Un aparato para la aplicación posterior de mortero a un perno de anclaje que comprende:

- un manguito alargado (101) que tiene un primer y segundo extremos (101a, 101b) y que está adaptado para recibir un perno de anclaje (1) con un primer (1a) extremo del mismo que se extiende más allá de dicho primer extremo (101a) del manguito y un segundo extremo (1b) del mismo que se extiende más allá de dicho segundo extremo (101b) del manguito; - un accesorio de extremidad (102) unido a dicho segundo extremo (101b) de manguito, teniendo dicho accesorio de extremidad (102) una abertura central (106, 107) para recibir dicho perno de anclaje (1) y uno o más pasos (112) de mortero que comunican el exterior de dicho accesorio de extremidad (102) con el interior de dicho manguito (101); caracterizado porque el aparato comprende medios de cierre hermético (117, 217) para sellar dichos uno o más pasos de mortero (112), siendo dichos medios de cierre hermético (117, 217) desplazables entre posiciones abierta y cerrada; en el que dichos medios de cierre hermético (117, 217) son cargados hacia dicha posición cerrada en la que dichos uno o más pasos (112) está/están sustancialmente sellados y la aplicación de mortero a dicho accesorio de extremidad (112) a través de dicho paso o pasos (112) desvía dichos medios de cierre hermético (117, 217) a dicha posición abierta permitiendo el flujo de mortero a través de dichos uno o más pasos (112) y a dicho manguito (101)

Campo técnico

El presente invento se refiere a perfeccionamientos en instalaciones para el refuerzo de rocas, y en particular se refiere a un aparato para la aplicación posterior de mortero a instalaciones de pernos de anclaje para mejorar la transferencia de carga entre la roca y el perno y para proporcionar protección contra la corrosión. 5

Antecedentes del invento

El techo de una mina subterránea es asegurado utilizando pernos de anclaje para confinar la roca. Los pernos de anclaje son insertados en un agujero, taladrado previamente en la roca.

Normalmente el perno de anclaje es asegurado en la parte superior del agujero mediante un anclaje mecánico o químico creando un punto de anclaje. Alternativa o adicionalmente, el perno de anclaje es asegurado en el agujero aplicando 10 mortero a lo largo de su longitud con un cemento o resina de poliéster.

Aplicar mortero en el perno a lo largo de toda su longitud es el método más preferido para mejorar el confinamiento de la roca mediante la transferencia de carga entre la roca y el perno a lo largo de toda su longitud en vez de solo en un área local. La aplicación de mortero del perno también le protege de la corrosión.

En instalaciones de perno de anclaje dónde es factible taladrar un agujero de diámetro relativamente pequeño (hasta 32 15 mm de diámetro) en la cara de la roca, es preferible utilizar anclajes químicos en la parte superior del agujero que extruir el mortero de resina a lo largo de la longitud del perno de modo que se aplique mortero en el perno de forma totalmente efectiva.

En instalaciones donde agujeros de diámetro mayor (típicamente de 45 mm de diámetro) necesitan ser taladrados, los anclajes químicos de cartucho de resina son relativamente ineficaces cuando el anillo grande entre el perno macizo 20 convencional (típicamente de 22 mm de diámetro) y la pared del agujero es demasiado grande para permitir el mezclado efectivo de la resina. En tales casos, a los pernos se les aplica posteriormente mortero de manera típica con un mortero de cemento para encapsular totalmente los pernos de anclaje.

La solicitud de patente australiana núm. 49856/93 describe un método para aplicar posteriormente mortero a un perno de anclaje que utiliza un manguito de plástico montado sobre el perno y que se extiende sustancialmente a lo largo de toda la 25 longitud del perno (aproximadamente 2 m de largo) hacia la parte superior del agujero. El manguito comunica con una cámara de aplicación de mortero situada en la base del perno por debajo de la placa del techo. El mortero es bombeado a la cámara de aplicación de mortero, utilizando una boquilla de mortero empujada a un agujero previsto en la cámara de aplicación de mortero. El mortero fluye hacia arriba a través del paso anular interior definido entre el manguito y el perno de anclaje al extremo del manguito en la parte superior del agujero y a continuación se expande hacia abajo al paso anular 30 exterior entre el manguito y la pared del agujero del perno de anclaje. El manguito de plástico por consiguiente divide el mortero en dos columnas anulares, que proporcionan protección adicional contra la corrosión para el perno de anclaje.

