ES2270730A1 - Bomba de desague de barrenos mediante ciclos alternativos de aspiracion y expulsion basada en el principio del plazamiento neumatico. - Google Patents

Bomba de desague de barrenos mediante ciclos alternativos de aspiracion y expulsion basada en el principio del plazamiento neumatico. Download PDF

Info

Publication number
ES2270730A1
ES2270730A1 ES200600704A ES200600704A ES2270730A1 ES 2270730 A1 ES2270730 A1 ES 2270730A1 ES 200600704 A ES200600704 A ES 200600704A ES 200600704 A ES200600704 A ES 200600704A ES 2270730 A1 ES2270730 A1 ES 2270730A1
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
water
hose
expulsion
hole
pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
ES200600704A
Other languages
English (en)
Other versions
ES2270730B2 (es
Inventor
Jorge Lopez Rodriguez
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to ES200600704A priority Critical patent/ES2270730B2/es
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to PCT/ES2007/070052 priority patent/WO2007104820A1/es
Priority to CA002646897A priority patent/CA2646897A1/en
Priority to RU2008140517/03A priority patent/RU2405891C2/ru
Priority to AU2007226489A priority patent/AU2007226489B2/en
Priority to EP07730492A priority patent/EP2006454B1/en
Priority to ES07730492T priority patent/ES2395781T3/es
Publication of ES2270730A1 publication Critical patent/ES2270730A1/es
Priority to US12/210,192 priority patent/US7950465B2/en
Priority to ZA200808437A priority patent/ZA200808437B/xx
Application granted granted Critical
Publication of ES2270730B2 publication Critical patent/ES2270730B2/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D19/00Keeping dry foundation sites or other areas in the ground
    • E02D19/06Restraining of underground water
    • E02D19/10Restraining of underground water by lowering level of ground water
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04FPUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F1/00Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped
    • F04F1/02Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped using both positively and negatively pressurised fluid medium, e.g. alternating
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/02Improving by compacting
    • E02D3/10Improving by compacting by watering, draining, de-aerating or blasting, e.g. by installing sand or wick drains
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42DBLASTING
    • F42D1/00Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
  • Storing, Repeated Paying-Out, And Re-Storing Of Elongated Articles (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)

Abstract

La presente invención trata de proporcionar a los usuarios de los explosivos industriales, y en particular al sector dedicado a la ejecución de voladuras en banco (canteras, minas, obra pública, etc), una solución técnica útil, flexible y económica a la eliminación del agua en los barrenos, mediante el diseño de una bomba de desagüe de barrenos mediante ciclos alternativos de aspiración y expulsión basada en el principio del desplazamiento neumático. La invención comprende una manguera principal (1), descrita como el cuerpo de la bomba, cerrada en su parte superior por una tapa (2), en la que se ubican dos orificios, el primero (4) para la entrada o salida de aire según nos encontremos el ciclo de expulsión o en el ciclo de aspiración, y el segundo (5) para que el agua que ascienda por la manguera interior (6) salga conducida al exterior por la manguera (10). La manguera principal (1) se encuentra cerrada en su parte inferior por un sistema anti-retorno (3), compuesto por una válvula anti-retorno (9), un filtro (8) y un protector (7), que permite la entrada de agua en la fase de aspiración y se cierra herméticamente en la fase de expulsión dejando, como única salida para el agua desplazada por el aire presurizado la ascensión por la manguera interior (6) al exterior. El mecanismo de desagüe debe implementarse mediante un circuito neumático que proporciona aire a presión y vacío mediante válvulas de múltiples vías y posiciones que gobernadas convenientemente alternan las fases de aspiración y expulsión, dando sentido al sistema de desagüe de la invención.

