ES2228219B1 - Dispositivo para medir la compactacion y grueso de piezas ceramicas. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para medir la compactación y grueso de piezas cerámicas, que comprende una bancada provista de una cavidad con una plataforma ascendente, para una pila de piezas cerámicas, que sitúa cada pieza en el plano de la bancada, donde se encuentra una regleta empujadora, que desplaza a una sola pieza cerámica, hasta el campo de acción de una herramienta de corte, que se desplaza por una guía elevada y comporta en su soporte, un empujador de tope basculante, que arrastra a una franja cortada de la pieza, hasta otra herramienta de corte, en disposición ortogonal y cuyo soporte comporta otro empujador múltiple con un tope posterior fijo, otro intermedio basculante y un tercero frontal asimismo basculante. Por debajo del empujador se encuentra en disposición lineal, una balanza electrónica y un aparato volumétrico de actuación neumática y en prolongación de su salida, presenta una rampa de evacuación de los tacos medidos.

Description

Dispositivo para medir la compactación y grueso de piezas cerámicas.

La presente invención se refiere a un dispositivo para medir la compactación y grueso de las piezas cerámicas, durante su proceso de fabricación, destinado a conocer la presión a la que se ha prensado o extrusionado la arcilla utilizada como materia prima en la fabricación de las piezas, tales como baldosas, azulejos o similares y poder determinar de forma automática, la uniformidad de la compactación o distribución de la densidad en dicho producto, para que las piezas no se deformen, agrieten o pierdan su resistencia mecánica en las operaciones posteriores de secado y cocción de las mismas.

La medición de la compactación de una pieza cerámica, se efectúa convencionalmente por los sectores de la pieza prensada, que van a sufrir una mayor deformación durante la cocción, como son los vértices de la pieza y su zona central, para lo cual la pieza debe ser troceada en diversas cuadrículas por dichas zonas para hacer las correspondientes mediciones, y obtener las densidades que más se ajusten a la compactación real de la pieza cerámica medida.

El dispositivo, objeto de la invención, presenta la particularidad de comprender en su bancada, un alimentador unitario de las piezas cerámicas que van a ser troceadas, comandado por un procesador central, el cual alimentador comprende una plataforma elevadora para el depósito apilado de varias piezas cerámicas prensadas, en cuyo descenso de la plataforma, un medidor milimétrico o encoder detecta la altura total de la pila de piezas, cuyo valor es trasladado al procesador, que reparte el resultado por el número de piezas que tiene la pila, dando como consecuencia el grueso promedio de cada pieza.

Para conseguir el troceado automático de la pieza cerámica, la plataforma asciende hasta situar la pieza más superior de la pila, a nivel del plano de la bancada, en cuyo momento es detectada la pieza por un sensor, cuya señal permite la actuación automática de una regleta empujadora o alimentador, que desplaza una sola pieza hasta quedar una franja de su borde opuesto al del empuje, en el campo de acción de una herramienta de corte, que separa la franja cerámica extrema del resto de la pieza.

Dicha franja cerámica, es empujada longitudinalmente hasta llegar al campo de acción de una segunda herramienta de corte, que presenta una disposición de corte ortogonal a la primera, de forma que la franja se corta selectivamente en pequeños trozos o tacos cerámicos, cada uno de los cuales es empujado sistemáticamente hasta una balanza electrónica, que mide su masa unitaria y envía los resultados individuales de cada taco pesado, al procesador central.

Cada pequeño trozo o taco cerámico que ha sido pesado, es empujado automáticamente desde la balanza, hasta un sistema neumático medidor del volumen individual del taco, cuyos valor es remitido al procesador central, que calcula la densidad de cada taco mediante la relación existente entre la masa y el volumen procesados del taco.

El proceso de trabajo del dispositivo, se realiza de forma continuada y sistemática, de manera que mientras se están efectuando las mediciones de los trozos o tacos cerámicos seleccionados de la primera franja cerámica de la pieza, vuelve a actuar el empujador del alimentador que desplaza el resto de la pieza cerámica, hasta el campo de acción de la primera herramienta, que separa por corte a otra franja cerámica seleccionada de la pieza, que es dividida por la segunda herramienta de corte, en los trozos o tacos deseados para ser pesados y medidos volumétricamente y así sucesivamente hasta calcular las densidades de todos los trozos seleccionados de una pieza.

Dichos valores de las densidades de los trozos o tacos de una pieza cerámica, calculados en el procesador central, así como el valor promedio de la densidad de la pieza y el grueso de la misma, son trasladados a una impresora térmica que marca los datos obtenidos en una banda de papel o tique.

