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ES2942899T3 - Conjunto de tubos, intercambiador de presión y sistema de ósmosis inversa - Google Patents

Conjunto de tubos, intercambiador de presión y sistema de ósmosis inversa Download PDF

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ES2942899T3
ES2942899T3 ES20215491T ES20215491T ES2942899T3 ES 2942899 T3 ES2942899 T3 ES 2942899T3 ES 20215491 T ES20215491 T ES 20215491T ES 20215491 T ES20215491 T ES 20215491T ES 2942899 T3 ES2942899 T3 ES 2942899T3
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groove
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thread
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Stig Kildegaard Andersen
Tommi Kolb
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Danfoss AS
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Danfoss AS
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Abstract

Un conjunto de tubo (12) que comprende un tubo interior (13) que tiene una rosca exterior (15), una rosca exterior (14) que tiene una rosca interior (16) que se acopla con la rosca exterior (15), al menos para asegurar una posición angular entre se proporciona el tubo interior (13) y el tubo exterior (14). Dicho conjunto de tubos debería facilitar el montaje y mantenimiento de un sistema de ósmosis inversa. Para este fin, el tubo interior (13) comprende al menos una ranura (17) en su superficie exterior y el tubo exterior (14) comprende un rebaje (18) en su superficie interior, donde un elemento de bloqueo está dispuesto en un espacio formado por el rebaje (18) y la ranura (17) en relación de superposición con la ranura (17) y el hueco (18) (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Conjunto de tubos, intercambiador de presión y sistema de ósmosis inversa
La presente invención se refiere a un conjunto de tubos que comprende un tubo interior con una rosca exterior, un tubo exterior con una rosca interior que encaja en la rosca exterior y medios para asegurar una posición angular entre el tubo interior y el tubo exterior.
Además, la invención se refiere a un intercambiador de presión y a un sistema de ósmosis inversa que comprende dicho intercambiador de presión.
El documento GB 2 490 336 A muestra un cierre liberable entre un tubo interior y un tubo exterior. El tubo interior comprende una rosca exterior. El tubo exterior comprende una rosca interior. Se proporcionan medios para asegurar una posición angular entre el tubo interior y el tubo exterior. Estos medios comprenden un miembro de bloqueo dispuesto en una ranura circunferencial del tubo interior. El miembro de bloqueo está dispuesto dentro de una ranura en un anillo que está dispuesto de forma giratoria en la ranura. Cuando se desea fijar la posición angular entre los dos tubos, se aprietan los tornillos prisioneros que penetran en el tubo exterior y se enroscan en el miembro de bloqueo para desplazarlo radialmente hacia el exterior. El elemento de bloqueo tiene una superficie inclinada, de forma que se desplace ligeramente en sentido axial cuando se aprietan los tornillos prisioneros. Surge (?) una fuerza de presión que aumenta una fricción que impide la rotación. La fricción se puede aumentar al proporcionar una superficie estirada al miembro de bloqueo.
El documento WO 2016/174687 A1 desvela un sistema de tubería y acoplamiento que tiene un tubo interior que tiene una rosca exterior y un tubo exterior que tiene una rosca interior que encaja en la rosca exterior. Un cir-clip está provisto de una ranura en la circunferencia del tubo interior y una ranura en la pared interior del tubo exterior.
El documento WO 2020/008428 A1 describe una junta de tubería y acoplador con ranura y junta de múltiples labios. Un tubo interior comprende una rosca exterior y un tubo exterior comprende una rosca interior que encaja en la rosca exterior. Medio en forma de cerradura de alambre que se introduce en una ranura formada por el tubo interior y el tubo exterior.
El documento US 2004/0052639 A1 muestra un intercambiador de trabajo rotativo y un procedimiento.
La invención se describe con referencia a un sistema de ósmosis inversa que se usa, por ejemplo, para la desalinización de agua salada o para el tratamiento de aguas residuales. Para ello, se bombea líquido a alta presión a una cámara de alta presión del sistema de ósmosis inversa limitada por una membrana. Parte del líquido penetra a través de la membrana y entra en una cámara de baja presión en la que se puede obtener líquido desalinizado o purificado. El líquido de la cámara de alta presión que tiene una mayor concentración de sal sale de la cámara de alta presión. Sin embargo, para no desperdiciar la energía necesaria para producir la presión más alta, el líquido a alta presión se suministra a un intercambiador de presión que transfiere la alta presión al líquido fresco que se va a desalinizar o tratar.
