ES2822326B2 - Procedimiento de montaje en descenso de sistemas de elevacion y mastil pretensado - Google Patents

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DESCRIPCIÓN
Procedimiento de montaje en descenso de sistemas de elevación y mástil pretensado
La presente memoria descriptiva se refiere, como su título indica, a un procedimiento de montaje en descenso de un sistema de elevación de piñón-cremallera, que puede estar dotado de mástil pretensado, del tipo elevador de personas y carga, montacargas, plataforma de transporte o plataforma de trabajo, utilizados como elementos auxiliares para el acceso en espacios descendentes, como pozos o cualquier tipo de obra en que la máquina deba crecer en forma.
El referido procedimiento, que es objeto de la presente invención, comprende una instalación en descenso con instalación de un dispositivo de arriostramiento, un paso de montaje de secciones de mástil del sistema de elevación y de elementos de elevación, un paso de amarre de dichas secciones de mástil y elementos de elevación, quedando en este momento el sistema de elevación en uso. Cuando es preciso por la profundidad del acceso requerido, se produce una fase de prolongación en descenso, comprendiendo la adición de nuevas secciones de mástil y nuevos arriostramientos, y en su caso, la instalación de perfiles de refuerzo. Del mismo modo, caso de requerirse en virtud de la carga a desplazar, se procede al pre-tensado de los mástiles.
Es objeto de la presente invención, igualmente, el mástil pretensado al que se hace referencia en el párrafo anterior.
Campo de la invención
La invención se refiere al campo de la maquinaria de elevación de tecnología de piñón cremallera, y a su instalación en espacios descendentes como pueden ser pozos o cualquier tipo de obra en que la máquina deba crecer en forma descendente.
Estado actual de la técnica
Hasta ahora, la maquinaria de elevación ha sido desarrollada para crecer "hacia arriba”, es decir, el mástil es apoyado en el suelo y, para hacerlo crecer, se van colocando secciones de mástil una sobre la otra. Su uso en obras y construcciones es imprescindible para el desplazamiento vertical tanto de materiales y herramientas como de trabajadores. Podemos encontrar referencias a este tipo de elevadores en las patentes EP2006234 “Ascensor modular con cabina automotriz sobre mástil’, ES1055692 “Ascensor modular con carro automotriz’ y WO2010072848 “Ascensor modular con cabina automotriz sobre elemento portante”.
Sin embargo, cuando es necesario instalar un elevador en un pozo, por ejemplo, surge el problema de tener que realizar el montaje desde el fondo, ya que el acceso al fondo puede ser problemático y costoso, aparte de peligroso para los trabajadores por el riesgo de inundaciones o gases e incluso por el mismo procedimiento de montaje de los sistemas de elevación. Ello hace que el uso de elevadores en pozos sea complicado y con un alto coste económico.
En muchos casos, se utilizan distintos tipos de arrastramientos para la fijación de las estructuras a las paredes del pozo, como se encuentra recogido por ejemplo en las patentes ES0092450 “Ligadura de arriostramiento para estructuras tubulares”, ES1050969 Dispositivo perfeccionado de arriostramiento de andamios tubulares” y ES0228761 “Estructura perfeccionada para montacargas de obra", sin embargo, estos arrastramientos, y sus procedimientos de uso, únicamente propician el montaje desde el fondo del pozo, no brindando ninguna otra posibilidad.
Descripción de la invención
El proceso de montaje para espacios descendentes, como pozos y partes situadas por debajo del nivel de obra difiere del convencional, en lugar de abajo a arriba (en ascenso) se construye de arriba abajo (en descenso). En muchas ocasiones, es necesario hacer crecer la longitud del mástil conforme va profundizándose. El procedimiento para montaje en descenso de un elevador objeto de la presente invención, consiste en ir añadiendo tramos de mástil por la parte superior de tal manera que, desbloqueando los arriostramientos, es posible bajar todo el conjunto hasta la altura necesaria deslizando el mástil por ellos. Esta solución permite no tener que realizar ninguna operación desde la parte baja de los espacios descendentes, como pozos y partes situadas por debajo del nivel de obra. Esta invención se aplica a maquinaria de elevación de tecnología de piñón cremallera.
