CN100424461C - 一种改进的清洁系统 - Google Patents
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Abstract
一种使用随流体在管道中循环的清洁球来清洁管道的清洁系统。该系统包括：一个分离器，该分离器上具有一个穿了孔的漏斗，这个漏斗允许流体通过，但是清洁球不能通过；一个设有带孔隔板的框室，该带孔隔板用于将该框室分成第一室和第二室；一个流体供应管的入口和一个清洁球供应管的出口被设立用于形成一个压力差，从而产生一个吸力来完成清洁球通过清洁球供应管从框室回到管道中的再循环以清洁管道的管壁；一个清洁球返回管的入口和流体返回管的出口被设立用于形成一个压力差，从而产生吸力来完成清洁球通过清洁球返回管从分离器进入框室。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用移动清洁元件来清洁管道内部的清洁系统。
背景技术
一个热传送系统通常具有一个冷凝器单元，该冷凝器单元包括引导流体的管道。人们已经提出了很多不同的方法来清洁上述管道的内壁，以防止当流体在管道中流动中时污垢或其他的不想要的沉淀物在管道内堆积。
一种提议的方法是使用用橡胶或海绵体材料制成的清洁球，这种清洁球的直径比管道的直径稍微大一点，这样，当清洁球随流体一起在管道中移动时，这些清洁球就被压缩。通过这种方法，这些清洁球就与管道的内壁摩擦以便保持管道内壁的清洁且充分地避免沉淀物。通常来讲，清洁球和流体，朝着流体流动的方向，从管道的上游端向下游端经过管道。清洁球在下游端从流体中分离出来，然后再循环回到管道的上游端。一个如专利文件US 6,070,652中所描述的泵通常提供清洁球的再循环的装置。
然而，使用泵来再循环清洁球的缺点在于，这样的泵容易受到故障的影响，而且这样的系统通常需要相当多的停工时间用于维护和修理。为了克服上面的缺点，人们提出了一种不使用泵来再循环清洁球的清洁系统，专利文件US 5,592,990描述了这样的一种系统的例子。在这种在先技术中，再循环的装置包含了一个设置在管道的上游端和下游端之间的框室。该框室包括一个带孔隔板，该隔板将该框室分成一个上室和一个下室。当这些球再循环并被该框室收集起来的时候，该隔板允许流体通过而进入下室，同时将这些球留在上室。该框室还包含一个第一通道，该通道将该上部室的一端与该管道的下游端相连，一个第二和第三通道，将上室的另一端与该管道的上游端的第一和第二部分相连，这样，该管道的第二部分具有相对于第一部分的稍微低一点的压力，但是比管道的下游端高。该框室还包含有一个第四通道，该通道将该下室与一个具有比其他三个通道中任意一个低的压力的压力源相连。上述在先技术所公开的清洁系统还设置较多数量的阀门来控制流体在上面所述的不同的通道中的流动。该在先技术的缺点在于其设计的复杂性，该系统要求一系列有顺序的动作来关闭和开启这些较多数量的阀门以使该清洁球再循环。另外，为了使该清洁球进入该框室，设置在第四通道上的阀门必须打开，而这样可能放出流体。因此，在每次该清洁球再循环的时候流体都会被浪费，而维护这样一个系统的成本也会相对提高。
本发明的目的是提供一种清洁系统，该清洁系统减少至少一个该在先技术中的缺点。
发明内容
概括而言，本发明提供一种清洁管道的系统，该管道连在入口管和出口管之间，使用清洁元件，比如清洁球，该清洁元件通过控制两个阀门的开和关来再循环。
