ES2236092T3 - Tubo de inyeccion con valvulas y procedimiento de fabricacion. - Google Patents
Tubo de inyeccion con valvulas y procedimiento de fabricacion.Info
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de una tubería con válvulas para inyecciones de consolidación del terreno, del tipo que tiene un cuerpo de tubería (1) fabricado por extrusión de un material termoplástico, cuya pared está provista de una pluralidad de orificios pasantes (4) para la salida de mezclas líquidas inyectadas a presión en el interior del cuerpo de la tubería (1) y concentradas en una pluralidad de zonas del cuerpo de la tubería (1), estando repetidos dichos orificios en el cuerpo de la tubería (1) en zonas sucesivas del cuerpo de la tubería (1) a unas distancias predeterminadas. caracterizado porque comprende los pasos de: - aplicar en la superficie exterior del cuerpo de la tubería (1) una funda continua (6) mediante co-extrusión o ¿pull-trusion¿, sobre la superficie exterior de dicho cuerpo de tubería (1); - antes y después respectivamente de cada grupo de orificios en el cuerpo de la tubería (1), se llevan a cabo ranuras circulares pasantes (9) en dicha funda continua (6) conel fin de obtener manguitos elásticos que rodeen y cierren dichos orificios(4).
Description
Tubo de inyección con válvulas y procedimiento de
fabricación.
La presente invención se refiere al campo de la
ingeniería civil, y trata particularmente de un procedimiento para
la fabricación de una tubería con válvulas para inyecciones de
consolidación del terreno y de la tubería fabricada por medio del
procedimiento antes mencionado.
Las aplicaciones referentes a la ingeniería
industrial han evolucionado extraordinariamente durante estos
últimos años.
Entre las diversas aplicaciones previstas en la
ingeniería industrial, los procesos y equipos utilizados para la
consolidación de terrenos han experimentado recientemente una gran
expansión y un gran desarrollo.
Estas modernas técnicas comprenden las llamadas
inyecciones de consolidación que típicamente se utilizan en
aplicaciones tales como, por ejemplo, la consolidación de grandes
frentes de trabajo en suelos arcillosos sueltos, la construcción de
presas y túneles, el anclaje de tirantes estructurales, etc.
Las inyecciones de consolidación generalmente son
llevadas a cabo mediante una pluralidad de orificios profundos
practicados en el suelo, en los cuales se introduce luego una
tubería, usualmente fabricada en un material plástico y en la cual
se inyecta a presión algún tipo de hormigón líquido o mezclas
adecuadas, que saliendo de orificios o aberturas radiales
equidistantes en la tubería se extienden y penetran en el suelo
circundante.
En particular, dicha tubería está fabricada
usualmente en PVC resistente al impacto y está disponible en una
amplia gama de diámetros y espesores con el fin de adaptarse a
diferentes capacidades de carga y de presión. Dicha tubería está
generalmente provista de una pluralidad de grupos de orificios
radiales, estando formado cada uno de ellos, por ejemplo, por
cuatro orificios que tienen 4-8 mm de diámetro a
una distancia predeterminada: para cada grupo de orificios están
dispuestas las correspondientes válvulas exteriores, que se
denominan "válvulas de *manchette" y que funcionan como
válvulas anti-retorno, dado que se abren bajo el
efecto de la presión de inyección permitiendo de esta forma que el
hormigón líquido inyectado salga de la tubería y se extienda por el
suelo circundante, y luego cierran herméticamente cuando se
interrumpe la presión, con el fin de evitar que el agua y/o el
hormigón retrocedan al interior de la tubería.
Hasta hace pocos años, el campo de aplicación de
estas inyecciones estaba limitado a la consolidación de suelos muy
permeables tales como de grava o de rocas fragmentadas y las
mezclas inyectadas estaban esencialmente limitadas a mezclas
agua-hormigón posiblemente estabilizadas añadiendo
arcilla o bentonita.
Sin embargo hoy en día, gracias principalmente a
algunas nuevas técnicas de inyección y al desarrollo de la química
con referencia a las mezclas, se llevan a cabo inyecciones en
diversas etapas, con mezclas especialmente estudiadas para la
permeabilidad específica del suelo y para la profundidad
considerada, y con mezclas bi-componentes que
reaccionan en el suelo; esto permite la realización de
consolidaciones y el anclaje de tirantes en suelos que tienen una
permeabilidad media o baja.
