DE2119326C3

DE2119326C3 - Injection device for injections of the subsoil, of structures or the like

Info

Publication number: DE2119326C3
Application number: DE19712119326
Authority: DE
Inventors: Pierre Marie Leon La CeIIe St Cloud Seguy (Frankreich)
Original assignee: Sondages Injections Forages SI F Entreprise Bachy, Paris
Priority date: 1970-04-23
Filing date: 1971-04-21
Publication date: 1977-07-21

Description

Die Erfindung betrifft eine Einpreßvorrichtung für Injektionen des Baugrundes, von Bauwerken od. dgl. mit zwei Zylindern, die über Ventile abwechselnd mit einer Zuführungsleitung für F.inpreßgut und mit einer Verpreßleitung verbindbar sind und deren Kolben miteinander gekoppelt und so angetrieben sind, daß je ein Zylinder mit Einpreßgut gefüllt und gleichzeitig der andere Zylinder entleert wird.The invention relates to a press-in device for injections of the ground, of structures or the like. With two cylinders with valves alternating with one Feed line for F.inpreßgut and can be connected to a compression line and its piston are coupled to each other and driven so that each cylinder filled with grout and at the same time the other cylinder is emptied.

Aus Henri Ca mbe fort »Bodeninjektionstechnik«, Bau-Verlag GmbH, 1969, S. 346-348, ist eine Einpreßvorrichtung für Bodeninjektionen bekannt, die zur Vermeidung von Förderstößen und zur Erzielung einer geschmeidigen Betriebsweise mit gegenüberliegenden preßluftgetriebenen Doppelkolben arbeitet. Dabei wird die Injektionsmischung von den einzelnen Kolbenpumpen über eine mit Rückschlagventilen ausgerüstete Leitung angesaugt und über eine ebenfalls mit Rückschlagventilen ausgerüstete Verpreßleitung in den Boden oder Baugrund injiziert Injektoren der bekannten Bauart sind für verhältnismäßig große Fördermenge« bestimmt und werden bei erhöhten Drücken (bis zu $ 100 kp/cm* und darüber) eingesetzt Demgegenüber ist eine Anwendung nicht möglich, wenn die Injektionen z.B. in wenig durchlässigen Bodenschichten und in geringer Tiefe vorzunehmen sind und Aufsprengungen im Boden vermieden werden müssen. Die beim bekannten Injektor benutzten Stahlkugeln als Ansaug- und Rückschlagventil sind nicht in der Lage, bei sehr geringen Fördermengen und niedrigen Drücken mit ausreichender Genauigkeit zu arbeiten bzw. unter solchen Betriebsbedingungen noch brauchbare Mög lichkf iten zum Regeln zu gewährleisten. Darüber hinaus werden bei Verwendung der bekannten Vorrichtung als Injektor — unter der Voraussetzung seiner Einsaufä higkeit unter den gegebenen Druck- und Fördermengen-Bedingungen — soviel Injektoren und damit auchFrom Henri Ca mbe fort "Bodeninjektionstechnik", Bau-Verlag GmbH, 1969, pp. 346-348, a press-in device for soil injections is known which works with opposing compressed air-driven double pistons to avoid pumping pulses and to achieve a smooth operation. The injection mixture is sucked in by the individual piston pumps through a line equipped with non-return valves and injected into the ground or subsoil through an injection line also equipped with non-return valves kp / cm * and above), on the other hand, application is not possible if the injections are to be carried out, for example, in less permeable soil layers and at shallow depths and if the soil has to be prevented from exploding. The steel balls used in the known injector as a suction and check valve are not able to work with sufficient accuracy at very low flow rates and low pressures or to guarantee usable possibilites for regulating under such operating conditions. In addition, when using the known device as an injector - under the condition of its Einsaufä capability under the given pressure and flow conditions - so many injectors and thus too

Pumpen benötigt, wie Injektionsstellen vorgesehen sind. Dies isi kostspielig und auf einer Baustelle außerdem platzaufwendig.Pumps needed as injection sites are provided. This is costly and on a construction site as well space consuming.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einpreßvorrichtung der eingangs angegebenen ArtThe invention is based on the object of providing a press-fit device of the type specified at the beginning

