ES2315659T3 - Pernos de anclaje expandibles y sistema de anclaje de pernos. - Google Patents
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Abstract
Un sistema de perno de anclaje, que comprende un perno de anclaje expandible para inserción en un taladro y expandible con ayuda de medios de presión y que incluye una unidad de conexión, medios de expansión (10) para expansión del perno de anclaje, y un elemento de suspensión (16) para cooperación con la unidad de conexión del perno de anclaje (7), en que la unidad de conexión del perno de anclaje está diseñada con unas dimensiones externas tales que puede ser insertada en el taladro, en que la unidad de conexión comprende medios (11) para cooperación separable con los medios de expansión (10) así como también con el elemento de suspensión (16) que puede estar conectado al perno de anclaje y caracterizado porque la unidad de conexión comprende un manguito de soporte (9) que rodea al menos partes de un asiendo de la unidad de conexión en que el manguito de soporte (9) se apoya contra la pared del taladro e impide así cualesquiera deslazamientos angulares indeseados entre la unidad de conexión y el resto del perno de anclaje.
Description
Pernos de anclaje expandibles y sistema de
anclaje de pernos.
La presente invención se refiere a pernos de
anclaje expandibles para su uso como accesorios de suspensión.
En la excavación de túneles y en la minería se
necesita con frecuencia suspender diferentes dispositivos usados en
la obra, por ejemplo, ventiladores, equipo de perforación y
similares. Adicionalmente, en la minería y en la excavación de
túneles se usan a menudo plataformas para transportar el material
excavado y otros materiales. Estas plataformas se cuelgan del techo
del túnel o mina, lo que, por ejemplo, puede realizarse fijando una
viga en el techo y sujetando luego la plataforma a la viga.
A fin de sujetar tales dispositivos, por
ejemplo, una plataforma de servicio, al techo, pueden usarse pernos
de diferentes tipos. A menudo se hace uso de pernos expandibles,
llamados pernos hinchables, en que el perno comprende un tubo, el
interior del cual es puesto a presión con ayuda de medios de
presión, tales como un fluido a alta presión, y con ello se
expanden. Un ejemplo de un perno expandible de este tipo se muestra
en la patente sueca nº 7902129-1. Los pernos de
expansión pueden usarse con un acoplamiento especial que está
sujetado al perno de expansión. La plataforma, o los dispositivos
que se deseen suspender del techo, es sujetada luego en estos
acoplamien-
tos.
tos.
Una desventaja que tiene el uso de estos pernos
como dispositivos de suspensión es que, junto con el acoplamiento de
suspensión especial, sobresalen sustancialmente del techo del túnel
y, por tanto, tienen que ser cortados y/o cubiertos con una capa
gruesa de hormigón de enlucido. Ésta es una operación costosa y que
requiere mucho tiempo, y sería deseable poder reducirla al mínimo.
Este perno con dispositivo de suspensión puede no estar clasificado
como soporte de roca en las estimaciones de seguridad.
Otro objeto de la presente invención es reducir
el esfuerzo de flexión en el perno de anclaje.
Otro ejemplo de un perno de anclaje expandible
es mostrado en el documento US 5 997 219 A que muestra un perno de
anclaje expandible mediante el suministro de líquido a alta presión
a un hueco del perno de anclaje, comprendiendo el perno de anclaje
una pieza extrema roscada en la que pueden fijarse diferentes piezas
de unión.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un perno de anclaje que resuelve los mencionados
problemas. Más específicamente, un objeto de la presente invención
es proporcionar un perno de anclaje mejorado para suspensión, que
lleva consigo concentraciones de esfuerzos reducidas al mínimo en el
perno. Otro objeto de la presente invención es proporcionar un
dispositivo de suspensión que simplifica el trabajo cuando se mueve
dentro de una roca.
Estos y otros objetos son conseguidos de
conformidad con la presente invención por un perno de anclaje
expandible como se define en la reivindicación 1.
De acuerdo con la presente invención, los
mencionados objetos son conseguidos proporcionando un perno de
anclaje que puede ser expandido con ayuda de medios de presión, con
una unidad de conexión que incluye medios para actuar conjuntamente
con medios para suspender el perno de anclaje así como también
elementos de suspensión. La unidad de conexión está diseñada además
con unas dimensiones exteriores tales que puede ser insertada en un
taladro. De este modo, se proporciona un dispositivo de suspensión
que produce un saliente más pequeño desde la roca y que proporciona
una mejor resistencia.