本发明的第一个目的是一个清洁管道的系统，该管道用于引导流体通过，该管道连接在入口管和出口管之间，该系统具有较多数量的清洁球，该清洁球和流体一起在该管道中循环；一个分离器布置在出口管中，并且被安排用于将清洁球从流体中分离出来；一个再循环装置包含一个安排用于收集该清洁球的框室，该框室具有被一个带孔隔板分开的第一室和第二室，该带孔隔板设置成允许流体通过流向第二室，但是清洁球不能通过；一个清洁球供应管，其具有一个对应于该框室的第一室的第一开口的入口和一个对应于入口管上第一个开口的出口；一个流体供应管，其具有一个对应于入口管上的第二开口的入口和一个对应于该框室第一室上的第二开口的出口；一个流体返回管，其具有一个对应于该框室第二室上的开口的入口和一个对应于出口管上的开口的出口；一个清洁球返回管，其具有一个对应于分离器上的开口的入口和一个对应于该框室的第一室上的第三开口的出口；一个将清洁球供应到入口管的装置，其中，在流体供应管的入口形成高压，在清洁球供应管的出口处形成低压，压力差导致了清洁球从该框室向入口管的移动；一个清洁球返回该框室的装置，其中，在清洁球返回管的入口形成高压，在流体返回管的出口形成低压，压力的不同导致清洁球从分离器回到该框室的移动，其中再循环装置，提供清洁元件和返回清洁球的装置，被安排用于有选择的传送较多数量的清洁球从入口管到出口管。
优选地，该清洁系统中的再循环装置还包括：一个第一阀门，设置在流体供应管上；一个第二阀门设置在流体返回管上，；一个第一单向阀门，设置在该清洁球供应管上；一个第二单向阀门设置在清洁球返回管上。该第一单向阀门运行以传送清洁元件从该框室到入口管，该第二单向阀门运行以传送清洁球从分离器到该框室。
优选地，该清洁系统中的再循环装置还包含一个设置在清洁球返回管上的第三阀门和一个设置在清洁球供应管上的第四阀门。
优选地，该清洁系统中供应清洁球的装置是如下运行的：通过打开该第一阀门且保持该第二阀门关闭，在该流体供应管的入口形成高压，在清洁球供应管的出口形成低压，高压产生吸力吸引流体从入口管经过该流体供应管进入该框室，流过该框室的流体的力量带着该清洁球从该框室经过该第一单向阀门进入清洁球供应管，其中的第四阀门依然打开，使清洁球流入入口管。
优选地，该清洁系统中返回该清洁球的装置是如下运行的：通过打开第二阀门并保持第一阀门关闭，在清洁球返回管的入口形成高压，在流体返回管的出口形成低压，高压产生的吸力吸引流体和该清洁球从分离器经过该第二单向阀门进入该清洁球返回管，流体的力量带着该清洁球经过该第二单向阀门进入清洁球返回管，进而进入该框室，其中所述的清洁球保留在该框室内，而同时，流体经过该框室内的带孔隔板流回流体返回管，该流体返回管上的第二阀门仍然打开，进而进入出口管。
优选地，该清洁系统具有一个漏斗形状的分离器。
优选地，该清洁系统中的分离器包含一些孔，各该孔允许流体流过但是清洁球不能。
优选地，该分离器上的孔是矩行槽形状，每一个矩行孔的长边都有一定的取向，这里称其为孔的长度方向。
优选地，该分离器上的矩形槽的长度方向不是与漏斗的中心线平行的。
优选地，该清洁系统中的一个第一装置用来旋转流体和清洁球在管道之前的入口管中，这样该清洁球可以随机分布的进入管道。
优选地，该清洁系统中有一个第二装置来旋转流体和清洁球在该分离器之前的出口管，这样，在该清洁球经过该管道中的通道时聚集在该清洁球表面的污垢从该清洁球表面松动而被流体带走。
优选地，该用于旋转流体和清洁球的装置与该矩行槽的所能够产生的流体旋转方向相反。
所描述的本发明的具体设备的好处是入口管和出口管之间压力差形成吸力，提供了一种简单并且成本效率高的方法来使清洁管道的清洁球再循环。这样的一个系统也有利于环境，因为没有流体浪费。
本发明对于清洁热交换器或冷凝器的引导流体的管道特别有效，下面所描述的本发明正是这方面的应用。
