WO2009024628A1 - Sistema de rehabilitación de drenes por agua a alta presión - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a high pressure water injection system for the cleaning of the drainage network of dams and large structures with which a more effective and lasting drainage rehabilitation of what is currently known in the state of the art.
- the drainage system consists of perforations of small diameter made in the lower area of the structure and in interior galleries, which may be vertical or inclined drilling or draining and having the purpose of detecting water leaks and avoiding underpressures.
- the present invention has its field of application within the construction industry and singularly in the auxiliary maintenance industry of large structures. More specifically still in
- SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) Ia manufacture of systems for the drainage of dams and large structures.
- the known models are based on drilling and rotopercussion systems, which use drilling crowns with trialettes equal to or less than the diameter of the drain to be rehabilitated. These systems present great disadvantages before the novelty proposed by the present invention.
- the current drain cleaning procedures when working with crowns generally smaller than their diameter, do not manage to completely clean or effectively dislodge the calcareous products deposited therein, thus losing the rehabilitated drains to their original roundness and thus remaining in its walls remain undesirable material that harden the walls of the drain eventually losing their total
- the present invention provides the state of the art with novel, simple and easy to implement solutions that result in the following advantages: It works with high pressure water nozzles and not by mechanical means, so it does not it uses cutting crowns smaller than the diameter of the drain, resulting in a total cleaning of the walls of the latter with lateral filtrations of the water jets, cleaning and rehabilitating the lateral environment of the drain, throwing it once cleaned an even greater effectiveness than the original.
- a color TV camera capable of working up to forty meters underwater is introduced, whose videos, once analyzed by experts, establish what types of nozzles are to be used, the number of passes to be made, speed of descent and ascent of the nozzle in each pass and pressure and optimal water flow. This achieves a highly effective drain cleaning, taking care not to cause caverns in the rock in which the drain is drilled.
- the electric motor used is not located in the base of the drain, thus avoiding dangerous situations for the operators. All these conjugated elements give rise to a final result in which significant differentiating characteristics are provided compared to the state of the current technique.
- the invention is constituted from a steel platform or a similar material in which the following elements are fixed integrally by suitable joining modes:
- An electric motor whose drive shaft is coupled to a high pressure water pump provided with an entrance from a fixed, portable or natural external deposit and an exit in which there is an electro valve of two
- SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) outputs activated by a switch, one of the outputs returns the water to the tank and the other sends it to a pressure hose with the necessary length to reach the base of the drain.
- This hose ends in a pressure thread that holds a rigid stainless steel shuttle or a similar material connected in turn by the same connection procedure above with the nozzle, which can be of several types: fixed with at least two output jets lateral, rotating controlled rotation speed and other breakers that have a jet at the opposite end to the one connected to the shuttle and at least two jets with an inclination of more than 90 ° with respect to the central jet, although in general the system admits the incorporation of any other type of nozzles.
- the operation of the mechanism begins at the moment when the motor moves the water pump and once sufficient pressure has been obtained, it sends the water through the hose and the shuttle to the nozzle.
- the breaker nozzle is used to break with the central jet the seals that the drain may have, maintaining the balance and fixation with the lateral jets, which when facing towards a divergent position with respect to the central or breaker jet, prevents the recoil of the shuttle .
- the fixed nozzle is used for the cleaning of undesirable thick material adhered to the inner walls of the drain, proceeding with
- SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) Ia revolving to the cleaning of the undesirable fine material and to extract by pressure the residues that may remain in the drain.
- the commutator is used, which by its action closes the high-pressure output of the electrovalve and opens the other outlet that returns the water to the reservoir.
- a preferred embodiment of the invention is constituted from a steel platform (1) in which the following elements are fixed jointly by suitable joining modes: An electric motor ( 2) whose drive shaft is coupled to a high-pressure water pump (3) provided with an inlet (10) from a portable exterior reservoir (11) and an outlet in which there is an electro-valve (5) with two outlets activated by a switch (4), one of the outputs (6) returns the water to the tank (11) and the other sends it to a pressure hose (7) with the necessary length to reach the base of the drain.