En el estado actual de la técnica dirigida a la fabricación de piezas cerámicas, son conocidos diversos procedimientos para verificar la densidad de las piezas obtenidas, que van desde los sistemas más convencionales realizados con técnicas de laboratorio, hasta los más sofisticados empleando transductores ultrasónicos que detectan los ecos que tiene la pieza, los cuales a través de sistemas digitalizados y programas de ordenador adecuados, se transforman en valores de densidades de la pieza.

Estos nuevos sistemas empleados resultan muy caros para ser utilizados de forma mayoritaria por las industrias y además no aseguran un resultado fidedigno del valor de las densidades obtenidas, por lo que la mayoría de las empresas siguen utilizando la técnica convencional de laboratorio conocida como inmersión en mercurio.

Con este sistema que es realmente efectivo, en cuanto al valor obtenido de las densidades, tenemos unos inconvenientes insalvables, ya que la manipulación del mercurio está prohibido en muchos países por su efecto cancerígeno, siendo un producto en vías de prohibición en España por ser perjudicial para la salud.

Además al tratarse de un sistema de medición manual, requiere un mayor tiempo y energía en su cálculo, así como el empleo de mano de obra especializada para su realización.

Asimismo también es conocido por la técnica como proceso manual para determinar la densidad de la pieza, la utilización del aparato denominado penetrómetro, que utiliza una aguja que penetra en el material de forma manual en un tiempo no controlado y que efectúa la medición desde el fondo de la pieza y no desde la superficie, por lo que su espesor influye en el resultado, dando lugar a errores, siendo un proceso muy laborioso para lo poco fiable que resul-
ta.

Para paliar dichos inconvenientes, la presente invención, ofrece un dispositivo para medir la compactación y grueso de las piezas cerámicas, que incorpora medios automáticos alimentadores y empujadores de la pieza cerámica, perfectamente organizados con otros elementos cortadores que separan la pieza, en pequeños trozos, para ser sistemáticamente introducidos en aparatos de medición de su masa y de su volumen utilizando medios convencionales de presión, que aseguran la fiabilidad de la medición, cuyos datos son procesados por un ordenador central, que calcula la densidades individuales de los trozos, así como la densidad promedio de cada pieza cerámica y su grueso, lo que determina un ahorro de tiempo y energía en la consecución de los resultados, que no requieren personal especializado, ni la utilización de materias químicas insalubres, para la obtención de dichos

\hbox{cálculos.}

Para tal efecto el dispositivo para medir la compactación y el grueso de las piezas cerámicas, se caracteriza esencialmente porque comprende un alimentador unitario de piezas cerámicas, dispuestas apiladas en una cavidad de la bancada, cuyo fondo es una plataforma elevadora, en cuyo ascenso sitúa la pieza superior de la pila en el plano de la bancada, para ser empujada por una regleta, guiada por ranuras colaterales a la cavidad, hasta el campo de acción de una herramienta de corte, susceptible de desplazamiento y prevista para separar una franja cerámica del resto de la pieza, la cual franja es desplazada por la bancada mediante otro empujador que se mueve por una guía elevada, hasta el campo de acción de otra herramienta de corte en disposición ortogonal a la primera y dispuesta para dividir selectivamente la franja en pequeños trozos o tacos cerámicos.

Asimismo la invención se caracteriza porque en proximidad a la segunda herramienta de corte, existe un empujador múltiple, que se mueve por una guía elevada, ortogonal a la primera, en cuyo desplazamiento hacia delante, empuja con un tope posterior fijo, al taco cerámico cortado, hasta una balanza electrónica, que mide su masa unitaria y envía el resultado a un procesador central, mientras que con un tope intermedio basculante empuja, a otro taco cerámico, ya pesado, hasta un aparato volumétrico de actuación neumática, previsto en disposición lineal a la balanza, y dispuesto para enviar información al procesador central, en tanto que con otro tope frontal basculante empuja del interior del medidor de volumen, a otro taco cerámico, ya evaluado, hasta una rampa de evacuación o salida de la bancada.

La invención ha previsto disponer, en proximidad a la cavidad o depósito de la pila de piezas cerámicas, un medidor milimétrico o encoder, que detecta la altura de la pila de piezas y cuyo valor es trasladado al procesador central, que lo divide por el número de piezas de la pila, dando como resultado el grueso promedio de cada pieza cerámica.

