Dispositivo para ajustar el caudal de un líquido.

Dispositivo para ajustar el caudal de un líquido utilizado para la fabricación de productos cerámicos;

el dispositivo (1) pudiendo ser aplicado a plantas (2) con al menos un tubo deformable elásticamente (3), para alimentar el líquido hacia un molde y/o drenar el mismo líquido desde el mismo molde, para el modelado del producto cerámico, que comprende:

- un elemento actuador (5), puesto en contacto con la superficie externa (3a) del tubo (3), el actuador (5) siendo apropiado para generar una presión controlada (P5), sobre la superficie externa (3a) de la parte del tubo (3) con la cual se halla en contacto;

- elementos fijos de contraste (6) colocados y que actúan sobre al menos la superficie externa (3b) del tubo (3) opuesta a la superficie (3a) en contacto con el actuador (5) y por una longitud (L6) comparable con la longitud (L5) en contacto con el actuador (5), el dispositivo estando caracterizado por el hecho que los elementos fijos de contraste (6) permiten que la parte del tubo (3), cuando el actuador ha sido activado, sea deformada de manera controlada y uniforme para generar pérdidas de carga hidrostática variables y controladas en el tubo y por el hecho que el elemento actuador (5) se extiende paralelo al tubo deformable elásticamente (3) y está dispuesto en contacto con la superficie (3a) del tubo (3) por una longitud (L5) al menos mayor que la dimensión característica del tubo (3).

Dispositivo para ajustar el caudal de un líquido La presente invención se refiere a un dispositivo para ajustar el caudal de un líquido, en particular un líquido abrasivo que puede ser alimentado hacia moldes o drenado desde moldes para la fabricación de productos cerámicos.

En la jerga del sector es muy conocido el uso de un líquido denominado “slip” o barbotina, en el campo de fabricación de los productos cerámicos antes mencionados (tales como, por ejemplo, lavabos, inodoros, bidés, bases de ducha, etcétera) .

Esta mezcla fluida, que comprende una parte acuosa y una parte cerámica en suspensión, viene colada dentro de moldes tipo “caparazón” que tienen una estructura conocida de tipo poroso, en particular obtenida con resina.

El molde antes mencionado forma parte de una planta, de un tipo conocido, que posee, entre otras cosas, tubos flexibles y deformables elásticamente que permiten, por un lado, la alimentación de la barbotina hacia el molde y, por otro lado, el drenaje de la barbotina gastada.

Esta planta es adecuada para realizar un tipo de colada que, en su forma más sencilla y básica, comprende las siguientes etapas:

- inyección de un flujo en los circuitos de alimentación con barbotina fresca;

- llenado del molde a una presión inicial;

- formación del espesor con perfiles de presión mayores que la presión de llenado;

- vaciado del molde con retorno, normalmente, a la presión atmosférica;

- consolidación del producto con aire;

- descompresión del producto.

El ciclo de colada comienza con el molde cerrado y con las cavidades del producto perfectamente limpias y vacías y finaliza con el molde cerrado, pero con las cavidades del producto con el producto que se acaba de fabricar, cuya resistencia mecánica, cuando viene extraído del molde, debe ser suficiente para soportar su propio peso.

Para completar el ciclo productivo, como se sabe, será necesario efectuar una etapa de cierre del molde antes del ciclo de colada y una etapa de desmoldeo del producto después de su fabricación.

Generalmente, los tubos de alimentación antes mencionados y, a su vez, los tubos para drenar la barbotina agotada, están provistos de dispositivos para ajustar el caudal del fluido, para poder controlar el caudal, en base a las necesidades del producto cerámico durante las etapas de colada en la planta: a tal efecto, las etapas de llenado y vaciado del molde son sumamente críticas.

La barbotina, debido a su naturaleza intrínseca, es un líquido abrasivo y, por lo tanto, los reguladores que se utilizan en la actualidad vienen expuestos a un desgaste relativamente rápido, en particular las partes móviles empleadas para reducir la sección transversal del canal de paso del fluido: la presencia de válvulas metálicas conocidas, tales como, por ejemplo, válvulas mariposas, tienden a desgastarse con bastante rapidez.

