ES2220367T3 - Instalacion de gestion de elementos solido puestos en circulacion en un intercambiador de calor. - Google Patents

Instalacion de gestion de elementos solido puestos en circulacion en un intercambiador de calor.

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ES2220367T3 ES00403002T ES00403002T ES2220367T3 ES 2220367 T3 ES2220367 T3 ES 2220367T3 ES 00403002 T ES00403002 T ES 00403002T ES 00403002 T ES00403002 T ES 00403002T ES 2220367 T3 ES2220367 T3 ES 2220367T3
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Abstract

Instalación de gestión para elementos sólidos de limpieza que circulan por un intercambiador de calor (10) para la limpieza de este, del tipo que comprende medios de interceptación (17) que, adecuados para la retención de los elementos sólidos de limpieza en circulación están interpuestos en la canalización de salida (12) del intercambiador de calor (10), un conducto de retorno (28), que recicla hacia la canalización de entrada (11) del intercambiador de calor (10) un flujo de retorno que contiene los elementos sólidos de limpieza retenidos por los medios de interceptación (17), y, dispuesto en este conducto de retorno (28), un dispositivo de gestión (26) de estos elementos sólidos de limpieza, instalación en la cual, entre los medios de interceptación (17) y el dispositivo de gestión (26), se encuentra interpuesto, en el conducto de retorno (28), un dispositivo de concentración (27) que divide el flujo de retorno correspondiente en dos partes (P1, P2), a saber, una primera parte (P1), o parte principal; que contiene normalmente todos los elementos sólidos de limpieza, y que está dirigida hacia el dispositivo de gestión (26), y una segunda parte (P2), o parte derivada, que está normalmente desprovista de cualquier elemento sólido de limpieza, y que está separada del dispositivo de gestión (26), perteneciendo el conducto de retorno (28) a medios de circulación que son adecuados para producir, localmente, a través de los medios de interceptación (17), una circulación a contracorriente, caracterizada porque los medios de circulación comprenden medios de aspiración adaptados para recuperar, para su reciclado, en línea con los medios de interceptación, los elementos sólidos de limpieza retenidos por estos, siendo el dispositivo de concentración (27) de forma general cilíndrica e incluyendo una rejilla (35) montada de forma pivotante, alrededor de un eje que presenta en su parte central, de modo que pueda ocupar al menos dos posiciones extremas, una posición llamada ¿de limpieza¿ en la cual deja libre el paso de la parte principal (P1) del flujo de retorno y se interpone en el paso de la parte derivada (P2) de dicho flujo, y una posición llamada ¿fuera de limpieza¿ en la cual se interpone en el paso de la parte principal (P1) y de la parte derivada (P2) del flujo de retorno.

Description

Instalación de gestión de elementos sólidos puestos en circulación en un intercambiador de calor.
La presente invención se refiere de una manera general a los intercambiadores de calor, y, por ejemplo, a los intercambiadores de calor tubulares que forman condensadores, cuya limpieza está asegurada en continuo por elementos sólidos, en la práctica en forma de bola y realizados por ejemplo de goma esponjosa, puestos sistemáticamente en circulación a este efecto en uno de los flujos en cuestión.
En su principio, los dispositivos correspondientes son conocidos desde hace tiempo, particularmente por los documentos US-A-1 795 348 y DE-A-23 14 329.
La presente invención se refiere más en particular a la gestión de los elementos sólidos de limpieza así realizados.
Según disposiciones que pueden ser por ejemplo del tipo de las descritas en el documento FR-A-2 716 530, esta gestión implica fundamentalmente, por una parte, para evitar que, con el flujo que los transporta, los elementos sólidos de limpieza en cuestión sean evacuados por el sumidero, la interposición, en la canalización de salida del intercambiador de calor, de medios de interceptación adecuados para su retención, y, por otra parte, el reciclado, hacia la canalización de entrada del intercambiador de calor, de los elementos sólidos de limpieza así retenidos por estos medios de interceptación.
Pero en la práctica, resulta igualmente necesario hacer pasar sistemáticamente los elementos sólidos de limpieza a través de un dispositivo de gestión adecuado, particularmente, para controlar el número, para separar, y para eliminar, aquellos cuyas dimensiones se han hecho, por desgaste, inferiores a las requeridas, y para permitir, consecuentemente, un reaprovisionamiento del conjunto de elementos sólidos de limpieza nuevos.
