Una válvula de retención para un elemento tubular de consolidación.

Una válvula de retención para un elemento tubular de consolidación, que comprende una porción de válvula

(4, 104) que tiene al menos una muesca (41, 42, 43, 44; 150) que puede abrirse bajo la acción de un fluido bajo presión, caracterizada porque la porción de válvula (4, 104) se conecta a un cuerpo estructural (2, 102) que puede apretarse selectivamente sobre un elemento tubular de consolidación (3, 103).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2011/053795.

Solicitante: ELAS GEOTECNICA S.R.L.

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: Centro Commerciale San Felice, Lotto T.4 3/21 20090 Segrate (Milano) ITALIA.

Inventor/es: BONOMI, CRISTIANO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS > EDIFICIOS > ESTRUCTURA GENERAL DE LOS EDIFICIOS; MUROS, p. ej.... > Construcciones en general; Estructuras que no se... > E04B1/68 (juntas, p. ej. juntas de dilatación (relleno para uniones en carreteras o aeródromos E01C 11/02; juntas de dilatación para puentes E01D 19/06; juntas de obturación entre pilotes de cimentación E02D 5/14; juntas en cimentaciones E02D 29/16; dispositivos de estanqueidad entre elementos de cubierta E04D 1/36; dispositivos para unir los elementos de la cubierta de tejado E04D 3/38; estructura de las uniones de revestimientos de suelos hechos de productos preparados in situ E04F 15/14))
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > VALVULAS; GRIFOS; COMPUERTAS; FLOTADORES PARA ACCIONAMIENTO;... > Válvulas o charnelas de retención (válvulas especialmente... > F16K15/14 (con cuerpos de válvulas flexibles)
  • SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS > HIDRAULICA; CIMENTACIONES; MOVIMIENTO DE TIERRAS > CIMENTACIONES; EXCAVACIONES; TERRAPLENES (especialmente... > Mejora o conservación del suelo o de la roca, p.... > E02D3/12 (Consolidación por colocación en el suelo de productos solidificantes u obturando los poros (fabricación de pilotes E02D 5/46; substancias para condicionar o estabilizar los suelos C09K 17/00))

PDF original: ES-2545190_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Una válvula de retención para un elemento tubular de consolidación

La presente invención se relaciona con el campo de las válvulas de retención para elementos tubulares de 5 consolidación.

Se conoce usar elementos tubulares de consolidación en la consolidación de suelos y similares, por ejemplo, de una pared de excavación o de una masa de suelo que puede ser, por ejemplo, una cara de túnel o el techo o una galería de mina o cualquier masa de suelo subterránea o expuesta. Las válvulas de retención se proporcionan en elementos 10 tubulares de consolidación de este tipo para la inyección de líquidos de consolidación como cemento o mezclas químicas.

Las llamadas "inyecciones de consolidación" representan una de las mejores soluciones en la consolidación del suelo. Esta técnica implica la formación de una serie de perforaciones en la tierra o suelo sometidos a consolidación, dentro de 15 las cuales se insertan correspondientes elementos tubulares alargados. Cada uno de estos elementos tubulares, que también pueden tener funciones de refuerzo, es hueco y tiene uno o más orificios en su superficie lateral. Un material de consolidación en estado fluido, generalmente cemento líquido o una mezcla funcionalmente similar, se inyecta dentro del elemento tubular, sale de los orificios en la superficie lateral del elemento tubular, e impregna y penetra en la región del suelo que rodea el orificio de perforación. La sedimentación del material inyectado endurece el suelo, 20 consolidándolo.

El elemento tubular tiene, en general, varios orificios radiales dispuestos aparte a distintas distancias a lo largo del elemento tubular. Normalmente, en lugar de un solo orificio en una cierta posición a lo largo de la longitud del elemento tubular, se prefiere proporcionar un grupo de dos o más orificios y, en este caso, los orificios radiales de cada grupo se 25 disponen en la misma circunferencia, separados angularmente a una extensión predeterminada. Una válvula especial externa, también conocida como una "válvula manchette" se ajusta en el área adyacente de cada orificio individual o grupo de dos o más orificios y actúa como una válvula de retención con respecto al material de consolidación que se inyecta en el elemento tubular. De hecho, la válvula se abre como resultado de la presión de la inyección del material de consolidación dentro del elemento tubular, permitiendo que el material emerja desde los orificios radiales en la región 30 del suelo circundante. La válvula después se cierra casi herméticamente cuando la presión cesa a fin de impedir un flujo de regreso indeseado del material inyectado en el elemento tubular.

