ES2383658B2 - Dispositivo para ensayo de erosión de materiales fabricados con tierra cruda mediante pulverizado horizontal de agua a presión - Google Patents

Dispositivo para ensayo de erosión de materiales fabricados con tierra cruda mediante pulverizado horizontal de agua a presión Download PDF

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ES2383658B2 ES201230672A ES201230672A ES2383658B2 ES 2383658 B2 ES2383658 B2 ES 2383658B2 ES 201230672 A ES201230672 A ES 201230672A ES 201230672 A ES201230672 A ES 201230672A ES 2383658 B2 ES2383658 B2 ES 2383658B2
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Fernando RUIZ MAZARRÓN
Pablo MOSQUERA ARANCIBIA
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Abstract

Dispositivo para ensayo de erosión de materiales fabricados con tierra cruda mediante pulverizado horizontal de agua a presión que comprende:#- Un bastidor principal (17) con pendiente para evacuar el agua que se comunica con el depósito (14) del sistema de pulverización de agua,#- Dos guías metálicas (10) dispuestas sobre el bastidor principal (17) sobre las que se desliza el bastidor móvil (11),#- Un bastidor móvil (11) portador de la muestra dispuesto sobre las guías metálicas (17),#- Un sistema de pulverización de agua sobre las probetas del bastidor móvil (11) que comprende:#- un depósito de agua (14) que comprende al menos un filtro,#- un difusor de agua pulverizada (2),#- una tubería (18) de conducción de agua del depósito (14) hasta difusor (2)#- una bomba de aspiración de agua (9) conectada a la tubería, de envío de agua a la tubería.

