezzatura raffigurata in fig. 7 ; quest’ultima è caratterizzata da un serbatoio di raccolta del prodotto posto al centro fra i rulli e privo di fondo ( per consentire l’evacuazione dell’acqua ) ; in questo caso il fluido raccolto è solo quello asportato dai raschiatori e convogliato per gravità nel serbatoio attraverso la stessa struttura portante dell’attrezzatura che costituisce condotto di adduzione dai raschiatori al serbatoio .

Si rinuncia alla quantità di fluido galleggiante trascinato dall’azione meccanica di trascinamento, ma in compenso data la particolare forma e disposizione del serbatoio centrale i prodotti solidi galleggianti, se trascinati, fuoriescono lateralmente senza interferire con l’azione dei rulli .

Nella stessa fig.7 è indicato il flusso che si realizza .

Nella fig. 8 è raffigurata una variante della precedente con il serbatoio dotato di fondo ; in questo caso un condotto "pesca " sul fondo l'acqua e la convoglia all'esterno tramite un'apertura posta ad una conveniente altezza dal fondo del serbatoio .

Nella fig. 9 e 10 è raffigurata la vista dall’alto e la sezione di una variante ad un solo rullo .

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1) “Attrezzatura amovibile e galleggiante atta al recupero di sostanze fluidi, di diversa viscosità, sumatanti”, ciascuna comprendente uno o più rulli galleggianti di plastica, un gruppo comando di rotazione dei rulli costituito da un motore ad aria compressa ovvero idraulico ovvero elettrico con ovvero senza motoriduttore intermedio, una pompa installata a bordo, oppure esterna collegata con tubo di aspirazione, e comandata dal proprio motore ovvero dallo stesso motore di comando dei rulli recuperatoli, nonché raschiatori paralleli alle generatrici dei rulli e laterali posti sulle basi dei rulli atti ad asportare i fluidi che aderiscono alle superfici rotanti, caratterizzata dal fatto che i fluidi vengono convogliati in un vano chiuso galleggiante, aperto sul fondo, dove, in virtù del diverso peso specifico, avviene la separazione fra acqua e fluido sumatante e la contestuale eliminazione dell’acqua comunque addotta nel vano .
2. 2) Attrezzatura di cui alla rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che il vano delimitato galleggiante, dove avviene la raccolta del fluido recuperato e la separazione fra acqua e prodotto sumatante, è costituito da un serbatoio privo di fondo ovvero forato inferiormente e, tramite un breve condotto, comunicante con l’acqua al di sotto dello strato del fluido galleggiante .
3. 3) Attrezzatura di cui alla rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che il vano delimitato galleggiante, dove avviene la raccolta del fluido recuperato e la separazione fra acqua e prodotto sumatante, è costituito da un serbatoio al cui interno è posizionato un condotto per l'evacuazione dell'acqua che ha un estremo in prossimità del fondo e l'altro posizionato ad una conveniente altezza dal fondo ed aperto verso l'esterno .
4. 4) Attrezzatura di cui alla rivendicazione 1 , caratterizzata dal fatto che il vano delimitato dove nella parte superiore si raccoglie il prodotto galleggiante e nella inferiore aperta verso la massa d’acqua confluisce e quindi defluisce l’acqua comunque raccolta, è semplicemente costituito e delimitato dalla struttura portante di uno o più rulli cilindrici ad assi paralleli e dagli stessi rulli ovvero da quattro o più rulli formanti un poligono chiuso .
5. 5) Attrezzatura di cui a rivendicazione 1 e 2 caratterizzata dal fatto che la sua intelaiatura è completamente di plastica, ed inoltre i suoi elementi hanno anche la funzione di condotti di adduzione del fluido dai raschiatori sino al serbatoio.
6. 6) Attrezzatura di. cui alla rivendicazione 1 e 3 caratterizzata dall’avere, sulla verticale, al di sotto del vano delimitato di raccolta del prodottò galleggiante un ulteriore vano geometricamente simile e corrispondente al primo e separato da questo da uno spazio libero atto a consentire l’entrata ed il convogliamento nel secondo vano di quella ulteriore parte di prodotto galleggiante che pur non aderendo alla superfìcie dei rulli viene comunque trascinata dallo stesso prodotto aderente.
7. 7) Attrezzatura di cui alla rivendicazione 1 e 3 caratterizzata dal fatto che i rulli sono montabili e smontabili con immediatezza ed impilabili, in modo da consentire lo stoccaggio ed il trasporto dell’attrezzatura in spazi contenuti.
8. 8) Attrezzatura di cui alle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che essa è inaffondabile .
9. 9) Attrezzatura di cui alle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che i rulli ricuperatori possono essere azionati singolarmente o a gruppi ovvero avere velocità variabile.
10. 10) Attrezzatura di cui alle rivendicazioni 3 caratterizzata dal fatto che il raschiatore centrale posto sulla generatrice dei rulli è unico per i due rulli .
11. 11 ) Attrezzatura di cui alle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che la bocca di aspirazione è dotata di filtro .