»5 dahingehend zu verbessern, daß der Gesamtaufbau»5 to the effect that the overall structure

vereinfacht und der Platzbedarf verringert wird und insbesondere Fördermengen auch bei kleinen Drücken mit ausreichender Genauigkeit injiziert werden können.simplified and the space requirement is reduced and in particular delivery rates even at low pressures can be injected with sufficient accuracy.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst,According to the invention, this object is achieved by

daß die Zuführungsleitung mit einer das Einpreßgut unter Druck setzenden Pumpe od. dpi verbunden ist und den beiden Zylindern je cm Dreiwegeventil zugeordnet ist, um die Zylinder abwechselnd entweder an die Zuführungsleitung für das unter Druck stehende Einpreßgut oder an die Verpreßleitung anzuschließen, und daß eine das Dreiwegeventil in den Totpunkten der Kolben umsteuernde Steuereinrichtung vorgesehen ist. so daß jeder Zylinder abwechselnd als Injektor und unter dem Druck des zugeführten Finpreßgutes als Motor arbeitet.that the feed line is connected to a pump or dpi which puts the material to be pressed under pressure and the two cylinders per cm three-way valve is assigned to the cylinder alternately either to the supply line for the pressurized Injection material or to be connected to the injection line, and that one of the three-way valve in the dead centers of the Piston reversing control device is provided. so that each cylinder alternates as an injector and works as a motor under the pressure of the supplied Finpreßggut.

Da bei Einpreßarbeiten im Boden oder Bauwerksfundamenten üblicherweise mehrere Injektoren an einer Baustelle eingesetzt werden, kann man unter Anwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung mehrere Einpreßvorrichtungen von einer einzigen entfernt angeordneten Zentrale aus mit der unter Druck stehenden Injektionsmasse beaufschlagen, wobei die zentral angeordnete Pumpe eine beliebige Bauart haben kann. z. B. auch als Dosierpumpe ausgeführt sein kann.As for grouting work in the ground or building foundations Usually several injectors are used on a construction site, one can use the device according to the invention several press-fit devices removed from a single one arranged center from acted upon with the pressurized injection compound, the centrally arranged pump can be of any type. z. B. can also be designed as a metering pump.

Bei Anwendung einer bekannten Pumpe mit einem Ansaug-Rückschlagventil ist nicht gewährleistet, daß sich die Zylinderkammer mit Injektionsmasse füllt, weil derartige Fördermassen die Rückschlagventile häufig verklemmen oder die Rohrleitung verstopfen. Wenn die bekannte Vorrichtung unter diesen Bedingungen im Leerlauf arbeitet, treibt der Pneumatikmotor weiterhin die Kolben an, ohne Injektionsmasse zu fördern, so daß es dem Zufall überlassen bleibt, wann und ob überhaupt ein Betriebsfehler entdeckt wird und keine Übersicht über die tatsächlich injizierte Menge besteht. Indem erfindungsgemäß die abwechselnd als Injektor und als Motor arbeitenden Zylinder über zwangsläufig steuerbare Dreiwegeventile abwechselnd an die Druckleitung angeschlossen werden, eignet sich eine solche Vorrichtung besonders für empfindliche Injektionsarbeiten, wo Aufsprengungen des Bodens aufgrund zu großer Injektionsmengen oder eine ungenügende Bodenverfestigung aufgrund zu geringer Injektionsmengen unbe-When using a known pump with a suction check valve it is not guaranteed that the cylinder chamber fills with injection compound because such pumping masses often use the check valves jam or clog the pipeline. If the known device under these conditions im Idling, the pneumatic motor continues to drive the pistons without delivering injection material, so that it is left to chance when and whether an operating error is discovered at all and no overview the amount actually injected. By according to the invention alternately as an injector and as Engine working cylinder via inevitably controllable three-way valves alternately to the pressure line be connected, such a device is particularly suitable for sensitive injection work, where The soil was cracked open due to excessive injection quantities or insufficient soil consolidation due to insufficient injection quantities

&!ingt vermieden werden müssen. In jedem Augenblick wird erfindungsgemäß die beabsichtigte Menge von Injektionsmasse zur Verfügung gestellt. Bei Verstopfung einer Zuführungsleitung oder eines Ventiles hört der Betrieb der Vorrichtung auf, weil bei fehlender Beaufschlagung des Zylinders auch keine Motorfunktion ausgeübt werden kann. Die Bedienungsperson kann daher von einem Hubzähler die zu jedem Zeitpunkt abgegebene Injektionsmenge ablesen bzw. den Stillstand der Vorrichtung schnell feststellen und für Abhilfe&! ingt must be avoided. In every moment the intended amount of injection compound is made available according to the invention. If a supply line or a valve is blocked, it will stop the operation of the device because in the absence of Actuation of the cylinder also no engine function can be exercised. The operator can therefore read off the injection quantity delivered at any point in time from a stroke counter or quickly determine the standstill of the device and provide remedial action sorgen.ensure, to care.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die beiden Zylinder zueinander ausgefluchtet und mit ihren einander gegenüberliegen- • den Kolben über eine Stange miteinander verbunden «5 sind. In a further embodiment of the invention, it is proposed that the two cylinders are aligned with one another and connected to one another with their opposing pistons via a rod.

