CAUCE DE AGUA

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se relaciona con el campo de la ingeniería hidráulica, específicamente con la limpieza o mantenimiento de la superficie de aguas abiertas, y en particular proporciona un aparato para la recolección de residuos sólidos desde un cauce de agua.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presencia y acumulación de residuos sólidos en cauces de agua produce efectos no deseados, tanto desde el punto de vista técnico, por ejemplo cuando dichos cauces de agua se utilizan como fuente de energía, así como para el medioambiente, pues dichos residuos pueden afectar las condiciones de vida de diversas especies.

En el estado de la técnica se han descrito soluciones que permiten separar residuos sólidos desde cauces de agua o desde aguas abiertas. Por ejemplo, el documento CN 203066046 describe un bote recolector de residuos desde un cauce de agua. Dicho bote incluye un transportador de tornillo que recoge agua con residuos y los transporta hasta el interior de dicho bote, el cual actúa como depósito de estos residuos.

Por otra parte, el documento CN 104264645 describe un aparato para recolectar residuos sólidos desde cauces de agua que acumula dichos residuos sólidos mediante una grilla dispuesta de manera horizontal y utiliza correas transportadoras para su extracción.

Sin embargo, los aparatos descritos en el estado de la técnica no permiten que se retiren los residuos sin afectar las características del cauce. En específico, los aparatos descritos en el estado de la técnica, junto con el retiro de los residuos sólidos, realizan además un retiro de parte del agua de dicho cauce, lo cual genera ineficiencias en el proceso. En consecuencia, se requiere del retiro de dichos residuos desde los cauces de agua, sin afectar las otras características de dichos cauces.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La presente invención proporciona un aparato para la recolección de residuos sólidos desde un cauce de agua que se caracteriza porque comprende: un transportador de tornillo que presenta un extremo de carga y un extremo de descarga y que posee un tornillo sinfín, dicho transportador de tornillo que se dispone de manera sustancialmente transversal a dicho cauce de agua, en donde dicho tornillo sinfín de dicho transportador de tornillo presenta una primera pluralidad de perforaciones pasantes, que se distribuyen a lo largo de dicho transportador de tornillo; medios de rotación de dicho tornillo sinfín, conectados operativamente a dicho tornillo sinfín; y un depósito posicionado en el extremo de descarga de dicho transportador de tornillo, dicho depósito que presenta una segunda pluralidad de perforaciones pasantes en su superficie.

En una realización del concepto inventivo, el aparato se caracteriza porque dicho transportador de tornillo se dispone de manera esencialmente horizontal.

En otra realización preferida del concepto inventivo, el aparato se caracteriza porque dicho transportador de tornillo posee un eje que conecta operativamente dicho tornillo sinfín con dichos medios de rotación.

En otra realización preferida del concepto inventivo, el aparato se caracteriza porque dichos medios de rotación comprenden un motor eléctrico acoplado a un reductor de giro.

En otra realización preferida del concepto inventivo, el aparato se caracteriza porque dichos medios de rotación comprenden una turbina hidráulica conectada a un reductor de giro y a un inversor de giro. En una realización más preferida, el aparato se caracteriza porque dicha turbina hidráulica, dicho reductor de giro y dicho inversor de giro se posicionan en el extremo de carga de dicho transportador de tornillo. En otra realización más preferida, el aparato se caracteriza porque dichos medios de rotación comprenden, adicionalmente, una grilla que se posiciona aguas arriba, en la dirección de dicho cauce de agua, de dicha turbina hidráulica. En una realización preferida adicional, el aparato se caracteriza porque dicha primera pluralidad de perforaciones pasantes forman una retícula a lo largo de dicho tornillo sinfín.

En otra realización preferida, el aparato se caracteriza porque dicha segunda pluralidad de perforaciones pasantes forman una retícula en la superficie de dicho depósito.

En una realización preferida adicional, el aparato se caracteriza porque comprende, adicionalmente, una estructura de soporte para dicho transportador de tornillo, dichos medios de rotación y dicho depósito; dicha estructura de soporte que presenta dos anclajes separados y enfrentados entre sí y dos vigas separadas entre sí que unen dichos anclajes.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La Figura 1 muestra una vista en perspectiva isométrica de una primera realización del aparato que es objeto de la presente invención.

La Figura 2 muestra una vista superior de una primera realización del aparato que es objeto de la presente invención.

