ES2302810T3 - Sistema modular de retencion y de desmontaje de tapas para recipiente a presion. - Google Patents
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Abstract
Sistema de retención y de desmontaje de tapas para recipiente a presión que comprende: una tapa desmontable (300) que cierra un orificio de salida inferior (108) de un recipiente a presión; y un armazón (500) que substancialmente comprende una zona que está debajo de dicho orificio de salida inferior (108) y a través de una plataforma de desmontaje de tapas, estando contenida dicha tapa (300) dentro de la zona comprendida en una posición abierta y una posición cerrada, en el que dicho armazón (500) incluye una caperuza (506) que puede bascular con respecto a una parte de dicho armazón (500) desde una posición cerrada hasta una posición abierta.
Description
Sistema modular de retención y de desmontaje de
tapas para recipiente a presión.
La presente invención se refiere a un recipiente
a presión y, de manera más particular, a un sistema modular de
retención para el desmontaje y sustitución de la tapa de un
recipiente a presión. La presente invención es particularmente
aplicable para desmontar y sustituir tapas inferiores de los
destiladores con coque residual ("cocke drums").
El procesamiento del petróleo crudo para obtener
gasolina, combustible diésel, lubricantes y productos similares,
además de muchas otras operaciones de refino del petróleo, genera
subproductos que tienen muy poco valor. Sin embargo, el valor de
dichos subproductos puede aumentar substancialmente cuando son
tratados térmicamente durante un período de tiempo suficientemente
largo a una temperatura suficiente para producir la que se conoce
como "destilación destructiva". Durante el proceso de
destilación destructiva, una parte de los subproductos es
convertida en hidrocarburos utilizables. La parte restante es
transformada en un producto de carbón sólido llamado "coque".
La temperatura a la que normalmente tiene lugar la destilación
destructiva es 900ºF (482,2ºC), aproximadamente. Generalmente se
utiliza un horno industrial para producir la destilación
destructiva.
Convencionalmente, se dispone un gran recipiente
a presión, tal como un destilador con coque residual, en una salida
de un horno para que una cantidad de tiempo suficiente permita la
obtención de una reacción de destilación destructiva completa.
Típicamente, un destilador con coque residual ("cocke drum") es
un recipiente metálico vertical y de gran tamaño dotado con
elementos de cierre superiores e inferiores. Los tamaños, formas y
configuraciones reales del destilador o "cocke drum", sin
embargo, pueden variar considerablemente de una a otra instalación.
El elemento de cierre inferior típicamente incluye una tapa
relativamente grande y pesada desmontable y que está fijada al
destilador por docenas de pernos. Los procesos de desacoplamiento y
reacoplamiento de la tapa desmontable, conocidos como "desmontaje
de tapas" y "montaje de tapas" de manera respectiva, puede
ser un trabajo laborioso, debido a la masa de la tapa y a la
cantidad de pernos que la fijan en posición.
Durante el proceso de refino, los subproductos
del petróleo se depositan en forma de pasta o emulsión líquida
caliente en el destilador o "cocke drum". Típicamente, la
emulsión entra en el destilador a través de una abertura del
elemento de cierre inferior. Los hidrocarburos más ligeros, los
productos de la destilación destructiva, fluyen hacia fuera por la
parte superior del destilador o "cocke drum" mientras que el
material más pesado permanece dentro de dicho destilador.
Una vez que el destilador o "cocke drum" ha
sido llenado hasta la capacidad deseada y se interrumpe el flujo de
la emulsión hacia el interior, el destilador es enfriado. Esta
operación típicamente incluye la inyección de vapor dentro del
destilador para arrancar los vapores de hidrocarburos útiles del
material sólido y luego la inyección de agua dentro del destilador
para enfriar adicionalmente el coque. La masa líquida que permanece
en el destilador o "cocke drum" está substancialmente llena de
coque que, a medida que se enfría, se solidifica formando un
material sólido. Este coque sólido debe ser eliminado del destilador
antes de que éste pueda ser utilizado nuevamente. El procedimiento
de eliminación del coque de un destilador se denomina
"descoquización".
Un procedimiento de descoquización típico
incluye una serie de etapas. Primero, el agua que permanece en el
destilador es drenada a través de tuberías para permitir el
desmontaje de la tapa del elemento de cierre inferior del
destilador. En un sistema hidráulico, a diferencia de una operación
manual, la tapa es soportada mediante un mecanismo de elevación
hidráulico para destensar la unión. A continuación, la tapa debe ser
desbloqueada del destilador y desacoplada de una manera controlada
manipulando los pernos que acoplan la tapa con el borde del
destilador. Entonces, se hace bajar la tapa a través del mecanismo
hidráulico. Tal como puede apreciarse, la operación de desmontaje
de las tapas de un destilador puede ser un procedimiento que
requiere una gran cantidad de tiempo. Después de que el
procedimiento de desmontaje de tapas está completado, el coque que
está dentro del destilador es eliminado utilizando chorros de agua
a elevada presión. Luego, la operación es repetida en orden inverso
para fijar la tapa al destilador.
Para facilitar el procedimiento de desmontaje de
tapas, las refinerías de petróleo utilizan dispositivos
automatizados de desmontaje de tapas. Típicamente, dichos
dispositivos de desmontaje de tapas están dispuestos en el extremo
inferior de los destiladores con coque residual para permitir el
montaje y desmontaje de tapas de forma automática o semiautomática
y pueden ser accionados de forma remota. Un ejemplo conocido de un
dispositivo de desmontaje de tapas accionado de forma remota para
destiladores de coquización se da a conocer en la Patente U.S. Nº
4.726.109 de Malsbury y otros. En dicha Patente, se dispone un
dispositivo de plataforma debajo del destilador de coquización para
bajar la unidad de tapa, moviendo la unidad de tapa lateralmente
hacia un lado, y ladeándola para facilitar la limpieza de dicha
unidad de tapa.
