ITUA20164750A1 - Macchinario, impianto e procedimento per la realizzazione di pietre artificiali - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo: “Macchinario, impianto e procedimento per la realizzazione di pietre artificiali”

La presente invenzione si riferisce ad un macchinario, ad un impianto e ad un procedimento per la realizzazione di pietre artificiali ed in particolare di pietre artificiali da utilizzare come materiale da riempimento, ad esempio per gabbioni.

È noto da tempo l'utilizzo di gabbioni per diverse applicazioni, quali ad esempio la realizzazione di strutture contenitive. Solitamente, i gabbioni sono assemblati direttamente sul sito di impiego e sono poi riempiti di un idoneo materiale di riempimento. Preferibilmente, il materiale utilizzato è composto da pietre raccolte sul posto. Per questo motivo, i gabbioni risultano essere una soluzione particolarmente economica e vantaggiosa, richiedendo generalmente il solo trasporto del gabbione vuoto, opportunamente ripiegato.

In alcuni luoghi, tuttavia, non è presente pietrame in quantità sufficiente a riempire i gabbioni necessari. In questi casi, normalmente è necessario prelevare le pietre da una cava e trasportarle sul luogo di installazione dei gabbioni. Naturalmente queste operazioni richiedono un impegno economico notevole, soprattutto nei casi di grandi cantieri, che possono necessitare anche di centinaia di migliaia di metri cubi di pietra.

La presente invenzione intende fornire una soluzione economica ed efficace al problema della reperibilità di materiale idoneo al riempimento di gabbioni.

Al fine di raggiungere tali scopi sopra indicati, la presente invenzione ha per oggetto un macchinario, un impianto ed un procedimento per la realizzazione di pietre artificiali come da rivendicazioni allegate.

La presente invenzione permette la realizzazione di blocchi cementizi da utilizzare come pietre artificiali per riempire gabbioni, senza ricorrere a pietre naturali provenienti da cave, riducendo così significativamente i costi ed i tempi di realizzazione di una struttura di rinforzo a gabbioni. Naturalmente, l'impiego nei gabbioni è solo uno dei possibili impieghi vantaggiosi delle pietre artificiali prodotte con la presente invenzione. Ad esempio, possono essere impiegate per il riempimento di materassi anti erosione o simili, nonché per la realizzazione di muri di sostegno o sottofondi stradali. Nel contesto di questa descrizione, si utilizzeranno alternativamente le espressioni “pietra artificiale” e “blocco” con il medesimo significato.

Secondo una variante particolarmente vantaggiosa, il macchinario comprende una tramoggia dotata di due vibratori, preferibilmente fissati a barre, a loro volta fissate alle pareti esterne della tramoggia, per imprimere una vibrazione all'impasto in essa contenuto e fluidificarlo, come meglio descritto nel seguito.

La presente invenzione fornisce un macchinario particolarmente robusto, durevole e di facile manutenzione, grazie alla presenza di stampi smontabili. Inoltre è facilmente trasportabile ed impiegabile in un impianto, anch'esso oggetto della presente invenzione, semplice ed economico.

Il macchinario è vantaggiosamente dotato di ruote, per consentire di sformare direttamente al suolo le pietre artificiali, nel sito di essiccazione, senza richiedere l'uso di nastri trasportatori o altri sistemi di movimentazione per spostare i blocchi formati dal luogo di produzione al luogo di essiccazione.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno evidenti dalla descrizione dettagliata che segue di una forma preferita di attuazione dell'invenzione, con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

la figura 1 mostra una vista in prospettiva di un macchinario per la produzione di pietre artificiali,

la figura 2 mostra una vista laterale del macchinario raffigurato in figura 1,

la figura 3 è una vista prospettica di una cassaforma rotante, parte del macchinario di figura 1,

la figura 4 mostra una vista frontale della cassaforma rotante di figura 3,

la figura 5 mostra una vista laterale della cassaforma di figura 3, la figura 6 mostra una vista laterale di uno stampo multiplo utilizzabile nella cassaforma di figura 3,

