ITTO20090394A1 - Aste di perforazione. - Google Patents

Description

Aste di perforazione

La presente invenzione si colloca nell’ambito delle tecnologie della miscelazione, consolidamento e costipamento dei terreni ed à ̈ relativa ad un sistema modulare di aste polivalenti per la perforazione di terreni.

Sono noti vari procedimenti per il consolidamento del suolo mediante la formazione di colonne cilindriche di terreno consolidato, basati sulla miscelazione delle particelle del suolo stesso con leganti, solitamente miscele cementizie.

Un procedimento tradizionale, con cui si esegue una miscelazione prevalentemente meccanica, sfrutta il movimento rotatorio di utensili (vedi figura 1) in grado di scavare e disgregare il terreno tramite appendici che si estendono radialmente all'asse dell'utensile stesso. Il terreno così disgregato viene impastato con una miscela cementante pompata a pressione bassa (1-2 MPa) attraverso bocche ricavate nell'albero tubolare poco al di sotto delle lame.

Una variante nota al procedimento appena descritto à ̈ quella di utilizzare per le miscele cementanti pressioni più elevate. Questo tecnica, sfruttando la combinazione dell'azione meccanica degli organi disgregatori dell'utensile e dell'energia cinetica dei getti pressurizzati, si distingue per una notevole velocità di esecuzione, con considerevoli vantaggi economici.

Esistono varianti a queste tecniche che richiedono una doppia linea delle miscele cementizie. Oltre alle uscite sul fusto dell'utensile che interagiscono con gli organi disgregatori, ve ne sono altre sulle sommità delle lame che permettono di trattare un diametro maggiore di terreno rispetto quello trattato dagli organi meccanici di disgregazione. Questa maggiorazione del diametro trattato quando non à ̈ richiesta per tutta profondità, rende necessaria una doppia alimentazione.

Un'altra tecnologia presa in esame dalla presente invenzione à ̈ quella dei pali a costipamento. Dal brevetto europeo EP 0 228 138 à ̈ nota una attrezzatura di scavo e costipazione per la costruzione di pali a costipamento. In questa tecnologia, nella fase di scavo, l’attrezzatura viene sottoposta ad un momento torcente sull’asta di perforazione e ad una spinta sull’elica di scavo relativamente elevati in quanto la massa di terreno da costipare durante lo scavo da parte dell’elemento dislocatore (figura 2) à ̈ di notevole entità ed esercita anche una forte resistenza all’avanzamento dell’utensile nel terreno stesso. Nella fase di risalita lo scavo viene riempito con l'iniezione di cemento che passa attraverso alle aste ed all'utensile stesso.

L'invenzione si riferisce ad un sistema modulare di aste polivalenti per la perforazione di terreni secondo la rivendicazione 1 che, opportunamente allestita, permette l'utilizzo delle descritte tecnologie di trattamento del terreno senza doverne allestire una specifica per ogni utilizzo.

Verrà ora descritta in alcune forme realizzative, a titolo esemplificativo l’attrezzatura secondo il trovato facendo riferimento ai disegni allegati che illustrano :

In figura 3 un'assonometria della parte di asta strutturale e comune per diverse tecnologie applicative;

In figura 4 l’asta di figura 3 in sezione longitudinale;

In figura 5 la sezione secondo la traccia V-V di figura 4;

Nelle figure 6, 7 e 8 l’asta delle figure precedenti in tre diversi tipi di allestimenti;

Nelle figure 9 e 10 viste parziali prospettiche in sezione longitudinale delle due porzioni di estremità del tubo secondo l’invenzione della forma realizzativa illustrata in figura 8.

L'asta 1 secondo l’invenzione, visibile nelle figure 3, 4 e 5, à ̈ un’asta modulare provvista di passaggio interno 2 creato da un tubo interno 1’ che garantisce la continuità del passaggio interno per un miglior deflusso del materiale iniettato e che contribuisce alla struttura resistenziale collaborando al tubo più esterno 1†dell’asta 1, e dotata alle estremità da un attacco maschio 5 ed uno femmina 6 innestabili tra loro per consentirne l'assemblaggio in batterie di lunghezze volute. Gli attacchi sono dotati di zone poligonali 11 ed 11a innestabili tra loro per permettere la trasmissione della coppia lungo l'intera batteria.

L'attacco maschio 5 Ã ̈, inoltre, dotato di zone di centraggio 7 ed 8 compatibili con le rispettive zone 7a ed 8a dell' attacco femmina 6 e possono essere dotate di rispettive guarnizioni 9 e 10.

Negli attacchi 5 e 6 sono ricavati vani 13 e 13a atti al montaggio di spine 12 per trattenere le aste tra loro. In figura 5 si osserva che le spine 12 non ingombrano oltre al diametro esterno delle aste consentendo la possibilità di guidare l’asta esternamente, durante le fasi di scavo, senza incorrere in discontinuità.