En un sistema de ósmosis inversa hay uno o más intercambiadores de presión. Cada intercambiador de presión se debe conectar a cuatro conexiones de un sistema de colectores, es decir, a dos colectores de baja presión y a dos colectores de alta presión. En los colectores de alta presión, la presión suele ser de aproximadamente 60 barg.
La conexión entre un colector y un puerto de un intercambiador de presión se puede establecer por medio de un conjunto de tubos. Sin embargo, a fin de que la conexión sea estanca a la presión, el conjunto de tubos debe tener una longitud adaptada exactamente a la distancia entre el colector del sistema de ósmosis inversa y el intercambiador de presión. Es una norma industrial de facto usar tubos con ranuras, que se ensamblan con abrazaderas que encajan en las ranuras, es decir, conexiones ranuradas. La longitud de los tubos usados para las conexiones debe ser lo suficientemente precisa como para que sea posible encajar con seguridad las abrazaderas en las ranuras de los tubos, Además, cuando estas conexiones ranuradas se presurizan a altas presiones, se extenderán con gran fuerza hasta que las abrazaderas encajen en los lados de las ranuras de los tubos. Las elevadas fuerzas que actúan para extender las conexiones ranuradas pueden dislocar o dañar los equipos conectados. Estas son las razones por las que la longitud del conjunto de tubos se debe adaptar con precisión.
Debido a las tolerancias de fabricación, especialmente en los grandes colectores del sistema de ósmosis inversa, las distancias de los intercambiadores de presión a las conexiones de montaje en los colectores del sistema de ósmosis inversa varían un poco. Sin embargo, la longitud de cada uno de los conjuntos de tubos se debe adaptar con tolerancias muy pequeñas, del orden de décimas de milímetro. Lo mismo se aplica si los intercambiadores de presión se han desmontado para llevar a cabo tareas de mantenimiento. Normalmente, esta adaptación se lleva a cabo por medio de la fabricación de las piezas de tubo en longitud individual. Sin embargo, es difícil seguir la pista de todas estas piezas de tubo y normalmente se tarda mucho tiempo en llevar a cabo estas conexiones en una instalación de este tipo.
El objeto subyacente a la invención es facilitar el montaje y el mantenimiento de un sistema de ósmosis inversa.
Este objeto se resuelve con un conjunto de tubos como el descrito al principio, en el que el tubo interior comprende al menos una ranura en su superficie exterior y el tubo exterior comprende un rebaje en su superficie interior, en el que un elemento de bloqueo está dispuesto en un espacio formado por el rebaje y la ranura en relación de solapamiento con la ranura y el rebaje, en el que el elemento de bloqueo comprende en dirección circunferencial de los tubos una anchura correspondiente a la anchura del rebaje interior y la anchura de la ranura exterior en dirección circunferencial.
El uso de la rosca interior en el tubo exterior y del rebaje exterior en el tubo exterior permite un ajuste de la longitud del conjunto de tubos. Una vez ajustada la longitud adecuada, el elemento de bloqueo se puede montar en relación de solapamiento con la ranura y el rebaje, de forma que ya no sea posible girar los dos tubos uno respecto al otro. Una vez introducido el elemento de bloqueo en el espacio formado por el rebaje interior y la ranura exterior, ya no hay posibilidad de que los tubos giren entre sí.
En una realización de la invención, el rebaje tiene la forma de una ranura interior que está abierta a una cara frontal del tubo exterior. De este modo, es posible insertar el elemento de bloqueo desde la cara frontal del tubo exterior una vez que la ranura exterior y el tubo interior se han colocado en una relación de solapamiento total. Para diferenciar la ranura interior del tubo exterior de la ranura exterior del tubo interior, esta última se denomina "ranura exterior".
En una realización de la invención, el elemento de bloqueo tiene la forma de una tuerca, en la que un tornillo que penetra en el tubo exterior está roscado en la tuerca. Cuando el tornillo se enrosca en la tuerca, ésta queda asegurada contra un movimiento de salida de la ranura exterior y del rebaje. El tornillo penetra en el tubo exterior, es decir, se puede manipular desde el exterior.
