Cierre de canal roscado para un cambiador de carcasa y tubos que comprende un colector de canal (1),

una junta (7) dispuesta en el saliente del canal, una lengüeta de un diafragma (8) dispuesta para aplicar presión sobre la junta (7) para conseguir la junta de estanqueidad, un anillo de compresión exterior (9) dispuesto en el lado posterior del diafragma (8) y cargado por pernos de empuje (10) dispuestos en la periferia de un anillo de bloqueo roscado (2), un anillo de compresión exterior (9) soportado por un recubrimiento de canal (3), que se mantiene en posición por el anillo de bloqueo roscado (2), en el cual el colector de canal (1) que está provisto de una pluralidad de agujeros radiales (108) en su periferia, estando la pluralidad de agujeros radiales (108) alineados aproximadamente respecto de una línea central del ancho del anillo de compresión (9) en su condición ensamblada; el anillo de comprensión exterior (9) siendo proporcionado con la pluralidad de agujeros radiales pasantes (104) que coinciden con la pluralidad de agujero radiales (108) del colector de canal (1) tanto en número como en posición angular; el recubrimiento de canal (3) que está provisto de un conjunto de agujeros ciegos (105) que coinciden con la pluralidad de agujero radiales (108) del colector de canal (1) y de este modo también con la pluralidad de agujeros radiales pasantes (104) del anillo de compresión exterior; disponiéndose una pluralidad de pasadores de retención roscados (14) para engranarse con la pluralidad de agujeros radiales pasantes (104) del recubrimiento de canal (9), el conjunto de agujeros ciegos (105) del recubrimiento de canal (3) y la pluralidad de agujeros radiales (108) del colector de canal (1); una pluralidad de agujeros (16, 18) está dispuesta en el anillo de bloqueo roscado (2) para alimentar con fluido lubricante cada uno de los pernos de empuje roscados (10 y una junta roscada entre el anillo de bloqueo roscado (2) y el colector de canal (1); el diámetro exterior del recubrimiento de canal (3) que se acopla al anillo de bloqueo roscado (2) y está provisto de una tolerancia limitada para conseguir un ajuste de posicionamiento para una longitud de aproximadamente 10 mm a 100 mm, y sobre una longitud después de ésta seguido de una parte de diámetro cónico o ahusado (102) y el resto del diámetro del recubrimiento de canal (3) alejado de ésta un huelgo normal; un anillo guía (15) que está ajustado con fijadores roscados (107) en el extremo del colector de canal (1), estando el diámetro interior del anillo guía (15) provisto de una tolerancia limitada para conseguir un ajuste de emplazamiento con el diámetro exterior de acoplamiento del anillo de bloqueo roscado (2); estando de este modo el anillo de bloqueo roscado (2) soportado precisamente de manera concéntrica en los dos extremos (101, 106)

Campo técnico

La presente invención se refiere a un cierre de canal roscado para cambiadores de carcasa de tubos a presión elevada que tiene haces de tubos amovibles tal como tubos en forma de U y colectores flotantes. Tales cambiadores térmicos se usan ampliamente en servicios críticos en numerosas industrias de proceso tal como unidades de hidrocraqueo, unidades de hidrodesparafinado, unidades de hidrorrefinado, etc.

Técnica anterior

Se conoce un cierre de canal roscado partir del documento WO-A-2007/122632, que es técnica anterior según el artículo 54(3) CEP y se considera como la técnica anterior más cercana. La técnica anterior se describe en lo sucesivo con ayuda de las siguiente figuras.

La figura 1 muestra la vista en sección del conjunto colector de canal del cambiador térmico de tipo H-H típico descrito mas adelante.

La figura 2 muestra la vista en sección del conjunto colector de canal del cambiador térmico de tipo H-L típico descrito mas adelante.

Los cambiadores térmicos de tipo cierre de canal roscado se clasifican generalmente basados en las presiones operativas sobre los lados de calandria.

Los cambiadores térmicos, que tienen presión elevada tanto del lado de la carcasa como del lado de tubos, se clasifican como cambiadores térmico de tipo H-H.

Los cambiadores térmicos, que tienen mayor presión del lado del canal y menor presión del lado de la carcasa, se clasifican como cambiadores térmico de tipo H-L.

De este modo en los cambiadores térmicos de tipo H-H, las placas tubulares se someten a menor presión diferencial y en consecuencia tendrían típicamente una laca tubular interna con un aparato para sellar las placas tubulares contra el saliente del canal.

