IT8323777A1 - Apparecchiatura per formare una giunzione fra tubo e piastra tubiera, con espansione dovuta ad esplosione, includente una miccia di trasferimento di bassa energia ed un detonatore secondario. - Google Patents
Apparecchiatura per formare una giunzione fra tubo e piastra tubiera, con espansione dovuta ad esplosione, includente una miccia di trasferimento di bassa energia ed un detonatore secondario. Download PDFInfo
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Description
"Apparecchiatura per formare una giunzione fra tubo e piastra tubiera, con espansione dovuta ad esplosione, includente una miccia di trasferimento di bassa energia ed un detonatore secondario. "
RIASSUNTO
Apparecchiatura per espandere un tubo in
un foro formato in una piastra tubiera, in cui un esplosivo primario contenente un numero relativamente elevato di granelli di esplosivo per lunghezza unitaria si estende entro il tubo coestensivo
con quella porzione del tubo che deve essere espansa. Un cordoncino di trasferimento di energia
si estende fra un detonatore e l'esplosivo primario
ed include un numero relativamente piccolo di granelli di esplosivo per lunghezza unitaria che sono insufficienti a far detonare l'esplosivo primario,
ma che saranno coperti da una guaina per contenere i detriti ed i gas associati con l'esplpsione di quest'ultimo esplosivo. Un detonatore secondario si estende fra il cordoncino di trasferimento di energia e l'esplosivo primario, e contiene un eaplosivo il quale pu? essere fatto esplodere tramite il cordoncino di trasferimento di energia, ed il quale, in seguito ad esplosione, fa detonare od esplodere l'esplosivo primario.
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda una apparecchiatura per formare in modo esplosivo un giunto fra tubo e piastra tubiera, e, pi?.particolarmente riguarda un'apparecchiatura di questo tipo utilizzante un esplosivo estendentesi entro il tubo che deve essere fatto espandere.
Molte strutture attuali di scambiatori di calore sono caratterizzate dall'impiego di una pluralit? di tubi di scambio di calore disposti entro una piastra tubiera ed atti a ricevere un fluido primario che ? fatto passare attraverso i tubi in una relazione di scambio termico con un fluido secondario passante sui tubi.
Sono state sviluppate varie tecniche per fissare i tubi entro la piastra tubiera. Ad esempio, i tubi sono stati fatti espandere meccanicamente nelle piastre tubiere utilizzando un mandrino o simili, oppure tramite rullatura, ad esempio applicando una forza radiale diretta verso l'esterno contro l'intera superficie dei tubi. Tuttavia, queste tecniche presentano vari inconvenienti fra cui deformazione locale del metallo, allungamento generale dei tubi, e l'applicazione di sollecitazioni assiali sulla saldatura dei tubi e di sollecitazioni di compressione nella parete dei tubi0 Al fine di eliminare gli inconvenienti precedenti, e stata sviluppata una tecnica per formare in modo esplosivo i tubi con la piastra tubiera. Secondo tale tecnica, una carica di esplosivo ? disposta entro l'area di sovrapposizione fra i tubi e la piastra tubiera ed ? circondata da un elemento di trasmissione di forza il quale, in seguito a detonazione della carica di esplosivo, fa espandere uniformemente il tubo contro la parete interna della piastra tubiera.
Uno degli esplosivi pi?.diffusi per l'impiego in questo tipo di ambiente ? generalmente noto come "cordoncino" di detonazione o miccia, ed ? in realt? una spoletta ad alto esplosivo che ? costituita da un tubo di tessuto intessuto rinforzato con avvolgimenti di fibre e plastica o metallo, e pu? essere impregnato con asfalto e cera, e riempito con un nucleo di un alto esplosivo come ad esempio tetranitrato di pentaeritritolo (????). Questa spoletta esplosiva ? sufficiente a fare espandere adeguatamente i tubi entro le piastre tubiere in questo tipo di applicazione, ma presenta l?inconveniente di generare una quantit? relativamente grande di detriti e gas. Poich? la pratica comune ? quella di estendere la spoletta esplosiva all?esterno dei tubi e ad un cappellotto detonatore disposto esternamente o simili, si pu? notare che i summenzionati detriti e gas sono inaccettabili in molte applicazioni industriali, non ultima delle quali ? quella in connessione don lavori di espansione a esplosivi in scambiatori di calore nucleari.
