ITTO20090988A1 - Utensile per diaframmi sottili. - Google Patents

Description

Utensile per diaframmi sottili.

La presente invenzione si colloca nell’ambito delle tecnologie del consolidamento dei terreni realizzate mediante la disgregazione del suolo con relativa miscelazione attraverso l’apporto di agenti consolidanti in pressione (boiacca di cemento, miscele chimiche, ecc.) o additivi che vengono iniettati attraverso l’attrezzatura stessa.

Più in particolare si riferisce all’esecuzione di pannelli sottili in cui lo spessore sia molto contenuto rispetto alle dimensioni longitudinali.

Il procedimento tradizionale, con cui si esegue una miscelazione prevalentemente meccanica, sfrutta il movimento rotatorio di utensili 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 in prossimità delle lame.

Questo sistema ha come limite la forma della sezione trasversale che à ̈ molto lontana da quella teorica di un diaframma e tipicamente vengono adottate soluzioni a più utensili affiancati di diametri più ridotti per avvicinarsi alla forma ideale.

Ad esempio la soluzione tecnica descritta nell’US-5.275.513 à ̈ molto complessa sia per la movimentazione che per la possibilità di applicazione su attrezzature che debbano sostenere e alimentare queste tipologie di utensili.

Un’ulteriore variante nota al procedimento appena descritto à ̈ quella di utilizzare per le miscele cementanti pressioni più elevate.

Questa tecnica, sfruttando la combinazione dell'azione meccanica degli organi disgregatori dell'utensile e dell'energia idraulica dei getti pressurizzati, si distingue per una notevole velocità di esecuzione, con considerevoli vantaggi economici, ma rimangono pur sempre gli stessi limiti sulla forma della sezione trasversale ottenibile.

In tempi più recenti, le tecniche di miscelazione si sono avvalse di macchine recanti una coppia di ruote munite di denti od appendici di scavo/miscelazione, del tipo descritto nell’EP-1.748.110, collocati in modo accostato ed aventi gli assi di rotazione sostanzialmente orizzontali e normali all’asse di scavo.

Queste nuove attrezzature, comunemente denominate “ruote fresanti†o semplicemente “frese†, realizzano al pari della miscelazione meccanica tradizionale, una sezione consolidata di determinata profondità ma di forma rettangolare anziché circolare. Come nel primo metodo descritto, anche queste macchine possono sfruttare in aggiunta a quello meccanico, l’effetto disgregante dell’energia idraulica dei getti pressurizzati.

A differenza dei sistemi ad asse verticale rotante, nei quali gli organi di generazione del moto sono collocati fuori terra, nelle “frese†gli organi motori sono collocati nella parte di attrezzatura che penetra nel terreno, a ridosso dei tamburi o all’interno dei tamburi stessi.

La forma rettangolare, realizzata da tali attrezzature, à ̈ assai performante rispetto alla forma circolare dei primi sistemi precedentemente descritti poiché quando si deve realizzare un diaframma lineare continuo, à ̈ assai meno costoso e comunque più rapido accostare tanti setti rettangolari, lievemente compenetranti l’uno nell’altro, piuttosto che circonferenze secanti fra loro.

Gli spessori dei diaframmi in alcune tipologie di lavori possono essere richiesti relativamente grandi rispetto alla dimensione trasversale di scavo ed arrivare a rapporti vicino a 1:2. Esistono anche applicazioni, ed à ̈ quello specifico di questa invenzione, in cui gli spessori devono essere ridotti al minimo possibile ed in questo caso potremo avere rapporti 1:5 – 1:10, 1:20, ecc. La sezione ideale sarebbe rappresentata da un rettangolo avente il lato maggiore il più lungo possibile ed il lato minore di lunghezza intorno ai 200-500 mm, quanto basta cioà ̈ per assicurare la continuità fra due setti rettangolari adiacenti.

Le attuali soluzioni e le forme geometriche degli organi motori, di trasmissione e di taglio adottati fino ad oggi non consentono però di ridurre la larghezza di scavo ad un valore inferiore ai 500- 600 mm.

E’ noto il brevetto US-4.694.915 in cui viene descritta un’apparecchiatura per eseguire scavi di diaframmi (“fresa†) costituita da due ruote taglianti. Ciascuna di esse à ̈ montata su una struttura di supporto che à ̈ dotata di un organo di trasmissione del moto, posizionato internamente alle due ruote. Le ruote che possono essere messe in rotazione da organi motori singoli o separati, ruotando in modo concorde.