- This hose (7) ends in a pressure thread that holds a rigid stainless steel shuttle (8) connected in turn by the same connection procedure prior to a fixed nozzle (9) of at least two laterally oriented outlet jets.
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Abstract
Sistema de rehabilitación de drenes por agua a presión. Está constituido a partir de una plataforma de acero en Ia que están fijados solidariamente los siguientes elementos: Un motor eléctrico cuyo eje motriz está acoplado a una bomba de agua de alta presión provista de una entrada desde un depósito exterior y una salida en Ia que se halla una electro válvula de dos salidas activadas por un conmutador, una de las salidas devuelve el agua al depósito y Ia otra manda ésta a un latiguillo de presión. Este latiguillo termina en una rosca de presión que sujeta una lanzadera rígida conectada a su vez con una tobera fija de al menos dos chorros de salida orientados lateralmente.
Description
SISTEMA DE REHABILITACIÓN DE DRENES POR AGUA A
ALTA PRESIÓN
La presente invención se refiere a un sistema de inyección de agua a alta presión para Ia limpieza de Ia red de drenaje de presas y grandes estructuras con el que se consigue una rehabilitación de los drenes más efectiva y duradera de Io que actualmente se conoce en el estado de Ia técnica.
En túneles y galerías y sobre todo en las presas, es necesaria Ia instalación de sistemas de drenaje para evitar subpresiones y efectos de reflotación que pueden dañar seriamente Ia estructura de Ia obra.
El sistema de drenaje consiste en unas perforaciones de pequeño diámetro realizadas en Ia zona inferior de Ia estructura y en galerías interiores, pudiendo ser estas perforaciones o drenes verticales o inclinados y teniendo por objeto detectar las filtraciones de agua y evitar las subpresiones. La cal libre presente en el cemento de
Ia estructura combinada con el CO2 del aire, precipitan carbonates sobre las paredes de los drenes. Para evitar que pierdan efectividad, es necesario proceder a su limpieza con una frecuencia de quince años aproximadamente.
La presente invención tiene su campo de aplicación dentro de Ia industria de Ia construcción y singularmente en Ia industria auxiliar de mantenimiento de grandes estructuras. Más concretamente aún en
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)
Ia fabricación de sistemas para el drenaje de presas y grandes estructuras.
En este sector de Ia técnica priman aquellos desarrollos efectivos y específicamente dedicados a Ia función en cuestión, que den lugar a un sistema de sencilla instalación, con bajo coste y resultados técnicamente apreciables. Las características del sistema propuesto en esta invención se adaptan perfectamente a este concepto, ofreciendo al estado de Ia técnica una realización novedosa, simple, sencilla y de fabricación altamente económica. El estado de Ia técnica aporta algunos modelos de características algo similares, aunque ninguno con las novedades que propone Ia presente invención.
Los modelos conocidos, están basados en sistemas de perforación y rotopercusión, que utilizan coronas de perforación con trialetas iguales o menores que el diámetro del dren a rehabilitar. Estos sistemas presentan grandes inconvenientes ante Ia novedad propuesta por Ia presente invención. Los procedimiento actuales de limpieza de drenes, al trabajar con coronas generalmente más pequeñas que su diámetro, no consiguen limpiar en su totalidad ni desalojar con efectividad los productos calcáreos depositados en su interior, perdiendo así los drenes rehabilitados su redondez original y quedando por consiguiente en sus paredes restos de material indeseable que endurecen con el tiempo las paredes del dren llegando a perder su total
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garantía de funcionamiento. En general estos procedimientos conocidos no consiguen una limpieza superior al 60%. Funcionan a base de un motor eléctrico instalado en Ia cabeza del dren, donde existe un ambiente extremadamente húmedo debido al agua que es necesario utilizar, creándose así situaciones peligrosas para los operarios que llevan a cabo estos trabajos.