Zur Regelung des Druckes des Einpreßg tes kann ein Regelventil in der Zuführungsleilung zwischen den Zylindern und der Pumpe angeordnet sein. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist zur » Regelung des Druckes des Einpreßgutes ein Regelventil in der Verpreßleitung angeordnet. To regulate the pressure of the Einpreßg th , a control valve can be arranged in the supply line between the cylinders and the pump. According to another embodiment of the invention, a control valve is arranged in the injection line to regulate the pressure of the material to be injected.

Zweckmäßigerweise sind die den Zylindern zugeordneten Dreiwegeventile hydraulisch oder pneumatisch über einen Schieber gesteuert, der von einer Hilfsquelle *s mit einem unter Druck stehenden Strömungsmedium beaufschlagt ist. wobei zur Umsteuerung des Schiebers im Totpunkt der Kolben ein Umsteuerorgan und .wei Mitnehmer an der Stange vorgesehen sind. Der Einpreßdruck, der z. B. mit Hilfe eines Ventils regelbar ist. kann zwischen einem Maximalwert entsprechend dem in der Hauptleitung bestehenden Druck von 25 - 30 bar bei einer üblichen Förderpumpe und niedrigen Werten herunter bis zu 0,1 bar liegen.The three-way valves assigned to the cylinders are expediently hydraulic or pneumatic controlled by a slider, which is from an auxiliary source * s is acted upon by a pressurized flow medium. whereby to reverse the slide In the dead center of the piston a reversing device and .wei drivers are provided on the rod. the Injection pressure, the z. B. can be regulated with the aid of a valve. can vary between a maximum value accordingly the pressure of 25 - 30 bar existing in the main line with a conventional feed pump and low values down to 0.1 bar.

Die Erfindung ist nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, wobei die Figur schematisch eine Injektionsanlage zeigt, in der zwei Einpreßvorrichtungen gemäß der Erfindung angeordnet sind.The invention is explained below in conjunction with the drawing using an exemplary embodiment, wherein the figure shows schematically an injection system, in which two press-fit devices according to the invention are arranged.

Die Anlage umfaßt zwei Finpreßvorrichtungen la. Ib gemäß der Erfindung, die zueinander parallel an einer gemeinsamen Zuführungsleitung 2 angeschlossen sind. Die Zuführungsleitung 2 wird über eine Pumpe 3, z. B. eine Kreiselpumpe, mit dem Einpreßgut beaufschlagt, die ihrerseits aus einer Zubereitungsstation 4 gespeist wird Die Zubereitungsstation kann beispielsweise aus einer Dosierpumpe bestehen, über die mehrere Bestandteile des Einpreßgutes dosiert herangeführt werden, und aus einem kleinen Mischer, der für die Homogenität des Einpreßgutes sorgt. Die Einpreßvorrichtungen \a und \b umfassen jeweils eine erste Kolben-Zylindereinheit 5, bestehend aus einem Zylinder 6, einem Kolben 7 und einer dadurch umgrenzten Kammer 8. sow. ie eine zweite Kolben-Zylindereinheit 9, die ebenfalls aus einem Zylinder 10, einem Kolben 11 und einer dadurch gebildeten Kammer 12 besteht. Die Kolben-Zylindereinheiten 5 und 9 beider Einpreßvorrichtungen sind zueinander ausgefluchtet, und die gegenüberstehenden Kolben 7 und 11 sind durch eine Stange 13 verbunden. Wenn sich einer der Kolben in einer Richtung verschiebt, um die durch diesen Kolben abgeschlossene Kammer zu füllen, so verschiebt sich der andere Kolben in eine Richtung, in der die durch diesen Kolben abgeschlossene Kammer entleert wird.The system comprises two Finpreßvorrichtungen la. Ib according to the invention, which are connected in parallel to one another on a common supply line 2. The supply line 2 is via a pump 3, for. B. a centrifugal pump, acted upon by the grout, which in turn is fed from a preparation station 4. The preparation station can consist, for example, of a metering pump, via which several components of the grout are dosed, and a small mixer that ensures the homogeneity of the grout . The press-in devices \ a and \ b each include a first piston-cylinder unit 5, consisting of a cylinder 6, a piston 7 and a chamber 8 delimited thereby Piston 11 and a chamber 12 formed thereby. The piston-cylinder units 5 and 9 of both press-fit devices are aligned with one another, and the opposing pistons 7 and 11 are connected by a rod 13. When one of the pistons moves in a direction to fill the chamber closed by that piston, the other piston moves in a direction in which the chamber closed by that piston is emptied.