Una tuerca de tensado es roscada sobre el extremo expuesto del perno y se aplica al cuerpo de la cámara de aplicación de mortero que a su vez se aplica a una placa de techo que se apoya contra la cara de la roca que rodea el agujero del perno de anclaje. 35

El método anterior, sin embargo, padece varias desventajas. En primer lugar, cuando el perno de anclaje es instalado en un techo cubierto con una tela metálica, el extremo anterior del manguito de plástico a menudo se engancha sobre el alambre, obstruyendo la instalación. En segundo lugar, una vez que la boquilla de aplicación de mortero es separada de la cámara de aplicación de mortero, el mortero drena desde la cámara de aplicación de mortero bajo la gravedad a través del agujero en el cual se ha insertado la boquilla de aplicación de mortero, reduciendo así el nivel de encapsulado con mortero 40 del perno. En tercer lugar, mientras el mortero encapsula el perno de anclaje dentro del agujero del perno de anclaje, el extremo posterior del perno de anclaje y la tuerca utilizada para pretensar el perno de anclaje permanecen expuestos y sujetos a la corrosión. Además, si la cara de la roca es irregular, la placa del techo no será a menudo perpendicular al agujero y el perno de anclaje cuando es presionado contra la cara de la roca tensando la tuerca. Esto hace que el cuerpo de la cámara de aplicación de mortero, se mueva con el techo como resultado de la fricción, para estar desalineado con la 45 tuerca. Por consiguiente, la tuerca y el cuerpo de la cámara de aplicación de mortero no se aplican con caras paralelas y la capacidad para tensar el perno de anclaje con la tuerca es por ello reducida.

La solicitud de patente alemana DE 42 04 533 A1, que es considerada la técnica anterior más próxima, describe un anclaje de ánima de inyección con una protección fiable contra la corrosión y que es fácil de manipular. El anclaje de ánima de inyección comprende al menos una varilla de anclaje, una placa de anclaje junto con una tuerca de tensado y una cabeza 50 de ánima. La varilla de anclaje está limitada a un recinto en el área adyacente a la placa de anclaje. El recinto, que puede ser de caucho o de plástico, está dispuesto firmemente sobre la varilla de anclaje y cierra herméticamente el espacio del anillo entre si interior y el exterior de la varilla de anclaje. En ambos extremos del recinto hay cubiertas que cierran el

espacio de anillo sobre el lado de la cara y fijadas giratoriamente sobre el exterior de la varilla de anclaje. Cada cubierta está atornillada fuertemente a la varilla de anclaje y está en conexión cerrada herméticamente con el recinto cilíndrico tubular.

El invento de acuerdo con el documento WO 01/40628 A1 se refiere a una disposición para alimentar material de unión a un especio entre un perno y una roca. La disposición comprende una boquilla a modo de manguito, que puede ser 5 empujada fuertemente contra una cámara de alimentación que pertenece al perno de anclaje de modo que el agujero de alimentación en la cámara de alimentación está conectado al espacio interior de la boquilla. La disposición comprende además medios para suministrar material de unión dentro y a través de la boquilla a la cámara de alimentación. La disposición también comprende medios para colocar la boquilla alrededor de la cámara de alimentación.

La solicitud de patente alemana DE 39 02 727 A1 describe un perno empotrado en resina, que puede ser ensamblado a 10 partir de unas pocas piezas para preparar una unidad en el lugar de uso, a continuación puede ser colocado en el agujero de ánima y a continuación puede ser asegurad de forma efectiva y restringido. El perno embebido en resina se consiste en su totalidad de un tubo de fibra de vidrio reforzada y puede ser utilizado de forma efectiva como un elemento de tensado por el tubo que está hendido transversalmente en ambos extremos y por un mandril cónico que se expande siendo insertada un ánima interior concéntrica en estas hendiduras. Este mandril que se expande y el tubo de fibra de vidrio 15 reforzada están rodeados por un manguito cónico que tiene una pared interior que se adapta a la pared exterior del mandril que se expande, en cuya disposición corren paralelos entre sí en un área de transición de modo que puede aplicarse una cantidad de fuerza considerable. En el extremo libre, el manguito cónico tiene un agujero ciego con una rosca interna métrica de modo que una conexión de tipo tapón con una válvula antirretorno integrada puede ser insertada y asegurada, de modo que el material adhesivo, es decir, resina, puede ser inyectado sin un gran esfuerzo. 20

Objeto del invento

Es un objeto del presente invento superar o mejorar sustancialmente al menos una de las anteriores desventajas.