la figura 7 mostra una vista in pianta dello stampo multiplo di figura 6,

la figura 8 mostra la sezione lungo la linea di sezione A-A di figura 6,

la figura 9 mostra un dettaglio della porzione inferiore di una tramoggia, parte del macchinario di figura 1,

la figura 10 mostra un dettaglio di un mescolatore, utilizzabile all'interno della tramoggia,

la figura 11 mostra uno schema d'insieme di un impianto comprendente il macchinario di figura 1,

la figura 12 mostra una vista di una porzione dell'impianto di figura 11, nella direzione della freccia XII,

la figura 13 mostra la fase di alimentazione di impasto nel macchinario per la produzione di pietre artificiali.

Con riferimento ora alle figure 1 e 2, un macchinario 10 per la produzione di pietre artificiali comprende un telaio di supporto 20, una tramoggia 30 ed una cassaforma rotante 40. Con il numero 28 è indicato il quadro elettrico generale del macchinario.

Il telaio di supporto 20, talvolta indicato anche con il nome di “castello”, comprende una pluralità di barre 22, preferibilmente di metallo, connesse tra loro a formare una struttura cui sono fissati i componenti del macchinario 10. Inoltre, è preferibilmente montato su ruote 24, per permettere la movimentazione del macchinario.

Al telaio di supporto 20 sono fissate, l'una sopra l'altra, la tramoggia 30 e la cassaforma rotante 40.

La tramoggia 30 presenta una apertura superiore 32, atta a ricevere malta o calcestruzzo premiscelati, ed un'apertura inferiore 34, atta ad alimentare il materiale alla cassaforma rotante 40 sottostante. All'interno della tramoggia 30 è montato un mescolatore 38; inoltre, all'esterno sono previsti due vibratori 36 atti ad imprimere una vibrazione alla tramoggia stessa ad al suo contenuto. Queste caratteristiche verranno approfondite nel seguito con riferimento alle Figure 9 e 10.

La cassaforma rotante 40, meglio visibile nelle figure 3, 4 e 5, comprende un copro cilindrico 42 di larghezza L e diametro D sulla cui superficie esterna 44 sono fissati una pluralità di stampi 50. La cassaforma rotante è atta a ruotare attorno ad un albero 48 passante per il suo asse, grazie ad un motore e ad un riduttore (non visibili nelle figure) che regolano la velocità di rotazione della cassaforma 40 in base a parametri quali ad esempio la densità dell'impasto adoperato.

La cassaforma 40 è posta al di sotto della tramoggia, allineata all'apertura inferiore 34 della tramoggia stessa, così che l'impasto possa essere colato dalla tramoggia all'interno degli stampi 50 che si trovano nella parte superiore della cassaforma 40. La cassaforma rotante è girevole attorno all'asse 48 nella direzione indicata dalla freccia G. Accostata alla cassaforma rotante 40 è previsto un elemento di protezione 49, a chiusura degli stampi 50.

Con riferimento ora alle Figure 6-8, secondo la forma di attuazione preferita gli stampi 50 sono stampi rimovibili e multipli: ciascuno stampo multiplo 50 è preferibilmente monoblocco, realizzato in un'unica fusione. Ogni stampo 50 comprende una pluralità di forme 52 che, preferibilmente, hanno una base rettangolare, per un massimo sfruttamento della superficie laterale della cassaforma. La lunghezza complessiva dello stampo corrisponde approssimativamente alla larghezza L della cassaforma.