Perci?, uno scopo della presente invenzione ? quello di fornire un'apparecchiatura per fissare un tubo entro una piastra tubiera in cui il tubo ? formato in modo esplosivo entro la piastra tubiera senza gli inconvenienti precedentemente citati.
Uno scopo pi? specifico della presente invenzione ? quello di fornire un 'apparecchiatura del tipo precedente in cui i tubi sono espansi nella maniera precedente senza la produzione di detriti e gas.
Un ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di fornire un'apparecchiatura del tipo precedente in cui una spoletta esplosiva primaria ? disposta entro il tubo ed ? collegata al cappellotto detonatore tramite un cordoncino di trasferimento di energia il quale contiene un numero relativamente piccolo di granelli di esplosivo per piede e che ? circondato da una guaina che contiene i prodotti della combustione.
Un ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di fornire un'apparecchiatura del tipo precedente in cui un'unit? a detonatore secondario ? disposta fra la spoletta esplosiva primaria nei tubi ed il cordoncino di trasferimento di energia.
Per raggiungere questi ed altri scopi, un esplosivo primario contenente un numero relativamente elevato di granelli di esplosivo per lunghezza unitaria ? disposto entro ciascun tubo e si coestende con quella porzione del tubo che deve essere fatta espandere. Un cordoncino di trasferimento di energia si estende fra un detonatore e 1*esplosivo primario ed include un numero rela^-tivamente piccolo di granelli di esplosivi per lunghezza unitaria. Una guaina copre questi ultimi granelli di esplosivo, ed ? strutturata e disposta in modo da contenere i detriti ed i gas associati con l?esplosione di tali ultimi granelli di esplosivo. Poich? l'esplosivo associato con il cordoncino di trasferimento di energia ? insufficiente a far detonare l'esplosivo primario, un detonatore secondario si estende fra il cordoncino di trasferimento di energia e l'esplosivo primario e pu? essere fatto detonare tramite il cordoncino di trasferimento di energia e funziona per la detonazione dell'esplosivo primario.
La precedente breve descrizione, come pure ulteriori scopi, caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno pi?. completamente chiari dalla seguente descrizione dettagliata della forma di realizzazione attualmente preferita ma nonostante ci? illustrativa, della presente invenzione, presa in unione con i disegni acclusi nei quali:
la figura 1 ? una vista in sezione longitudinale di un'interfaccia fra tubo e piastra tubiera includente 1'apparecchiatura secondo la presente invenzione;
la figura 2 ? una vista in sezione trasversale presa lungo la linea 2-2 della figura 1;
la figura 3 ? una vista parziale, simile alla figura 1, ma illustrante una forma di realizzazione alternativa della presente invenzione ; e
la figura 4 ? una vista simile a figura 1f ma illustrante un'altra forma di realizzazione alternativa della presente invenzione ? Facendo riferimento alla figura 1 dei disegni, il numero di riferimento 10 indica in generale una piastra tubiera che pu? formare una porzione di uno scambiatore di calore avente una pluralit? di tubi di scambio di calore, uno dei quali ? rappresentato dal numero di riferimento 12. Ciascun tubo 12 si estende entro un foro corrispondente formato entro la piastra tubiera 10, una estremit? di ciascuno dei tubi estendendosi a livello con l'estremit? della piastra tubiera e l'altra estremit? estendendosi attraverso l'altra estremit? della piastra tubiera.
Il diametro esterno del tubo 12 ? leggermente minore del diametro interno del foro della piastra tubiera ed il tubo pu? essere fissato alla piastra tubiera 10 tramite una saldatura anulare 14, che salda l'estremit? a livello del tubo alla porzione d'estremit? corrispondente della piastra tubiera. E' mostrata solo una porzione del tubo 12, per chiarezza, dovendosi tener presente che lo scambiatore di calore includer? pure un recipiente racchiudente la piastra tubiera ed avente ingressi ed uscite adatti per un fluido di scambio termico primario ed un fluido di scambio termico secondario. Secondo una tipica disposizione di tale genere, i tubi 12 potrebbero essere sagomati a U con entrambe le estremit? di ciascun tubo estendentisi attraverso la piastra tubiera 10, e lo scambiatore di calore includer? un elemento divisorio o simili. Il fluido di scambio termico primario entrer? nei tubi 12 attraverso un'estremit? da un'area verso sinistra della piastra tubiera 10 come ? rappresentato in figura 1, passer? attraverso i tubi in relazione di scambio teimico con il fluido secondario passante attraverso il recipiente al di sopra della piastra tubiera ed uscir? attraverso le altre estremit? dei tubi all'area al di sotto della piastra tubiera.
