Introducción
Bienvenido a nuestro blog. Aquí encontrarás los pasos a seguir para el diseño de un dispositivo que permita extraer el contenido de una olla mondonguera de 15 litros y servirlo, bien sea en platos, o en otro dispositivo de almacenamiento.
Este proyecto es realizado por el Grupo 2, integrado por:
- Francisco Bullones 09-10117
- Rubén Hidalgo 09-10409
- Jon Olabeaga 09-10581
NECESIDAD
Se requiere diseñar un dispositivo para ollas mondongueras
de 15 litros que permita extraer la sopa (líquido y sólidos) y
dispensarla en los platos.
ESPECIFICACIONES
Funcionales
• Peso menor a 10 K.
• La distancia de los platos a la olla no debe ser menor de 600mm ni mayor de 2000mm.
• Para ser usado en ollas mondongueras de 15 litros (+/- 2 litros) comerciales.
• Podrá manejar sopas compuestas por líquidos y sólidos calientes , hasta 120 C.
• El tamaño máximo de solido será el equivalente a una rueda de jojoto de diámetro 70mm por 50mm de alto.
• El dispositivo dispensara mezcla de sólidos y líquidos en platos hondos, controlando la cantidad dispensada, con una repetitividad de 10% de error.
• No se controlara la proporción entre sólidos y líquidos
• El nivel mínimo de liquido en la olla será de 2 cm medidos por la parte interna del recipiente
• El dispositivo no deberá disminuir la temperatura de la sopa en más de 10 C respecto al interior de la olla.
• Dispositivo podrá funcionar con cualquier tipo de energía disponible en el picnic.
• El dispositivo debe garantizar la protección de la olla de insectos y agentes externos contaminantes como polvo.
• Debe ser compatible los tipos de hornilla, fogón u hoguera empleada para cocinar la sopa.
• El tiempo promedio de dispensado de cada plato será menor o igual al tiempo promedio de realizar el servicio con un cucharon de sopa. El tiempo promedio por plato se calcula desde el el inicio de la operación hasta que se sirve el ultimo plato dividido entre el numero de platos.
• No se permite la perdida de sopa durante la operación.
Ambientales
• Podra ser usado de dia y de noche.
• Sera usado a la intemperie.
• Sera usado en zonas rurales de acampada cerca de ríos y caminos de tierra, o en ambientes marinos y lacustres.
• Temperatura ambiental entre 5 C y 45 C, humedad entre 5% y 95%.
• De resistir condiciones climatológicas de lluvia intensa.
Almacenamiento y Transporte
• Debe poder ser transportado en el maletero de un automóvil compacto tipo Aveo 3 puertas sin abatir asientos.
• Debe ser seguro para su traslado del automóvil a la zona de picnic, por una sola persona adulta.
• Deseable que ocupe el menor volumen para su almacenamiento en el hogar y en las tiendas.
Mantenimiento
• Deberá servir todas las porciones de un olla de 15 Litros sin requerir de mantenimiento o desmontaje
• Los elementos en contacto con los alimentos deben ser desmontables para su lavado con jabones lavaplatos comerciales
• No debe requerir de mantenimiento mayor (recambio de piezas por personal técnico en menos de quince usos (cada uso es una olla mondonguera)
• Es aceptable el uso o recambio de piezas consumibles después de cada uso.
Usuario e interfaces
• Debe poder ser operado por una sola persona, adulta, de hasta 78 años.
• Debe permitir conocer al usuario la cantidad de sopa que queda en la olla sin necesidad de desmontar el equipo.
• La apariencia estética debe ser acorde con ambientes naturales.
• La operación del dispositivo debe ser silenciosa (debe permitir tener una comunicación entre dos personas a un metro de distancia del dispositivo).
Seguridad
• No podrá poner en riesgo al usuario a quemaduras por contacto.
• Deberá ser seguro para operar mientras la sopa aun esta siendo cocinada.
Modos de Uso
• El modo normal de uso es ocasional, es decir debe cumplir el dispensado de una sola olla de sopa. Esto cubrirá al 70 % de los usuarios.
• El pico de uso será el 30% de los usuarios que empleara el dispositivo en uso comercial o eventos, donde podrán darse tres ollas en forma consecutiva.
Vida del Producto
• Los componentes principales deben resistir al menos 100 usos sin danos permanentes. Los componentes a recambiar no pueden representar mas del 30 % del costo inicial del equipo.
