Molino mecánico para el reciclado de deshechos de poliestireno y poliuretano expandido.

Molino mecánico para el reciclado de deshechos de poliestireno y poliuretano expandido,

consistente en una instalación montada sobre una estructura metálica de dos plantas, con una unidad de trituración gruesa en planta superior, constituida por una tolva con cilindros trituradores alimentada desde cinta transportadora, y una unidad de molienda fina y clasificación en planta intermedia, compuesta por un molino homogeneizador por diámetro de bola de material obtenido y compresor temporizador para facilitar la expulsión hacia un depósito de recogida a nivel de suelo, pudiendo incluir también esta segunda unidad, a la salida del molino homogeneizador, un cilindro de expansión y un molino helicoidal de pulverización. La máquina realiza la reducción del material entrante a tamaños de molido que oscilan desde bolas de 10 a 2 mm, hasta finos de diversas granulometrías, con el fin de su reutilización en la fabricación de nuevos productos, o como aditivos de materiales de construcción.

Molino mecánico para el reciclado de deshechos de poliestireno y poliuretano expandido.-

Se presenta de propia invención, un molino mecánico para el reciclado de deshechos de poliestireno y poliuretano expandido, y de otros materiales poliméricos similares, que realiza la reducción de los mismos a diversos tamaños de molido que oscilan desde polvo a bolas de 2 a 10 mm, con el fin de que puedan ser reutilizados en la fabricación de nuevos de estos productos, así como en la fabricación de diversos materiales de construcción que los incluyen con ese formado de grano o partícula en su composición, lo cual soluciona de forma ventajosa los problemas derivados del destino que se viene dando actualmente a tales residuos, que su enterramiento en zonas de suelo estériles o de baja calidad.

La máquina es una pequeña instalación industrial montada sobre una estructura de dos plantas, que consta de dos unidades de proceso: una primera unidad de trituración gruesa en el nivel superior, constituida por una tolva con cilindros trituradores alimentada por gravedad desde cinta transportadora, y una segunda unidad de molienda fina y clasificación en nivel intermedio, compuesta por un molino homogeneizador por diámetro de la bola de material obtenido y un compresor temporizador para facilitar la expulsión de las bolas con el tamaño seleccionado hacia un depósito de recogida de material situado a nivel de suelo, pudiendo incluir también esta segunda unidad de procesado de la máquina, a la salida del molino homogeneizador, un cilindro de expansión y un molino helicoidal para la obtención de finos de diversas granulometrías.

Los dispositivos mecánicos principales que componen esta instalación de molino, y que también son reivindicados de invención, son la tolva trituradora de troceado homogéneo del material entrante, el molino homogeneizador de producción de bolas, el cilindro de expansión y el molino helicoidal de producción de polvos.

CAMPO TECNICO.-

El campo técnico de la invención es el de los equipos e instalaciones de trituración y reducción a polvo de materiales, en combinación con el de recuperación de materias plásticas o de otros constituyentes de materiales de desecho que contienen materias plásticas.

ESTADO DE LA TÉCNICA.-

Los residuos y deshechos de poliestireno y poliuretano expandido constituyen un verdadero problema por su difícil eliminación. Estos productos en la actualidad son retirados como residuos industriales por empresas de gestión de residuos y tras someterlos a un proceso de prensado, son generalmente enterrados en el subsuelo de áreas sin aprovechamiento agrícola, lo que a medio o largo plazo siempre supone un negativo impacto medioambiental.

Además de las necesarias máquinas para el prensado de deshechos de poliestireno y poliuretano expandido para su eliminación por enterramiento, existen en el mercado algunas trituradoras de este tipo de residuos, que generalmente tiene la finalidad de obtener un producto uniformemente troceado para ser utilizado con diversos fines, por ejemplo, como material de relleno en empaquetado.

Sin embargo, no son conocidos en el mercado, por lo menos en el mercado nacional del solicitante, molinos y trituradores de poliestireno o poliuretano con una finalidad de reciclado similar al del molino de invención, es decir, que procesen los materiales de deshecho para obtener un producto que pueda ser reutilizado en la fabricación de nuevos artículos de estos productos, o como aditivos componente de materiales de construcción.

En el ámbito de la tecnología patentada se ha investigado la existencia de patentes publicadas a nivel mundial que tengan por objeto instalaciones y máquinas para el tratamiento de deshechos de dichos materiales poliméricos con los cuales se obtengan polvos o bolas de menos de 10 mm de diámetro, lo que les hace potencialmente utilizables de la forma indicada. Una búsqueda con este objetivo realizada en la base de datos internacional de patentes Worldwide, a través del sistema esp@cenet de la EPO, ha dado como resultado sólo ocho documentos de patentes relativos a tales equipos.