Además, la unidad de conexión comprende un
manguito de soporte que rodea al menos partes del asiento de la
unidad de conexión. De este modo, se impide que el perno de anclaje
sea expuesto a momentos de flexión debido al hecho de que el perno
descansa contra la pared del taladro.
De acuerdo con una realización preferida, la
unidad de conexión comprende un manguito de conexión sujetado al
perno de anclaje. De este modo, se proporciona una conexión práctica
y fácil de usar de los elementos de suspensión y medios de
expansión, respectivamente. Este manguito de conexión puede ser
insertado en el taladro y produce así un saliente mínimo desde la
roca dentro del túnel que es cubierto, lo que da por resultado un
trabajo de excavación de túneles más rápido y más eficaz.
De acuerdo con otra realización preferida, el
manguito de conexión puede estar soldado al perno de anclaje, lo que
produce un acoplamiento más seguro y al mismo tiempo económico y
práctico del manguito de conexión al perno de anclaje.
De acuerdo con otra realización preferida, el
manguito de conexión de la unidad de conexión comprende un órgano,
por ejemplo, una pestaña, contra el cual puede apoyarse a tope la
placa para roca. Esto da al perno de anclaje de acuerdo con la
presente invención cualidades de soporte en roca, con lo que el
perno de anclaje combina dos funciones importantes y útiles, a
saber, soporte en roca y suspensión, en un mismo perno de anclaje.
La placa para roca puede ser elegida además según resulte adecuado y
dependiendo de las necesidades, y puede comprender, por ejemplo, una
placa para roca plana regular o, por ejemplo, un perno de anclaje en
forma de cúpula. De acuerdo con este aspecto de la invención, el
perno de anclaje expandible puede usarse así tanto de soporte en
roca como de dispositivo de suspensión. De este modo, puede
disminuirse el coste total de proporcionar dispositivos de
suspensión y soporte en roca, dando una solución económica.
De acuerdo con otra realización preferida,
pueden unirse dos pernos de anclaje y obtenerse un perno de anclaje
más largo. El perno de anclaje de acuerdo con la presente invención
puede usarse alternativamente sólo como la parte más externa, que
sobresale de la roca, con lo que pernos de anclaje probablemente
existentes en el mercado o de otro modo expandibles, sin una unidad
de conexión para suspensión ni placa, pueden usarse lo más
profundamente en el taladro.
De acuerdo con otra realización preferida, el
elemento de suspensión puede comprender uno de los siguientes
elementos: patilla de montaje, un gancho individual, un gancho
doble, un fiador o una combinación de los mismos. Está prevista así
una gran flexibilidad, y el elemento de suspensión puede adaptarse
según sea necesario.
Los medios de expansión de acuerdo con la
presente invención pueden comprender una boquilla de expansión, con
lo que se consiguen ventajas que se corresponden con las
descritas.
Otras ventajas son conseguidas por diferentes
aspectos de la invención y resultarán evidentes por la siguiente
descripción detallada.
La figura 1 muestra un perno de anclaje de
acuerdo con la invención:
La figura 2 muestra el perno de anclaje de la
figura 1 provisto de una boquilla de expansión separable de acuerdo
con la presente invención.
La figura 3 muestra el perno de anclaje de la
figura 1, en que la boquilla de expansión separable ha sido
sustituida por una patilla de montaje.
Las figuras 4a y 4b muestran una segunda
realización de un perno de anclaje provisto de una boquilla de
expansión separable y una patilla de montaje, respectivamente, de
acuerdo con la presente invención.
La figura 5 muestra dos pernos de anclaje de
acuerdo con la presente invención que han sido unidos.
Como se describió en lo que antecede, a menudo
se necesita suspender diversos dispositivos en una mina o en una
obra de excavación de túneles. En la perforación de roca se necesita
soporte de roca de algún tipo, por ejemplo, pernos de anclaje,
cables u otros elementos, para fortalecer y estabilizar la roca,
haciendo de este modo a la roca autoportante. Como se describió en
la parte introductoria hay pernos de anclaje tubulares expandibles
que pueden usarse para este fin, véase por ejemplo las patentes
suecas números 427 764 y 443 398.