La figura 6 illustra la sezione di un'asta secondo l’invenzione, in cui il passaggio interno 2 à ̈ di circa 4†-6†, preferibilmente 5†, adatta all'impiego per i pali costipati, e con un collare di tenuta 3 montato sul giunto maschio 5 attraverso una predisposizione che vantaggiosamente utilizza viti 4 per il fissaggio. Per impedire la fuoriuscita del cemento durante il getto, una guarnizione 14, montata sul collare di tenuta 3, riscontra in un zona 15 del giunto femmina 6.

La figura 7 illustra una sezione di un'asta allestita con l’inserimento di un tubo 17 che realizza al suo interno un passaggio 16 di circa 2†-3†, preferibilmente 2"3/4, adatta all'esecuzione di colonne cilindriche di terreno consolidato. Sul giunto femmina 6 dell'asta 1, descritta in figura 4, viene avvitato il tubo 17 per il passaggio della miscela cementizia con terminale a flangia 18; nella parte opposta, sull'attacco maschio 5, una flangia 20 garantisce il centraggio tra tubo 17 e asta 1, sfruttando le stesse predisposizioni descritte per il collare di tenuta 3.

Nel tratto 17a del tubo 17 che eccede dall'attacco maschio 5 vengono ricavate sedi per guarnizioni 19 che, facendo riscontro sulla zona 21 del tubo 17 dal lato dell'attacco femmina 6, possono sopportare pressioni fino a 500 bar. Pressioni superiori richiedono accorgimenti strutturali e scelte opportune del set più appropriato di guarnizioni, con conseguenti aggravi di costo.

Nella figura 8 si osserva una sezione di asta 1 allestita per un doppio passaggio di fluidi. All'asta descritta in figura 4 viene avvitato all’interno del giunto femmina 6 un elemento 30 costituito da due tubi concentrici 22 e 22’ per realizzare un passaggio anulare 22†delle miscele cementanti, e dotato di terminale a flangia 23 che si fissa nella stessa predisposizione presente sull’attacco femmina 6 dell’asta 1 su cui precedentemente descritto veniva fissata la flangia 18; nella parte opposta, sull'attacco maschio 5, una flangia 24 garantisce il centraggio tra tubo 22 e asta 1 e anch’essa viene fissata sfruttando le predisposizioni presenti sull’attacco maschio 5, sulle quali come precedentemente descritto vengono fissate il collare di tenuta 3 e la flangia 24.

Nel tratto 22a del tubo 22’ che eccede dalla flangia 24 di centraggio all'attacco maschio 5, vengono ricavate sedi per guarnizioni 25 che, trovando riscontro con la zona 26 dal lato dell'attacco femmina 6, possono sopportare pressioni fino a 500 bar.

Nella figura 9 si osserva la parte superiore della forma realizzativa di figura 8 affinché si possa rilevare che la flangia 23 à ̈ munita di passaggi 29 per non ostruire completamente il passaggio anulare 22†tra i tubi 22 22’ e lasciare idonea resistenza strutturale al pezzo.

La figura 10 mostra la zona dell'attacco maschio della forma realizzativa di fig.8 dove l’estremità sporgente 22a del tubo per il passaggio centrale à ̈ tenuto al centro del tubo per il passaggio anulare 22†da un supporto 27 che lascia libere alcune aree perimetrali.

Un anello elastico 28 trattiene il supporto 27 di centraggio e con lo scalino ricavato dalle lavorazioni sul tratto 22a per il centraggio esterno del tubo centrale 22’ ne impedisce lo sfilo.

E’ infine chiaro che al dispositivo fin qui descritto possono essere applicate alcune varianti, modifiche o adattamenti senza uscire dall’ambito di tutela delle rivendicazioni della presente invenzione. Ad esempio à ̈ evidente che il sistema preferito di giunzione tra le diverse flange di riferimento descritte (3, 18, 20, 24, 23, 27) mediante viti, può essere sostituito con sistemi alternativi (quali per esempio filettature, montaggi ad interferenza, incollaggi) che possono essere vantaggiosamente utilizzati perché equivalenti. La soluzione con giunzione a viti consente una facilità di manovra durante le fasi di montaggio delle diverse varianti e garantisce con opportuni spallamenti di riferimento un centraggio perfetto tra i pezzi accoppiati che la rendono preferibile agli altri sistemi appena descritti.

Mediante la soluzione proposta dall’invenzione l’impiego di una unica asta esterna strutturale opportunamente predisposta per i vari tipi di tecnologia di trattamento dei terreni porta ad una riduzione del magazzino con conseguente abbattimento dei costi.