Description

Bomba de desagüe de barrenos mediante ciclos alternativos de aspiración y expulsión basada en el principio del desplazamiento neumático.
Sector de la técnica
La invención se encuadra en el sector técnico del proceso de ejecución de voladuras en banco o zanja, en canteras, minas u obra pública, donde es necesario realizar perforaciones cuasi-verticales (de 0° a 30° comúnmente). En tales huecos, denominados barrenos, es frecuente que se acumule agua por filtraciones internas, lluvia, etc.
El agua desde el punto de vista de la ejecución de voladuras es un serio problema en cuanto a la dificultad de carga de los explosivos en los barrenos, el rendimiento energético de los explosivos, la pérdida del rendimiento de la perforación realizada, el mayor coste que implica el uso de explosivos resistentes al agua, etc.
Objeto de la invención
La presente invención trata de proporcionar a los usuarios de los explosivos industriales, y en particular al sector dedicado a la ejecución de voladuras en banco (canteras, minas, obra pública, etc), una solución técnica útil, flexible y económica a la eliminación del agua en los barrenos, mediante el diseño de una bomba de extracción de agua mediante ciclos alternativos de aspiración y expulsión basada en el principio del desplazamiento neumático.
Estado de la técnica previa a la invención
Un primer sistema empleado de achique del agua de los barrenos es el denominado de "tubos de escape", sistema que constaba simplemente de un tubo de escape rígido, con su extremo cortado en bisel, normalmente equipado con una válvula de cuarto de vuelta, rápida, conectada a una fuente de aire comprimido. Esta sencilla estructura aún puede verse en funcionamiento en algunos sitios, con una manguera de plástico de soporte semi-rígido que se usa normalmente en lugar de la tubería de acero. La ventaja principal del procedimiento del tubo de escape era que se podía aplicar casi universalmente en cualquier sitio en el que hubiera un compresor y una longitud de manguera. Sin embargo, esta técnica de achique sólo era eficaz a profundidades limitadas y para pequeños y medianos diámetros. Esta técnica tenía y tiene notables inconvenientes debido a que el chorro del agua, es lanzado a lo largo del barreno, provocando que las piedras sueltas se desplacen arrastradas por la presión del agua pudiendo impactar en los operarios y producir un atranque en el barreno. En general este proceso acelera la destrucción de las paredes del barreno y su eficacia es cuestionable porque una gran parte del agua extraída pude volver al interior de los barrenos por filtración desde la superficie. Este proceso provoca que el operador, y cualquiera que estuviera en las proximidades, sufra frecuentes duchas de agua sucia, pequeñas piedras, etc. Generalmente, este procedimiento es ineficaz cuando existe una cantidad significativa de sobrecarga, y es un procedimiento desagradable, inseguro y casi siempre realizado con desgana por el personal al que se pedía tal
tarea.
Según evolucionaba el equipo de perforación y se volvía práctico para perforar barrenos más profundos y de mayor diámetro, y según se iba disponiendo de agentes explosivos de menor precio, se iba haciendo necesario crear formas más seguras y más eficaces de sacar agua.
Las primeras máquinas consistían en una bomba eléctrica sumergible equipada con mangueras de forma que se pudiera transportar de un agujero a otro. Las objeciones obvias de seguridad al uso de dispositivos eléctricos en el suelo próximo a las perforaciones cargadas, pronto condujo al desarrollo de bombas sumergibles accionadas hidráulicamente. Estas unidades han evolucionado en una familia entera de máquinas de bombeo sofisticadas, accionadas por una diversidad de fuentes, que pueden achicar agujeros con los mayores diámetros y profundidades actualmente perforados. Estas unidades se ofrecen con bombas de una sola fase o de múltiples fases, y con carretes accionados para la manguera. Las unidades normalmente son autónomas y se llevan en un vehículo dedicado a este uso específico. Pueden diseñarse para hacerse funcionar desde una posición próxima al carrete o desde la cabina del vehículo. La unidad de bombeo, que se introduce en el extremo de una manguera hasta el fondo del agujero, consta de un motor hidráulico que acciona una bomba impulsora. Esta unidad recoge el agua a través de un tamiz situado en el fondo de la unidad y la impulsa hasta la manguera y hacia fuera de la superficie. Los tubos hidráulicos que suministran energía a la bomba están localizados dentro de la manguera de descarga de la bomba.
Este equipo se ofrece por varias compañías en una diversidad de configuraciones. Las ventajas de estos sistemas son diversas; son unidades autónomas y, como tales, pueden achicar agua independientemente de otros equipos presentes en el sitio, pueden hacerse funcionar por una persona y están diseñadas para bombear grandes volúmenes desde agujeros profundos tanto de diámetro grande como de diámetro medio. Por el lado negativo, si se quedan atrapadas en un agujero derrumbado o estrecho, el usuario corre el riesgo de perder una unidad de bombeo relativamente cara, y estas unidades no bombearán fragmentos abrasivos indefinidamente sin dañar ciertas partes caras de la cabeza de la bomba. Este sistema presenta serias dificultades en diámetros de perforación de 3 y 3,5 pulgadas (76-89 mm), que son muy frecuentes en las voladuras de canteras y obra pública, debido al poco espacio para dimensionar los rodetes de la bomba sumergible.
