NO165036B - Anordning ved isolering av energi og/eller vibrasjoner i jord eller vann. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning ved isolering av energi og/eller vibrasjoner,av den art som er angitt i inn-ledningen til det etterfølgende selvstendige krav 1.

Det er allment kjent at vibrasjoner som frembringes i et medium, f.eks. jord eller vann og som forplanter seg gjennom mediet, kan forårsake skader på anlegg som be-

finner seg både på og i det aktuelle medium. Vibra-

sjoner hvis forplantning det er ønskelig å forhindre,

kan fremkomme fra en mengde forskjellige vibrasjonsfrem-bringende kilder. Foruten naturlige, ikke ønskelige be-vegelser i jordlagene, f.eks. jordskjelv, kan endog forskjellige slag kjøretøy eller maskiner frembringe så

kraftige vibrasjoner at disses utbredelse i jordlagene forårsaker skader på inntilliggende bygninger, maskiner eller apparater. Endog ved sprengningsarbeider ønsker man å isolere virkningene av sprengningen til et meget begrenset område. Mange forsøk er gjort for å forhindre utbredelse av vibrasjoner, såkalt vibrasjonsisolering.

Ved de metoder som er kommet til anvendelse utnyttes i

visse tilfeller luftens vibrasjonsdempende egenskaper. I

de tilfeller mediet er jord, kan gassfylte, enkeltlags-membraner føres ned vertikalt i jorden. Membranen be-

står i sin enkleste utførelse av en luftfylt beholder av et hensiktsmessig plastmateriale. En eller flere slike beholdere kan koples sammen til hverandre for dannelse av et lengre sammenhengende membranelement. Denne anordning beskrives utførlig i det svenske patent 8202478-7 (publiseringsnummer 430.620).

Ettersom trykket i jord eller vann normalt varierer med

dybden, kommer luften til å bli presset mot den del av beholderen der det ytre trykk er lavest. Derved kan be-holderens tykkelse under ugunstige forhold minske,slik at dens vibrasjonsdempende egenskaper opphører. En-

ulempe ved denne utførelse er at luft har mulighet for å diffundere ut av membranen med svekkede vibrasjonsdempende egenskaper som følge. Videre foreligger fare for at en eller flere beholdere punkteres av en i jorden forekommende spiss gjenstand, hvorved membranens vibrasjonsisolerende egenskaper helt opphører. Dessuten er trykkholdfastheten lav, ettersom isoleringen må utføres ved hjelp av tynne membraner.

En måte å isolere på peler grunnlagte konstruksjoner mot vibrasjoner i jord, er beskrevet i den svenske patent-søknad 8203047-9 med publiseringsnummer 436.774, der peler forsynes med et beskyttelsesrør som tilveiebringer en sliss mellom pelen og den omgivende jord.

Ved en annen utførelse, hvilken beskrives i US-A-4.396.312, nyttes luftens vibrasjonsdempende. egenskaper i lande-veier ved i et veibeleggs overflatelag å anordne åpne luftkanaler. En ulempe med denne utførelse er at kun de på overflaten forekommende vibrasjoner, dempes. Hvis mediet derimot er vann, har man hittil løst problemet med vibrasjonenes forplantning og utbredelse ved f.eks. undervannssprengninger, ved anordning av boblegjerder.

Via nedsenkede, med hull forsynte luftslanger, anordnes

et luftgjerde mellom sprengningsplassen og den eller de konstruksjoner som skal beskyttes. Denne metode er temoporær og vanskelig kontrollerbar.

Den foreliggende oppfinnelse har til formål å øke kompressibiliteten og dempingen i jord, vann eller andre fyllmasser. Oppfinnelsen kan nyttes til å løse forskjellige dynamiske eller statiske problemer, f.eks. de som oppstår i forbindelse med vibrasjoner både i grunne og dype jordlag og i vann ned til betydelig dybde. An-ordningen for vibrasjonsisolering ifølge oppfinnelsen består derved i sin enkleste utførelse av en membran opp-bygget av i det minste to lag, av hvilke det ene er utformet med celler eller kanaler fylt med et hensikts-

messig medium. Gjennom denne utførelse økes membranens vibrasjonsisolerende egenskaper betydelig samtidig som faren for punktering av membranen nedsettes til et mini-mum. Ytterligere fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå

av det følgende.