Frente a estos inconvenientes descritos, Ia presente invención aporta al estado de Ia técnica unas soluciones novedosas, sencillas y de fácil ejecución que dan como resultado las siguientes ventajas: Trabaja con toberas de agua a alta presión y no por medios mecánicos, por Io que no utiliza coronas de corte más pequeñas que el diámetro del dren, dando como resultado una limpieza total de las paredes de éste con filtraciones laterales de los chorros de agua, limpiando y rehabilitando el entorno lateral del dren, arrojando éste una vez limpiado una efectividad aún mayor que Ia original.
Se introduce una cámara de TV a color capaz de trabajar hasta cuarenta metros de profundidad bajo el agua, cuyos vídeos, una vez analizados por expertos, establecen qué tipos de toberas han de utilizarse, el número de pasadas a realizar, velocidad de descenso y ascenso de Ia tobera en cada pasada y presión y caudal óptimo del agua. Esto consigue una limpieza del dren altamente efectiva, cuidando de no provocar cavernas en Ia roca en Ia que está perforado el dren.
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Si como consecuencia de algún derrumbe se atravesara alguna piedra en el dren, se rompería por medios mecánicos mediante una sonda.
Después de Ia limpieza del dren, se procede a otra observación con cámara de TV para tener seguridad de que Ia limpieza se ha efectuado correctamente.
Se procede a Ia introducción en el dren de una manguera en toda su longitud, con gran caudal de agua y baja presión, para Ia extracción de todos los detritus que queden por desalojar. El diámetro del dren queda, después de su rehabilitación, con Ia misma medida que en origen y su aprovechamiento es igual o mayor que el que tenía en principio.
El motor eléctrico utilizado no está situado en Ia base del dren, evitando así peligrosas situaciones para los operarios. Todos estos elementos conjugados dan lugar a un resultado final en el que se aportan características diferenciadoras significativas frente al estado de Ia técnica actual.
Así, Ia invención se constituye a partir de una plataforma de acero o de un material similar en Ia que están fijados solidariamente por modos de unión apropiados, los siguientes elementos: Un motor eléctrico cuyo eje motriz está acoplado a una bomba de agua de alta presión provista de una entrada desde un depósito exterior fijo, portátil o natural y una salida en Ia que se halla una electro válvula de dos
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salidas activadas por un conmutador, una de las salidas devuelve el agua al depósito y Ia otra manda ésta a un latiguillo de presión con Ia longitud necesaria para llegar hasta Ia base del dren. Este latiguillo termina en una rosca de presión que sujeta una lanzadera rígida de acero inoxidable o un material similar conectada a su vez por el mismo procedimiento de conexión anterior con Ia tobera, que puede ser de varios tipos: fijas con al menos dos chorros de salida lateral, giratorias de velocidad de rotación controlada y otras rompedoras que tienen un chorro en el extremo opuesto al conectado a Ia lanzadera y al menos dos chorros con una inclinación de más de 90° respecto al chorro central, aunque en general el sistema admite Ia incorporación de cualquier otro tipo de toberas.
El funcionamiento del mecanismo comienza en el momento que el motor mueve Ia bomba de agua y una vez conseguida Ia presión suficiente, manda el agua a través del latiguillo y Ia lanzadera a Ia tobera.
La tobera rompedora se utiliza para romper con el chorro central las obturaciones que pueda tener el dren, manteniendo el equilibrio y fijación con los chorros laterales, que al estar orientados hacia una posición divergente respecto al chorro central o rompedor, impide el retroceso de Ia lanzadera.
La tobera fija se utiliza para Ia limpieza de material grueso indeseable adherido a las paredes interiores del dren, procediendo con
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Ia giratoria a Ia limpieza del material fino no deseable y a extraer por presión los residuos que puedan quedar en el dren.