Otros ejemplos de elementos de cierre
desmontables y accionados de forma remota se dan a conocer en la
Patente U.S. Nº 4.820.384, Nº 5,290.072, y Nº 5.221.019. Por
ejemplo, en la Patente '384 un conjunto tapa de recipiente
accionado de forma remota incluye una tapa que puede ser acoplada a
una pestaña que rodea una abertura del recipiente. Cuando la tapa
es levantada hasta su posición, una serie de clavijas de conexión se
ajustan a través de unos orificios correspondientes en un anillo de
fuerza y orificios con forma de cerradura en un anillo de bloqueo.
El anillo de bloqueo es girado de manera que las tapas de las
clavijas de conexión quedan bloqueadas por detrás del anillo de
bloqueo. Luego se aplica una presión mediante un fluido a un
accionador de fuerza, que presuriza los anillos interior y
exterior, que se expanden para pretensar los pasadores y la tapa.
Luego se hace girar un anillo de rampa hasta que una serie de rampas
en el mismo hacen contacto firmemente con una serie de rampas
complementarias de la tapa. Entonces, el accionador de fuerza es
despresurizado De acuerdo con esta Patente, el ángulo de
inclinación de las rampas es suficientemente pequeño, de manera que
la fricción entre el anillo de rampa y la tapa impide el
deslizamiento.
Los dispositivos de desmontaje de tapas
automáticos y semiautomáticos que limitan el flujo de descarga del
destilador a un dispositivo de almacenamiento mediante un sumidero
también son conocidos en la técnica. Por ejemplo, la Patente U.S.
Nº 6.039.844 de Malik da a conocer un sistema de retención para
destiladores con coque que incluye un blindaje de seguridad, una
tapa desmontable, una serie de accionadores, y un sistema para
posicionar verticalmente dicho blindaje. La Patente de Malik también
da a conocer un blindaje interno dispuesto telescópicamente dentro
del blindaje de seguridad para canalizar la descarga del destilador
o "cocke drum" hacia una plataforma de intercambio.
A pesar del estado actual de la técnica, existe
la necesidad de un sistema que contenga y controle de forma fiable
el procedimiento completo de desmontaje y montaje de tapas. Existe
la necesidad adicional de que dicho sistema sea accionado de forma
remota. Existe aún la necesidad adicional de que dicho sistema tenga
una construcción modular, de manera que sea fácilmente
transportable y dispuesto de forma desmontable alrededor del
elemento de cierre inferior de un destilador o "cocke drum".
Además, existe la necesidad en la técnica de un sistema que limite
la descarga del destilador cuando la tapa es desacoplada de la
pestaña y simplifique el procedimiento de suministro de la descarga
a una plataforma de desmontaje de tapas.
\vskip1.000000\baselineskip
En consecuencia, un objetivo principal de la
presente invención es dar a conocer un sistema mejorado de
desmontaje de tapas y retención de un recipiente a presión.
De acuerdo con la presente invención, se da a
conocer un sistema de desmontaje de tapas y retención de un
recipiente a presión que tiene una tapa desmontable que cierra el
orificio de salida inferior del recipiente a presión y un armazón o
armazón que substancialmente cierra una zona que está por debajo del
orificio de salida inferior y a través de una plataforma de
desmontaje de tapas, estando contenida dicha tapa dentro de la zona
encerrada en una posición abierta y una posición cerrada. El armazón
incluye una caperuza, que puede ser ladeada o basculada con
respecto a una parte del armazón desde una posición cerrada hasta
una posición abierta.
Estos y otros objetivos, características y
ventajas de la presente invención serán comprendidos de forma más
clara a partir de la siguiente descripción haciendo referencia a los
siguientes dibujos, en los que los números de referencia similares
hacen referencia a elementos similares.
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención será descrita con mayor
detalle haciendo referencia a los siguientes dibujos, en los
que:
La figura 1 muestra un destilador o "cocke
drum" orientado verticalmente con una tapa desmontable y un
armazón de acuerdo con la presente invención dispuesto en un
extremo inferior de dicho destilador;
La figura 2 es una vista en alzado de un extremo
provisto de tapa del destilador;
La figura 3 es una vista en perspectiva de una
pestaña de la presente invención acoplado a un extremo inferior del
destilador;
La figura 4 es una vista en planta desde la
parte superior de una tapa desmontable de acuerdo con la presente
invención;
La figura 5 es una vista en perspectiva de la
parte inferior de la tapa desmontable de la presente invención;
La figura 6 es una vista en planta desde la
parte superior de una placa de bloqueo de la presente invención;
La figura 7 es una vista en perspectiva del
armazón de la presente invención;
La figura 8 es una vista en alzado ampliada que
muestra una envolvente superior de la presente invención montada en
una pestaña de la presente invención;
La figura 9 es una vista en planta desde la
parte superior del sistema de desmontaje de tapas y retención de la
presente invención;
La figura 10 es una vista en alzado lateral del
sistema de desmontaje de tapas y retención de la presente
invención;
La figura 11 es una vista ampliada de uno de los
orificios con forma de cerradura de la placa de bloqueo;
La figura 12 es una vista en sección transversal
de una ranura de la placa de bloqueo;
La figura 13 es una vista en sección transversal
a lo largo de las líneas I-I de la figura 12, con un
vástago de pistón de un accionador de pistón horizontal con carrera
corta acoplado en dicha ranura;
La figura 14 es una vista en alzado que muestra
el sistema de desmontaje de tapas y retención de la presente
invención en el comienzo del procedimiento de desmontaje de
tapas;
La figura 15 es una vista en alzado que muestra
los pernos extendidos por los elementos tensionadores de perno;
La figura 16 es una vista en alzado que muestra
la placa de bloqueo desplazada lateralmente hasta la posición
desbloqueada;
La figura 17 es una vista en alzado que muestra
la tapa desmontable del destilador bajada sobre unas guías;
La figura 18 es una vista en alzado que muestra
la tapa desplazada lateralmente en dirección contraria al
destilador hasta una posición debajo de una caperuza; y
La figura 19 es una vista en alzado que muestra
la caperuza en posición elevada para permitir que se lleve a cabo
la limpieza de dicha tapa.