Por consiguiente, se buscaron soluciones con reguladores que pudieran presentar buenas características de fiabilidad, precisión para el ajuste del caudal de fluido y una buena resistencia al desgaste.

Una de esas soluciones es conocida a partir de la patente de invención IT 1.257.661 que ilustra una válvula de ajuste de caudal que comprende un cuerpo de conexión entre dos segmentos de un tubo y en el cual hay una cámara de conexión entre los mismos segmentos de tubo.

La cámara contiene una boca intermedia de circulación del fluido provista de una válvula mecánica protegida, contra el contacto con el fluido que circula, mediante una membrana elástica fijada periféricamente al cuerpo de conexión.

En otra solución conocida a partir de la patente de invención GB 2.042.128, la válvula comprende una sección de tubo deformable ubicado entre respectivos segmentos de tubo de fluido y asociado con estos últimos.

Esta sección de tubo viene accionada, en contraposición, mediante un bloque de contacto fijo y un elemento tipo semianillo o cuna de presión móvil en un punto del tubo.

Esta cuna de presión viene accionada, de un lado, por un resorte de empuje adecuado para mantener la sección del tubo aplastada hacia el bloque en una configuración de canal de paso cerrado y, del otro lado, por un cursor controlado por un actuador para permitir el movimiento de la cuna, en ambas direcciones, por una fuerza mayor que la fuerza generada por el resorte: de este modo, en correspondencia de este punto puede ser abierta la sección transversal de la sección de tubo.

Por un lado, ambas soluciones descritas arriba reducen el riesgo de desgaste de la estructura debido a la presencia de elementos de goma o plástico deformable (membrana y sección de tubo) , pero, por otro lado, son inadecuadas en términos de velocidad, variabilidad de control del caudal, fiabilidad y vida útil del regulador.

En particular, la naturaleza dinámica y la precisión del control del caudal del fluido son variables importantes, puesto que, en el caso específico de barbotina, por ejemplo, el flujo debe tener una especie de rampa creciente inicial y una rampa decreciente final, para impedir la formación de burbujas de aire y salpicaduras dentro del molde durante el ciclo de colada y modelado del producto.

Esas limitaciones son provocadas, en particular, por la zona de control reducida y por la presencia de un elemento intermedio entre las dos secciones del tubo.

Básicamente, los estrangulamientos generados en esas soluciones son limitados a una corta longitud del tubo con consiguientes grandes pérdidas de carga hidrostática en un segmento reducido del tubo: esta situación conduce a una transformación de la energía del fluido en calor, el cual viene disipado en esta sección del tubo y tiende a acelerar de manera decisiva el desgaste del material en contacto con el mismo fluido.

Otra consecuencia de la reducción de la sección transversal del tubo es el aumento de la velocidad del fluido, cuya energía cinética generada, impactando contra las paredes del tubo, podría provocar una solicitación en las superficies en cuestión cuyo material (goma o plástico) no está en condiciones de soportar, a lo largo del tiempo, y desgastándose prematuramente.

La presencia de un elemento intermedio que forma parte de la estructura de unidad de válvulas para la conexión con las secciones de tubo, combinada con la presencia de elementos móviles de ajuste con mecanismos de movimiento complejos, hace que esas soluciones sean costosas y que ofrezcan una escasa fiabilidad con el pasar del tiempo.

El documento de la patente de invención JP 7.332.510 da a conocer una válvula para un tubo deformable que comprende una placa de soporte superior e inferior y un tubo de expansión dispuesto transversalmente con respecto al tubo deformable.

Tal tubo de expansión viene inflado para cerrar el tubo deformable y desinflado para abrir el tubo deformable.

El documento de la patente de invención US 3.397.860 describe una válvula para un conducto. El conducto comprende un diafragma flexible hermético con respecto a su superficie de pared interna donde viene alimentado un fluido para permitir un cierre completo del mismo conducto.

