FI94156B - Nestemäisessä väliaineessa hyödynnettävä pinnoitusmenetelmä sekä laite pinnoituksen suorittamiseksi nestemäisessä väliaineessa - Google Patents

Description

94156

Nestemäisessä väliaineessa hyödynnettävä pinnoitusmenetelmä sekä laite pinnoituksen suorittamiseksi nestemäisessä väliaineessa ' 5 Tämän keksinnön kohteena on nestemäisessä väliai neessa hyödynnettävä pinnoitusmenetelmä sekä laite pinnoituksen suorittamiseksi nestemäisessä väliaineessa, joka laite käsittää kuomun, joka on avoin pinnoituskohteen pintaa vasten asetettavalta sivultaan tai sivuiltaan, jolloin 10 kuomun sisään muodostuu ympäristöstä olennaisesti eristetty tila kun kuomu asetetaan pinnoituskohteen pintaa vasten, ja välineet kaasun syöttämiseksi kuomuun.

Keksintö liittyy erityisesti veden alla tapahtuvaan betonipinnoitukseen. Pinnoituksella tarkoitetaan tässä 15 yhteydessä kaikkia niitä toimenpiteitä, joissa määrätyn korjaus- tai rakennuskohteen pintaan viedään uutta materiaalia, eli kyseessä ei välttämättä tarvitse olla pysyvästi uloimmaksi rakennekerrokseksi jäävä pintakerros, vaan tapauskohtaisesti voidaan pinnoituskohteeseen myös 20 synnyttää useita päällekkäisiä, eri materiaalia olevia rakennekerroksia.

Ennestään tunnetaan menetelmä vedenalaisen be-tonipinnoituksen suorittamiseksi. Kyseisessä tunnetussa menetelmässä pinnoitus aloitetaan rakentamalla muotti kor-25 jauskohteen ympärille. Tämän jälkeen korjausmateriaali, esimerkiksi betoni, valutetaan letkuja pitkin muottiin, jolloin muotti estää betonin poishuuhtoutumisen korjaus-kohteesta kovettumisen aikana. Tämän tunnetun menetelmän suurin heikkous on muotin rakentamisen vaikeus. Muotin 30 rakentaminen ja paikalleen asentaminen on erittäin hidasta . ja kallista toimintaa, koska kyseiset toimenpiteet on pää osin toteutettava vedenpinnan alapuolella, joka suuresti vaikeuttaa niiden toteuttamista. Eräs toinen tämän tunnetun menetelmän heikkous on, että muotista huolimatta ta-35 pahtuu kovettumisen aikana yleensä jonkin verran korjaus- 94156 2 materiaalin poishuuhtoutumista, erityisesti sellaisissa pinnoituskohteissa, joissa pinnoituskohde on alttiina veden virtaukselle.

Tämän keksinnön tarkoitus on poistaa edellä maini-5 tut ongelmat ja tarjota käyttöön menetelmä, jonka avulla veden (tai jonkin vastaavan aineen) pinnan alapuolella tapahtuva pinnoitus voidaan toteuttaa huomattavasti helpommin ja nopeammin kuin tunnettujen menetelmien avulla. Nämä päämäärät saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä, 10 jolle on tunnusomaista, että asetetaan kuomu pinnoituskoh-teen pintaa vasten, kuomun ollessa avoin pinnoituskohteen pintaa vasten asettuvan sivun tai sivujen puolelta, jolloin kuomun sisään syntyy kuomun ja pinnoituskohteen pinnan avulla ympäristöstä olennaisesti eristetty tila; syö-15 tetään kaasua kuomuun sen sisältämän nestemäisen väliaineen korvaamiseksi kaasulla, jolloin kaasun syöttö aiheuttaa nestemäisen väliaineen poistumisen kuomusta, ja; ruiskutetaan pinnoite pinnoituskohteeseen kuomussa olevan ruiskutussuuttimen kautta, jolloin pinnoitteen ruiskutta-20 misen aikana jatketaan kaasun syöttämistä kuomuun, sekoittamalla kaasua ruiskutettavan pinnoitteen sekaan.