Otro sistema empleado y que ya ha sido objeto de patente, usa al igual que la invención, el principio de desplazamiento neumático para desaguar los barrenos. Sin embargo, a diferencia de la invención, se usa el aire comprimido para expandir un manguito de caucho contra la pared interior del barreno. Después, el aire presurizado se introduce en la cámara que se forma por debajo del manguito de caucho expandido, desplazando el agua y forzándola a entrar en un tubo de descarga, hasta el centro del conjunto de manguito y hacia fuera de la superficie. Esta bomba tiene varias ventajas; ya que sólo tiene una parte móvil, el manguito de caucho reemplazable, su coste es bajo y el mantenimiento es mínimo; no se ve dañada o afectada por el bombeo de lodos o fragmentos abrasivos procedentes del agujero; se puede transportar y sólo necesita una cantidad limitada de aire para funcionar; y como inyecta aire en las mangueras limpias después de achicar cada agujero, no necesita anticongelante en climas fríos. Entre sus desventajas se encuentra el hecho de que requiere un agujero perforado razonablemente redondo para formar un buen cierre, y en suelos muy sueltos o fragmentados, puede perder presión a través de las grietas, lo que perjudica a su capacidad de bombeo. También necesita un manguito o cuerpo de bomba diferente para diferentes tamaños de agujeros. Otra desventaja respecto a la invención radica en que el perfil longitudinal del conjunto de la bomba que se introduce en el barreno no es constante ya que el cuerpo de bomba que alberga el manguito de caucho representa un ensanche que puede acarrear problemas de atranques.
Otro sistema es por medio de Bombas Ayudadas por Aire de Doble Diafragma; el sistema utiliza una bomba de doble diafragma, accionada por aire, modificada. En funcionamiento, se dirige una corriente de aire comprimido a través de un pequeño tubo localizado dentro de la manguera de entrada hasta una boquilla de venturi colocada cerca del punto de entrada de la manguera de succión. Esta inyección de aire permite extraer agua de agujeros con una profundidad mayor que el límite de succión normal de las bombas de doble diafragma. Entre sus ventajas se encuentra el hecho de que la unidad de bombeo primaria no desciende en el agujero. Esto elimina la posibilidad de perder la bomba si el agujero se derrumba. La bomba también aspirará lodos y fragmentos del agujero sin producir daños. Como extrae la línea de descarga casi seca, no se requiere tratamiento anticongelante. Sus limitaciones incluyen el hecho de que su volumen de bombeo se reduce con la profundidad del agujero, y requiere un volumen relativamente alto de aire comprimido auxiliar para funcionar (Al menos 26 litros/seg @ 483 kPa).
Un último sistema emplea Unidades de Achique de Vacío. Aunque no están disponibles en el mercado, se han creado varias unidades de achique de minas que utilizan un vacío parcial para extraer el agua del agujero de aspiración. Estos sistemas constan básicamente de un recipiente grande de presión, montado en una carretilla u otro vehículo transportable, una bomba de vacío y una manguera con válvula de admisión-succión. En el uso, la bomba de vacío se usa para retirar la mayor parte del aire del depósito de presión. La manguera de admisión se introduce en el fondo del agujero a achicar y se abre la válvula del tubo, extrayendo el agua del agujero e introduciéndola en el tubo y desde éste al interior del depósito. Las ventajas de este tipo de unidad son que es un dispositivo autónomo, necesitaría poco mantenimiento y es bastante eficaz dentro de sus limitaciones. Debido a la limitación física de la presión atmosférica normal, sólo puede desplazar agua desde profundidades limitadas (menor de 7,6 metros) por lo que queda fuera de los rangos típicos de profundidad de barrenos en la actualidad (de 8 a 25 metros); y tiene que desmontarse y vaciarse regularmente.
Descripcion de la invención
El sistema que se preconiza en la invención comprende un cuerpo de bomba cilíndrico a modo de manguera, que es la parte que se introduce parcialmente en el barreno quedando el resto en superficie o enrollado en una devanadera, y un mecanismo neumático, que se describe más adelante en alguna de sus variantes, que constituye el "pulmón" de este sistema de extracción de agua, alternando los ciclos de aspiración (ciclo de vacío) y expulsión (ciclo de presión).
El cuerpo de la bomba, constituido externamente por una manguera de resistencia suficiente a las fluctuaciones de presión (fases de aspiración y expulsión) se cierra herméticamente por sus extremos mediante una tapa en la parte superior y una válvula anti-retorno en su parte inferior.
En la tapa superior, que permanece fuera del barreno, se implanta una toma de aire que se conecta al circuito del mecanismo neumático, mediante una válvula neumática (por ejemplo de tres vías) que alterna la fase de aspiración y la fase de expulsión, y una toma de agua que en la parte externa de la tapa se conectará a la manguera de desagüe exterior, y en la parte interna se acoplará la manguera interior del cuerpo de la bomba encargada de conducir el agua desde el fondo a la superficie. La manguera exterior permite dirigir el flujo del agua a donde nos interese (un depósito, una balsa, al banco inferior, etc) con el objeto de que el agua no vuelva a introducirse en los barrenos por filtración. Esta manguera incorpora una válvula anti-retorno que permite la salida del agua en la fase de impulsión y se cierre cuando el ciclo de desagüe es el de aspiración. O bien, a través de un circuito neumático ligeramente más complejo, se conecta mediante un sistema de válvulas (p.e una válvula de 5 vías y 2 posiciones que se describe en el apartado de dibujos) a la línea de vacío en la fase de aspiración. De esta forma el vacío de realiza en el seno de la manguera interior además de sobre el volumen interior del cuerpo de la bomba, como se describe más adelante. Esta última variante, como el volumen de agua que se introduce en la fase de aspiración también incluye el que alberga la tubería interior, permite mejorar aun más el rendimiento de desagüe porque el citado volumen neto aspirado es mayor y porque también el caudal de desagüe en la fase de expulsión puede ser sustancialmente mayor, al poder seleccionarse una manguera interior de mayor diámetro.