Dichas soluciones dadas a conocer a través de los documentos JP 7.332.510 y US 3.397.860 se refieren a válvulas de apertura y cierre que no son adecuadas ni empleadas para ajustar de manera continua el caudal del fluido dentro del tubo / conducto.

Un objetivo de la presente invención, por lo tanto, es el de eliminar esos inconvenientes proporcionando un dispositivo para ajustar el caudal de un fluido, en particular un fluido abrasivo, con una estructura sumamente sencilla y barata, con una larga vida útil y con características funcionales precisas correlacionadas a las necesidades operativas del ciclo de modelado del producto cerámico.

De conformidad con la presente invención, dicho objetivo se logra mediante un dispositivo de ajuste de caudal, en particular, un dispositivo para ajustar el caudal de fluidos abrasivos, que comprende las características técnicas descritas en una o varias de las reivindicaciones que están más adelante.

Las características técnicas de la presente invención, con referencia a los objetivos antes mencionados, están descritas con suma claridad en las reivindicaciones adjuntas y sus ventajas se ponen de manifiesto a partir de la descripción detallada que sigue, con referencia a los dibujos anexos que exhiben una realización preferente de la presente invención provista a título puramente ejemplificador y, por ende, sin restringir el alcance del concepto inventivo, y en los cuales:

- la figura 1 es una primera disposición de una planta para fabricación... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para ajustar el caudal de un líquido utilizado para la fabricación de productos cerámicos; el dispositivo (1) pudiendo ser aplicado a plantas (2) con al menos un tubo deformable elásticamente (3) , para alimentar el líquido hacia un molde y/o drenar el mismo líquido desde el mismo molde, para el modelado del producto cerámico, que comprende:

- un elemento actuador (5) , puesto en contacto con la superficie externa (3a) del tubo (3) , el actuador (5) siendo apropiado para generar una presión controlada (P5) , sobre la superficie externa (3a) de la parte del tubo (3) con la cual se halla en contacto;

- elementos fijos de contraste (6) colocados y que actúan sobre al menos la superficie externa (3b) del tubo (3) opuesta a la superficie (3a) en contacto con el actuador (5) y por una longitud (L6) comparable con la longitud (L5) en contacto con el actuador (5) , el dispositivo estando caracterizado por el hecho que los elementos fijos de contraste (6) permiten que la parte del tubo (3) , cuando el actuador ha sido activado, sea deformada de manera controlada y uniforme para generar pérdidas de carga hidrostática variables y controladas en el tubo y por el hecho que el elemento actuador (5) se extiende paralelo al tubo deformable elásticamente (3) y está dispuesto en contacto con la superficie (3a) del tubo (3) por una longitud (L5) al menos mayor que la dimensión característica del tubo (3) .

2. Dispositivo según la reivindicación 1, donde el tubo (3) presenta un diámetro (D) , donde el actuador (5) está dispuesto en contacto con la superficie (3a) del tubo (3) por una longitud (L5) al menos mayor que el diámetro (D) del tubo (3) .

3. Dispositivo según la reivindicación 1, donde el actuador (5) posee elementos fijos de contraste (8) para mantener el mismo actuador (5) estable con respecto al tubo (3) para permitir la deformación unilateral, controlada y uniforme de dicha parte del tubo (3) .

4. Dispositivo según la reivindicación 1, donde el actuador (5) comprende una cámara cerrada o manga (9) con una abertura (10) conectada a un tubo (11) para la alimentación / drenaje de un fluido para permitir el cambio controlado de la manga (9) desde una configuración de extensión mínima hasta una configuración totalmente extendida y viceversa.

5. Dispositivo según la reivindicación 4, donde la manga (9) viene cerrada en sus respectivas extremidades por un par de mordazas de hermeticidad (12 y 13) .

