SOPORTE PARA TUBERÍAS DE CONDUCCIONES DE FLUIDOS A ELEVADAS TEMPERATURAS.

1. Soporte para tuberías de conducciones de fluidos a elevadas temperaturas caracterizado porque está compuesto por un conjunto de capas de diferente naturaleza,

dispuestas alrededor de la conducción (2), por una carcasa protectora (11), y por un bastidor de montaje (14);

- El conjunto de capas incluye al menos una capa interna (3) de naturaleza térmicamente aislante y mecánicamente resistente, al menos una capa amortiguadora intermedia (4), y al menos una capa exterior resistente (5);

- La capa interna (3) de naturaleza térmicamente aislante está formada a base de anillos (6, 7 y 8) de silicatos aislantes de diferentes densidades. La capa amortiguadora intermedia (4) está compuesta a base de un elastómero;

- La capa exterior resistente (5) circunda la capa o capas amortiguadoras y es de naturaleza metálica;

- La carcasa protectora (11) es de naturaleza metálica y cubre la capa exterior resistente (5); y

- El bastidor de montaje (14) está compuesto por dos semi-anillos (23) que se fijan entre sí mediante uniones atornilladas, arandelas muelle y tuercas de bloqueo.

2. Soporte según reivindicación 1, caracterizado porque entre la capa interna (3) de naturaleza térmicamente aislante y la pared de la conducción (2) comprende al menos una capa de asiento (10), a base de micro-fibras.

3. Soporte según reivindicación 1, caracterizado porque sobre la carcasa protectora (11) va dispuesto un bastidor de montaje (14).

4. Soporte según reivindicación 1, caracterizado porque uno de los anillos (6) que conforman la capa interna (3) lleva incluido un tabique anular (9) de retención que va soldado a la pared de la conducción (2).

5. Soporte según reivindicación 1, caracterizado porque los anillos (6) que conforman la capa interna (3) incluyen tabiques longitudinales radiales, soldados por su borde interno a lo largo de la tubería.

6. Soporte según reivindicación 1, caracterizado porque incluye una barrera de vapor (13), compuesta por un film a base de un laminado de aluminio/poliéster, que va dispuesta entre la capa interna (3) de naturaleza térmicamente aislante y la capa amortiguadora intermedia (4) de elastómero.

7. Soporte según reivindicación 1, caracterizado porque la carcasa protectora (11) tiene sus secciones extremas cerradas mediante anillos protectores (12).

8. Soporte según reivindicación 2, caracterizado porque los anillos que conforman la capa interna (3) están constituidos por capas coaxiales.

Soporte para tuberías de conducciones de fluidos a elevadas temperaturas.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un soporte de tuberías para conducciones de fluidos a elevadas temperaturas (entre 200 °C y 1000 °C), de naturaleza térmicamente aislante, especialmente concebido para sujetar y soportar tuberías metálicas que conducen fluidos a elevadas temperaturas y están sometidos a grandes esfuerzos y cargas mecánicos.

Antecedentes de la invención

Los soportes para el fin expuesto son aplicables a instalaciones en las cuales el uso de materiales metálicos en contacto con la tubería no es recomendado, bien por ser aleaciones de difícil obtención (ejemplo, material HK40), bien en instalaciones en las que las pérdidas térmicas a través de los soportes deben limitarse por una función procesal o mecánica. Por ejemplo, en plantas de obtención de energía termosolar, en los que las radiaciones que convergen en las torres, proyectadas por espejos, son atravesadas por tuberías a través de las que circulan fluidos a muy elevadas temperaturas y se ven sometidos a enormes esfuerzos mecánicos, especialmente debidos a los grandes contrastes de temperatura entre el día y la noche y en los que la pérdida de calor a través de los soportes puede provocar una solidificación de los fluidos dentro de la tubería, y generar un tapón en ella.

Otro ejemplo puede darse en las líneas de alimentación de Hornos de H2 en plantas petroquímicas en las cuales se alcanzan altas temperaturas y el metal de las tuberías se puede poner al "rojo cereza", que requieren el uso de aleaciones de alta resistencia térmica y - mecánica , con una dificultad de acopio alta y un gran coste económico.

Las solicitaciones mecánicas a las que se ven sometidos vienen derivadas de diferentes tipos de cargas (primarias , secundarias y ocasionales), como son: presión interna de la tubería, dilataciones por temperatura, peso propio del sistema , vibraciones, impactos dinámicos (sismos, viento, golpes de ariete, etc.).

