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WO2003035345A1 - Sistema de fabricacion por extrusion - Google Patents

Sistema de fabricacion por extrusion Download PDF

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Publication number
WO2003035345A1
WO2003035345A1 PCT/ES2002/000505 ES0200505W WO03035345A1 WO 2003035345 A1 WO2003035345 A1 WO 2003035345A1 ES 0200505 W ES0200505 W ES 0200505W WO 03035345 A1 WO03035345 A1 WO 03035345A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
extrusion
bricks
manufacturing system
mold
extrusion manufacturing
Prior art date
Application number
PCT/ES2002/000505
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rolando Torres Fraile
Original Assignee
Torres Dang, S.L.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from ES200102372A external-priority patent/ES2190367B1/es
Priority claimed from ES200201603A external-priority patent/ES2199065B1/es
Application filed by Torres Dang, S.L. filed Critical Torres Dang, S.L.
Publication of WO2003035345A1 publication Critical patent/WO2003035345A1/es

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/20Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein the material is extruded
    • B28B3/26Extrusion dies
    • B28B3/2681Adjustable dies, e.g. for altering the shape of the product
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/20Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein the material is extruded
    • B28B3/26Extrusion dies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/24Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for curing, setting or hardening

Definitions

  • the present specification refers, as its title indicates, to an extrusion manufacturing system, which allows obtaining bricks of regular size and large-sized walls in a single piece, by means of an extrusion and cutting process, with preparation in a single step for drying, using specially adapted molds.
  • the extrusion brick manufacturing process is known from a clay paste that is passed, in order to compress it and lead it to the mold, through a pipe or jacket, driven by a propeller that rotates in inside, at the exit of which the mouth is located, which acts as an adapter tube, leading the clay from the propeller to the mold.
  • This mouth has a circular section in the exit area of the propeller, and rectangular when it reaches the mold.
  • the extrusion mold the bricks are formed by passing the clay through said mold, continuously, and are cut at the exit, according to the dimensions required in each case. Subsequently, the brick, even without drying, is manipulated to arrange it in groups for its entrance to the dryer.
  • the current solutions consist of using molds for a small number of bricks, with clay output width less than one meter and thirty centimeters, because the more sets for brick formation the mold has, the greater the probability that they will be obtained Defective bricks, as a result of which the clay does not reach all the exits in the same conditions of pressure and, with this, the bricks that are obtained are not homogeneous.
  • Another system with molded bricks is the one that allows the construction of walls, by means of medium blocks obtained by extrusion, which are constituted by the grouping of several bricks of regular size.
  • medium blocks obtained by extrusion which are constituted by the grouping of several bricks of regular size.
  • the blocks joined together by means of mortar according to EP 0 289 643.
  • extrusion manufacturing system which allows obtaining large bricks and walls in a single piece, capable of carrying out the three tasks mentioned: extrusion, through an improved mold, cutting, of the type of currently used, but when acting on a larger number of bricks allows them to be obtained in sets of dimensions appropriate to the dryer, and the preparation for drying, in which the manipulation of the bricks is avoided in order to relate the dimensions of the exit of the mold with the dryer.
  • This extrusion manufacturing system allows a large number of pieces to be obtained simultaneously, for which it is necessary that the mouth that feeds the mold be in turn wider than those currently used.
  • the use of molds with a high number of outputs also entails a series of advantages, which are described below.
  • the most expensive phase of the process of obtaining bricks by extrusion is eliminated: the need to manipulate the bricks once extruded to adapt the number of exit reefs to the dimensions of the dryer that is used, since with the system It is recommended that the molds can be adapted to the number of outputs exactly necessary for each dryer. Since the dryers usually have a width greater than that of the outlet of the mold, this forces, with the current systems, an intermediate manipulation between extrusion and drying, in order to adapt the number of bricks obtained from the mold to the width of the dryer. It is precisely the fact of being able to provide the outlet with a dimension greater than the current ones, which allows the aforementioned adaptation of the number of exit reefs to the dimensions of the dryer, thereby eliminating intermediate manipulation.
  • the increase in the output section results in a decrease in the speed of clay passing through the mold.
  • This decrease in speed implies, in turn, according to physics and empirical evidence, an increase in the pressure of clay in the mold.
  • This increase in pressure causes the unit mass of each brick to be increased, due to an increase in its density as the extrusion pressure is higher.
  • the brick has a mechanical resistance superior to that of another of equal mass but obtained through an extrusion process at a higher speed.
  • Another advantage of this invention is that the recompaction time of the clay inside the mold is increased, before reaching the extrusion zone. It must be taken into account that to obtain pieces with hollow areas, it is necessary to have supports in the mold to hold the areas of the same that form the hollows of the brick, and that the clay must pass through said supports. When crossing them, the uniform flow of clay is broken, which is recompacted once crossed. Well, the slower speed of the clay favors recompactation and with it the homogeneity of the mixture at the time of extrusion. This reinforces the effect described in the previous paragraph, which further increases the compaction of the clay. With this, the brick or large wall obtained presents a lower risk of breakage.
  • the wall of large dimensions in a single piece that is obtained through this extrusion manufacturing system has no other limits than those required in each case, the only limitation being the width, which is limited by the dimensions of the mold itself, said width corresponds to the dimensions of the dryer used to facilitate handling and drying.
  • a coupling brick said brick can be manufactured either unitary or by adopting the system that is recommended, depending on the needs required, to facilitate the connection between walls installed perpendicularly, reducing thus the assembly costs and favoring a finishing aesthetic, in addition the interior brick chambers can have different designs, depending on the construction needs.
  • Figure -1- is a flow chart, where you can see the difference between the system recommended and conventional systems.
  • Figure-2 shows a large wall in a single piece, in the direction of the dryer.
  • Figure -3 raised in perspective of a large wall in a single smooth piece and with the holes reserved for windows, doors, etc.
  • Figure -4- shows a detail of the angular union between perpendicular walls.
  • the graph shows how, with the current systems, the output width of the mold (2) is clearly smaller than that of the dryer (8), thus forming a grouping of bricks identified with the number (5) that it is necessary to manipulate until it has the width of the dryer (8), as with the grouping (6). To do this, we must carry out a series of manipulations, which are represented by the number (7).

