ES2343652T3 - Recuperacion de fluido. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para expandir y/o vaciar elementos (2) de anclajes (1), especialmente anclajes (1) de roca del tipo genérico anclaje de tubo de fricción o anclaje expandible de tubo de fricción, con una placa de anclaje y con un adaptador (6) dispuesto de manera desmontable en el anclaje (1) y unido mediante al menos un conducto (7, 8) de fluido tanto con una bomba (9) como con los elementos expandibles (2), caracterizado porque el adaptador (6) está unido directa o indirectamente con un dispositivo suministrador de gas.

Description

Recuperación de fluido.

La invención se refiere a un dispositivo para expandir y/o vaciar elementos de anclajes, especialmente anclajes de roca del tipo genérico anclaje de tubo de fricción o anclaje expandible de tubo de fricción, con las características del preámbulo de la reivindicación 1.

La invención se refiere además a un procedimiento para vaciar elementos de anclajes, especialmente anclajes de roca del tipo genérico anclaje de tubo de fricción o anclaje expandible de tubo de fricción, con las características del preámbulo de la reivindicación 8.

La invención se refiere también a un procedimiento para colocar anclajes, especialmente anclajes de roca del tipo genérico anclaje de tubo de fricción o anclaje expandible de tubo de fricción, con las características del preámbulo de la reivindicación 16.

Es conocido insertar en un taladro anclajes con elementos expandibles para fijar o asegurar rocas y suelos, por ejemplo, en la construcción de túneles o el aseguramiento de pendientes. Estos anclajes, especialmente anclajes de tubo de fricción o anclajes expandibles de tubo de fricción, se conocen con el nombre de "Swellex" (fabricante Atlas Copeo MAI GmbH). Como elementos expandibles, estos anclajes presentan especialmente pernos expandibles de anclaje, cuya superficie exterior hace contacto en el estado expandido con la pared del taladro y de este modo fija el anclaje en el taladro. El perno se puede expandir con agua a presión que se introduce en el perno de anclaje mediante una bomba con un adaptador desmontable.

Los anclajes con elementos expandibles para fijar o asegurar rocas y suelos se conocen asimismo de los documentos WO2005/047650A, DE2749068A1, EPG016742A1 y US3837258A. El documento WO2005/047650A se considera como el estado más actualizado de la técnica y da a conocer un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 1.

El aire comprimido en el perno de anclaje después de introducirse a presión el medio de expansión, en especial agua, provoca que el agua se presione nuevamente hacia fuera del perno de anclaje después de desmontarse el adaptador. Sin embargo, resulta desventajoso que el agua vuelva a salir de forma descontrolada y sólo parcialmente del perno de anclaje. Un cierto porcentaje de agua sobrante permanece en el perno de anclaje y junto con el aire existente en el perno de anclaje favorece los procesos de corrosión que influyen desventajosamente en la vida útil del anclaje, en especial del anclaje de tubo de fricción.

La invención tiene el objetivo de poner a disposición un dispositivo, así como un procedimiento del tipo genérico mencionado al inicio que evitan lo más posible las desventajas indicadas.

Este objetivo se consigue con un dispositivo para expandir y/o vaciar elementos de anclajes, especialmente de anclajes de roca, que presenta las características de la reivindicación 1.

Este objetivo se consigue también con un procedimiento para vaciar elementos de anclajes, especialmente de anclajes de roca, que presenta las características de la reivindicación 8.

Este objetivo se consigue además con un procedimiento para colocar un anclaje, especialmente anclaje de roca, que presenta las características de la reivindicación 16.

Son objeto de las reivindicaciones secundarias configuraciones/formas de realización del dispositivo según la invención, por una parte, así como del procedimiento según la invención, por otra parte.

En el caso de anclajes, especialmente anclajes de roca realizados como anclajes expandibles de tubo de fricción, con elementos expandibles (anclaje del tipo "Swellex") y un adaptador dispuesto de manera desmontable en el anclaje y unido mediante al menos un conducto de fluido tanto con una bomba como con los elementos expandibles, el adaptador está unido según la invención directa o indirectamente con un dispositivo suministrador de gas. De este modo, el gas a presión se puede suministrar a los elementos expandibles para el vaciado después de haberse expandidos y estar llenos de un fluido al menos parcialmente. El gas se expande en los elementos expandidos y presiona forzosamente el fluido hacia fuera del anclaje. Este proceso se puede repetir, dado el caso, varias veces hasta que se elimine completamente el fluido. Los procesos de corrosión en el perno de anclaje debido a la interacción del aire con el agua se pueden impedir así casi por completo, lo que aumenta significativamente la vida útil del anclaje.

