ITMI20082004A1 - Dispositivo e procedimento per l inserzione di un fascio tubiero in un mantello di uno scambiatore di calore - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo e ad un procedimento per l’inserzione di un fascio tubiera in un mantello di uno scambiatore di calore.

Com'à ̈ noto la costruzione di uno scambiatore di calore prevede l’inserzione di lunghi e pesanti fasci di tubi flottanti all'interno del mantello che risulta un'operazione estremamente difficoltosa tanto da costituire uno dei passaggi più problematici nel ciclo produttivo di assemblaggio di uno scambiatore.

Il funzionamento delle attuali apparecchiature per eseguire la suddetta operazione à ̈ basato sul tiro di due fimi di acciaio da parte di due martinetti idraulici sincronizzati che rende possibile questa operazione di inserimento dei fasci di tubi all’interno del mantello dello scambiatore senza alcun limite di lunghezza degli stessi.

Il problema che si presenta durante l’inserimento dei fasci di tubi all’interno del mantello dello scambiatore à ̈ che il fascio di tubi viene mantenuto in sospensione mediante uno o più carri ponte o altre attrezzature di sollevamento per cui tende ad oscillare in senso verticale trascinando in questa sua oscillazione anche la apparecchiatura che provvede all’inserimento dei fasci di tubi all’ interno del mantello con le conseguenza di scaricare sulla stessa le notevolissime forze dovute all’ enorme peso del fascio di tubi rischiando così di provocare la rottura o deformazione delle parti meno resistenti dell’apparecchiatura quali ad esempio le ruote della stessa.

Allo scopo basti pensare che le funi di acciaio per introdurre il fascio di tubi alfintemo del mantello del scambiatore di calore esercitano una forza di tiro di circa 60 tonnellate ad una velocità di circa 3 m al minuto.

Si tenga inoltre presente che il fascio di tubi pesa diverse tonnellate che si scaricano sulla struttura della apparecchiatura di inserimento durante l’oscillazione del fascio di tubi con effetti disastrosi per la stessa.

Quanto sopra comporta numerosi inconvenienti tra cui il ripristino delle parti danneggiate con notevoli costi di riparazione e tempi lunghi di fermo macchina per eseguire la stessa.

Compito tecnico che si propone la presente invenzione à ̈, pertanto, quello di realizzare un dispositivo e un procedimento per l’inserzione di un fascio tubiero in un mantello di uno scambiatore di calore che consentano di eliminare gli inconvenienti tecnici lamentati della tecnica nota.

NeH’ambito di questo compito tecnico uno scopo dell’invenzione à ̈ quello di realizzare un dispositivo e un procedimento per l’inserzione di un fascio tubiero in un mantello di imo scambiatore di calore che consentano di salvaguardare l’integrità strutturale e funzionale del dispositivo stesso anche in caso di oscillazione verticale dei fasci di tubi durante la loro inserzione all’intemo del mantello.

Un altro scopo dell’ invenzione à ̈ quello di realizzare un dispositivo e un procedimento per l’inserzione di un fascio tubiera in un mantello di uno scambiatore di calore che presentino una incrementata sicurezza ed affidabilità, oltre ad una maggiore produttività.

Il compito tecnico, nonché questi ed altri scopi, secondo la presente invenzione vengono raggiunti realizzando un dispositivo e un procedimento per l’inserzione di un fascio tubiera in un mantello di uno scambiatore di calore conformi alle rivendicazioni indipendenti di seguito riportate.

In sostanza con il dispositivo ed il procedimento per l’inserzione di un fascio tubiera in un mantello di uno scambiatore di calore della presente invenzione un eventuale movimento verticale del fascio tubiera, effettuato durante la spinta del fascio tubiera per allinearlo al mantello, viene rilevato automaticamente per essere automaticamente compensato preferibilmente interrompendo prima il tiro del fascio tubiera in modo tale da non arrecare danno alle parti del dispositivo più esposte, quali ad esempio le ruote.

Conseguentemente à ̈ possibile introdurre il fascio di tubi nel mantello senza limiti di lunghezza dello scambiatore ad elevata velocità e in modo rapido corretto e sicuro.