Le forme 52 sono di dimensioni differenti: nell'esempio raffigurato, sono di quattro dimensioni diverse 52a, 52b, 52c, 52d, così da ottenere pietre artificiali di quattro forme e dimensioni differenti. Nel caso si vogliano adoperare per il riempimento di gabbioni, infatti, una eccessiva regolarità non sarebbe infatti vantaggiosa. Al contrario, per un riempimento stabile ed efficace è necessario disporre di pietre artificiali di dimensioni varie. L'impiego di stampi multipli, con forme di dimensioni diverse, permette così di produrre in contemporanea pietre di diverse dimensioni, senza la necessità di utilizzare per un medesimo gabbione blocchi ottenuti da macchinari diversi.

Per favorire l'estrazione dei blocchi dalle forme, queste presentano preferibilmente pareti laterali 54 leggermente inclinate, nonché spigoli 56 smussati. Inoltre sono prive soluzione di continuità tra le pareti laterali 54 ed il fondo 55, che quindi non presentano giunti o altre connessioni. Sempre per favorire l'estrazione dei blocchi, può essere impiegato un liquido distaccante, spruzzato da un apposito ugello negli stampi, prima del loro riempimento con l'impasto cementizio. L'ugello, non visibile nelle figure, è montato all'interno di un carrello 58 (figura 1 e 2), mobile lungo tutta la larghezza L della cassaforma, così da poter spruzzare tutte le forme 52 di ciascuno stampo 50.

Alle estremità di ciascuno stampo sono previsti alloggiamenti 60 per gli elementi di connessione al corpo cilindrico 42. Tipicamente gli elementi di connessione comprendono viti 62 e dadi 63. Gli alloggiamenti 60 comprendono una parete di fondo 64, in cui sono ricavati fori 66 per le viti 62, ed una parete superiore 68 di protezione, che impedisce al cemento versato dalla tramoggia di coprire le viti 62. Lateralmente gli alloggiamenti 60 sono aperti per permettere un agevole accesso alle viti 62, nel caso si vogliano sostituire gli stampi.

Come visibile nelle figure 3 e 5, tra gli stampi 50 ed il corpo cilindrico 42 sono presenti elementi antivibrazioni 70; si tratta di dischi di materiale smorzante, cioè che assorbe le vibrazioni (ad esempio gomma), disposti tra stampi e corpo cilindrico e attraversati dalle viti 62. In questo modo, eventuali vibrazioni dell'albero 48, anche causate dai vibratori 36 della tramoggia, non vengono trasmesse agli stampi.

Si noti inoltre che l'utilizzo di stampi rimovibili consente una elevata flessibilità, poiché per ottenere blocchi di dimensione diversa è sufficiente sostituire gli stampi montati sul macchinario. Ma soprattutto, è di particolare interesse la possibilità di sostituire uno stampo danneggiato senza dover sostituire l'intera cassaforma. Si consideri infatti che il macchinario 10 è pensato per essere utilizzato in cantieri, in cui detriti abbondano, il personale non è necessariamente esperto e pertanto un danneggiamento di uno stampo non è purtroppo un evento impossibile.

La figura 9 mostra la porzione inferiore 31 della tramoggia 30. L'apertura inferiore 34 della tramoggia 30 è rettangolare, con la sua dimensione maggiore estesa parallelamente alla direzione dell'asse della cassaforma.

Una coppia di barre 80 con sezione a U è fissata esternamente alla tramoggia, in prossimità dell'apertura inferiore 34. Le coppie di barre 80 sono disposte parallele alla direzione dell'asse della cassaforma e si estendono per tutta la lunghezza della tramoggia. Ciascuna barra a U è fissata alla tramoggia in modo da formare, con la parete laterale 33 della tramoggia, un canale chiuso 82.

Esternamente, su ciascuna barra 80 è fissata una piastra 84 di ancoraggio per un vibratore 36. In questo modo, è possibile utilizzare un calce struzzo cosiddetto semiasciutto, cioè avente una ridotta percentuale di acqua: la vibrazione infatti fluidifica il calcestruzzo semiasciutto, rendendo possibile colarlo in una cassaforma. Nel momento in cui il calcestruzzo viene colato nella forma, non essendo più soggetto alla vibrazione, perde fluidità e, quindi, è possibile estrarlo immediatamente dalla cassaforma, senza necessità di pressarlo o attendere l'asciugatura.

