FANDOS ARIÑO, Vicente (C/ Asturias, nº 4 Pol. Ind. El ColaorOnda, Castellon, E-12200, ES)
VIGIL FERNÁNDEZ, Francisco (C/ Asturias, nº 4 Pol. Ind. El ColaorOnda, Castellon, E-12200, ES)
FANDOS ARIÑO, Vicente (C/ Asturias, nº 4 Pol. Ind. El ColaorOnda, Castellon, E-12200, ES)
| REIVINDICACIONES 1,- Proceso para Ia formación de láminas, baldosas y azulejos cerámicos que comprende las siguientes etapas: a) Formación de una capa continua mediante Ia deposición de al menos una suspensión acuosa cerámica sobre un filtro banda (200), horizontal, con movimiento continuo, y que dispone al menos de una banda filtrante (201) y de paredes laterales para retener Ia suspensión. b) Deshidratación parcial de Ia capa continua acuosa mediante filtración por vacío aplicado en Ia parte inferior de Ia banda filtrante (201). c) Eventualmente, repetición de las etapas a) y b) un número n de veces para Ia obtención de una primera lámina húmeda compuesta por n capas sucesivas. d) Una segunda deshidratación de Ia primera lámina húmeda anterior mediante Ia filtración por presión mecánica entre bandas, siendo permeable una de ellas, hasta obtener una segunda lámina con una humedad residual final. e) Transferencia de Ia segunda lámina desde el filtro banda (200) a una estación de prensado en continúo (500) donde se Ie confiere Ia compactación y Ia resistencia mecánica necesaria. 2.- Proceso según Ia reivindicación 1 , caracterizado porque Ia deposición de las suspensiones acuosas sobre la banda filtrante (201) se realiza mediante tolvas de almacenamiento (100) que disponen de un dispositivo de control del espesor (102) de Ia capa. 3.- Proceso según Ia reivindicación 1 , caracterizado porque Ia temperatura de las suspensiones acuosas en las tolvas de almacenamiento (100) se encuentra entre Ia temperatura ambiente y 7O0C. 4.- Proceso según Ia reivindicación 1 , caracterizado porque Ia filtración por vacio se realiza por Ia creación de una depresión en Ia parte inferior de Ia banda filtrante (201 ), o presión negativa, comprendida entre 100 y 700 mm Hg. HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) 5.- Proceso según Ia reivindicación 1 , caracterizado porque Ia filtración por presión mecánica entre bandas se realiza mediante el incremento progresivo de Ia presión hasta alcanzar un valor máximo que oscila entre 1 y 20 Kg/cm2 y un posterior descenso progresivo hasta Ia presión ambiental. 6.- Proceso según Ia reivindicación 1 , caracterizado porque el prensado en continuo se realiza mediante el incremento progresivo de Ia presión hasta alcanzar un valor máximo que oscila entre 20 y 200 Kg/cm2 y un posterior descenso progresivo hasta Ia presión ambiental. 7,- Proceso según Ia reivindicación 1 , caracterizado porque Ia lámina obtenida puede ser cortada en baldosas y azulejos de menor tamaño o puede servir como material base para prensas de de mayor capacidad, antes del secado y Ia cocción. 8.- Planta para Ia formación de láminas, baldosas y azulejos de acuerdo con el proceso indicado en las reivindicaciones anteriores, que comprende los siguientes elementos o dispositivos: a) Filtro banda (200), horizontal, con movimiento continuo. b) Tolvas de almacenamiento (100) de suspensiones acuosas desde las que se realiza Ia deposición de las capas sobre el filtro banda. c) Dispositivo para Ia filtración por vacío (300). d) Dispositivo para Ia filtración por compresión mecánica (400), entre bandas. e) Estación de prensado en continuo (500). f) Mecanismo de transporte (600) para transferir Ia lámina creada entre el filtro banda (200) y Ia estación de prensado en continuo (500). 9.- Planta según Ia reivindicación 8, caracterizada porque el filtro banda (200) dispone de paredes laterales para retener las suspensiones acuosas y de al menos una banda filtrante (201 ) que se mueve continuamente en una dirección (X). 10.- Planta según Ia reivindicación 8. caracterizada porque cada una de las tolvas de almacenamiento (100) posee una cuchilla (101 ), situada perpendicularmente HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) respecto a Ia banda filtrante (201), de forma que el espesor de Ia capa depositada viene determinado por Ia altura entre Ia cuchilla (101 ) y Ia banda filtrante (201). 11.- Planta según Ia reivindicación 10, caracterizada porque cada una de las tolvas de almacenamiento posee un dispositivo para el control del espesor (102) de Ia capa depositada que regula Ia altura de Ia cuchilla (101 ) respecto a Ia banda filtrante (201). 12.- Planta según Ia reivindicación 8, caracterizada porque cada una de las tolvas de almacenamiento contienen al menos un elemento calefactor (103) y un dispositivo de control de Ia temperatura (104) de las suspensiones acuosas. 13.- Planta según Ia reivindicación 8, caracterizada porque el dispositivo para Ia filtración por vacío (300) está situado en Ia parte inferior de Ia banda filtrante (201). 