El continuo incremento de las posibles
aplicaciones, estimula el desarrollo de técnicas de extracción, con
una atención particular a la economía y a la simplicidad de
instalación de las tuberías con válvulas antes mencionadas,
utilizadas para estas inyeccio-
nes.
nes.
La profundidad de trabajo es a menudo
considerable (varias docenas de metros) y por consiguiente la
tubería a introducir en dichos orificios profundos está formada por
varios trozos de tubería conectados axialmente y, como se ha dicho
antes, cada orificio de salida de la mezcla (o por lo menos cada
grupo de orificios) necesita unas válvulas que deben ser
eficientes, baratas y prácticas de montar.
Entre las diversas válvulas posibles, las
llamadas de "manchette" o válvulas
anti-retorno, representan la solución preferida y la
más utilizada.
Lamentablemente, dichas válvulas, aunque sin duda
sean eficientes tienen la considerable desventaja de ser caras y de
que su instalación sea difícil y cara y por consiguiente son
inadecuadas para ser montadas sobre el propio terreno.
A partir del documento
DE-A-19632982 se conoce un proceso
para la fabricación de una tubería con válvulas para inyecciones de
consolidación del terreno, comprendiendo la tubería un cuerpo de la
tubería de un material termoplástico con una pluralidad de
orificios pasantes en una pluralidad de zonas del cuerpo a una
distancia predeterminada. El procedimiento para la fabricación de
las válvulas sobre la tubería consiste en la aplicación de trozos
de una funda de material elástico por contracción, dejando las
demás partes de la tubería libres, sin ser recubiertas por las
válvulas elásticas.
Esto crea el problema de que las válvulas pueden
deslizarse a lo largo de la tubería debido a los siguientes
efectos: en primer lugar, las partes del extremo de cada válvula
forman un escalón sobre la tubería; cuando la tubería penetra en el
orificio del suelo, la fricción contra el suelo hace que las
válvulas se deslicen o se arrollen sobre la tubería de manera que
algunos orificios pasantes de la tubería quedan al descubierto; en
segundo lugar, las válvulas no descansan una junto a otra, debido a
la distancia entre ellas sobre la tubería; cuando la mezcla sale
por los orificios pasantes de la tubería, se desliza en sentido
axial entre la tubería y las válvulas. También puede suceder que las
válvulas se deslicen sobre la tubería debido a esta distancia.
En ambos casos, por lo menos algunos de los
orificios pasantes quedan libres, sin recubrir, y la mezcla se
solidifica alrededor de ellos, haciendo que la tubería sea
inservible. Por consiguiente, las válvulas fabricadas con partes de
fundas contraídas no pueden garantizar su comportamiento como
válvulas anti- retorno.
Un objetivo principal de la presente invención es
el de solucionar los inconvenientes de las soluciones conocidas y
proponer un procedimiento para la fabricación de una tubería con
unas válvulas anti-retorno eficientes, siendo dicha
tubería considerablemente más económica que las actualmente
utilizadas, siendo fácil de fabricar y de utilizar, así como una
tubería con válvulas fabricadas mediante dicho procedimiento.
La presente invención alcanza los resultados
antes mencionados mediante un procedimiento para la fabricación de
una tubería con válvulas para inyecciones de consolidación del
terreno, del tipo que tiene un cuerpo de válvula, fabricado
mediante la extrusión de un material termoplástico, la pared de la
cual está provista de una pluralidad de orificios pasantes para la
salida de mezclas líquidas inyectadas a presión en el interior del
cuerpo de la tubería, estando dichos orificios del cuerpo de la
tubería repetidos en zonas sucesivas del cuerpo de la tubería
teniendo una distancia predeterminada, caracterizada porque
comprende los pasos de: aplicar en la superficie exterior del cuerpo
de la tubería una funda continua por medio de
co-extrusión o "pull-trusion"
(extrusión por tracción) sobre la superficie exterior de dicho
cuerpo de la tubería; antes y después respectivamente de cada
grupo de orificios en el cuerpo de la tubería, se practican ranuras
pasantes circulares sobre dicha funda continua con el fin de
obtener unos manguitos elásticos que rodean y cierran dicho
orificios.
Es también un objetivo de la presente invención
el proporcionar la correspondiente tubería para inyecciones de
consolidación del terreno; ver la reivindicación independiente
6.