Tal como se muestra generalmente en la figura 1,
un destilador de coquización orientado verticalmente (100) está
soportado por una estructura de soporte (102) que incluye una
plataforma de soporte (104) cerca del extremo inferior de dicho
destilador (100). El destilador de coquización (100) tiene una parte
inferior con forma cónica (106) que se estrecha hacia un extremo
abierto (108). Debajo del destilador de coquización (100) está el
armazón (500) que, tal como será descrito a continuación, encierra
los componentes que llevan a cabo el montaje y desmontaje de tapas
del destilador (100).
Haciendo referencia a la figura 2, se muestra el
destilador (100) dotado de tres componentes primarios de cierre que
cooperan entre si de la manera descrita a continuación: una pestaña
(200); una tapa desmontable (300); una placa de bloqueo (400). La
pestaña (200) es fijada al destilador (100) mediante soldadura, por
ejemplo. La tapa (300) y la placa de bloqueo (400) son fijadas de
forma desmontable a la pestaña (200) de la manera descrita a
continuación. La pestaña (200), la tapa (300), y la placa de bloqueo
(400) están encerradas dentro del armazón (500), una envolvente
superior (504) del cual ha sido eliminada en la figura 2 a efectos
de claridad de la explicación, pero puede verse en la figura 7.
Haciendo referencia a la figura 3, la pestaña
(200) está dispuesta alrededor y substancialmente enrasada con el
extremo abierto (108) del destilador (100). La periferia de la
pestaña (200) incluye una parte escalonada (200a). Dicha pestaña
(200) puede estar construida con un material térmicamente estable de
alta resistencia tal como acero al carbón de baja aleación, por
ejemplo. También se pueden sustituir otros materiales apropiados,
tal como es bien conocido en la técnica. Los orificios (202), que
reciben los pernos (606) (mostrados en la figura 8), están
separados circularmente y substancialmente de forma regular
alrededor de la pestaña (200). Un segundo conjunto de orificios
(203) están separados circular y regularmente alrededor de la parte
escalonada (200a) de la pestaña (200). Los orificios (203) reciben
los pernos (511) que fijan la envolvente superior (504) del armazón
(500) a la pestaña (200), tal como se muestra en la figura 8. Existe
una abertura (204) en el centro de la pestaña (200) que permite que
el coque y el agua de refrigeración salgan a través del extremo
abiertos (108) del destilador (100) durante un procedimiento de
descoquización. Preferentemente, la abertura (204) es generalmente
circular, lo que representa una configuración ventajosa para un
destilador con sección transversal circular. De manera alternativa,
la abertura puede adoptar otras formas. En la realización mostrada,
el destilador (100) se extiende ligeramente más allá de la pestaña
(200) formando un labio (206) que ayuda a lograr un cierre estanco
entre el extremo abierto (108) del destilador (100) y la tapa
desmontable (300), tal como será descrito con mayor detalle a
continuación.
Haciendo referencia a las figuras 4 y 5, la tapa
desmontable (300) se muestra adoptando una forma generalmente
rectangular, vista desde arriba. La tapa (300) tiene un extremo
alargado (300a) que se extiende desde el lado izquierdo de la misma
y una superficie superior (302) adaptada para ajustarse y producir
un cierre estanco con la pestaña (200). Con esta finalidad, existe
una ranura (306) en la superficie superior (302) de la tapa (300) y
está configurada para aceptar una junta de estanqueidad (no
mostrada). En la realización mostrada, la ranura (306) es circular.
Sin embargo, debe entenderse que la forma de la ranura (306) puede
ser variada. La tapa (300) incluye además orificios pasantes (304),
pernos con cabeza (310) y un par de salientes con forma de aleta
(312). En la realización mostrada, los orificios pasantes (304)
están separados circular y substancialmente de manera regular
alrededor de la periferia de dicha ranura (306), pero la posición y
configuración de dichos orificios pasantes (304) pueden variarse,
tal como será descrito a continuación.
Los salientes con forma de aleta (312) están
posicionados en el extremo alargado (300a) de la tapa (300). En la
realización mostrada, dichos salientes (312) están formados de
manera integral con la tapa (300) y tienen el mismo espesor que
dicha tapa (300). Existen conectores pivotantes (314) que se
extienden desde dichos salientes (312). Cada conector pivotante
(314) está posicionado y configurado de manera que se acople con el
extremo distal de un vástago de pistón (802) (mostrado en la figura
9). Por lo tanto, la tapa desmontable (300) permanece acoplada con
el accionador asociado con el vástago (802) en todo momento.
Los pernos con cabeza (310), que pueden verse
mejor en la figura 5, se extienden desde el lado inferior (308) de
la tapa desmontable (300). Tal como se describirá a continuación,
los pernos con cabeza (310) permiten el montaje deslizante de la
placa de bloqueo (400) con respecto a la tapa (300). Debe entenderse
que la cantidad y la configuración de los pernos con cabeza (310)
pueden variar dependiendo de, entre otras cosas, elecciones de
diseño para la tapa (300), la placa de bloqueo (400), y los pernos
con cabeza (310). La tapa (300) incluye además un conducto lateral
(316) acoplado en su lado inferior (308), que sirve para el
suministro de hidrocarburos, vapor, y agua hacia el interior del
destilador (100) a través de su extremo abierto (108), además de
servir para drenar el agua y otros subproductos del destilador
(100).
