DE2838186C2 - Vorrichtung zum Verpressen von Injiziergut - Google Patents
Vorrichtung zum Verpressen von InjiziergutInfo
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Description
45
Beim Bau von Tunneln und Felshohlräumen müssen eventuell vorkommende Risse abgedichtet werden, um
beispielsweise das Eindringen von Wasser und ein Absenken des Grundwasserstar.des zu verhindern oder
auch um das Ausdringen von Flüssigkeit aus den so Tunneln oder Felshohlräumen zu verhindern, wenn
diese zur Lagerung cder zum Transport von Flüssigkeiten benutzt werden. Die Abdichtung kann dadurch
zustandegebracht werden, daß Zement oder anderes dichtendes Material, beispielsweise Kunststoff, unter
hohfjm Druck in Bohrlöcher eingepreßt wird. Um den
hohen Einpreßdruck aufrechtzuerhalten, sind die bekannten Einpreßvorrichtungen mit einer Dichtungsvorrichtung versehen, die gegen die Mantelfläche des
Bohrloches abdichtet Diese Dichtungsvorrichtung ist normalerweise in Form eines Thermoskorks ausgebildet
und umfaßt eine Elastomerhülse, die entweder an ihrem Außenende auf einem Außengewinde am Außenende
des Einpreßrohres festgeschraubt ist oder sich mit seiner Stirnfläche gegen einen auf dem Eintrittsrohr
festgeschraubten Teller abstützt und sich an seinem Innenende gegen ein sich rund um das Eintrittsrohr
erstreckendes Mantelrohr abstützt. Auch das andere
Ende des Einpreßrohres besitzt ein Außengewinde, auf
das eine Spannmutter geschraubt ist Durch Anziehen
der Spannfutter gegen das Außenende des Mantelrohres kann die Elastomerhülse nach außen zur dichtenden
Anlage gegen die Mantelfläche des Bohrlochs deformiert werden. Ein Beispiel einer solchen bekannten
Einpreßvorrichtung ist in der US-PS 29 60 831 gezeigt
Nachdem die erforderliche Dichtung zwischen dem Einpreßrohr und der Bohrlochwand zustände»ebracht
ist, beginnt das Injizieren durch das Einpreßrohr. Der Einpreßdruck kann schwanken, beträgt aber für Zement
üblicherweise 5—20kp/cm2, in Abhängigkeit von der
erwünschten Eindringtiefe in die Risse. Nach dem Injizieren ist dann der Einpreßdruck während des
Erstarrens des eingepreßten Materials aufrechtzuerhalten, und man läßt deshalb das Einpreßrohr, das
Mantelrohr und die Aufweithülse der bekannten Einpreßvorrichtung so lange im Bohrloch verbleiben,
bis das Dichtungsmaterial erstarrt ist Die Pumpeinheit der Einpreßvorrichtung wird von dem im Bohrloch
verbleibenden TeD, der sog. Manschette, gelöst und zum
nächsten Bohrloch gebracht, in das injiziert werden soll
und in das man in ähnlicher Weise eine Manschette mit Einpreßrohr, Mantelrohr und Aufweitvorrichtung einsetzt Ein Nachteil der bekannten Einpreßvorrichtung
ist, daß das Einpreßrohr mit seinem Mantelrohr im Bohrloch zurückgelassen werden muß, denn teils sind
viele solche Manschettensätze erforderlich, damit man weiter arbeiten kann, während das Dichtungsmaterial in
den ersten Bohrlöchern erstarrt, und teils werden die Manschetten beim Herausziehen aus den Bohrlöchern
oft zerstört Außerdem können die Manschetten nur mit Schwierigkeit gelöst und zur erneuten Verwendung
gereinigt werden. Schließlich geht infolge der Wartezeit und auch des Abstandes in den Tunneln oder
Felsenräumen, wenn man zurückgehen muß, um die Manschetten zu lösen, viel Zeit verloren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der schneller
und ohne den ständigen Verlust von Einpreß- und Mantelrohr injiziert werden kann.
