ITCO20130044A1 - Cassa per macchina rotativa e macchina rotativa includente tale cassa - Google Patents

Cassa per macchina rotativa e macchina rotativa includente tale cassa

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ITCO20130044A1
ITCO20130044A1 IT000044A ITCO20130044A ITCO20130044A1 IT CO20130044 A1 ITCO20130044 A1 IT CO20130044A1 IT 000044 A IT000044 A IT 000044A IT CO20130044 A ITCO20130044 A IT CO20130044A IT CO20130044 A1 ITCO20130044 A1 IT CO20130044A1
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Stefano Mantellassi
Paolo Romanello
Giuseppe Sassanelli
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Description

CASING FOR A ROTATING MACHINE AND ROTATI NG MACHINE INCLUDING SUCH CASING / CASSA PER MACCHINA ROTATIVA E MACCHINA ROTATIVA INCLUDENTE TALE CASSA DESCRIPTION/DESCRIZIONE
CAMPO TECNICO
La presente invenzione si riferisce ad una cassa per macchina rotativa, ad esempio una turbomacchina, come una turbina a vapore o un compressore a gas, comprendente dispositivi di sigillatura per il controllo delle prestazioni di sigillatura della cassa. L'invenzione si riferisce anche ad una macchina rotativa includente tale cassa.
ARTE NOTA
Nel settore di cui sopra, è nota la costruzione di casse includenti due semigusci tenuti insieme lungo le rispettive flange apribili, dove la sigillatura è garantita dalla forza di trazione applicata sulle flange da una pluralità di bulloni. In talune applicazioni, viene lavorata un'area attorno ai fori del buttone per ridurre l'area di contatto, migliorando in questo modo la sigillatura.
In genere, all'interno della macchina, non sono presenti mezzi per rilevare perdite di gas dalla flangia apribile. Soluzioni esistenti per prevenire perdite di gas esterne, ad es. come descritte nel brevetto US 8118551, comprendono componenti aggiuntivi o funzionamenti durante la produzione e non consentono di proteggere i bulloni della flangia apribile dall'esposizione al gas di processo. Gli svantaggi delle soluzioni esistenti, in particolare quelle descritte nel brevetto US 8118551, sono i seguenti:
- non è possìbile intraprendere azioni preventive al fine di evitare rischi a persone o macchine. Ε' possibile adottare solamente una reazione d'emergenza in caso di perdite, in particolare durante la lavorazione di gas pericolosi o aggressivi;
- in caso di perdite di gas di processo, non è possibile controllare l'origine della perdita e, normalmente, è necessario arrestare la macchina per l'ispezione e per stabilire eventuali azioni correttive;
- le soluzioni note sono estranee all'API617 oppure comprendono componenti aggiuntivi o funzionamenti durante la produzione e la manutenzione, con costi più elevati e maggiore complessità;
- non è possibile applicare alcun sistema di controllo applicato per controllare passivamente o attivamente la prestazione di sigillatura e un'eventuale perdita.
Pertanto, sarebbe auspicabile predisporre una cassa migliorata che potrebbe evitare gli inconvenienti sopra descritti.
RIEPILOGO
Secondo una prima forma d'esecuzione, la presente invenzione realizza tale oggetto predispondento una cassa per una macchina rotativa, comprendente:
- una superficie interna che delimita un volume interno per alloggiare un rotore di detta macchina rotativa;
- un primo ed un secondo guscio che sono tenuti insieme in modo divisibile, per formare detto volume interno, detto primo e secondo guscio comprendenti rispettivamente una prima ed una seconda flangia apribile con, rispettivamente, una prima e una seconda superficie apribile che sono a contatto una con l'altra, quando detti gusci sono uniti;
- una pluralità di fori su detta prima e seconda flangia apribile che passano attraverso detta prima e seconda superficie apribile, essendo detti fori dimensioniati per alloggiare una pluralità di bulloni per unire detto primo e secondo guscio;
- una prima scanalatura su una di dette prima e seconda superfici apribili, che collegano detta pluralità di fori;
- una seconda scanalatura su una di dette prima e seconda superfici apribili, tra detta prima scanalatura e detta superficie interna dì detta cassa; - un primo condotto in una di dette prima e seconda flangia per la circolazione di un liquido verso e da detta prima scanalatura;
- un secondo condotto in una di dette prima e seconda flangia per la circolazione di un liquido verso e da detta seconda scanalatura.
La presenza della scanalatura di separazione attorno ai fori dei bulloni e di un'altra scanalatura, ossia la scanalatura di controllo, tra la scanalatura di separazione e il diametro interno della cassa, consente di monitorare e controllare efficacemente perdite di gas di processo dal volume interno della macchina.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'oggetto della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione delle forme di esecuzione dell'invenzione associate ai seguenti disegni, in cui:
- La figura 1 è una vista di una macchina rotativa comprendente una cassa, in conformità con la presente invenzione;
- la figura 2 è una vista in sezione di un dettaglio della cassa illustrata nella fig. 1 ;
- la figura 3 è una vista longitudinale di un dettaglio della cassa illustrata nella fìg- 1 ;
- la figura 4 è una vista ingrandita del dettaglio IV illustrato nella fig. 3;
- la figura 5 è un diagramma schematico parziale di una macchina comprendente la cassa della presente invenzione.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI ALCUNE FORME DI ESECUZIONE PREFERITE DELL’INVENZIONE