Entre ellos cabe destacar la patente europea con número de publicación en España ES2092356-T3, de una compañía alemana, por Procedimiento y dispositivo para el tratamiento de desechos de espuma de poliuretano, en el que produce una primera trituración gruesa hasta conseguir un tamaño máximo de partículas de 10 mm, las cuales se añaden de forma dosificada a un componente de reacción y se homogeneizan junto con el mismo, y esta mezcla se hace pasar bajo presión a través de una tobera para su trituración fina a polvos que son reutilizados como aditivos en la fabricación de poliuretano a base de

poliol y de isocianato. Nótese sin embargo, que esta invención no consiste en un molino o triturador mecánico para el reciclado de dichos residuos poliméricos, sino en una instalación industrial mucho más compleja en la que se realiza un proceso físico-químico con este fin, que incluye entre otros componentes equipos de molienda o trituración.

Otro documento interesante entre los encontrados es la patente europea del mismo titular número ES2100078-T3, por Procedimiento para pulverizar materiales de poliuretano, poliurea y/o poliuretano-poliurea en una instalación de cilindros. En este caso sí estamos ante un molino para la pulverización de deshechos de poliuretano y otros polímeros con fines de reciclaje, pero es un equipo y un proceso llevado a cabo en el mismo completamente diferente al de la presente invención, pues se trata de un molino de cilindros que produce materiales gruesos y finos, en el que los gruesos se recirculan para obtener polvo, pero no ofrece la alternativa de obtener el producto en forma de bolitas reutilizables.

La patente china con número de publicación CN100998962 tiene por objeto un pulverizador de poliuretano duro, en el que la unidad de pulverización consiste en un cubo de rueda de tipo cepillo vinculado a un controlador, y el modelo de utilidad chino CN202683303-U se refiere a un dispositivo de pulir poliestireno-polietileno-polibutileno-poliestireno, en el que estos materiales se muelen, aplastan y fluidizan bajo la acción de un rotor de cuchillas de alta velocidad, para después tamizar y separar las partículas según su distinta granolumetría mediante caída libre a través de redes de detección de jaulas de clasificación. No obstante, en ninguna de estas máquinas la opción de obtención de bolas está prevista.

Otras patentes son el modelo de utilidad chino CN2715842-U, para un pulverizador para la recuperación de poliestireno expandióle, provisto de una tolva de alimentación con un dispositivo de pulverización, que a su vez incluye un dispositivo de molienda, donde los residuos de poliestireno expansible pulverizados preliminarmente por el dispositivo de pulverización, son ajustados en tamaño de polvo en el dispositivo de molienda, y el modelo de utilidad CN201645687-U, que se aproxima a la idea de la preste invención, al describir un mecanismo de reciclado de espuma de plástico de poliestireno, en la que la espuma se pone en la tolva y se descarga en el dispositivo de quebrantamiento desde el agujero de descarga de la tolva para ser estrellado en gránulos, que se transportan y recogen en un dispositivo de descarga. Estos gránulos pueden reciclarse y se procesarse en el plástico de espuma de poliestireno original. Sin embargo, tanto el equipo y proceso son muy diferentes al aquí planteado.

La patente italiana ITMI931703-A1 describe un proceso de dos etapas para la reducción de espumas de poliuretano flexibles o semi-rígidas en polvos finos. En la primera etapa la espuma se alimenta en una máquina que comprende una cámara cilindrica que contiene cuchillas giratorias y contracuchillas fijas, y en el que todas las palas no exceda de aproximadamente el 10% del volumen de la cámara, y en la segunda, el polvo obtenido en la anterior se envía al equipo en el que dos ejes de co-rotativos de soporte de elementos de corte están presentes. El proceso es distinto al de la máquina comparada, y no se obtiene el producto en forma de bolas.

Por último, la patente norteamericana US7559492B2 da a conocer un método de fabricación de polvo fino de espuma de poliuretano procedente de residuos, según proceso de trituración gruesa primaria y secundaria, más una etapa de molienda fina y un proceso de clasificación, obteniendo polvo de poliuretano de residuos que tiene un diámetro de partícula grande, ampliable a una gama de poliuretano de residuos que pueden ser reciclados. Este método es un proceso físico-químico llevado a cabo en planta industrial, no unificado en una máquina o pequeña instalación portátil.

En definitiva, del...