Die eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 betreffende Einrichtung löst die gestellte
Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die vom Einpreßrohr lösbare Einpreßdüse und eine Aufweithülse beim Aufweiten miteinander verbindbar sind und eine
die Aufweitvorrichtung darstellende Einheit bilden, welche in aufgeweitetem Zustand vom Einpreßrohr
lösbar und nach dem Einbringen des Injizierguts im Bohrloch zurücklaßbar ist
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Einpreßdüse einen kuppelartigen, aus Elastomermaterial bestehenden Ventilteil hat, der das Auslaßende des
Injizierrohres überbrückt und Durchtrittsschlitze besitzt, die beim Injizieren des Dichtungsmaterials unter
Druck zu öffnen und bei Aufhebung des Druckes wieder verschließbar sind.
Der kuppelartige Ventilteil ist außen und vorzugsweise auch innen konisch, und die Durchtrittsschlitze sind
vorzugsweise mit Mündungen versehen, die in Stirnansicht der Einpreßdüse etwa sehnenförmig zum Grundriß
der Düse verlaufen. Dabei sollen sich die Durchtrittsschlitze schräg nach innen von der Außenseite des
kuppelartigen Ventilteils gegen das Einpreßrohr hin erstrecken. Durch diese Ausbildung des kuppelartigen
Ventilteils erhält man eine hohe selbstdichtende Wirkung des Ventils, da der gegen die Außenseite des
kuppelartigen Ventilteils ausgeübte Druck schräg nach
außen durch diesen Υς,ιοΠεΙΙ gegen Jessen ßasjsende
fortgepflanzt wird und dabei die Durchtrittssehlitze im
kuppejartigen Ventilteil zusammendrückt
Um eine besonders gute Dichtwirkung der Durchtrittsschlitze
zu erzielen, sind diese in den kuppelartigen Ventilteil eingeschnittea Zu diesem Zweck wird der
kuppelartige Ventilteil mittels eines lanzettenartigen Schneidwerkzeugs durchstoßen.
Um das Aufweiten der Aufweithülse zu erleichtern, ist der mit der Aufweithülse eingreifende Mantelfiächenteil
der Einpreßdüse vorzugsweise kegelstumpfförmig ausgebildet und mit seinem schmalen Ende der Aufweithülse zugeHehrt, so daß dieser kegelstumpfförmige Teil der
Mantelfläche mit einer kegelstumpfförmigen, inneren
Mantelfläche in der Aufweithülse eingreifen kann. Um
einen besonders hohen Anpreßdruck der Autweithülse gegen die Wand des umgebenden Lochs zu erzielen, ist
es besonders vorteilhaft, wenn die Einpreßdüse eine Metalleinlage besitzt, die sich im wesentlichen bis an die
Basis des kuppelartigen Ventflteils heran erstreckt und
nur von einer verhältnismäßig dünnen Schicht des Elastomermaterials umgeben ist
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und
wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 schematisch die erfindungsgemäße Einpreßvorrichtung,
Fig.2 im Axialschnitt eine von der Vorrichtung
umfaßte Aufweithülse,
Fig.3 im Axialschnitt eine von der Vorrichtung
umfaßte Einpreßdüse,
F i g. 4 in Draufsicht die in F i g. 3 gezeigte Einpreßdüse vom spitzen Ende gesehen,
Fig.5 im Axialschnitt einen Teil eines weiteren
Ausführungsbeispiels der erfindungsmäßigen Einpreßvorrichtung, und
F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in F i g. 5.
Die erfindungsmäßige Einpreßvorrichtung umfaßt ein Einpreßrohr 10, dessen freies Ende mit einem Gewinde
ausgebildet ist, auf dem ein Einpreßventil 11 festgeschraubt ist Die nähere Ausbildung dieses Einpreßventils ist im folgenden beschrieben. Das Einpreßventil
wirkt mit einer Aufweithülse 12 zusammen, deren Konstruktion ebenfalls im folgenden näher beschrieben
ist Auf das Einpreßrohr 10 ist ein Mantelrohr 13 gesteckt, das sich gegen die Stirnfläche der Aufweithülse 12 abstützt und an seinem anderen Ende mit einem
Gleitring 14 in Eingriff steht, welche· seinerseits mit
einer Mutter 15 eingreift, die längs eines Gewindes auf der Außenseite des Einpreßrohres 10 geschraubt
werden kann. Die Mutter 15 besitzt einen Griff 16, um dieses Schrauben zu erleichtern. Am Ende des
Eintrittsrohres ist ein weiterer Griff 17 befestigt, damit man das Einpreßrohr stillhalten kann, während die
Mutter 15 mit Hilfe des Griffes 16 gegen das Mantelrohr 13 geschraubt wird. Dadurch, daß man die Mutter 15
gegen das Mantelroisr 13 schraubt kann das Einpreßventil 11 dazu gebracht werden, in das konische Innere
der Aufweitvorrichtung 12 einzudringen, um diese zur dichtenden Anlage gegen das umgebende Bohrloch
aufzuweiten.
