ES2270730A1 - Bomba de desague de barrenos mediante ciclos alternativos de aspiracion y expulsion basada en el principio del plazamiento neumatico. - Google Patents
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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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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Cited By (1)
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)
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)
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)
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. |
-
2006
- 2006-03-14 ES ES200600704A patent/ES2270730B2/es active Active
-
2007
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Patent Citations (5)
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)
Title |
---|
[BASE DE DATOS WPI en EPOQUE] & RU 2232372 C1 (PETROVSKIJ) 10.07.2004, figura 1. * |
Cited By (1)
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
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---|---|
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