Keksinnön kohteena on lisäksi laite, jonka avulla keksinnön mukaista menetelmää voidaan hyödyntää. Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista, että laite käsit-25 tää ruiskutussuuttimen pinnoitteen ruiskuttamiseksi kuomulla peitettyyn pinoituskohteeseen, jolloin kaasulla ja pinnoitteella on kuomussa yhteinen tuloaukko, eli ruisku-tussuutin.

Kuomun sisään muodostuvalla ympäristöstä olennai-30 sesti eristetyllä tilalla tarkoitetaan tässä yhteydessä sitä, että kuomu ja pinnoitettavan kohteen pinta eristävät kuomun sisälle jäävän tilan riittävän hyvin, jotta nestemäinen väliaine voidaan poistaa tästä tilasta syöttämällä kaasua kuomuun. Näin ollen kuomussa voi tarvittaessa olla 35 pieniä reikiä nestemäisen väliaineen ja ylimääräisen kaa- 94156 3 sun poistumisen mahdollistamiseksi, eikä kuomun ja pinnoitettavan kohteen pinnan liitoskohdan tarvitse olla abso- * luuttisen tiivis. Käytännön kokeet ovat osoittaneet, että kyseisessä liitoskohdassa voi olla ainakin 15 mm leveä * 5 rako, ilman että tämä merkittävästi vaikuttaa laitteen avulla suoritettavaan ruiskutusbetonointiin.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että veden pinnan alapuolella tapahtuva pinnoitus helpottuu ja nopeutuu merkittävästi aikaisempaan verrattuna, kun pinnoitus 10 toteutetaan luomalla pinnoituskohteeseen kaasutila (edul lisesti ilmatila), jonka jälkeen pinnoite voidaan ruiskuttaa pinnoituskohteeseen, jolloin erillistä muottia ei tarvitse rakentaa pinnoituskohteen ympärille. Koska pinnoi-tusmateriaali viedään pinnoituskohteeseen ruiskuttamalla, 15 pakkautuu pinnoitusmateriaali huomattavasti tiiviimmin pinnoituskohteeseen verrattuna tunnettuihin ratkaisuihin, jossa pinnoitusmateriaali valutetaan muottiin. Entistä tiiviimmän pakkautumisen ansiosta pinnoitusmateriaali pysyy hyvin paikallaan pinnoituskohteessa, eikä huuhtoudu 20 pois kovettumisen aikana. Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen merkittävin etu on näin ollen, että pinnoitus voidaan toteuttaa huomattavasti nopeammin ja yksinkertaisemmin kuin tunnettujen menetelmien avulla.

Eräässä keksinnön mukaisen laitteen edullisessa • 25 suoritusmuodossa ruiskutussuutin on nivelöity kääntyväksi kuomun suhteen. Tällöin voidaan käyttää sellaista kuomua, joka peittää pinnoituskohteesta huomattavasti suuremman pinta-alan kuin mitä ruiskutussuuttimella voidaan kerralla pinnoittaa, koska ruiskutussuutin voidaan tällöin kääntä-30 mällä suunnata kuomun peittämän pinnoituskohteen pinnan eri osia kohti.

Eräässä toisessa keksinnön mukaisen laitteen edullisessa suoritusmuodossa kuomu on ainakin osittain valmistettu läpinäkyvästä materiaalista, jolloin laitetta käyt-35 tävä sukeltaja kykenee seuraamaan pinnoituksen edistymistä esimerkiksi muovisten tarkastusluukkujen läpi.

4 941 56

Eräässä kolmannessa keksinnön mukaisen laitteen edullisessa suoritusmuodossa kuomun reunoihin on sovitettu erityiset tiivistysvälineet paremman tiiveyden aikaansaamiseksi kuomun reunojen ja pinnoituskohteen reunojen vä-5 lille.

Eräässä neljännessä keksinnön mukaisen laitteen edullisessa suoritusmuodossa laite käsittää erityiset re-kyylinpoistovälineet, joiden avulla kuomua painetaan kohti korjauskohteen pintaa. Tämä helpottaa laitteen pitämis-10 tä paikallaan pinnoituksen aikana.

Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen edulliset suoritusmuodot ilmenevät oheisista epäitsenäisistä patenttivaatimuksista 2 - 3 ja 5 - 8.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin muutaman 15 keksinnön mukaisen laitteen edullisen suoritusmuodon avul la viitaten oheisiin kuvioihin, joista kuvio 1 esittää erästä keksinnön mukaisen laitteen edullista suoritusmuotoa, ja kuvio 2 esittää erästä toista keksinnön mukaisen 20 laitteen edullista suoritusmuotoa.

