ITPR20060022A1 - Dispositivo per eseguire automaticamente le fasi di consolidamento di terreno del tipo jet grouting. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di BREVETTO per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo: Dispositivo per eseguire automaticamente le fasi di consolidamento di terreno del tipo jet grouting

Forma oggetto del presente trovato un dispositivo per eseguire automaticamente le varie fasi di un processo di consolidamento del terreno del tipo jet grouting.

La tecnica di consolidamento del tipo jet grouting prevede la perforazione del terreno fino alla profondità desiderata e la successiva iniezione ad alta pressione di una miscela cementizia .

In particolare, il dispositivo oggetto del presente trovato è stato studiato per poter realizzare una tecnica di consolidamento che prevede : una fase di perforazione esplorativa;

una fase definita di pretaglio mediante iniezione ad alta pressione di acqua fino alla profondità desiderata di consolidamento per creare una camera di volume pari al consolidamento desiderato;

una fase di iniezione di materiale stabilizzatore o miscela cementizia. Il dispositivo si prefigge di effettuare il passaggio da una fase all’altra automaticamente in funzione della pressione del liquido che viene pompato nell'asta.

E' evidente che l'utensile potrebbe essere impiegato anche per tecniche di consolidamento con fasi diverse da quelle descritte, come ad esempio, per particolari tipi di terreno ,la fase di perforazione esplorativa potrebbe essere non prevista.

Scopo del presente trovato è quello di fornire un dispositivo che incorpora una valvola che in funzione delle pressioni dei fluidi presenti nel dispositivo, può assumere diverse posizioni per dirigere detti fluidi nelle aree necessarie alia realizzazione delie varie fasi del processo di consolidamento.

Caratteristiche e vantaggi del dispositivo risulteranno maggiormente evidenziati dalla descrizione seguente di una forma di realizzazione illustrata, a puro titolo esemplificativo e non limitativo nella unita tavola di disegno in cui:

- la figura 1 illustra, in una sezione longitudinale il dispositivo durante la fase di adduzione di acqua sull’utensile di trivellazione per la perforazione dei suolo;

- le figure 2, 3 illustrano il dispositivo nella medesima vista di figura 1 rispettivamente durante due fasi successive del procedimento di consolidamento;

Con riferimento alle figure, con 1 è stato indicato il dispositivo che si compone di un corpo superiore 2 porta ugelli ed un corpo inferiore 3 incorporante una valvola 50; il corpo inferiore 3 è provvisto di attacco 3a con filettatura conica per applicare un tradizionale utensile trivellatore non illustrato.

Il corpo superiore 2 è atto ad essere avvitato superiormente alla tradizionale colonna 4 di perforazione e di adduzione di acqua o di miscela cementizia a seconda del fasi del consolidamento, mentre inferiormente prevede una filettatura interna 5 a cui si avvita il corpo inferiore 3.

Il corpo superiore 2 prevede un condotto interno 7 coassiale e comunicante con l’asta 4, sul quale condotto sono derivati uno o più primi ugelli 6 perpendicolari all'asse del condotto stesso.

Il condotto interno 7 prevede un allargamento 8 in corrispondenza del quale sono immessi uno o più secondi ugelli 9.

I primi e secondi ugelli comunicano con l'esterno del dispositivo per permettere di iniettare acqua o miscela cementizia nel suolo da consolidare.

I primi ugelli sono sempre in comunicazione con il suolo mentre i secondi ugelli possono essere occlusi da un pistone 10 scorrevole dentro una camicia 11 a sua volta scorrevole assialmente lungo un foro cilindrico 12 ricavato all'interno del corpo porta valvole 3.

Il pistone 10 presenta una camera 13 chiusa inferiormente da un coperchio 14 provvisto di una sede 15 in cui si inserisce uno stelo 16 mantenuto premuto verso l'alto da una molla inferiore 17 che fa contrasto tra una rondella 18, posizionata lungo lo stelo tramite viti di registro 19, e uno spallamento trasversale 20 del corpo porta valvole 3.

Nello spallamento trasversale 20 sono ricavati dei fori 21 che mettono in comunicazione la camera 12 con la zona di attacco dell'utensile trivellatore per l’adduzione di acqua all'utensile stesso.

Nella camera 13 è inserito scorrevole il pistone 10 provvisto a sua volta di una camera 22 dotata di una filettatura su cui si avvita una spoletta 25 che comprende una vite di registro 23 che preme su di una molla 24 che agisce su di una sfera 26 inserita in una sede 27 comunicante, tramite un foro 28, con l'allargamento 8 del condotto interno 7.

La sede 27 comunica tramite fori 31 con la camera 13 quando la sfera 26 apre il foro 28.

La camicia interna 11 presenta superiormente un cappello 29 forato conformato a fungo che si adatta ad una sede 30 ricavata sul bordo superiore del corpo porta valvole 3.

Il diametro esterno del pistone 10 è tale da consentire la penetrazione del pistone stesso nell'allargamento 8 per potere chiudere gli ugelli 9 che sbucano in detto allargamento, come sarà meglio illustrato del funzionamento del dispositivo.

Si fa presente inoltre che il diametro dell'allargamento 8 è inferiore ai diametro della camera 13

In conclusione, all'interno del corpo inferiore 3 sono inserite la valvola 50 che può assumere tre posizioni:

- una prima posizione è quella che si realizza tra cappello a fungo 29 e sede 30 ricavata sul bordo del corpo 3 per l’adduzione di acqua all’utensile trivellatore;

- una seconda posizione che si realizza tra sfera 26 e sede 27 per l’invio di acqua nella camera 13 per creare una contro pressione per mantenere premuto il pistone 10 nell'allargamento 8;

- una terza posizione che si realizza tra pistone 10 e l'allargamento 8 per l'adduzione di miscela cementizia anche al gruppo di ugelli inferiori 9.