La figura 6 muestra la placa de bloqueo (400) de
la presente invención. Dicha placa de bloqueo (400) es un anillo
truncado que tiene una parte anular (400a), un extremo cuadrado
(400b), y secciones rectas (406). Esta forma de anillo es una
configuración ventajosa para un destilador que tenga sección
transversal circular. Sin embargo, la placa de bloqueo puede
adoptar otras formas. La placa de bloqueo (400) tiene un tamaño que
le permite desplazarse dentro del armazón (500) del modo que será
descrito a continuación. Las secciones rectas (406) permiten una
parte anular (400a) de mayor diámetro al mismo tiempo que permite
que la placa de bloqueo (400) pueda desplazarse dentro del armazón
(500).
Los orificios ranurados (402) y los orificios
(404) están separados circular y substancialmente de manera regular
alrededor de la placa de bloqueo (400). Los orificios ranurados
(402) tienen un tamaño que les permite aceptar y cooperar con los
pernos con cabeza (310) que se extienden desde la tapa desmontable
(300). Por lo tanto, la cantidad y la posición de los orificios
ranurados (402) corresponden a la cantidad y posición de los pernos
con cabeza (310). Los orificios (404) están posicionados de manera
que se alinean con los orificios (304) de la tapa desmontable (300)
y los orificios (202) de la pestaña (200) cuando el destilador (100)
es cerrado con la tapa (300).
La placa de bloqueo (400) incluye además ranuras
(408) en su extremo cuadrado (400b). Cada ranura (408) está
posicionada y configurada para acoplarse y retener de forma
desmontable un extremo distal dotado con una configuración
complementaria de un vástago de pistón (904), tal como se muestra en
la figura 13.
La placa de bloqueo (400) es montada de forma
deslizante hasta estar debajo de la tapa desmontable (300) mediante
los pernos con cabeza (310). Los pernos con cabeza (310) se
extienden a través y cooperan con los orificios ranurados (402) a
efectos de permitir el movimiento deslizante limitado de la placa de
bloqueo (400) con respecto a la tapa (300).
La figura 7 muestra el armazón (500) que
encierra el extremo abierto (108) del destilador (100), la pestaña
(200), la tapa desmontable (300), y la placa de bloqueo (400). El
armazón (500) incluye un cuerpo de armazón (502), una envolvente
superior (504), una caperuza (506), un faldón (508), y una viga
hueca (510).
En la realización preferente mostrada, el
armazón (500) tiene una sección transversal generalmente
rectangular. El armazón (500) tiene un tamaño que permite encerrar
una zona más ancha que la tapa desmontable (300). El faldón (506)
se extiende a través de una abertura en la base (110). La envolvente
superior (504) está dispuesta en el lado superior del armazón (500)
e incluye una abertura de destilador (505) que permite la recepción
del extremo inferior del destilador (100). Los orificios (509) están
separados alrededor de la abertura y alineados con los orificios
(203) de la pestaña (200). Los pernos (511) se extienden a través de
los orificios (509) y (203) para fijar el armazón (500) a la
pestaña (200).
La caperuza (506) está articulada al armazón
(500) mediante bisagras (507) (mostradas en la figura 9). Un
conjunto accionador (514) (también mostrado en la figura 9) hace
pivotar la caperuza (506) alrededor de las bisagras (507). En la
posición cerrada mostrada en la figura 7, la caperuza (506) hace
tope contra el cuerpo del armazón (502) y la viga hueca (510). La
periferia de la caperuza (506) está dotada con una junta de
estanqueidad (no mostrada) para asegurar que las interfaces
caperuza/armazón y caperuza/viga hueca queden estanqueizadas para
impedir que la descarga de destilador sufra fugas durante los
procedimientos de desmontaje de tapas y descoquización. Una segunda
junta de estanqueidad (no mostrada), que tiene forma circular, se
dispone entre la tapa (300) y la pestaña (200) y normalmente
descansa en la ranura (306) de la tapa (300). Una vez que se han
completado los procedimientos de desmontaje de tapas y
descoquización, la caperuza (506) puede ser pivotada en dirección
ascendente mediante las bisagras (507) a efectos de permitir que se
lleve a cabo la limpieza de la tapa (300). Mientras que la caperuza
está en posición levantada, puede sustituirse la segunda junta de
estanqueidad, que preferentemente es una junta de estanqueidad con
doble recubrimiento metálico. La caperuza es más ancha que la
envolvente superior a efectos de proporcionar aberturas (513) que
alojen los vástagos de pistón (802) (mostrado en la figura 9).
El faldón (508) está acoplado al lado inferior
del cuerpo del armazón (502). El faldón (508) está formado
preferentemente por un material con una resistencia relativamente
alta, tal como un acero al carbón de baja aleación, por ejemplo.
También pueden utilizarse otros materiales apropiados y bien
conocidos en la técnica. El faldón (508) se extiende en dirección
descendente desde el cuerpo del armazón (502) a través de la base o
suelo (110). De este modo, el faldón (508), la viga hueca (510), la
caperuza (506), la envolvente superior (504), y el cuerpo del
armazón (502) cooperan para encerrar substancialmente el espacio que
está por debajo del extremo abierto (108) del destilador (100) a
efectos de confinar cualquier descarga del destilador (100) durante
el procedimiento de desmontaje de tapas y descoquización.