La parte inferior de la manguera que se introduce en el barreno, que como se ha dicho contiene una válvula anti-retorno, se podrá proteger con un filtro y un protector contundente que sirva para proteger el mecanismo anti-retorno y a la vez sirva de "ariete" para desobturar algún posible atranque.
El procedimiento del desagüe del barreno comienza con la introducción del cuerpo de la bomba, posicionando la válvula neumática (por ejemplo de tres vías o de cinco vías) en una posición que permita la salida del aire desplazado por el agua que va penetrando en la manguera a través de la válvula de pie (anti-retorno) según se va introduciendo el cuerpo de la bomba en el barreno inundado. En este primer estadio, la bomba introducida en el barreno inundado, se ha cargado de agua hasta la altura del nivel piezométrico alcanzado después de introducir la manguera (evidentemente como la manguera tiene un volumen, el agua alcanza un nivel mayor por el principio de Arquímedes correspondiente al volumen del cuerpo de bomba introducido en el agua). El siguiente paso es actuar dando paso, en la válvula de control neumática (la de tres vías), o bien a la posición de succión, si el nivel de "carga natural" da juego para ello, o bien a la posición de expulsión, con lo cual entrará el aire a presión en el interior del cuerpo de la bomba y bajo su efecto se cerrará la válvula de pie dejando la manguera interior como única vía de salida del agua desplazada por el empuje del aire a presión. Este agua que sube por la manguera interior, atraviesa la tapa superior a través de las boquillas de agua interna y externa y es conducida, por la manguera de agua exterior, al lugar donde controladamente donde nos interese verterla (un depósito, una balsa, al banco inferior, etc).
De esta manera al cabo de breves segundos, por el extremo de la manguera de agua exterior, saldrá aire a presión que nos indicará que el cuerpo de la bomba se ha vaciado. Como lógicamente aun queda agua en el barreno, procederemos a recargar el cuerpo de la bomba posicionando la válvula neumática de gobierno en el "modo aspiración". Es este punto, donde antes estábamos introduciendo aire a presión, ahora realizamos el efecto contrario, el de succión, de manera que el cuerpo de la bomba se recarga rápidamente con un volumen de agua, superior al que quedara del nivel piezométrico del barreno después del desagüe anterior, acorde con el grado de depresión que se genere (por ejemplo un nivel de vacío de 0,5 atmósferas (50 kPa aprox.) equivale, groso modo, a cinco metros adicionales de recarga del cuerpo de la bomba). Una vez recargado el cuerpo de la bomba, procederemos de la manera ya descrita, variando la posición de la válvula de gobierno neumática al "modo de expulsión" de tal manera que se vacíe en pocos segundos de nuevo el volumen de agua que alberga la bomba.
Mediante el proceso descrito, en dos o tres ciclos en la mayoría de los casos, se puede desaguar un barreno inundado.
Por tanto, la recarga del cuerpo de bomba se produce por la presión que ejerce el agua del barreno sobre la válvula anti-retorno, sumado al efecto de succión que generamos en la "fase de aspiración".
Entre las ventajas de este sistema está el no requerir grandes caudales de presión ni de aspiración; de hecho, en cuanto a los requerimientos de aire comprimido, considerando, al margen de las pérdidas, que 1 bar de presión (100 kPa) de aire equivale a 10 metros de columna de agua, el requerimiento de presión en la fuente de aire comprimido en ningún caso va a exceder los 3-4 bares (300-400 kPa). Con estos niveles de presión podríamos estar desaguando barrenos de más de 30 metros de longitud (la mayor parte de los bancos de trabajo en las minas y canteras no exceden los 30 metros). Un pequeño compresor con un caudal de aire de aproximadamente 0,4 m^{3}/min regulado a una presión de 5-6 bares (500-600 kPa) daría un régimen más que adecuado de bombeo. Estos bajos requerimientos de aire permiten múltiples opciones y dejan dentro del rango de fuentes útiles compresores de menor caudal y presión que los disponibles para la perforación. El compresor del sistema de frenos de los camiones y pequeños compresores portátiles podrían ser adecuados.
En cuanto a los requerimientos de vacío, como se mencionó en la descripción del sistema de bombeo, el complementar el bombeo por desplazamiento neumático con un sistema depresor que incremente el volumen de agua evacuado en cada ciclo resulta muy interesante, sino esencial, a la hora de mejorar el rendimiento global del sistema.
Una bomba de vacío con un caudal de aspiración de 8 litros/segundo conseguiría en pocos segundos que en el interior de una sonda de 62 mm de diámetro, el agua suba por ejemplo 6 metros, es decir más de 11 litros adicionales a la recarga natural, lo que casi equivale a 2 metros de agua en el interior de un barreno de 3,5 pulgadas (89 mm).
Ello significa, como ya se ha explicado, que en dos o tres ciclos se consigue desaguar el barreno.
Otra ventaja, y a la vez diferencia a destacar del sistema que se propone patentar, frente a otros descritos, es que el volumen por metro lineal de trabajo en el bombeo es constante e igual al volumen libre del interior de la manguera y su estancaidad está asegurada; no depende del estado de fisuración del terreno que en ocasiones implicaría unas exigencias elevadas de caudal de presión para contrarestar las fugas de presión por las fisuras. En este sentido, también evita que el agua emigre por las fisuras, bajo el efecto de la sobrepresión que otros metodos de desplazamiento neumático descritos en el apartado de antecedentes genera en el interior del barreno, con el riesgo de recargar con mayor rapidez el barreno en cuanto cese la sobrepresión.