Fabricación
• Se estima una producción de 2000 dispositivos para el primer ano
• La fabricación se realizara en Venezuela, con materias primas disponibles en el mercado nacional sin necesidad de ser importadas
Costos
• El dispositivo no podrá tener un precio de venta mayor a los 4000 Bsf * (a fecha de mayo 2013)
• La utilidad del proyecto deberá ser del 30 % anual, con retorno de la inversión el segundo ano.
GANTT
Todo proyecto debe tener una planificación previa, que permita estimar los tiempos de cada tarea, así como el costo esperado de cada una, especificando fechas tope de manera de asegurar el correcto funcionamiento del equipo de trabajo.
Dicha planificación permitirá no caer en gastos adicionales. Sin embargo sobre la marcha se pueden realizar modificaciones que la hagan variar con respecto a la original.
Cronograma de actividades
Costo por persona
Costo por actividad
Planilla de GANTT
ANÁLISIS FUNCIONAL
Al ser identificada la necesidad que motivo al producto, y una vez establecidas las especificaciones que limitaran el diseño del mismo se procede a subdividir un problema macro en una serie de pequeños problemas, estableciendo las prioridades que el diseño debe cumplir.
BÚSQUEDA DE INFORMACIÓN
Búsqueda de patentes
Se buscan patentes existentes de productos similares, o mecanismos que puedan ayudar en el proyecto.
-SOAP DISPENSING APPARATUS FOR COUNTER-MOUNTED AUTOMATIC SOAP DISPENSOR
A soap dispensing apparatus for an automatic countertop soap dispenser, comprising a motor and a reduction gear set driven thereby, said reduction gear set with an output shaft coupled to the drive gear of a pair of soap displacing gears in mesh side by side, said soap displacing gears disposed, by precision fit, in a chamber that extends upward and downward to form an outlet passage and an inlet passage, wherein the outlet passage is connected to a countertop soap dispensing spout, and the inlet passage to a soap containing reservoir. Whereby an upward suction force induced by the rotation in mesh of the drive gear and the idler gear of said soap displacing gears is used to suck the liquid soap through the inlet passage and out of the outlet passage, thus to lift the liquid soap above countertop to achieve soap dispensing.
-DISPENSOR OF LIQUID BEVERAGE
A beverage dispenser using a red LED sensor is provided to sense a brown cup or transparent cup by controlling a band of an output pulse signal of a controller. An operation button(12) is used for selecting a required beverage. A display unit displays the information generated in an operation process of the dispenser. A cup sensor(22) senses a receiving state of a cup in a cup support part. The cup sensor is comprised of a light emitting unit and a light receiving unit. The light emitting unit outputs the light through the red LED according to the pulse signal of a controller(200). A user controls the sensitivity of the cup sensor according to the kind of cups by controlling the band of the pulse signal outputted from the controller. The controller senses the cup according to the signal inputted from the light receiving unit.; The controller performs the beverage dispending process according to the position of the cup.
-METHOD OF DISPENSING FROM A LIQUID CONTAINER SYSTEM
A method for supplying syrup to a post-mix beverage dispensor comprising filling a blow molded, multi-layer PET container with syrup and connecting the container to the post-mix beverage dispenser through a syrup pump. The PET container includes an outer PET layer and a delaminatable inner PET layer and at least one air vent partway through the container wall terminating at the inner PET layer, such that the inner PET layer can separate from the remainder of the wall and collapse around the remaining syrup as it is withdrawn, without the need for venting the syrup chamber to atmosphere. The PET container also includes a polyethylene closure sealing the container opening and coupling means for connecting to a quick-disconnect coupling on the distal end of a syrup line. The PET container is disposable and recyclable.
-LIQUID DISPENSING APPARATUS
A liquid dispensor comprises a T-tube (9) of which the limb tube serves as a closed reservoir (8) for liquid, with an air space above. Liquid is pumped by a peristaltic pump (A) through a tube (6) and one arm of the T-tube into the reservoir until a level detector (D) responds to the liquid level in the reservoir reaching a datum level and renders the pump (A) inoperative. Peristaltic pump (B) then pumps liquid from the reservoir via the other arm of the T-tube and tubes 13 and 15 to an infusion needle in a patient's body. When the liquid level in the reservoir reaches a predetermined lower level detected by detector (E), pump (B) is rendered inoperative and the cycle is then repeated starting with operation of first pump (A). Either or both pumps (A,B) can be replaced by flow control valves.
