ITCR20120010A1

ITCR20120010A1 - Procedimento di assemblaggio di un fascio tubiero per scambiatori di calore

Info

Publication number: ITCR20120010A1
Application number: IT000010A
Authority: IT
Inventors: Stefano Agostino
Original assignee: Maus Italia F Agostino & C Sas
Priority date: 2012-04-05
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2013-10-06

Description

DESCRIZIONE

dell’Invenzione Industriale dal titolo:

PROCEDIMENTO DI ASSEMBLAGGIO DI UN FASCIO TUBERO PER SCAMBIATORI DI CALORE

DESCRIZIONE

L’invenzione si rivolge al settore dell'industria meccanica pesante. Più nel dettaglio, l’invenzione riguarda un procedimento di assemblaggio di un fascio tubiero per scambiatori di calore partendo da una pluralità di singoli tubi.

I fasci tubieri sono costituiti da una pluralità di tubi paralleli, le cui estremità sono bloccate da due lamiere forate di forte spessore, dette piastre tubiere, delimitanti il volume, occupato dai tubi, in cui avviene lo scambio di calore, e da una pluralità di diaframmi, interposti tra dette piastre, anch’essi forati e atti a sostenere i tubi per evitare che flettano.

Attualmente la movimentazione di ogni singolo tubo e l’assemblaggio vero e proprio dei fasci tubieri avviene in modo sostanzialmente manuale, fatta salva l’operazione di inserimento del singolo tubo nelle piastre e nei diaframmi, che talvolta viene eseguita con l’aiuto di una testa di infilaggio meccanizzata.

In pratica, gli operatori spostano ogni singolo tubo, prelevandolo da magazzini di stoccaggio per portarlo in prossimità della piastra tubiera già predisposta con una pluralità di fori, ordinatamente disposti, allineati con quelli dei diaframmi e di una maschera, o matrice, o dima, che simula le forature della piastra tubiera iniziale.

Sempre manualmente, ogni tubo viene dotato di una punta di guida, viene allineato e posizionato in asse al foro prescelto della piastra tubiera, e viene spinto manualmente all'interno di tutti i fori che si susseguono, a partire dalla dima, fino ad impegnare tale foro.

In alternativa, quest’ultima fase di spinta può essere in parte svolta da una testa di infilaggio motorizzata, sempre a caricamento manuale, che spinge il tubo attraverso la dima e i diaframmi fino ad una certa lunghezza, e gli operatori devono agire manualmente solo per l'inserimento della porzione finale del tubo nella piastra tubiera.

L’assemblaggio di un fascio tubiera è quindi un’operazione complessa, che richiede molta manodopera specializzata e tempistiche molto lunghe, con un aumento inevitabile dei costi.

Inoltre, questi svantaggi aumentano ancor più nel caso di fasci tubieri di grandi dimensioni.

L’invenzione si propone di superare questi limiti, definendo un procedimento di assemblaggio di un fascio tubiera per scambiatori di calore partendo da una pluralità di singoli tubi che sia completamente automatizzato in tutte la sue fasi, riducendo così l’impiego di manodopera, velocizzando tutta l’operazione e abbassando i costi. Tali scopi sono raggiunti con un procedimento di assemblaggio di un fascio tubiero per scambiatori di calore, partendo da una pluralità di singoli tubi, comprendente le fasi di:

- provvedere una piastra tubiera, almeno un diaframma di sostegno per detto fascio e una maschera, provvisti di una corrispondente distribuzione ordinata di fori;

- provvedere una testa di infilaggio meccanizzata per detti tubi, provvista di un asse principale;

- allineare detta piastra tubiera, detto almeno un diaframma, detta maschera e detta testa di infilaggio in modo che gli assi di dette distribuzioni di fori si dispongano secondo rette ortogonali contemporaneamente a detta piastra, a detto almeno un diaframma e a detta maschera, e dette rette siano anche parallele tra loro e all’asse principale di detta testa,

caratterizzato dal fatto che comprende le fasi di:

- posizionare una pluralità di singoli tubi su un cavalletto di sostegno atto a fungere da magazzino di stoccaggio;

- prelevare almeno un tubo da detto cavalletto mediante un caricatore mobile;

- alimentare detto tubo all’imbocco di detta testa di infilaggio;

- allineare l’asse principale di detta testa di infilaggio in corrispondenza di un foro libero prescelto su detta maschera;

- inserire detto tubo in detto foro prescelto mediante detta testa di infilaggio;

- reiterare dette fasi fino al completo riempimento di detta distribuzione di fori con singoli tubi prelevati da detto cavalletto di sostegno.