Otra ventaja, y a la vez diferencia a destacar del sistema que se propone patentar, es que el perfil del cuerpo de la bomba es constante e igual al diámetro exterior de la manguera. Con esto se consigue una practica ausencia de problemas de atranques. En todo caso, la parte de la bomba que se introduce en el barreno es básicamente una simple manguera con una válvula de pie y opcionalmente un sencillo filtro y un austero protector a modo de ariete. En el caso hipotético de un atranque sin remedio, siempre se podría desenganchar la tapa superior, sacar la manguera interior, y proceder a la carga del barreno con explosivo encartuchado de diámetro adecuado por el interior de la manguera. Con ello no se perdería el barreno y por tanto se vería minimizado el problema en cuanto al resultado de la voladura.
Descripción de los dibujos
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión del invento y su funcionamiento, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- muestra las partes fundamentales de la invención, ampliando en detalle la parte superior y la parte inferior con sus respectivos componentes. En concreto se dibuja una sección de la manguera principal (1), descrita como el cuerpo de la bomba, cerrada en su parte superior por una tapa (2), en la que se ubican dos orificios, el primero (4) para la entrada o salida de aire según nos encontremos el ciclo de expulsión o en el ciclo de aspiración, y el segundo (5) para que el agua que ascienda por la manguera interior (6) salga conducida al exterior por la manguera (10). Como se ha mencionado se detalla ampliada esta parte superior. La manguera principal (1) se encuentra cerrada en su parte inferior por un sistema anti-retorno (3), compuesto por una válvula antiretorno (9), un filtro (8) y un protector (7), que permite la entrada de agua en la fase de aspiración y se cierra herméticamente en la fase de expulsión dejando, como ya se ha dicho, como única salida para el agua desplazada por el aire presurizado la ascensión por la manguera interior (6) al exterior. Igualmente se detalla ampliada la parte inferior.
La figura 2.- muestra un ejemplo de cómo puede ser la implementación del circuito neumático que proporciona aire a presión y vacío mediante válvulas de múltiples vías y posiciones que gobernadas convenientemente alternan las fases de aspiración y expulsión, dando sentido al mecanismo de desagüe de la invención. En concreto se representa una válvula (11) de 5 vías, V1, V2, V3, V4 y V5, y 2 posiciones, RI y RII, donde la vía V1 se conecta a la manguera de salida de agua (10), la vía V2 a la fuente de vacío (13), la vía V3 se conecta a la fuente de aire comprimido (12), la vía V4 se conecta a la toma de salida de agua (5) y la vía V5 se conecta con la salida/entrada de aire (4) de la bomba de desagüe. En la posición RI, se succiona el aire del cuerpo de la bomba, tanto en espacio que alberga la manguera interior (6) por medio de la conexión V2-V4, como en el espacio anular entre dicha manguera (6) y la manguera principal (1) a través de la conexión V2-V5. Como consecuencia de esta succión el cuerpo de la bomba se llena de agua en proporción a la depresión alcanzada, quedando el agua cautiva en el interior del cuerpo de la bomba al cerrarse herméticamente la válvula antiretorno (9). El volumen de agua cautivo queda preparado para vaciarse cuando llevemos la válvula (11) a la posición RII. En la posición RII, el aire presurizado penetra en el interior del cuerpo de la bomba siguiendo la conexión V3-V5 con la toma (4), de manera que expulsa el agua del interior de la bomba a través de su ascensión por la manguera interior (6) y salida por la vía de conexión de la toma (5) con V1-V4.
La figura 3.- ilustra las posiciones mencionadas en la página 7 de la memoria que describen las fases consecutivas del proceso de desagüe de un barreno. En concreto, en la parte izquierda de la figura 3, se representa el momento final de la bajada del cuerpo de la bomba de desagüe. En esta fase, el agua va penetrando en el interior del cuerpo de la bomba a través del sistema antiretorno (3) desplazando el aire del interior del cuerpo de la bomba a la atmósfera a través de la toma (4) y de la toma (5). En este primer estadio, la bomba introducida en el barreno inundado, se ha cargado de agua hasta la altura del nivel piezométrico alcanzado después de introducir la manguera. La parte central de la figura 3, corresponde a la fase, en la cual, al hacer el vacío a través de la toma (4) el agua asciende por el interior de la manguera principal (1) a una altura proporcional a la depresión alcanzada y queda cautiva en el interior de la manguera (1) al cerrarse herméticamente por efecto de la presión hidrostática el sistema antiretorno (3). En la parte derecha de la figura 3, correspondiente a la fase en la que se produce el desplazamiento del volumen de agua cautivo en el interior del cuerpo de la bomba, al entrar en aire a presión por la toma (4), ascendiendo el agua lo largo del único camino libre que queda, la tubería interior (6), habida cuenta que la válvula antiretorno (9) que forma parte del sistema antiretorno (3) permanecerá cerrada mientras exista una presión mayor en el interior del cuerpo de la bomba respecto al exterior. En esta fase, cuando deje de salir agua y comience a salir aire por la toma (5) y la manguera (10) habrá concluido el primer ciclo de desagüe. Los ciclos se repetirán sucesivamente hasta el desagüe completo del barreno (normalmente con 3 o 4 ciclos será suficiente).