Questa soluzione ha come limite principale, quello di non riuscire a scavare tutto lo spessore della sezione trasversale in quanto le ruote devono lasciare spazio alla trasmissione interna o al loro supporto. Riducendo lo spessore per voler ottenere un diaframma sottile e mantenendo invariate le capacità di scavo (coppie e potenze in gioco) à ̈ evidente che, dovendo la trasmissione interna rimanere invariata, il suo ingombro assumerà un’incidenza sempre più grande al diminuire dello spessore del diaframma.

Soluzioni di ripiego note nel settore dei diaframmi di grande spessore, utilizzate per rimuovere la zona centrale, per esempio adottando denti mobili (vedi ad esempio il documento DE 10360910), oppure generando movimenti trasversali alla testa fresante attraverso l’uso di piastre di supporto pivottanti (vedi ad esempio il documento EP 1746213) che possano essere mosse durante lo scavo per andare a coprire tutta la sezione, non potranno trovare efficace impiego se gli spessori sono ridotti e comunque rappresentano una notevole complicazione strutturale. E’ noto anche il brevetto italiano IT-1.189.612 in cui viene descritta e rivendicata un’apparecchiatura per eseguire scavi di diaframmi (“fresa†) costituita da una pluralità di ruote fresanti e da un punta centrale rotante motorizzata.

Tale soluzione prevedendo una serie di ingranaggi interni non consente di ridurre le dimensioni trasversali del diaframma. Il motore vista la geometria della catena cinematica à ̈ disposto trasversalmente e ciò ne impedisce la riduzione delle dimensioni in una forma veramente compatta. Se si volesse portare il motore in posizione verticale occorrerebbe ulteriormente complicare la trasmissione adottando un ulteriore rinvio a 90° a scapito della semplificazione, già particolarmente critica.

Inoltre la punta ha lo scopo di andare a scavare la parte di terreno compresa tra la pluralità di ruote presenti, quindi solamente nella porzione interna.

La geometria delle ruote à ̈ tale da avere un rapporto tra diametro ruote e spessore pari circa 1:1 con conseguenti limiti nell’esecuzione di pannelli sottili, come per la soluzione precedente.

La presente invenzione si propone di superare tutti questi problemi realizzando una sezione di scavo sottile, quanto più possibile vicina alla sezione ottimale.

Per raggiungere questi ed ulteriori scopi che meglio saranno compresi in seguito la presente invenzione propone di realizzare una attrezzatura di scavo e miscelazione per la costruzione di diaframmi secondo la rivendicazione 1.

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

Fig.1, 1a e 1b illustrano il dispositivo secondo l’invenzione in viste in pianta, frontale e laterale;

Fig. 2 Ã ̈ una sezione verticale del dispositivo delle figure precedenti;

Fig. 3a e 3b illustrano la macchina dotata del dispositivo secondo l’invenzione in vista laterale e frontale;

Fig. 4 illustra un particolare della macchina provvisto del dispositivo secondo l’invenzione;

Fig. 4a à ̈ una variante della Fig. 4;

Fig. 5 à ̈ una soluzione applicativa del dispositivo secondo l’invenzione;

Fig. 6 à ̈ una sezione degli utensili del dispositivo secondo l’invenzione;

Fig. 7 Ã ̈ una vista come in Fig. 1a con applicati ugelli di alimentazione di fluido;

Fig. 8 Ã ̈ una variante della fig. 2;

Fig. 8a ed 8b sono ulteriori varianti della figura 8; Fig. 9a e 9b sono la sezione verticale parziale e la vista frontale di una ulteriore variante della forma realizzativa delle figure 1, 1a, 1b e 2.

Con riferimento alla figura 1 viene mostrata la sezione trasversale corrente che l’invenzione si prefigge di realizzare, la quale risulta sostanzialmente un rettangolo molto allungato di dimensioni Lxl, compenetrato al centro da una sezione circolare di diametro F non troppo superiore al lato stretto l del diaframma, ma pur tuttavia capace di contenere gli organi atti alla trasmissione del moto delle parti di scavo e miscelazione.