La invención también se caracteriza porque el medidor neumático de volumen, está constituido por un plato fijo que presenta una superficie plana sobre el que se apoya el taco cerámico a medir, con intermediación de una membrana elástica, que cierra un orificio inferior por el que recibe aire a presión y está provista de un reborde regruesado que queda alojado en una ranura concéntrica conformada en un escalón periférico del plato, donde se monta un aro a ras de la superficie del plato, que sujeta el borde de la membrana y la fija mediante órganos de anclaje a dicho plato.

Sobre dicho plato fijo actúa un plato móvil, sometido a la acción de un pistón neumático y juego de bielas que lo posiciona y enclava sobre el plato fijo, y está dotado de una superficie plana, provista de una membrana elástica que cierra un orificio de salida de aire a presión y que queda retenida al plato mediante un marco recambiable, que presenta una cavidad central de contorno y profundidad variables, acorde con las dimensiones y grueso del taco cerámico a medir, de forma que al presionar el plato móvil sobre el plato fijo, el taco de cerámica situado en el plato fijo, quedará alojado en la cavidad del marco del plato móvil y cubierto por las membranas elásticas de ambos platos que se adaptaran por la presión del aire a su contorno externo, por efecto de la presión que reciben a través de los orificios de la superficie de los platos.

Para coadyuvar en la acción del pistón neumático que actúa sobre el plato móvil, dicho plato conforma una cámara superior de aire a presión, cerrada por otra membrana elástica, la cual cámara aporta la presión necesaria para asegurar el cierre hermético del plato móvil sobre el fijo, durante la medición del volumen de la pieza cerámica.

Las características del dispositivo para medir la compactación y grueso de una pieza cerámica, cuyo registro se solicita, han sido estudiadas, tanto en orden a satisfacer las exigencias del consumidor como a la resolución de necesidades planificadas de producción, obteniendo, a un tiempo, simplicidad en su proceso fabril y notable abaratamiento en los costes de fabricación.

Para mayor comprensión de lo hasta ahora expuesto, se acompaña a la presente memoria descriptiva de un juego de dibujos en los que se muestra el objeto de la invención, sin que deba entenderse que la representación gráfica aludida constituya una limitación de las características peculiares de esta solicitud.

La figura primera muestra una vista en perspectiva de un esquema del dispositivo para medir la compactación y el grueso de piezas cerámicas, objeto de la invención.

La figura segunda ilustra una sección del medidor del volumen, que forma parte del dispositivo para medir la compactación y el grueso de las piezas cerámicas.

A continuación se exponen y enumeran los distintos componentes que integran el dispositivo para medir la compactación y grueso de piezas cerámicas de la invención.

Observando la figura primera, resulta fácilmente apreciable que el dispositivo para medir la compactación y grueso de las piezas cerámicas, comprende una bancada (1) que presenta una cavidad (2), cuyo fondo es una plataforma elevadora (3).

A cada lado de dicha cavidad van situadas unas guías (4) dispuestas para permitir el desplazamiento de una regleta empujadora (5).

En disposición enfrentada a la regleta, queda situada una guía elevada (6) por donde se desplaza un soporte (7) según el eje cartesiano "X" de la bancada, sobre el que va montado un empujador (8) con un tope basculante (9).

En el soporte desplazable (7), va montada una herramienta de corte radial (10), que actúa cuando se desplaza por la guía de soporte en un sentido, y que se interrumpe cuando el recorrido se realiza en sentido contrario.

La bancada presenta otra guía elevada (11) según el eje cartesiano "Y" de la bancada, en la que se desplaza un; soporte (12) portador de un empujador múltiple (13) con un tope fijo posterior (14), un tope intermedio basculante (15) y otro tope basculante frontal (16).

En dicho soporte (12), va montada otra herramienta de corte radial (17), en disposición ortogonal a la primera, y que actúa en un sentido de su recorrido y se interrumpe en el sentido inverso.

Sobre la bancada y por debajo del empujador, se ha dispuesto una balanza electrónica (18), y en prolongación lineal un aparato de medición volumétrica (19) de acción neumática.

La actuación de los distintos dispositivos de alimentación, cortadores, empujadores y de medida de los trozos cerámicos, vienen comandados por un procesador central (20) dispuesto en un lateral de la bancada, donde presenta también el cuadro eléctrico (21).

La bancada también incorpora frontálmente una consola de control (22) y una impresora térmica (23) para la comunicación de los datos calculados, en un soporte de papel.

En un borde de la bancada y en prolongación axial a la salida del medidor de volumen, existe una rampa de evacuación (24) de los tacos medidos, así como otra rampa lateral (25) en prolongación del empujador (8), para la evacuación de los restos de la pieza, no utilizables para la medición.