Ved en annen tilpassing utformes flerlagsmembranen som puter, hvilke plasseres i naturlige jordlag eller fyllmasser eller mot konstruksjoner i jorden. Derved økes disse materialers kopmressibilitet ved statisk eller dynamisk påvirkning. Ved jordskjelv innebærer den økede kompressibilitet at f.eks. faren for jordflytting ("liquefaction") minsker i løse, vannmettede friksjons-jordarter.

Oppfinnelsen kan anvendes for løsning av såvel aktive

som passive vibrasjonsproblemer. Ved aktive vibrasjonsproblemer anordnes flerlagsmembranen nær vibrasjons-

kilden for å endre dens dynamiske egenskaper. Ved passive vibrasjonsproblemer er hovedhensikten å avskjerme konstruksjoner fra en på avstand beliggende vibrasjons-kilde.

Ved hjelp av flerlagsmembran kan endog statiske deforma-sjonsproblemer løses. Som eksempel kan nevnes spennings-endringer mot konstruksjoner i jord (spunter, ledninger, husvegger etc.) på grunn av tele, peledrivning, infiltra-sjon av vann i jord m.m.

Det karakteristiske for oppfinnelsen fremgår av det etterfølgende selvstendige krav l,samt de uselvstendige krav.

Oppfinnelsen skal beskrives mer detaljert i det følgende

med henvisning til den vedlagte tegning, hvor

fig. 1 viser et tverrsnitt av en flerlagsmembran,

fig. 2 viser et tverr.sntit av en f lerlagsmembran ifølge en alternativ utførelse,

fig. 3 viser i forstørret skala den ene ende av flerlagsmembranen med det. ene hylster utformet som et med en belg forsynt støttelag,

fig. 4 viser en alternativ utf ør.elsesf orm av de to støttelag, og

fig. 5 viser en alternativ utførelsesform av et indre membranhylster i ubrettet, plan tilstand.

I en enkel utførelsesform, fig. 1, består oppfinnelsen av en flerlagsmembran 1, hvilken utgjøres av et ytre rae.mbranhylster 2 og et indre membranhylster 3 i form av an folie. Det ytre membranhylster 2 (beskyttelseshylster)

er utformet som en lukket beholder av et holdfast, luft-tett materiale, f.eks. av plast. Hylsterets 2 tykkelse kan derfor være større enn hylsterets 3 tykkelse. Inne i det ytre hylster 2 er det indre membranhylster 3 (diffusjonstetning) anordnet for å forhindre at luft diffunderer ut til hylsteret 2. Hylsteret 3 oppviser et basishyIster A- som består av diffusjonshemmende folie (plast,metall,etc.). Innenfor anordnes en fleksibel folie 5 som' består av lukkede celler 8 ifølge fig. 1 eller åpne.: kanaler ifø<*>lge fig. 5. Cellene 8 kan enten henge sammen eller være separert fra hverandre. Rommet 6-

eller cellene' 8 kan være fylt med. luft, gass, væske-eller skum. I visse tilfeller kan det være hensiktsmessig å sammenføye foliene 2,3 og/eller 5 direkte med hverandre ved hjelp av f.eks. sveising eller liming. I fig. 1 er rommet mellom de forskjellige lag overdrevet noe slik at de forskjellige sjikt og rom skal fremgå med