Como primer paso para el proceso de montaje en descenso es necesario, en el nivel superior o nivel “0” la instalación de un arriostramiento superior que consiste en una estructura especial, reforzada ya que va a ser el soporte principal de conjunto de elevación. En ocasiones soporta el peso completo del mástil y el conjunto de elementos del elevador.
En el exterior se prepara el conjunto de elevador. Este está compuesto, al menos, por un mástil o estructura de soporte, una base, un carro tractor y una cabina, y opcionalmente, también un cerramiento.
Una grúa, polipasto o similar soporta el conjunto elevador-mástil se abre el paso del arriostramiento superior, una vez posicionado sobre el arriostramiento superior y aflojados los sistemas de amarre, se desciende el conjunto del sistema de elevación con la grúa, polipasto o similar hasta la posición deseada.
Una vez en dicha posición se procede al apriete de los amarres del arriostramiento superior. En un segundo paso se procede al descenso y a la fijación a pared y amarre del mástil de todos los arriostramientos inferiores necesarios para que el sistema de elevación trabaje con la eficacia y seguridad necesarias.
Hasta ahora, los ascensores y elevadores han sido desarrollados para crecer "hacia arriba”, es decir, el mástil es apoyado en el suelo y, para hacerlo crecer, se van colocando secciones de mástil una sobre la otra. Este sistema hace que los elementos del mástil trabajen a compresión.
Por el contrario, en el proceso de montaje de un elevador para pozos, el mástil crece de arriba a abajo. Esto supone que el mástil debe ser soportado por arriostramientos sin que necesariamente, tengan que estar apoyados en la parte más baja. Se podría considerar que el mástil "cuelga” de los arriostramientos. Esto conlleva que las secciones de mástil trabajan a tracción.
El mástil utilizado es un diseño estándar calculado para trabajar a compresión. El hecho de trabajar a tracción en espacios descendentes, como pozos y partes situadas por debajo del nivel de obra., como en el procedimiento presentado, provoca fuerzas superiores a las permitidas en las uniones de las secciones del mástil y pueden provocar su ruptura para determinadas longitudes y cargas. Para solucionar este se plantea una solución para el mástil, donde icho mástil está montado en tramos y el montaje de cada tramo es pre­ tensado. Esto permite pre-comprimir las secciones de mástil para, cuando esté instalado en el pozo, neutralizar las fuerzas de tracción y poder utilizar mástiles estándar.
El pre-montaje de las secciones del mástil del elevador se realiza mediante pre-tensado. Consta de la colocación de un pretensor superior y otro pretensor inferior entre varias secciones del mástil. Entre estos dos pretensores situados a los extremos hay varios cables embridados al pretensor inferior y unidos al pretensor superior con unos dispositivos de rosca y tuerca, y el tensado de los cables se hace mediante una llave dinamométrica en los dispositivos de rosca y tuerca.
Para los primeros metros del mástil se pueden añadir unos perfiles estructurales de refuerzo con tornillos todo lo largo de los laterales, que evitan el movimiento "pendular” del mástil cuando pasa la máquina.
El proceso de montaje para pozos presentado difiere del convencional como ya hemos mencionado antes. Es necesario poder hacer crecer la longitud del mástil conforme espacios descendentes como pozos y partes situadas por debajo del nivel de obra van profundizándose. Este procedimiento consiste en ir añadiendo tramos de mástil por la parte superior de tal manera que, desbloqueando los arriostramientos, es posible bajar todo el conjunto hasta la altura necesaria deslizando el mástil por ellos con la ayuda de una grúa, polipasto o similar. Esta solución permite no tener que realizar ninguna operación desde la parte baja del pozo al igual que en el montaje principal.
Ventajas de la invención
Este procedimiento de montaje en descenso de un elevador que se presenta aporta múltiples ventajas sobre los dispositivos y procedimientos disponibles en la actualidad siendo la más importante que permite realizar todo el proceso de montaje del elevador desde la parte del nivel superior de los espacios descendentes, como pozos y partes situadas por debajo del nivel de obra, sin necesidad de realizar ninguna operación desde la parte baja del pozo.
Otra importante ventaja del uso de este procedimiento de montaje es que permite ir añadiendo tramos de mástil por la parte superior de tal manera que, desbloqueando los arrastramientos, es posible bajar todo el conjunto hasta la altura necesaria deslizando el mástil por ellos.