附图说明
下面将参考附图，举例描述本发明的具体设备，其中，
图1说明了根据本发明的一个清洁系统，包括一个用于收集静止的清洁球的框室和一个分离器。
图2说明了图1所示的清洁系统中清洁球从该框室开始经过该管道的循环。
图3说明了清洁球穿过管道并被图1所示的分离器收集的情形。
图4说明了清洁球循环回到图1所示的框室的情形。
图5说明了图3所示的分离器的剖面图，该分离器在清洁球穿过管道后将它们收集起来。
图6是图5所示的分离器的详细视图。
具体实施方式
图1说明了一种清洁系统，用于清洁冷凝器7中的管道8。
管道8是由较多是数量的平行间隔排列的管道构成的，连接到入口管5和出口管9。
冷却流体，比如水，穿过管道8以冷凝另一种流体，如蒸汽或制冷气体，该流体从入口25，经过管道8中的空间，至出口29循环。
该冷却流体(在W1所指示的方向)从入口管1循环经过冷凝管8，该入口管1通过入口管5连结在冷凝器的管道8的上游端，在到出口管15，该出口管15通过出口管9连结在管道8的下游端。
该清洁系统包含较多数量的清洁元件并且在本具体设备中使用了清洁球20。这样的清洁球20通常是由海绵体材料制成的并且它的直径比管道8的直径稍微大一点，这样，当这些清洁球20受力穿过管道8时就会被压缩，以防止管道内的微粒停留或沉淀。用这种方法，就会防止那些不想要的沉淀物在管道8中堆积，这些沉淀物会降低热交换的效率，或甚至导致腐蚀。
该清洁系统还包含一种分离器12和再循环装置以将清洁球20从出口管9传送到入口管5。
分离器12的作用是在出口管9中将清洁球20从冷却流体中分离出来。在这个实施例中，该分离器具有漏斗形外形。该分离器12置于出口管9和出口管15之间，该出口管15放出流体。该分离器12包含一些孔，安排这些孔以允许流体通过进入出口管15而清洁球不能。
优选地，这些孔的形状是具有一个长度方向的矩形槽32，该长度方向向特定的方向倾斜，例如，从流体流动的方向看去逆时针方向。本实施例分离器12和矩形槽32的细节分别如图5、6。该分离器12连接在再循环装置上以传送清洁球20从出口管9到入口管5。
在这个实施例中，循环装置包含一个框室21用于收集清洁球20。该框室21具有一个带孔隔板28将该框室21的内部分成在该隔板28两侧的一个第一室19和第二室27。该隔板28允许流体经过但是清洁球29不能通过，这样清洁球20就聚集在该第一室19内。该框室21还可以包括一个盖板18用来将第一室19盖上，并且该盖板18是可以移走的以便增加或移走清洁球20。
该再循环装置还包括一个流体返回管16和一个清洁球返回管17。该流体返回管16用来连接该框室21和出口管15以传送流体(不是清洁球20)从该框室21到出口管15。该流体返回管16有一个入口30在该框室21的第二室27上和一个出口14在出口管15上。该清洁球返回管17用来连接该分离器12和该框室21以传送该清洁球20从出口管9到该框室21。该清洁球返回管17具有一个入口13在分离器12上和一个出口31在该框室21的第一室19上。该清洁球返回管17的入口13的开口设置在对着出口管9中流体流动的方向W3，这样该清洁球返回管17的入口13的压力高于流体返回管16的出口14的压力。该清洁球返回管17可以包括一个手动阀门HV2，该手动阀门始终开启，除了替换或增加该清洁球20时。
该再循环装置还包括一个清洁球供应管24和一个流体供应管23。该清洁球供应管24用来连接该框室21和该入口管5，以从该框室21向该入口管5供给清洁球20。