En proximidad a la cavidad (2) o depósito de la pila de piezas cerámicas, hay dispuesto un medidor milimétrico (26) que detecta la altura de la pila de piezas.

Tal y como se observa en la figura segunda, el medidor neumático de volumen, está constituido por un plato fijo (27) de superficie plana (28), para el asiento del taco cerámico a medir (29), cuya superficie presenta un conducto inferior (30), de salida de aire a presión, proveniente del calderín (31).

Sobre la superficie plana del plato, va situada una membrana elástica circular (32), cuyo borde regruesado (33) queda alojado en un ranura del plato, conformada en un escalón periférico (34) donde apoya un aro retentor (35) que se ancla al plato por medio de órganos de anclaje, quedando, enrasado con su superficie.

Dicho plato fijo presenta inferiormente una cámara (36) que recibe por el conducto (37) el aire a presión, proveniente del calderín distribuidor.

Asimismo el medidor de volumen está conformado por un plato móvil (38), accionado por un cilindro neumático (39) y juego de bielas (40), que presenta una base de superficie plana (41), con un conducto (42) de salida de aire a presión del calderín.

Sobre la base plana va montada una membrana elástica (43), cuyo borde regruesado (44) queda alojado en una ranura de su superficie, quedando retenida por un marco (45) que se ancla a la base del plato móvil, mediante órganos de anclaje.

Dicho marco incorpora una cavidad central (46) de contorno y dimensiones adecuadas para quedar alojado en su interior el taco cerámico a medir, siendo recambiable para distintos gruesos de los tacos de la pieza cerámica a medir.

El citado plato móvil presenta superiormente una cámara (47), que recibe el aire a presión a través de la conducción (48) conectada exteriormente al citado calderin de presión.

Todo ello está dispuesto de forma que una pila de piezas cerámicas de una hornada, se depositarán sobre la plataforma (3) de la cavidad (2) de la bancada, en cuyo descenso el medidor milimétrico o encoder (26), detectará la altura total de la pila de piezas, cuyo valor será trasladado al procesador (20), que calculará el grueso promedio de cada pieza al indicarle al ordenador el número de piezas de la pila.

La plataforma en su ascenso situará la primera pieza de la pila, a nivel del plano horizontal de la bancada (1) para la actuación del alimentador unitario de las piezas, constituido por una regleta (5) que se desplaza guiada por las ranuras (4), colaterales a la cavidad, y que empuja a la pieza por un borde hasta llevarla al campo de acción de una herramienta de corte (10).

Dicha herramienta se encuentra montada sobre un soporte (7), desplazable mecánicamente por la guía elevada (6), el cual soporte comporta a un empujador (8) con un tope de empuje basculante (9).

La herramienta en su actuación cortará una franja del borde de la pieza cerámica, la cual franja será empujada por el tope (9) del empujador (8), sólo en un sentido de su recorrido y en dirección hacia el campo de acción de una segunda herramienta de corte (17), en disposición ortogonal a la primera, que cortará la franja transversalmente, en pequeños tacos cerámicos, algunos de los cuales son selectivamente aprovechados para ser medidos y otros desechados por el empujador y evacuados por la rampa lateral (25) de la bancada.

Dicha herramienta (17) está montada sobre un soporte (12), que se desplaza mecánicamente por la guía superior (11) y comporta a un empujador múltiple (13).

El empujador múltiple presenta un tope fijo posterior (14), un tope intermedio basculante (15) y un tope en su extremo libre igualmente basculante (16).

Dicho empujador, con un sólo movimiento, permite empujar con su tope fijo (14) a un taco cerámico desde su zona de corte hasta una balanza electrónica (18), con el tope intermedio (15) empuja a un taco ya pesado, desde la balanza hasta un medidor de volumen (19) y mediante el tope extremo (16) empuja el taco ya medido en el aparato volumétrico hasta la rampa de evacuación frontal (24).

El taco cerámico que llega a la balanza (18) será pesado y su valor será procesado en el ordenador (20), mientras que después pasará al medidor de volumen (19), cuyo valor será transferido al procesador para el cálculo de las densidades de cada taco seleccionado de la pieza cerámica.

El medidor de volumen actúa de forma que al presionar el plato móvil (38) sobre el plato fijo (27), hace que el taco de cerámica (29) quede alojado en el interior de la cavidad (46) del marco (45), de manera que la membrana (32) del plato fijo y la membrana (43) del plato móvil, por la presión del aire, se adaptarán sobre el taco cerámico, desalojando el aire contenido en la cavidad del plato móvil, cuyo volumen corresponderá al de la pieza cerámica medida.