Para su buen funcionamiento, este dispositivo de gestión necesita ser atravesado por un flujo de caudal dado.
Se ha propuesto una instalación de gestión para elementos sólidos de limpieza que circulan por un intercambiador de calor para la limpieza de este, del tipo que comprende medios de interceptación que, adecuados para la retención de los elementos sólidos de limpieza en circulación, están interpuestos en la canalización de salida del intercambiador de calor, un conducto de retorno, que recicla hacia la canalización de entrada del intercambiador de calor un flujo de retorno que contiene los elementos sólidos de limpieza retenidos por los medios de interceptación, y, dispuesto en este conducto de retorno, y un dispositivo de gestión de estos elementos sólidos de limpieza, instalación en la cual, entre los medios de interceptación y el dispositivo de gestión se encuentra interpuesto, en el conducto de retorno, un dispositivo de concentración que divide el flujo de retorno correspondiente en dos partes, a saber, una primera parte, o parte principal, que contiene normalmente todos los elementos sólidos de limpieza, y que está dirigida hacia el dispositivo de gestión, y una segunda parte, o parte derivada, que está normalmente desprovista de cualquier elemento sólido de limpieza, y que está separada del dispositivo de gestión, perteneciendo el conducto de retorno a medios de circulación que son adecuados para producir, localmente, a través de los medios de interceptación, una circulación a contracorriente.
Una instalación de este tipo se describe, por ejemplo, en el documento FR-A-2 766 915.
Así, el dispositivo de gestión se ahorra por una parte el caudal del flujo de retorno en cuestión, viendo normalmente pasar la totalidad de los elementos sólidos de limpieza a gestionar.
Más precisamente, para una instalación dada, el dispositivo de concentración permite ventajosamente crear de nuevo, sistemáticamente, a la entrada del dispositivo de gestión, condiciones de caudal determinadas, que corresponden a sus condiciones normales de funcionamiento.
Así, sea cual fuere la capacidad de la instalación a tratar, un dispositivo de gestión convencional puede realizarse ventajosamente, en beneficio de los costes.
De una manera general, el reciclado, hacia la canalización de entrada del intercambiador de calor, de los elementos sólidos de limpieza retenidos por los medios de interceptación se obtiene por medios de circulación que empujan o descargan los elementos sólidos de limpieza hacia la indicada canalización de entrada. Esta operación de descarga se realiza necesariamente a través de los medios de interceptación y conduce a una instalación pesada, relativamente complicada.
Para evitar este inconveniente, la presente invención tiene por objeto una instalación del tipo anteriormente indicado, caracterizada por el hecho de que los medios de circulación comprenden medios de aspiración adaptados para retomar, para su reciclado, en línea con los medios de interceptación, los elementos sólidos de limpieza retenidos por estos, siendo el dispositivo de concentración de forma general cilíndrica e incluyendo una rejilla montada pivotante alrededor de un eje que la misma presenta en su parte central, de forma que pueda ocupar al menos dos posiciones extremas, una posición llamada "de limpieza" en la cual deja libre el paso de la parte principal del flujo de retorno y se interpone en el paso de la parte derivada de dicho flujo, y una posición llamada "fuera de limpieza" en la cual se interpone en el paso de la parte principal y de la parte derivada del flujo de retorno.
Ventajosamente, los medios de circulación comprenden un conducto de llegada establecido entre la canalización de salida del intercambiador de calor y su canalización de entrada y conectada con la aspiración de una bomba que descarga en el dispositivo de concentración.
De preferencia, la instalación de gestión comprende un conducto de reciclado que dirige la parte derivada del flujo de retorno en la canalización de salida del intercambiador de calor; el conducto de reciclado se conecta con el conducto de llegada por mediación del dispositivo de concentración.
Se han propuesto ya dispositivos de concentración de rejillas basculantes. Más precisamente, se conoce un dispositivo de concentración en el cual dos rejillas dispuestas en V están montadas de forma pivotante alrededor de un eje que las mismas presentan en su parte central y pueden ocupar al menos dos posiciones en forma de V, estando la punta de la V en la parte baja para una de estas posiciones y en la parte alta para la otra. Un dispositivo de concentración de este tipo presenta el inconveniente de que los elementos de limpieza se pierden en la operación de recuperación de los indicados elementos.