Description

Dispositivo para ensayo de erosión de materiales fabricados con tierra cruda mediante pulverizado horizontal de agua a presión.
Campo de la invención
La presente invención se engloba dentro del campo de los dispositivos de ensayo de erosión, específicamente de materiales de tierra cruda o sin cocer.
Antecedentes
Las especificaciones de la norma analizada sobre erosión de elementos de tierra cruda, varia de un país a otro (caso de normas internacionales como la IS 1725, NZS 4298 o SLS 1382), los tiempos de aplicación de estos ensayos alcanzan varias horas (1-2 horas) o incluso días hasta producir erosión completa.
Son conocidos varios sistemas la erosión de agua que se aplican a diferentes usos como el aparato de erosión de agua especificado en el modelo de utilidad CN201653838U para alta presión de pulso con chorros con un sistema de elevación de la mesa para sujeción de la mesa o un sistema similar descrito en CN101806691A, sin embargo ninguno de estos dispositivos son válidos para aplicar las diferentes especificaciones de ensayo indicadas en la normativa internacional de tierra. Lo mismo ocurre con el estudio de la erosión al desgaste del hormigón descrito en la patente CN201673087, no permite ensayar este tipo de materiales.
El dispositivo de prueba de la erosión con líquido corrosivo descrito en CN201397279 para el estudio de la erosión en materiales o el modelo de utilidad de erosión presurizada a altas temperaturas utilizado en la investigación de la simulación a la abrasión de una caldera de carbón en una planta de energía térmica descrito en la referencia N201314887.
El método para la simulación de la erosión pluvial en un objeto, descrito en la patente WO2009074514 (Novel test method for simulating pluvial erosion), realiza una aplicación vertical sobre el material ensayado.
Sin embargo, ninguno de los dispositivos anteriores permite realizar el ensayo de erosión por pulverizado de agua a presión, aplicando diferentes parámetros de ensayo según las variables a estudiar.
Descripción de la invención
La invención se refiere a un dispositivo para el ensayo de erosión mediante pulverizado horizontal de agua a presión para materiales fabricados con tierra cruda, que supera la problemática detectada en los dispositivos conocidos permitiendo aplicar en el mismo dispositivo la variabilidad de especificaciones encontradas en las normas de tierra internacionales, para el ensayo de unidades de tierra cruda y fábricas de tierra ya ejecutadas, sin necesidad de utilizar dispositivos diferentes, cada uno adaptado a una normativa.
Se entiende por materiales de tierra cruda a aquellos materiales fabricados con tierra sin fase de cocción (bloques de tierra comprimida, adobe, tapial…), estos a su vez pueden ser estabilizados o sin estabilizar.
El dispositivo de ensayo de erosión de materiales fabricados con tierra cruda consigo el efecto indicado por que comprende:
-
Un bastidor principal o base con pendiente para evacuar el agua aplicada que comprende un orificio de salida en uno de sus extremos que se comunica con el depósito del sistema de pulverización de agua,
-
dos guías metálicas dispuestas sobre el bastidor principal sobre las que se desliza el bastidor móvil que permite variar la distancia de la muestra al difusor,
-
un bastidor móvil portador de la muestra dispuesto sobre las guías metálicas, que comprende:
o una pluralidad de tubos concéntricos de 50 a 150 mm de diámetro, para variar la superficie sobre los que se aplica el chorro de agua pulverizada
o un sistema de agarre de probetas que comprende una base y una rejilla metálica de soporte y fijación de la muestra durante el ensayo sobre los tubos concéntricos que limitan la superficie de aplicación en la muestra.
-
un sistema de pulverización de agua sobre las probetas del bastidor móvil que comprende:
o un depósito de agua que comprende al menos un filtro,
o un difusor de agua pulverizada, de cono lleno estándar con conexión rápida (fácil montaje) que permite proporcionar un patrón de aspersión uniforme y con área de impacto redonda, dispuesto frente al bastidor móvil,
o una tubería de conducción de agua del depósito hasta difusor que comprende al menos una llave de carga, una llave de paso de regulación de la presión de agua requerida para cada ensayo y un manómetro,
o una bomba de agua conectada a la tubería que llega al difusor. .
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Tiene como ventajas el que permite:
-
Ensayar muestras de diferentes tamaños gracias al dispositivo de agarre de las probetas.
-
Ensayar a presiones variables dentro de un rango de 1 a 4 bares de presión.
-
Ensayar el material a diferentes distancias, desde el difusor de salida a la muestra.
-
Ensayar sobre distintas áreas de aplicación de la muestra.
El ciclo cerrado de agua del dispositivo permite ensayar las muestras durante varias horas, comportándose como un dispositivo autónomo.
El juego de tubos concéntricos (4 tubos de 50, 100, 125, 150 mm de diámetro) permite ensayar diferentes áreas de aplicación, resolviendo el problema de variabilidad de piezas de tierra cruda (bloques de tierra comprimida, adobe o probetas de tapial…) cuyas dimensiones de su tabla o cara de ensayo están comprendidas en el rango descrito.
Por otro lado, el difusor de salida de agua debe permitir reproducir gotas del orden de 1-3 mm de diámetro y una erosión homogénea en toda el área de impacto.
El dispositivo al ser móvil permite su uso en campo (a pie de obra) o en laboratorio para el ensayo de las piezas in-situ.
La invención no trata de limitarse a la configuración ni a los términos así seleccionados; debe entenderse que cada término específico incluye todos aquellos términos técnicos equivalentes que funcionen de forma similar para conseguir el mismo fin.
Breve descripción de los dibujos
A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como
un ejemplo no limitativo de ésta.
La Figura 1 muestra un diagrama general con los componentes de la invención
La Figura 2 muestra una sección por II-II del bastidor móvil del dispositivo.
En las figuras anteriormente citadas se identifican una serie de referencias que corresponden a los
elementos indicados a continuación, sin que ello suponga carácter limitativo alguno:
1.- Manómetro
2.- Difusor de salida de agua
3.- Llave de paso
4.- Primer filtrado de retorno
5.- Orificio de salida del bastidor principal
6.- Llave de carga
7.- Llave de paso
8.- Segundo conjunto de filtros
9.- Bomba
10.- Guías de sujeción del bastidor móvil
11.- Bastidor móvil
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12.- Juntas de goma
13.- Sistema para la sujeción de las muestras
14.- Depósito de agua
15.- Juego de circunferencias concéntricas para disminuir el área de aplicación (área menor)
16.- Juego de circunferencias concéntricas (área mayor).
17.- Bastidor principal
18.- Tubería
19.- Probeta
Descripción detallada de un modo de realización
A la vista de la figura 1, se trata de un bastidor capaz de canalizar el agua aplicada sobre la muestra dispuesta en un bastidor móvil (11), vertiendo el agua sobre un depósito (14) a través de un orificio (5), tras dos filtrados previos (4,8). Un primer filtrado (4) tras el impacto del agua sobre la pieza de tierra extruida y un segundo filtrado (8) previo al almacenamiento del agua en el depósito (14).
El agua pulverizada a presión (1-4 bar) se consigue con un sistema de bombeo (9) de agua a una tubería (18), y un difusor (2) que produce gotas del orden de 1-3 mm de diámetro, gracias al sistema de rotación interna en el interior de esta. Este sistema de bombeo se completa con una llave de carga (6) y dos llaves de paso (3,7) que nos ayudan a obtener las presiones requeridas para cada muestra medible con un manómetro (1).
Al cuerpo del bastidor principal fijo (17) se le adapta un bastidor móvil (11) sobre dos guías (10) que permite variar la distancia y la superficie de aplicación, además de ser lo suficientemente versátil para poder colocar probetas de diferentes tamaños.
Las diferentes superficies de aplicación sobre las probetas o muestras (19) del bastidor móvil (11) se consiguen a través de un juego de tubos concéntricos (15,16) de diferentes tamaños de 50 a 150 mm de diámetro (la figura 2 muestra dos tubos 15, 16), que se ajusta a la muestra a través de una goma (12) evitando que esta quede dañada. Así mismo, el bastidor móvil comprende un sistema de agarre de probetas (13) que comprende una base y una rejilla metálica de soporte y fijación de la muestra durante el ensayo sobre los tubos concéntricos que limitan la superficie de aplicación en la muestra.
El sistema de guías (10) sobre el que se desliza el bastidor móvil (11) permite estudiar la influencia de la distancia en las diferentes piezas de tierra cruda.
El bastidor principal dispone de unos soportes sobre ruedas que nos permitirán en todo momento trasladar el dispositivo hacia donde apliquemos dicho ensayo.
Este dispositivo sirve como modelo, para el desarrollo de un ensayo normalizado de durabilidad frente a la erosión mediante pulverizado de agua a presión de piezas de tierra cruda, en futuras normas creadas por el Subcomité nº 10 “Edificación con tierra cruda”, perteneciente al comité técnico de normalización CTN 41 “Construcción” de AENOR.
ES 2 383 658 Al