-CONTAINER FOR LIQUIDS, IN PARTICULAR MICROWAVE POT
A container for liquids (1), in particular a microwave pot for preparing hotdrinks in a microwave oven, comprises a body (2), a ahandle (6) with an essentially constant curvature attached to the body (2) and a lid (4) which closes the opening (3) of the container and which can be inserted in a constriction of the body (2) of the container below the rim (13) of the container. The lid (4) comprises a knob (8) which is separated from the handle (6) by a commissure (10) and which functions as a lever. The handle (6), the knob (8) and the transition region (9) between the handle (6) and the knob (8) have the same cross-section and the same constant curvature along their entire length. The commissure (10) extends between the handle (6) and the knob (8) above the rim (13) of the container.
-PORTABLE SAVING POT
The utility model relates to a saving pot, and discloses a portable saving pot, which comprises a pot body and a cover body, the pot body is movably connected with the cover body, the top surface of the cover body is provided with a first recess, a second recess is arranged in the first recess,, and a coin slot is arranged in the second recess. The structure of the portable saving pot is compact, the pot body and the cover boy can be conveniently disassembled and assembled, and the portable saving pot is convenient to carry and store, and is highly practical.
-PORTABLE POT COVER
The utility model provides a portable pot cover comprising a cover body, a lifting handle and a convex block, wherein the cover body is connected with the lifting handle; the lifting handle is provided with a groove for placing of a pancake turner or a soup ladle; the convex block is arranged on the cover body; and the upper end face of the lifting handle is an inclined plane. When the pot cover is reversely placed on a tabletop, the portable pot cover is convenient to support, hands are not scaled or the tabletop is not spoiled; and the convex block and the groove are arranged on the same straight line, so that the pancake turner or the soup ladle in the groove is convenient to fix and the reutilization of the pancake turner or the soup ladle is convenient.
-SOUP DISPENSER
To provide a soup dispenser which surely prevents splash of a soup and dispenses a soup to each container sequentially even if a distance from a delivery opening to the container for soup dispensation is long. ; SOLUTION: According to the soup dispenser, a certain amount of the soup is taken in from a storage container storing the soup with ingredients, and is charged into a container placed below. This operation cycle is carried out sequentially to dispense the soup with the ingredients sequentially to a plurality of containers. The soup dispenser has a supply nozzle 9 that dispenses the soup with the ingredients into the container. The supply nozzle 9 consists of a cylindrical portion 9a which extends downward from a soup dispenser body and has a distribution opening of an almost certain shape, and a taper portion 9b which extends downward further from the cylindrical portion 9a and has a distribution opening tapered toward the front end.
-SOUP DISPENSER
To provide a novel soup dispenser for distributing ramen soup or stock sauce for Japanese noodle or udon to containers. ; SOLUTION: Soup stock solution and hot water are fed into a cylinder 2, and are blended to prepare a soup. When a user turns on a discharge switch 3, the prepared soup is extruded by a piston to be discharged from an outlet 5. When the turned-on discharge switch is released, the piston is returned to an initial position, and at the time, the soup stock solution and hot water are fed into the cylinder so that the cylinder is refilled with the soup. The soup dispenser is controlled in such a way that the piston is not operated even if the user turns on the discharge switch unless the temperature of the hot water fed into the cylinder is a prescribed temperature or higher.
Productos existentes
Se buscan productos que se consigan en el mercado, y que cumplan algunas de las funciones requeridas, para ver la posible adaptabilidad al proyecto propio.
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| DISPENSADOR DE SOPA “NESPRESSO'' |
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| DOBLE DISPENSADOR DE BEBIDAS |
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DISPENSADOR DE AGUA METÁLICO DE 3.8 LTS
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| OLLA PORTÁTIL DE ACERO INOXIDABLE |
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| OLLA MONDONGUERA DE 16 LTS RENAWARE |
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| DISPENSADOR DE BEBIDAS FRÍAS |
Leyes y normas
Ley Orgánica de Seguridad y Soberanía Agro-alimentaria:
Legislación Alimentaria en Venezuela:
Marco Legal de la Alimentación en Venezuela (información general):
Norma Venezolana COVENIN para Ollas a presión:
Analogías
- Dispensador de trago montable en pared o repisa
Este dispositivo permite servir líquidos a prueba de derrames ya que cada medida que se sirve es exactamente 1 onza, y es práctico de llevar, al igual que el producto que estamos diseñando.