La vibrazione, consentendo l'utilizzo di un calcestruzzo a ridotta percentuale di acqua, permette di abbreviare i tempi di fabbricazione delle pietre artificiali. Allo stesso tempo, consente di versare il calcestruzzo allo stato fluido, migliorando l'uniformità di riempimento degli stampi e, quindi, evitando crepe e fratture nelle pietre prodotte.

Perché il calcestruzzo sia sufficientemente fluidificato, però, è necessario che la vibrazione sia uniforme in tutto il materiale, da cui la necessità di impiegare almeno due vibratori e di due barre che fungano da propagatori della vibrazione. La richiedente ha infatti verificato che la conformazione a U delle barre e il loro posizionamento sopra descritto consentono di propagare in modo efficace la vibrazione lungo tutta la lunghezza della tramoggia e, di conseguenza, a tutto il materiale in essa contenuto. In assenza di tali barre, invece, l'impasto è soggetto in modo diverso a vibrazioni a seconda di dove si trova nella tramoggia e, di conseguenza, le porzioni di impasto che non sono sottoposte a sufficienti vibrazioni possono avere difficoltà a riempire le forme.

La richiedente ha altresì verificato sperimentalmente che è importante ridurre il più possibile le vibrazioni impresse alla cassaforma, che aumentano in modo significativo l'occorrenza di rottura dei blocchi.

Per questo motivo, in una variante non raffigurata, il telaio di supporto 20 è suddiviso in due parti: una inferiore, cui è fissata la cassaforma rotante, ed una superiore, cui è fissata la tramoggia. Le due porzioni di telaio sono connesse con interposizione di un materiale che assorba le vibrazioni, ad esempio una gomma, in modo che le vibrazioni impresse alla tramoggia non siano trasferite alla cassaforma.

La figura 10 mostra un mescolatore 90, preferibilmente previsto all'interno della tramoggia 30, per mescolare continuativamente il materiale in essa contenuto. Il mescolatore 90 comprende un'asta 92, attorno alla quale sono dispone una pluralità di pale 94, spaziate tra loro longitudinalmente e radialmente. L'asta 92, azionata da un attuatore non raffigurato, ruota su sé stessa, causando la rotazione delle pale 94, che mescolano così il materiale. In tal modo il mescolatore non solo garantisce l'omogeneità dell'impasto, ma agisce anche insieme ai vibratori e alle barre a U per permettere di imprimere a tutto l'impasto una vibrazione uniforme.

Con riferimento ora al processo di produzione di pietre artificiali, la tramoggia viene riempita con materiale pre miscelato in un apposito miscelatore, distinto dal macchinario 10 per la fabbricazione delle pietre artificiali. Tipicamente, vengono mescolati cemento e acqua, con l'eventuale aggiunta di sabbia e/o ghiaia, per l'ottenimento di malta o calcestruzzo.

L'impasto pre miscelato viene immesso nella tramoggia 30, dove il mescolatore 90 continua a mescolarlo. I vibratori 36 con la loro azione fluidificano l'impasto, che scende attraverso l'apertura inferiore 34 della tramoggia 30 e riempie le forme 52 dello stampo 50 disposto in corrispondenza dell'apertura inferiore 34. La cassaforma 40 ruota nella direzione della freccia G, in modo che un nuovo stampo 50, vuoto, sia posizionato sotto all'apertura della tramoggia, mentre lo stampo precedentemente riempito viene allontanato. Per effetto del movimento della cassaforma, lo stampo riempito si trova ad essere chiuso superiormente dall'elemento di protezione 49 che trattiene i blocchi di cemento nelle forme fino al momento della loro estrazione. In sostanza, l'elemento di protezione 49 è una lamiera che, non essendo posta in rotazione assieme alla cassaforma, chiude gli stampi 50 subito dopo che sono stati riempiti e li mantiene chiusi fino a quando, per effetto della rotazione della cassaforma, questi siano disposti affacciati alla superficie di deposito. Quando lo stampo si trova in questa posizione, non essendo più chiuso dall'elemento di protezione 49 ed avendo le forme 52 con le aperture rivolte verso il basso, il materiale all'interno delle forme esce, per effetto della forza di gravità, in forma di blocchi di dimensioni predefinite. La funzione della lamiera di protezione 49 è quindi quella di evitare che i blocchi cadano troppo presto e da un'altezza troppo elevata, frantumandosi.