En este tipo de trabajo es necesario detener el chorro de agua en múltiples ocasiones para comprobar Ia efectividad y realización de Ia limpieza. Para evitar Ia pérdida de presión de agua cuando se procede a Ia interrupción del movimiento de Ia bomba, se utiliza el mando conmutador que por su acción cierra Ia salida de alta presión de Ia electro válvula y abre Ia otra salida que devuelve el agua al depósito.
Una realización diferente se constituye a partir de que el motor que mueve Ia bomba de agua en lugar de ser eléctrico es térmico
Para una mejor comprensión de esta memoria descriptiva se acompaña un dibujo que a manera de ejemplo no limitativo describe esquemáticamente una realización preferida de Ia invención:
Figura 1.- Esquema del mecanismo En dicha figura se destacan los siguientes elementos numerados:
1.- Plataforma 2.- Motor
3.- Bomba de presión 4.- Conmutador
5.- Electro válvula 6.- Salida al depósito 7.- Latiguillo de presión
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8.- Lanzadera 9.- Tobera
10.- Entrada de agua a Ia bomba 11.- Depósito Una realización preferida de Ia invención se constituye a partir de una plataforma de acero (1 ) en Ia que están fijados solidariamente por modos de unión apropiados los siguientes elementos: Un motor eléctrico (2) cuyo eje motriz está acoplado a una bomba de agua de alta presión (3) provista de una entrada (10) desde un depósito (11 ) exterior portátil y una salida en Ia que se halla una electro válvula (5) de dos salidas activadas por un conmutador (4) , una de las salidas (6) devuelve el agua al depósito (11 ) y Ia otra manda ésta a un latiguillo de presión (7) con Ia longitud necesaria para llegar hasta Ia base del dren. Este latiguillo (7) termina en una rosca de presión que sujeta una lanzadera (8) rígida de acero inoxidable conectada a su vez por el mismo procedimiento de conexión anterior a una tobera fija (9) de al menos dos chorros de salida orientados lateralmente.
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Claims
1.- Sistema de rehabilitación de drenes por agua a alta presión caracterizado por estar constituido a partir de una plataforma de acero (1 ) en Ia que están fijados solidariamente por modos de unión apropiados los siguientes elementos: Un motor eléctrico (2) cuyo eje motriz está acoplado a una bomba de agua de alta presión (3) provista de una entrada (10) desde un depósito (11 ) exterior portátil y una salida en Ia que se halla una electro válvula (5) de dos salidas activadas por un conmutador (4) , una de las salidas (6) devuelve el agua al depósito (11) y Ia otra manda ésta a un latiguillo de presión (7).
Este latiguillo (7) termina en una rosca de presión que sujeta una lanzadera (8) rígida de acero inoxidable conectada a su vez por el mismo procedimiento de conexión con una tobera fija (9) de al menos dos chorros de salida orientados lateralmente.
2.- Sistema de rehabilitación de drenes por agua a alta presión según reivindicación 1 , caracterizado porque en lugar de ser el motor eléctrico (2) éste puede ser también térmico.
3.- Sistema de rehabilitación de drenes por agua a alta presión según reivindicación 1 , caracterizado porque Ia tobera (9) puede ser rompedora, con un chorro de salida en el extremo opuesto a Ia lanzadera (8) y al menos otros dos con una inclinación de más de 90° con respecto al primero.
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4.- Sistema de rehabilitación de drenes por agua a alta presión según reivindicación 1, caracterizado porque Ia tobera (9) puede ser giratoria, con al menos dos chorros de salida laterales y que consigue el movimiento de giro por Ia presión del agua.
5.- Sistema de rehabilitación de drenes por agua a alta presión según reivindicación 1 , caracterizado porque el depósito (11 ) puede ser fijo o natural.
6.- Sistema de rehabilitación de drenes por agua a alta presión según reivindicación 1 , 3 y 4 caracterizado porque puede utilizar otros tipos de toberas.
HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26)
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NENP | Non-entry into the national phase |
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