Come ancor meglio raffigurato nelle fig.1A e 1B, l’attrezzatura in oggetto si presenta come un fusto 10, statico rispetto al proprio asse di scavo z, che reca nella sua parte centrale due ruote di scavo/miscelanti di notevole diametro 20a, 20b montate coassiali e preferibilmente controrotanti intorno all’asse x, perpendicolare alla direzione di scavo z; le ruote sono, affacciate ad una minima distanza d e capaci di scavare il setto rettangolare Lxl, aiutate da una pluralità di getti in pressione.

Come si osserva nelle figure 6 e 9a le ruote sono dotate sulla loro periferia di utensili di scavo/miscelanti 82 e, come si osserva nelle figure 8a ed 8b, sporgono dal fusto 10 attraverso sue feritoie laterali 81.

Una punta 30, all’estremità terminale del fusto 10, à ̈ anch’essa munita di mezzi di taglio e rotante rispetto all’asse del fusto 10 coincidente con quello di scavo; la punta 30 agevola l’infissione dell’attrezzatura nel terreno contribuendo a realizzare il foro per far passare il diametro F del fusto 10.

Il fusto 10, nella configurazione presa in esame, si presenta come in figura 2, cioà ̈ con un albero 1 su cui à ̈ calettato un pignone 2 che riceve il moto da un organo motore esterno all’attrezzatura di scavo e lo trasmette ad una coppia di pignoni 3 i quali, tramite l’albero 3a ed il pignone gemello 3b, portano il moto ad una corona 4 solidale ad ognuna delle ruote di scavo 20a, 20b.

La trasmissione cinematica dei pignoni 2 e 3 potrebbe essere realizzata anche come stadio di un rotismo epicicloidale.

La trasmissione tra il pignone 3b e la ruota 4 può essere del tipo “spur gear†o “face gear†.

La configurazione prescelta consente che le ruote siano tra loro controrotanti al fine di raddoppiare l’azione di taglio e disgregazione del terreno sommando le reciproche velocità relative dei mezzi rotanti. La stessa corona 4 trasmette il moto agli organi 5, 5a, 5b del tutto speculari agli elementi precedentemente descritti 3, 3a, 3b. I pignoni 5b alimentano la ruota finale 6 che fa girare la punta munita di denti 30.

Il sistema di trasmissione meccanico di cui sopra può essere realizzato anche con l’utilizzo di catene motorizzate da pignoni dentati, vedi fig. 9A e 9B.

I pignoni 2 e 3 in questo caso realizzano un ingranaggio conico ed il pignone 50, solidale all’ingranaggio 3, porta avvolta una catena 51 rinviata in 54 (che garantisce l’incremento dei denti in presa tra catena e pignone 52) per impegnarsi nel pignone centrale 52 che trasmette il moto alle ruote di scavo 20a, 20b.

La catena può proseguire la sua estensione speculare in basso con il ramo 53 che si avvolge sul pignone 55, il quale trasmette il moto alla punta 30.

Da un’analisi dimensionale si à ̈ verificato come queste soluzioni per alimentare il movimento delle ruote e della punta, a parità di potenza implichino ingombri maggiori sul diametro F.

Con riferimento alle figure 3a e 3b si osserva che come le comuni “frese†, la presente attrezzatura à ̈ sopportata da una macchina operatrice (specifica per la perforazione o gru per il sollevamento e/o applicazioni nel settore fondazioni) 40, di norma cingolata, munita di torre di perforazione 41 lungo la quale scorre un gruppo di movimentazione di aste di perforazione comunemente denominato “tavola rotary†.

Questa tavola rotary si muove lungo guide 43 della torre essendo connessa ad uno o più dispositivi di movimento, preferenzialmente argani, dotati di tiro o di tiro-spinta per poter sollevare o sollevare e spingere l’utensile 45 nel terreno. I tiri dell’argano possono essere diretti o moltiplicati.

La tavola rotary prevalentemente di tipo idraulico trasforma l’energia fornita da un fluido in pressione in energia meccanica. Uno o più motori idraulici imprimono il moto rotatorio ad uno o più ingranaggi accoppiati ad una corona calettata alla prima delle aste di scavo 46 collocate internamente alle aste esterne 47.