Secondo un primo aspetto dell'invenzione, detto procedimento comprende inoltre la fase di innestare una punta di guida all’estremità, rivolta verso detta testa, di detto tubo disposto su detto caricatore mobile.

Vantaggiosamente detto procedimento comprende la fase di prelevare una pluralità di tubi da detto cavalletto di sostegno e disporli affiancati su detto caricatore mobile lungo un piano inclinato.

Secondo ulteriori aspetti dell’invenzione, detto procedimento comprende la fase di alimentare detto tubo all’imbocco di detta testa di infilaggio e la fase di spingere l’estremità di detto tubo opposta a quella provvista di detta punta di guida, verso detta testa di infilaggio.

In particolare, la fase di inserire detto tubo in detto foro prescelto comprende una fase di traslazione del tubo mediante l’azione di serraggio di almeno una coppia di ruote controrotanti di avanzamento, e una fase finale di spinta mediante pressione sull’estremità di detto tubo opposta a quella provvista di detta punta di guida.

Ulteriormente, la fase di traslazione del tubo mediante l’azione di serraggio di almeno una coppia di ruote controrotanti di avanzamento comprende la fase di ruotare contemporaneamente detto tubo attorno al proprio asse.

Il procedimento di assemblaggio di un fascio tubiera per scambiatori di calore partendo da una pluralità di singoli tubi secondo l'invenzione presenta molti vantaggi dovuti essenzialmente alla sua completa automazione.

Vantaggiosamente, l’assemblaggio del fascio tubiera è più veloce e non è più richiesta manodopera specializzata perché tutte le operazioni di precisione sono affidate a componenti meccanizzati, coordinati da una centralina di comando e controllo.

Ancor più vantaggiosamente, i tempi per l'assemblaggio dei fasci tubieri ed i relativi costi sono resi dipendenti solo dalle dimensioni, in particolare dalla lunghezza dei singoli tubi: automatizzando tutta la procedura si possono costruire in tempi brevi, ed a costi standard, fasci tubieri di qualsiasi lunghezza e dimensione, soddisfacendo qualsiasi richiesta del mercato.

I vantaggi dell’invenzione saranno maggiormente evidenti nel seguito, in cui viene descritta una modalità preferita di applicazione del procedimento, a titolo esemplificativo e non limitativo, e con l’aiuto delle Figure 1-4, che rappresentano, in modo schematico, le quattro fasi principali del procedimento di assemblaggio di un fascio tubiera per scambiatori di calore partendo da una pluralità di singoli tubi secondo l’invenzione, sfruttando un possibile impianto tipo.

Con riferimento alle Figure, è illustrato in modo schematico, e secondo una possibile variante realizzativa, un impianto 1 automatizzato in grado di gestire tutte le fasi del procedimento di assemblaggio di un fascio tubiera F secondo l’invenzione.

In particolare, detto impianto 1 comprende sostanzialmente:

- un cavalletto di sostegno 2 per una pluralità di singoli tubi 3 fungente da magazzino di stoccaggio;

- un caricatore mobile 4, atto a selezionare una piccola quantità di detti singoli tubi 3 e prowisto di mensole inclinate 5 per il loro sostegno;

- una testa di infilaggio 6 per detti tubi 3 all'interno di una maschera 7 forata, precedentemente disposta e allineata ad una piastra tubiera principale 8 e a corrispondenti diaframmi intermedi 9;

- guide lineari 10 di sostegno per detto caricatore 4 e per detta testa 6 e atte a consentirne il movimento nei due assi principali x e y.