Hay que resaltar que el procedimiento incorpora un montaje pre-tensado del mástil, que permite pre comprimir las secciones de mástil para que, cuando esté instalado en el espacios descendentes, como pozos y partes situadas por debajo del nivel de obra, pueda neutralizar las fuerzas de tracción y poder utilizar mástiles estándar.
Es importante destacar la ventaja que implica que este procedimiento puede aplicarse y adaptarse a espacios descendentes, como pozos y partes situadas por debajo del nivel de obra de cualquier profundidad.
Otra ventaja de la presente invención es que el procedimiento presentado permite realizar el proceso de montaje en el pozo con unos pasos precisos para mantener cubierta la seguridad en todo momento.
Otra importante ventaja es que el procedimiento presentado permite realizar el proceso de montaje con unos medios de montaje reducidos y económicos.
Descripción de las figuras
Para comprender mejor el objeto de la presente invención, en el plano anexo se ha representado una realización práctica preferencial de un dispositivo de arriostramiento utilizado para el procedimiento de montaje en descenso de un elevador que es el objeto de la invención.
En dicho plano la figura -1- muestra el conjunto elevados compuesto, por unas secciones de mástil (2) o estructura de soporte, sistema de elevación (3), arriostramientos inferiores (4) y el arriostramiento superior (1)
La figura -2- muestra cómo se añade una o varias nuevas secciones de mástil (6) y usando grúa, polipasto o similar (5)
La figura -3- muestran las secciones inferiores del mástil (2) con perfiles estructurales de refuerzo (10)
La figura -4- muestra unas secciones de mástil (2) con los sistemas de pre-tensado.
Realización preferente de la invención
Un elevador está compuesto, al menos, por un mástil (2), o estructura de soporte, sistema de elevación (3) y opcionalmente también un cerramiento. El mástil (2) es amarrado a la pared del espacio descendente mediante arriostramientos inferiores (4). Tal y como hemos descrito antes, el arriostramiento superior (1) preferentemente lleva una estructura reforzada en celosía y varias placas de fijación, de tal manera que pueda soportar en momentos puntuales el peso del mástil (2) completo con el conjunto de elementos del elevador.
Un dispositivo de arriostramiento superior (1) como el descrito anteriormente (u otro de similares configuración o funcionamiento) permite realizar un procedimiento característico de montaje en descenso de un elevador, que, siendo el objeto de la invención, comprende:
- una etapa de montaje del dispositivo de arriostramiento superior (1),
- una etapa de pre-montaje de las secciones del mástil (2) del elevador, sistema de elevación (3),
- una etapa de montaje de las secciones del mástil (2) del elevador, el sistema de elevación (3) en el arriostramiento superior (1),
- una etapa de amarre del mástil (2) con el dispositivo de arriostramiento superior (1), - una o varias etapas de instalación de dispositivos de arriostramiento inferior (4), y/o una o varias etapas de prolongación del mástil (2).
La etapa de montaje del dispositivo de arriostramiento superior (1), comprende:
- un paso de posicionamiento del arriostramiento superior (1), en el suelo de la parte superior de la obra, y
- un paso de anclaje del arriostramiento superior (1), en el suelo de la parte superior de la obra.
La etapa de pre-montaje de las secciones del mástil (2) del elevador comprende
- un paso de montaje de las distintas secciones que componen el primer tramo de mástiles (2),
- un paso de atornillado del conjunto del mástil (2) a la máquina y opcionalmente montaje también del cerramiento.
- un paso de montaje de perfiles estructurales de refuerzo con tornillos todo lo largo de los laterales de los primeros metros del mástil (2), de manera opcional si fuera necesario en función de la aplicación.
Hay que unir varias secciones de mástil (2) dependiendo de la longitud que se quiera obtener.
El cerramiento es opcional en este punto debido a que, dependiendo de la obra, el cerramiento (19) puede estar instalado en el fondo del pozo, en cuyo caso se instala el cerramiento posteriormente, o bien estar amarrado a la base lo que conlleva instalarlo en esta etapa.
Opcionalmente, el paso de montaje de las distintas secciones que componen el mástil (2) de la etapa de pre-montaje de las secciones del mástil (2) del elevador se realiza mediante pre­ tensado y comprende a su vez:
- un primer sub-paso de colocación de un pretensor superior (7) y otro pretensor inferior (8) entre varias secciones del mástil (2),
- un segundo sub-paso de unión de estos pretensores (7,8) entre ellos con varios cables (9) embridados al pretensor inferior (8) y unidos al pretensor superior (7) con unos dispositivos de rosca y tuerca (11), y
- un tercer sub-paso de tensado de los cables (9) mediante una llave dinamométrica en los dispositivos de rosca y tuerca (11).