Según la invención, el dispositivo de concentración está conectado con el conducto de reciclado por mediación de un filtro, lo que evita cualquier pérdida de elemento de limpieza.
Ventajosamente, el filtro comprende una pared tubular que atraviesa axialmente de forma estanca un recinto, estando la parte de la pared tubular situada en el interior del recinto provista de perforaciones. La pared tubular del filtro se comunica con el dispositivo de concentración por mediación de una válvula.
De preferencia, la pared tubular del filtro se comunica con el exterior por mediación de una válvula.
Ventajosamente, el conducto de reciclado está conectado con la pared externa del recinto. El conducto de reciclado se puede obturar por una válvula en línea con su conexión con la pared externa del recinto.
De preferencia, la parte superior del recinto está provista de un orificio obturable.
Para comprender mejor el objeto de la invención, se describirá ahora, a título de ejemplo, puramente ilustrativo y no limitativo, un modo de realización representado en la figura única adjunta.
En esta figura, se ha esquematizado, bajo la referencia general 10, un intercambiador de calor, y, por ejemplo, un intercambiador de calor que forma condensador, que, tal como se ha esquematizado por las flechas F1, es atravesado por un flujo de fluido de refrigeración, en el caso particular del agua, a favor, por una parte, de una canalización de entrada 11, y, por otra parte, de una canalización de salida 12.
Como un intercambiador de calor de este tipo 10 es bien conocido en sí mismo, y no es relevante para la presente invención, no se describirá aquí.
Se trata, en la práctica, de un intercambiador de calor tubular que, por ejemplo, es del tipo del sucintamente descrito en el documento FR-A-2 716 530 mencionado anteriormente.
En la forma de realización representada, unos medios de filtración 13 están interpuestos en la canalización de entrada 11 a favor de un manguito 14.
Estos medios de filtración 13, que no son imperativos ni relevantes para la presente invención, tampoco serán descritos aquí. Se trata, por ejemplo, de medios de filtración del tipo de los descritos en el documento FR-A-2 609 644.
De forma conocida en sí, igualmente, pueden ponerse en circulación permanente elementos sólidos de limpieza en el intercambiador de calor 10, para la limpieza en continuo de este.
Se trata, en la práctica, de bolas de goma espumosa, cuyo diámetro es ligeramente superior al de los tubos del intercambiador de calor 10, y cuya densidad, en estado impregnado, es similar a la del agua.
Conviene asegurar una gestión de estos elementos sólidos de limpieza, es decir, no solamente asegura con ello una circulación efectiva en el intercambiador de calor 10, sino igualmente controlar el número y las dimensiones de los mismos.
De forma conocida en sí, estos elementos sólidos de limpieza son sistemáticamente inyectados en la canalización de entrada 11, río abajo de los medios de filtración 13, para ser arrastrados por el flujo entrante.
De forma conocida en sí, igualmente, se interpone, correspondientemente, en la canalización de salida 12, a favor de un manguito 15, medios de interceptación 17 adecuados para la retención de los elementos sólidos de limpieza en circulación, y, por una instalación de gestión 18 detallada a continuación, se recicla, hacia la canalización de entrada 11, los elementos sólidos de limpieza retenidos por estos medios de interceptación 17.
Como estos medios de interceptación 17 no son relevantes por si mismos para la presente invención, no se describirán aquí con detalle. Por ejemplo, se trata de medios de filtración del tipo de los que son objeto del documento FR-A-2 715 530 mencionado anteriormente.
Bastará por consiguiente indicar que comprenden, por una parte, una rueda 20 que cierra transversalmente el manguito 15 y presenta, radialmente, entre su eje y su periferia, un panel filtrante 21, y que, bajo el control de medios de accionamiento 22, está montada de forma rotativa alrededor de su eje, y, por otra parte, una trompa 23, que está dispuesta en línea con la rueda 20, río arriba en el sentido del flujo que sale por la canalización de salida 12, volviéndose hacia el panel filtrante 21 de la rueda 20.