6. Dispositivo según la reivindicación 1, donde los elementos de contraste (6) comprenden un elemento tubular cilíndrico (14) a través del cual pasa el tubo (3) y en el cual está alojado el actuador (5) , para definir una pared de contraste del tubo (3) y una pared de impacto para el actuador (5) ; el elemento tubular cilíndrico (14) teniendo una longitud (L6) comparable con la longitud (L5) de la superficie de contacto (3a) del tubo (3) con el actuador (5) .

7. Dispositivo según la reivindicación 1, que comprende:

- una cámara cerrada o manga (9) , la cual define al actuador (5) , que posee una abertura (10) conectada a un tubo (11) para la alimentación / drenaje de un fluido para permitir el cambio controlado de la manga desde una configuración de mínima extensión hasta una configuración completamente extendida y viceversa;

- un elemento tubular cilíndrico (14) , el cual define al elemento de contraste (6) , a través del cual pasa el tubo (3) y en el cual está alojada la manga (9) , para definir una pared de contraste del tubo (3) y una pared de impacto de la manga (9) ; el elemento tubular cilíndrico (14) teniendo una longitud (L6) comparable con la longitud (L5) de la superficie de contacto del tubo (3) con la manga (9) .

8. Dispositivo según la reivindicación 7, donde el elemento tubular cilíndrico (14) tiene un diámetro (D14) comparable con la dimensión de la manga (9) en su configuración totalmente extendida.

9. Dispositivo según la reivindicación 4 o 7, donde la manga (9) puede ser alimentada con un fluido gaseoso.

10. Dispositivo según la reivindicación 4 o 7, donde el tubo de alimentación / drenaje del fluido (11) está provisto de elementos operativos (15) para permitir la alimentación y el drenaje controlados del fluido, respectivamente, bajo el mando de una unidad principal de control (16) .

11. Dispositivo según la reivindicación 1, donde el tubo (3) está provisto de una unidad (17) para medir la temperatura (T3) del líquido que pasa a través del tubo (3) conectado a una unidad principal de control (16) .

12. Dispositivo según la reivindicación 11, donde la unidad (17) para medir la temperatura (T3) está dispuesta antes del dispositivo (1) con respecto a la dirección (VF) de alimentación del líquido.

13. Dispositivo según la reivindicación 1, donde el tubo (3) está provisto de una válvula de corte de flujo del líquido (18) , conectada a una unidad principal de control (16) , para permitir la alimentación del tubo (3) a una dada presión constante (P3) y un cierre completo del tubo (3) , respectivamente.

14. Dispositivo según la reivindicación 13, donde dicha válvula (18) está dispuesta antes del dispositivo (1) con respecto a la dirección (VF) de alimentación del líquido.

15. Dispositivo según la reivindicación 13, donde la válvula (18) está dispuesta después del dispositivo (1) con respecto a la dirección (VF) de alimentación del líquido.

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16. Dispositivo según la reivindicación 1, donde el tubo (3) está provisto de una unidad (19) para medir la presión (P3) que hay en el tubo (3) y está conectada a una unidad principal de control (16) .

17. Dispositivo según la reivindicación 16, donde la unidad (19) para medir la presión (P3) está dispuesta antes del dispositivo (1) con respecto a la dirección (VF) de alimentación del líquido.

18. Dispositivo según la reivindicación 1, donde el actuador (5) está conectado a una unidad de control (16)

que posee bancos de memoria (BM) para la configuración de la activación / desactivación controlada del actuador (5) en base a parámetros operativos (PF) de la planta (2) que pueden ser predefinidos y/o memorizados, incluso en tiempo real.

19. Dispositivo según la reivindicación 18, donde los parámetros (PF) comprenden al menos datos de temperatura (T3) de un líquido y la dirección (VF) de flujo del líquido en base a las etapas del ciclo operativo de la planta 15 (2) .

20. Dispositivo según la reivindicación 18, donde los parámetros (PF) también comprenden el tamaño del tubo de alimentación (3) , es decir, el diámetro (D) del tubo (3) , y una presión (P3) que hay en el tubo (3) .