Landscapes

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)

Abstract

Sistema de fabricación por extrusión, que permite la obtención de ladrillos de tamaño regular y muros de grandes dimensiones en pieza única, por medio de un proceso de extrusión y corte, con preparación en un solo paso para su secado, utilizando moldes especialmente adaptados. El sistema permite eliminar la fase mas costosa del proceso de obtención de ladrillos por extrusión; la manipulación de los ladrillos una vez extrusiónados para adcuar el numero de filones de salida a las dimensiones del secadero que se utilice; además, reduce la velocidad de salida de la arcilla, con lo que se reduce la perdida de carga en el proceso de extrusión y que se consigue un importante ahorro energético en el proceso; los ladrillos y muros de grandes dimensiones obtenidos tienen mayor relación entre su resistencia mecánica y su masa; son mas homogéneos y por ello su probabilidad de rotura es menor.

Description

SISTEMA. DE FABRICACIÓN POR EXTRUSIÓN
La presente memoria descriptiva se refiere, como su titulo indica, a un sistema de fabricación por extrusión, que permite la obtención de ladrillos de tamaño regular y muros de grandes dimensiones en pieza única, por medio de un proceso de extrusión y corte, con preparación en un solo paso para su secado, utilizando moldes especialmente adaptados.
En la actualidad, es conocido el procedimiento de fabricación de ladrillos por extrusión a partir de una pasta arcillosa que se hace pasar, con objeto de comprimirla y conducirla hasta el molde, a través de una tubería o camisa, impulsada por una hélice que gira en su interior, a la salida de la cual se encuentra la boca, que actúa como tubo adaptador, conduciendo la arcilla desde la hélice hasta el molde. Esta boca tiene sección circular en la zona de salida de la hélice, y rectangular en la llegada al molde. Finalmente, y tras la boca se encuentra el molde de extrusión; los ladrillos se forman al pasar la arcilla a través de dicho molde, de forma continua, y son cortados a la salida, según las dimensiones requeridas en cada caso. Posteriormente, el ladrillo, aún sin secar, es manipulado para disponerlo en agrupaciones para su entrada al secadero.
Las soluciones actuales consisten en utilizar moldes para un número pequeño de ladrillos, con anchura de salida de arcilla inferior a un metro y treinta centímetros, debido a que cuantos más conjuntos para formación de ladrillos tiene el molde, mayor es la probabilidad de que se obtengan ladrillos defectuosos, como consecuencia de que la arcilla no alcanza todas las salidas en las mismas condiciones de presión y, con ello, los ladrillos que se obtienen no son homogéneos.
Son conocidos ya sistemas para la construcción de muros con ladrillos moldeados, que están provistos de espigas enchufables de forma que se puedan ensamblar unos con otros formando asi un muro, posteriormente las cavidades de estos muros son rellenadas con mortero para una total compactación, según patente US 3.618.279.
Existe otro sistema a base de ladrillos de encofrado prefabricados provistos con lengüeta y ranura, que unidos entre sí van conformando un muro, siendo posteriormente rellenado su interior con mortero, según patente US 4.314.431
Otro sistema con ladrillos moldeados, es el que permite la construcción de muros, mediante medianos bloques obtenidos por extrusión, los cuales están constituidos por la agrupación de varios ladrillos de tamaño regular. Para la posterior formación de un muro compacto, se disponen los bloques unidos entre si por medio de mortero, según patente EP 0 289 643.
Para solventar la problemática existente en la actualidad se ha ideado el sistema objeto de la presente invención.
Se trata de un sistema de fabricación por extrusión, que permite la obtención de ladrillos y muros de grandes dimensiones en pieza única, capaz de llevar a cabo las tres tareas citadas: extrusión, a través de un molde mejorado, corte, del tipo de los utilizados actualmente, pero que al actuar sobre un número mayor de ladrillos permite obtenerlos en conjuntos de dimensiones adecuadas al secadero, y la preparación para el secado, en la que se evita la manipulación de los ladrillos para poner en relación las dimensiones de la salida del molde con las del secadero.