El mástil (2) utilizado es un diseño estándar calculado para trabajar a compresión. El hecho de trabajar a tracción en pozos, como en el procedimiento presentado, provoca fuerzas superiores a las permitidas en las uniones de las secciones del mástil (2) y pueden provocar su ruptura dependiendo de las longitudes y cargas. Para evitarlo se realiza el montaje pre­ tensado. Esto permite pre comprimir las secciones de mástil (4) para, cuando esté instalado en el espacio descendente, neutralizar las fuerzas de tracción y poder conseguir mayores profundidades.
El desplazamiento excesivo del mástil (2) en este caso obliga a tener que poner en los primeros metros del mástil (2), es decir en la parte de la instalación que quedará más baja y que puede llegar a estar amarrada exclusivamente por la parte superior, perfiles estructurales (10) para evitar la curvatura del mismo. Las pruebas experimentales han mostrado que es particularmente eficaz en los primeros metros, En el resto del mástil (2) no será necesario al estar arriostrado superior e inferiormente. Las pruebas experimentales efectuadas permiten concluir que los perfiles estructurales reducen la curvatura grandemente en estos primeros metros. Estos perfiles estructurales deben ser colocados con tornillos y/o bridas o pletinas todo lo largo de los laterales del mástil (2).
La etapa de montaje de las secciones del mástil (2) del elevador, el sistema de elevación (3) en el espacio descendente comprende:
- un paso de transporte del conjunto montado en la etapa anterior, formado por el mástil (2), la base, el carro tractor y la cabina y, opcionalmente, también del cerramiento, utilizando la grúa, para su colocación en la vertical del pozo, haciéndolo coincidir con las bridas de bloqueo del arriostramiento superior (1), y
- se desciende el conjunto hasta que alcance el nivel inferior.
Es importante destacar que en esta parte del proceso todo el conjunto queda sostenido únicamente por el arriostramiento superior (1).
La etapa de prolongación del mástil (2), con arriostramiento superior (1) comprende:
- un paso de aflojado, desde el sistema de elevación (3), del arriostramiento inferior (4) más bajo, manteniendo apretados los medios de variación de anchura y los medios de variación de separación de las bridas de bloqueo del arriostramiento superior (1),
- repetir el paso anterior las veces necesarias para cada uno de los arriostramientos inferiores (4) instalados, excepto para el superior,
- un paso de montaje, de las nuevas secciones para añadir al mástil (2) ya instalado, - un paso de montaje mediante la grúa polipasto o similar, de la nueva sección en la parte superior del mástil (2) ya instalado en el pozo, uniéndose ambas partes desde el exterior y quedando todo el conjunto soportado por la grúa.
- un paso de aflojado, del arriostramiento superior (1) hasta que no amarre pero sí guíe,
- un paso de descenso del mástil (2) y el resto de sus elementos asociados, mediante la grúa, polipasto o similar (5), hasta la profundidad deseada,
- el ascenso por el mástil (2) del carro tractor y su cabina, hasta el nivel del suelo de la obra,
- un paso de apriete del arriostramiento superior (1) hasta el bloqueo,
- un paso de liberación de la grúa del conjunto de mástil (2), carro tractor y cabina (3),
- un paso en el que, descendiendo los operarios irán apretando los medios de variación de anchura y los medios de variación de separación de las bridas de bloqueo del resto de arriostramientos inferiores (4), en orden descendente.
Opcionalmente, tal y como hemos descrito anteriormente, el paso de montaje, de la nueva sección para añadir al mástil (2) ya instalado, de la etapa de pre-montaje de las secciones del mástil (2) del elevador se realiza mediante pre-tensado y comprende:
- un primer sub-paso de colocación de un pretensor superior (7) y otro pretensor inferior (8) entre varias secciones del mástil (2),
- un segundo sub-paso de unión de estos pretensores (7,8) entre ellos con varios cables (9) embridados al pretensor inferior (8) y unidos al pretensor superior (7) con unos dispositivos de rosca y tuerca (11), y
- un tercer sub-paso de tensado de los cables (9) mediante una llave dinamométrica en los dispositivos de rosca y tuerca (11).