De acuerdo con la técnica anterior, la válvula manchette se forma sustancialmente por un anillo de caucho que se ajusta en el exterior del elemento tubular en el área adyacente a los orificios individuales a fin de que los cubra. Este anillo de 35 caucho elástico generalmente tiene un ancho entre 40 y 60 mm aproximadamente y se ajusta manualmente a lo largo del elemento tubular en el área adyacente de uno de los grupos de orificios radiales definidos en el elemento tubular. El número de válvulas por lo tanto depende del número de orificios individuales o, con mayor preferencia, los grupos de orificios definidos en el elemento tubular, que a su vez es variable de acuerdo con la necesidad y la aplicación.

40 Claramente, las válvulas manchette deben ser eficientes y de bajo costo para que la técnica de inyección de consolidación sea competitiva. Por lo tanto, es fundamental que los anillos de caucho que las constituyen siempre deban permanecer en la posición correcta, sobre todo durante la inserción del tubo en la perforación.

Para este propósito, la técnica anterior proporciona para el anillo de caucho que forma la válvula manchette alojarse en 45 una ranura anular que es al menos tan ancha como el anillo y alrededor de 2, 0 - 2, 5 mm de profundidad y que se produce por la eliminación del material de la superficie lateral del elemento tubular en la región de cada grupo de orificios radiales.

Esta solución de la técnica anterior sin embargo, tiene varias desventajas; en primer lugar, hay una disminución en el 50 rendimiento mecánico del tubo del cual la superficie lateral se debilita en la región de cada ranura o asiento para el anillo de caucho; en segundo lugar, las operaciones preliminares de mecanizado que se realizan en el perfil tubular son notables y costosas en términos de tiempo dado que es necesario proporcionarlo para la perforación y para la eliminación de material en la región de cada grupo de orificios.

55 Otra desventaja es la necesidad de proporcionar dos elementos anulares rígidos en el exterior del tubo por encima y por debajo del anillo de caucho; estos elementos anulares se pegan al tubo radialmente e impiden el movimiento del anillo en la dirección longitudinal, impidiendo que los orificios formados radialmente en las paredes del elemento tubular se expongan durante la introducción del elemento tubular dentro de la perforación en el suelo, con el riesgo de obstrucción de los orificios radiales y el interior del elemento tubular, perjudicando el uso del elemento tubular y la capacidad 60 funcional de las válvulas corriente abajo. Esto significa que el ajuste axial de cada anillo de caucho debe ser preciso, por encima todo en vista del hecho de que un elemento tubular del tipo mencionado anteriormente puede ser tan largo como diez metros o más.

Otras desventajas de los conocidos elementos tubulares de inyección son que las válvulas manchette convencionales son propensas a separarse de sus asientos, por ejemplo, por deslizamiento a lo largo del tubo o por rodamiento a lo largo de él durante el movimiento o la inserción de los elementos tubulares en las respectivas perforaciones.

Una válvula de este tipo se conoce del documento EP 1 273 715 A1. 5

Resumen de la invención

Sobre la base de las observaciones hechas anteriormente, el objetivo de la presente invención es proporcionar una válvula de retención que resuelve los problemas anteriormente mencionados y otros. 10

La válvula de retención descrita es particularmente fácil de poner en su lugar y puede mantener su posición asignada de manera estable.

La válvula de retención descrita puede ponerse en su lugar sin la necesidad de mecanizado preliminar de la superficie 15 exterior del elemento tubular al que se destina la válvula.

La válvula de retención descrita es fiable y fácil de producir a un costo competitivo.