14.- Planta según Ia reivindicación 13, caracterizada porque el sistema de filtración por vacío comprende al menos una bomba de vacío y un sistema para Ia evacuación continúa del agua recogida en Ia filtración. 15.- Planta según Ia reivindicación 8. caracterizada porque el dispositivo para Ia filtración por compresión mecánica (400) consta de una parte superior y otra inferior entre las cuales se mueve Ia banda filtrante (201). 16.- Planta según Ia reivindicación 15, caracterizada porque Ia parte superior del dispositivo para Ia filtración por compresión mecánica (400) está compuesta de una banda superior impermeable (411), de una pluralidad de rodillos superiores de filtrado (412) y de un elemento de posición de filtrado (413) que ejerce una fuerza vertical sobre cada uno de los rodillos individualmente. 17.- Planta según Ia reivindicación 15, caracterizada porque Ia parte inferior del dispositivo para Ia filtración por compresión mecánica (400) está compuesto de una banda inferior permeable (421) y de una pluralidad de rodillos perforados inferiores (422). Tanto Ia banda permeable como los rodillos perforados permiten Ia evacuación del agua durante Ia filtración. HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) 18.- Planta según Ia reivindicación 15, caracterizada porque Ia parte superior y Ia parte inferior se mueven en movimiento continúo sincronizado con Ia banda filtrante (201). 19.- Planta según Ia reivindicación 8, caracterizada porque Ia estación de prensado en continuo (500) consta de una parte superior y otra inferior. 20.- Planta según Ia reivindicación 19. caracterizada porque Ia parte superior de Ia estación de prensado está compuesta de una banda superior (511), de una pluralidad de rodillos superiores de compactación (512) y de un elemento de posición de compactación (513) que ejerce una fuerza vertical sobre cada uno de los rodillos individualmente. 21.- Planta según Ia reivindicación 19, caracterizada porque Ia parte inferior de Ia estación de prensado contiene una banda inferior (521) con paredes laterales para retener Ia lámina durante el prensado y de una pluralidad de rodillos (522). 22.- Planta según Ia reivindicación 19, caracterizada porque Ia parte superior y Ia parte inferior se mueven en movimiento continúo sincronizado con Ia banda transportadora. HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) |
La invención se refiere a un proceso de formación de láminas, baldosas y azulejos cerámicos, así como a Ia planta de producción utilizada. Su campo de aplicación es el de Ia fabricación de materiales cerámicos, en general.
Antecedentes de Ia invención
El proceso de producción de baldosas y azulejos cerámicos puede resumirse en tres etapas esenciales: conformado, secado y cocción. Entre cada una de estas etapas se pueden realizar distintos procesos de esmaltado y decoración de las baldosas.
El conformado de las baldosas se realiza mediante dos procesos distintos: por prensado en seco de polvos cerámicos ligeramente humectados o por extrusión de materiales cerámicos en estado plástico. De los dos métodos, el prensado en seco es el más ampliamente utilizado.
Algunos de los inconvenientes que presentan los métodos de conformado citados son los siguientes; el tamaño máximo de producción de las baldosas está limitado por el proceso, Ia inversión en maquinaria es elevada y Ia productividad es baja.
Además, uno de los problemas más importante en el estado de Ia técnica actual es el del gran consumo energético de los procesos de conformado utilizados. En el método de conformado por prensado, Ia preparación de los polvos cerámicos se realiza mediante secado por atomización de suspensiones acuosas cerámicas, con Io que se necesita un gran aporte calorífico para eliminar aproximadamente un 30% del agua que contienen las suspensiones. En el caso de Ia extrusión, las baldosas poseen aproximadamente un 20% de agua que debe ser eliminada en una etapa posterior de secado muy prolongada. Este elevado consumo energético lleva asociado un alto coste del producto y un gran impacto medioambiental ocasionado
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) por la emisión de CO 2 , ya que el combustible utilizado generalmente es el gas natural.
Descripción de Ia invención
La presente invención desarrolla un nuevo proceso de conformado de láminas cerámicas que mejora o elimina los inconvenientes descritos con anterioridad. Las baldosas y los azulejos del tamaño deseado se obtienen por corte de Ia lámina conformada.
Una diferencia esencial respecto a los métodos de conformado anteriores reside en que el material de partida consiste en suspensiones acuosas cerámicas, en lugar de polvos cerámicos humectados o masas plásticas cerámicas.