La Figura 3 muestra una vista en persepectiva isométrica de una primera realización del tornillo tranportador que forma parte del aparato que es objeto de la presente invención

La Figura 4 muestra una vista en perspectiva isométrica de una primera realización de la estructura de soporte que forma parte del aparato que es objeto de la presente invención

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

En lo sucesivo, se describirá de manera detallada la invención, haciendo referencia para esto a las figuras que acompañan la presente solicitud. Sin embargo, debe entenderse que dichas figuras son representativas e ilustran el aparato (1 ) que es objeto de la presente invención, pero no deben considerarse para limitar el alcance de la misma.

Como se observa en las Figuras 1 y 2, la presente invención proporciona un aparato (1 ) para la recolección de residuos sólidos desde un cauce de agua que comprende, un transportador de tornillo (2) que presenta un extremo de carga (21 ) y un extremo de descarga (22) y que posee un tornillo sinfín (3), dicho transportador de tornillo que se dispone de manera sustancialmente transversal a dicho cauce de agua, en donde dicho tornillo sinfín (3) de dicho transportador de tornillo (2) presenta una primera pluralidad de perforaciones pasantes (31 ) que se distribuyen a lo largo de dicho transportador de tornillo (2); medios de rotación (4) de dicho tornillo sinfín (3), conectados operativamente a dicho tornillo sinfín (3); y un depósito (5) posicionado en dicho extremo de descarga (22) de dicho transportador de tornillo (2), dicho depósito (5) que presenta una segunda pluralidad de perforaciones (51 ) pasantes en su superficie.

En el contexto de la presente invención, debe entenderse que dicho cauce de agua posee una dirección de circulación del agua. En consecuencia, debe entenderse que cuando se hace referencia a que el transportador de tornillo (2) se dispone de manera sustancialmente transversal a dicho cauce de agua, debe entenderse que dicho transportador de tornillo (2) se dispone en un plano imaginario que puede formar un ángulo de entre 30 grados y 90 grados con dicha dirección de circulación del agua. Adicionalmente, cuando se menciona la frase“aguas arriba” o“aguas abajo”, deben entenderse en referencia al sentido de circulación del agua en el cauce.

En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicho transportador de tornillo (2) se dispone de manera esencialmente horizontal. Debe entenderse como esencialmente horizontal aquella posición que forma un ángulo de entre 0 y 10 grados con el plano horizontal. Sin embargo, en otras realizaciones de la presente invención sin que esto limite el alcance de la misma, dicho transportador de tornillo (2) puede formar un ángulo mayor con respecto al plano horizontal, por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, cuando parte de dicho transportador de tornillo (2) se encuentra sumergido en dicho cauce de agua, y parte de dicho transportador de tornillo (2) sobresale desde dicho cauce de agua, lo cual puede ser particularmente ventajoso en cauces de agua de alto caudal o alta pendiente.

Una realización de dicho transportador de tornillo (2) se observa en la Figura 3 y presenta un extremo de carga (21) y un extremo de descarga (22). Debe entenderse, en el contexto de la presente invención, que dicho extremo de carga (21 ) es aquel donde, regularmente, se recogen los residuos sólidos, mientras que dicho extremo de descarga (22) es aquel donde, generalmente, dichos residuos sólidos abandonan dicho transportador de tornillo (2). Sin embargo, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el aparato (1 ) que es objeto de la presente invención posee la ventaja de que dichos residuos sólidos pueden ser recogidos por dicho transportador de tornillo (2) a lo largo de toda la longitud del mismo, por ejemplo en una porción intermedia del mismo. En consecuencia, las referencias a un extremo de carga (21) y un extremo de descarga (22) se presentan de manera ilustrativa para indicar un sentido de tránsito de los materiales transportados por dicho transportador de tornillo (2) y para indicar de mejor manera la interacción de los otros elementos, tanto esenciales como opcionales, del aparato (1) que es objeto de la presente invención con dicho transportador de tornillo (2).

Dicho transportador de tornillo (2), adicionalmente, posee un tornillo sinfín (3). Dicho tornillo sinfín (3) es el que transporta los residuos sólidos desde el extremo de carga (21 ) de dicho transportador de tornillo (2), o desde una porción intermedia de dicho transportador de tornillo (2) como fue previamente explicado, al extremo de descarga (22) del mismo. La longitud, diámetro interior o exterior, o paso de dicho tornillo sinfín (3) no limitan el alcance de la presente invención y dependerán de la aplicación específica del aparato (1 ) que es objeto de la presente invención.