Sumario del invento

Se ha descrito aquí un aparato para la aplicación posterior de mortero a un perno de anclaje que comprende: un manguito alargado que tiene un primer y segundo extremos y que está adaptado para recibir un perno de anclaje con un primer 25 extremo del mismo extendiéndose más allá de dicho primer extremo del manguito y extendiéndose un segundo extremo del mismo más allá de dicho segundo extremo del manguito; un accesorio de extremidad unido a dicho segundo extremo de manguito, teniendo dicho accesorio de extremidad... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para la aplicación posterior de mortero a un perno de anclaje que comprende:

- un manguito alargado (101) que tiene un primer y segundo extremos (101a, 101b) y que está adaptado para recibir un perno de anclaje (1) con un primer (1a) extremo del mismo que se extiende más allá de dicho primer extremo (101a) 5 del manguito y un segundo extremo (1b) del mismo que se extiende más allá de dicho segundo extremo (101b) del manguito;

- un accesorio de extremidad (102) unido a dicho segundo extremo (101b) de manguito, teniendo dicho accesorio de extremidad (102) una abertura central (106, 107) para recibir dicho perno de anclaje (1) y uno o más pasos (112) de mortero que comunican el exterior de dicho accesorio de extremidad (102) con el interior de dicho manguito (101); 10 caracterizado porque el aparato comprende medios de cierre hermético (117, 217) para sellar dichos uno o más pasos de mortero (112), siendo dichos medios de cierre hermético (117, 217) desplazables entre posiciones abierta y cerrada; en el que dichos medios de cierre hermético (117, 217) son cargados hacia dicha posición cerrada en la que dichos uno o más pasos (112) está/están sustancialmente sellados y la aplicación de mortero a dicho accesorio de extremidad (112) a través de dicho paso o pasos (112) desvía dichos medios de cierre hermético (117, 217) a dicha 15 posición abierta permitiendo el flujo de mortero a través de dichos uno o más pasos (112) y a dicho manguito (101).

2. El aparato según la reivindicación 1, en el que dicho accesorio de extremidad (102) comprende: un componente hembra (103) asegurado a dicho segundo extremo (101b) de manguito y que define una concavidad (108) que mira en sentido opuesto a dicho manguito (101), y un componente macho (104) adaptado para ser roscado sobre dicho segundo extremo (1b) de perno de anclaje y para ser recibido dentro de dicha concavidad (108) del componente hembra de modo que 20 transfiera cargas de compresión entre dichos componentes macho y hembra (104, 103), en el que dichos uno o más pasos (112) de mortero es/son definidos entre dichos componentes macho y hembra (104, 103) y dicho componente macho (104) está provisto con una superficie (110) de accionamiento de tuerca para roscar dicho componente macho (104) sobre dicho segundo extremo (1b) de perno de anclaje para poner bajo tensión dicho perno de anclaje (1).

3. El aparato según la reivindicación 2, en el que dicha concavidad (108) de componente hembra es semiesférica y dicho 25 componente macho (104) está provisto con una superficie periférica semiesférica convexa generalmente complementaria.

4. El aparato según la reivindicación 2, en el que dicho componente hembra (103) está provisto con medios de acoplamiento (116) sobre una superficie periférica (109) del mismo para acoplarse a un acoplamiento (107) de manguera de entrega de mortero.

5. El aparato según la reivindicación 2, en el que una pluralidad de dicho pasos (112) están definidos como rebajes en la 30 superficie periférica de dicho componente macho (104).

6. El aparato según la reivindicación 5, en el que dichos medios de cierre hermético comprenden un faldón (117, 217) asociado con cada uno de dichos pasos (112) de mortero.

