Bomba de desagüe de barrenos mediante ciclos alternativos de aspiración y expulsión basado en el principio del desplazamiento neumático.

Bomba de desagüe de barrenos mediante ciclos alternativos de aspiración y expulsión basada en el principio del desplazamiento neumático que comprende una manguera principal (1) sin resaltes,

quese introduce en el barreno, y una manguera interior (6), que se introduce en la manguera principal. El extremo superior de la manguera principal permanece en superficie y presenta un cierre (2) hermético con una toma para agua (5), conectada a la manguera interior (6), y una toma para aire (4), conectada alternativamente auna fuente de vacio en la aspiración y a una fuente de aire comprimido en la expulsión. De aplicación en el proceso de ejecución de voladuras.

BOMBA DE DESAGÜE DE BARRENOS MEDIANTE CICLOS ALTERNATIVOS DE ASPIRACIÓN Y EXPULSIÓN BASADA EN EL PRINCIPIO DESPLAZAMIENTO NEUMÁTICO.

SECTOR DE LA TÉCNICA

La invención se encuadra en el sector técnico del proceso de ejecución de voladuras en banco o zanja, en canteras, minas u obra pública, donde es necesario realizar perforaciones cuasi-verticales (de 0 a 30 grados comúnmente) . En tales huecos, denominados barrenos, es frecuente que se acumule agua por filtraciones internas, lluvia, etc. El agua, desde el punto de vista de la ejecución de voladuras, es un serio problema que dificultad de carga de los explosivos en los barrenos, reduce el rendimiento energético de los explosivos, aumenta la pérdida del rendimiento de la perforación realizada, incrementa sustancialmente el coste de la voladura al hacer necesario el uso de explosivos resistentes al agua sensiblemente más caros, etc.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención trata de proporcionar, a los usuarios de los explosivos industriales, y en particular al sector dedicado a la ejecución de voladuras en banco (canteras, minas, obra pública, etc) , una solución técnica útil, flexible y económica que resuelva el problema de la eliminación del agua en los barrenos. La invención describe el diseno y el funcionamiento de una bomba de extracción de agua basada en el principio del desplazamiento neumático, que utiliza, como parte esencial, ciclos alternativos de aspiración y expulsión para dar el necesario rendimiento operativo al proceso de desagüe, y que dado su diseño inventivo con un perfil externo sin resaltes apreciables, permitirá minimizar al máximo los problemas de atranques.

ESTADO DE LA TÉCNICA PREVIA A LA INVENCIÓN

El documento US3647319A1, descrito en la búsqueda internacional como estado de la técnica más cercano, utiliza pulsos de aire comprimido para desaguar barrenos o similares, pero este sistema, a diferencia de la invención, P200600704, se describe como un cuerpo tubular que se hace descender hasta el fondo del barreno que se comunica con el exterior mediante dos mangueras, una de aire que conecta el cuerpo tubular con un sistema pulsante de aire comprimido que permanece en el exterior, y otra de desagüe, que permite la ascensión del agua contenida en el volumen del cuerpo tubular

hasta la superficie. El cuerpo tubular, que permanece en el fondo del barreno, se caracteriza por incorporar dos válvulas antirretorno, una en el extremo inferior de dicho cuerpo tubular, y otra en el extremo inferior de un tramo de manguera ubicada en el interior del cuerpo tubular, por la cual el agua sale desplazada por el aire presurizado en primer lugar fuera de la cámara constituida por el cuerpo tubular y sin solución de continuidad asciende por el barreno a través de la manguera de desagüe conectada a la tapa superior del cuerpo tubular. Como clara diferencia, la presente invención, P200600704, requiere como parte esencial alternar ciclos de aspiración y expulsión y se caracteriza por la existencia de una manguera principal en la que uno de sus extremos permanece siempre fuera del barreno.

Otros sistemas que describen con detalle el estado previo de la técnica, pueden consultarse el la siguiente referencia: “17th Blaster Handbook, Chapter 35: Dewatering Equipments, pag 561-567.

Como diferencias que desearía constatar entre la invención y el anterior sistema descrito, algunas de las cuales considero honestamente importantes, y otras, aunque de menor importancia, también contribuyen a diferenciar ambas invenciones incidiendo en mayor o menor medida en la descripción del funcionamiento, están En primer lugar, las características de la invención que hacen, de la generación de vacío durante los ciclos alternativos de aspiración y expulsión (en concreto durante el ciclo de aspiración) , una parte fundamental en el proceso de funcionamiento, mientras que en el sistema descrito, no figura en modo alguno como parte integrante de la misma, en segundo lugar, el concepto de cuerpo principal de la bomba (cuerpo tubular) que desciende al fondo del barreno y que permanece conectado a la superficie mediante dos mangueras, una para meter aire y otra para sacar agua (concepto que también comparte con el sistema del manguito de caucho descrito) desaparece para dar paso a una manguera principal, sin resaltes apreciables, que permanece en un extremo (en el que se conectan la parte esencial neumática de aire presurizado y vacío, y la manguera de desagüe exterior) siempre en la superficie mientras que es el otro extremo (en el que se ubican la válvula antirretorno, el filtro y el protector contundente) el que desciende al fondo del barreno; esta segunda característica, y diferencia a la vez, de los otros sistemas descritos frente a la invención, acarrea serias desventajas en cuanto a problemas de atranque que se puedan generar. En tercer lugar, la invención posibilita, dadas las diferencias básicas del diseño de la invención (diámetro constante de la manguera a lo largo de toda la profundidad del barreno) , el calculo del caudal de aportación de agua al barreno, si lo hubiera, comparando el tiempo entre dos ciclos consecutivos, y los volúmenes de agua de tales ciclos consecutivos, que, y esto lo considero de relevancia, no son iguales por las características singulares de la invención con respecto a los otros sistemas descritos. Efectivamente, los otros sistemas descritos no permiten el cálculo del caudal de aporte al barreno, a diferencia de la invención, ya que bombean, en dos ciclos sucesivos, un mismo volumen de agua (el correspondiente al volumen del cuerpo tubular o de la cámara formada entre el manguito de caucho y el extremo inferior de la manguera de desagüe) Por lo tanto, es perfectamente factible una situación en la que los sistemas descritos, y a diferencia de la invención, se encuentren desaguando un cierto barreno, cuyo caudal de aporte por filtraciones es superior a la capacidad de achique de tales sistemas, sin que por las características descritas, tales sistemas puedan detectar de manera evidente, y una vez más a diferencia de la invención, semejante circunstancia desfavorable, que ocasionaría, sensibles pérdidas de tiempo en el proceso de carga de una voladura.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El sistema que se preconiza en la invención comprende un cuerpo de bomba cilíndrico a modo de manguera, que es la parte que se introduce parcialmente en el barreno quedando el resto en superficie o enrollado en una devanadera, y un mecanismo neumático, que se describe más adelante en alguna de sus variantes, que constituye el “pulmón” de este sistema de extracción de agua, alternando los ciclos de aspiración (ciclo de vacío) y expulsión (ciclo de presión) .