Dicho tornillo sinfín (3), adicionalmente y sin que esto limite el alcance de la presente invención, puede estar constituido como una única aspa helicoidal alargada o por una pluralidad de aspas que formen dicho tornillo sinfín (3), como será evidente para una persona con conocimientos medios en el campo técnico. La naturaleza específica, con respecto a sus piezas, de dicho tornillo sinfín (3) no debe limitar el alcance de la protección y dependerá de la aplicación que se le de al aparato (1 ) que es objeto de la presente invención.

Adicionalmente, dicho tornillo sinfín (3) puede o no poseer un eje (6) a lo largo del mismo, sin que esto limite el alcance de la presente invención. En caso de poser dicho eje (6), el mismo puede servir para conectar operativamente dicho tornillo sinfín (3) con dichos medios de rotación (4) sin que esto limite el alcance de la presente invención. Dicho eje (6), como es conocido por una persona con conocimientos medios en el campo técnico, puede otorgarle mayor estabilidad al tornillo sinfín (3) del transportador de tornillo (2) que forma parte del aparato (1 ) que es objeto de la presente invención. Sin embargo, y sin que esto limite el alcance de la protección, dicho eje (6) puede estar ausente cuando la aplicación del aparato no genere una carga importante sobre dicho tornillo sinfín (3).

El tornillo sinfín (3) presenta, adicionalmente, una primera pluralidad de perforaciones pasantes (31 ) que se distribuyen a lo largo de dicho transportador de tornillo (2). Dicha primera pluralidad de perforaciones pasantes (31) cumplen la función de filtrar los residuos sólidos, de manera que dichos residuos sólidos son recogidos por dicho tornillo sinfín (3), mientras que el agua continua su camino aguas abajo, sin quedar almacenada en dicho tornillo sinfín (3). En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicha primera pluralidad de perforaciones pasantes (31 ) forman una retícula a lo largo de dicho tornillo sinfín (3), como se ilustra en la Figura 3. Dicha retícula permite minimizar la resistencia al avance del agua, a la vez que se recogen de mejor manera los residuos sólidos, lo cual aumenta la eficiencia en la recolección de dichos residuos sólidos. En el caso en que dicha primera pluralidad de perforaciones pasantes (31 ) formen una retícula, el tamaño del tamiz equivalente no limita el alcance de la presente invención, pudiendo utilizarse cualquier tamaño de tamiz. Por otra parte, cuando dicha primera pluralidad de perforaciones pasantes (31) no forman una retícula, la forma y tamaño de cada perforación que forma parte de dicha pluralidad de perforaciones pasantes (31 ) no limita el alcance de la presente invención, pudiendo utilizarse cualquier forma o tamaño de las mismas.

En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicho tornillo sinfín (3) puede incluir una pared interior (32) y una pared exterior (33), como se muestra en la Figura 3, que cumplen la función de evitar el escape de los residuos sólidos que se quieren recolectar, así como proporcionar de mayor estabilidad mecánica a dicho tornillo sinfín. La forma y dimensiones específicas de dichas paredes interior (32) y exterior (33) no limitan el alcance de la presente invención. Adicionalmente, es posible que solo una de dichas paredes interior (32) y exterior (33) se encuentren presentes en el aparato (1 ) sin que esto limite el alcance de la presente invención.

El aparato (1 ) que es objeto de la presente invención comprende, además, medios de rotación (4) de dicho tornillo sinfín (3), conectados operativamente a dicho tornillo sinfín (3). Dichos medios de rotación (4) cumplen la función de proporicionar el giro al tornillo sinfín (3) del transportador de tornillo (2), a fin de transportar los residuos sólidos desde el extremo de carga (21 ) de dicho transportador de tornillo (2) hasta el extremo de descarga (22) de dicho transportador de tornillo (2).

La naturaleza de dichos medios de rotación (4) no limitan el alcance de la presente invención, y pueden ser automáticos o manuales. En el caso de utilizarse medios de rotación (4) automáticos, los mismos pueden ser de alimentación eléctrica, hidráulica, solar o de alguna otra naturaleza sin que esto limite el alcance de la presente invención. En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, dichos medios de rotación (4) comprenden un motor eléctico acoplado a un reductor de giro. Dicho motor eléctrico puede funcionar mediante corriente alterna o continua sin que esto limite el alcance de la presente invención. La fuente de la cual se obtenga la energía eléctrica que alimenta dicho motor, por su parte, no limita el alcance de la presente invención y dependerá de la aplicación específica del aparato (1), pudiendo utilizarse, sin que esto limite el alcance de la presente invención, baterías eléctricas, conexiones cableadas de voltaje continuo o alterno, turbinas hidráulicas o de viento conectadas a un generador eléctrico, entre otras.