Per facilitare l'inserimento di detti tubi 3 all’interno dei corrispondenti fori 7’, 8’, 9’ di detta matrice 7, di detta piastra tubiera 8 e di detti diaframmi 9, detto impianto 1 comprende un dispositivo (non illustrato) per l’innesto preventivo, all’estremità 3’ di ciascun tubo 3, di una punta di guida.

Detto impianto 1 comprende anche mezzi di spinta (non illustrati), associati a detto caricatore mobile 4, atti ad alimentare ogni singolo tubo 3 da detto caricatore 4 all’imbocco di detta testa di infilaggio 6. Su detta testa di infilaggio 6 sono inoltre provvisti mezzi di allineamento del tipo a laser (non illustrati) atti a disporre detta testa 6 perfettamente in asse al foro 7’ prescelto per l’inserimento del tubo corrispondete.

Detto impianto 1 , essendo vantaggiosamente completamente automatizzato, comprende anche una centralina di comando e controllo (non illustrata) atta a gestire ogni singolo componente e le relative funzioni all’interno del complesso procedimento di assemblaggio dell'intero fascio tubiero F.

Le fasi del procedimento sono descritte di seguito.

La prima fase del procedimento, rappresentata schematicamente in Figura 1 , si può definire anche fase di preparazione e consiste nel provvedere una piastra tubiera 8 fungente da fondo per detto fascio F, una pluralità di diaframmi 9 di sostegno per detto fascio di tubi 3, e una matrice forata fungente da maschera 7.

Detta piastra 8, detti diaframmi 9 e detta maschera 7 sono provvisti di corrispondenti distribuzioni ordinate di fori 8’, 9’ e 7’.

Ai fini deN’assemblaggio del fascio tubiero F, è molto importante allineare detta piastra tubiera 8, detti diaframmi 9 e detta matrice 7 in modo che gli assi di dette distribuzioni di fori 8’, 9’ e T si dispongano secondo rette ortogonali contemporaneamente a detta piastra 8, a detti diaframma 9 e a detta matrice 7.

Per garantire il mantenimento in posizione di tutti questi elementi, la piastra 8, la matrice 7 e i diaframmi 9 sono collegati da una pluralità di tiranti 11 disposti lungo la loro circonferenza, per creare un'unica struttura di accoglimento per detto fascio tubiero F.

Si procede poi provvedendo una testa di infilaggio 6 per detti tubi 3, avente un asse principale x.

In particolare, detta testa 6 viene allineata a detta struttura, in modo che gli assi di dette distribuzioni di fori 7’, 8’ e 9’ si dispongano anche secondo rette parallele tra loro e contemporaneamente parallele aN’asse principale x di detta testa 6.

La fase di preparazione prevede anche di posizionare, in prossimità di detta testa di infilaggio 6, una pluralità di singoli tubi 3 su un cavalletto di sostegno 2 che fungerà da magazzino di stoccaggio.

La seconda fase del procedimento, rappresentata schematicamente in Figura 2, si può definire anche fase di alimentazione e consiste nel prelevare una piccola quantità di tubi 3 da detto cavalletto 2 mediante un caricatore mobile 4, disposto a monte di detta testa di infilaggio 6.

Detti tubi 3 vengono disposti affiancati su detto caricatore mobile 4 lungo un piano inclinato, e successivamente, alle loro estremità 3’, rivolte verso detta testa 6, vengono innestate punte di guida.

La terza fase del procedimento, rappresentata schematicamente in Figura 3, si può definire anche fase di infilaggio e consiste nell’alimentare detto tubo 3 all’imbocco di detta testa di infilaggio 6, spingendo l’estremità 3” di detto tubo 3, priva di detta punta di guida, verso la testa stessa.

Molto importante è l’allineamento dell’asse principale x di detta testa di infilaggio 6 in corrispondenza di un foro 7’, di detta distribuzione ordinata, prescelto su detta matrice 7, eseguito utilizzando anche appositi mezzi di allineamento a laser.

A seguire, ogni singolo tubo 3 viene inserito nel foro prescelto 7’ mediante il lavoro di detta testa di infilaggio 6.