En los cambiadores térmicos de tipo H-L, las placas tubulares se pueden típicamente exponer a una presión completa independientemente sobre uno cualquiera de los dos lados. El tipo H-L tendría típicamente una placa tubular y un canal de construcción solidaria, bien la pieza sola o soldados juntos. La carcasa del tipo H-L se podría empernar o soldar a la placa tubular. Las placas tubulares van provistas de una pluralidad de agujeros en los cuales se fijan los tubos 5. El canal (1) va provisto de boquillas (6) para que el fluido del lado del tubo entre y salga del cambiador térmico. Los cambiadores térmicos van probablemente provistos de dos o más conductos de tubos y en consecuencia, algunos de los tubos en el primer paso de tubos a través del cual entra el fluido del lado del tubo en el haz de tubo desde el lado del canal de la boquilla, mientras que algunos tubos en el paso de tubos final a través del cual sale el fluido del lado del tubo desde el haz de tubos a la boquilla de salida del lado del canal.

Tanto los cambiadores térmicos de tipo H-H como H-L tienen colectores (1) de canal provistos de un cierre roscado consistente en un anillo de bloqueo roscado (2) y un recubrimiento de canal (3). El anillo de bloqueo roscado sé rosca en las roscas dispuestas en el cuerpo de colector de canal.

El cierre se sella mediante una junta de estanqueidad. La junta (7) se sitúa en una ranura hecha en el saliente del canal delante de las roscas. La junta se comprime a través de la parte periférica, es decir, la lengüeta del diafragma (8). El diafragma es soportado por un anillo de compresión (9) en la periferia; y en el centro, es soportado por el recubrimiento de canal. El recubrimiento de canal se mantiene en posición mediante el anillo (2) de bloqueo roscado. Los pernos o varillas de empuje (10) ensamblados en la periferia del anillo de bloqueo roscado presurizan el anillo de compresión (9), que a su vez ejerce presión sobre la lengüeta del diafragma para sellar la junta. El empuje de extremo debido a la presión interna sobre el diafragma se transmite esencialmente a y es soportado por las roscas de canal mediante el recubrimiento de canal, el anillo de compresión exterior y el anillo de bloqueo roscado. Los pernos/varillas de empuje (10) sobre el anillo (2) de bloqueo roscado proporcionan una carga incremental a la junta a través de la lengüeta del diafragma para conseguir la junta de estanqueidad.

El procedimiento de ensamblado del cambiador térmico de la técnica anterior es como se proporciona más adelante.

El diafragma (8) y el anillo (9) de compresión exterior se colocan en posición. El diafragma (8) y el anillo de compresión (9) se mantienen en posición mediante varillas roscadas (11) internas. Estas varillas roscadas (11) se atornillan en los agujeros roscados radiales en el anillo (9) de compresión exterior. Estas varillas roscadas se ensamblan a partir del lado interior del anillo de compresión exterior y sobresalen más allá del diámetro exterior del anillo de compresión exterior para engranarse en muescas

(51) dispuestas en el barril de canal. Estas varillas roscadas permanecen por debajo del nivel del diámetro interior del anillo de compresión exterior para evitar interferir con el recubrimiento de canal. Después, el recubrimiento de canal (3) y el anillo de bloqueo roscado se pueden ensamblar.

Se ha de entender que los cambiadores térmicos considerados son muy pesados y la dimensión y peso de los componentes como el recubrimiento de canal y el anillo de bloqueo roscado se pueden encontrar en el intervalo de 600 mm a 2000 mm de diámetro y pesos en el intervalo de 200 Kg. a 1000 kg. Naturalmente, tales piezas requieren huelgos generosos entre sus piezas de acoplamiento (típicamente del orden de 0,5 mm a 2 mm radialmente) para facilitar el ensamblado. La disposición del cierre es tal que la parte mayor del recubrimiento se sitúa en el diámetro interior del anillo de bloqueo roscado mientras que una pequeña parte del recubrimiento de canal, cuyo diámetro es superior al diámetro interior del anillo de bloqueo roscado permanece por delante del anillo roscado y penetra en el anillo de compresión exterior. Por lo tanto, el anillo de bloqueo roscado se pueden ensamblar solamente cuando el recubrimiento de canal está en posición. Al mismo tiempo, el recubrimiento de canal no puede permanecer en posición sin estar engranado al anillo de bloqueo roscado. De este modo, la técnica existente es utilizar tanto el anillo de bloqueo roscado y el recubrimiento de canal juntos para su ensamblado dentro del colector de canal. De este modo, es necesario utilizar el anillo de bloqueo roscado y el recubrimiento de canal juntos. Estos componentes se montan sobre una fijación especial de tipo en voladizo y se requiere que estén hábilmente equilibrados usando contrapesos para ponerlos en vertical y alinearlos con la línea central del canal. Asimismo, durante el ensamblado, mientras el recubrimiento permanece estacionario, se requiere que el anillo de bloqueo roscado sea girado. La metodología existente para equilibrar el conjunto, alinear el anillo de bloqueo roscado con las roscas sobre el cuerpo de canal es un proceso muy difícil, incómodo que requiere mucho tiempo y si no se realiza apropiadamente puede dañar gravemente el equipo y/o sus componentes.