Según la invención, el gas a presión, en especial aire comprimido, se puede introducir tanto antes como después de aplicarse el fluido de expansión en el anclaje. El efecto en el caso de la sobrepresión generada artificialmente antes de aplicarse el fluido a diferencia de los métodos conocidos, en los que sólo se comprime el volumen de aire existente a una presión normal de aire en el anclaje, es que en el anclaje permanece esencialmente menos agua sobrante después de compensarse la presión. El fluido, introducido en los elementos expandibles, se puede retirar después de la expansión casi por completo y de manera controlada, así como usar de nuevo, dado el caso, para la expansión de elementos de otros anclajes.

Otros detalles, características y ventajas del dispositivo según la invención, por una parte, y del procedimiento según la invención, por otra parte, se derivan de la siguiente descripción sobre la base de los dibujos adjuntos, en los que está representada una forma preferida de realización.

Muestran:

Fig. 1 una vista longitudinal esquemática de una forma de realización de un anclaje de roca,

Fig. 2 una vista de la sección transversal del anclaje de roca de la figura 1,

Fig. 3 el anclaje de roca de la figura 1 con un adaptador montado y

Fig. 4 una forma de realización del dispositivo, según la invención, para ensanchar y/o vaciar elementos del anclaje de roca en representación esquemática.

En la figura 1 está representado un anclaje 1 de roca, en el que se puede aplicar el dispositivo según la invención, así como el procedimiento según la invención. La forma de realización mostrada corresponde a un anclaje expandible de tubo de fricción como el conocido, por ejemplo, del documento US4459067A e identificado también como "Swellex". El anclaje 1 de roca está previsto para la inserción y la fijación en un taladro con el fin de fijar o asegurar rocas y suelos.

El anclaje 1 de roca comprende esencialmente un elemento expandible que presenta un manguito 3 en un extremo contiguo al extremo exterior del taladro (en la figura 1, a la derecha) y está cerrado mediante un manguito extremo 4 en el otro extremo. El elemento expandible puede ser en especial un perno 2 de anclaje formado mediante un tubo plegado hacia dentro en dirección longitudinal con un perfil esencialmente en forma de omega, como se puede observar en la figura 2. El perno 2 de anclaje se puede expandir al aumentarse la presión en el interior del tubo plegado, de modo que la superficie exterior del tubo hace contacto con la pared del taladro y fija así el anclaje 1 de roca en el taladro.

En el manguito 3 está dispuesto un orificio, por ejemplo, un taladro 5, cuya función se describe más adelante.

En el marco de la invención es posible también naturalmente usar, en vez del anclaje de tubo de fricción descrito, otros tipos y formas de realización de anclajes, en particular los anclajes de tipo genérico mencionado al inicio. Como ejemplo se debe mencionar una forma de realización conocida como "Swellex Híbrido" (fabricante Atlas Copeo MAI GmbH). Este anclaje de roca se caracteriza porque varias secciones de barras/tubos rígidos de anclaje están unidas entre sí mediante elementos de acoplamiento y porque en el extremo (delantero) de la barra de anclaje formada de este modo, que se inserta en el taladro, está dispuesta sólo una pequeña sección de un elemento expandible, como un perno 2 de anclaje descrito arriba.

El anclaje 1 de roca puede soportar en su extremo situado en el orificio del taladro una placa de anclaje que se apoya en el manguito 3 en el lado del suelo o la roca.

Después de insertarse el anclaje 1 de roca con la placa colocada de anclaje en el taladro, en el manguito 3 se dispone un adaptador 6, como se puede observar en la figura 3. En una forma preferida de realización, el adaptador 6 como adaptador de inflado se encaja o se enrosca en el manguito 3. El adaptador 6 está unido con una bomba 9 mediante un conducto de fluido, especialmente un conducto 7 de expansión, y mediante un conducto de fluido, especialmente un conducto 8 de presión de retención. Para aumentar la presión en el interior del perno 2 de anclaje, la bomba proporciona una presión de trabajo de fluido (presión de inflado) de preferentemente 100 a 500 bar, en especial 240 a 300 bar.

El fluido procedente del conducto 8 de presión de retención comprime en el interior del adaptador 6 dos anillos 10 de obturación (presión de retención) de manera que los resaltos originados de los anillos 10 de obturación presionan el manguito 3 y lo encierran de forma hermética contra la presión de inflado. A continuación, el fluido circula desde el conducto 7 de expansión a través de un taladro 11 de entrada hacia el taladro 5, que se encuentra en el espacio hermetizado entre los dos anillos 10 de obturación, entra en el perno 2 de anclaje y comienza a llenarlo. El perfil en forma de omega del perno 2 de anclaje se despliega, de modo que la superficie exterior del perno 2 de anclaje hace contacto con la pared del taladro y fija así el anclaje 1 de roca en el taladro. El perfil del perno de anclaje obtiene una sección transversal casi redonda al finalizar el despliegue a una presión de trabajo de fluido de 240 a 300 bar aproximadamente.

