ES1176658U - Inserto modular para la modificación de forma interior de la sección transversal de conducciones hidráulicas - Google Patents

Abstract

1. Inserto modular para la modificación de la forma interior de la sección trasversal de conducciones hidráulicas, fabricado en material termoplástico, termoestable, metálico o cualquier otro, de manera que su forma exterior se adapta a la forma interior de la conducción original.

Description

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DESCRIPCION

Inserto modular para la modification de la forma interior de la section trasversal de conducciones hidraulicas.

Sector de la tecnica

Ingeniarla hidraulica, con aplicacion en las ingenierlas civil e industrial, y rehabilitation de conducciones hidraulicas ya instaladas.

Antecedentes de la invencion

Las conducciones hidraulicas se han construido a lo largo de la historia de diferentes formas, segun el uso de la conduction y la conveniencia constructiva. Hoy en dla existen innumerables tecnologlas cuya finalidad es la rehabilitacion funcional de conducciones existentes, o sea, ya instaladas. Entre ellas existen tecnologlas de rehabilitacion que no necesitan de la excavation de zanjas a cielo abierto (conocidas como tecnologlas sin zanja, trenchless technology o no-dig technology) y que consisten en la fabrication, in situ y en el interior de la conduccion existente, de un nuevo conducto o de un simple revestimiento, cuya finalidad es la de substituir respectivamente todas o algunas de la funciones (hidraulica, estructural. qulmica) de la conduccion existente. Se trata de tecnologlas conocidas internacionalmente bajo diferentes denominaciones como, por ejemplo: Cured In Place Pipe (tubos polimerizados in situ), Spray Lining, Cement Mortar Lining. Todas estas tecnologlas poseen una caracterlstica comun: el nuevo tubo o revestimiento, que se fabrica in situ, se adapta perfectamente a la forma interior de la seccion transversal de la conduccion existente, cualquiera que sea esta forma. En todas ellas, la conduccion existente, durante la rehabilitacion con tecnologlas sin zanja, se comporta como un molde

Explication de la invencion

La invencion consiste en un inserto modular, fabricado con material plastico o material de otra naturaleza que, montado en serie e instalado en el fondo de una conduccion hidraulica existente a lo largo de su eje longitudinal, modifica la forma originaria (seccion transversal) de la conduccion antes de una operation de rehabilitacion mediante tecnologlas sin zanja. De esta manera el inserto, que puede presentar diferente forma, dependiendo de la forma de la seccion transversal de la conduccion existente y del resultado hidraulico que se desea obtener, modifica la forma interior de la conduccion existente, y por tanto del "molde", de manera que el nuevo tubo o revestimiento que se fabrica in situ con tecnologla sin zanja, pueda presentar una forma optimizada desde un punto de vista hidraulico o para exigencias especlficas.

El inserto se compone de cuatro partes fundamentales: (1) una superficie de contacto con la pared interior de la conduccion existente, que llamamos "superficie externa"; (2) una superficie de contacto con el nuevo tubo o revestimiento fabricado en sitio con tecnologla sin zanja, que llamamos "superficie interna"; (3) una serie de conductos que atraviesan el inserto paralelamente al eje de montaje en serie de los diferentes insertos, y que llamamos "conductos auxiliares" y "conductos de servicio" segun que sirven respectivamente para el montaje de los insertos o para el paso de cables de servicio de varia naturaleza; (4) una serie de conexiones mecanicas para juntar los insertos en serie, segun el eje longitudinal de la conduccion existente, que llamamos juntas mecanicas".

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Los insertos, conectados entre si por medio de las juntas mecanicas, se posicionan en el fondo de fluencia de la conduction existente, mediante una operation de deshzamlento que se conduce a traves de pozos de servicio existentes o de pozos excavados expresamente.

La forma de la superficie externa del inserto se adapta a la forma de la section trasversal de la conduccion existente, de manera que pueda encajar perfectamente en el fondo de esta. La forma de la seccion trasversal de la conduccion existente puede ser circular, oval, policentrica o pollgona y, segun la forma, presentar dimensiones geometricas diferentes. Por ejemplo una conduccion con seccion circular puede presentar diametros diferentes. Por esta razon la forma y las dimensiones de la superficie externa del inserto dependeran de la forma de la seccion transversal de la conduccion existente a rehabilitar.

La forma de la superficie interna del inserto, depende del resultado hidraulico, o de otra naturaleza, que se desea obtener Por ejemplo la seccion transversal de la superficie interna del inserto puede ser delimitada por ciertas curvas algebraicas planas de grado superior a 2, simetricas respecto al eje vertical y que presentan en su parte inferior un apuntamiento acusado, que permiten conseguir un incremento de la velocidad relativa del flujo respecto a la de la seccion original de la conduccion existente; el uso de estas formas es de utilidad en canalizaciones que presenten problemas de bajas velocidades de flujo, como por ejemplo en aquellas redes de saneamiento que deben transportar al mismo tiempo aguas residuales y pluviales, y que por lo tanto resultan dimensionadas para un rango de caudales muy amplio, o en las redes de saneamiento instaladas en zonas donde la pendiente del terreno es casi nula o incluso negativa (inversa al sentido del flujo).