Con riferimento alla figura 4 si osserva che l’asta esterna 47 può essere fissata in modo preferenziale alla tavola rotary 42 e consentire il sollevamento/infissione del fusto 10 tramite le taglie di sollevamento 48 e di spinta 49 fissate alle strutture di movimento e/o direttamente alla tavola rotary 42.

Il moto rotatorio di scavo/miscelazione viene quindi trasmesso dalla tavola rotary 42 all’utensile attraverso le aste interne 46.

Il moto di sollevamento ed infissione viene invece trasmesso dai mezzi meccanici connessi alla tavola rotary 42 attraverso le aste esterne 47.

Come mostrato in figura 4, le aste esterne 47 possono essere rese svincolabili rispetto l’asse di scavo z, potendo così controllare la direzione angolare dell’utensile 45 rispetto ad una prefissata direzione di montaggio. Motorizzando la connessione tra asta esterna e tavola rotary o il suo carrello di mozione, à ̈ possibile posizionare le ruote di scavo 20a, 20b secondo una prefissata inclinazione rispetto al posizionamento della torre di perforazione 41 (angolo α della figura 5).

La motorizzazione del sistema di posizionamento angolare, può essere effettuata attraverso noti sistemi come attuatori lineari 49, preferenzialmente cilindri idraulici, come illustrato in Fig. 5, motori, motoriduttori, tutti azionabili e controllabili a distanza con segnali elettrici o idraulici.

Qualora il dispositivo di movimento sia costituito da un argano a semplice avvolgimento (con tiro, senza spinta), l’utensile potrà essere sollevato con un tiro predefinito, mentre penetrerà nel terreno per effetto del solo peso proprio e dell’attrezzatura ad esso connessa e sospesa sulla taglia 48.

Questo soluzione così semplificata à ̈ utilizzabile in terreni particolarmente “facili†in cui la resistenza all’avanzamento à ̈ molto ridotta.

Con riferimento alla figura 4a viene mostrata una prima variante della suddetta soluzione, un gruppo di potenza (p.e. un motoriduttore) 60 à ̈ alloggiato all’interno del fusto 10 in prossimità del pignone motore 2. In questo caso l’asta di collegamento à ̈ una sola e coincide con quella esterna 47. All’interno dell’asta 47 sono contenuti i tubi di alimentazione 44 risalenti fino al gruppo di sollevamento 62.

Il gruppo non à ̈ più motorizzato come una rotary convenzionale ma di essa conserva i pattini 61 di scorrimento e guida lungo l’antenna. In questo caso le aste esterne 47 possono essere a sbalzo rispetto al gruppo di sollevamento 62 incrementando decisamente la profondità di scavo.

Come precedentemente descritto, può essere eventualmente interposto tra l’asta 47 ed il gruppo di sollevamento 62 il sistema di orientamento 49 (ad una estremità collegato all’asta 47 e nell’altra essendo collegato direttamente o indirettamente alla torre di guida 41), che consente di posizionare angolarmente l’utensile di scavo 45 rispetto alla direzione di scavo/movimentazione z (Figura 5).

Con riferimento alla figura 6 le due ruote 20a e 20b non hanno alcun impedimento nell’essere avvicinate l’una all’altra al fine di stringere la sezione di scavo/miscelazione. Le ruote di scavo/miscelanti 20a e 20b presentano una sezione non omogenea con una parete 65 relativamente esile ed una corona anulare 66 molto rilevante al fine di concentrare grandi masse alle maggiori distanze.

In questo modo si potranno sfruttare le masse come un volano capace di superare ostacoli più resistenti che richiedono esuberi di coppia alle ruote, senza rallentarne troppo o arrestarne completamente, la rotazione.

Le ruote sono progettate infatti con un diametro considerevole (rapporto L/l da 5 a 15, ma sono possibili valori anche maggiori). Come conseguenza al grande diametro delle ruote, occorre limitare il numero dei giri per contenere la velocità periferica degli elementi di scavo/miscelazione. Il grande diametro consente un facile raggiungimento dell’alta velocità periferica che abbinata alle masse volaniche, favorisce la penetrazione dei denti nel suolo e conferisce stabilità al sistema di miscelazione per una omogeneizzazione più efficace.