- Dispensador portátil para bebidas calientes
Este dispositivo está fabricado con materiales que permiten servir bebidas a altas temperaturas, tal y como necesita nuestro diseño para servir la sopa caliente.
- Contenedor de líquidos transportable
Este envase permite almacenar un gran volumen de líquido y no necesita mantenimiento.
- Olla cuadrada con tapa victorinox
Esta cacerola tiene un diseño ergonómico y fácil de transportar.
GENERACIÓN DE IDEAS
Brain-Storming
La lluvia de ideas, también denominada tormenta de ideas, es una herramienta de trabajo grupal que facilita el surgimiento de nuevas ideas sobre un tema o problema determinado. La lluvia de ideas es una técnica de grupo para generar ideas originales en un ambiente relajado.
El método consta en juntar a 6 miembros y hacer que cada uno aporte mínimo 3 ideas cada 5 minutos durante 30 minutos que dura la sesión dando aproximadamente cerca de 108 ideas en la sesión completa este se usa mucho en mercadotecnia, planificación y resolución de problemas complejos. Al igual que ocurre en la lluvia de ideas, no importa tanto la calidad de las ideas, sino su cantidad.
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| Imagen 1 Rubén Hidalgo |
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| Imagen 2 Jon Olabeaga |
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| Imagen 3 Francisco Bullones |
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| Imagen 4 Gerardo Cedeno |
Biomimetismo
Ciencia que estudia a la naturaleza como fuente de inspiración, nuevas tecnologías innovadoras para resolver aquellos problemas humanos que la naturaleza ha resuelto, mediante los modelos de sistemas (mecánica), procesos (química) y elementos que imitan o se inspiran en ella.
Ideas:
-Dispositivo que pueda expandirse dependiendo de la cantidad del fluido.
-Dispositivo que pueda subir y bajar (como el cuello de un pelicano).
-Con una tapa plegable por uno de sus lados.
-Con la capacidad de flotar y transportarse en el agua (impermeable).
-Con la capacidad de replegarse para poder guardarse y transportarse con facilidad.
-Capacidad de mantener el fluido caliente con el paso de aire caliente.
Analogía Forzada:
La analogía forzada consiste en buscar características que ayuden a resolver el problema planteado a partir del funcionamiento de otro objeto. Muchas veces ambos objetos no tienen nada que ver, sin embargo forzando al diseñador a crear vínculos entre ambos, se pueden obtener ideas fantásticas no consideradas anteriormente.
Ideas:
-Aumento de presión para impulsar el fluido.
-Aumentar la presión, con la aplicación de energía mecánica.
-Posibilidad de usar un cilindro-pistón para generar trabajo y aumento de presión.
-Dispositivo liviano, (estudiar el uso de aluminio).
-Medidor de presión.
TRIZ
Identificación de los Recursos del Sistema
Diagrama de interacción de los Recursos
-Descripción del sistema: Un dispositivo que pueda transportar fluido (Mezcla líquido, sólido) de una olla de 15 lts a unos platos.
-Descripción del sistema ideal: De manera automática, el dispositivo a la hora programada, sirva de forma automática la mezcla en unos platos, sin derrame y a una velocidad aceptable.
-¿Es conocida una vía para obtener una idealización? Sí, pero existen muchos factores como el costo, las fuentes de energías y el uso de tecnologías muy avanzadas que nos impiden llegar a ella.
Extracción de Conflictos
-Conflicto evidente: Transportar mezcla sólido-líquido, con sólidos de gran tamaño a una presión deseada.
-Conflictos inherentes:
-Mantener la temperatura de la olla constante, sin importar el tamaño de la olla.
-Mantener la temperatura de la mezcla sin importar la cantidad de mezcla.
-Que la cantidad de la sopa servida sea casi exacta, siendo un proceso medianamente rápido.
-Mantener una presión en el dispositivo, sin aumentar el consumo de energía.
-Hacer un dispositivo simple pero efectivo y confiable.
Contradicciones técnicas
-Mejorar la temperatura del envase, sin modificar el volumen del objeto inmóvil.
-Mejorar la precisión de medida sin aumentar el gasto de energía.
-Mejorar la temperatura de la mezcla, sin disminuir el volumen del objeto móvil.