ønskelig tydelighet. En ventil 7, vist på fig. 1 og an-tydet med strekede linjer i fig. 2, kan være anordnet til det indre membranhylster 3 og/eller cellene 8 for å fylle rommet 6 eller 8 med hensiktsmessig medium til ønsket trykk. Trykkene kan være forskjellige i rommet 6, cellene 8 og/eller rommet mellom foliene 2 og 3 og til-passes med hensyn til problemstillingen. Vanligvis er trykket i cellene 8 høyere enn trykket i noen av de øvrige rom. For å øke flerlagsmembranens bevegelighet og fleksibilitet, er det hensiktsmessig at det indre hylster 3 er fritt anordnet i, men i nær tilslutning til det ytre hylster 2. Flerlagsmembranen ifølge oppfinnelsen fremviser en tykkelse på en eller flere centi-meter. Til tross for det relativt tynne membran, isoleres frembragte vibrasjoner effektivt takket være de luftfylte, fleksible celler. Faren for punktering av flersjiktsmembranen er meget liten. Skader på en eller noen celler minsker ikke membranens vibrasjonsdempende egenskaper. Skulle mediet i rommet 6 forsvinne eller at dette bevisst utelates, gjenstår cellene 8. Faren for at en i rommet forekommende gass diffunderer ut av flerlagsmembranen, er liten takket være tilstede-værelsen av den diffusjonstettende folie 3 og det ytre membranhylster 2. Beskyttelseshylsen 2 skal være så sterk at trykket fra jordlagene, hvilket for det meste er ujevnt, opptas og fordeles av dette sammen med mediet i rommet 6. Membranelementene ifølge fig. 1 kan på forskjellig måte sammenkoples til større, sammenhengende paneler, jfr. fig. 2 og 5.

I fig. 2 vises en flerlagsmembran med et ytre membranhylster 2' og et indre membranhylster 3' lignende de hylstere som er beskrevet i forbindelse med fig. 1. Til det ytre membranhylster 2' er det festet et støttelag 9. En fordel med støttelaget er at dette ytterligere ut-jevner store punktbelastninger på flerlagsmembranen. En annen er at membranen lett kan festes til konstruksjoner, f.eks. bygningsvegger. Hvis en flerlagsmembran skal anordnes i jorden i forbindelse med gjenfylling av en ut-gravning, forsynes membranen med et eller to støttelag 9 for å lette gjenfyllingen. Uten nevnte støttelag stilles høye krav til gjenfyllingsmaterialets beskaffen-het for at dette ikke skal skade flerlagsmembranen. Selv ved undervannsanlegg er det hensiktsmessig å forsyne flerlagsmembranen med ytre støttelag for å utjevne trykkfor-skjellene i vannet. S.om det videre fremgår av fig. 2,

kan det indre membranhylster 3' være oppdelt i delhylstere 10. Hvert delhylster kan ha et fra de øvrige delhylstere forskjellig indre trykk. Dette er hensiktsmessig når flerlagsmembranen anvendes i jord eller vann ned til store dyp der trykket er stort sammenlignet med trykket ved overflaten. På denne måte. kan flerlagsmembranens sammenpressing holdes konstant over hele dens lengde. Samtidig minskes faren for punktering av hele det indre membranhylster 3.

I de tilfeller to støttelag 9 kommer til anvendelse, et på hver side av flerlagsmembranen, medfører dette at membranens stivhet øker. Det er endog mulig å anordne et sammenhengende støttelag 9' rundt hele flerlagsmembranens omkrets. Flerlagsmembranens tykkelse kan i visse tilfeller økes for å forhøye volumkompressibilitet-en i det medium som skal dempes. I dette tilfellet utformes hensiktsmessig membranens kortsider som belger 12, hvilket fremgår av fig. 3, for å øke membranens bøyelig-het og evne til å oppta krefter. I dette tilfellet kan støttelaget erstatte den ytre membranen 2 eller 2'.

I fig. 4 vises en alternativ utførelsesform av anordning-en ifølge fig. 3. Her er de to støttelag 9'<1> bevegelig koplet til hverandre ved hjelp av felles, gjennom hull 13 i lagene innførte styreanordninger 14. Disse kan være forsynt med stoppanslag 27 som begrenser membranens maksimale sammentrykning og derved beskytter den mot overbelastning.