La presente invención proporciona un perno de
anclaje mejorado, que puede estar también dotado con un dispositivo
de suspensión que produce un saliente mínimo, y que al mismo tiempo
proporciona un modo de combinar estas dos necesidades existentes en
un ambiente de perforación de roca, por ejemplo, en una mina, en un
mismo perno de anclaje.
Haciendo ahora referencia a la figura 1, se
muestra un perno de anclaje 7 de acuerdo con la presente invención.
El perno de anclaje 7 expandible por medio de presión comprende una
unidad de conexión para conexión de un medio de expansión 10 (véase
la figura 2) y para conexión de un elemento de suspensión 16 (véase
la figura 3). La unidad de conexión comprende preferiblemente un
manguito de conexión 8 con un asiento que incluye medios internos 11
para recepción tanto del órgano de expansión 10 para expandir el
perno de anclaje 7 como de un elemento de suspensión 16. Los medios
internos 11 del asiento pueden comprender, por ejemplo, roscas, con
lo que los medios de expansión 10 y el elemento de suspensión 16,
respectivamente, pueden ser atornillados sobre el perno de anclaje
7. Alternativamente, como se muestra en las figuras 4a y 4b, el
manguito de conexión 8 puede comprender en lugar de ello roscas
externas para cooperación con los medios de expansión 10 y el
elemento de suspensión 16, respectivamente. Sin embargo, esto tiene
que hacerse sin alargar sustancialmente el saliente del perno de
anclaje desde la roca, por ejemplo de manera que un manguito como
parte de los medios de expansión 10 y los medios de suspensión 16
tienen unas dimensiones tales que pueden ser introducidos en el
taladro. Pueden concebirse también otras conexiones separables
adecuadas.
La unidad de conexión comprende también un
manguito de soporte 9 que está sujetado al perno de anclaje 7. Las
partes de la unidad de conexión, es decir, el manguito de conexión
8, en caso de que esté presente, y el manguito de soporte 9 pueden
en una realización alternativa estar integrados. Además, el manguito
de soporte 9 impide cualesquiera desplazamientos angulares
indeseados entre el manguito de conexión 8 y el resto del perno de
anclaje 7 gracias al hecho de que el manguito se apoya contra la
pared del taladro.
En la figura 2 se muestran los medios de
expansión 10 en forma de una boquilla de expansión, pero en otras
realizaciones los medios de expansión 10 pueden ser por ejemplo un
sencillo tubo recto o un cable hueco. La función de los medios de
expansión 10 es permitir la expansión del perno de anclaje 7 y con
ello el anclaje del perno de anclaje 7 en la roca 12. La expansión
solamente requiere que los medios de expansión 10 comprendan algún
tipo de cuerpo hueco, a través del cual puede ser alimentada, por
ejemplo, agua a alta presión, con lo que el perno de anclaje 7 se
expande para apoyarse contra el taladro. Una boquilla de expansión
es ventajosa porque la presurización puede ser realizada entonces
por medio de un tubo de inyección radial, con lo que se facilita una
presurización manual.
Los medios de expansión 10 encajan
preferiblemente en un mandril estándar ordinario para perno de
anclaje usado en pernos de anclaje, y no se necesita un mandril
especialmente diseñado para el perno de anclaje 7 de acuerdo con la
presente invención.
En la realización mostrada, el manguito de
conexión 8 comprende una pestaña 13, contra la cual se apoya una
placa para roca 14. Como soporte para una placa para roca 14 pueden
concebirse también medios distintos de una pestaña. Debido al hecho
de que puede usarse así una placa para roca 14 en unión del perno de
anclaje 7, el perno de anclaje 7 puede usarse también como soporte
en roca, lo que no es posible con dispositivos de suspensión de la
técnica anterior. La placa para roca 14 puede ser una placa plana
ordinaria o puede tener forma de cúpula como se muestra en la
figura.
Cuando el perno de anclaje 7 ha sido expandido
con ayuda de los medios de expansión 10, cuyos medios de expansión
10 han sido conectados a una fuente de medios de presión, no
mostrados, los medios de expansión 10 pueden ser desatornillados.
Esto hace que el perno de anclaje produzca un saliente pequeño.