Claims (6)

1. Bomba de desagüe de barrenos mediante ciclos alternativos de aspiración y expulsión basada en el principio del desplazamiento neumático para extraer el agua de los barrenos de perforación de voladuras que se caracteriza por incorporar, una manguera principal (1) que se distingue por llevar en el extremo superior (que permanece en la superficie) un cierre hermético (2) con dos tomas o conexiones, una toma (4) para la entrada y salida de aire según el ciclo sea de aspiración o expulsión, y la otra toma (5) para la salida del agua que asciende por una manguera interior (6) a la manguera principal (1). En el extremo inferior de la manguera principal (1) (el que se introduce hasta el fondo del barreno) se ubica un sistema anti-retorno (3) que permite la entrada de agua (fase de aspiración) pero no la salida (fase de expulsión) dejando como único escape al agua desplazada por el aire presurizado la ascensión por la manguera interior (6) hasta la atmósfera a través de la toma (5).
2. Bomba de desagüe de barrenos mediante ciclos alternativos de aspiración y expulsión basada en el principio del desplazamiento neumático, según reivindicación 2ª, caracterizada porque la toma de entrada/salida de aire (4) se conectará, mediante válvulas cualesquiera adecuadas (11), alternativamente a una fuente de aire comprimido (12) y a una fuente de vacío (13) constituyendo los ciclos de desagüe fundamentales de aspiración y expulsión de la invención.
3. Bomba de desagüe de barrenos mediante ciclos alternativos de aspiración y expulsión basada en el principio del desplazamiento neumático, según reivindicación 1ª, caracterizada porque la toma de salida de agua (5) se conecta mediante válvulas cualesquiera adecuadas (11) alternativamente, en la fase de aspiración, a la posición RI donde se hace el vacío mediante la conexión con la fuente (13) en todo el interior del cuerpo de la bomba, constituido por el volumen interior de las mangueras (1) y (6), mejorando por tanto el ritmo de desagüe; y en la fase de expulsión, a la posición RII, donde por acción del empuje del aire a presión, conduce el agua evacuada a su través (5) al exterior, de manera controlada, mediante la manguera exterior de desagüe (10).
4. Bomba de desagüe de barrenos mediante ciclos alternativos de aspiración y expulsión basada en el principio del desplazamiento neumático, según reivindicación 1ª, caracterizada porque el sistema anti-retorno (3) ubicado en la parte inferior de la manguera principal (1) incluye una válvula antiretorno (9), un filtro (8) y un protector contundente (7) que sirve para proteger el mecanismo anti-retorno (3) y a la vez con funciones de ariete para desatrancar algún posible obstáculo en el interior del barreno.
5. Bomba de desagüe de barrenos mediante ciclos alternativos de aspiración y expulsión basada en el principio del desplazamiento neumático, según reivindicación 2ª, caracterizada porque en la línea formada por la toma de salida de agua (5) y la manguera de desagüe exterior (10), se incluye una válvula anti-retorno (14) que permite la salida del agua en la fase de impulsión y se cierra cuando el ciclo de desagüe es el de aspiración para mejorar el rendimiento.
6. Bomba de desagüe de barrenos mediante ciclos alternativos de aspiración y expulsión basada en el principio del desplazamiento neumático, según reivindicación 1ª, caracterizada porque en la configuración del perfil externo de la manguera principal (1) y el sistema anti-retorno (3) no existen resaltes apreciables en el citado perfil para minimizar los problemas de atranque inherentes a todos los procesos que implican introducir objetos en el interior de huecos estrechos como lo son los barrenos de perforación.
ES200600704A 2006-03-14 2006-03-14 Bomba de desagüe de barrenos mediante ciclos alternativos de aspiración y expulsión basada en el pricipio del desplazamiento neumático Active ES2270730B2 (es)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES200600704A ES2270730B2 (es) 2006-03-14 2006-03-14 Bomba de desagüe de barrenos mediante ciclos alternativos de aspiración y expulsión basada en el pricipio del desplazamiento neumático
CA002646897A CA2646897A1 (en) 2006-03-14 2007-03-14 A pump for dewatering boreholes by means of alternate cycles of vacuum and exhaust, based on the principle of pneumatic displacement
RU2008140517/03A RU2405891C2 (ru) 2006-03-14 2007-03-14 Насос для осушения скважин посредством чередования циклов аспирации и выталкивания, работающий по пневматическому принципу
AU2007226489A AU2007226489B2 (en) 2006-03-14 2007-03-14 Pump for draining bores by means of alternating aspiration and expulsion cycles, based on the principle of pneumatic displacement
PCT/ES2007/070052 WO2007104820A1 (es) 2006-03-14 2007-03-14 Bomba de desagüe de barrenos mediante ciclos alternativos de aspiración y expulsión basada en el principio del desplazamiento neumático
EP07730492A EP2006454B1 (en) 2006-03-14 2007-03-14 Pump for draining bores by means of alternating aspiration and expulsion cycles, based on the principle of pneumatic displacement
ES07730492T ES2395781T3 (es) 2006-03-14 2007-03-14 Bomba de desagüe de barrenos mediante ciclos alternativos de aspiración y expulsión basado en el principio del desplazamiento neumático
US12/210,192 US7950465B2 (en) 2006-03-14 2008-09-13 System for dewatering boreholes by means of alternative cycles of vacuum and exhaust, based on the principle of pneumatic displacement
ZA200808437A ZA200808437B (en) 2006-03-14 2008-10-03 Pump for draining bores by means of alternating aspiration and expulsion cycles, based on the principle of pneumatic displacement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES200600704A ES2270730B2 (es) 2006-03-14 2006-03-14 Bomba de desagüe de barrenos mediante ciclos alternativos de aspiración y expulsión basada en el pricipio del desplazamiento neumático