La forma esterna delle ruote, vedi Fig.6, può essere riempita da elementi addizionali 67 in materiale leggero (p.e. plastiche) che generano una sagoma perfettamente cilindrica e trasformano la sagoma della ruota in un disco cilindrico. Questi elementi sono utili per semplificare il taglio di apertura sulla struttura di passaggio e contenimento delle ruote 20a, 20b e sono utilizzabili come elementi ad usura sostituibili.

Con riferimento alla figura 7 l’utensile di scavo e miscelazione 45 à ̈ dotato di una pluralità di ugelli di iniezione 68, variamente posizionati ed angolati, per l’immissione nel terreno dei fluidi utilizzati, che come precedentemente descritto, possono essere di vario tipo. La pressione dei fluidi può essere bassa (inferiore a 2-5 MPa) oppure alta (superiore a 5 MPa generalmente fino a 40-50MPa). Gli stessi condotti di iniezione possono essere raddoppiati per eseguire un trattamento bi-fluido con aria (in bassa pressione generalmente fino a 2,5MPa) e miscela consolidante coassiale alla precedente e contenuta dal getto d’aria, in bassa o in alta pressione.

Sono note nel settore tutte le varianti realizzabili e le relative caratteristiche che possono produrre, modificando: quantità ( trattamenti mono fluido, bi-fluidi, tri-fluidi, ecc..), disposizioni (coassiali, laterali, montati sullo stesso piano, montati su piani sfalsati, inclinati, orizzontali, tangenziali a lambire i denti), modalità operative (se iniettati in avanzamento, in estrazione o in entrambe le fasi), estensione del trattamento (se iniettati per una certa quota o per tutta l’estensione dell’intero diaframma). Tali varianti modificano il processo esecutivo senza però nulla togliere alla soluzione rivendicata.

Le bocche 69 sulla punta di scavo 30 dotata anche di mezzi di taglio 80, permettono l’iniezione di fluidi di perforazione 70 (generalmente acqua) in fase di scavo, per agevolare la rimozione dei detriti e per raffreddare la punta stessa. In fase di risalita, una valvola 71 tarata a pressione minore di quella dell’iniezione della boiacca occlude i condotti diretti alle bocche 69 allo scopo di indirizzare la portata della miscela esclusivamente sulle bocche 68 collocate in corrispondenza delle ruote 20a e 20b. Così facendo il condotto di alimentazione potrà essere unico ed alimentare sia la punta che le bocche di iniezione, a tutto vantaggio della semplificazione.

Denti di scavo/miscelazione sono posti sulla periferia delle ruote 20a, 20b; essi, favoriti dalla corretta velocità di rotazione e dal moto regolare delle ruote, spalmano il fluido iniettato su tutta la sezione e lo miscelano finemente al terreno continuando l’azione disgregante.

In figura 8 viene rappresentata una seconda variante della soluzione che può essere abbinata ad entrambe le versioni precedenti. In questo caso la punta 30 à ̈ dotata di un moto indipendente da quello delle ruote 20a, 20b ed in particolare realizzato con un gruppo di potenza (p.e. motore o motoriduttore idraulico) 72 tipo quello 60 precedentemente descritto (Fig. 4a).

Tale gruppo viene alimentato con tubazioni 73 che passano all’interno dell’asta 47 nella prima variante fig.

8a, mentre per la soluzione iniziale di fig. 8b, si sfrutta l’intercapedine tra asta esterna 47 e interna 46 o ancora si fanno passare le tubazioni nell’asta interna 46 realizzata a più passaggi (coassiali o indipendenti).

Allo stesso modo possono essere alloggiati i cavi di segnale 75, 76 per il posizionamento di strumenti 77, 78 necessari al monitoraggio del processo di consolidamento. Possono essere inseriti sensori di inclinazione e accelerometri per verificare la effettiva direzione di scavo della punta e sensori generici di pressione del motoriduttore o di giri (nel caso della prima o della seconda variante).

Le modalità operative di esecuzione del trattamento prevedono una prima fase in cui l’utensile 45 viene inserito nel terreno attraverso il peso proprio o con l’ausilio di una forza di spinta esterna esercitata dalla macchina e trasmessa attraverso la batteria di aste.

Durante questa fase, per garantire che il fusto penetri nel terreno, essendo di dimensioni maggiori rispetto a quelle delle ruote, viene eseguita una vera e propria trivellazione con la punta 30.