En una realización de la invención, el tubo exterior comprende una abertura a través de la cual el tornillo se enrosca en la tuerca. Mientras el tornillo esté enroscado en la tuerca no se puede perder, dado que el tornillo está rodeado en toda su circunferencia por el tubo exterior.
En una realización de la invención, al menos una de las ranuras es una ranura axial. Esto facilita la inserción del elemento de bloqueo.
En una realización de la invención, la ranura exterior tiene un extremo en el lado de la rosca exterior, en el que el extremo y la rosca exterior tienen una distancia predeterminada entre sí. Esta es una forma sencilla de asegurarse de que la relación de solapamiento entre los dos tubos no cae por debajo de un solapamiento mínimo. Cuando el solapamiento entre los dos tubos es demasiado pequeño, el tornillo ya no puede alcanzar la tuerca, lo que es una clara indicación de que el tubo exterior se ha roscado demasiado y el trabajador puede llevar a cabo inmediatamente una corrección de la longitud del conjunto de tubos.
En una realización de la invención, el tubo interior comprende un extremo interior dispuesto en el tubo exterior, en el que un anillo de sellado está dispuesto entre el extremo interior y la rosca exterior. Esto tiene el efecto técnico de que la rosca no está expuesta a los medios que circulan por el conjunto del tubo y, por lo tanto, la rosca no se puede corroer.
En una realización de la invención, el anillo de sellado está fijado en el tubo exterior. Esto significa que el anillo de sellado se desplaza junto con el tubo exterior en relación con el tubo interior.
En una realización de la invención, el anillo de sellado es un primer anillo de sellado, en el que el tubo exterior comprende un orificio de drenaje y un segundo anillo de sellado está dispuesto en un lado del orificio de drenaje opuesto al primer anillo de sellado. Los dos anillos de sellado tienen un orificio de drenaje entre ellos que hace visible si el segundo anillo de sellado está fallando y, al mismo tiempo, el primer anillo de sellado garantiza la estanqueidad hacia la rosca.
En una realización de la invención, el tubo interior comprende más de una ranura exterior. De este modo, es posible un ajuste fino que no se limita a una revolución completa del tubo interior y el tubo exterior entre sí.
En una realización de la invención, la rosca tiene un paso de 2 mm por revolución o menos. En otras palabras, el hilo es un hilo fino. Cuando el tubo interior y el tubo exterior giran una revolución, la longitud del conjunto de tubos cambia 2 mm o menos. Cuando, por ejemplo, se proporcionan seis ranuras exteriores en el tubo interior, es posible un ajuste en la magnitud de 2/6 mm o 1/3 mm. Cuando la rosca tiene un paso más fino o más pequeño o se proporcionan más ranuras exteriores, la resolución puede incluso aumentar.
La invención también se refiere a un intercambiador de presión que comprende un puerto de entrada de alta presión, un puerto de salida de baja presión, un puerto de entrada de baja presión y un puerto de salida de alta presión, en el que al menos uno de los puertos está conectado a un conjunto de tubos como se ha descrito anteriormente.
Además, la invención se refiere a un sistema de ósmosis inversa que comprende un intercambiador de presión de este tipo.
A continuación se describirá una realización de la invención en más detalle con referencia a los dibujos, en los que:
La Fig. 1 muestra esquemáticamente una parte de un sistema de ósmosis inversa,
La Fig. 2 muestra esquemáticamente una vista en sección de la parte del sistema de ósmosis inversa,
La Fig. 3 muestra una vista en sección de un conjunto de tubos,
La Fig. 4 muestra una vista en perspectiva de un conjunto de tubos,
La Fig.5 muestra una vista en perspectiva de un tubo interior,
La Fig. 6 muestra una vista ampliada de un medio de bloqueo, y
La Fig. 7 muestra una vista en perspectiva de un tubo exterior del conjunto de tubos;
La Fig. 1 muestra esquemáticamente una parte 1 de un sistema de ósmosis inversa que tiene colectores de baja presión 2, 3 y colectores de alta presión 4, 5. Además, la parte 1 comprende dos intercambiadores de presión 6, 7. Cada intercambiador de presión 6. 7 comprende una entrada de baja presión 8, una salida de baja presión 9, una entrada de alta presión 10 y una salida de alta presión 11. La conexión entre el intercambiador de presión 6 y al menos uno de los colectores 2 a 5 se lleva a cabo por medio de uno o más conjuntos de tubos 12, uno de los cuales se muestra con más detalle en las Figs. 3 a 7.