Kuvio 1 esittää erästä keksinnön mukaisen laitteen edullista suoritusmuotoa laitteen ollessa sovitettuna pin-noituskohdetta 2 vasten veden pinnan alapuolella. Kuviossa 1 sivukuvana esitetty laite käsittää katkaistun kartion 25 muotoisen kuomun 1, joka on valmistettu teräslevyistä. Kuomu 1 on kuviossa 1 esitetty leikattuna. Kartion avoimen sivun (pinnoituskohdetta 2 vasten asetettu sivu) halkaisija on noin 35 cm. Kartion 1 pinnoituskohteeseen osuviin reunoihin 3 on muotoiltu hahlo, ja kyseiseen hahloon 30 on sovitettu letkumainen kumitiiviste 4. Kumitiivisteeseen on liitetty ilmaletku 5, jolloin laitetta käyttävä sukeltaja voi kuomun 1 paikalleen asettamisen jälkeen täyttää letkumaisen tiivisteen 4 ilmalla paremman tiivistyksen aikaansaamiseksi kuomun 1 ja pinnoituskohteen 2 35 välille. Ilmatäytön ansiosta kumitiiviste täyttyy myötäi- 94156 5 lemään pinnoituskohteen pinnassa olevia epätasaisuuksia. Käytännön kokeet ovat kuitenkin osoittaneet, että reunojen * 3 ja pinnoituskohteen 2 pinnan välisen raon ei tarvitse olla absoluuttisen tiivis, vaan kyseinen rako voi paikoit-5 tain olla jopa 15 mm leveä, ilman että laitteen avulla suoritettavan ruiskutusbetonoinnin laatu tästä kärsii.

Katkaistun kartion muotoiseen kuomuun 1 on tehty läpivienti 7 ruiskutussuuttimen 8 sovittamiseksi kuomuun. Ruiskutussuuttimeen 8 on liitetty yhdysputki 9, jota kaut-10 ta ruiskutussuuttimelle johdetaan ilmaa ja/tai betonia. Yhdysputki 9 käsittää sulkuventtiilin 10 ilman ja/tai betonin syötön katkaisemiseksi. Käytettäväksi betonilaaduksi soveltuu jokin veteen erottumaton betonilaatu, esimerkiksi Porvoon Vesirakennus Oy:Itä (Vanha Porvoontie 231 E, 15 01380 Vantaa) saatava betonilaatu.

Kuomun 1 ylä- ja alaosaan on sovitettu läpinäkyviä muovista valmistettuja ikkunoita 11, joiden läpi sukeltaja voi valvoa pinnoituksen edistymistä. Kuomun 1 pitämiseksi painettuna pinnoituskohteen 2 pintaa vasten pinnoituksen 20 aikana, käsittää kuviossa 1 esitetty laite rekyylinpoisto-laitteen 12. Kyseinen laite muodostuu pumpusta, jonka imu-puoli on kuomun puolella, eli oikealla kuviossa 1, ja jonka ulostulopuoli on kuomusta poispäin, eli vasemmalle kuviossa 1. Rekyylinpoistolaitteeseen 12 piirretty nuoli 25 osoittaa sen pumppaussuunnan. Rekyylinpoistolaite 12 ai heuttaa näin ollen heikon virtauksen laitetta ympäröivässä vedessä samalla kun se puristaa kuomua tiukemmin kohti pinnoituskohteen 2 pintaa. Rekyylinpoistolaite ei ole välttämätön tilanteissa, joissa laitteen avulla ruiskutet-30 tavan betonin määrä on noin 10 - 20 m3/h, koska tällöin sukeltaja kykenee käsin pitämään laitetta paikallaan ruiskutuksen aikana.