La instalación de gestión 18 comprende medios de circulación que son adecuados para producir, localmente, a través de los medios de interceptación 17, en línea con la trompa 23, una circulación a contracorriente, y que comprenden, por si mismos, para ello, por una parte, un conducto de llegada 25, que se conecta más precisamente con la trompa 23, dispuesta río arriba de los medios de interceptación 17, y, por otra parte, un conducto de retorno 28, que recicla hacia la canalización de entrada 11 del intercambiador de calor 10 un flujo de retorno que contiene los elementos sólidos de limpieza retenidos por estos medios de interceptación 17, y sobre la cual está dispuesto un dispositivo de gestión 26 de estos elementos sólidos de limpieza, con objeto de realizar, particularmente, un control del número de estos, de la eliminación de aquellos cuyas dimensiones no son ya suficientes, y de un reaprovisionamiento de elementos sólidos de limpieza nuevos.
Un dispositivo de concentración 27 apto para elevar la concentración del flujo de retorno correspondiente en elementos sólidos de limpieza, está interpuesto entre los medios de interceptación 17 y el dispositivo de gestión 26.
Dicho de otro modo, en el conducto de llegada 25 se encuentra interpuesto, entre los medios de interceptación 17 y el dispositivo de gestión 26, un dispositivo de concentración 27 que divide el flujo de retorno correspondiente en dos partes, a saber, tal como se ha esquematizado con las flechas P1, P2, en la figura, una parte P1, o parte principal, que contiene todos los elementos sólidos de limpieza en circulación, y que está dirigida hacia el dispositivo de gestión 26, y una segunda parte P2, o parte derivada, que está desprovista de todo elemento sólido de limpieza, y que está separada de este dispositivo de gestión 26 y dirigida a la canalización de salida 12 del intercambiador de calor 10 por un conducto 29 llamado de reciclado. Más precisamente, en esta forma de realización, este conducto de reciclado 29 se conecta con el manguito de salida 15. Más precisamente aún, los medios de circulación comprenden una bomba 24 cuya aspiración está conectada al conducto de llegada 25, y el conducto de reciclado 29 se conecta río debajo de esta bomba 24 con el dispositivo de concentración 27 así mismo conectado con la descarga de la bomba 24.
En la práctica, la parte principal P1 corresponde a una minoría del flujo de retorno tratado, y la parte derivada P2 a una mayoría de éste. Dicho de otro modo, la parte principal P1 es relativamente poco caudalosa, y la parte derivada P2 relativamente muy caudalosa.
En la forma de realización representada, está previsto, en el conducto de llegada 25, río arriba del dispositivo de concentración 27, una válvula 31, y está previsto río abajo de este dispositivo de concentración 27, sobre el conducto de retorno 28, una bomba 30 situada entre dos tramos, un primer tramo 36 y un segundo tramo 37, de la canalización de retorno 28, encontrándose el dispositivo de gestión 26 río abajo del segundo tramo 37, procediendo el primer tramo 36 lateralmente de la parte inferior del dispositivo de concentración 27.
Preferentemente, y tal como se ha representado, el conducto de retorno 28 dispone en el manguito 14 de toberas 32, que aseguran la inyección, en el flujo entrante, de elementos sólidos de limpieza a reponer o poner en circulación y que preferentemente, están orientadas a contracorriente.
Como el dispositivo de gestión 26 no es relevante para la presente invención, no se describirá aquí con detalle. Se indicará simplemente que el dispositivo de gestión 26 comprende dos compartimentos separados por una rejilla 39, un primer compartimento 41 en el cual desemboca el segundo tramo 37 y un segundo compartimento 42.
Los dos compartimentos 41 y 42 están unidos, entre otros, con un distribuidor 43 de alimentación de las toberas 32, el primero 41 por mediación de una válvula 44, el segundo 42 por mediación de una mariposa antirretroceso 45.
En la forma de realización representada, un conducto de evacuación 33, controlado por una válvula 34, conecta los medios de filtración 13 con el conducto de reciclado 29, y por consiguiente con la canalización de salida 12 del intercambiador de calor 10, para una evacuación de los residuos retenidos por los medios de filtración 13.