Altre caratteristiche della presente invenzione sono definite, inoltre, nelle rivendicazioni successive.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’ invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva del dispositivo e del procedimento per l’inserzione di un fascio tubiera in un mantello di uno scambiatore di calore secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nei disegni allegati, in cui:

la figura 1 mostra lo schema di tiro del fascio tubiera nell’ involucro con il dispositivo di inserzione;

la figura 2 mostra una vista in alzato laterale del supporto della trave di spinta del dispositivo di figura 1 ; e

la figura 3 mostra una vista di uno dei cilindri che costituisce i mezzi di tiro del dispositivo di figura 1 .

Con riferimento alle figure citate, viene mostrato un dispositivo 1 per l’inserzione di un fascio tubiera 2 in un mantello 3 di uno scambiatore di calore.

Il dispositivo 1 comprende un supporto 4 atto a sostenere una trave di spinta 10 supportante mezzi di tiro a fune per l’inserzione del fascio tubiera 2 nel mantello 3.

Il supporto 4 sostiene inoltre mezzi per la regolazione della posizione verticale della trave di spinta 10.

Il dispositivo 1 à ̈ altresì munito di mezzi di rilevamento automatico di uno spostamento verticale del fascio tubiera 2 da una posizione di riferimento rispetto alla trave di spinta 10, e di mezzi di comando (non mostrati) controllati dai mezzi di rilevamento per azionare almeno i mezzi di regolazione in modo tale da far recuperare alla trave di spinta 10 lo spostamento del fascio tubiero 2.

Sono previsti inoltre mezzi (non mostrati) di disabilitazione automatica dei mezzi di tiro quando viene rilevato uno spostamento verticale del fascio tubiero 2.

Vantaggiosamente anche i mezzi di disabilitazione dei mezzi di tiro sono azionati dai mezzi di comando controllati dai mezzi di rilevamento.

Il supporto 4 comprende una guida verticale 7, una prima slitta 8 applicata alla guida verticale 7 e azionabile dai mezzi di regolazione, una seconda slitta 9 applicata folle alla guida verticale 7 al di sopra della prima slitta 8, e mezzi ammortizzatori interposti tra la prima slitta 8 e la seconda slitta 9.

La seconda slitta 9 sostiene in modo fisso la trave di spinta 10 che à ̈ disposta orizzontalmente e porta fissati i mezzi di tiro formati da opportuni cilindri di tiro 11.

I mezzi di regolazione comprendono una vite di trascinamento verticale motorizzata 17 portata girevole dal supporto 4 e accoppiata ad una madrevite 18 solidale alla prima slitta 8.

I mezzi di rilevamento comprendono un tastatore 12 solidale alla seconda slitta 9, ed un’asta verticale 13 solidale alla prima slitta 8 e recante una prima camma 14 atta ad interagire con il tastatore 12 per indicare il posizionamento del fascio tubiera 2 in corrispondenza della sua posizione di riferimento rispetto alla trave di spinta 10, una seconda camma 15 posta ad una distanza calibrata al di sopra della prima camma 14 ed atta ad interagire con il tastatore 12 per indicare uno spostamento verticale verso l’alto del fascio tubiera 2 rispetto alla sua posizione di riferimento, ed una terza camma 16 posta ad una distanza calibrata al di sotto della prima camma 14 ed atta ad interagire con il tastatore 12 per indicare uno spostamento verticale verso il basso del fascio tubiera 2 rispetto alla sua posizione di riferimento.

Preferibilmente la prima camma 14, la seconda camma 15 e la terza camma 16 sono tra loro sfalsate lungo un piano di giacitura verticale comune e il tastatore 12 presenta una prima leva atta ad interagire selettivamente con la prima camma 14 e la seconda camma 15 ed una seconda leva atta ad interagire selettivamente con la prima camma 14 e con la terza camma 16.

I mezzi di comando possono esemplificativamente comprendere un circuito elettrico atto a convertire l’azione meccanica delle camme 14, 15 e 16 sul tastatore 12 in segnali elettrici di comando del motore che aziona la vite di trascinamento 17 e dei mezzi di disabilitazione del tiro (che possono essere di qualunque tipo noto). I mezzi ammortizzatori comprendono molle elicoidali 19 calzate su barre verticali 20 della guida verticale 7.