Sebbene il macchinario possa essere impiegato efficacemente per depositare blocchi su un nastro trasportatore, senza necessità di muovere il macchinario stesso, la richiedente ha previsto di montare il telaio di supporto su ruote 24, così da poter muovere il macchinario 10 durante la produzione dei blocchi, che possono essere adagiati direttamente al suolo. In questo modo si semplifica significativamente l'impianto complessivo, con riduzione dei costi e del rischio di guasti.

Con riferimento ora allo schema complessivo dell'impianto di produzione di figura 11, l'impianto 100 comprende una stazione di impasto, comprendente un serbatoio 110 entro il quale vengono mescolati cemento e acqua, con l'eventuale aggiunta di sabbia e/o ghiaia, per l'ottenimento di malta o calcestruzzo. Si noti che in alcuni siti ci può essere ampia disponibilità di sabbia o ghiaia, pur non essendo disponibile pietrame di grana sufficientemente grossa da essere direttamente impiegato nei gabbioni.

Nell'impasto possono essere anche aggiunte fibre sintetiche e/o metalliche, per aumentare la resistenza delle pietre artificiali che si intende produrre, nonché additivi chimici.

L'impasto così ottenuto viene trasferito ad una stazione di erogazione 120, che comprende due bocche di erogazione 122, una delle quali è visibile nel dettaglio di figura 12. Un carrello elevatore 130, dotato di una tramoggia 132, preleva l'impasto dalla bocca di erogazione 122 e lo trasferisce ad un macchinario 10 per la produzione di pietre artificiali. Nell'impianto di figura 11 sono raffigurate due bocche di erogazione 122, con due carrelli elevatori 130 in fase di carico. Si noti che questo sistema di alimentazione di impasto al macchinario 10 non interferisce con la possibilità di movimento del macchinario stesso durante la produzione.

Il macchinario 10 per la produzione di pietre artificiali viene movimentato durante tutta la produzione, così che depositi i blocchi direttamente sul suolo in una zona di deposito 140; in figura 11 è indicata una possibile traiettoria 150 del macchinario nella zona di deposito 140. Al termine di un turno lavorativo di 8 ore, il macchinario viene preferibilmente spostato in una zona di deposito 140' diversa, dove depositerà blocchi per le successive 8 ore.

Nelle aree di deposito 140, 140' i blocchi sono lasciati almeno per il tempo necessario all'asciugatura. La completa asciugatura richiede generalmente circa 8h, dopo le quali i blocchi possono essere impiegati come pietre artificiali o comunque possono essere trasferiti altrove senza necessità di mantenerli distanziati tra loro. Di conseguenza, al termine di un secondo turno lavorativo si possono rimuovere i blocchi prodotti durante il primo turno, liberando la relativa zona di deposito 140 per un terzo turno.

La cassaforma rotante 40 descritta sopra può avere una dimensione variabile, normalmente compresa tra 1 e 2 m. Nel caso di una cassaforma di lunghezza pari a circa 1,5m, un giro della cassaforma produce blocchi per 0,53m<3>, impiegando circa 2 minuti. Nel caso in cui la tramoggia vada riempita ogni quattro giri della cassaforma, i tempi di carico complessivi in un turno di 8 ore ed i tempi di trasferimento da una zona di deposito 140 ad un'altra sono inferiori all'ora. In un turno lavorativo di 8 ore si producono oltre 100 m<3>di blocchi.