En la forma de realización representada, el dispositivo de concentración 27 tiene forma general cilíndrica y comprende una rejilla 35, por ejemplo constituida por barrotes cuya separación es inferior al diámetro de los elementos sólidos de limpieza. La rejilla 35 está montada de forma pivotante alrededor de un eje que presenta en su parte central, de modo que puede ocupar al menos dos posiciones extremas, una posición llamada "de limpieza", representada con líneas de trazo continuo en la figura y en la cual deja libre la comunicación entre el conducto de llegada 25 y el dispositivo de gestión 26, es decir el paso de la parte principal P1 del flujo de retorno, mientras que se interpone en el paso de la parte derivada P2 de dicho flujo, y una posición llamada "fuera de limpieza", representada con líneas de trazo discontinuo en la figura, en la cual se interpone tanto en el paso de la parte principal P1 como en el de la parte derivada P2, es decir sobre la totalidad del flujo de retorno.
Según otra característica importante de la invención, el dispositivo de concentración 27 está conectado con el conducto de reciclado 29 por mediación de un filtro 50.
Más precisamente, el filtro 50 comprende una pared tubular 51 que atraviesa axialmente de forma estanca un recinto 52. La pared tubular 51 se comunica, por un lado, con la parte inferior del dispositivo de concentración 27, por mediación de una válvula 53, y, por otro lado con el exterior igualmente por mediación de una válvula 54. La parte de la pared tubular 51 situada en el interior del recinto 52 está provista de perforaciones; el conducto de reciclado 29 está conectado con la pared externa del recinto 52, con la parte inferior de esta, a la derecha de la cual se puede obturar por una válvula 55. La parte superior del recinto 52 lleva un orificio obturable 56.
Una mariposa antirretroceso 46 y una válvula 47 están igualmente dispuestas en el conducto de reciclado 29.
El funcionamiento de la instalación que acaba de describirse es el siguiente:
En todos los casos, las válvulas 31 y 47 están abiertas; en efecto, no han sido previstas más que para facilitar algunas operaciones de mantenimiento.
Normalmente, fuera de la limpieza de los tubos del intercambiador de calor 10, la rejilla 35 del dispositivo de concentración 27 se encuentra en posición de "limpieza" representada con línea de trazo continuo, las válvulas 53 y 56 están abiertas, las válvulas 44 y 54 están cerradas, el orificio 56 está cerrado, la bomba 24 gira y la bomba 30 se encuentra en reposo.
Así, los elementos de limpieza son almacenados río arriba de la rejilla 39 y de la válvula 44 del dispositivo de gestión 26; el flujo extraído por la bomba 24 vuelve a la canalización de salida 12 por el dispositivo de concentración 27, el filtro 50 y el conducto de reciclado 29.
Para limpiar los tubos del intercambiador de calor 10, basta con abrir la válvula 44 y poner en funcionamiento la bomba 30.
En funcionamiento, los elementos sólidos de limpieza atraviesan por consiguiente en continuo el intercambiador de calor 10 y, retenidos por los medios de interceptación 17 a la salida de este, son aspirados por la bomba 24 y reciclados después de, sucesivamente, su paso por el dispositivo de concentración 27, que los separa de la mayor parte del caudal correspondiente, y su paso al dispositivo de gestión 26, que asegura con ello el tratamiento.
Para detener la circulación de los elementos de limpieza, y agruparlos, se cierra la válvula 44 del dispositivo de gestión 26 donde los elementos de limpieza están detenidos por su rejilla 39.
Es posible realizar más rápidamente una operación de este tipo basculando la rejilla 35 en posición "fuera de limpieza", representada con líneas de trazo discontinuo, del dispositivo de concentración 27.
Es a partir de esta posición de la rejilla 35 cuando es posible extraer de la instalación los elementos de limpieza. Para ello, en un primer tiempo, se bascula la rejilla 35 hacia su posición de limpieza, lo cual conduce a los elementos de limpieza a juntarse en el interior de la pared tubular perforada 51. En un segundo tiempo, se detienen las bombas 24 y 30, y se cierran las válvulas 53 y 55, lo cual separa el filtro 50 de la instalación. Abriendo el orificio 56 y la válvula 54, se vacía el filtro 50, por ejemplo en un recipiente 57 situado debajo.
Como se aprecia, la instalación según la invención es simple, ligera y económica, y sea cual fuere la operación de gestión de los elementos de limpieza, ninguno de estos puede perderse.