I mezzi di tiro comprendono come detto almeno un cilindro 11 lungo il cui asse 22 si sviluppa una cava 23 di posizionamento della fune 48.

Il cilindro 11 presenta, coassialmente allineati in sequenza lungo il suo asse 22, un martinetto anteriore 24 per il detensionamento della fune, una pinza anteriore 25, un martinetto posteriore 26 per il tiro della fune, ed una pinza posteriore 27.

Il martinetto anteriore 24 comprende un corpo tubolare anteriore 28 scorrevolmente associato ad un corpo tubolare posteriore 29 alloggiarne al suo interno una guida 30 internamente conica lungo cui la pinza anteriore 25, costituita da un elemento conico ripartito in settori di cono 31 Ã ̈ mobile in azione e per il contrasto di mezzi elastici 32 tra una posizione protratta e rispettivamente una posizione ritratta per la presa e rispettivamente il rilascio della fune.

I mezzi elastici 32 in particolare sono costituiti da una molla interposta tra una ghiera 41 applicata alla base della guida 30 e la base della pinza anteriore 25.

Analogamente il martinetto posteriore 26 comprende un corpo tubolare anteriore 33 scorrevolmente associato ad un corpo tubolare posteriore 34 alloggiale al suo interno una guida 35 internamente conica lungo cui la pinza posteriore 27, costituita da un elemento conico ripartito in settori di cono 36, Ã ̈ mobile in azione e per il contrasto di mezzi elastici 37 tra una posizione protratta e rispettivamente una posizione ritratta per la presa e rispettivamente il rilascio della fune.

I mezzi elastici 37 in particolare sono costituiti da una molla interposta tra una ghiera 42 applicata alla base della guida 35 e la base della pinza posteriore 27.

La guida internamente conica 30 si prolunga esternamente al corpo tubolare posteriore 29 del martinetto anteriore 24 con una porzione 38 presentante una flangia esterna 39 di accoppiamento rigido ad un collare anteriore 40 del corpo tubolare anteriore 33 del martinetto posteriore 26.

Il cilindro 11 ha preferibilmente anche una impugnatura 49.

Il dispositivo 1 infine à ̈ preferibilmente portato da un carrello 5 con ruote piroettanti 6 eventualmente ammortizzate.

Il procedimento per l’inserzione del fascio tubiero 2 nel mantello 3 dello scambiatore di calore consiste in sostanza nel rilevare automaticamente, durante il tiro del fascio tubiero 2 nel mantello 3, uno spostamento verticale del fascio tubiero 2 rispetto alla sua posizione di riferimento, nell’interrompere automaticamente il tiro quando viene rilevato detto spostamento, e nel regolare automaticamente la trave di spinta 10 in modo tale da recuperare lo spostamento rilevato del fascio tubiero 2.

Più in particolare si farà riferimento al procedimento di inserzione, nel caso in cui à ̈ presente sulla trave spinta 10 una coppia di cilindri 11 che portano funi 48 fissate alle estremità del diametro orizzontale della base del mantello 3 da cui si inserisce il fascio tubiero 2, ed in cui per assistere l’inserzione il fascio tubiero 2 sia verticalmente sostenuto da una cinghia 44 appesa ad un carroponte (non mostrato). Questa tipologia di inserzione à ̈ comunemente detta “ad inseguimento†del fascio tubiero 2 e prevede che per effetto del tiro operato dai cilindri 11 la trave 10 spinga il fascio tubiero 2 verso Γ interno del mantello 3.

Naturalmente l’invenzione si applica anche ad una diversa tipologia nota di inserzione detta “con appoggio al mantello†in cui la fune à ̈ fissata al fascio tubiero 2 che si introduce dalla base del mantello 3 opposta a quella da cui agisce il dispositivo 1.

Inizialmente la prima camma 14 interagisce con il tastatore 12 indicando che il fascio tubiero 2 Ã ̈ nella sua posizione di riferimento (o in un intorno ammissibile della sua posizione di riferimento la cui estensione dipende dalla lunghezza verticale della prima camma 14).