E’ conveniente che le ruote 20a, 20b vengano messe in rotazione all’esterno del foro in modo che raggiungano la velocità di regime, ottimale per il taglio/miscelazione.

Le masse volaniche e le dimensioni diametrali consentono di conservare una energia rotazionale utile a stabilizzare il taglio e per la disgregazione del terreno.

Durante la discesa le ruote controrotanti imprimono un coppia di reazione alle aste esterne che parzialmente à ̈ equilibrata dalla coppia alla punta di scavo 30. Per cui le aste saranno temporaneamente vincolate alla torre di perforazione per mantenere l’utensile nella direzione voluta.

Lo snodo presente tra le aste 47 e tavola rotary 42 o il gruppo di sollevamento 62 permette di orientare angolarmente l’utensile prima o durante lo scavo stesso.

La presenza di un attuatore lineare 49 come mostrato in figura 5 permette anche di misurare la coppia squilibrante delle due ruote 20a, 20b essendo noti il suo braccio di leva e la pressione di reazione che può essere misurata.

Raggiunta la quota di progetto, la punta e le ruote sono permanentemente mantenute in moto potendo quindi iniziare la fase di trattamento in cui la miscela consolidante viene iniettata. Se l’iniezione à ̈ ad alta pressione, una valvola 71 chiude il passaggio alla punta e consente l’alimentazione delle bocche di iniezione 68.

La miscelazione del legante con il terreno avviene tramite l’azione meccanica dei denti sul terreno con il moto relativo opposto delle ruote, abbinata alla energia idraulica posseduta dai liquidi iniettati.

Il trattamento prosegue fino alla quota prevista o fino alla sommità.

Movimenti di salita e discesa favoriscono l’omogeneizzazione degli strati anche in direzione verticale.

In alternativa l’iniezione dei fluidi consolidanti può essere impartita fin da subito, durante la fase di discesa, in questo caso sia dalla punta 69 che dalle bocche 68 uscirà il materiale iniettato che andrà a disgregare il terreno.

Altra variante à ̈ l’iniezione in perforazione ed in estrazione.

Al termine del trattamento à ̈ possibile calare una armatura cilindrica sul foro à ̃F, armando il palo che avrà funzioni strutturali.

Ultima variante sul metodo: una macchina perforatrice esegue un pre-foro a tutta lunghezza, pari al diametro à ̃F. In questo modo l’attrezzatura di miscelazione potrà essere sprovvista di punta ed eseguire il solo diaframma sottile secondo una delle precedenti metodologie esecutive già descritte. La rettilineità del foro prescavato garantisce la guida all’utensile 45 per l’intera profondità del trattamento e facilita il rispetto dell’allineamento dei setti adiacenti.

I vantaggi principali di questa soluzione possono essere riassunti come segue:

• Consentire la realizzazione di diaframmi sottili (dimensione trasversale inferiore a 500mm e profondità superiori a 5-10m) utilizzando elementi di miscelazione rotanti con cui à ̈ garantita la disgregazione ottimale del terreno attraverso l’azione continua e costante degli elementi di taglio.

• Avere elementi di taglio/miscelazione (ruote) che hanno grandi dimensioni (da 5 a 15-20 volte) quelle trasversali. Questo consente di ridurre il numero di pannelli necessari e al tempo stesso di miscelare in altezza strati di terreno maggiori, garantendo così omogeneità di caratteristiche attraverso differenti quote di scavo.

Negli attraversamenti in ghiaia la maggior dimensione diametrale (fino a 5 volte superiore rispetto alle “frese†) consente di miscelare il terreno incoerente portandolo sopra e sotto lo strato originario. Questo permette di attraversare con maggior facilità le zone a matrice inerte e per spessori proporzionalmente maggiori in relazione: al diametro dell’utensile, alla spinta esercitabile e favoriti dalla forma delle ruote che risultano essere completamente scoperte sia in direzione di perforazione che in quella di estrazione (a differenza delle “frese†che superiormente sono parzialmente schermate dalla struttura di supporto).

La rotazione contrapposta delle ruote consente di raddoppiare l’efficacia del taglio/disgregazione. Perforare il nucleo centrale del diaframma per consentire l’inserimento del fusto dell’utensile. La sezione del diaframma ottenuta si presta, una volta estratto l’utensile dal pannello, ad essere armato come un palo da fondazione.