Gracias al dispositivo de concentración 27, las condiciones de caudal a la entrada del dispositivo de gestión 26, están bien determinadas y corresponden a las condiciones normales de funcionamiento de este dispositivo de gestión 26.

Claims (11)

1. Instalación de gestión para elementos sólidos de limpieza que circulan por un intercambiador de calor (10) para la limpieza de este, del tipo que comprende medios de interceptación (17) que, adecuados para la retención de los elementos sólidos de limpieza en circulación están interpuestos en la canalización de salida (12) del intercambiador de calor (10), un conducto de retorno (28), que recicla hacia la canalización de entrada (11) del intercambiador de calor (10) un flujo de retorno que contiene los elementos sólidos de limpieza retenidos por los medios de interceptación (17), y, dispuesto en este conducto de retorno (28), un dispositivo de gestión (26) de estos elementos sólidos de limpieza, instalación en la cual, entre los medios de interceptación (17) y el dispositivo de gestión (26), se encuentra interpuesto, en el conducto de retorno (28), un dispositivo de concentración (27) que divide el flujo de retorno correspondiente en dos partes (P1, P2), a saber, una primera parte (P1), o parte principal; que contiene normalmente todos los elementos sólidos de limpieza, y que está dirigida hacia el dispositivo de gestión (26), y una segunda parte (P2), o parte derivada, que está normalmente desprovista de cualquier elemento sólido de limpieza, y que está separada del dispositivo de gestión (26), perteneciendo el conducto de retorno (28) a medios de circulación que son adecuados para producir, localmente, a través de los medios de interceptación (17), una circulación a contracorriente, caracterizada porque los medios de circulación comprenden medios de aspiración adaptados para recuperar, para su reciclado, en línea con los medios de interceptación, los elementos sólidos de limpieza retenidos por estos, siendo el dispositivo de concentración (27) de forma general cilíndrica e incluyendo una rejilla (35) montada de forma pivotante, alrededor de un eje que presenta en su parte central, de modo que pueda ocupar al menos dos posiciones extremas, una posición llamada "de limpieza" en la cual deja libre el paso de la parte principal (P1) del flujo de retorno y se interpone en el paso de la parte derivada (P2) de dicho flujo, y una posición llamada "fuera de limpieza" en la cual se interpone en el paso de la parte principal (P1) y de la parte derivada (P2) del flujo de retorno.
2. Instalación de gestión según la reivindicación 1, caracterizada porque los medios de circulación comprenden un conducto de llegada (25) establecido entre la canalización de salida (12) del intercambiador de calor (10) y su canalización de entrada (11) y conectado con la aspiración de una bomba (24) que descarga en el dispositivo de concentración (27).
3. Instalación de gestión según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque comprende un conducto de reciclado (29) que dirige la parte derivada (P2) del flujo de retorno en la canalización de salida (12) del intercambiador de calor (10).
4. Instalación de gestión según la reivindicación 3, caracterizada porque el conducto de reciclado (29) se conecta con el conducto de llegada (25) por mediación del dispositivo de concentración (27).
5. Instalación de gestión según la reivindicación 3 ó 4, caracterizada porque el dispositivo de concentración (27) está conectado con el conducto de reciclado (29) por mediación de un filtro (50).
6. Instalación de gestión según la reivindicación 5, caracterizada porque el filtro (50) comprende una pared tubular (51) que atraviesa axialmente de forma estanca un recinto (52), estando la parte de la pared tubular (51) situada en el interior del recinto (52) provista de perforaciones.
7. Instalación de gestión según la reivindicación 6, caracterizada porque la pared tubular (51) del filtro (50) se comunica con el dispositivo de concentración (27) por mediación de una válvula (53).
8. Instalación de gestión según la reivindicación 6 ó 7, caracterizada porque la pared tubular (51) del filtro (50) se comunica con el exterior por mediación de una válvula (54).
9. Instalación de gestión según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizada porque el conducto de reciclado (28) está conectado con la pared externa del recinto (52).
10. Instalación de gestión según la reivindicación 9, caracterizada porque el conducto de reciclado (29) es obturable por una válvula (56) en línea con su conexión con la pared externa del recinto (52).
11. Instalación de gestión según una de las reivindicaciones 6 a 10, caracterizada porque la parte superior del recinto (52) está provista de un orificio obturable (56).
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