En una realización preferida, todas las conexiones entre el intercambiador de presión 6, 7 y los colectores 2 a 5 comprenden un conjunto de tubos 12 de este tipo. Sin embargo, no es un requisito absoluto.
El conjunto de tubos 12 comprende un tubo interior 13 y un tubo exterior 14. El tubo interior 13 comprende una rosca exterior 15. El tubo exterior 14 comprende una rosca interior 16. El tubo exterior 14 se enrosca con su rosca interior 16 en el tubo interior 13 que tiene la rosca exterior 15.
Cuando el tubo exterior 14 gira en relación con el tubo interior 13, la longitud del conjunto de tubos 12 varía en relación con el paso de las roscas 15, 16. Las roscas 15, 16 son roscas finas con un paso de revolución de 2 mm o menos. Esto significa que, por cada vuelta del tubo exterior 14 en relación con el tubo interior 13, la longitud del conjunto de tubos 12 varía en 2 mm o menos.
Sin embargo, no sólo es necesario ajustar la longitud del conjunto de tubos 12. Otro requisito es que la longitud ajustada no cambie después del ajuste.
A fin de bloquear el conjunto de tubos 12 después del ajuste de la longitud contra un cambio posterior de la misma, el tubo interior 13 comprende al menos una ranura exterior 17 en su superficie exterior. La ranura exterior 17 es preferentemente una ranura axial que discurre paralela a un eje del tubo interior 13 y del tubo exterior 14.
La ranura exterior 17 termina una distancia antes de la rosca exterior 15.
Como se puede observar en particular en las Fig. 4 a 6, hay un número de ranuras exteriores 17 en la superficie exterior del tubo interior 13. Es posible, por ejemplo, disponer seis ranuras exteriores 17 en la superficie exterior del tubo interior 13.
El tubo exterior comprende un rebaje interior 18 en el lado interior del tubo exterior 14. El hueco interior 18 también puede tener forma de ranura. Este rebaje interior 18 está abierto a una cara frontal 19 del tubo exterior 14.
El tubo exterior 14 comprende una abertura 20 en la posición del rebaje interior 18. Como se puede observar en la Fig. 6, se introduce un tornillo 21 en la abertura 20.
Un elemento de bloqueo en forma de tuerca 22 se dispone en la ranura exterior 17 y posteriormente se empuja a través de la cara frontal 19 hacia el hueco interior 18. Cuando la tuerca 22 ha alcanzado la posición deseada, el tornillo 21 se puede enroscar en la tuerca 22.
Esto es posible cuando la ranura exterior 17 y el rebaje interior 18 se solapan entre sí.
La tuerca 22 (o cualquier otro elemento de bloqueo) tiene una anchura en dirección circunferencial que corresponde a la anchura de la ranura exterior 17 en dirección circunferencial y a la anchura del rebaje interior 18 en dirección circunferencial. De este modo, cuando la tuerca 22 se inserta en un espacio formado por la ranura exterior 17 y el rebaje interior 18, ya no existe la posibilidad de un movimiento de rotación del tubo exterior 14 en relación con el tubo interior 13.
El tornillo 21 impide que la tuerca 22 se mueva fuera de este espacio.
Dado que la ranura exterior 17 termina con una distancia a la rosca exterior 15, la ranura exterior 17 forma al mismo tiempo un medio de seguridad para garantizar que el solapamiento entre el tubo interior 13 y el tubo exterior 14 no pueda caer por debajo de una longitud predeterminada. Cuando el tubo exterior se ha enroscado demasiado, la tuerca 22 ya no se puede desplazar en relación de solapamiento con la abertura 20, de forma que el tornillo 21 no se puede enroscar en la tuerca 22. Esto es una clara indicación para la persona que instala el conjunto de tubos 12 de que el solapamiento es demasiado pequeño.
Además, una arandela 23 está dispuesta entre una cabeza del tomillo 21 y el tubo exterior 14. Se puede seleccionar un tipo de arandela que impida que el tomillo se afloje debido a las vibraciones.