Kuviossa 1 näkyvää laitetta käytettäessä pinnoitus-kohteen 2 pinnoittamiseen on tapahtumankulku seuraavanlai-35 nen: 94156 6 - sovitetaan kuomu 1 vasten pintaa 2, - täytetään tiiviste 4 ilmalla, - käynnistetään rekyylinpoistolaite 12 (ei välttämätön), - puhalletaan ilmaa suuttimen 8 kautta noin 6-10 bar:n 5 paineella (syvyydestä riippuen), jolloin kuomussa 1 oleva vesi (ja ylimääräinen ilma) poistuu kuomun reunojen 3 ja pinnan 2 välistä, - ruiskutetaan betonia ja ilmaa suuttimen 8 kautta pinnoi-tuskohteen 2 pintaan, jolloin betonia ruiskutetaan esimer- 10 kiksi noin 10 - 20 m3/h ja ilmaa 8-10 m3/min, ruiskutetun betonin pakkaantuessa pintaan 2 samalla kun ilma poistuu pinnan 2 ja reunojen 3 välisestä raosta, - kun kuomun 1 peittämä alue pinnasta 2 on pinnoitettu lopetetaan betonin ja ilman ruiskutus, jonka jälkeen kuomu 15 1 siirretään uuteen paikkaan ja edellä mainitut toimenpi teet toistetaan.

On myös ajateltavissa, että käytetään sellaista kuomua, jonka kattama pinta-ala on huomattavasti suurempi kuin mitä ruiskutussuuttimella 8 voidaan yhdellä kertaa 20 pinnoittaa. Tällöin ruiskutussuutin 8 on edullisesti nive-löity kuomun suhteen kääntyvästä läpiviennin 7 kohdalta siten, että ruiskutussuuttimen asentoa voidaan ruiskutuksen aikana muuttaa putkea 9 liikuttamalla.

Kuomun paikallaan pysymisen helpottamiseksi voidaan 25 se varustaa erityisellä syvyydensäätölaitteella, jolloin kyseinen syvyydensäätölaite pitää kuomun oikeassa syvyydessä ruiskutuksen ajan, helpottaen sukeltajan (tai sukel-lusrobotin) työskentelyä. Syvyydensäätölaite (ei esitetty kuvioissa) voi muodostua esimerkiksi kuomun yläosaan kiin-30 nitettävästä paineilmalla täytettävästä säiliöstä ja/tai kuomun alaosaan kiinnitettävistä painoista, jolloin paino- « jen lisäys ja/tai säiliön ilmamäärän muuttaminen vaikuttaa pinnoituslaitteen kelluvuuteen.

Kuvio 2 esittää erästä toista keksinnön mukaisen 35 laitteen edullista suoritusmuotoa. Kuviossa 2 on esitetty 94156 7 ylhäältä katsottuna kuomu 13 sekä sylinterimäinen paalu 14, jota kuvion esittämässä tapauksessa ollaan pinnoittamassa putken 9 kautta syötetyn betonin avulla. Kuviosta 2 ilmenee, että kuomun 13 paalua 14 vasten asetetun sivun • 5 reunojen muodot poikkeavat kuviossa 1 esitetyn kuomun reu nojen muodosta, jotta kuomu 13 paremmin myötäilisi paalun 14 pinnoitettavaa pintaa. Kuomun 13 avoimen sivun reunat ovat näin ollen kaarevat. Kuomun avoimen sivun reunojen muoto onkin valittava nimenomaan pinnoitettavan kohteen 10 pinnan muodon perusteella, jotta lopputulos olisi paras mahdollinen. Esimerkiksi kulmikkaan paalun, eli poikkileikkaukseltaan neliön muotoisen paalun kulmakohdan pinnoittamiseksi tulee valita sellainen kuomu, jonka avoimen sivun reunat on muotoiltu vastaamaan pinnoitettavan kulman 15 muotoa.

Keksinnön mukaisesti voidaan myös käyttää joustavasta materiaalista, esimerkiksi kumista valmistettua kuomua, jolloin kyseinen kuomu jousto-ominaisuuksiensa ansiosta mukautuu mitä erilaisimpiin pinnoituskohteen pin- 20 nan muotoihin.