Hasta ahora, los soportes utilizados para estos fines están constituidos bien a base de bloques de silicatos dispuestos alrededor de las tuberías junto con cunas metálicas, los cuales, aunque son materiales muy aislantes a elevadas temperaturas, son mecánicamente frágiles y sensibles a impactos y vibraciones, débiles e hidrosolubles, bien con soportes metálicos en contacto con las tuberías.

Este tipo de soportes presenta los siguientes problemas:

No proporcionan un buen aislamiento térmico, por su constitución y existencia de puntos de fuga.

Dificultades de mantenimiento de los elementos aislantes, puesto que estos tienden a resquebrajarse y deshacerse por los efectos dinámicos y mecánicos, tanto debido a las dilataciones y contracciones de los tubos como los provocados por los fenómenos atmosféricos o las fugas de fluidos que dañan los bloques de silicato.

Riesgo por los daños que puedan sufrir las propias conducciones.

Por la pérdida de rendimiento producida por el atasco de los fluidos sólidos fundidos, como las sales que se utilizan como acumuladores de calor y se funden por efecto de ese calor, puesto que se tienden a colmatar por el frío en los puntos de fuga de calor y en los puntos de curva del tubo por la disminución de la velocidad y el frío. En ese caso además requiere sustitución de la propia tubería.

Elevados gastos en reparaciones y sustituciones , añadidos a grandes plazos de

obtención de materiales base en caso de soportes metálicos de alta aleación. Descripción de la invención

La presente invención tiene por objeto definir un soporte para el fin indicado, constituido de modo que ofrezca un buen y adecuado aislamiento térmico y sea capaz de proporcionar una protección adecuada contra la humedad, vibraciones, fricciones y solicitaciones mecánicas anteriormente indicadas entre los diferentes componentes.

De acuerdo con la invención, el soporte está compuesto por un conjunto de capas de diferentes naturalezas, dispuestas alrededor de la conducción, encerradas dentro de una carcasa, sobre la que va acoplado un bastidor de montaje.

El conjunto de capas comprende al menos una capa interna de naturaleza térmicamente aislante, al menos una capa amortiguadora intermedia y al menos una capa externa resistente.

La capa interna de naturaleza térmicamente aislante está formada a base de anillos de silicatos de diferentes densidades (rango desde 250 Kg/mA3 a 1000 Kg/mA3) que van adosados, formando un paquete cilindrico dispuesto alrededor de la conducción. El número, espesor y densidades de cada anillo de silicatos será el resultado del estudio, análisis y cálculos de transmisión térmica, para limitar las pérdidas de calor en los soportes a valores asumibles en la linea, asi como los obtenidos del análisis de tensiones debidos a las solicitaciones mecánicas. Los diferentes anillos de silicatos hacen que el aislante térmico pueda soportar mejor la resistencia mecánica a la que esta sometido el soporte sin desmoronarse ni resquebrajarse.

El número de anillos dispuestos longitudinalmente puede ir desde un rango minimo de 3 anillos hasta un valor máximo de 25 (en función de la longitud ). Cada anillo puede estar a su vez formado por diversas capas de igual o diferente densidad , dispuestas en capas coaxiales que pueden variar entre 1 y 10 capas, obtenidas en cualquier caso como resultado del estudio mecánico y térmico.

La capa amortiguadora intermedia está compuesta a base de un elastómero, tal como neopreno, capaz de amortiguar el efecto de posibles impactos y absorber vibraciones.

En cuanto a la capa exterior resistente circunda la capa amortiguadora y es de naturaleza metálica, preferentemente de acero inoxidable, y sirve para lograr un buen acoplamiento de la capa interna de naturaleza térmicamente aislante y su integración con la carcasa protectora.

La carcasa protectora es de naturaleza metálica, cubre la capa exterior resistente, conformando en conjunto una cubierta cilindrica, que puede ir cerrada en sus bases anulares.

Entre la capa de naturaleza térmicamente aislante y la pared de la conducción el soporte puede incluir una capa de asiento, por ejemplo a base de microfibras, por ejemplo de tipo cerámico, que tienen una cierta capacidad de compresión y que permiten absorber las diferentes tolerancias de fabricación de las conducciones, asi como la dilatación diferencial entre conducción y capa aislante. Esta capa además aporta un cierto valor de aislamiento térmico y protege a la capa aislante de fricciones y vibraciones con la tuberia.