Il tubo 12 di figura 1 ? illustrato entro la piastra tubiera 10 prima di essere formato in modo esplosivo nella piastra tubiera, assieme all'apparecchiatura secondo la presente invenzione per effettuare la formatura esplosiva. Tale ultima apparecchiatura include un inserto, indicato generalmente dal numero di riferimento 18, il quale si estende entro il tubo 10 ed ? costituito da un elemento di trasmissione di forza generalmente tubolare 20 e da un elemento esplosivo centrale 22 estendentesi entro 1 'elemento tubolare. L'elemento tubolare 20 ha un diametro esterno che ? leggermente minore del diametro interno del tubo 12 ed uno spallamento 23 previsto sull'estremit? dell'elemento tubolare che impegna la saldatura 14 per posizionare con precisione lo elemento tubolare 20 e perci? l'intero inserto 18 entro il tubo 12. La lunghezza degli elementi 20 e 22 ? tale che quando posizionati entro il tubo come ? mostrato, essi si coestendono sostanzialmente con l'area di sovrapposizione fra il tubo 12 e la piastra tubiera 10.
L'elemento esplosivo 22 si estende lungo la lunghezza del tubo 20 ed i granelli di esplosivo contenuti in esso sono disposti uniformemente lungo il suo asse.
Un cappellotto detonatore 24 ? previsto all'esterno della piastra tubiera 10 e dei tubi 12 e contiene un esplosivo primario molto sensibile il quale detona rapidamente quando influeil?-zato da un innesco, un percussore elettrico o simili, in un modo convenzionale.
Un cordoncino 26 di trasferimento di energia collega il cappellotto detonatore 24 con l'inserto 18. Come ? meglio rappresentato nella figura 2, il cordoncino di trasferimento di energia 26 include un nucleo centrale 28 il quale contiene un numero relativamente piccolo di granelli di esplosivo, circondato da una guaina di protezione 30, preferibilmente di una materia plastica. Le dimensioni relative della guaina, quando paragonate al potenziale esplosivo dello esplosijvo nel nucleo 28 sono tali che la guaina conterr? i detriti ed i gas risultanti dall'esplosione, come sar? descritto dettagliatamente in seguito .
Facendo nuovamente riferimento alla figura 1, un foro acciecato 32 ? formato nello elemento 20 per ricevere un detonatore secondario 34, la superficie esterna del detonatore secondario 34 estendendosi a livello con l'elemento 20 ed essendo collegata all'altra estremit? del cordoncino di trasferimento di energia 26?
Bench? non sia mostrato nei disegni, si deve tener presente che l'altra estremit? del detonatore secondario 34 ? formata con una cavit? relativamente piccola in cui ? disposto un esplosivo, il detonatore secondario essendo posizionato in maniera tale che l'esplosivo non cade fuori dalla posizione assiale della piastra tubiera 10 . Si deve notare che l'estremit? corrispondente dell'elemento esplosivo 22 ? distanziata molto leggermente dall'ultima porzione di estremit? del detonatore secondario 34.
Il detonatore secondario 34 pu? essere fatto detonare tramite il cordoncino di trasferimento di energia 26 che, a sua volta, fa detonare l'elemento esplosivo 22 per effettuare l'espansione del tubo 12 nel modo che ? stato descritto precedentemente. Il detonatore secondario 34 ? necessario poich?, al fine di contenere appropriatamente i detriti ed i gas risultanti dalla detonazione del cordoncino di trasferimento di energia 26, la quantit? di esplosivo contenuta in quest'ultimo cordoncino o "miccia" deve essere mantenuta minore di quella che ? necessaria per fare detonare direttamente l'elemento esplosivo 22.
Tale disposizione fornisce cos? un distinto vantaggio rispetto a disposizioni della tecnica nota in cui una spoletta esplosiva primaria era fatta estendere all'esterno del tubo e collegata,direttamente al cappellotto detonatore o del detonatore, poich? l'esplosione della spoletta determinerebbe la formazione di detriti e gas che sono inaccettabili per molte applicazioni industriali.