Los conductos auxiliares se usan para insertar uno o mas cables de traction o tendones, fabricados con diferentes materiales (acero, fibra polimerica, fibra de carbono. fibra natural), cuya funcion es tirar y deslizar la serie de insertos juntados entre si a lo largo del fondo de la conduccion existente, y bloquear firmemente los insertos entre si, de manera que no se muevan durante la operacion de fabrication del nuevo tubo o revestimiento mediante tecnologlas sin zanja.

Los conductos de servicio tienen como funcion la instalacion de cables de fibra optica o electricos pertenecientes a redes de comunicacion, de energla o de otro cableado, que se pueden construir explotando la red hidraulica existente objeto de rehabilitation. como si fuera una nueva red infraestructural. De esta forma los conductos de servicio anaden una nueva funcion a la conduccion existente. La dimension (diametro) y el numero de conductos de servicio depende del tipo de cables que se desea insertar en dicho conductos.

Las juntas mecanicas estan disenadas para facilitar la conexion mecanica entre insertos contiguos. Una vez terminado el montaje en serie de los insertos, el resultado se constituye en un unico nuevo fondo de la conduccion existente, que permitira al nuevo tubo o revestimiento construido con tecnologlas sin zanja seguir perfectamente la forma deseada englobando los conductos de servicio en la conduccion rehabilitada.

Breve descripcion de los dibujos

Para complementar la descripcion que se esta realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprension de las caracterlsticas de la invention, se acompana como parte

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integrante de dicha description, un juego de dibujos en donde con caracter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente-

Figura 1.- Muestra una vista frontal del inserto. El cuerpo del inserto (1) presenta una superficie externa (2) que depende de la forma de la section transversal de la conduction existente y una superficie interna (3) que depende de la ecuacion de la curva algebraica plana de grado superior a 2, que resulta conveniente elegir para mejorar las condiciones de flujo de la conduction a rehabilitar. En el cuerpo (1) del inserto resultan presentes un cierto numero de orificios llamados conductos auxiliares (4) que sirven para pasar los cables de traction o tendones que permiten deslizar mas facilmente los insertos en la conduction existente bloqueando la serie de piezas juntas entre ellas antes de empezar la rehabilitation con tecnologlas sin zanja. El cuerpo (1) del inserto presenta tambien una serie de conductos de servicio (5) que sirven para instalar cables de servicio de diferente naturaleza (fibra optica o electricos) anadiendo a la conduction existente una nueva funcion infraestructural. Los conductos de servicio (5) se forman juntando insertos adyacentes a traves de un cierto numero de barras huecas de acoplamientos llamadas juntas mecanicas (8) que salen del cuerpo del inserto (1).

Figura 2.- Muestra una vista lateral del inserto.

Figura 3.- Muestra una vista en perspectiva del frente y la superficie interna del inserto.

Figura 4.- Muestra una vista en perspectiva del frente y la superficie externa del inserto.

Figura 5.- Muestra una vista en perspectiva de la parte trasera del inserto. La union entre insertos contiguos se realiza insertando las junta mecanicas (8) en los huecos cajeados en la siguiente pieza (10).

Figura 6.- Muestra varios insertos (1) unidos para formar el nuevo fondo de una conduction hidraulica que, por ejemplo, originalmente tiene seccio6n transversal circular. La union entre las diferentes piezas se realiza mediante las juntas mecanicas (8) que se acoplan mecanicamente en el cajeado de la siguiente pieza (10) y tensando posteriormente los tendones (9) que pasan a traves de los conductos auxiliares (4).

Figura 7.- Muestra un ejemplo de inserto para el cambio de forma de una conduction con seccion transversal circular.

Figura 8.- Muestra un ejemplo de inserto para el cambio de forma de una conduction con seccion transversal ovoide.

Realization preferente de la invention

El inserto se disenara segun la forma del conducto existente a rehabilitar; de esta manera, la forma y las dimensiones geometricas de la superficie externa dependeran de la forma y las dimensiones geometricas de la section transversal de la conduction existente a rehabilitar. Por tanto, los parametros geometricos del inserto: a, b, c, d y R, dependeran de la forma y dimensiones de la section transversal de la conduction existente.