Secondo una possibile variante del procedimento, il lavoro di detta testa di infilaggio 6 comprende una prima fase di traslazione del tubo 3 sfruttando l’azione di serraggio e trascinamento di apposite coppie di ruote controrotanti di avanzamento, e una seconda fase di spinta che sfrutta la pressione sull’estremità 3” di detto tubo 3 priva di detta punta di guida da parte di uno spintore.

Il tubo 3, durante l’infilaggio, viene anche fatto ruotare attorno al proprio asse per facilitare il suo scorrimento tra i fori 9’ disposti sui vari diaframmi 9 fino ad arrivare alla piastra tubiera di fondo 8.

Per completare l'assemblaggio del fascio tubiera F, come illustrato in Figura 4, è necessario reiterare dette fasi alimentazione e infilaggio fino al completo riempimento di detta distribuzione di fori T con i singoli tubi 3 prelevati da detto magazzino di stoccaggio.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento di assemblaggio di un fascio tubiero (F) per scambiatori di calore, partendo da una pluralità di singoli tubi (3), comprendente le fasi di: - provvedere una piastra tubiera (8), almeno un diaframma (9) di sostegno per detto fascio (F) e una maschera (7), provvisti di una corrispondente distribuzione ordinata di fori (8’, 9’, 7’); - provvedere una testa di infilaggio (6) meccanizzata per detti tubi (3), provvista di un asse principale (x); - allineare detta piastra tubiera (8), detto almeno un diaframma (9), detta maschera (7) e detta testa di infilaggio (6) in modo che gli assi di dette distribuzioni di fori (8’, 9’, T) si dispongano secondo rette ortogonali contemporaneamente a detta piastra (8), a detto almeno un diaframma (9) e a detta maschera (7), e dette rette siano anche parallele tra loro e all’asse principale (x) di detta testa (6), caratterizzato dal fatto che comprende le fasi di: - posizionare una pluralità di singoli tubi (3) su un cavalletto di sostegno (2) atto a fungere da magazzino di stoccaggio; - prelevare almeno un tubo (3) da detto cavalletto (2) mediante un caricatore mobile (4); - alimentare detto tubo (3) aN’imbocco di detta testa di infilaggio (6); - allineare l’asse principale (x) di detta testa di infilaggio (6) in corrispondenza di un foro libero prescelto (7’) su detta maschera (7): - inserire detto tubo (3) in detto foro prescelto (7’) mediante detta testa di infilaggio (6); - reiterare dette fasi fino al completo riempimento di detta distribuzione di fori (7’) con singoli tubi (3) prelevati da detto cavalletto di sostegno (2).
2. Procedimento di assemblaggio di un fascio tubiero (F) secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che comprende la fase di innestare una punta di guida all’estremità (3’), rivolta verso detta testa (6), di detto tubo (3) disposto su detto caricatore mobile (4).
3. Procedimento di assemblaggio di un fascio tubiero (F) secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che comprende la fase di prelevare una pluralità di tubi (3) da detto cavalletto di sostegno (2) e disporli affiancati su detto caricatore mobile (4) lungo un piano inclinato.
4. Procedimento di assemblaggio di un fascio tubiero (F) secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che comprende la fase di alimentare detto tubo (3) all'imbocco di detta testa di infilaggio (6) e la fase di spingere l’estremità (3”) di detto tubo (3) opposta a quella provvista di detta punta di guida, verso detta testa di infilaggio (6).
5. Procedimento di assemblaggio di un fascio tubiero (F) secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che la fase di inserire detto tubo (3) in detto foro prescelto (7’) comprende una fase di traslazione del tubo (3) mediante l’azione di serraggio di almeno una coppia di ruote controtoranti di avanzamento, e una fase finale di spinta mediante pressione sull’estremità (3”) di detto tubo (3) opposta a quella provvista di detta punta di guida.
6. Procedimento di assemblaggio di un fascio tubiero (F) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che la fase di traslazione del tubo (3) mediante l’azione di serraggio di almeno una coppia di ruote controrotanti di avanzamento comprende la fase di ruotare contemporaneamente detto tubo (3) attorno al proprio asse.