Secondo la presente invenzione, prevedendo il cordoncino 26 di trasferimento di energia contenente un numero relativamente piccolo di granelli di esplosivo, i detriti ed i gas possono essere contenuti entro la guaina 38, eliminando cos? completamente questo problema.
Le forme di realizzazione delle figure 3 e 4 sono simili a quella di figura 1 e a componenti identici sono stati attribuiti i medesimi numeri di riferimento. Secondo la forma di realizzazione della figura 3? una porzione del detonatore secondario 34 si estende entro il foro acciecato 32 e la porzione rimanente sporge dal foro acciecato 32 come ? rappresentato . In questa forma di realizzazione , l 'elemento esplosivo
22 si estende in una relazione leggermente distanziata rispetto all 'estremit? corrispondente del detonatore secondario 34?
La forma di realizzazione di figura 4 ? concepita per applicazioni speciali in cui e desiderata espansione selettiva del tubo 12. In questo esempio particolare, si supporr? che non sia desiderato fare espandere quella porzione del tubo 12 estendentesi dall 'estremit? della piastra tubiera sino ad una distanza abbastanza significativa nella piastra tubiera stessa. Secondo questa forma di realizzazione , il foro acciecato
32 si estende per una distanza corrispondente a quella porzione del tubo che non deve essere fatta espandere, e il detonatore secondario 34 ? disposto nel foro acciecato 32 come ? rappresentato. L'elemento esplosivo 22 si estende in una relazione leggermente distanziata rispetto alla estremit? corrispondente del detonatore secondario 34 come nelle forme di realizzazione precedenti, e, dagli altri punti di vista, i componenti rimanenti sono identici .
Si deve tener presente che parecchie al
Claims (7)
1. Apparecchiatura per espandere un tubo in un foro formato in una piastra tubiera, comprendente mezzi esplosivi primari contenenti un numero relativamente elevato di granelli di esplosivo per lunghezza unitaria ed estendentisi entro detto tubo in modo coestensivo con quella porzione del tubo che deve essere fatta espandere, mezzi detonatori disposti esternamente al tubo, un cordoncino di trasferimento di energia estendenteai fra detti mezzi detonatori e detti mezzi esplosivi primari, detto cordoncino di trasferimeno di energia includendo un numero relativamente piccolo di granelli di esplosivo per lunghezza unitaria che sono insufficienti a far detonare detti mezzi a esplosivo primario, ed una guaina coprente detti granelli di esplosivo, ed essendo strutturata e disposta in modo da contenere i detriti ed i gas associati con l'esplosione di detti granelli di esplosivo; e mezzi a detonatore secondario estendentisi fra detto cordoncino di trasferimento di energia e detti mezzi esplosivi primari, detti mezzi a detonatore secondaria contenendo un esplosivo che pu? essere fatto detonare tramite detto cordoncino di trasferimento di energia, ed il quale, in seguito ad esplosione, ? sufficiente a fare detonare detti mezzi esplosivi primari .
2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre un elemento di trasmissione di forza anulare estendentesi fra detti mezzi esplosivi primari e detto tubo per trasferire da detto tubo l'energia risultante dalla esplosione di detti mezzi esplosivi primari.
3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 in cui un foro acciecato ? formato in detto elemento di trasmissione di forza adiacentemente ad un'estremit? di esso, detti mezzi a detonatore secondario essendo almeno parzialmente disposti in detto foro acciecato ed impegnandosi in un accoppiamento ad attrito con la parete di detto elemento di trasmissione di forza definente detto foro acciecato*.
4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3 in cui detti mezzi a detonatore secondario si estendono completamente entro detto foro acciecato e a livello con l'estremit? di detto elemento trasmettitore di forza.
5* Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3 in cui una porzione di detti mezzi a detonatore secondario si estende entro detto foro acciecato ed una porzione sporge da detto foro acciecato.
6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3 in cui detti mezzi a detonatore secondario si estendono completamente entro detto foto acciecato ed in una relazione distanziata rispetto ad detta una estremit? di detto elemento di trasmissione di forza.
7. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 in cui detti mezzi a detonatore secondario sono collegati in corrispondenza di una estremit? a detto cordoncino di trasferimento di energia ed in cui la loro altra estremit? si estende in una relazione strettamente ravvicinata rispetto a detti mezzi esplosivi primari
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