In riferimento alle figure allegate, una cassa 1 per una macchina rotativa 10, ad esempio una turbina a vapore (non illustrata) o un compressore a gas (figura 1), comprende una superficie interna S che delimita un volume interno V per alloggiare un rotore della macchina rotativa 10. La cassa 1 comprende un primo guscio superiore 11 e un secondo guscio inferiore 12, che sono tenuti insieme in modo divisibile per formare il volume interno V. Il primo e il secondo guscio 11, 12 comprendono rispettivamente una prima e una seconda flangia apribili 13, 14, che comprendono rispettivamente una prima e una seconda superficie apribile 13a, 14a. La prima e la seconda superficie apribile 13a, 14a sono a contatto una con l'altra lungo un piano di apertura A, quando i gusci 11, 12 sono uniti per formare la cassa 1, formando in questo modo il volume interno V per alloggiare il rotore della macchina rotativa 10.
La cassa 1 comprende una pluralità di fori ciechi 17 sulla prima e sulla seconda flangia apribkile 13, 14 per unire il primo e il secondo guscio 11, 12. I fori ciechi passano attraverso la prima e la seconda superficie apribile 13a, 14a e sono dimensionati per alloggiare una pluralità di bulloni (non illustrati). Ogni foro cieco 17 è costituito da una prima porzione passante 17a e da una seconda porzione inferiore cieca 17b. La prima porzione passante 17a passa attraverso la prima flangia apribile 13, che si estende dalla prima superficie apribile 13a verso una superficie opposta 13b. La seconda porzione inferiore 17b comprende un filetto e si estende nella seconda flangia apribile 14, che si estende dalla seconda superficie apribile 14a. Quando i gusci 11, 12 sono uniti per formare la cassa 1, ogni foro cieco 17 è costituito da una coppia corrispondente di porzioni di fori 17a, 17b, allineati uno con l'altro. Dopo l'unione, i gusci 11, 12 sono fissati insieme da una pluralità di bulloni (non illustrati), alloggiati rispettivamente nella pluralità di fori ciechi 17. Ogni bullone è avvitato alla porzione inferiore rispettiva 17b in corrispondenza di un'estremità e al dado rispettivo (non illustrato, in corrispondenza dell'estremità opposta, che agisce sulla superficie opposta 13b.
La cassa 1, inoltre, comprende una prima scanalatura di separazione 21 sulla seconda superficie apribile 14a, che collega tra loro tutti i fori della pluralità di fori 17. Nella seconda flangia 14, l'estremità opposta di ogni porzione cieca 17b di ogni foro 17 comunica con la scanalatura di separazione 21. La scanalatura di separazione 21 comprende una superfie piana inferiore 25, che è parallela al piano apribile A. Pertanto, in una vista in sezione perpendicolare al piano apribile A (figura 2), la scanalatura di separazione 21 ha forma rettangolare. La scanalatura di separazione 21 ha una larghezza, ossia una dimensione lungo una direzione parallela al piano apribile A e perpendicolare all'asse dei fori 17, che è maggiore del diametro dei fori 17 ed è posizionata per circondare completamente ciascuno dei fori 17.
Secondo una forma diversa d'esecuzione (non illustrata nei disegni) della presente invenzione, la scanalatura di separazione è definita sulla prima superficie apribile 13a.
Secondo un'altra forma d'esecuzione (non illustrata nei disegni) della presente invenzione, la scanalatura di separazione è definita sulle due prima e seconda superficie apribile 13a, 14a.
La cassa 1, inoltre, comprende una seconda scanalatura di controllo stretta 22 sulla seconda superficie apribile 14a, tra la prima scanalatura di separazione 21 e la superficie interna S della cassa 1.
Secondo una forma diversa d'esecuzione (non illustrata nei disegni) della presente invenzione, la seconda scanalatura di controllo è definita sulla prima superficie apribile 13a.
Secondo un'altra forma d'esecuzione (non illustrata nei disegni) della presente invenzione, la seconda scanalatura di controllo è definita su entrambe prima e seconda superficie apribile 13a, 14a.
La cassa 1 comprende un primo e un secondo condotto 23, 24 nella seconda flangia 14 per la circolazione di un liquido corrispondente verso e dalla prima e dalla seconda scanalatura 21 , 22 rispettivamente.
In alternativa, secondo forme d'esecuzione diverse (non illustrate nei disegni) della presente invenzione, uno o entrambi primo e secondo condotto 23, 24 sono predisposti nella prima flangia 13.
Il primo e il secondo condotto 23, 24 sono connessi con una fonte di gas inerte, ad esempio nitrogeno (N2), per mezzo di un primo e di un secondo circuito per fluido 31, 32, rispettivamente.
Il primo circuito per fluido 31 comprende un primo raccordo d'ingresso 31 a per collegare una prima fonte di gas inerte 41 al primo condotto 23 ed un primo raccordo d'uscita 31b per collegare la prima scanalatura 21 ad un primo sfiato 51. Il primo raccordo di uscita 31 b comprende almeno un trasduttore di pressione 53. Il secondo circuito per fluido 32 comprende un secondo raccordo d'ingresso 32a per collegare una seconda fonte 4f2 di gas inerte al secondo condotto 24 e un secondo raccordo di uscita 32b per collegare la seconda scanalatura 22 al secondo sfiato 52. Il secondo raccordo di uscita 32b comprende almeno un secondo trasduttore di pressione 54 ed un rilevatore di gas 55 per rilevare perdite di gas dalla seconda scanalatura 22.
Quando il gas di processo all'iterno del volume interno V supera eventualmente la pressione di contatto che esiste tra la prima e la seconda flangia apribile 13, 14 della cassa 1, la seconda scanalatura di controllo 22 raccoglie il gas fuoriuscito e lo elimina attraverso lo sfiato.
Inoltre, la scanalatura di separazione 121 è pressurizzata per formare un'ulteriore barriera al gas, che blocca attivamente la perdita, non consentendo al gas di processo di raggiungere i bulloni.
I vantaggi della soluzione sopra descritta sono:
- la possibilità d'intraprendere azioni correttive senza arrestare la macchina; - l'isolamento dei bulloni nelle flange apribili da eventuali perdite di gas; - la possibilità di essere integrata in macchine esistenti con costi molto contenuti;
- conformità con la norma API617, dato che non sono contemplate guarnizioni su superfici apribili;
- miglioramento del contatto, grazie alla riduzione dell'area di contatto.