Normalmente hay que unir varias secciones de mástil (4) dependiendo de la longitud que se quiera prolongar.
La persona experta en la técnica comprenderá fácilmente que puede combinar características de diferentes realizaciones con características de otras posibles realizaciones, siempre que esa combinación sea técnicamente posible.
Toda la información referida a ejemplos o modos de realización forma parte de la descripción de la invención.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    1 - Procedimiento de montaje en descenso de sistemas de elevación (3) caracterizado porque comprende las siguientes fases:
    - Instalación inicial en descenso, comprendiendo a su vez
    a. un paso de montaje de un dispositivo de arriostramiento superior (1), para el anclaje de un mástil (2) del sistema de elevación (3), permitiendo el deslizamiento de las secciones de mástil (2) una vez liberado el sistema de anclaje,
    b. un paso de montaje de las secciones del mástil (2) del sistema de elevación, en el que se procede al pre-tensado de los mástiles (2) para neutralizar las cargas de tracción sobre el mástil (2) mediante:
    - la colocación de un pretensor superior (7) y otro pretensor inferior (8) entre una o varias secciones de mástil (2),
    - la unión de estos pretensores (7, 8) entre ellos con uno o varios cables (9),
    - el tensado de los cables (9) hasta la tensión calculada que hace que los mástiles trabajen a tracción,
    así como de los elementos de elevación del sistema,
    c. un paso de amarre de las secciones de mástil (2) con el dispositivo de arriostramiento superior (1) y de los elementos de elevación del sistema con el mástil, quedando en este momento el sistema de elevación en uso.
    - Prolongación en descenso realizándose cuantas veces sean necesarias para el descenso del sistema de elevación hasta la posición / posiciones requeridas, comprendiendo a su vez
    a. un paso de aflojado de los amarres de todos los arriostramientos inferiores (4) que se hayan instalado, con las secciones del mástil (2) propiciando el deslizamiento de los mástiles (2) , soportando el arriostramiento superior (1) el peso de todo el sistema de elevación y los mástiles (2),
    b. un paso de adición del número necesario de nuevos mástiles (6) por la parte superior de la tramada de mástiles (2) existentes mediante una grúa, polipasto o similar (5), de forma que una vez unidos, la grúa, polipasto o similar (5) no permita su descenso cuando se libere el primer arriostramiento superior,
    c. un paso de aflojado de los amarres del arriostramiento superior (1) con la sección del mástil (2) de forma que todo el sistema de elevación queda soportado de la grúa, polipasto o similar,
    d. un paso de descenso del conjunto del sistema de elevación mediante la grúa, polipasto o similar (5) hasta la posición necesaria, deslizando el sistema por el arriostramiento superior (1) y los arriostramientos inferiores (4) que pudieran estar montados,
    e. un paso de amarre del primer arriostramiento superior (1) con la sección del mástil (6),
    f. paso de separación de la grúa, polipasto o similar (5) de forma que todo el sistema esté soportado por el arriostramiento superior (1),
    g. un paso de amarre de los arriostramientos inferiores (4) que pudieran estar montados, de forma que todo el sistema esté operativo de nuevo. - Instalación de arriostramientos inferiores (4), descendiendo hasta la posición requerida por la operación
    - Colocación de uno o varios perfiles (10) de refuerzo de dicha estructura de mástiles para la limitación del movimiento pendular de los mástiles finales de la tramada de mástiles (2) que están libres por el extremo inferior,
    2 - Procedimiento de montaje en descenso de sistemas de elevación (3), según la reivindicación 1, porque se utiliza el sistema de elevación (3) para la instalación de arriostramientos inferiores (4).
    3 - Procedimiento de montaje en descenso de sistemas de elevación (3), según la reivindicación 1, porque se utilizan sistemas externos tales como cestas o plataformas para la instalación de arriostramientos inferiores (4).
    4 - Mástil pretensado para elevador, caracterizado porque comprende un pretensor superior (7) y otro pretensor inferior (8) entre varias secciones del mástil, unos cables (9) embridados al pretensor inferior (8) y unidos al pretensor superior (7) con unos dispositivos de rosca y tuerca (11), siendo tales cables (9) tensables mediante una llave dinamométrica.
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