Am Außenende des Einpreßrohres 10 befindet sich ein Hahn 18 zum Sehließen des Eintrittsröhres.
Schließlich isl am Außenende auch eine Bajonettfassung 19 vorgesehen, mit deren Hilfe die Einpreßvorrichtung
mit einer Pumpenausriistung verbindbar ist
Gemäß der Erfindung hat das Einpreßrohr 10 also an
seinem Außenende eine lösbar befestigte Einpreßdüse in Form eines Rückschlagventils. Diese Einpreßdüse
bildet zusammen mit der vom Mantelrohr I3anterstützten Aufweithulse 12 die erforderliche Aufweitvorrichtung zum Abdichten der Einpreßvorricbtung gegen die
Mantelwand des umgebenden Loches, vorzugsweise des
Bohrloches,
rohrförmiges Glied mit einer konischen, inneren
besteht aus ElastomermateriaL das mit einem Druckver-
' ° teilungsteiler 21 zusammenvulkanisiert ist
Das Einpreßventil 11 besitzt einen inneren Metallkörper 22 mit einer durchgehenden Bohrung 23, die ein
Gewinde zum Aufschrauben auf das Außenende des Einpreßrohres 10 besitzt Die Mündung des Metallkörpers wird von einem kuppelartigen Elastomerteil 24
überbrückt der im dargestellten Ausführungsbeispiel die Gestalt eines Konus mit konischer Innen- und
Außenseite hat Dieser Konus geht in ?ine sich rund um den Körper 22 erstreckende Dichtschicht 25 über,
welche verhältnismäßig dünn ist Das Einpreßventil 11
hat eine Anzahl Durchtrittsschlitze 2*v welche dadurch gebildet sind, daß das Elastomermater/ol im kuppelartigen Ventilteil 24 mit einem Lanzettenmesser ohne
wesentliche Materialbeseitigung durchstochen worden ist Die Durchtrittsschlitze 26 sind im dargestellten
Ausführungsbeispiel schräg nach innen gegen die Mündung des in den Metallkörper eingeschraubten
Einpreßrohres gerichtet
Wie aus F i g. 3 und 4 hervorgeht erstrecken sich die Durchtrittsschlitze 26 im wesentlichen längs Sehnet;
zum Ventilteil 24, wenn dieser in Stirnansicht gemäß Fig.4 betrachtet wird. Die Durchtrittsschlitze erstrekken sich im dargestellten Ausführungsbeispiel senkrecht
zur Konusfläche des Ventilteils 24, wodurch man die beste Zusammendrückung der Durchtrittsschlitze erhält wenn das Ventil während des Erstarrens des
Injiziergutes als Rückschlagventil arbeiten solL
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird wie folgt benutzt
Zu Beginn des Injizierens ist das Einpreßventil außerhalb der Aufweithülse 12 angebracht, so daß die
Aufweithülse und das Einpreßventil leicht in das Bohrloch im Gestein eingeführt werden könnea Wenn
beide Teile hinreichend weit hineingeführt werden sind, « wird die Mutter 15 längs des Einpreßrohres 10
geschraubt, bis das Einpreßventil 11 hinreichend weit in die Aufweithülse 12 hineingezogen worden ist, die dabei
zur dichtenden Anlage gegen die Mantelfläche des umgebenden Bohrlochs gepreßt wird. Das Einpreßventil und die Aufweithülse werden dabei durch Reibung zu
einer Einheit zusammengefaßt Dann beginnt das Injizieren des Dichtungsmaterials, wie Zement oder
anderem zweckdienlichen Material, falls das Injizieren zum Zwecke der Abdichtung vorgenommen wird. Der
Druck des injizierten Materials wird dabei das Elastomermaterial im kuppelartigen Ventilteil 24
strecken, so daß das Injiziergut durch die Schlitze 26
hindurchgeführt wird. Wenn eine hinreichende Menge Injiziergut eingepreßt worden ist, wird der Druck im
Einpreßrohr entlastet, wobei der im Bohrloch vorherrschende Druck auf der anderen Seite des kuppelartigen
Ventilteils 24 auf diesen Ventilteil wirken und die Durchtrittsschlitze 26 kräftig zusammenpressen wird, so
daß kein Injiziergut in das Einpreßrohr zurückgelangen kann. Dann wird das Einpreßrohr vom Gewinde im
Körper 22 icsgeschra;h|, wobei die gesamte Anfwr.itvorrichtung einschließlich des Einpreßventils als eine
Einheit im Bohrloch zurückeelassen wird. Das Mantel-
rohr und das Einpreßrohr können also direkt zum nächsten Bohrloch hinübergewechselt werden, wodurch
man die umständlichen Reinigungsarbeiten und die langen Wartezeiten, bevor man die Manschette aus dem
Bohrloch herausnehmen kann, vermeidet.