Il principio come detto à ̈ che la trave di spinta 10 non può mai spostarsi rispetto al fascio di tubi 2 perchà ̈ il movimento relativo tra i due da un lato rovinerebbe la testa di tubi e dall’altro sottoporrebbe l’intero dispositivo 1 ad enormi forze che ne metterebbero a repentaglio l’integrità.

Una oscillazione verticale del fascio tubiero 2 trascina la trave di spinta 10 e la seconda slitta 9 causando uno spostamento relativo tra l’asta verticale 13 ed il tastatore 12.

Il circuito elettrico di comando genera un segnale elettrico di azionamento dei mezzi di regolazione e dei mezzi di disabilitazione dei mezzi di tiro solo quando si verifica la sequenza di eventi comprendente come primo evento il disimpegno del tastatore 12 dalla prima camma 14 e come secondo evento l’impegno del tastatore 12 con la seconda camma 15 o con la terza camma 16. Nel caso in cui si verifica solo il primo evento il circuito elettrico di comando commuta da uno stato inattivo ad uno stato attivo ma non genera alcun segnale di azionamento dei mezzi di regolazione nà ̈ i mezzi di disabilitazione dei mezzi di tiro.

Quanto l’entità della oscillazione verticale del fascio tubiero 2 à ̈ tale da causare in sequenza il primo e il secondo evento allora il circuito di comando aziona i mezzi di regolazione e i mezzi di disabilitazione dei mezzi di tiro.

La vite di trascinamento 17 sposta la prima slitta 8 in assenza di tiro per compensare lo spostamento rilevato.

La rotazione della vite di trascinamento 17 viene interrotta e il tiro ripristinato quando si verifica la sequenza di eventi comprendente come primo evento il disimpegno del tastatore 12 dalla seconda o terza camma 15 o 16 e come secondo evento l’impegno del tastatore 12 con la prima camma 14 che corrisponde al recupero dello spostamento del fascio tubiero 2 ad opera della trave di spinta 10.

Naturalmente il senso di rotazione della vite di trascinamento 17 à ̈ correlato a quale tra la seconda e la terza camma 15 e 16 si impegna con il tastatore 12 ed à ̈ tale da causare un sollevamento della prima slitta 8 quando la seconda camma 15 si impegna con il tastatore 12 ed un abbassamento della prima slitta 8 quando la terza camma 16 si impegna con il tastatore 12.

I mezzi di ammortizzazione presenti tra la prima slitta 8 e la seconda slitta 9 compensano piccoli spostamenti verticali a cui può essere assoggettato il fascio tubiero 2 e tali da non giustificare l’intervento dei mezzi di regolazione e dei mezzi di disabilitazione dei mezzi di tiro.