Tal como puede verse en la figura 8, la parte
escalonada (200a) de la pestaña (200) tiene un tamaño que permite
el solapamiento de una parte de la envolvente superior (504)
adyacente a la abertura del destilador (505). Los orificios (203)
de la parte escalonada (200a) están alineados con los orificios
(509) de la envolvente superior (504). Los pernos (511) se
extienden a través de los orificios (203) y (509) fijando el armazón
(500) a la pestaña (200). De este modo, dicha pestaña (200) soporta
el peso del armazón (500).
La figura 9 es una vista en planta que muestra
la presente invención con el destilador (100), la caperuza (506), y
la envolvente superior (504) retiradas a efectos de claridad a la
descripción. Las guías (512) se extienden lateralmente dentro del
armazón (500) a lo largo de la dirección longitudinal y están
configuradas para permitir que la tapa desmontable (300) se
desplace sobre las mismas. Cada una de las guías (512) puede ser un
elemento individual o, alternativamente, una serie de guías
alineadas y más cortas. En la figura 9 puede verse además un
conjunto de accionador (514) que es utilizado para hacer pivotar la
caperuza (506) sobre las bisagras (507). El conjunto de accionador
(514) está conectado a un extremo de la viga hueca (510) y por el
otro extremo está conectado a la caperuza (506).
Existe una serie de accionadores montados en el
armazón (500) a efectos de permitir el desplazamiento de la tapa
(300) y la placa de bloqueo (400) dentro del armazón desde una
posición de cierre, en la que la tapa desmontable (300) está
acoplada a la pestaña (200), hasta una posición de apertura, en la
que la tapa (300) se posiciona adyacente al destilador (100). El
término "accionador" incluye de forma amplia cualquier
dispositivo mecánico, eléctrico o hidráulico apropiado para
posicionar la tapa (300) y/o la placa de bloqueo (400).
Más específicamente, tal como puede verse mejor
en la figura 9, el armazón (500) incluye cuatro accionadores de
pistón orientados verticalmente (700) que permiten bajar y levantar
la tapa (300) durante las operaciones de desmontaje y montaje de
tapas. Cada accionador de pistón (700) está montado en el lado
inferior del cuerpo del armazón (502), sobre el faldón (508). Los
accionadores de pistón (700) son capaces de proporcionar suficiente
fuerza de elevación para mantener la tapa desmontable (300) en la
posición de acoplamiento durante el procedimiento de desmontaje y
montaje de tapas.
Cada accionador de pistón (700) incluye un
vástago de pistón (702) que está configurado para acoplarse con el
lado inferior (308) de la tapa desmontable (300). En la realización
mostrada, los accionadores de pistón (700) están dispuestos de
manera que se acoplan con las esquinas de la tapa (300) cuando dicha
tapa (300) queda alineada con el destilador (100). Los accionadores
de pistón (700) bajan la tapa (300) sobre las guías (512) del
armazón (500), preferentemente a un nivel plano, de manera que la
superficie superior (302) de la tapa (300) es paralela a la pestaña
(200) a lo largo del procedimiento de desmontaje de tapas. Tal como
se apreciará, la posición y configuración de los accionadores de
pistón (700) puede variar sin cambiar su función.
Haciendo referencia aún a la figura 9, el
armazón (500) incluye además accionadores de pistón duales de
carrera larga y orientados horizontalmente (800) que están
adaptados para desplazar la tapa (300) de manera controlada dentro
del armazón (500) y a lo largo de las guías (512). Cada accionador
de pistón de carrera larga (800) incluye un vástago de pistón (802)
que puede deslizarse dentro de un cilindro (804). El extremo distal
(802a) de cada vástago (802) está configurado para acoplarse de
manera pivotante con los conectores pivotantes (314) de la tapa
(300). Este acoplamiento puede lograrse a través de una serie de
medios típicos dentro de la técnica incluyendo, por ejemplo, una
disposición articulada. Este acoplamiento pivotante permite que los
accionadores de pistón de carrera larga (800) permanezcan acoplados
con la tapa desmontable (300) en todo el ciclo de desmontaje y
montaje de tapas. Los accionadores de pistón de carrera larga (800)
están acoplados al armazón (500) mediante bisagras (806).
Una vez que la tapa (300) ha sido bajada sobre
las guías (512) a través de los accionadores de pistón orientados
verticalmente (700), los accionadores de pistón orientados
horizontalmente (800) son accionados para extender los vástagos
(802) y desplazar la tapa (300) desde una posición alineada bajo el
destilador (100) hasta una posición desplazada con respecto a la
tapa (300). Cuando son extendidos, los vástagos (802) pasan a través
de las aberturas (513) del armazón (500). Dichas aberturas (513)
reciben los vástagos (802) pero pueden estar estanqueizadas de otro
modo para impedir que las descargas del destilador (100) se escapen
durante el procedimiento de desmontaje de tapas y
descoquización.
Existen múltiples unidades tensoras de pernos
(600), mostradas en la figura 8, montadas en el lado superior de la
pestaña (200). Las unidades tensoras (600) pueden estar montadas en
la pestaña (200) utilizando cualquier medio convencional tal como,
por ejemplo, soportes y pernos de montaje o elementos similares. En
la realización mostrada, las unidades tensoras (600) están
separadas circularmente y de manera substancial regularmente
alrededor de la periferia de la pestaña (200). Sin embargo, la
cantidad y la posición de las unidades tensoras (600) pueden variar
dependiendo, entre otras cosas, de la construcción de la pestaña
(200) y de la magnitud de presión del destilador (100). Las
posiciones de las unidades tensoras (600) corresponden a las
posiciones de los orificios (202) de la pestaña
(200).