Cada (parte de) la funda forma una válvula que es
capaz de abrirse y cerrarse elásticamente bajo la presión hidráulica
generada por la mezcla a presión, bloqueando de esta forma los
orificios de salida cuando cesa la presión hidráulica de la mezcla
en el interior de la tubería, consiguiendo de esta manera una
válvula anti-retorno para los orificios o aberturas
situados debajo, en el cuerpo de la tubería.
La presente invención se describirá mejor
haciendo referencia a una forma de realización no limitativa
mostrada en las figuras adjuntas en las que:
La figura 1 muestra de forma esquemática una
sección transversal del procedimiento de
co-extrusión de una tubería con válvulas, según la
presente invención;
Las figuras 2a y 2b muestran respectivamente una
sección axial longitudinal y una sección transversal de la tubería
obtenida mediante el procedimiento de la figura 1;
La figura 3 muestra de forma esquemática como se
abre la tubería con válvulas de la figura 2 ;
Las figuras 4a, 4b y 4c muestran una sección
transversal de una variante del procedimiento descrito en la figura
1.
En las figuras adjuntas, los elementos que se
corresponden serán identificados mediante los mismos números de
referencia.
El procedimiento según la presente invención para
la fabricación de una tubería con válvulas para inyecciones de
consolidación del terreno, del tipo que tiene un cuerpo de tubería
fabricado mediante la extrusión de un material termoplástico cuya
pared está provista de una pluralidad de orificios pasantes para la
salida de mezclas líquidas inyectadas a presión en el interior del
cuerpo de la tubería y concentradas en una pluralidad de zonas del
cuerpo de la tubería, estando repetidos dichos orificios en zonas
sucesivas del cuerpo de la tubería a unas distancias
predeterminadas, comprende por lo menos el paso de aplicar sobre la
superficie exterior del cuerpo de la tubería una funda realizada en
un material elástico. De forma ventajosa, los orificios pasantes
del cuerpo de la tubería están fabricados de manera simultánea a la
extrusión del cuerpo de la tubería.
La figura 1, que presenta de forma esquemática
una primera forma de realización del procedimiento de fabricación de
una tubería con válvulas según la presente invención, muestra un
primer paso (I) en el que un primer extrusor 2 produce el cuerpo 1
de la tubería, fabricado de un material plástico con las dimensiones
preferidas; un segundo paso (II) en el que una o más brocas 3
realizan en la pared del cuerpo de la tubería 1 un grupo de
orificios pasantes 4 que están a una distancia predeterminada P
(figura 2a); un tercer paso (III) de co-extrusión
de una delgada capa de un material plástico flexible fabricado por
medio de un segundo extrusor 7 con el fin de producir una funda 6
que rodea el cuerpo de la tubería 1 provista de orificios; y un
cuarto paso (IV) en el que (antes, o respectivamente después, de
cada grupo de orificios en el cuerpo de la tubería 1) se llevan a
cabo ranuras circulares 9 que son tan profundas como el espesor
total de la funda 6, con el fin de obtener un manguito elástico que
recubra la zona de la tubería 1 con orificios 4 y que actúa como
una válvula anti-retorno o "válvula de
manchette" como se explica mejor en la figura 3 siguiente.
Preferiblemente, la funda 6 está fabricada de una
resina elástica sintética que tenga un espesor comprendido entre
1,5 y 3 mm.
Sin apartarse del ámbito de la presente
invención, el cuerpo de la tubería 1 puede estar fabricado en PVC
extrusionado y la funda 6 puede estar hecha de fibra de vidrio
reforzada mediante el sistema de extrusión denominado
"pull-trusion" (extrusión por tracción).
En las figuras 2a y 2b se muestra la tubería con
válvulas fabricada mediante el procedimiento descrito en la figura
1, en la cual es posible advertir como los orificios 4 agrupados en
zonas determinadas, están a una distancia P, mientras que el ancho
del manguito que sobresale por encima y que cierra los orificios 4
se extiende en una anchura Q que ha sido escogida de manera que cada
manguito forme una válvula para los orificios de inyección 4
situados debajo.
La figura 2b muestra una sección transversal de
la tubería con válvulas mostrando asimismo el cuerpo de la tubería
1 que tiene los orificios 4 y la funda elástica 6
co-extrusionada.
La figura 3 explica el principio de
funcionamiento del manguito 6; en particular puede advertirse que
cuando la mezcla es inyectada de forma selectiva en una de las
zonas con orificios por medio del dispositivo 13, que se desliza
axialmente por el interior del cuerpo de la tubería 1 a través de
la cámara 14 conectada a la tubería 16, la cual a su vez es
alimentada por la bomba 15 (no representada), la mezcla pasa a
través de los orificios 4 y sale al exterior del cuerpo de la
tubería 1 gracias a el ensanchamiento elástico temporal del manguito
6, que permite que la mezcla salga en la dirección indicada
mediante los números 17 y 18.