Como el taladro presenta en la práctica un diámetro menor que un perno 2 de anclaje completamente expandido, éste no se puede desplegar por completo, de modo que presiona la pared del taladro manteniendo un pliegue longitudinal. El pliegue longitudinal configurado tiene la ventaja de aumentar la estabilidad debido al refuerzo creado. Al mantenerse la presión de trabajo durante un período de tiempo de al menos seis segundos, el perno 2 de anclaje presiona también irregularidades de la pared del taladro y forma una unión por fricción y por arrastre de forma en el taladro.

La figura 4 muestra cómo el adaptador 6 está unido con la bomba 9 mediante el conducto 7 de expansión y el conducto 8 de presión de retención. La bomba 9 está unida a su vez con un conducto suministrador 12 de fluido. En el conducto 7 de expansión está dispuesta una válvula 13, mediante la que se regula la entrada de fluido en el adaptador 6 y la salida de éste.

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Según la invención está previsto además que el adaptador 6 esté unido con un dispositivo suministrador de gas formado en el ejemplo de realización mostrado mediante otro conducto de fluido, en especial un conducto 14 de gas, y un compresor 15. El compresor 15 puede ser un compresor de aire o estar unido con un depósito de aire comprimido. En la forma de realización mostrada, el conducto 14 de gas, que parte del compresor 15, no desemboca directamente en el adaptador 6, sino que finaliza en el conducto 7 de expansión en la zona situada entre el adaptador 6 y la válvula 13. En el conducto 14 de gas está dispuesta una válvula 16, mediante la que se regula el paso del gas. Las válvulas 13, 16, así como la bomba 9 y el compresor 15 se controlan mediante una unidad 17 de control.

Según la invención, el dispositivo descrito actúa como sistema para recuperar el medio que expande el perno 2 de anclaje, en especial como sistema de recuperación de agua. El compresor 15 permite presionar el aire comprimido mediante el adaptador 6 hacia el perno 2 de anclaje, que al expandirse conduce el porcentaje de fluido sobrante y no deseado del perno 2 de anclaje al conducto 7 de expansión. La introducción del gas a presión, en especial aire comprimido, se puede realizar en el marco de la invención antes y/o después de aplicarse el fluido en el anclaje 1.

Para la introducción especialmente de aire comprimido después de expandirse el perno 2 de anclaje se mantiene la presión de retención, es decir, la presión del fluido a través del conducto 8 de presión de retención para comprimir los anillos 10 de obturación, después de expandirse el perno 2 de anclaje y se reduce la presión de inflado, es decir, la presión de trabajo de fluido de preferentemente 240 a 300 bar. En este momento del procedimiento, la válvula 13 en el conducto 7 de expansión está abierta y la válvula 16 en el conducto 14 de gas está cerrada.

Después de extraerse/expulsarse en gran medida el fluido del perno 2 de anclaje, la válvula 13 se cierra y la válvula 16 se abre en un próximo paso, de modo que el gas, especialmente aire, se conduce a través del conducto 14 de gas y el conducto 7 de expansión hacia el adaptador 6 y, por tanto, hacía el perno 2 de anclaje. La presión de retención se mantiene aún en este momento.

A continuación se vuelve a cerrar la válvula 16 y a abrir la válvula 13, de modo que el gas, presionado hacia el interior del perno 2 de anclaje, sale a través del conducto 7 de expansión y presiona el fluido sobrante hacia fuera del perno 2 de anclaje.

Los procesos descritos se pueden repetir, dado el caso, varias veces hasta que se elimine completamente el fluido (por ejemplo, agua). Para el desmontaje del adaptador 6 del manguito 3 se reduce la presión de retención.

De forma análoga a las realizaciones anteriores, en especial a las posiciones descritas de la válvula durante el suministro de gas y fluido al perno 2 de anclaje, existe también la posibilidad según la invención de que en especial el aire comprimido se pueda introducir antes de expandirse el perno 2 de anclaje en el anclaje 1, vacío anteriormente, que se insertó en el taladro.

A continuación, el anclaje 1 se somete al fluido de expansión y se expande por la presión. El perfil se despliega y el anclaje 1 hace contacto con la pared del taladro, formando una unión por fricción y por arrastre de forma. Durante este proceso se comprime el aire introducido antes a presión. Después de expandirse el perno 2 de anclaje se desmonta el adaptador 6. El aire comprimido se expande (compensación de la presión) y conduce el fluido existente en el perno 2 de anclaje hacia fuera del anclaje 1.