(200).
Cada unidad tensora (600) está construida y es
accionada de forma similar. Tal como puede verse mejor en la figura
8, cada unidad tensora (600) comprende un cilindro (604) y un perno
(606). Las unidades tensoras (600) usualmente son accionadas
mediante una fuente de presión hidráulica apropiada. Las Patentes
U.S. Nº 6.223.925 y Nº 6.085.929 de Malsbury y otros, dan a conocer
unidades tensoras de pernos que pueden ser utilizadas con los
propósitos descritos en el presente documento.
Cada perno (606) se dispone de manera deslizante
en el cilindro (604) de la unidad tensora (600) respectiva. Tal
como puede verse en la figura 10, cada perno (606) incluye un
vástago (606a) y una cabeza (606b). La cabeza (606b), que puede
estar fijada al perno o estar formada integralmente con el mismo,
tiene mayor diámetro que el vástago (606a) en sección transversal,
pero tiene un diámetro menor que los orificios (202) de la pestaña
(200), los orificios (304) de la tapa desmontable (300) y, tal como
se describe a continuación, una parte de los orificios (404) de la
placa de bloqueo (400). Preferentemente, la cabeza (606b) del
vástago es una tuerca hexagonal o similar, que está roscada en el
cuerpo del perno (606a). Éste es un medio conveniente para realizar
ajustes finos de la posición de la cabeza (606b) con respecto a los
elementos restantes del mecanismo.
Tal como puede verse mejor en la figura 11, cada
uno de los orificios (404) de la placa de bloqueo (400) incluye
como mínimo dos zonas de distinto tamaño que pueden ser alineadas de
forma alternativa con los pernos (606): una parte más pequeña
(404a), a través de la cual las cabezas (606b) de los pernos (606)
no pueden pasar longitudinalmente, y una parte de mayor tamaño
(404b), a través de la cual las cabezas (606b) de los pernos (606)
pueden pasar longitudinalmente. Los orificios (404) pueden tener
una variedad de formas para lograr este resultado. En la
realización mostrada, cada orificio (404) tiene la forma del ojo de
una cerradura. Sin embargo, los técnicos en la materia reconocerán
que también son posibles otras configuraciones. Debe indicarse que
la parte de la placa de bloqueo (400) que rodea la parte más
pequeña (404a) de cada orificio (44) proporciona una superficie de
soporte para cada cabeza de perno (606b) correspondiente.
Tal como ha sido descrito anteriormente en el
presente documento, la placa de bloqueo (400) está montada de forma
deslizable en el lado inferior (308) de la tapa desmontable (300)
mediante los pernos con cabeza (310). Los pernos con cabeza (310)
se extienden a través de ranuras (402) de la placa de bloqueo (400),
ranuras que están configuradas para permitir el desplazamiento
lateral selectivo y limitado de la placa de bloqueo (400) con
respecto a la tapa (300). Por lo tanto, la placa de bloqueo (400)
puede ser desplazada desde una posición de "bloqueo", en la
que las partes más pequeñas (404a) de los orificios (404) quedan
alineadas con las cabezas de perno (606b), hasta una posición de
"desbloqueo", en la que las partes de mayor tamaño (404b) de
los orificios (404) quedan alineadas con las cabezas de perno
(606b).
Tal como puede verse en la figura 10, cuando el
destilador (100) es calentado, la tapa (300) queda en sándwich
entre la pestaña (200) y la placa de bloqueo (400). En esta
situación, la placa de bloqueo (400) está en la posición de bloqueo
y los pernos (606) se extienden a través de los orificios (202) de
la pestaña (200), los orificios (304) de la tapa (300), y las
partes más pequeñas (404a) de los orificios (404) de la placa de
bloqueo (400).
Las ranuras (408) de la placa de bloqueo (400),
mostrada en sección transversal en las figuras 12 y 13, están
configuradas para acoplarse automáticamente con los extremos
distales configurados complementariamente (904a) de los vástagos de
pistón (904) de los accionadores de pistón de carrera corta y
orientados horizontalmente (900) cuando la tapa desmontable (300)
es levantada de la manera que será descrita a continuación. En la
realización mostrada, cada ranura (408) incluye paredes laterales
paralelas (410) extendiéndose desde una abertura de ranura (408a) y
una parte más pequeña (412) en la que las paredes laterales (410) se
inclinan hacia dentro y hacia una parte de captura (414) dispuesta
en el extremo distal de la ranura (408).
Los accionadores de pistón de carrera corta y
orientados horizontalmente (900) están posicionados en el armazón
(500) a efectos de desplazar la placa de bloqueo (400) desde la
posición de bloqueo hasta la posición de desbloqueo y viceversa.
Cada accionador de pistón de carrera corta (900) comprende un
cilindro (902) y un vástago (904). Tal como se muestra en la figura
13, el extremo distal (904a) de cada vástago (904) está dotado con
extensiones (906) que permiten el acoplamiento con una ranura
respectiva (408) de la placa de bloqueo (400). En la realización
mostrada, el extremo distal (904a) tiene un diámetro que es mayor
que el resto del vástago (904) y las extensiones (906) están
formadas por una ranura circunferencial dispuesta en el extremo
distal (904a). Sin embargo, los técnicos en la materia reconocerán
que son posibles otras configuraciones, tal como por ejemplo aletas
que se extiendan lateralmente. Los accionadores de pistón de
carrera corta (900), cuando son accionados, extienden o retraen los
vástagos (904) de manera selectiva, desplazando de este modo la
placa de bloqueo (400) con respecto a la tapa (300), tal como se
describe más adelante.