Die erfindungsmäßige Einpreßvorrichtung bietet also wesentliche Vorteile, vor allem weil mit ihr weit
effektiver gearbeitet werden kann, da bei Verwendung der bekannten Ausrüstung fast die halbe Arbeitszeit
durch Warten und Fertigstellung von Material in Anspruch genommen wird. Ferner reduziert die
erfindungsmäßige Vorrichtung den Bedarf an Einpreßrohr und Mantelrohr, da diese Teile sofort nach
Beendigung des Injizierens entfernt werden können. Hierdurch erhält man den weiteren Vorteil, daß diese
Teile leichter zu reinigen sind, da das Injiziergut dann noch immer weich ist Auch das Ergebnis wird besser, da
man bei Verwendung der jetzigen Ausrüstung gelegentlich die Erstarrungszeit nicht genügend beachtet,
beispielsweise weil irgendein anderes Arbeitsmoment ausgeführt werden muß. Dies kann zu Schwankungen
des Druckes im Bohrloch und auch zu Leckage führen. Die Kosten der Einpreßdüse und der Aufweithülse
betragen außerdem nur einen Bruchteil der Kosten für die Lagerhaltung und Wartung einer großen Anzahl
bekannter Manschetten.
Fig.5 und 6 zeigen eine weitere Ausführungsform
der erfindungsmäßigen Vorrichtung. Fig. 5 zeigt nur die eigentliche Einpreßdüse und ein kurzes Stück des
Einpreßrohres und dessen Mantelrohr. Die untere Hälfte des Schnitts zeigt die Aufweitvorrichtung in
aufgeweitetem Zustand, während die obere Hälfte des Schnitts die Aufweitvorrichtung vor dem Aufweiten
veranschaulicht Wie aus der Figur ersichtlich, besitzt die Vorrichtung eine Einpreßdüse 30 mit einer
länglichen Hülse, an deren einem Ende ein Innengewinde vorgesehen ist Am anderen Ende hat die Hülse einen
nach außen gerichteten Flansch 32, an dem ein kuppelartiger Elastomerteil 33 festvulkanisiert ist und
den Durchtritt durch die Hülse 31 überbrückt. Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist der kuppelartige Elastomerteil
in Form eines Konus mit konischer Innen- und Außenseite. Der Konus besitzt eine Anzahl Durchtrittsschlitze
34, welche dadurch gebildet sind, daß das Elastomermaterial des kuppelartigen Ventilteils 33 mit
einem Lanzettenmesser ohne eigentliche Materialbeseitigung durchstochen worden ist Wie im oben
beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Durchtrittsschlitze 34 schräg nach innen gegen den Durchtritt
durch die Hülse 31 gerichtet.
Auf die Außenseite der Hülse 31 ist eine Gummibuchse 35 gesteckt. Außerhalb dieser Gummibüchse befindet
ί sich ein Gleitring 3*, gegen dessen Außenseite ein
Verriegelungsteller 37 anliegt. Gegen die Außenseite des Verriegelungstellers liegt ein weiterer Gleitring 38
an. Bei Verwendung der Einpreßvorrichtung wird das Einpreßrohr 10 in das Innengewinde der Hülse 31
in eingeschraubt, nachdem man zuerst auf die Außenseite
des Einpreßrohres ein Mantelrohr 13 gesteckt hat. Das Mantelrohr 13 und das Einpreßrohr 10 sowie der Rest
der Vorrichtung sind in derselben Weise wie bei der früher beschriebenen Ausführungsform ausgebildet.