Un primer anillo de sellado 24, por ejemplo en forma de junta tórica, está dispuesto en una ranura circunferencial 25 en el interior del tubo exterior 14. El primer anillo de estanqueidad 24 está situado en un lado de la rosca interior 16 opuesto a la abertura 20. Además, el tubo exterior 14 comprende un segundo anillo de estanqueidad 26 dispuesto en una segunda ranura circunferencial 27. Un orificio de drenaje 28 está situado entre los dos anillos de sellado 24, 26.
Los dos anillos de sellado 24, 26 forman un sello para un medio que fluye a través del conjunto de tubos 12 de forma que este medio no puede alcanzar las roscas 15, 16 y por lo tanto las roscas 15, 16 no se pueden corroer. Además, el orificio de drenaje 28 hace visible si el segundo anillo de sellado 26 está fallando. En este caso, el primer anillo de estanqueidad 24 asegura la estanqueidad hacia las roscas 15, 16.
El tubo interior tiene una primera ranura circunferencial 29 en su extremo y el tubo exterior 14 tiene una segunda ranura circunferencial 30 cerca del extremo. Sin embargo, es posible otra solución, por ejemplo una brida de montaje en un extremo y una ranura circunferencial en otro extremo o bridas de montaje en ambos extremos.
Una parte del conjunto de tubos descrito podría ser una parte integrada de, por ejemplo, el puerto del intercambiador de presión.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un conjunto de tubos (12) que comprende un tubo interior (13) provisto de una rosca exterior (15), un tubo exterior (14) provisto de una rosca interior (16) que encaja en la rosca exterior (15), y medios para asegurar una posición angular entre el tubo interior (13) y el tubo exterior (14), el tubo interior (13) comprende al menos una ranura (17) en su superficie exterior caracterizado porque el tubo exterior (14) comprende un rebaje (18) en su superficie interior, en el que un elemento de bloqueo está dispuesto en un espacio formado por el rebaje (18) y la ranura (17) en relación de solapamiento con la ranura (17) y el rebaje (18), en el que el elemento de bloqueo comprende en dirección circunferencial de los tubos (13, 14) una anchura correspondiente a la anchura del rebaje (18) y a la anchura de la ranura (17) en dirección circunferencial.
2. El conjunto de tubos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el rebaje (18) tiene forma de ranura interior abierta a una cara frontal (19) del tubo exterior (14).
3. El conjunto de tubos de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el elemento de bloqueo tiene forma de tuerca (22), en la que un tornillo (21) que penetra en el tubo exterior (14) está roscado en la tuerca (22).
4. El conjunto de tubos de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque el tubo exterior (14) comprende una abertura (20) a través de la cual se enrosca el tornillo (21) en la tuerca (22).
5. El conjunto de tubos de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, caracterizado porque al menos una de las ranuras es una ranura axial.
6. El conjunto de tubos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la ranura (17) tiene un extremo en el lado de la rosca exterior (15), en el que el extremo y la rosca exterior (15) tienen una distancia predeterminada entre sí.
7. El conjunto de tubos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el tubo interior (13) comprende un extremo interior dispuesto en el tubo exterior (14), en el que un anillo de estanqueidad (24) está dispuesto entre el extremo interior y la rosca exterior (15).
8. El conjunto de tubos de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque el anillo de estanqueidad (24) está fijado en el tubo exterior (14).
9. El conjunto de tubos de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque el anillo de estanqueidad (24) es un primer anillo de estanqueidad, en el que el tubo exterior (14) comprende un orificio de drenaje (27) y un segundo anillo de estanqueidad (26) está dispuesto en un lado del orificio de drenaje (27) opuesto al primer anillo de estanqueidad (24).
10. El conjunto de tubos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el tubo interior (13) comprende más de una ranura (17).
11. El conjunto de tubos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la rosca (15, 16) tiene un paso igual o inferior a 2 mm por revolución.
12. El intercambiador de presión (6, 7) que comprende un puerto de entrada de alta presión (8), un puerto de salida de baja presión (9), un puerto de entrada de baja presión (11) y un puerto de salida de alta presión (10), caracterizado porque al menos uno de los puertos (8 a 11) está conectado a un conjunto de tubos (12) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.
13. Un sistema de ósmosis inversa que comprende un intercambiador de presión (6, 7) de acuerdo con la reivindicación 12.
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