A diferencia de los métodos, en los que se comprime el volumen de aire a una presión normal de aire existente en el anclaje 1, después de compensarse la presión permanece esencialmente menos cantidad de agua sobrante en el anclaje 1 en el caso de la sobrepresión generada de forma arbitraria antes de aplicarse el fluido. El interior del anclaje 1 está casi seco.

El fluido, que sale del perno 2 de anclaje, puede ser conducido por la bomba 9 hacia un depósito a través de un conducto 18 de salida o guiado directamente en un circuito cerrado.

Resumiendo, un ejemplo de realización para colocar un anclaje 1 de roca mediante el dispositivo según la invención y el procedimiento según la invención se describe de la siguiente forma:

Después que un anclaje 1 de roca, en especial un anclaje expandible 1 de tubo de fricción, que comprende un perno 2 de anclaje, con un manguito extremo 4 se introduce en un taladro creado antes, se dispone en un manguito 3 un adaptador 6 con entrada o salida de líquido. Por una parte, a través de un conducto 8 de presión de retención se genera una presión de retención que fija el adaptador 6 en el manguito 3. Por otra parte, a través de un conducto 7 de expansión circula un fluido hacia el interior del perno 2 de anclaje y comienza a llenarlo. El perno 2 de anclaje se expande en el taladro debido al aumento de la presión (presión de inflado), de modo que su superficie exterior hace contacto con la pared del taladro y fija así el anclaje 1 de roca en el taladro.

A través de un conducto suministrador de gas, unido con el adaptador 6, el gas a presión, especialmente aire comprimido, se puede introducir en el perno 2 de anclaje antes y/o después de su expansión. El gas comprimido se expande después de desmontarse el adaptador 6 (compensación de la presión) y conduce casi completamente el fluido existente en el perno 2 de anclaje hacia fuera del anclaje 1.

Claims (16)

1. Dispositivo para expandir y/o vaciar elementos (2) de anclajes (1), especialmente anclajes (1) de roca del tipo genérico anclaje de tubo de fricción o anclaje expandible de tubo de fricción, con una placa de anclaje y con un adaptador (6) dispuesto de manera desmontable en el anclaje (1) y unido mediante al menos un conducto (7, 8) de fluido tanto con una bomba (9) como con los elementos expandibles (2), caracterizado porque el adaptador (6) está unido directa o indirectamente con un dispositivo suministrador de gas.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo suministrador de gas está formado por un conducto (14) de gas y un compresor (15).

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el compresor (15) es un compresor de gas y/o está unido con un depósito de aire comprimido.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en el conducto (7) de fluido está dispuesta una válvula (13).

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque en el conducto (14) de gas está dispuesta una válvula (16).

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque las válvulas (13, 16) están unidas con una unidad (17) de control.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque el conducto (14) de gas desemboca en el conducto (7) de fluido en la zona situada entre la válvula (13) y el adaptador (6).

8. Procedimiento para vaciar elementos de anclajes, llenos de fluido, especialmente anclajes de roca del tipo genérico anclaje de tubo de fricción o anclaje expandible de tubo de fricción, en el que se puede usar el dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque a los elementos (2), que se van a vaciar, se suministra gas a presión y porque al salir el gas de los elementos (2), que se van a vaciar, el fluido se conduce hacia fuera de estos.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque durante el suministro y la salida del gas se mantiene una presión de retención que actúa en el adaptador (6).

10. Procedimiento según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque para el suministro de gas a los elementos (2), que se van a vaciar, se cierra la válvula (13) en el conducto (7) de fluido y se abre la válvula (16) en el conducto (14) de gas.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque después de suministrarse el gas a los elementos (2), que se van a vaciar, se cierra la válvula (16) en el conducto (14) de gas y se abre la válvula (13) en el conducto (7) de fluido.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizado porque el fluido, conducido hacia fuera de los elementos (2) que se van a vaciar, se guía en un circuito cerrado.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque para el desmontaje del adaptador (6) se reduce la presión de retención.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 8 a 13, caracterizado porque el gas a presión se suministra a los elementos (2), que se van a vaciar, antes y/o después de expandirse los elementos (2).

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 8 a 14, caracterizado porque el gas a presión se expande en los elementos (2) debido a la compensación de la presión y el fluido se conduce hacia fuera de los elementos (2) que se van a vaciar.

16. Procedimiento para colocar anclajes, especialmente anclajes de roca con elementos expandibles (2) del tipo genérico anclaje de tubo de fricción o anclaje expandible de tubo de fricción, en el que los elementos (2) se expanden mediante un fluido por la aplicación de una presión interna después de haberse dispuestos en un taladro creado antes, caracterizado porque el fluido se conduce hacia fuera de los elementos expandibles (2) mediante el suministro de gas.