π Beim Einführen der Einpreßvorrichtung in ein Bohrloch nehmen die Einzelteile die oben in F i g. 5
gezeigte Lage ein. Nach Einführen zur erforderlichen Tiefe wird die Mutter 15 mit Hilfe des Griffes 16 (siehe
Fig. 1) angezogen, so daß das Mantelrohr nach innen gegen den Cileitnng 38 gedrückt wird. Der Cjleitring
wirkt seinerseits auf den Verriegelungsteller 37, der zusammen mit dem Gleitring 36 verschoben wird, so
daß die Gummibüchse 35 deformiert und nach außen zur dichtenden Anlage gegen die Wand des Bohrlochs
-' gedrückt wird, wie unten in F i g. 5 deutlich gezeigt ist.
Dadurch, daß der Verriegelungsteller 37 mit Sperr- und Verriegelungszungen 38 ausgebildet ist, kann er nur
nach links in bezug auf Fig. 5 verschoben werden, weshalb i/ie Aufweitung der von der Einpreßdüse 30 und
Jo der auf diese gesteckten Hülse 35 gebildeten Aufweitvorrichtung
auch dann bestehen wird, nachdem das Aufweitrohr 10 vom Innengewinde in der Hülse 31
losgeschraubt und zusammen mit dem Mantelrohr 13 entfernt worden ist. Die Funktion ist somit die gleiche
wie bei der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform der Erfindung.
Die Erfindung läßt sich nicht nur zum Einpressen von Injiziergut in Bohrlöcher oder andere Löcher in Gestein
oder anderem, festem Material benutzen, sondern auch zum Einspritzen von Isolierstoffen, beispielsweise in die
Hohlräume von Schiffsrümpfen od. dgl, wobei das Loch, durch welches die Einpreßvorrichtung eingesteckt wird,
beispielsweise ein Rohrstutzen statt eines Bohrlochs ist. Eine andere Verwendung der erfindungsmäßigen
Vorrichtung ist das Injizieren von Zement oder
anderem erstarrendem Material unter Betonwandplatten zur Korrigierung von Setzungen.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
- Patentansprüche;L Vorrichtung zum Verpressen von Injiziergut durch in festem Material ausgebildete Bohrungen, insbesondere m Gesteifisformatiqnen angeordnete Bohrlöcher, welche ein sich durch ein Mantelrohr erstreckendes Einpreßrohr aufweist, das an seinem Außenende eine lösbare, als Rückschlagventil ausgebildete Einpreßdüse und eine durch das Mantelrohr aufweitbare Vorrichtung zur abdichten- ι ο den Anlage gegen die Wand des Bohrlochs besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Einpreßrohr (10) lösbare Einpreßdüse (11) und eine Aufweithülse (12) beim Aufweiten miteinander verbindbar sind und eine die Aufweitvorrichtung darstellende Einheit bilden, welche in aufgeweitetem Zustand vom Einpreßrohr (10) lösbar und nach dem Einbringen des Injizierguts im Bohrloch zurücklaßbar ist
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daft die Einpreßdüse (11) einen kuppelartigen, aus Elastoraermaterial bestehenden Ventilteil (24) aufweist, der das Auspreßende des Einpreßrohrs (10) überbrückt und Durchtrittsschlitze (26) besitzt, die beim Injizieren des Dichtungsmaterials unter Druck zu öffnen und bei Aufhebung des Druckes wieder verschließbar sind.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kuppelartige Ventilteil (24) außen und vorzugsweise auch innen konisch ist, und daß die Durchtrittsschlitze (26) Mündungen aufweisen, die in Stirnansicht Jer Einpreßdüse (11) gesehen etwa sehnenförmig zum Gnmdriß d-.v Düse (11) verlaufen.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Du-chtrittsschlitze (26) schräg nach innen von der Außenseite des kuppelartigen Ventilteils (24) gegen das Einpreßrohr (10) hin erstreckea
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsschlitze (26) in den kuppelartigen Ventilteil (24) eingeschnitten sind.
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- 1977-09-02 SE SE7709894A patent/SE413929B/sv not_active IP Right Cessation
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1978
- 1978-08-31 NO NO782964A patent/NO148120C/no unknown
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011133096A1 (en) * | 2010-04-19 | 2011-10-27 | Gurlita Gma Ab | Device for sealing a rock wall |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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SE413929B (sv) | 1980-06-30 |
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DE2838186A1 (de) | 1979-03-15 |
SE7709894L (sv) | 1979-03-03 |
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