Este sistema de fabricación por extrusión permite obtener un elevado número de piezas simultáneamente, para lo cual es necesario que la boca que alimenta al molde sea a su vez más ancha que las utilizadas actualmente. La utilización de moldes con un número elevado de salidas comporta además una serie de ventajas, que se describen a continuación.
En primer lugar, se elimina la fase más costosa del proceso de obtención de ladrillos por extrusión: la necesidad de manipular los ladrillos una vez extrusionados para adecuar el número de filones de salida a las dimensiones del secadero que se utilice, ya que con el sistema que se preconiza se pueden adaptar los moldes al número de salidas exactamente necesario para cada secadero. Dado que habitualmente los secaderos tienen una anchura superior a la de la boca de salida del molde, ello obliga, con los sistemas actuales, a una manipulación intermedia entre la extrusión y el secado, con objeto de adecuar el número de ladrillos que se obtiene del molde a la anchura del secadero. Es precisamente el hecho de poder dotar a la boca de salida de una dimensión superior a las actuales lo que permite la citada adaptación del número de filones de salida a las dimensiones del secadero, eliminando con ello la manipulación intermedia.
En segundo lugar, aunque no por ello menos importante, para un mismo caudal de materia prima
(arcilla) , un incremento en el número de salidas da lugar a una disminución automática en la pérdida de carga a lo largo del sistema de extrusión, al ser mayor la sección neta de salida. Es decir, si la producción -y con ella el caudal de salida- se mantiene, y a la vez la boca de salida es de mayores dimensiones, la arcilla deberá atravesarla a una velocidad menor. La relación entre estas magnitudes viene definida por la expresión:
Velocidad = Caudal / sección
Donde se aprecia que si la sección o dimensiones de la boca de salida aumenta y el caudal no se modifica, la velocidad de salida disminuye en proporción inversa. Esto implica un ahorro energético en el sistema de impulsión de la arcilla. A pesar de que se produce un pequeño incremento de pérdida de carga en la boca de impulsión, por ser ésta de mayor longitud para adecuarse a la mayor anchura del molde, este incremento se ve claramente compensado por la disminución de pérdida de carga consecuencia del incremento en la sección de salida, como ya se ha descrito.
En tercer lugar, y siempre tomando como referencia una misma cantidad de arcilla extrusionada por unidad de tiempo, o lo que es lo mismo, una misma producción de ladrillos extrusionados por unidad de tiempo, el incremento en la sección de salida da lugar a una disminución en la velocidad de paso de la arcilla a través del molde. Esta disminución de velocidad implica, a su vez, según la física y la evidencia empírica, un incremento en la presión de la arcilla en el molde. Este incremento en la presión hace que la masa unitaria de cada ladrillo se vea aumentada, consecuencia de un incremento en su densidad al ser mayor la presión de extrusionado. Por tener mayor masa con idéntico volumen, dado que el material se encuentra más cohesionado entre sí a nivel molecular, el ladrillo tiene una resistencia mecánica superior a la que tendría otro de igual masa pero obtenido a través de un proceso de extrusión a mayor velocidad.
Otra ventaja de esta invención, también consecuencia de la menor velocidad de salida de la arcilla, es que se incrementa el tiempo de recompactación de la arcilla dentro del molde, antes de llegar a la zona de extrusionado. Hay que tener en cuenta que para obtener piezas con zonas huecas, es necesario disponer en el molde soportes para sujetar las zonas del mismo que forman los huecos del ladrillo, y que la arcilla debe atravesar dichos soportes. Al atravesarlos, se rompe el flujo uniforme de arcilla, que se recompacta una vez atravesados. Pues bien, la menor velocidad de la arcilla favorece la recompactación y con ello la homogeneidad de la mezcla en el momento del extrusionado. Esto refuerza el efecto descrito en el párrafo anterior, con lo que se aumenta todavía más la compactación de la arcilla. Con ello, el ladrillo o muro de grandes dimensiones obtenido presenta menor riesgo de rotura.