On ymmärrettävä, että keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta on edellä selostettu betonipinnoituksen avulla ainoastaan esimerkinomaisesti rajoittamatta itse keksintöä siihen. Näin ollen nesteenä voi veden sijasta olla aivan 25 yhtä hyvin jokin toinen esimerkiksi säiliössä säilytettävä neste, jolloin keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan pinnoittaa säiliön sisäpuoli ilman että säiliötä tämän vuoksi tarvitsee tyhjentää. Kaasuna voidaan luonnollisesti käyttää jotakin toista kaasua kuin edellä esimerkinomai-30 sesti mainittua ilmaa. Pinnoitusaineena ei myöskään tarvitse olla betoni, vaan se voi aivan yhtä hyvin olla esimerkiksi maalia tai jotain muuta vastaavaa ruiskuttamalla levitettäväksi soveltuva pinnoitetta, joka erottuu huonosti tai ei ollenkaan sitä ympäröivään nesteeseen. Keksinnön 35 mukaisen menetelmän ja laitteen edulliset suoritusmuodot voivat näin ollen vaihdella oheisten patenttivaatimusten • puitteissa.

Claims (8)

94156

1. Nestemäisessä väliaineessa hyödynnettävä pinnoitusmenetelmä, tunnettu siitä, että 5 asetetaan kuomu (1) pinnoituskohteen (2) pintaa vasten, kuomun ollessa avoin pinnoituskohteen pintaa vasten asettuvan sivun tai sivujen puolelta, jolloin kuomun (1) sisään syntyy kuomun (1) ja pinnoituskohteen (2) pinnan avulla ympäristöstä olennaisesti eristetty tila, 10 syötetään kaasua kuomuun (1) sen sisältämän neste mäisen väliaineen korvaamiseksi kaasulla, jolloin kaasun syöttö aiheuttaa nestemäisen väliaineen poistumisen kuomusta, ja ruiskutetaan pinnoite pinnoituskohteeseen (2) kuo-15 mussa (1) olevan ruiskutussuuttimen (8) kautta, jolloin pinnoitteen ruiskuttamisen aikana jatketaan kaasun syöttämistä kuomuun (1), sekoittamalla kaasua ruiskutettavan pinnoitteen sekaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n- 20. e t t u siitä, että ennen kaasun syöttöä kuomuun (1) suoritetaan kuomun ja pinnoituskohteen pinnan välinen tiivistys, edullisesti syöttämällä kaasua kuomun pinnoitus-kohteen kanssa kosketukseen tuleviin reunoihin (3) sovitettuun letkumaiseen tiivisteeseen (4).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pinnoite on betonia.

4. Laite pinnoituksen suorittamiseksi nestemäisessä väliaineessa, joka laite käsittää kuomun (1), joka on avoin pinnoituskohteen (2) pin-30 taa vasten asetettavalta sivultaan tai sivuiltaan, jolloin kuomun (1) sisään muodostuu ympäristöstä olennaisesti eristetty tila kun kuomu asetetaan pinnoituskohteen (2) pintaa vasten, ja välineet (8, 9) kaasun syöttämiseksi kuomuun (1), 35 tunnettu siitä, että laite käsittää 94156 ruiskutussuuttimen (8) pinnoitteen ruiskuttamiseksi kuomulla (1) peitettyyn pinoituskohteeseen, jolloin kaasulla ja pinnoitteella on kuomussa (1) yhteinen tuloauk-ko, eli ruiskutussuutin (8).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tun nettu siitä, että ruiskutussuutin (8) on kääntyvästi nivelöity kuomun (1) suhteen nivelvälineen avulla, jolloin suutin (8) on suunnattavissa kuomun (1) peittämän pinnoituskohteen (2) pinnan eri osia kohti.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 4-5 mukainen laite, tunnettu siitä, että kuomu (1) on ainakin osittain (11) valmistettu läpinäkyvästä materiaalista, edullisesti muovista.

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 4-6 15 mukainen laite, tunnettu siitä, että kuomu (1) käsittää tiivistysvälineet kuomun reunojen (3) ja pinnoituskohteen (2) pinnan välisen kosketuskohdan tiivistämiseksi, jolloin tiivistysvälineet edullisesti käsittävät kuomun reunoihin (3) sovitetun letkumaisen tiivisteen (4), 20 sekä välineet (5) kaasun syöttämiseksi letkumaiseen tiivisteeseen.

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 4-7 mukainen laite, tunnettu siitä, että laite käsittää rekyylinpoistovälineet (12) kuomun puristamiseksi pin- 25 noituskohteen pintaa vasten, rekyylinpoistovälineiden (12) synnyttäessä virtauksen nestemäiseen väliaineeseen, vir-taussuunnan ollessa olennaisesti kohtisuorasti pinnoitus-kohteen (2) pinnasta. 94156