También es posible, si se desea, conectar un elemento de suspensión
16, véase la figura 3. El perno de anclaje 7 puede usarse de este
modo como un dispositivo de suspensión por ejemplo para plataformas
de servicio y similares. El elemento de suspensión 16 está provisto
de medios para cooperación con los medios internos 11 (o externos)
del manguito de conexión 8, por ejemplo, roscas. En la figura 3, el
elemento de suspensión 16 se muestra en forma de una patilla de
montaje, pero en realizaciones alternativas el elemento de
suspensión 16 puede comprender cualesquiera medios de suspensión
adecuados, por ejemplo un gancho sencillo, un gancho doble, un codo
o cualquiera combinación de éstos. Se proporciona así un dispositivo
de suspensión flexible que puede ser ajustado según las
necesidades.
Además, el elemento de suspensión 16 puede ser
desenroscado y ser reutilizado a medida que la excavación del túnel
avanza. Esto da al menos dos ventajas. En primer lugar, se reduce el
coste del elemento de suspensión 16, ya que puede usarse varias
veces. En segundo lugar, el saliente desde la roca es pequeño, con
lo que se elimina la necesidad de cortar los pernos después del uso,
lo que por otro lado es un proceso que lleva tiempo. De este modo se
acelera el proceso y además se reduce el grosor requerido del
revestimiento de hormigón de enlucido o similar, que en sí reduce
otras vez los costes. La instalación es además muy rápida con
solamente unas pocas piezas ensambladas sencillas.
Como se muestra en la figura 5, la unidad de
conexión puede ajustarse de manera que pueden unirse entre sí dos o
más pernos de anclaje 7', 7'' para formar un perno largo. Esto puede
conseguirse de diferentes maneras. Si se desea unir entre sí dos
pernos de anclaje 7', 7'' de acuerdo con la presente invención, un
perno de anclaje externo 7' debe tener un cable pasante con una
boquilla de conexión 17, que son unidos entre sí con un manguito de
conexión 8 sobre un perno de anclaje interno 7''. La aplicación de
un medio de presión externo al taladro lleva consigo entonces la
expansión de ambos pernos 7' y 7''.
La parte interna del perno de anclaje 7 puede
ser alternativamente intercambiada a una montura macho que está
unida con un perno de anclaje expandible ordinario. El perno de
anclaje 7 de acuerdo con la presente invención se usa entonces sólo
como parte más externa, sobresaliendo de la roca, mientras que
barrenos de roca expandibles unidos regulares se usan más
profundamente en la roca 12.
Claims (8)
1. Un sistema de perno de anclaje, que comprende
un perno de anclaje expandible para inserción en un taladro y
expandible con ayuda de medios de presión y que incluye una unidad
de conexión, medios de expansión (10) para expansión del perno de
anclaje, y un elemento de suspensión (16) para cooperación con la
unidad de conexión del perno de anclaje (7), en que la unidad de
conexión del perno de anclaje está diseñada con unas dimensiones
externas tales que puede ser insertada en el taladro, en que la
unidad de conexión comprende medios (11) para cooperación separable
con los medios de expansión (10) así como también con el elemento de
suspensión (16) que puede estar conectado al perno de anclaje y
caracterizado porque la unidad de conexión comprende un
manguito de soporte (9) que rodea al menos partes de un asiendo de
la unidad de conexión en que el manguito de soporte (9) se apoya
contra la pared del taladro e impide así cualesquiera deslazamientos
angulares indeseados entre la unidad de conexión y el resto del
perno de anclaje.
2. Sistema de perno de anclaje según la
reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de conexión
comprende un manguito de conexión (8) sujetado al perno de anclaje
(7).
3. Sistema de perno de anclaje según la
reivindicación 2, caracterizado porque el manguito de
conexión (8) comprende medios contra los cuales puede apoyarse una
placa para roca (14).
4. Sistema de perno de anclaje según la
reivindicación 3, caracterizado porque los medios contra los
cuales puede apoyarse la placa para roca (14) son una pestaña
(13).
5. Sistema de perno de anclaje según cualquiera
de las reivindicaciones 1-4, caracterizado
porque la unidad de conexión está sujetada al perno de anclaje (7)
por soldadura.
6. Sistema de perno de anclaje según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los
medios de expansión (10) comprenden una boquilla que puede ser
insertada en la unidad de conexión.
7. Sistema de perno de anclaje según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
perno de anclaje (7') presenta un canal pasante y una boquilla de
conexión (17) en la parte interna para conexión a un segundo perno
de anclaje (7'').
8. Sistema de perno de anclaje según cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
elemento de suspensión (16) comprende una de las siguientes partes:
patilla de montaje, un gancho individual, un gancho doble, un codo o
una combinación de los mismos.
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