El soporte incluye además un film autoadhesivo, a base de un laminado de aluminio/poliéster, que actúa como barrera de vapor frente al paso de humedad, para la protección de la capa de naturaleza térmicamente aislante, y que irá dispuesta entre dicha capa aislante y la capa amortiguadora. Esta barrera de vapor ejerce además una función retenedora de los componentes de la capa aislante.

A todo el conjunto descrito se le añade, sobre la carcasa, el bastidor de montaje, con diferentes configuraciones, en función de la aplicación concreta del soporte y su forma de anclaje, ya sea con apoyos, medios de colgado, etc.

El bastidor de montaje puede estar formado a modo de dos semi abrazaderas, cuya unión se realiza con perno, tuerca, arandelas muelle y tuerca de bloqueo, de forma que garanticen el par de apriete mínimo frente a los efectos de dilatación radial de los elementos de la tubería.

El soporte con la constitución descrita permite desplazamientos axiales entre dicho soporte y la conducción en el caso de que exista un esfuerzo en dirección axial de la tubería elevado (Aclaración: en el caso de que no exista, el par de apriete de los tornillos fija, mediante el rozamiento, y elimina el movimiento diferencial entre tubería y silicato. En caso de esfuerzos elevados se incorporan los tabiques, bien longitudinales, bien radiales). Para evitar esta posibilidad de movimiento, en caso deseado, la capa interna de naturaleza térmicamente aislante incluye, en uno de los anillos que conforman dicha capa, un tabique anular de retención, a modo de arandela, que va unida por su borde interno a la pared de la conducción, mediante soldadura. Este elemento soldado a la tubería, realiza la función de distribución de esfuerzos axiales de la tubería a las distintas partes del conjunto aislante, haciendo solidario el movimiento de la tubería con el soporte.

Los anillos de silicatos que conforman la capa interna de naturaleza térmicamente aislante pueden adoptar cualquier disposición, resultante de los cálculos de ingeniería siempre conformando una unidad compacta dispuesta...

1. Soporte para tuberías de conducciones de fluidos a elevadas temperaturas caracterizado porque está compuesto por un conjunto de capas de diferente naturaleza, dispuestas alrededor de la conducción (2), por una carcasa protectora (11), y por un bastidor de montaje (14);

- El conjunto de capas incluye al menos una capa interna (3) de naturaleza térmicamente aislante y mecánicamente resistente, al menos una capa amortiguadora intermedia (4), y al menos una capa exterior resistente (5);

- La capa interna (3) de naturaleza térmicamente aislante está formada a base de anillos (6, 7 y 8) de silicatos aislantes de diferentes densidades. La capa amortiguadora intermedia (4) está compuesta a base de un elastómero;

- La capa exterior resistente (5) circunda la capa o capas amortiguadoras y es de naturaleza metálica;

- La carcasa protectora (11) es de naturaleza metálica y cubre la capa exterior resistente (5); y

- El bastidor de montaje (14) está compuesto por dos semi-anillos (23) que se fijan entre sí mediante uniones atornilladas, arandelas muelle y tuercas de bloqueo.

2. Soporte según reivindicación 1, caracterizado porque entre la capa interna (3) de naturaleza térmicamente aislante y la pared de la conducción (2) comprende al menos una capa de asiento (10), a base de micro-fibras.

3. Soporte según reivindicación 1, caracterizado porque sobre la carcasa protectora (11) va dispuesto un bastidor de montaje (14).

4. Soporte según reivindicación 1, caracterizado porque uno de los anillos (6) que conforman la capa interna (3) lleva incluido un tabique anular (9) de retención que va soldado a la pared de la conducción (2).

5. Soporte según reivindicación 1, caracterizado porque los anillos (6) que conforman la capa interna (3) incluyen tabiques longitudinales radiales, soldados por su borde interno a lo largo de la tubería.

6. Soporte según reivindicación 1, caracterizado porque incluye una barrera de vapor (13), compuesta por un film a base de un laminado de aluminio/poliéster, que va dispuesta entre la capa interna (3) de naturaleza térmicamente aislante y la capa amortiguadora intermedia (4) de elastómero.

7. Soporte según reivindicación 1, caracterizado porque la carcasa protectora (11) tiene sus secciones extremas cerradas mediante anillos protectores (12).

8. Soporte según reivindicación 2, caracterizado porque los anillos que conforman la capa interna (3) están constituidos por capas coaxiales.