La superficie interna del inserto se disenara segun la ecuacion algebrica, de grado superior a 2, mas apta para incrementar la velocidad del flujo hidraulico en la conduction

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rehabilitada, dependiendo tambien de la tecnologla de rehabilitation sin zanja mas apta con respecto a las condiciones reales y actuales de la conduction existente. La ecuacion que describe la forma de la section transversal de la superficie interna del inserto podra ser, aunque no limitarse a, una de las siguientes:

• Curvas ellpticas cuya ecuacion es del tipo x2 = -y3-py + q, donde p y q son dos parametros.

• Lemniscata de Huygens cuya ecuacion es del tipo x2 = y2 - y4.

• Lemniscata de Bernoulli cuya ecuacion es del tipo (y2 + x2)2 = 2a2(y2 - x2), donde a es un parametro que actua como un factor de escala.

El inserto podra fabricarse en material termoplastico, como por ejemplo no limitativo: polietileno (PE), polipropileno (PP), policloruro de vinilo (PVC), politereftalato de etileno (PET), teflon o nailon. Tambien podra fabricarse en material termoestable, como por ejemplo no limitativo: resinas epoxi, poliuretanos, siliconas, resinas insaturadas de poliester eventualmente reforzadas con fibra de vidrio, caucho natural o sintetico. El inserto tambien podra fabricarse en aleaciones metalicas.

Dependiendo entonces de las condiciones geometricas, estructural y qulmico-flsica de la conduccion existente a rehabilitar se elijara la forma actual y real del inserto y el material mas apto. Una vez fabricados, los insertos se colocaran en serie en el interior de la conduccion a rehabilitar, puesta previamente fuera de servicio y oportunamente limpia de suciedad interior, de manera que formen el nueva fondo de fluencia de la conduccion existente. Los cables o tendones de traction se insertaran en los conductos auxiliares y facilitan el deslizamiento de los insertos a lo larga del fondo de la conduccion existente, inmovilizando firmemente la serie de insertos unidos entre si durante las sucesivas fases de rehabilitacion con tecnologlas sin zanja. La serie de insertos se considera completa cuando el nuevo fondo, construido con los insertos unidos entre si, cubre toda la longitud del tramo a rehabilitar de la conduccion existente. Una vez bloqueado el nuevo fondo construido con los insertos, puede comenzar la operacion de rehabilitacion mediante tecnologla sin zanja. La operation de rehabilitacion con tecnologlas sin zanja podra consistir, por ejemplo no limitado, en la construction de un nuevo tubo o revestimiento a partir de una manguera impregnada de resina poliester, vinilester o epoxi posteriormente endurecida mediante diferentes mecanismos (calor, radiation ultravioleta, etc.). Tambien podra consistir en la aplicacion por centrifugado de una resina o de un mortero de cemento, de manera que el material aplicado forme un nuevo tubo a revestimiento.

El nuevo fondo, construido con la serie de insertos, en esta fase de rehabilitacion funcionara coma un molde. El resultado final sera un nuevo tubo o revestimiento con la forma de la seccion transversal modificada con respecta a la forma originaria de la conduccion existente. Ademas de esta la conduccion rehabilitada tendra una nueva funcion infraestructural, gracias a los conductos de servicio, que se podran utilizar para la instalacion de cables en fibra optica o electricos.

Claims (5)

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   REIVINDICACIONES

   1. Inserto modular para la modification de la forma interior de la section trasversal de conducciones hidraulicas, fabricado en material termoplastico, termoestable, metalico o cualquier otro, de manera que su forma exterior se adapta a la forma interior de la conduction original.
2. 2. Inserto modular segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la superficie interior es, en su totalidad o parcialmente, obtenida por traslacion a lo largo del eje longitudinal de la conduccion de una curva algebraica de grado superior a 2.
3. 3. Inserto modular segun la reivindicacion 1, caracterizado por disponer en una cara de una junta mecanica en forma de protuberancias cillndricas, huecas o no, y en la cara opuesta de un cajeado a medida de estas protuberancias, de manera que encajados varios de estos elementos uno detras de otro constituyen un elemento que modifica la seccion interior de la tuberla en su longitud.
4. 4. Inserto modular segun la reivindicacion 2, caracterizado por disponer de una junta mecanica como la descrita en la reivindicacion 3 y un sistema de aseguramiento mediante tendones longitudinales de acero o de pollmero, de manera que su superficie interior tiene la rugosidad o lisura para servir de molde y recibir alguno de los materiales usados en la rehabilitation de conducciones, como las tuberlas polimerizadas in situ, revestimiento de mortero de cemento, revestimiento en spray o cualquier otro.
5. 5. Inserto modular segun la reivindicacion 2, caracterizado por disponer de una junta mecanica como la descrita en la reivindicacion 3 y uno o varios huecos pasantes interiores de tal manera que el elemento que conforman al encajar varios insertos uno detras de otro configura un conducto longitudinal por cada hueco pasante, apto para la instalacion de cableado.