-Mejorar la presión del envase sin aumentar el gasto de energía.
-Disminuir la complejidad del mecanismo, sin disminuir la confiabilidad.
Matriz de contradicción y principios inventivos
Soluciones
1. Crear un objeto seccional
2. Extraer la parte perturbadora de un objeto
4. Cambiar de forma simétrica a asimétrica
6. Hacer a un objeto desempeñar múltiples funciones; eliminar la necesidad de otras partes
10. Pre-arreglar objetos
13. Invertir la acción usada para resolver el problema
18. Provocar un objeto oscilar o vibrar
24. Usar un artículo intermediario o proceso intermediario
25. Hacer que un objeto sea útil por si mismo desarrollando funciones auxiliares útiles
28. Remplazar un sistema mecánico con uno óptico, acústico, térmico u olfativo
32. Cambiar el color de un objeto o su ambiente externo
34. Restaurar partes consumidas/usadas de un objeto durante la operación
35. Cambiar la concentración o densidad
36. Usar el fenómeno de transición de fase (cambio de volumen, pérdida o absorción de calor, etc.)
39. Reemplazar un ambiente normal con uno inerte
40. Reemplazar materiales homogéneos con compuestosEvaluación
- Crear un objeto seccional.
- Cambiar de forma simétrica a asimétrica.
- Hacer a un objeto desempeñar múltiples funciones.
- Pre-arreglar objetos.
- Usar un artículo intermediario o proceso intermediario.
- Desarrollar funciones auxiliares de un objeto.
- Cambiar el color de un objeto.
Desarrollando las posibilidades que brinda cada solución, se puede observar que crear un objeto seccional que además desarrolle funciones auxiliares y desempeñe además múltiples funciones, ayudará a disminuir las dimensiones del dispositivo. Hacer el objeto de forma asimétrica junto con pre-arreglar el dispositivo, es decir instalarlo antes de realizar la sopa, puede hacer que la olla forme parte de la solución. Finalmente hacer el dispositivo transparente (cambiar el color de un objeto) junto con utilizar un proceso intermedio, puede ser beneficioso al poder observarse la realización de cada tarea durante el desarrollo de todo el proceso.
EVALUACIÓN DE IDEAS
FILTRO 1
FILTRO 2
FILTRO 3
La opción mejor puntuada fue el Proyecto 3.
COSTO
Costos por materiales
Costos por mano de obra en la elaboración y ensamblaje del producto
Costo total de producción por equipo
Precio al consumidor
Para tener una ganancia aceptable, el producto se podría vender a los locales comerciales, a un precio de 2800,00 Bsf, al vender 2000 equipos se tendría un ingreso de 5.6 millones de bolívares fuertes, dejando como ganancia neta 690 mil bolívares fuertes. Los locales comerciales podrían comercializar el producto en un margen de 3600-3800 Bsf, consiguiendo una ganancia neta variable alrededor de un 30%.
Además, la inversión inicial de la empresa fue de aproximadamente 1.100.000Bsf, por lo tanto, la venta del producto se traduce en un retorno de la inversión en un lapso menor a dos años.
DISEÑO CONCEPTUAL
Además, la inversión inicial de la empresa fue de aproximadamente 1.100.000Bsf, por lo tanto, la venta del producto se traduce en un retorno de la inversión en un lapso menor a dos años.
DISEÑO CONCEPTUAL
Bosquejos a mano
Se presenta el diseño que obtuvo los mejores resultados:
-Dispositivo completo con la olla colocada por debajo de la tapa
-Detalle del tubo principal
-Detalle del plato transportador
-Detalle de la tapa reguladora de caudal
Diseño CAD
Como una de las soluciones encontradas, se decidió segmentar el producto para su fácil transporte, básicamente podemos hablar de dos importantes partes :
1) La tapa a la cual van instalados:
-El canal por donde se vierte la comida al plato
-El termómetro y el medidor del nivel de la sopa
-La tapa reguladora del caudal
-Sellos de goma
-Ganchos para la olla
2) El Tubo principal que consta en:
-Una manilla que puede pivotar, esto permite que se pueda poner vertical lo que mejora su transporte
-Un plato transportador de sopa, el cual contiene una pequeña compuerta de goma, que se baja al tocar el canal
-Montaje e identificación de partes en ensamblaje total
-Vista 3D del modelo ensamblado
-Video ilustrativo de algunos funcionamientos
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