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2270730A1 true ES2270730A1 (es) 2007-04-01
ES2270730B2 ES2270730B2 (es) 2013-07-05

Family

ID=38319289

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES200600704A Active ES2270730B2 (es) 2006-03-14 2006-03-14 Bomba de desagüe de barrenos mediante ciclos alternativos de aspiración y expulsión basada en el pricipio del desplazamiento neumático
ES07730492T Active ES2395781T3 (es) 2006-03-14 2007-03-14 Bomba de desagüe de barrenos mediante ciclos alternativos de aspiración y expulsión basado en el principio del desplazamiento neumático

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES07730492T Active ES2395781T3 (es) 2006-03-14 2007-03-14 Bomba de desagüe de barrenos mediante ciclos alternativos de aspiración y expulsión basado en el principio del desplazamiento neumático

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7950465B2 (es)
EP (1) EP2006454B1 (es)
AU (1) AU2007226489B2 (es)
CA (1) CA2646897A1 (es)
ES (2) ES2270730B2 (es)
RU (1) RU2405891C2 (es)
WO (1) WO2007104820A1 (es)
ZA (1) ZA200808437B (es)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110130379A (zh) * 2019-05-28 2019-08-16 中亿丰建设集团股份有限公司 降水井的回收方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104711994A (zh) * 2015-01-27 2015-06-17 江苏省华建建设股份有限公司 基坑深井降水及封堵施工方法
CN104775443B (zh) * 2015-04-28 2016-03-02 金中天集团建设有限公司 一种井点降水方法及装置
CN110630323B (zh) * 2019-09-12 2021-02-12 泗县微腾知识产权运营有限公司 一种高效矿山炮孔排水设备
CN114134918B (zh) * 2021-11-10 2023-08-08 上海建工四建集团有限公司 一种全自动控制式真空深井装置的使用方法
CN114993126B (zh) * 2022-06-30 2024-05-10 安徽铜冠产业技术研究院有限责任公司 一种用于采场内部结构自由补偿空间爆破孔施工方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1784077B1 (de) * 1968-07-05 1971-10-07 Heinrich Baasen Einrichtung zur Grundwasserabsenkung mit einer Vakuumfilteranlage
US3647319A (en) * 1969-02-06 1972-03-07 Terresearch Ltd Pumping equipment
US4260334A (en) * 1976-02-11 1981-04-07 Kelley Contract Dewatering Company Ground dewatering system
DE4040805A1 (de) * 1990-12-14 1992-06-17 Cottbus Bauwesen Hochschule Vorrichtung zur grundwasserabsenkung mittels eines als brunnen ausgebildeten filterrohres
RU2232372C1 (ru) * 2002-12-24 2004-07-10 Петровский Игорь Яковлевич Устройство для заряжания скважин с проточной водой на карьерах неводоустойчивыми вв и способ его использования

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES397942A1 (es) 1971-12-14 1974-07-01 Dynamit Nobel Ag Bomba neumatica, en especial para el uso en barrenos gran- des, para sacar agua.
JPS5116032A (en) * 1973-11-14 1976-02-09 Kinoshita Kenkyusho Yugen Seidenzokeiseiho
US3971437A (en) * 1974-12-12 1976-07-27 Clay Robert B Apparatus for dewatering boreholes
DE4005574A1 (de) * 1990-02-22 1991-08-29 Ieg Ind Engineering Gmbh Brunnen zum absaugen von grundwasser
DE19824589A1 (de) * 1998-06-02 1999-12-09 Kraemer & Grebe Kg Siegelwerkzeug und Verfahren zum Siegeln von Verpackungen
US6672392B2 (en) * 2002-03-12 2004-01-06 Donald D. Reitz Gas recovery apparatus, method and cycle having a three chamber evacuation phase for improved natural gas production and down-hole liquid management
ES2253970B1 (es) 2004-02-05 2007-03-16 Florencio Santamaria Cimiano Procedimiento de evacuacion de agua de barrenos de perforacion y elemento evacuador.