El conformado de láminas descrito en Ia presente invención se realiza mediante un proceso que comprende las siguientes operaciones básicas:
1) Deposición continua de una o varias capas de suspensiones acuosas cerámicas sobre un filtro banda horizontal en movimiento continuo que dispone de una banda filtrante.
2) Deshidratación de las capas de suspensiones depositadas en el filtro banda dando lugar a lámina húmeda continua formada por una o varias capas. La deshidratación se realiza en dos etapas: Ia primera por filtración al vacío de cada una de las capas individuales y Ia segunda por compresión mecánica entre bandas de Ia lámina creada.
3) Compactación de Ia lámina previamente obtenida en el filtro banda, que a estos efectos es transferida hasta una estación de prensado en continuo.
La lámina obtenida tras el prensado en continuo representa el final del proceso de conformado de acuerdo con Ia presente invención. Dicha lámina continua puede ser cortada en los tamaños de baldosa o azulejos deseados o puede servir como material base para Ia realización de un segundo prensado en prensas de mayor capacidad, antes del secado y Ia cocción.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) La invención también incluye una planta de conformado de acuerdo con el proceso descrito.
Dicha planta comprende:
• Un dispositivo para Ia deposición continua de suspensiones acuosas cerámicas que incorpora un filtro banda horizontal en movimiento continuo, el cual dispone de un elemento filtrante y paredes laterales para retener las suspensiones depositadas.
• Un dispositivo de vacío que produce una primera filtración del agua de las suspensiones a través del elemento filtrante.
• Un dispositivo que da lugar a una segunda filtración por compresión mecánica entre una banda impermeable y otra permeable.
• Un mecanismo de transporte para depositar Ia lámina húmeda formada sobre el filtro banda a una banda transportadora.
• Una estación de prensado en continuo con paredes laterales y donde se produce Ia compactación de Ia lámina.
Una ventaja sustancial de Ia presente invención es que Ia deshidratación de las suspensiones acuosas se realiza mediante filtración a través del filtro banda. La filtración es un método físico de separación de sólidos y líquidos, cuyo consumo energético es muy inferior respecto al secado térmico, con Io que se obtienen ventajas sustanciales con el proceso objeto de Ia invención.
Otra ventaja importante es que durante las distintas etapas que componen el conformado de Ia lámina continua, ésta puede ser decorada mediante técnicas habituales, incluyendo Ia decoración con suspensiones cerámicas coloreadas. También se puede realizar el esmaltado líquido de las baldosas antes del prensado.
Otra ventaja adicional es que las dimensiones de las láminas obtenidas sólo están limitadas por el ancho del filtro banda o de Ia estación de prensado continua. La longitud de Ia lámina puede ser tan grande como se desee.
Breve descripción de los dibujos.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) Para complementar Ia descripción que antecede, y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de Ia invención, se va a proceder a realizar una descripción detallada de una realización preferida, en base a un juego de planos que se acompaña a esta memoria descriptiva y en donde, con carácter orientativo y no limitativo, se ha representado Io siguiente.
La figura 1 muestra un esquema de Ia planta de conformado de Ia invención.
En Ia figura anterior las referencias numéricas corresponden a las siguientes partes y elementos:
100. Tolvas de almacenamiento
101. Cuchilla
102. Dispositivo para el control del espesor
103. Elemento calefactor
104. Dispositivo de control de Ia temperatura
200. Filtro banda horizontal
201. Banda filtrante
300. Dispositivo para Ia filtración por vacío
400. Dispositivo para Ia filtración por compresión mecánica
411. Banda impermeable superior
412. Rodillos superiores de filtrado
413. Elemento de posición de filtrado
421. Banda permeable inferior
422. Rodillos perforados inferiores 500. Estación de prensado en continúo
511. Banda superior
512. Rodillos superiores de cornpactación
513. Elemento de posición de compactación
521. Banda inferior
522. Rodillos inferiores
600. Mecanismo de transporte
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) Descripción detallada de una realización preferida.
De acuerdo con Ia figura 1 , el proceso se inicia a partir de Ia deposición de una capa de una suspensión acuosa cerámica desde una tolva de almacenamiento (100) sobre un filtro banda (200) con movimiento continuo en una dirección (X), que posee paredes laterales y una banda filtrante (201). La suspensión se mantiene a Ia temperatura deseada mediante el elemento calefactor (103) y un dispositivo de control (104) situados en Ia tolva.
La cantidad de suspensión depositada en el filtro banda viene determinada por el espesor de Ia capa formada. La tolva tiene una cuchilla (101) situada perpendicularmente al plano horizontal del filtro banda y un dispositivo de control del espesor (102) que mide Ia altura entre Ia cuchilla y el filtro. En función del espesor deseado, Ia cuchilla es desplazada verticalmente por el dispositivo de control del espesor (102).