El muro de grandes dimensiones en pieza única que se obtiene por medio de este sistema de fabricación por extrusión, no tiene otros límites que los requeridos en cada caso, siendo la única limitación la anchura, que está limitada por las dimensiones del propio molde, dicha anchura se corresponde con las dimensiones del secadero que se utilice, para facilitar su manipulación y secado.
Además de aportar la ventaja de obtener un muro de grandes dimensiones en pieza única, este puede ser fabricado en diferentes gruesos, ya sea para uso exterior o interior, con una importante diversidad en aspectos decorativos, pudiéndose fabricar en diferentes colores, estampación de figuras decorativas o personalizados con los logotipos o marcas comerciales, incluso con el dibujo del propio ladrillo por medio de plantillas, o envejecidos para ambientes rústicos.
Es propio de la invención que se presenta, un ladrillo de acoplamiento, dicho ladrillo puede ser fabricado tanto de forma unitaria o bien adoptando el sistema que se preconiza, según sean las necesidades requeridas, para facilitar la unión entre muros instalados de forma perpendicular, reduciendo así los costos de montaje y favoreciendo una estética de terminación, además las cámaras interiores del ladrillo pueden tener diferentes diseños, según sean las necesidades de la construcción.
Asimismo citaremos como ventaja la posibilidad de fabricar el muro con los huecos reservados para la colocación de ventanas, puertas y accesorios, rebajando notablemente los costos tanto en mano de obra como en el tiempo total de la ejecución de la obra. Finalmente otra ventaja añadida es que al ser un muro completo, resulta muy manejable y sencillo de ensamblar, además para su colocación no es necesario ningún tipo de material especial, sino los utilizados de forma habitual en cualquier obra.
Para comprender mejor el objeto de la presente invención se ha representado una realización práctica preferencíal de las mismas.
La figura -1- es un diagrama de flujo, donde se aprecia la diferencia entre el sistema que se preconizada y los sistemas convencionales.
La figura-2- muestra un muro de grandes dimensiones en pieza única, en dirección al secadero.
La figura -3- alzado en perspectiva de un muro de grandes dimensiones en pieza única liso y con los huecos reservados para ventanas, puertas, etc.
La figura -4- muestra un detalle de la unión angular entre muros perpendiculares.
El sistema de fabricación por extrusión que se preconiza, obtiene ladrillos de tamaño regular y muros de grandes dimensiones, puede apreciarse en las figuras referenciadas un diagrama de flujo, donde se identifica con el número (1) un molde especialmente adptado, mientras que el número (2) señala respectivamente el mismo elemento en los sistemas actuales. La posición (3) indica un agrupamiento de ladrillos obtenido directamente del molde (1), cuya anchura coincide con la del secadero
(4), por lo que con el sistema que se preconiza no es necesario realizar ningún agrupamiento. Sin embargo, el gráfico pone en evidencia como, con los sistemas actuales, la anchura de salida del molde (2) es claramente inferior a la del secadero (8), formando por tanto un agrupamiento de ladrillos identificado con el número (5) que es necesario manipular hasta conseguir que tenga la anchura del secadero (8), como ocurre con el agrupamiento (6) . Para ello, hay que llevar a cabo una serie de manipulaciones, que se representan con el numero (7) .
Nótese que en el diagrama, ambos secaderos (4) y (8) tienen la misma anchura.
También se muestra un muro de grandes dimensiones (9) en pieza única obtenido mediante el sistema que se preconiza, saliendo del molde especialmente adaptado (1), en dirección al secadero (4), puede fabricarse en diferentes gruesos y cámaras internas diversas, con la posibilidad de poderse practicar los huecos para el alojamiento de ventanas, puertas y accesorios (10) , cuya anchura coincide con las dimensiones del secadero (4); además es propio de la invención un ladrillo de unión (11) , que hace la función de acoplamiento entre muros instalados perpendicularmente.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza del presente invento, así como una forma de llevarlo a la práctica, solo nos queda por añadir que su descripción no es limitativa, pudiéndose efectuar algunas variaciones, siempre y cuando dichas variaciones no alteren la esencialidad de las características que se reivindican a continuación .