7. El aparato según la reivindicación 6, en el que dichos faldones (117, 217) están formados de un material plástico elástico. 35

8. El aparato según la reivindicación 7, en el que dichos medios de cierre hermético comprenden además un miembro (118) a modo de anillo que se extiende alrededor de dicho componente macho (104) estando dichos faldón o faldones (117) formados integralmente con dicho miembro (118) a modo de anillo.

9. El aparato según la reivindicación 2, que incluye además un capuchón o tapa (230) de plástico que cubre al menos sustancialmente dicho componente macho (104, 204) de accesorio de extremidad. 40

10. El aparato según la reivindicación 9, en el que dicho capuchón de plástico (230) incorpora dichos medios de cierre hermético (217).

11. El aparato según la reivindicación 9, en el que un borde periférico (235) de dicho capuchón (230) está adaptado para aplicarse a una garganta (214) prevista en dicha concavidad (208) de componente hembra de accesorio de extremidad para retener por ello el conjunto de dicho capuchón de plástico (230), dicho componente macho (204) de accesorio de 45 extremidad y dicho componente hembra (203) de accesorio de extremidad.

12. El aparato según la reivindicación 1, en el que dicho aparato está provisto con un capuchón cónico (120) en dicho primer extremo (101a) del manguito, estando previsto dicho capuchón cónico (120) con un paso abierto central (121) para la recepción de dicho perno de anclaje (1) y una pluralidad de aberturas (122) en una pared lateral de dicho capuchón (120) para el paso de mortero a su través. 50

13. El aparato según la reivindicación 2, en el que dicho componente hembra está formado de acero inoxidable.

14. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende: un miembro de acoplamiento (123) que tiene un primer y segundo extremos (123a, 123b) y una cavidad interna (124) que se abre sobre dicho primer extremo (123a) del miembro de acoplamiento, estando adaptado dicho primer extremo (123a) del miembro de acoplamiento para ser acoplado a dicho accesorio de extremidad (102) comunicando dicha cavidad (124) del miembro de acoplamiento con 5 dichos uno o más pasos (112) de mortero, estando provisto dicho miembro de acoplamiento (123) con un puerto de entrada (126) adaptado para ser acoplado a una manguera de entrega de mortero y unos medios de válvula (127) para sellar dicho puerto de entrada (126), en el que dicho miembro de acoplamiento (123) está adaptado para encerrar dicho segundo extremo (1b) del perno de anclaje dentro de dicha cavidad (124) del miembro de acoplamiento.

15. El aparato según la reivindicación 14, en el que dicho miembro de acoplamiento (123) está formado de un material 10 plástico.

16. El aparato según la reivindicación 14, en el que dicho accesorio de extremidad (102) comprende: un componente hembra (103) asegurado a dicho segundo extremo (101b) de manguito y que define una concavidad (108) que mira en sentido opuesto a dicho manguito (101), y un componente macho (104) adaptado para ser roscado sobre dicho segundo extremo (1b) de perno de anclaje y para ser recibido dentro de dicha concavidad (108) y aplicarse a su pared, en el que 15 dichos uno o más pasos (112) de mortero es/son definidos entre dicho componente macho y hembra (104, 103) y dicho componente macho (104) está provisto con una superficie (110) de accionamiento de tuerca para roscar dicho componente macho (104) sobre dicho segundo extremo (1b) de perno de anclaje para poner bajo tensión dicho perno de anclaje (1).

17. El aparato según la reivindicación 10, en el que dicha concavidad (108) de componente hembra es semiesférica y 20 dicho componente macho (104) está provisto con una superficie periférica semiesférica convexa complementaria para aplicarse a dicha concavidad (108) semiesférica.

18. Un conjunto de perno de anclaje, que comprende: un aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, un perno de anclaje (1) que tiene un primer y segundo extremos (1a, 1b), siendo recibido dicho perno de anclaje (1) por dicho manguito alargado (101) con dicho primer extremo (1a) del perno de anclaje que se extiende más allá de dicho primer 25 extremo (101a) del manguito y dicho segundo extremo (1b) del perno de anclaje que se extiende más allá de dicho segundo extremo (101b) del manguito, siendo recibido además dicho perno de anclaje (1) por dicha abertura central (106, 107) del accesorio de extremidad (102).