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1784077B1 (de) * 1968-07-05 1971-10-07 Heinrich Baasen Einrichtung zur Grundwasserabsenkung mit einer Vakuumfilteranlage
US3647319A (en) * 1969-02-06 1972-03-07 Terresearch Ltd Pumping equipment
US4260334A (en) * 1976-02-11 1981-04-07 Kelley Contract Dewatering Company Ground dewatering system
DE4040805A1 (de) * 1990-12-14 1992-06-17 Cottbus Bauwesen Hochschule Vorrichtung zur grundwasserabsenkung mittels eines als brunnen ausgebildeten filterrohres
RU2232372C1 (ru) * 2002-12-24 2004-07-10 Петровский Игорь Яковлевич Устройство для заряжания скважин с проточной водой на карьерах неводоустойчивыми вв и способ его использования

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
[BASE DE DATOS WPI en EPOQUE] & RU 2232372 C1 (PETROVSKIJ) 10.07.2004, figura 1. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110130379A (zh) * 2019-05-28 2019-08-16 中亿丰建设集团股份有限公司 降水井的回收方法

Also Published As

Publication number Publication date
US7950465B2 (en) 2011-05-31
AU2007226489A1 (en) 2007-09-20
EP2006454A2 (en) 2008-12-24
ZA200808437B (en) 2009-09-30
WO2007104820A1 (es) 2007-09-20
EP2006454B1 (en) 2012-08-22
ES2270730B2 (es) 2013-07-05
EP2006454A4 (en) 2010-01-06
ES2395781T3 (es) 2013-02-15
EP2006454A9 (en) 2009-07-15
CA2646897A1 (en) 2007-09-20
US20090028721A1 (en) 2009-01-29
RU2008140517A (ru) 2010-04-20
RU2405891C2 (ru) 2010-12-10
AU2007226489B2 (en) 2011-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2270730A1 (es) Bomba de desague de barrenos mediante ciclos alternativos de aspiracion y expulsion basada en el principio del plazamiento neumatico.
ES2581903T3 (es) Desarrollo y rehabilitación de agujeros de perforación, pozos y manantiales mediante un dispositivo de toberas giratorias con toberas ajustables en ángulo
ES2527968B1 (es) Equipo de trasvase de lodos, de ciclo continuo de trabajo.
ES2729194T3 (es) Dispositivo para excavar un pozo y procedimiento para excavar un pozo
ES2750630T3 (es) Extracción de gas de esquisto
CN110984197A (zh) 一种增压启动虹吸排水的装置及方法
ES2267973T3 (es) Dispositivo y bomba de doble cono.
ES2326134T3 (es) Procedimiento y sistema para elevar liquido.
JP2008231729A (ja) シールド到達工法
ES2582934T3 (es) Procedimiento y equipo de mantenimiento de pozos
ES2325116T3 (es) Dispositivo y procedimiento para la generacion de columnas de material en el fondo de aguas.
KR100856784B1 (ko) 냉각장치와 고정브레이커를 이용한 지하수 심정 청소장치및 청소방법
ES2300461T3 (es) Bomba con estanqueidad de liquido, del tipo de husillo helicoidal.
ES2977186T3 (es) Conjunto de perforación y procedimiento de perforación asociado
ES2389677T3 (es) Equipo de tornillo de excavación para la construcción de pantallas
GB2069617A (en) A borehole water extractor
KR200388323Y1 (ko) 수중 모터 펌프 장치
ES2752463T3 (es) Sistema de bomba
ES2253970B1 (es) Procedimiento de evacuacion de agua de barrenos de perforacion y elemento evacuador.
ES2251344T3 (es) Metodo de extraccion de agua de suelos escasamente permeables que contienen agua.
ES2323104B1 (es) Extractor de agua.
ES2616408T3 (es) Bomba y dispositivo para jugar, como aspersor para jugar o fuente para jugar, con una bomba
ES2297119T3 (es) Instalacion y procedimiento de descontaminacion de las capas subterraneas.
ES2907016T3 (es) Tanque con ventilación
ES2397733B1 (es) Equipo neumatico para achique y carga de explosivos en barrenos con agua

Legal Events

Date Code Title Description
EC2A Search report published

Date of ref document: 20070401

Kind code of ref document: A1

FC2A Grant refused

Effective date: 20081203