A medida que la tapa desmontaba (300) es
levantada mediante los accionadores de pistón orientados
verticalmente (700), los extremos distales (904a) de los vástagos
(904) se deslizan a través de las ranuras (408) hacia las partes de
captura (414). A medida que la tapa desmontable (300) continúa
levantándose, cada vástago (904) se desliza hasta una posición
final en la que se asienta en la parte de captura (414). De este
modo, las extensiones (906), junto con las ranuras (408), permiten
que los vástagos (904) se acoplen y desacoplen de la placa de
bloqueo (400) cuando la tapa (300)
está en la posición alineada y es levantada o bajada por los accionadores de pistón orientados verticalmente (700).
está en la posición alineada y es levantada o bajada por los accionadores de pistón orientados verticalmente (700).
La placa de bloqueo (400) es desplazada mediante
los accionadores de pistón orientados horizontalmente (900),
preferentemente y como mínimo por dos accionadores de pistón
bidireccionales.
En una aplicación particularmente ventajosa, la
presente invención puede ser utilizada con lo que comúnmente se
conoce como una "plataforma de desmontaje de tapas". Una
plataforma de desmontaje de tapas típicamente tiene una abertura
que conduce a un foso de coque dispuesto por debajo. En una
instalación de plataforma de desmontaje de tapas convencional son
necesarios dos sumideros: un "primer sumidero" que se extiende
desde la abertura del destilador hasta la abertura de la base, y un
"segundo sumidero" que se extiende desde la abertura de la
base hasta el foso de coque.
Cuando es utilizado con una plataforma de
desmontaje de tapas, el armazón (500) y el faldón (508), que
encierran la zona que va desde más allá del extremo abierto (108)
del destilador (100) a través de la plataforma (110), pueden ser
utilizados para canalizar el agua y el coque que sale del extremo
abierto (108) del destilador (100) en lugar del "primer
sumidero". En consecuencia, se elimina la necesidad de
estructuras adicionales tales como un sumidero de coque
extendiéndose desde el destilador hasta la base.
Haciendo referencia ahora a las figuras 14 a 19,
que muestran la presente invención sin la envolvente superior
(504), eliminada por razones de claridad, se describe una operación
de desmontaje de tapas. Tal como se muestra en la figura 14, en la
que el vástago (802) ha sido eliminado por razones de claridad, el
destilador (100) es mostrado con la tapa montada, con la tapa (300)
fijada al mismo. En esta condición, los accionadores de pistón
orientados verticalmente (700) aplican una fuerza de elevación a la
tapa (300) y la placa de bloqueo (400) a través de los vástagos
(702). A la vez, los vástagos (702) transfieren al armazón (500) la
carga completa de la tapa desmontable (300), además de parte de la
carga que soporta dicha tapa (300) a causa del contenido del
destilador. A continuación, tal como se muestra en la figura 15, las
unidades tensoras (600) son accionadas para extender los pernos
(606). En esta situación la unión entre tapa y la pestaña se
destensa, permitiendo el movimiento deslizante de la placa de
bloqueo (400).
Entonces, tal como muestra la figura 16, se
accionan los accionadores de pistón de carrera corta y orientados
horizontalmente (900) para retraer los vástagos (904) y desplazar
horizontalmente la placa de bloqueo (400) acoplada a los mismos
desde la posición de bloqueo a la posición de desbloqueo. En la
posición de desbloqueo, las partes de mayor tamaño (404b) de los
orificios (404) quedan alineadas con los pernos (606), permitiendo
de este modo que la placa de bloqueo (400) y, por lo tanto que la
tapa desmontable (300), se separen de la pestaña (200). A
continuación, los accionadores de pistón orientados verticalmente
(700) disminuyen la fuerza de elevación aplicada a la tapa
desmontable, permitiendo que el peso de la tapa desmontable (300),
la placa de bloqueo (400), y el contenido del destilador (100)
venzan gradual y controladamente la fuerza de elevación. Esta
fuerza neta dirigida en dirección descendente retrae los vástagos
(702), haciendo bajar controladamente la tapa desmontable (300)
sobre las guías (512) del armazón (500), tal como se muestra en la
figura 17.
También debe indicarse que varias acciones
mecánicas tienen lugar mientras se baja la tapa desmontable (300).
Primero, a medida que se hace bajar la tapa (300), los extremos
distales (904a) de los vástagos (904) se deslizan hacia arriba y
fuera de las ranuras (408) de la placa de bloqueo (400). En segundo
lugar, los accionadores de pistón de carrera larga y orientados
horizontalmente (800), pivotados hacia arriba en virtud de la
posición de los elementos salientes (312) y de los conectores
pivotables (314), giran hasta alcanzar una posición substancialmente
horizontal alrededor de la bisagra (804). En dicha posición los
accionadores de pistón de carrera larga y orientados
horizontalmente (800) son paralelos a las guías (512).
Tal como puede verse mejor en la figura 18,
cuando la tapa desmontable se ha bajado sobre las guías (512) y los
accionadores de pistón orientados verticalmente (700) se han
retraído, los accionadores de pistón de carrera larga y orientados
horizontalmente (800) son accionados para extender los vástagos
(802) y desplazar la tapa (300) lateralmente hasta una posición
adyacente al destilador (100). Tal como se ha descrito, la tapa
(300) queda completamente debajo de la caperuza (506). Los vástagos
(802) se extienden a través de las aberturas (513) mientras que la
tapa (300) se desplaza sobre las guías (512).
Finalmente, tal como se muestra en la figura 19,
en caso deseado, y una vez que el contenido del destilador,
incluyendo el coque, ha sido eliminado, la caperuza (506) puede ser
basculada mediante el conjunto accionador (514) alrededor de las
bisagras (507) para ganar acceso a la tapa (300) a efectos de
facilitar la limpieza. En dicha posición, también es posible (y
usualmente deseable) sustituir la junta de estanqueidad que existe
entre la tapa (300) y la pestaña (200).