L'impianto sopra descritto non solo fornisce pietre artificiali in zone prive di pietre naturali, ma elimina anche la necessità di effettuare una cernita delle pietre per selezionare quelli con dimensioni adatte all'impiego previsto, ad esempio sufficienti ad essere trattenuti dalle maglie di un gabbione. I blocchi C ottenuti con la presente invenzione, infatti, sono tutti di dimensioni predeterminate.

Si noti poi che il macchinario 10 per la produzione dei blocchi, può essere facilmente trasportato in un container, così da consentire la fabbricazione dei blocchi direttamente nel sito di impiego, dove sarà sufficiente fornire almeno un carrello elevatore ed una stazione di impasto, senza necessità, ad esempio, di alcun nastro trasportatore. Inoltre, come ben visibile nella Figura 1, è di facile pulizia perché solamente una parte degli stampi 50 risultano coperti dalla lamiera di protezione 49, mentre gli altri sono di facile accesso. In tal modo, ad esempio, è possibile pulire la cassaforma rotante con un getto d'acqua indirizzato verso gli stampi scoperti mentre la cassaforma è posta in rotazione.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchinario (10) per la produzione di pietre artificiali, comprendente: - una tramoggia (30), dotata di una apertura inferiore (34), la tramoggia essendo atta a contenere un impasto di almeno cemento e acqua e a convogliarlo attraverso l'apertura inferiore (34), e - una cassaforma rotante comprendente un corpo cilindrico girevole dotato di una pluralità di stampi (50), la cassaforma rotante (40) essendo disposta al di sotto della tramoggia (30), così che almeno uno stampo (50) sia disposto in corrispondenza dell'apertura inferiore (34) della tramoggia (30) per ricevere dalla tramoggia l'impasto, in cui su due pareti opposte della tramoggia (30) sono disposti due vibratori (36), atti ad imprimere una vibrazione alla tramoggia.
2. 2. Macchinario (10) secondo la rivendicazione precedente in cui su due pareti opposte della tramoggia (30) sono fissate due barre (80), cui sono rispettivamente fissati i due vibratori (36).
3. 3. Macchinario (10) secondo la rivendicazione precedente in cui le due barre hanno sezione a U.
4. 4. Macchinario (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui la tramoggia (30) è dotata al suo interno di un mescolatore (92) girevole.
5. 5. Macchinario (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui gli stampi rimovibili (50) sono selettivamente fissabili al corpo cilindrico (42).
6. 6. Macchinario (10) secondo la rivendicazione precedente in cui tra gli stampi (50) ed il corpo cilindrico (42) sono presenti elementi antivibrazioni (70).
7. 7. Macchinario (10) secondo la rivendicazione precedente in cui gli elementi antivibrazioni (70) sono dischi di materiale smorzante disposti tra stampi e corpo cilindrico e attraversati da elementi di connessione (62, 63) che fissano gli stampi al corpo cilindrico.
8. 8. Macchinario (10) secondo la rivendicazione precedente in cui gli elementi antivibrazioni (70) sono dischi di gomma.
9. 9. Impianto (100) per la realizzazione di pietre artificiali, comprendente: - una stazione di impasto (110) di almeno cemento e acqua, - un macchinario (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
10. 10. Procedimento per la realizzazione di pietre artificiali, comprendente le fasi di: - impastare almeno cemento e acqua, - trasferire l'impasto ottenuto in una tramoggia (30), - imprimere una vibrazione alla tramoggia azionando due vibratori (36) disposti su due pareti opposte della tramoggia (30), - versare l'impasto da una apertura (34) della tramoggia (30) in almeno una forma di una cassaforma rotante (40) per formare almeno una pietra artificiale, - ruotare la cassaforma rotante per sformare, per gravità, l'almeno una pietra artificiale.