Por otra parte, con respecto a dicho reductor de giro, la relación de giro entre el motor eléctrico y el tornillo sinfín (3) no limita el alcance de la presente invención. Dicho reductor de giro puede construirse, por ejemplo, mediante correas y poleas o mediante engranajes, así como mediante una combinación de los mismos. Todas las configuraciones de reductores de giro que se conocen en el estado de la técnica son adecuadas para llevar a cabo la presente invención. En una realización más preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicho reductor de giro se obtiene mediante una combinación de engranajes en la forma de un engranaje planetario. El uso de un reductor de giro posee la ventaja de que evita que el cauce de agua fuerce al motor a girar en la dirección contraria a aquella para la cual se encuentra configurado.

En otra realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, dichos medios de rotación (4) comprenden una turbina hidráulica (41) conectada a un reductor de giro (42) y a un inversor de giro (43). La naturaleza específica de dicha turbina hidráulica (41 ) no limita el alcance de la presente invención, pudiendo utilizarse, en función de la aplicación específica del aparato (1 ) objeto de protección, turbinas de tipo Kaplán, de hélice, de Pelton, de Francis, de flujo cruzado, así como otras turbinas hidráulicas conocidas en el estado de la técnica.

Por otra parte, con respecto al reductor de giro (42), aplica la misma amplitud con respecto al mismo que en el caso en que se utiliza un motor eléctrico. Con respecto, al inversor de giro (43), el mismo puede obtenerse mediante engranajes o poleas, así como combinación de los mismos sin que esto limite el alcance de la presente invención. Dicho inversor de giro (43) puede combinarse o no con dicho reductor de giro (42), formando una única unidad, sin que esto limite el alcance de la presente invención. En una realización más preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicho inversor de giro puede implementarse en la forma de un engranaje planetario.

El conjunto de dicha turbina hidráulica (41 ), dicho reductor de giro (42) y dicho inversor de giro (43) tiene como ventaja que el aparato (1 ) que es objeto de la presente invención puede propulsarse con la energía del mismo caudal del cual se quieren recolectar los residuos sólidos, eliminando la dependencia de fuentes de energía externos y permitiendo una operación continua o ininterrumpida de dico aparato (1 ).

En una realización más preferida de la presente invención, sin que esto limite el alcance de la misma, dicha turbina hidráulica (41 ), dicho reductor de giro (42) y dicho inversor de giro (43) se posicionan en el extremo de carga (21) de dicho transportador de tornillo (2). De esta manera, se reduce el espacio utilizado por el aparato (1 ) que es objeto de la presente invención. A fin de obtener una configuración más compacta, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, dicho conjunto formado por la turbina hidráulica (41 ), el reductor de giro (42) y el inversor de giro (43) pueden disponerse de manera esencialmente concéntrica con el eje (6) de dicho transportador de tornillo (2), en caso en que dicho eje (6) se encuentre presente, tal y como se observa en la Figura 3.

En otra realización más preferida de la presente invención, cuando dichos medios de rotación (4) comprenden una turbina hidráulica (41), es posible incluir, sin que esto limite el alcance de la presente invención, una grilla (no mostrada) que se posiciona aguas arriba, en la dirección de dicho cauce de agua, de dicha turbina hidráulica (41 ). De esta manera, se evita que los residuos sólidos, que se quiere recolectar, puedan dañar dicha turbina hidráulica (41 ), extendiendo de esta manera el tiempo de vida del aparato (1) que es objeto de la presente invención. Las dimensiones particulares de dicha grilla no limitan el alcance de la presente invención.