Utilizzare proficuamente le grandi dimensioni diametrali per realizzare ruote miscelanti come dischi volanici: conservando l’energia rotazionale à ̈ favorita la conservazione della velocità di rotazione ed il taglio risulterà costante, per una miscelazione più omogenea.

Gli organi di trasmissione del moto sono esterni e consentono di ridurre al minimo le distanze tra le ruote evitando che ci siano zone del diaframma non raggiunte dai denti di taglio/miscelazione – miscelazione meccanica completa su tutta la sezione trasversale.

La soluzione rivendicata come principale à ̈ di tipo completamente meccanico quindi esente da problemi ed avarie dovute a presenze di organi motori direttamente immersi nel foro, in concomitanza alla iniezione di miscele cementizie.

La soluzione rivendicata come prima variante consente di semplificare il sistema di trasmissione del moto introducendo un motoriduttore nel fusto dell’utensile ed eliminando la tavola rotary con le relative batterie interne di perforazione. Tale variante à ̈ ideale quando à ̈ richiesta una grande profondità di perforazione: in questo caso l’asta 47 può essere a sbalzo rispetto alla gruppo di sollevamento 62 e la profondità essere incrementata proporzionalmente. La soluzione rivendicata come seconda variante consente di separare le sorgenti del moto tra punta e ruote e questo à ̈ utile nel caso in cui si debbano erogare grandi coppie mantenendo sottile il diaframma. In questo caso infatti volendo conservare gli stessi ingombri del diametro à ̃F, à ̈ possibile lasciare tutta la coppia disponibile alle ruote e alimentare in modo indipendente la punta, attraverso una sorgente idraulica addizionale. La quota di coppia richiesta alla punta può essere così modulata a piacimento agendo sui parametri di trasmissione (cilindrata motore, rapporti di riduzione, pressioni) e la velocità può essere alzata o abbassata a seconda delle necessità mentre di norma la velocità di taglio della punta à ̈ proporzionale a quella delle ruote. Inoltre nelle precedenti soluzioni la punta à ̈ meccanicamente accoppiata alle ruote e nel caso di stallo di uno dei tre organi in moto, anche gli organi si fermerebbero, problema questo che non potrebbe più verificarsi se l’alimentazione fosse indipendente.

La forma semplificata cilindrica di contenimento delle trasmissioni del moto consente di realizzare un preforo con attrezzature di perforazioni normali che favoriscono poi l’esecuzione del diaframma con un utensile di scavo non più dotato di punta.

Il preforo potrebbe essere utilizzato come guida del trattamento di miscelazione per garantire la verticalità del pannello e la precisione di posizionamento rispetto a quelli adiacenti.

Claims (17)