Con 32 e 33 sono state indicate due molle di richiamo rispettivamente del pistone 10 e della spoletta 25.

Verrà ora descrìtto il funzionamento del dispositivo.

Con riferimento alla figura 1 e cioè durante la fase di semplice perforazione del suolo, si deve immettere acqua a bassa pressione semplicemente per lubrificare e raffreddare l’utensile trivellatore non illustrato e collegato al corpo inferiore 3.

In questa fase in genere la pressione dell'acqua è attorno ai 50 bar e non è tale da vincere l’azione della molla inferiore 17 che manterrà spinta verso l'alto la camicia internali e quindi la valvola si troverà nella posizione di deflusso dell'acqua verso l'utensile trivellatore secondo le frecce 51.

La maggior parte di acqua uscirà verso l'utensile trivellatore.

Con riferimento alla figura 2, verrà addotta acqua ad alta pressione( pari a circa 400- 450 bar) per effettuare il taglio e il disgregamento del suolo.

In questa fase la molla inferiore verrà compressa e si avrà lo spostamento verso il basso del pistone 10 e quindi la chiusura della valvola di adduzione dell'acqua all’utensile trivellatore.

Tutta l'acqua verrà scaricata attraverso i primi ugelli superiori 6.

Gli ugelli 9 sono chiusi.

L'alta pressione riuscirà a vincere l'azione della molla 24 e quindi a spostare verso il basso la sfera 26 che permetterà il passaggio di acqua attraverso i fori 31 e quindi nella camera 13.

La pressione dell’acqua nella camera 13 farà spostare il pistone 10 verso l'alto chiudendo i secondi ugelli 9.

Ciò è possibile in quanto la sezione della camera 13 è superiore alla sezione della sede o allargamento 8 e quindi la spinta verso l'alto sarà superiore della spinta verso il basso.

La pressione nella camera 13 esercita una spinta verso l’alto sul pistonelO che va a chiudere gli ugelli 9.

Il dispositivo sopra descritto, in base alla pretaratura delle molle, si adegua automaticamente alle fasi di cementazione in funzione delle pressioni esercitate dai liquidi o miscele iniettate.

Con riferimento alla figura 3 in cui si ha l'adduzione di miscela cementizia a circa 200 bar,, detta miscela agirà sul fungo della camicia 11 mantenendola verso il basso in modo che tutti i primi e secondi ugelli saranno liberi e potranno iniettare la miscela per effettuare il consolidamento desiderato.

Tutte le molle devono avere una taratura tale da consentire gli interventi le tre posizioni della valvola in corrispondenza delle tre pressioni di lavoro nelle tre fasi del consolidamento.

Nella descrizione non si è fatto alcun riferimento agli elementi di tenuta come guarnizioni o ad anelli antiestrusione pur essendo illustrati in quanto il loro impiego è usuale per il tecnico del ramo.

Alcune delle molle elicoidali descritte ed illustrate potrebbero essere sostituite con altri tipi di mezzi elastici, come ad esempio la molla 24 che viene sottoposta ad una pressione di 400-450 bar, potrebbe essere sostituita con molle a tazza senza per altro uscire daH'ambito di tutela delle sotto riportate rivendicazioni.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per eseguire automaticamente le fasi di consolidamento di terreno del tipo jet grouting del tipo comprendente un corpo di collegamento dell’utensile trivellatore all'asta di perforazione e di adduzione di acqua o della miscela cementizia, caratterizzato dal fatto che comprende: uno o più primi ugelli superiori (6) sempre in collegamento con il terreno; uno o più secondi ugelli (9) posti sotto i primi e otturabili durante una predeterminata fase del processo di consolidamento; una valvola (50) a tre funzioni : - per l'adduzione di acqua all’utensile trivellatore; - per creare una contropressione che mantiene i secondi ugelli chiusi durante una fase di taglio e sgretolamento con acqua ad alta pressione. - per l’alimentazione di miscela cementizia ai primi e secondi ugelli; 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il corpo di collegamento comprende un corpo superiore (2)sul quale sono derivati primi e secondi ugelli (6) e (9) ed un corpo inferiore (3) in cui è inserita la valvola (50), detti due corpi essendo tra loro collegati per avvitamento. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la prima valvola (50) comprende una camicia interna (11) avente un cappello a fungo che fa tenuta su di una sede (30) ricavata sul bordo superiore del corpo porta valvole (3) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la valvola comprende un pistone (10) scorrevole entro una camera (13) della camicia (11) e atto ad inserirsi in una sede o allargamento (8) in cui confluiscono i secondi ugelli. Dispositivo secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che la sezione della camera (13) è maggiore della sezione della sede o allargamento (8) per consentire la chiusura dei secondi ugelli all’aumentare della pressione del fluido. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la terza valvola comprende una sfera (26) inserita in una sede (27) ricavata in una spoletta (25) in cui è inserita una molla tarabile che preme su detta sfera, detta valvola è inserita tra allargamento e la camera (13) entro cui scorre il pistone (10). Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 e 4 caratterizzato dal fatto che la chiusura dei secondi ugelli avviene con un aumento di pressione dai 50 ai 200 bar 8. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 e 3 caratterizzato dal fatto che la prima valvola comprende una molla che la mantiene normalmente aperta fino a pressioni dei liquidi attorno ai 50 bar.