I visse tilfeller kan det være ønskelig å variere trykket i flerlagsmembranen etter installasjonen. Dette kan opp-nås på forskjellige måter.

Som tidligere omtalt kan det indre membranhylster 3,3' være utformet med kanaler i stedet for celler. I fig. 5 vises et slikt membranhylster 15 i plan tilstand. To på hverandre lagte folier er sammensveiset til hverandre langs sine ytterkanter. I nærheten av hylsterets langsgående ytterkanter dannes ved hjelp av langsgående sveisestrenger 16,17, innløpskanalene 18 og 19 hvilke ved hylsterets ene ende er forsynt med ventilorgan 20. Ved hylsterets andre ende er innløpskanalene lukket ved hjelp av tverrgående sveisesømmer. Mellom de langsgående innløpskanaler er membranhylsteret forsynt med to fra hverandre atskilte hovedkanaler 21,22 hvilke dannes ved hjelp av en sikksakk-formet sveisesøm 23. Hovedkanalen 21 står i forbindelse med innløpskanalen 18 via åpningen 24,og hovedkanalen 22 står i forbindelse med innløpskanalen 19 via åpningen 25. Som det fremgår av fig. 5 kan membranhylsteret 15 deles opp i delhylstere ved hjelp av tverrgående sveisesømmer 26. Et flertall åpninger 24,25 er derved dannet i innløpskanalene 18 og 19. De atskilte kanalsystemer kan endog fremstilles og plasseres atskilt fra hverandre, f.eks. i form av slangesystem.

De to hovedkanaler kan fylles med luft, gass, væske eller skum på lignende måte som de tidligere nevnte celler. En fordel med kanalene ifølge oppfinnelsn er at like medier av forskjellig trykk eller forskjellige medier kan komme til anvendelse samtidig. Det er endog mulig etter fylling av et delhylster, ved hjelp av sveising å forlenge den tverrgående sveis 26 for å av-grense dette delhylster fra et eller flere andre delhylstere. Derved kan forskjellig trykk tilveiebringes i de forskjellige delhylstere.

Membranhylsteret ifølge oppfinnelsen kan endog anvendes ved en anordning der rør er anordnet koaksielt omkring peler mellom hvilke det finnes en luftspalte. Et i spalten anordnet flatt membranhylster kan fylles med hensiktsmessig medium slik at membranhylsteret ekspanderer og fyller ut spalten. Koaksielt anordnede peler av dette slag beskrives nærmere i den svenske patentsøknad nr. 8203047-9. På lignende måte kan plane flerlagsmembraner anordnes mot støttekonstruksjoner (spunter, slissmurer, m.m.) i jord, fyllmasser, vann eller snø.

Av det ovenfor anførte fremgår at flerlagsmembranen ifølge oppfinnelsen kommer til anvendelse innen vidt atskilte områder for vibrasjonsisolering eller kompresjons-økning av jord eller fyllmasser. Ved hjelp av en membran bestående av flere lag, minskes faren for diffundering gjennom og punktering av membranens vegger. Det indre hylsters celler eller kanaler øker flerlagsmembranens vibrasjonsisolerende egenskaper.

Flerlagsmembranen har endog gunstige varmeisolerings-egenskaper og kan minske statiske belastninger mot husvegger eller andre konstruksjoner.

Den i figurene viste utførelse av en flerlagsmembran for vibrasjonsisolering, kan selvsagt modifiseres uten at oppfinnelsestanken avvikes. Oppfinnelsen skal således ikke anses begrenset til den ovenfor angitte utførelses-form, men kan varieres innen den av de etterfølgende patentkrav angitte ramme.