Beide Kammern 8 und 12 können je über ein Dreiwegeventil 15 bzw. 16 entweder mit der Zuführungsleitung 2 oder mit der Verpreßleitung 14, d. h. mit einem nicht gezeigten Injektionsgang, verbunden werden. Zwischen den Dreiwegeventilen 15 und 16 und der Zuführungsleitung 2 ist ein Regelventil 17 angeschlossen. Die Dreiwegeventile 15 und 16 werden pneumatisch oder hydraulisch über eine Schieber 18 gesteuert, der von einer Hilfsquelle 19 aus mit einem unter Druck stehenden Strömungsmedium beaufschlagt wird. Die Umsteuerung des Schiebers 18 erfolgt durch die Kolbenbewegungen über auf der Stange 13 angeordnete Mitnehmer 20 und 21 od. dgl, die auf ein Steuerorgan 22 des Schiebers einwirken, wenn der eine oder andere der Kolben seinen Totpunkt erreicht. Die Steuerung der Dreiwegeventile 15 und 16 erfolgt derart, daß bei Anschluß einer der Kammern 8 und 12 an die Zuführungsleitung 2 die andere Kammer mit der Verpreßleitung 14 in Verbindung steht. Both chambers 8 and 12 can each be connected via a three-way valve 15 or 16 either with the supply line 2 or with the injection line 14, ie with an injection duct, not shown. A control valve 17 is connected between the three-way valves 15 and 16 and the supply line 2. The three-way valves 15 and 16 are controlled pneumatically or hydraulically via a slide 18 to which a pressurized flow medium is applied from an auxiliary source 19. The slide 18 is reversed by the piston movements via drivers 20 and 21 or the like which are arranged on the rod 13 and act on a control member 22 of the slide when one or the other of the pistons reaches its dead center. The three-way valves 15 and 16 are controlled in such a way that when one of the chambers 8 and 12 is connected to the supply line 2, the other chamber is connected to the injection line 14 .

Die Arbeitsweise der Einpreßvorrichiung gemäß der Erfindung ist folgende: Wenn die Zuführungsleitung 2 von der Zubereitungsstation aus über die Pumpe 3 mit unter Druck stehendem Einpreßgut beaufschlagt ist. wenn die Regelventile 17 auf den erwünschten Druck und die Injektionsmengen eingestellt sind und wenn die Dreiwegeventile 15 und 16 beispielsweise die für die erste Einpreßvorrichtung la eingezeichneten Stellungen aufweisen, so füllt sich die Kammer 8 der ersten Kolben-Zylindereinheit 6, und der Kolben 7 wird in die Richtung verschoben, in der über den zweiten Kolben 11 die Verdtängung des in der Kammer 12 der zweiten Kolben-Zylindereinheit 9 enthaltenden Einpreßgutes in die Verpreßleitung 14 erfolgt. Im Totpunkt des ersten Kolbens 7 betätigt der zugehörige Mitnehmer 20 das Steuerorgan 22 des Schiebers 18, um die Stellungen der Dreiwegeventile 15 und 16 umzukehren. Nunmehr füllt sich die zweite Kammer 12 mit Einpreßgut, während der zweite Kolben 18 in die Richtung bewegt wird, um über den ersten Kolben 7 die zuvor gefüllte erste Kammer 8 in die Verpreßleitung 14 zu entleeren, wobei diese Stellung für die im unteren Teil der Figur gezeigte zweite Einpreßvorrichtung \b zutrifft. Im Totpunkt des zweiten Kolbens 11 betätigt der zugehörige Mitnehmer 21 des Steuerorgan 22 des Schiebers 18, um die Stellungen der Dreiwegeventile 15 und 16 abermals umzukehren, worauf sich das Arbeitsspiel wiederholt.The operation of the Einpreßvorrichiung according to the invention is as follows: When the feed line 2 is acted upon from the preparation station via the pump 3 with pressurized grout. When the control valves 17 are set to the desired pressure and the injection quantities and when the three-way valves 15 and 16 have, for example, the positions shown for the first injection device la, the chamber 8 of the first piston-cylinder unit 6 fills and the piston 7 is in shifted the direction in which the second piston 11 is used to displace the press-in material contained in the chamber 12 of the second piston-cylinder unit 9 into the press line 14. At the dead center of the first piston 7, the associated driver 20 actuates the control element 22 of the slide 18 in order to reverse the positions of the three-way valves 15 and 16. Now the second chamber 12 is filled with grout, while the second piston 18 is moved in the direction to empty the previously filled first chamber 8 into the injection line 14 via the first piston 7, this position for the lower part of the figure Second press-fit device shown \ b applies. At the dead center of the second piston 11, the associated driver 21 actuates the control element 22 of the slide 18 in order to reverse the positions of the three-way valves 15 and 16 again, whereupon the working cycle is repeated.