Claims (6)

  1. CLAIMS / RIVENDICAZIONI 1. Una cassa (1 ) per una macchina rotativa (10) comprendente: - una superficie interna (S) che delimita un volume interno (V) per alloggiare un rotore di detta macchina rotativa (10); - un primo e un secondo guscio (11, 12) che sono tenuti insieme in modo divisibile per formare detto volume interno (V), comprendendo detto primo e detto secondo guscio (11, 12) rispettivamente una prima e una seconda flangia apribile (13, 14) con, rispettivamente, una prima e una seconda superficie apribile (13a, 14a), che sono a contatto una con l'altra quando detti gusci (11, 12) sono uniti; - una pluralità di fori (17) su detta prima e seconda flangia apribile (13, 14) che passano attraverso detta prima e seconda superficie apribile (13a, 14a), essendo detti fori (17) dimensionati per alloggiare una pluralità di bulloni per unire detto primo e secondo guscio (11 , 12); - una prima scanalatura (21) su una di dette prima e seconda superficie che collega detta pluralità di fori (17); - una seconda scanalatura (22) su una di detta prima e seconda superficie apribile (13a, 14a) tra detta prima scanalatura e detta superficie interna (S) di detta cassa (1); - un primo condotto (23) in una di dette prima e seconda flangia (13, 14) per la circolazione di un liquido verso e da detta prima scanalatura (21); - un secondo condotto (24) in una di dette prima e seconda flangia (13, 14) per la circolazione di un fluido verso e da detta seconda scanalatura (22).
  2. 2. Una cassa secondo la rivendicazione 1, dove detta prima scanalatura è collegata con una fonte di gas inerte per mezzo di detto primo condotto.
  3. 3. Una cassa secondo la rivendicazione 1 , dove detta seconda scanalatura è collegata con una fonte di gas inerte per mezzo di detto secondo condotto.
  4. 4. Una macchina rotativa (10) comprendente una cassa, secondo una delle rivendicazioni precedenti.
  5. 5. Una macchina rotativa (10), secondo la rivendicazione 4, dove detta macchina rotativa (10) comprende un primo e un secondo circuito per fluido (31, 32), ciascuno di detto primo e secondo circuito per fluido (31 , 32) comprende un raccordo d'ingresso (31 a, 32a) per collegare una fonte di fluido con detto primo e secondo condotto (23, 24), rispettivamente, e un raccordo di uscita (31 b, 32 b) per collegare detta prima o seconda scanalatura (21, 22), rispettivamente, ad uno sfiato, comprendendo detto raccordo di uscita (31 b, 32b) un trasduttore di pressione (53, 54) per monitorare la pressione all'interno di detta prima e seconda scanalatura (21 , 22).
  6. 6. La macchina rotativa, secondo la rivendicazione 5, dove detto raccordo di uscita (32b) di detto secondo circuito (32) comprende, inoltre, un rilevatore di fluido (55) per rilevare eventuali perdite del fluido di processo da detto volume interno in detto secondo circuito (32).
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