1. Molino mecánico para el reciclado de deshechos de poliestireno y poliuretano expandido, consistente en una instalación montada sobre una estructura metálica con tolva de alimentación superior por gravedad desde cinta transportadora y depósito de recogida de producto en la parte inferior, que consta como componentes principales, de una unidad de trituración gruesa, para una primera rotura del material a tamaño de troceado homogéneo, y pospuesta a ella, una unidad de molienda fina y clasificación, para la reducción de los trozos de material a diversos tamaños de molido o pulverizado, caracterizado porque la estructura metálica (1) de disposición de los distintos elementos de las dos unidades componentes de la instalación, es una estructura de dos plantas atornilladas a cuatro perfiles de cimentación sobre el suelo, formada por un bastidor superior de acogida de la unidad de trituración gruesa, integrada en la propia tolva de alimentación (2) por medio de dos cilindros trituradores (3) transversales de eje único y engranaje movidos por motor eléctrico trifásico (4), y una planta intermedia de sustentación de la unidad de molienda fina y clasificación, constituida por un molino homogeneizador (5) por diámetro de la bola de material, de tambor de molido con cuchillas giratorias sobre eje único vertical a motor inferior, anillo perimetral desbastador-colador y rejillas intercambiables de diferentes diámetros de salida, para la reducción de los trozos de material a bolas de tamaño variable entre 2 a 10 mm, con cubeta de alimentación superior (6) desde el embudo de descarga de la tolva trituradora y boca de expulsión lateral (7), un compresor de aire temporizado (8) de dirección de soplado auto- variable para facilitar la expulsión de las bolas del molino con el tamaño preseleccionado, y un conducto de salida (9) intercambiable de bolas desde la boca de evacuación del molino homogeneizador hasta el depósito de recogida (10) en planta baja, a nivel del suelo.

2. Molino mecánico para el reciclado de deshechos de poliestireno y poliuretano expandido, según primera reivindicación, caracterizado porque en planta intermedia, entre la boca de evacuación del molino homogeneizador y el conducto hacia el depósito de recogida, se encuentra dispuesto un cilindro de expansión (11) de alimentación de un molino helicoidal (12), de eje horizontal helicoidal y filtro de rejilla de fundición de pequeños diámetros, accionado por motor eléctrico propio, que permite disminuir el tamaño del producto obtenido a texturas calificadas de polvo, de diversas granulometrías.

3. Molino mecánico para el reciclado de deshechos de poliestireno y poliuretano expandido, según dos primeras reivindicaciones, caracterizado porque los cilindros trituradores (3) integrados transversalmente en la tolva de alimentación consisten en dos rodillos con

cuchillas de disco (13) coplanarias entre sí, unidos por un engranaje de ruedas dentadas (14) en los extremos enfrentados al motor, desde donde se transmite el movimiento circular a través del eje pasante (15) por la rueda dentada del rodillo motriz, creándose un sistema de triturado en grueso a base de rodillos con cuchillas giratorias adyacentes.

4. Molino mecánico para el reciclado de deshechos de poliestireno y poliuretano expandido, según dos primeras reivindicaciones, caracterizado porque el molino homogeneizador (5) situado debajo del embudo de descarga de la tolva trituradora, comprende un tambor de molido (16) entre la cubeta de alimentación superior (6) y el motor eléctrico inferior (17), que consta de un conjunto de cuchillas microdentadas giratorias (18) sobre eje vertical al motor en el fondo del tambor, teniendo el propio eje tres discos dentados en su zona más alta, y complementadas con elementos de descomposición estática mediante línea de cuchillos de perfil serrado (19) situados en dos niveles de la pared del tambor interior desfasados a 45° y separadas de la pared por anillo desbastador-colador (20) dotado de rejillas intercambiables (21) de diferentes diámetros de salida y complementado, en zona inferior, previa a la boca de expulsión, de panel perforado (22) de criba y selección de tamaño de salida, que ocupa 1/3 del perímetro inferior de tambor, siendo sus rejillas perforadas intercambiables.

5. Molino mecánico para el reciclado de deshechos de poliestireno y poliuretano expandido, según segunda reivindicación, caracterizado porque cilindro de expansión (11), posicionado sobre cuatro patillas de sujeción (23) en planta intermedia, comprende una boca lateral (24) de entrada de bolas de material, una rejilla filtro superior (25) y una boca inferior (26) de alimentación del molino helicoidal.

6. Molino mecánico para el reciclado de deshechos de poliestireno y poliuretano expandido, según segunda reivindicación, caracterizado porque el molino helicoidal (12), posicionado debajo del cilindro de expansión en planta intermedia, entre las cuatro patillas de sujeción del cilindro, es un dispositivo en forma de cápsula con boca superior de alimentación (27) desde la boca inferior del cilindro, y boca de expulsión lateral (28) al conducto de salida hacia el depósito de recogida, integrado por motor eléctrico lateral (29), con eje helicoidal horizontal (30) al eje del motor (31), que atraviesa el conducto vertical (32) de circulación del material, disponiendo de filtros de rejilla de fundición de pequeños diámetros para obtener las diferentes texturas de polvo.