Claims (3)

  1. REIVINDICACIONES
    1- Dispositivo para ensayo de erosión de materiales fabricados con tierra cruda mediante pulverizado horizontal de agua a presión caracterizado por que comprende:
    -
    Un bastidor principal (17) con pendiente para evacuar el agua aplicada que comprende un orificio (5) de salida en uno de sus extremos que se comunica con el depósito (14) del sistema de pulverización de agua,
    -
    dos guías metálicas (10) dispuestas sobre el bastidor principal (17) sobre las que se desliza el bastidor móvil (11),
    -
    un bastidor móvil (11) portador de la muestra (19) dispuesto sobre las guías metálicas (17),
    -
    un sistema de pulverización de agua sobre las probetas del bastidor móvil (11) que comprende:
    o un depósito de agua (14) que comprende al menos un filtro,
    o un difusor de agua pulverizada (2), de cono lleno estándar con conexión rápida (fácil montaje) que permite proporcionar un patrón de aspersión uniforme y con área de impacto redonda, dispuesto frente al bastidor móvil (11),
    o una tubería (18) de conducción de agua del depósito (14) hasta difusor (2) que comprende al menos una llave de carga (6), al menos una llave de paso (3, 7) de regulación de la presión de agua requerida para cada ensayo y un manómetro (1),
    o una bomba de aspiración de agua (9) conectada a la tubería, de envío de agua a la tubería. 2.- Dispositivo según reivindicación 1 caracterizado por que el bastidor móvil comprende:
    o una pluralidad de tubos concéntricos de 50 a 150 mm de diámetro (15, 16), que se ajustan a la muestra a través de una goma (12), y
    o un sistema de agarre de probetas (13) que comprende una base y una rejilla metálica de soporte y fijación de la muestra durante el ensayo dispuesto sobre los tubos concéntricos (15, 16) que limitan la superficie de aplicación en la muestra.
  2. 3.- Dispositivo según reivindicación 2 caracterizado por que el difusor comprende un sistema de rotación interna en el interior de producción de gotas del orden de 1-3 mm de diámetro.
    ES 2 383 658 Al
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 201230672
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 04.05.2012
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : G01N3/56 (2006.01)
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    A
    WO 2009074514 A1 (EADS DEUTSCHLAND GMBH et al.) 18.06.2009, todo el documento. 1,3
    A
    US 4276767 A (CARTWRIGHT FREDERICK D) 07.07.1981, todo el documento. 1,3
    A
    OKA et al. Effective parameters for erosion caused by water droplet impingement and applications to surface treatment technology. ELSEVIER SEQUOIA, LAUSANNE, CH. 27.08.2012. Wear 263 (2007) páginas 386-394. DOI: 10.1016/j.wear.2006.11.022 1-3
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 11.06.2012
    Examinador I. Abad Gurumeta Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 201230672
    Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) G01N Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de
    búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI, INTERNET
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201230672
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 11.06.2012
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-3 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-3 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Consideraciones:
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201230672
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    WO 2009074514 A1 (EADS DEUTSCHLAND GMBH et al.) 18.06.2009
    D02
    US 4276767 A (CARTWRIGHT FREDERICK D) 07.07.1981
  3. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    La presente invención se refiere a un dispositivo de ensayo de erosión de materiales fabricados con tierra cruda mediante pulverizado horizontal de agua a presión sobre una muestra móvil (Reivindicaciones 1-3).
    El documento D01 se considera el más próximo del estado de la técnica al objeto de las reivindicaciones 1 y 3, y divulga un aparato para la simulación de la erosión ocasionada por la lluvia (ver resumen y reivindicaciones) que difiere del objeto de las reivindicaciones 1-3 del dispositivo para ensayo de erosión de agua a presión en que la muestra es móvil y variable en tamaño y área, así como también son variables las presiones y distancias del agua pulverizada a la muestra.
    Por lo tanto, el objeto de estas reivindicaciones cumple los requisitos de novedad y actividad inventiva de acuerdo con el Artículo 6.1 y 8.1 de la Ley 11/1986.
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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