Las varillas roscadas (11), que se roscan desde el interior del anillo de compresión exterior (9) pueden entorpecer el libre movimiento del anillo de compresión (9) y el diafragma (8). Después de exponer el equipo a la condición operativa, invariablemente estas varillas roscadas (11) se atascan y se son extremadamente difíciles de desenroscar, debido, además, a que estas varillas se encuentran por debajo del nivel del anillo de compresión exterior y a veces se rompen lo cual conlleva una reparación importante del equipo.

Hay una tendencia definitiva de los pernos de empuje a atascarse particularmente cuando el equipo ha estado en servicio durante algún periodo de tiempo debido a la deposición de materia extraña, incrustación, oxidación y/o gripado en la parte roscada. Cuando se aplica el par para aflojar tales pernos atascados, es muy probable que se corten las cabezas de los pernos. La retirada y sustitución de estos pernos cortados es muy difícil e incómoda y no siempre posible en el lugar de instalación.

Como se ha mencionado anteriormente, se disponen huelgos generosos entre las raíces y crestas de las roscas macho sobre el anillo (2) de bloqueo roscado y roscas hembra sobre el barril de canal para facilitar un ensamblado suave. Idealmente, se requiere que, este huelgo permanezca distribuido uniformemente y por igual alrededor de la circunferencia para que de este modo la transferencia de carga se realice a lo largo del contacto al lado... [Seguir leyendo]

1. Cierre de canal roscado para un cambiador de carcasa y tubos que comprende un colector de canal (1), una junta (7) dispuesta en el saliente del canal, una lengüeta de un diafragma (8) dispuesta para aplicar presión sobre la junta (7) para conseguir la junta de estanqueidad, un anillo de compresión exterior (9) dispuesto en el lado posterior del diafragma (8) y cargado por pernos de empuje

(10) dispuestos en la periferia de un anillo de bloqueo roscado (2), un anillo de compresión exterior (9) soportado por un recubrimiento de canal (3), que se mantiene en posición por el anillo de bloqueo roscado (2), en el cual

el colector de canal (1) que está provisto de una pluralidad de agujeros radiales (108) en su periferia, estando la pluralidad de agujeros radiales (108) alineados aproximadamente respecto de una línea central del ancho del anillo de compresión (9) en su condición ensamblada;

el anillo de comprensión exterior (9) siendo proporcionado con la pluralidad de agujeros radiales pasantes

(104) que coinciden con la pluralidad de agujero radiales (108) del colector de canal (1) tanto en número como en posición angular;

el recubrimiento de canal (3) que está provisto de un conjunto de agujeros ciegos (105) que coinciden con la pluralidad de agujero radiales (108) del colector de canal (1) y de este modo también con la pluralidad de agujeros radiales pasantes (104) del anillo de compresión exterior; disponiéndose una pluralidad de pasadores de retención roscados (14) para engranarse con la pluralidad de agujeros radiales pasantes