Por lo tanto el objeto de la presente invención es una válvula de retención tal como se define en las reivindicaciones 20 adjuntas. En una modalidad particular, la válvula de retención se destina para un elemento tubular de consolidación y comprende una porción de válvula hecha de material elastómero acoplada con un cuerpo de conexión estructural. La porción de válvula tiene al menos una muesca con labios o bordes que normalmente son uno al lado del otro y que puede abrirse hacia fuera bajo la acción de un fluido bajo presión, y el cuerpo estructural puede apretarse en la posición deseada en un elemento tubular de consolidación. 25

En una modalidad de la invención, el cuerpo estructural se hace preferentemente de metal. El acoplamiento de una capa de material elastómero con un cuerpo de metal que puede, por ejemplo, deformarse a fin de que se envuelva alrededor del elemento tubular de consolidación como un collar combina favorablemente los beneficios de ambos materiales. Más particularmente, se hace uso de la elasticidad y flexibilidad del material elastómero y de la fuerza y 30 facilidad de montaje del cuerpo de metal que no obstante preferentemente puede deformarse para formar... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una válvula de retención para un elemento tubular de consolidación, que comprende una porción de válvula (4, 104) que tiene al menos una muesca (41, 42, 43, 44; 150) que puede abrirse bajo la acción de un fluido bajo presión, caracterizada porque la porción de válvula (4, 104) se conecta a un cuerpo estructural (2, 102) que 5 puede apretarse selectivamente sobre un elemento tubular de consolidación (3, 103) .

2. Una válvula de retención de acuerdo con la reivindicación 1 en donde el cuerpo estructural (2, 102) se conecta rígidamente a la porción de válvula (4, 104) .

3. Una válvula de retención de acuerdo con la reivindicación 2 en donde el cuerpo estructural (2, 102) se incorpora al menos parcialmente en la porción de válvula (4, 104) .

4. Una válvula de retención de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el cuerpo estructural (2, 102) tiene una porción central ensanchada (2B, 102B) que se conecta a la porción de válvula (4, 15 104) y desde la que al menos un apéndice de conexión (31, 32; 131, 132) se extiende por el apretamiento de la válvula de retención sobre el elemento tubular de consolidación (3, 103) , en uso.

5. Una válvula de retención de acuerdo con la reivindicación 4 en donde la porción central (2B, 102B) del cuerpo estructural (2, 102) se incorpora en la porción de válvula (4, 104) , al menos un apéndice de conexión (31, 32; 20 131, 132) sobresale de la porción de válvula (4, 104) .

6. Una válvula de retención de acuerdo con la reivindicación 4 o la reivindicación 5 en donde la porción central (2B, 102B) comprende al menos una abertura (21, 21'; 121a - 121d) dentro de la cual se dispone al menos una muesca (41, 42, 43, 44; 150) de la porción de válvula (4, 104) . 25

7. Una válvula de retención de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en donde la porción central (2B, 102B) tiene al menos una partición longitudinal central (124) .

8. Una válvula de retención de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde el 30 cuerpo estructural (2, 102) se elabora de metal.

9. Una válvula de retención de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde la porción de válvula (4, 104) se elabora de material elastómero.

10. Una válvula de retención de acuerdo con la reivindicación 9 en donde el material elastómero de la porción de válvula (4, 104) es transparente o semitransparente.

11. Una válvula de retención de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una pluralidad de marcos flexibles (152a-152c) dispuestos en la cara posterior (104b) de la porción de válvula 40 (104) , cuya cara posterior (104b) se destina, en uso, para apoyarse contra la superficie exterior de un elemento tubular de consolidación .

12. Un elemento tubular de consolidación que tiene al menos un orificio radial (F) para el paso de material en estado fluido desde su interior hacia su exterior, que comprende una válvula de retención (1, 100) de acuerdo 45 con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que se aprieta sobre el elemento tubular (3, 103) de modo que el al menos una muesca (41, 42, 43, 44; 150) se dispone sustancialmente en el área adyacente de al menos un orificio radial (F) .

13. Un método para fabricar una válvula de retención (1, 100) de acuerdo con una cualquiera de las 50 reivindicaciones 1 a 11, que comprende las etapas de:

- proporcionar un cuerpo estructural (2, 102) , - conectar una porción de válvula (4, 104) fabricada de material elastómero para el cuerpo estructural (2, 102) , 55

- formar al menos una muesca (41, 42, 43, 44; 150) en una región de la porción de válvula (4) que no se cubra por el cuerpo estructural (2, 102) .