La cámara superior (47) de aire a presión, que comporta el plato móvil (38) ayuda a la acción de cierre entre los platos que realiza inicialmente el pistón neumático (39) y juego de bielas (40), que posicionan y enclavan el plato móvil sobre el fijo, mientras que la cámara de presión provoca un empuje hacia abajo del plato móvil (38) sobre el plato fijo (27), imposibilitando que el plato móvil se desplace hacia arriba por efecto de la presión del aire del plato inferior, lo que provocaría una medición incorrecta del volumen del taco cerámico.

Las densidades medidas de cada trozo seleccionado de una pieza cerámica, serán impresas en una banda de papel o tique que será expedido por la impresora térmica (23) dispuesta frontálmente en la bancada, para uso del usuario y hacer las correcciones oportunas en las máquinas de llenado y distribución del material cerámico en los moldes.

Claims (5)

1. Dispositivo para medir la compactación y grueso de piezas cerámicas, que deben ser troceadas en pequeñas cuadrículas seleccionadas por las zonas o sectores donde la pieza va a sufrir una mayor deformación en las operaciones posteriores de secado y cocción, caracterizado esencialmente porque comprende un alimentador unitario de piezas cerámicas, dispuestas apiladas en una cavidad de la bancada, cuyo fondo es una plataforma elevadora, en cuyo ascenso sitúa la pieza superior de la pila en el plano de la bancada, para ser empujada por una regleta, guiada por ranuras colaterales a la cavidad, hasta el campo de acción de una herramienta de corte, susceptible de desplazamiento y prevista para separar una franja cerámica del resto de la pieza, la cual franja es desplazada por la bancada mediante otro empujador que se mueve por una guía elevada, hasta el campo de acción de otra herramienta de corte en disposición ortogonal a la primera y dispuesta para dividir selectivamente la franja en pequeños trozos o tacos cerámicos.

2. Dispositivo para medir la compactación y grueso de piezas cerámicas, según reivindicación primera, caracterizado esencialmente porque en proximidad a la segunda herramienta de corte, existe un empujador múltiple, en cuyo movimiento por una guía elevada, ortogonal a la primera, empuja con un tope fijo posterior, al taco cerámico cortado, hasta una balanza electrónica, que mide su masa unitaria y envía el resultado a un procesador central, mientras que con un tope basculante intermedio desplaza a un taco cerámico, ya pesado, hasta un aparato volumétrico de actuación neumática, previsto en disposición lineal a la balanza y dispuesto para enviar información al procesador central, en tanto que con un tope basculante frontal, empuja al taco ya evaluado del interior del medidor, hasta una rampa de salida de la bancada.

3. Dispositivo para medir la compactación y grueso de piezas cerámicas, según reivindicación segunda, caracterizado esencialmente porque en proximidad a la cavidad o depósito de la pila de piezas cerámicas, comprende un medidor milimétrico o encoder, que detecta la altura de la pila de piezas y cuyo valor es trasladado al procesador central, que lo divide por el número de piezas de la pila, dando como resultado el grueso promedio de cada pieza cerámica.

4. Dispositivo para medir la compactación y grueso de piezas cerámicas, según reivindicación segunda, caracterizado esencialmente porque el medidor neumático de volumen, comprende un plato fijo que presenta una superficie plana sobre el que se apoya el taco cerámico a medir, con intermediación de una membrana elástica, que cierra un orificio inferior por el que recibe aire a presión y está provista de un reborde regruesado que queda alojado en una ranura concéntrica conformada en un escalón periférico del plato, donde se monta un aro a ras de la superficie del plato, que sujeta el borde de la membrana y la fija mediante órganos de anclaje a dicho plato, así como comprende otro plato móvil que conforma una superficie plana, provista de una membrana elástica, que cierra un orificio de salida de aire a presión y queda retenida al plato mediante un marco recambiable, que presenta una cavidad central de contorno y profundidad variables, acorde con las dimensiones y grueso del taco cerámico a medir, de forma que al posicionar y enclavar el plato móvil sobre el plato fijo por la acción de un émbolo neumático y juego de bielas, el taco de cerámica a medir, dispuesto sobre el plato fijo, quedará alojado en la cavidad del marco del plato móvil y cubierto por las membranas elásticas de ambos platos, que se adaptarán a su contorno externo.

5. Dispositivo para medir la compactación y grueso de piezas cerámicas, según reivindicación cuarta, caracterizado esencialmente porque el plato móvil, conforma una cámara superior de aire a presión, que aporta la presión necesaria para asegurar el cierre hermético del plato móvil sobre el fijo, durante la medición del volumen de la pieza cerámica.