Cuando se interrumpe la presión de inyección, el
manguito 6 vuelve de forma elástica a su posición original,
cerrando así de manera efectiva todos los orificios 4 dispuestos en
la zona perforada de debajo; una vez finalizado este paso, el
dispositivo 13 sigue desplazándose por el interior del cuerpo de la
tubería 1 hasta que llega a la siguiente zona perforada y repite
la inyección.
En las figuras 4a, 4b y 4c se representa un
procedimiento que es una alternativa al anteriormente descrito con
el cual se consigue el mismo resultado introduciendo sobre el
cuerpo de la tubería 1 fabricada en PVC y perforada de forma
adecuada (de manera análoga a la resultante de los dos primeros
pasos de la figura 1), una funda de material retráctil mediante
calor 19 que, cuando no está deformada, tiene un diámetro DG mayor
que el diámetro exterior del cuerpo de la tubería 1, y luego cuando
se calienta de forma uniforme la funda 19 se contrae hasta que
envuelve el cuerpo de la tubería 1, y se llevan a cabo en la funda
19 las ranuras (22, 23) por medio de cuchillas (20, 21) que trabajan
como se ha descrito al hacer referencia a la figura 1 con el fin de
producir, como se explica en la figura 4c, una tubería idéntica a
la anteriormente descrita al hacer referencia a las figuras
1-3.
Una alternativa adicional digna de mención a los
procedimientos antes mencionados, no representada en las figuras
adjuntas, está representada por tuberías con válvulas en las cuales
la funda está fabricada de un material elástico que solamente es
aplicado a cada zona perforada y que por consiguiente tiene una
longitud limitada; en este caso, se evita el paso de corte, dado que
la funda no es continua.
Si una funda 6 se fabrica por
co-extrusión, dicha co-extrusión es
llevada a cabo al mismo tiempo que avanza la tubería 1, de manera
que la funda 6 solamente es extrusionada a lo largo de cada zona
perforada, mientras que si se aplica una funda 19 retráctil
mediante calor, en el cuerpo de la tubería 1 se introduce una
pluralidad de piezas de funda que tienen una longitud limitada,
estando situada capa pieza y realizada su contracción de manera que
recubra una zona perforada.
Además, un objetivo de la presente invención es
una tubería para inyecciones de consolidación realizadas de acuerdo
con el procedimiento antes mencionado.
Una tubería para inyecciones de consolidación
realizada de acuerdo con el procedimiento descrito en la figura 1
comprende una cuerpo de tubería 1 (obtenido mediante la extrusión
de un material plástico) que tiene una pluralidad de orificios 4
concentrados en algunas zonas del cuerpo de la tubería 1 y una
funda 6 fabricada de un material elástico, aplicada por medio de
co-extrusión sobre la superficie exterior del cuerpo
de la tubería 1 y dividida por medio de ranuras circulares 9 (tan
profundas como el espesor total de la funda 6) en una pluralidad de
piezas de funda 6, cubriendo cada una de ellas una zona perforada
del cuerpo de la tubería 1 con el fin de obtener una válvula que
permita la salida de la mezcla por dilatación elástica provocada por
la presión hidráulica producida por la mezcla a presión y
cerrándola luego herméticamente cuando se interrumpe la presión
elástica.
Según una forma de realización alternativa, la
funda 6 aplicada mediante co-extrusión está
dispuesta solamente con relación a las zonas perforadas del cuerpo
de la tubería 1.
Una tubería para inyecciones de consolidación
realizada de acuerdo con el procedimiento descrito en la figura 4.
comprende un cuerpo de tubería 1 (obtenido mediante la extrusión de
un material plástico) que tiene una pluralidad de orificios 4
concentrados en algunas zonas del cuerpo de la tubería 1 y una
funda 19 fabricada en un material retráctil al calor que tiene un
diámetro interior mayor que el diámetro exterior del cuerpo de la
tubería 1, introducida sobre el cuerpo de la tubería 1, calentada
uniformemente de manera que dicha funda se contraiga sobre la
superficie exterior del cuerpo de la tubería 1 y es dividida por
medio de ranuras circulares 22, 23 tan profundas como el espesor
total de la funda 19 en una pluralidad de piezas de funda 19 cada
una de las cuales recubre una zona perforada del cuerpo de la
tubería con el fin de formar una válvula que permita la salida de
la mezcla por dilatación elástica provocada por la presión
hidráulica generada por la mezcla a presión y cerrándola luego
herméticamente cuando se interrumpe la presión elástica.