El cuerpo de la bomba, constituido externamente por una manguera de resistencia suficiente a las fluctuaciones de presión (fases de aspiración y expulsión) se cierra herméticamente por sus extremos mediante una tapa en la parte superior y una válvula anti-retorno en su parte inferior.

En la tapa superior, que permanece fuera del barreno, se implanta una toma de aire que se conecta al circuito del mecanismo neumático, mediante una válvula neumática (por ejemplo de tres vías) que alterna la fase de aspiración y la fase de expulsión, y una toma de agua que en la parte externa de la tapa se conectará a la manguera de desagüe exterior, y en la parte interna se acoplará la manguera interior del cuerpo de la bomba encargada de conducir el agua desde el fondo a la superficie. La manguera exterior permite dirigir el flujo del agua a donde nos interese (un depósito, una balsa, al banco inferior, etc) con el objeto de que el agua no vuelva a introducirse en los barrenos por filtración. Esta manguera incorpora una válvula anti-retorno que permite la salida del agua en la fase de impulsión y se cierre cuando el ciclo de desagüe es el de aspiración. O bien, a través de un circuito neumático ligeramente más complejo, se conecta mediante un sistema de válvulas (p.e una válvula de 5 vías y 2 posiciones que se describe en el apartado de dibujos) a la línea de vacío en la fase de aspiración. De esta forma el vacío de realiza en el seno de la manguera interior además de sobre el volumen interior del cuerpo de la bomba, como se describe más adelante. Esta última variante, como el volumen de agua que se introduce en la fase de aspiración también incluye el que alberga la tubería interior, permite mejorar aun más el rendimiento de desagüe porque el citado volumen neto aspirado es mayor y porque también el caudal de desagüe en la fase de expulsión puede ser sustancialmente mayor, al poder seleccionarse una manguera interior de mayor diámetro.

La parte inferior de la manguera que... [Seguir leyendo]

1ª. Bomba de desagüe de barrenos mediante ciclos alternativos de aspiración y expulsión basada en el principio del desplazamiento neumático que comprende,

una manguera flexible principal (1) , una manguera interior (6) , una manguera exterior (10) un cierre hermético (2) con dos tomas o conexiones (4) y (5) , sistema de válvulas (11) , una fuente de aire comprimido (12) , una fuente de vacío (13) , un sistema antirretorno (3) con una válvula antirretorno (9) un filtro (8) y un elemento protector (7)

caracterizada porque la manguera principal (1) sin resaltes para minimizar problemas de atranques es introducida en el barreno, manteniendo su extremo superior en la superficie, fuera del barreno, con un cierre hermético (2) con dos tomas (4) y (5) , la primera toma (4) para la entrada y salida de aire, según la fase sea de aspiración o expulsión, conectándose mediante válvulas cualesquiera adecuadas (11) , alternativamente

a una fuente de vacío (13) ,

según la posición RI, donde se hace el vacío mediante la conexión con fuente de vacío (13) en todo el interior del cuerpo de la bomba, constituido por el volumen interior de las mangueras (1) y

(6) mejorando por tanto el ritmo de desagüe; y a una fuente de aire comprimido (12) , correspondiente a la posición RII, donde a través de la conexión (12) con la toma (4) , se da origen a la fase de expulsión por acción del empuje del aire a presión, que conduce al agua desplazada a través de la manguera interior (6) y de la toma (5) al exterior, de manera controlada, mediante la manguera exterior de desagüe (10) ,

teniendo la toma (5) una válvula de una vía (14) que favorece la salida de agua que asciende por la manguera interior (6) , mientras que el extremo inferior de la manguera principal (1) que se introduce al fondo del barreno, comprende una válvula antirretorno (9) , como parte de un sistema antirretorno (3) , un filtro (8) y un protector contundente (7) que sirve para proteger el mecanismo anti-retorno (3) y a la vez con funciones de ariete para desatrancar algún posible obstáculo en el interior del barreno,

permitiendo el sistema antirretorno (3) la entrada libre del agua en la manguera (1) , cuando mediante el ciclo alternativo de aspiración y expulsión, concebidos como parte fundamental de la invención, se sitúa en la fase de aspiración; pero no la salida, cuando tal ciclo fundamental se sitúa en la fase de expulsión, dejando en este caso como único escape al agua desplazada por el aire presurizado, la ascensión por la manguera interior (6) hasta la atmósfera a través de la toma (5) .

Figura 1

Figura 2