1. RIVENDICAZIONI 1) Utensile di taglio/miscelazione per diaframmi sottili montato all’estremità di almeno un asta di perforazione (47) movimentata da un gruppo scorrevole (42,62) lungo una torre (41), portata da una macchina perforazione operatrice (40); l’utensile (45) essendo caratterizzato dal fatto di essere costituito da un fusto (10), che reca nella sua parte centrale due ruote di scavo/miscelanti (20a, 20b), provviste sulla periferia di mezzi di taglio (82) e disposte affiancate ad una minima distanza (d) e coassiali intorno un asse (x) sostanzialmente perpendicolare alla direzione di scavo (z); le ruote (20a, 20b) sporgendo da feritoie (81) del fusto (10) che contiene almeno parzialmente mezzi (1-4, 50-52) di trasmissione del moto alle ruote posizionati esternamente alle ruote stesse.
2. 2) Utensile secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che le ruote (20a, 20b) sono controrotanti.
3. 3) Utensile secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che le ruote (20a e 20b) scavano/miscelano un setto sostanzialmente rettangolare definito dal diametro (L) delle ruote con i relativi mezzi di taglio/miscelazione e dallo spessore (l) che esse occupano affiancate.
4. 4) Utensile secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il fusto à ̈ dotato di una punta (30), alla sua estremità terminale, la quale à ̈ munita di mezzi di taglio (80) e bocche di iniezione (69) ed à ̈ rotante rispetto all’asse (z) del fusto 10 coincidente con quello di scavo.
5. 5) Utensile secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che i mezzi (1-4) di trasmissione del moto alle ruote sono costituiti da un albero (1) che riceve il moto da un organo motore; sull’albero (1) à ̈ calettato un primo pignone (2) in cui ingrana almeno una coppia di secondi pignoni (3) i quali, tramite un rispettivo albero (3a) ed un terzo pignone gemello (3b), portano il moto ad una corona (4) solidale ad ognuna delle ruote di scavo (20a, 20b).
6. 6) Utensile secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che la stessa corona (4) trasmette il moto ad organi (5, 5a, 5b) del tutto speculari agli elementi (3, 3a, 3b) che dal primo pignone (2) trasmettono il moto alla corona (4); detti organi (5, 5a, 5b) alimentano una ruota finale (6) che fa ruotare la punta (30) munita di denti (80) e di bocche di iniezione (69).
7. 7) Utensile secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che i mezzi (1-3, 50-52) di trasmissione del moto alle ruote sono costituiti da un albero (1) che riceve il moto da un organo motore esterno all’attrezzatura di scavo; sull’albero (1) à ̈ calettato un pignone (2) in cui ingrana una coppia di pignoni (3); i pignoni (2 e 3) realizzano un ingranaggio conico ed un pignone (50), solidale all’ingranaggio (3), porta avvolta una catena (51) rinviata in (54) per impegnarsi nel pignone centrale (52) che trasmette il moto alle ruote di scavo (20a, 20b).
8. 8) Utensile secondo la rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto che la catena (51) prosegue la sua estensione speculare in basso con il ramo (53) che si avvolge sul pignone (55), il quale trasmette il moto alla punta (30) munita di denti (80) e di bocche di iniezione (69).
9. 9) Utensile secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il gruppo scorrevole (42) include una tavola rotary, cui à ̈ fissata l’asta esterna (47) per consentire il sollevamento/infissione del fusto (10) tramite taglie di sollevamento (48) ed eventualmente anche di spinta (49); il moto rotatorio di scavo/miscelazione essendo trasmesso dalla tavola rotary (42) all’utensile (45) attraverso le aste interne (46).
10. 10) Utensile secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che l’asta esterna (47) à ̈ resa temporaneamente svincolabile rispetto l’asse di scavo (z); la connessione tra asta esterna ed il gruppo scorrevole essendo motorizzato in modo da posizionare le ruote di scavo (20a, 20b) secondo una prefissata inclinazione (α) rispetto al posizionamento della torre di perforazione (41).
11. 11) Utensile secondo la rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che la motorizzazione del sistema di posizionamento angolare à ̈ effettuata attraverso attuatori lineari (49), ovvero motori o motoriduttori, azionabili e controllabili a distanza con segnali elettrici o idraulici.
12. 12) Utensile secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che un gruppo di potenza (60) (motore o motoriduttore) à ̈ alloggiato all’interno del fusto (10) in prossimità del pignone motore (2), avente come asta di collegamento quella esterna (47).
13. 13) Utensile secondo la rivendicazione 12 caratterizzato dal fatto che all’interno dell’asta (47) sono contenuti i tubi di alimentazione (44) risalenti fino al gruppo di sollevamento (62).
14. 14) Utensile secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che le ruote di scavo/miscelanti (20a e 20b) presentano una sezione non omogenea con una parete (65) relativamente esile ed una corona anulare (66) molto rilevante al fine di concentrare grandi masse alle maggiori distanze.
15. 15) Utensile secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto l’utensile di scavo e miscelazione (45) à ̈ dotato di una pluralità di ugelli di iniezione (68) variamente posizionati ed angolati in corrispondenza delle ruote (20a, 20b) per l’immissione nel terreno dei fluidi.
16. 16) Utensile secondo la rivendicazione 15 caratterizzato dal fatto che ulteriori ugelli (69) sono sistemati sulla punta di scavo (30) e permettono l’iniezione di fluidi di perforazione (70) in fase di scavo, per agevolare la rimozione dei detriti e per raffreddare la punta stessa.
17. 17) Utensile secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto la punta (30) à ̈ dotata di un moto indipendente da quello delle ruote (20a, 20b) realizzato con un gruppo di potenza (72) (motore o motoriduttore) alimentato con tubazioni (73) che passano all’interno dell’asta (47).