Debe indicarse que durante toda la operación de
desmontaje de tapas, la tapa desmontable (300) permanece dentro del
armazón (500). Además, debe entenderse que para montar la tapa al
destilador (100), las operaciones mencionadas anteriormente deben
ser llevadas a cabo en orden inverso.
En lugar de utilizar presión hidráulica para
accionar los pistones y/o desplazar la placa de bloqueo, pueden
utilizarse de manera alternativa numerosos mecanismos de
accionamiento mecánico, tal como resultará evidente para los
técnicos en la materia. Además, el mecanismo de cierre de la
presente invención puede ser utilizado en otros entornos, tal como
en autoclaves u otros recipientes a presión.
Claims (14)
1. Sistema de retención y de desmontaje de tapas
para recipiente a presión que comprende:
una tapa desmontable (300) que cierra un
orificio de salida inferior (108) de un recipiente a presión; y
un armazón (500) que substancialmente comprende
una zona que está debajo de dicho orificio de salida inferior (108)
y a través de una plataforma de desmontaje de tapas, estando
contenida dicha tapa (300) dentro de la zona comprendida en una
posición abierta y una posición cerrada,
en el que dicho armazón (500) incluye una
caperuza (506) que puede bascular con respecto a una parte de dicho
armazón (500) desde una posición cerrada hasta una posición
abierta.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Sistema, según la reivindicación 1, que
comprende adicionalmente:
una pestaña (200) montada en el recipiente a
presión (100) en dicho orificio de salida inferior (108); y
una placa de boqueo (400) conectada
cooperativamente con dicha tapa (300), dicha pestaña (200) y dicha
placa de bloqueo (400) cooperando para fijar dicha tapa (300) a
dicho orificio de salida inferior.
\vskip1.000000\baselineskip
3. Sistema, según la reivindicación 2, que
comprende adicionalmente una serie de elementos de fijación (600)
montados en dicha pestaña (200) y que cooperan con dicha placa de
bloqueo (400) a efectos de fijar dicha tapa (300) al recipiente a
presión (100) cuando dicha tapa (300) es alineada y puesta en
contacto con dicha pestaña (200).
4. Sistema, según la reivindicación 3, en el que
dichos elementos de fijación (600) incluyen una serie de
accionadores (604) que permiten extender y retraer unos pernos
(606).
5. Sistema, según la reivindicación 4, en el que
dichos pernos (606) incluyen una parte de cabeza (606b) en un
extremo y estando acoplado cada uno de ellos de forma deslizante con
un accionador (604) por el otro extremo, y en el que dicha placa de
bloqueo (400) tiene una serie de orificios (404), teniendo dichos
orificios (404): (i) una parte más grande (404b) a través de la
cual puede pasar dicha cabeza de perno (606b) y (ii) una parte más
pequeña (404a) a través de la cual dicha cabeza de perno (606b) no
puede pasar, pudiendo ser desplazada dicha placa de bloqueo (400)
entre una primera posición, en la que las partes más pequeñas (404a)
de los orificios (404) están alineadas con dichos pernos (606), y
una segunda posición, en la que las partes más grandes (404b) de
los orificios (404) están alineadas con dichos pernos (606).
6. Sistema, según la reivindicación 5, que
comprende adicionalmente un mecanismo de desplazamiento para la
placa de bloqueo capaz de desplazar dicha placa de bloqueo (400)
lateralmente entre dichas primera y segunda posiciones.
7. Sistema, según la reivindicación 6, en el que
dicho mecanismo de desplazamiento de la placa de bloqueo comprende
como mínimo un accionador orientado horizontalmente (900) que
permite desplazar lateralmente dicha placa de bloqueo (400).
8. Sistema, según la reivindicación 7, en el que
dicho accionador (604) incluye un vástago, y dicha placa de bloqueo
(400) incluye ranuras (402) adaptadas para permitir el acoplamiento
desmontable con dicho vástago cuando dicha tapa (300) es levantada
para hacer contacto con el recipiente a presión (100).
9. Sistema, según la reivindicación 5, en el que
dicha tapa (300) tiene orificios pasantes (304) que tienen un
tamaño y están posicionados a efectos de permitir que dichos pernos
(606) se extiendan a través de los mismos cuando dicha tapa (300)
es alineada y puesta en contacto con dicha pestaña (200).
10. Sistema, según la reivindicación 1, que
comprende adicionalmente un mecanismo de desplazamiento de tapa
capaz de desplazar dicha tapa (300) vertical y lateralmente.
11. Sistema, según la reivindicación 10, en el
que dicho mecanismo de desplazamiento de tapa incluye como mínimo
un accionador orientado verticalmente (700) a efectos de desplazar
verticalmente dicha tapa (300).
12. Sistema, según la reivindicación 10, en el
que dicho mecanismo de desplazamiento de tapa incluye como mínimo
un accionador orientado horizontalmente (900) a efectos de desplazar
lateralmente dicha tapa (300) y guías (512) dispuestas dentro de
dicho armazón (500) para soportar de manera deslizante dicha tapa
(300).
13. Sistema, según la reivindicación 12, en el
que dicha tapa (300) incluye como mínimo un elemento saliente (312)
adaptado para acoplarse con dicho accionador orientado
horizontalmente (900).
14. Sistema, según la reivindicación 1, en el
que dicho armazón (500) incluye un faldón (508) adaptado para
extenderse a través de una plataforma de desmontaje de tapas (110) a
efectos de confinar las descargas del recipiente a presión (100)
durante la operación de desmontaje de tapas.
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