Tras Ia formación de Ia capa líquida de espesor constante, Ia banda filtrante (201) avanza en Ia dirección X hasta una estación de filtración al vacío (300), donde una parte del agua que contiene Ia capa líquida atraviesa Ia banda filtrante (201 ) por efecto de Ia diferencia de presión creada, normalmente de 100 a 700 mm Hg. La deshidratación parcial de Ia capa líquida produce sobre el filtro banda (200) una capa sólida con una humedad determinada. El agua filtrada es recogida y evacuada mediante un dispositivo cerrado de vacío (no mostrado en el dibujo).
Tal como se indica en Ia figura 1 , a medida que avanza Ia banda filtrante (201), sobre Ia capa sólida formada se pueden depositar más capas de suspensiones que son deshidratadas individualmente por filtración a vacío. Cada una de las capas formadas posee un espesor predeterminado por Ia altura entre Ia cuchilla (101) de Ia tolva correspondiente y Ia capa sólida formada con anterioridad. Las capas sucesivas forman una lámina continúa.
La lámina formada se mueve con el banda filtrante (201) hasta una estación de filtración por compresión mecánica (400) entre bandas. A medida que avanza por el interior de dicha estación, Ia lámina y Ia banda filtrante (201) son sometidas a
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) una presión creciente entre una banda impermeable superior (411) y una banda permeable inferior (421).
La banda impermeable superior (41 1) y Ia banda permeable inferior (421) se mueven sincronizadamente con el filtro banda y giran alrededor de un sistema de rodillos. En Ia zona de compresión, existen una serie de rodillos superiores de filtrado (412) enfrentados entre sí con una serie de rodillos inferiores perforados (422).
La presión ejercida sobre Ia lámina es producida por Ia acción de un elemento de posición de filtrado (413) individualmente sobre cada uno de los rodillos superiores de filtrado (412). de forma que cada uno de ellos transfiere Ia presión a Ia lámina a través de Ia banda impermeable superior (411). Como es obvio, los rodillos inferiores perforados (422) pueden girar sobre su propio eje, pero no poseen movimiento vertical, es decir, forman un plano fijo horizontal sobre el que se mueve Ia banda inferior. De esta forma, el agua filtrada es evacuada por Ia parte inferior a través de Ia banda permeable inferior (421 ) y de los rodillos inferiores perforados (422).
Como se ha indicado anteriormente, Ia presión ejercida en Ia estación de filtración por compresión mecánica (400) se va incrementando progresivamente hasta una valor máximo comprendido entre 1 y 20 Kg/cm 2 , para luego decrecer progresivamente hasta su salida de Ia estación. Con ello se evita que una parte del agua filtrada pueda volver a ser absorbida por Ia lámina.
La lámina con una humedad residual característica es transferida mediante un mecanismo de transporte (600) desde Ia banda filtrante (201) hasta una cinta transportadora donde se encuentra una estación de prensado en continuo (500).
En dicha estación de prensado en continuo (500), Ia lámina es compactada por Ia presión ejercida por una banda superior (511) y una banda inferior (521), convencionales, las cuales se mueven sincronizadamente con Ia banda transportadora y giran alrededor de un sistema de rodillos. En Ia zona de
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) compresión, existen una serie de rodillos superiores de compactación (512) enfrentados entre sí con una serie de rodillos inferiores (522).
La presión ejercida sobre Ia lámina es producida por Ia acción de un elemento de posición de compactación (513) individualmente sobre cada uno de los rodillos superiores, de forma que cada uno de ellos transfiere Ia presión a Ia lámina a través de Ia banda superior. Como es obvio, los rodillos inferiores pueden girar sobre su propio eje, pero no poseen movimiento vertical, es decir, forman un plano fijo horizontal sobre el que se mueve Ia banda inferior.
La compactación de Ia lámina se produce por el incremento progresivo de Ia presión en Ia estación de prensado en continuo hasta alcanzar un valor máximo comprendido entre 20 y 200 Kg/cm 2 , para luego decrecer progresivamente hasta su salida de Ia estación. Con ello se tiene en cuenta Ia dilatación de Ia lámina tras el prensado.
Serán evidentes para el experto en Ia materia una serie de variantes y modificaciones que, respetando Ia esencialidad de Ia invención, adapten el proceso al diseño y los medios de producción disponibles. Asimismo, y buscando una mayor claridad de exposición, no se ha considerado preciso describir en detalle determinados elementos, como el dispositivo para el control del espesor de Ia lámina cerámica, o los dispositivos de aplicación de presión a los rodillos que, siendo convencionales, podrán realizarse de muy distintas maneras.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)
Next Patent: COLLAPSIBLE BOX