Claims (15)

1. Anordning ved isolering av energi og/eller vibrasjoner, omfattende en membran (1) som kan nedfores i et medium i form av jord eller vann, hvor membranen (1) består av et ytre membranhylster (2,2') og i det minste et indre membranhylster (3,3',15) , og hvor det ytre hylster er tykkere og utgjør en mekanisk beskyttelse for det indre hylster, hvilket er diffusjonstettende og/eller støtdempende, karakterisert ved at det indre membranhylsteret (3,3',15) fremviser et basishylster (4) i form av en diffusjonshemmende folie samt en innenfor nevnte hylster anordnet folie (5) bestående av lukkede celler (8) eller kanaler (21,22) med støtdempende egenskaper, hvilke er fylt med luft, gass, væske eller skum eller kombinasjoner derav.

2. Anordning ifølge krav 1,karakterisert ved at cellene eller kanalene er slik anordnet at et eller flere rom (6) dannes mellom disse og det indre membranhylster, hvilket eller hvilke er fylt eller fylte med enten luft, gass, væske eitler skum.

3. Anordning ifølge et av kravene 1-2, hvor det indre membranhylster (15) fremviser kanaler, karakterisert ved at hylsteret består av to til hverandre langs sine ytterkanter sammensveisede folier med åpninger hvilke munner ut i innløpskanaler (18,19) som er anordnet parallelt med hylsterets langsgående sider og hvilke kommuniserer med i hylsteret anordnede hovedkanaler (21,22).

4. Anordning ifølge krav 3,karakterisert ved at en første innløpskanal (18) ved hylsterets (15) ene side via en eller flere første kanalåpninger (24) kommuniserer med en eller flere første hovedkanaler (21), og at en andre innløpskanal (19) ved hylsterets motsatte side via en eller flere andre kanalåpninger (25) kommuniserer med en eller flere andre hovedkanaler (22).

5. Anordning ifølge krav 4,karakterisert ved at den eller de første hovedkanaler (21) er skilt fra den eller de andre hovedkanaler (22) ved hjelp av sammenhengende langs- og tverrgående sømmer (23).

6. Anordning ifølge krav 5,karakterisert ved at de første og de andre hovedkanaler er utformet som sammenhengende gaffelformede utspring og de langs— og tverrgående sømmer er slik anordnet at den første hovedkanalens gaffelformede utspring dekker rommet mellom den andre hovedkanalens gaffelformede utspring, hvorved til-grensende sømmer hos hosliggende gaffelformede utspring er felles.

7. Anordning ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at det indre membranhylster er inndelt i fra hverandre forseglbare delhylstere (10) .

8. Anordning ifølge et eller flere av kravene 1-7, karakterisert ved at det utenfor det ytre membranhylster (2,2') er anordnet i det minste ett støttelag (9,9' ,9") .

9. Anordning ifølge krav 8,karakterisert ved at det ytre membranhylster (2,2') er forsynt med to støttelag (9") , et ved hvert av membranhylsterets langsider.

10. Anordning ifølge krav 9,karakterisert ved at støttelagene (9'') er forbundet med hverandre ved hjelp av en eller flere fleksible koplinger.

11. Anordning ifølge krav 10, karakterisert ved at den eller de fleksible koplinger (14) er forsynt med stoppanslag (27) for begrensning av støttelagenes (9") maksimale sammenpressing.

12. Anordning ifølge et av kravene 1—7.karakterisert ved at det ytre membranhylster (2,2') utgjøres av et støttelag (9') (fig. 3) som er fortrinnsvis kontinuer-lig rundt membranens (1) hele periferi.

13. Anordning ifølge krav 12, karakterisert ved at støttelaget (9') omfatter en eller flere fleksible koplinger (12) som fortrinnsvis utgjør den/de korte side/-er av det ytre membranhylster(2,2') og forbinder to langsider av støttelaget (9').

14. Anordning ifølge krav 10 og 12,karakterisert ved at den fleksible kopling er en belg.

15. Anordning ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte membranhylstere (3,3',15) oppviser et eller flere ventilorganer (7,20,21), hvorved cellene, kanalene, rommene og delhylsterne kan forsynes med like, alternativt fra hverandre atskilte trykk.