Claims

REIVINDICACIONES
1. Sistema de fabricación por extrusión, caracterizado por que el molde adaptado, dispone de un número de salidas muy superior a las soluciones actuales, con una anchura de salida de arcilla superior a los utilizados actualmente.
2. Sistema de fabricación por extrusión, según la anterior reivindicación, caracterizado porque con un único molde, se pueden fabricar tanto ladrillos individuales como muros de grandes dimensiones en pieza única, sin más que adaptar las boquillas de salida.
3. Sistema de fabricación por extrusión, según las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque el muro así obtenido puede ser de grandes dimensiones, con la limitación en anchura del propio molde, siendo la longitud variable según necesidad.
4. Sistema de fabricación por extrusión, según las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque el muro de grandes dimensiones se puede fabricar en diferentes gruesos, para adaptarlo a múltiples aplicaciones.
5. Sistema de fabricación por extrusión, según las anteriores reivindicaciones, caracterizado por un ladrillo de unión que facilita el acoplamiento perpendicular entre muros.
6. Sistema de fabricación por extrusión, según las anteriores reivindicaciones, caracterizado por la posibilidad de fabricar el muro de grandes dimensiones, con los huecos reservados para ventanas, puertas y accesorios.
7. Sistema de fabricación por extrusión, según las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque se eliminan manipulaciones intermedias en el proceso de secado.
PCT/ES2002/000505 2001-10-26 2002-10-25 Sistema de fabricacion por extrusion WO2003035345A1 (es)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ESP200102372 2001-10-26
ES200102372A ES2190367B1 (es) 2001-10-26 2001-10-26 Sistema en un solo paso para la extrusion, corte y preparacion para el secado de ladrillos.
ES200201603A ES2199065B1 (es) 2002-07-09 2002-07-09 Sistema de construccion de muro de grandes dimensiones en pieza unica.
ESP200201603 2002-07-09

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