El aparato (1 ) que es objeto de la presente invención comprende, además, un depósito (5) posicionado en el extremo de descarga (22) de dicho transportador de tornillo (2). De esta manera, se consigue que los residuos sólidos que son recolectados a lo largo de dicho transportador de tornillo (2) sean depositados en dicho depósito (5). A fin de evitar la acumulación de agua en dicho depósito (5), el mismo presenta una segunda pluralidad de perforaciones (51 ) pasantes en su superficie. Dicha pluralidad de perforaciones pasantes (51 ) puede encontrarse uniformemente distribuida en la superficie de dicho depósito (5), o bien pueden encontrarse concentradas en una o más porciones particulares de dicho depósito (5), por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, en su porción inferior cuando el aparato (1 ) que es objeto de la presente invención se encuentra en uso. Dicho depósito (5) puede estar fijo al transportador de tornillo (2) o ser removible desde el mismo sin que esto limite el alcance de la presente invención. Por otra parte, dicha segunda pluralidad de perforaciones pasantes (51) pueden formar una retícula en la superficie de dicho depósito (5) sin que esto limite el alcance de la presente invención. Cuando dicha segunda pluralidad de perforaciones pasantes (51 ) se encuentra concentrada en una o más porciones de dicho depósito, la misma puede formar una retícula en dichas una o más porciones. El tamaño de tamiz de dicha retícula no limita el alcance de la presente invención y dependerá de la aplicación específica del aparato (1 ). En una realización preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el aparato (1 ) que es objeto de la presente invención comprende, adicional y opcionalmente, una estructura de soporte (7) de dicho transportador de tornillo (2), dichos medios de rotación (4) y dicho depósito (5), como se observa en las Figuras 1 , 2 y 4. Como se observa en la Figura 4, dicha estructura de soporte (7) presenta dos anclajes (71a, 71 b) separados y enfrentados entre sí y dos vigas (72a, 72b) separadas entre sí que unen dichos anclajes (71a, 71 b). Dicha estructura de soporte (7) puede comprender elementos adicionales, tal y como se observa en las Figuras, sin que esto limite el alcance de la presente invención. Dicha estructura de soporte (7) tiene como objetivo proporcionar una mejor estabilidad mecánica a los otros elementos, así como protección ante variaciones en el caudal del cauce de agua del cual se quieren recolectar los residuos sólidos. El material con el que se construya dicha estructura de soporte (7) no limita el alcance de la presente invención. Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, dichos anclajes (71a, 71 b) pueden ser bloques de hormigón o concreto, los cuales pueden o no encontrarse cimentados a la superficie inferior. Sin embargo, sin que esto limite el alcance de la presente invención, dichos anclajes (71a, 71 b) pueden tener otra naturaleza, tales como pilares o postes, trípodes, u otros tipos de anclajes conocidos en el estado de la técnica. Por otra parte, por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, dichas vigas (72a, 72b) pueden fabricarse de madera, hierro, acero, hormigón armado, o polímeros, así como de otros materiales estructurales conocidos en el estado de la técnica. Sin embargo, una persona con conocimientos medios en el campo técnico observará que el aparato (1 ) que es objeto de la presente invención puede disponerse en el cauce de agua mediante otros medios no descritos, tales como flotadores, cables tensados, u otros conocidos en el estado de la técnica.

El aparato (1 ) que es objeto de la presente invención puede comprender, además y sin que esto limite el alcance de la presente invención, uno o más sensores de magnitudes químicas o físicas (que no se muestran), tales como temperatura, revoluciones, pH, conductividad, masa u otros, que permiten monitorear el funcionamiento del aparato (1 ) que es objeto de la presente invención. La naturaleza de dichos sensores no limita el alcance de la presente invención. Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, puede proporcionarse un sensor de temperatura acoplado al transportador de tornillo (2) para identificar averías o fallos en el mismo que hagan aumentar la temperatura. Por otra parte, sin que esto limite el alcance de la presente invención, puede proporcionarse un sensor de revoluciones para determinar si los medios de rotación (4) o el tornillo sinfín (3) se encuentran funcionando en un rango aceptable. En otro ejemplo, sin que esto limite el alcance de la presente invención, puede incluirse un sensor de masa que permita determinar que el depósito (5) que forma parte del aparato (1 ) que es objeto de la presente invención ha alcanzado un nivel de sólidos predeterminados. En un ejemplo adicional, sin que esto limite el alcance de la presente invención, puede proporcionarse un sensor de pH o de conductividad que permita determinar las características químicas del cauce de agua del cual se quieren recoger los residuos sólidos. Dichos sensores pueden estar configurados para ser leídos por un servidor central, que puede procesar dichas mediciones, o bien estar provistos de un procesador local que permita procesar las mediciones tomadas por cada uno de dichos sensores.

De acuerdo a la descripción previamente detallada, con el empleo de la invención es posible proporcionar ventajosamente un aparato para la recolección de residuos sólidos desde un cauce de agua que permite recolectar dichos residuos desde un cauce de agua, sin afectar de manera significativa a dicho cauce.