Bei jedem vollständigen Hub der Kolben wird eine Menge des Linpreßgutes in den Baugrund injiziert, die der Summe der Volumen der beiden Kammern 8 und !2 entspricht, tiber ein Zählwerk 23.dessen Schaltorgan 24 über die Mitnehmer 20 und 21 bei der Verschiebung der Kolben betätigt wird, läßt sich zu jedem Augenblick die Gesamtmenge des injizierten IJnpreßguts erfahren. Obwohl in der Figur eine Anlage mit nur zwei Einpreßvorrichtungen gemäß der Erfindung gezeigt ist, läßt sich selbstverständlich jede beliebige andere Anzahl von Einpreßvornctvungen an «.lic Zuführungsleitung anschließen.With each complete stroke of the piston, a quantity of Linpreßgutes is injected into the subsoil corresponds to the sum of the volumes of the two chambers 8 and 2, via a counter 23 whose switching element 24 is operated via the driver 20 and 21 during the displacement of the piston, the Find out the total amount of the injected product. Although in the figure a system with only two Press-fit devices according to the invention is shown, can of course be any other Number of press-fit fittings on the lc supply line connect.

Die Regelventile 17 können abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel stromab hinter den Kolben-Zylindereinheiten 5 und 9 in den zur Verbrauchsteile führenden VcrprcßleiHingen angeordnet sein. Außerdem können die Kolben-Zylinder-Einheiten 5 und 9 auch auf andere Weise miteinander gekoppelt sein als durch direkte Verbindung der Kolben.The control valves 17 can deviate from the illustrated embodiment downstream behind the Piston-cylinder units 5 and 9 can be arranged in the VcrprzßleiHingen leading to the consumable parts. In addition, the piston-cylinder units 5 and 9 can also be coupled to one another in other ways than by connecting the pistons directly.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Injection device for injections of the building site, of buildings or the like with two cylinders, - which can be connected via valves alternately to a supply line for injection material and to an injection line and whose pistons are coupled to one another and driven in such a way that each one cylinder is filled with grout and the other cylinder is emptied at the same time, characterized in that the feed line (2) is connected to a pump (3) or the like which pressurizes the grout and the two cylinders (6, 10) each a three-way valve (15, 16) is assigned to alternately connect the cylinders (6,10) either to the feed line (2) for the pressurized material or to the injection line (14), and that one of the three-way valves (15,16 ) is provided in the dead centers of the pistons (7, 11) reversing control device. so that each cylinder (6, 10) works alternately as an injector and as a motor under the pressure of the injected material.

2. Press-in device according to claim 1, characterized in that the two cylinders (5, 9) are aligned with one another and are connected to one another with their opposing pistons (7, 11) via a rod (13).

3. Pressing device according to claim 1 or 2, characterized in that for controlling the Pressure of the material to be injected, a control valve (17) in the supply line (2) between the cylinders (5, 9) and the pump (3) is arranged.

4. Pressing device according to claim 1 or 2, characterized in that for controlling the Pressure of the material to be injected, a control valve is arranged in the injection line (14).

5. Press-in device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the three-way valves (15, 16) assigned to the cylinders (6, 10) are controlled hydraulically or pneumatically via a slide (18) which is connected to an auxiliary source (19) a pressurized flow medium is applied, a control element (22) and two drivers (20, 21) on the rod (13) being provided for reversing the slide (8) at the dead center of the pistons (7, 11).