(104) del recubrimiento de canal (9), el conjunto de agujeros ciegos (105) del recubrimiento de canal (3) y la pluralidad de agujeros radiales (108) del colector de canal (1);

una pluralidad de agujeros (16, 18) está dispuesta en el anillo de bloqueo roscado (2) para alimentar con fluido lubricante cada uno de los pernos de empuje roscados (10 y una junta roscada entre el anillo de bloqueo roscado (2) y el colector de canal (1);

el diámetro exterior del recubrimiento de canal (3) que se acopla al anillo de bloqueo roscado (2) y está provisto de una tolerancia limitada para conseguir un ajuste de posicionamiento para una longitud de aproximadamente 10 mm a 100 mm, y sobre una longitud después de ésta seguido de una parte de diámetro cónico o ahusado (102) y el resto del diámetro del recubrimiento de canal (3) alejado de ésta un huelgo normal;

un anillo guía (15) que está ajustado con fijadores roscados (107) en el extremo del colector de canal (1), estando el diámetro interior del anillo guía (15) provisto de una tolerancia limitada para conseguir un ajuste de emplazamiento con el diámetro exterior de acoplamiento del anillo de bloqueo roscado (2); estando de este modo el anillo de bloqueo roscado (2) soportado precisamente de manera concéntrica en los dos extremos (101, 106).

2. Procedimiento para ensamblar el cierre de canal roscado según la reivindicación 1, comprendiendo el procedimiento:

ajuste de la junta (7), el diafragma (8), y el anillo de compresión (9) en posición;

hacer coincidir la pluralidad de agujeros radiales pasantes (104) del anillo de compresión (9) con la pluralidad de agujeros radiales (108) del colector de canal (1); insertándose y roscándose los pasadores de retención roscados (14) en la medida en que se engranan con la pluralidad de agujeros radiales pasantes (104) del anillo de compresión (9) después de pasar a través de la pluralidad de agujeros radiales (108) del colector de canal (1); manteniéndose el diafragma (8) y el anillo de compresión (9) en posición,

siendo llevado después el recubrimiento de canal (3) en posición independiente del anillo (2) de bloqueo roscado y coincidiendo el conjunto de agujeros ciegos (105) del recubrimiento de canal

(3) con la pluralidad de agujeros radiales (104) del anillo de compresión (9) y la pluralidad de agujeros radiales (108) del colector de canal (1);

atornillándose a continuación dichos pasadores de retención roscados (14) para engranarse con el conjunto de agujeros ciegos (105) dispuestos en el recubrimiento de canal (3); estableciéndose entonces el recubrimiento de canal precisamente de manera concéntrica con el colector de canal por roscado o desenroscado diferencial de los pasadores de fijación roscados (14);

ajustándose a continuación el anillo guía (15) en posición y fijándose al extremo del colector de canal (1), mediante los fijadores roscados (107); una vez posicionado el recubrimiento de canal (3) de manera concéntrica, el anillo de bloqueo roscado (2) se lleva independientemente para engranar y atornillarse en las roscas del colector de canal (1); los diámetros de acoplamiento del anillo de retención roscado (2) con el diámetro exterior del recubrimiento de canal (3) y el diámetro interior del anillo guía (15) (101, 106) que guía el anillo de bloqueo roscado precisamente de manera concéntrica respecto del colector de canal debido al ajuste de posicionamiento conseguido por tolerancias limitadas sobre el diámetro exterior del recubrimiento de canal (3) (101) y el diámetro interior del anillo guía (15).

3. Cierre de canal roscado según la reivindicación 1 que incluye tuercas de ajuste (13) dispuestas sobre partes roscadas de los pasadores de retención roscados (14), y una pluralidad de calzos (12) en forma de un par de piezas conformadas en “L” o de otra forma o configuración fijada sobre el colector de canal (1) adyacente a la pluralidad de agujeros radiales (108) del colector de canal, dispuesta de tal manera que, los pasadores de retención roscados (14) puedan pasar fácilmente a través de la misma, mientras que el movimiento radial hacia fuera de las tuercas (13), que están dispuestas sobre los pasadores (14) está limitado por los calzos (12).

4. Cierre de canal roscado según la reivindicación 1, que incluye tuercas de ajuste (13) dispuestas sobre las partes roscadas de los pasadores de retención roscados (14);

y en el cual se disponen protuberancias huecas (401) para de este modo acomodar y limitar el movimiento radial de las tuercas (13), pero también para permitir la entrada de los pasadores de retención roscados (14).

5. Cierre de canal roscado según la reivindicación 1, en el cual las protuberancias (402) se disponen con agujeros roscados para coincidir con la rosca de los pasadores de retención roscados (14).

6. Cierre de canal roscado según la reivindicación 1, que comprende agujeros roscados (403) en el propio recubrimiento de canal (1) que coincide con la rosca de los pasadores de retención.

7. Procedimiento según la reivindicación 2 en el cual los pasadores de retención (14) se roscan con la ayuda de tuercas (13) en cooperación con los calzos (12).