Inoltre, gli allestimenti per le varie tecnologie sono di facile e rapido montaggio e rimozione favorendone la flessibilità e manutenzione.

Infine, poiché le aste interne singole o a due passaggi sono componenti ad usura, nella soluzione secondo l’invenzione sono facilmente sostituibili, per cui à ̈ immediato il ripristino in cantiere, utilizzando sempre lo stesso corpo strutturale.

L’asta 1 comune alle diverse tecnologie à ̈ la parte strutturale per cui gli elementi interni possono essere vantaggiosamente dimensionati solo per portare le pressioni interne e per essere adeguatamente fissati e centrati rispetto all’asta 1.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1) Sistema modulare di aste polivalenti per la perforazione di terreni caratterizzato dal fatto di essere costituito da una pluralità di aste (1) attraversate da un passaggio interno (2) per il passaggio del cemento, di forma sostanzialmente cilindrica, che attraversa completamente l’asta; ciascuna delle aste essendo dotata alle estremità rispettivamente di un attacco maschio (5) ed uno femmina (6), tali da renderle innestabili tra loro per consentirne l'assemblaggio in batterie di lunghezze qualsiasi; gli attacchi (5,6) essendo dotati di mezzi (11,11a) atti a trasmettere la rotazione lungo l'intera batteria di aste (1) e predisposti a fissare elementi che ne riducono il passaggio interno (2).
2. 2) Sistema secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che i mezzi (11,11a) atti a trasmettere la rotazione lungo l'intera batteria sono zone poligonali ricavate nei rispettivi attacchi (5,6) ed innestabili tra loro.
3. 3) Sistema secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che l'attacco maschio (5) Ã ̈ dotato di zone di centraggio (7 ed 8) compatibili con rispettive zone (7a ed 8a) dell' attacco femmina (6); entrambe dette zone essendo dotate di rispettive guarnizioni (9 e 10).
4. 4) Sistema secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che negli attacchi (5 e 6) sono ricavati vani (13 e 13a) atti al montaggio di spine (12) per trattenere le aste tra loro; dette spine (12) non sporgono oltre al diametro esterno delle aste.
5. 5) Sistema secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il passaggio interno (2) di ciascuna asta à ̈ di circa 4"-6†.
6. 6) Sistema secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che sul giunto maschio (5) Ã ̈ solidalmente fissato un collare di tenuta (3) mentre almeno una guarnizione (14), montata sul collare di tenuta (3), riscontra in un zona (15) il giunto femmina (6).
7. 7) Sistema secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che internamente a ciascuna asta (1) à ̈ infilato un tubo (17) tale da ridurre il passaggio interno (16) di ciascuna asta a circa 2†-3†per il passaggio della miscela cementizia in pressione.
8. 8) Sistema secondo la rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto che il tubo (17) Ã ̈ avvitato sul giunto femmina (6) dell'asta (1) mediante un terminale a flangia (18), mentre nella parte opposta, sull'attacco maschio (5), una flangia 20 garantisce il centraggio tra tubo (17) e asta (1).
9. 9) Sistema secondo la rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto che un tratto (17a) del tubo (17) eccede dall'attacco maschio (5) ed in questo tratto vengono ricavate sedi per guarnizioni (19) che fanno riscontro sulla zona (21) del tubo (17) dal lato dell'attacco femmina (6).
10. 10) Sistema secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che all’interno del giunto femmina (6) di ciascuna asta viene avvitato un elemento (30) costituito da due tubi concentrici (22 e 22’), atto a realizzare un passaggio anulare (22†) delle miscele cementizie in pressione.
11. 11) Sistema secondo la rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che l’elemento (30) à ̈ avvitato sul giunto femmina (6) dell'asta (1) mediante un terminale a flangia (23), mentre nella parte opposta, sull'attacco maschio (5), una flangia (24) garantisce il centraggio tra tubo (22) e asta (1).
12. 12) Sistema secondo la rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che in un tratto (22a) del tubo (22’) che eccede dalla flangia (24) di centraggio all'attacco maschio (5), vengono ricavate sedi per guarnizioni (25) che trovano riscontro con la zona (26) sul lato opposto dell'attacco femmina (6).
13. 13) Sistema secondo la rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che la flangia (23) prevista in corrispondenza dell’attacco femmina (6) à ̈ munita di passaggi (29) per non ostruire completamente il passaggio anulare 22†tra i tubi (22 e 22’) e lasciare idonea resistenza strutturale al pezzo.
14. 14) Sistema secondo la rivendicazione 12 caratterizzato dal fatto che un anello elastico (28) trattiene il supporto (27) di centraggio e con uno scalino ricavato dalle lavorazioni sul tratto 22a per il centraggio esterno del tubo centrale 22’ ne impedisce lo sfilo.