Il dispositivo e il procedimento per l’inserzione di un fascio tubiero in un mantello di uno scambiatore di calore così concepiti à ̈ suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali utilizzati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a secondo delle esigenze e dello stato della tecnica.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per l’inserzione di un fascio tubiera in un mantello di uno scambiatore di calore, del tipo comprendente un supporto atto a sostenere una trave di spinta portante mezzi di tiro a fune per l’inserzione di detto fascio tubiera in detto mantello, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di rilevamento automatico di uno spostamento verticale di detto fascio tubiera da una posizione di riferimento rispetto a detta trave di spinta, e mezzi di comando controllati da detti mezzi di rilevamento almeno per azionare mezzi di regolazione della posizione verticale di detta trave di spinta in modo tale da farle recuperare detto spostamento.
2. 2. Dispositivo per l’inserzione di un fascio tubiera di uno scambiatore di calore in un mantello secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di comando azionano anche mezzi per la disabilitazione automatica di detti mezzi di tiro quando viene rilevato detto spostamento verticale.
3. 3. Dispositivo per l’inserzione di un fascio tubiera di uno scambiatore di calore in un mantello secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto supporto comprende una guida verticale, una prima slitta applicata a detta guida e azionabile da detti mezzi di regolazione, una seconda slitta applicata folle a detta guida al di sopra di detta prima slitta, e mezzi ammortizzatori interposti tra detta prima e seconda slitta.
4. 4. Dispositivo per l’inserzione di un fascio tubiera di uno scambiatore di calore in un mantello secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta seconda slitta porta detti mezzi di tiro.
5. 5. Dispositivo per l’inserzione di un fascio tubiera di uno scambiatore di calore in un mantello secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di rilevamento comprendono un tastatore solidale a detta seconda slitta, ed un’asta verticale solidale a detta prima slitta e recante una prima camma atta ad interagire con detto tastatore per indicare il posizionamento di detto fascio tubiera in corrispondenza di detta sua posizione di riferimento, una seconda camma posta ad una distanza calibrata al di sopra di detta prima camma ed atta ad interagire con detto tastatore per indicare uno spostamento verticale verso l’alto di detto fascio tubiera rispetto a detta sua posizione di riferimento, ed una terza camma posta ad una distanza calibrata al di sotto di detta prima camma ed atta ad interagire con detto tastatore per indicare uno spostamento verticale verso il basso di detto fascio tubiera rispetto a detta sua posizione di riferimento.
6. 6. Dispositivo per l’inserzione di un fascio tubiera di uno scambiatore di calore in un mantello secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi ammortizzatori comprendono molle elicoidali calzate su barre verticali di detta guida.
7. 7. Dispositivo per l’inserzione di un fascio tubiero di uno scambiatore di calore in un mantello secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di regolazione comprendono una vite di trascinamento verticale motorizzata accoppiata ad una madrevite solidale a detta prima slitta.
8. 8. Dispositivo per l’inserzione di un fascio tubiero di uno scambiatore di calore in un mantello secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di tiro comprendono almeno un cilindro lungo il cui asse si sviluppa una cava di posizionamento di detta fune, detto cilindro presentando, coassialmente allineati in sequenza lungo detto suo asse, un martinetto anteriore per il detensionamento di detta fune, una pinza anteriore, un martinetto posteriore per il tiro di detta fune, ed una pinza posteriore.
9. 9. Dispositivo per l’inserzione di un fascio tubiero di uno scambiatore di calore in un mantello secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto martinetto anteriore comprende un corpo tubolare anteriore scorrevolmente associato ad un corpo tubolare posteriore alloggiale al suo interno una guida internamente conica lungo cui detta pinza anteriore costituita da un elemento conico ripartito in settori di cono à ̈ mobile in azione e per il contrasto di mezzi elastici tra una posizione protratta e rispettivamente una posizione ritratta per la presa e rispettivamente il rilascio di detta fune.
10. 10. Dispositivo per l’inserzione di un fascio tubiera di uno scambiatore di calore in un mantello secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto martinetto posteriore comprende un corpo tubolare anteriore scorrevolmente associato ad un corpo tubolare posteriore alloggiante al suo interno una guida internamente conica lungo cui detta pinza posteriore costituita da un elemento conico ripartito in settori di cono à ̈ mobile in azione e per il contrasto di mezzi elastici tra una posizione protratta e rispettivamente una posizione ritratta per la presa e rispettivamente il rilascio di detta fune. 1.
11. Dispositivo per l’inserzione di un fascio tubiera di uno scambiatore di calore in un mantello secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta guida internamente conica alloggiata all’interno di detto corpo tubolare posteriore di detto martinetto anteriore si prolunga esternamente ad esso con una porzione presentante una flangia esterna di accoppiamento rigido ad un collare anteriore di detto corpo tubolare anteriore di detto martinetto posteriore. 2.
12. Dispositivo per l’inserzione di un fascio tubiera di uno scambiatore di calore in un mantello secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di presentare un carrello con ruote piroettanti per il sostegno di detto supporto.
13. 13. Procedimento per l’inserzione di un fascio tubiera in un mantello di uno scambiatore di calore, caratterizzato dal fatto di consistere nel rilevare automaticamente, durante il tiro di detto fascio tubiera in detto mantello, uno spostamento verticale di detto fascio tubiera rispetto ad una sua posizione di riferimento rispetto ad una trave di spinta di detto fascio tubiera, nell 'interrompere automaticamente detto tiro quando viene rilevato detto spostamento, e nel regolare automaticamente la posizione verticale di detta trave di spinta in modo tale da recuperare detto spostamento durante rinterruzione di detto tiro.