Según una forma de realización alternativa, las
piezas de la funda 19 están dispuestas solamente con relación a las
zonas perforadas del cuerpo de la tubería 1.
A partir de lo antes explicado queda claro que
la presente invención consigue sus objetivos y particularmente
permite la fabricación de una tubería con válvulas, económica y
eficiente.
Queda claro que los materiales indicados y las
soluciones descritas se dan exclusivamente como un ejemplo, y por
consiguiente sin apartarse del ámbito de la invención tal como está
definida en las reivindicaciones, es posible realizar todas las
modificaciones y/o mejoras sugeridas por una persona experta en la
materia.
Claims (9)
1. Procedimiento para la fabricación de una
tubería con válvulas para inyecciones de consolidación del terreno,
del tipo que tiene un cuerpo de tubería (1) fabricado por extrusión
de un material termoplástico, cuya pared está provista de una
pluralidad de orificios pasantes (4) para la salida de mezclas
líquidas inyectadas a presión en el interior del cuerpo de la
tubería (1) y concentradas en una pluralidad de zonas del cuerpo
de la tubería (1), estando repetidos dichos orificios en el cuerpo
de la tubería (1) en zonas sucesivas del cuerpo de la tubería (1) a
unas distancias predeterminadas.
caracterizado porque comprende los pasos
de:
- aplicar en la superficie exterior del cuerpo de
la tubería (1) una funda continua (6) mediante
co-extrusión o "pull-trusion",
sobre la superficie exterior de dicho cuerpo de tubería (1);
- antes y después respectivamente de cada grupo
de orificios en el cuerpo de la tubería (1), se llevan a cabo
ranuras circulares pasantes (9) en dicha funda continua (6) con el
fin de obtener manguitos elásticos que rodeen y cierren dichos
orificios(4).
2. Procedimiento para la fabricación de una
tubería con válvulas según la reivindicación 1, caracterizado
porque en caso de co-extrusión, dicha funda (6)
está fabricada de un material elástico, preferiblemente una resina
sintética elástica.
3. Procedimiento para la fabricación de una
tubería con válvulas según la reivindicación 1, caracterizado
porque en caso de "pull-trusion", dicha funda
(6) está fabricada de una fibra de vidrio reforzada.
4. Procedimiento para la fabricación de una
tubería con válvulas según la reivindicación 2, caracterizado
porque dicha funda (6) tiene un espesor comprendido entre 1,5 y 3
mm.
5. Procedimiento para la fabricación de una
tubería con válvulas según la reivindicación 1, caracterizado
porque los orificios pasantes (4) de dicho cuerpo de tubería (1)
están fabricados al mismo tiempo que se realiza la extrusión de
dicho cuerpo de tubería (1).
6. Tubería para inyecciones de consolidación del
terreno que comprende un cuerpo de tubería (1), obtenido por
extrusión de un material plástico que tiene una pluralidad de
orificios (4) agrupados en algunas zonas de un cuerpo de tubería
(1), caracterizada porque comprende además
una funda (6) aplicada de manera continua sobre
la superficie exterior de dicho cuerpo de tubería (1) por
co-extrusión o "pull-trusion" y
dividida por medio de ranuras pasantes circulares (9) en una
pluralidad de piezas de funda (6) recubriendo cada una de ellas una
zona perforada de dicho cuerpo de tubería (1) con el fin de obtener
una válvula que permita la salida de la mezcla por dilatación
elástica provocada por la presión hidráulica producida por la mezcla
a presión y cerrándola luego herméticamente cuando la presión
elástica se interrumpe.
7. Tubería según la reivindicación 6,
caracterizada porque en caso de co- extrusión, dicha funda
(6) está fabricada de material elástico, preferiblemente una resina
sintética elástica.
8. Tubería según la reivindicación 6,
caracterizada porque en caso de
"pull-trusion", dicha funda (6) está fabricada
de una fibra de vidrio reforzada.
9. Tubería según la reivindicación 7,
caracterizada porque dicha funda (6) tiene un espesor
comprendido entre 1,5 y 3 mm.
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|
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Family Applications (1)
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