该清洁球供应管24有一个位于该框室21的第一室19上的入口26和位于入口管5上的出口3。该清洁球供应管24还可以包括一个手动阀门HV1，该手动阀门HV1始终打开，除了要更换该清洁球20时。该流体供应管23用于连接入口管5到该框室21以从该入口管5向该框室21供应流体。该流体供应管23具有一个位于入口管5上的入口2和一个位于该框室21的第一室19上的出口22。由于流体供应管23的入口2位于入口管5的上游位置，所以该流体供应管23的入口2处的静态压力高于该清洁球供应管24出口3处的压力。
该供应清洁球的装置和该返回清洁球的装置包含两个阀门V1和V2，不只在流体供应管23和流体返回管16上来控制该清洁球20从该冷凝器的管道8的下游端通过该框室21到该冷凝器的管道8的上游端的流动。该供应清洁球20的装置是通过打开开第一阀门V1且保持该第二阀门V2关闭运行的，这样，该清洁球20就被从该框室21吸到该入口管5中。该返回清洁球20的装置是通过打开该第二阀门且保持该第一阀门关闭运行的，这样，该清洁球20就被从该分离器12吸到该框室21。
该框室21还包含了两个止回阀或单向阀门CV1和CV2，布置在该清洁球供应管24和清洁球返回管17上。
该第一止回阀门CV1仅允许该流体和该清洁球20由该框室21向该入口管5的方向流动，但是反向不行。该第二止回阀门CV2仅允许该流体和该清洁球20由该分离器12向该框室21的方向流动，但是反向不行。
该清洁系统还可以进一步包含在入口管5和出口管9中的旋转装置，在本实施例中使用了螺旋桨。
一个第一螺旋桨4布置在该入口管5上，位于该管道8之前，用来旋转该清洁球20，这样，该清洁球20可以以随机的模式进入该管道8，如参考资料数字6所示，该旋转装置确保该清洁球20在离心力的作用下随机分布地进入该冷凝器7。一个第二螺旋桨10布置在出口管9上、该分离器12之前，这样该流体和该清洁球20被旋转起来，以使该清洁球在该分离器12的嘴部11处相互碰撞。这样增加了该清洁球20之间的碰撞次数，以去除该清洁球20表面在经过管道8之后所积聚的污垢。
上面描述了该清洁系统的各种不同的组件，下面参考图1、2、3和4，描述该清洁系统的运行。
我们假设一个初始位置，如图1所说明的，该阀门V1和V2关闭，并且该清洁球20聚集在该框室21的第一室19内。由于该清洁球供应管24的出口3处的压力比该清洁球返回管17的入口13处的压力高，以及该两止回阀门CV1和CV2的作用，该清洁球供应管24和该清洁球返回管17中没有流体流动。
当冷凝器运行时，该冷却流体通过入口管5。根据流体力学的原理，由于流体供应管23的入口2设置成与入口管5中流体流动的方向W1相反，该流体供应管23的入口2处的静态压力高于该清洁球供应管24出口3处的压力。
压力差产生一个吸力以将流体从入口管5通过该流体供应管23吸入该框室21，并且将该流体和该清洁球20通过从该框室21该清洁球返回管24吸入该入口管5。
为使该清洁球20能被该框室21推入该入口管5，该第一阀门V1打开同时该第二阀门V2关闭，这样，流体就被从入口管5吸入该框室21中，并且该清洁球20就被从该框室21吸入入口管5，以循环到管道8来清洁管道8的内壁。图2说明了这种情况。流体从流体供应管23流入该框室21和该清洁球20从该框室21通过该单向止向阀门CV1的流动方向在图2中用粗体箭头表示。
由于清洁球20的传送而产生的清洁球供应装置是通过打开该第一阀门且保持该第二阀门运行的。在这种情况下，从该框室21来的清洁球20被从该框室21吸到该管道8的上游端，基于该流体供应管23的入口2处和该清洁球供应管24的出口3处的压力差。
在所有的清洁球20被吸入入口管5之后，阀门V1就关闭，V2仍然关闭。该清洁球20的供应在该第一阀门V1关闭时停止，如图3所示。
该第一螺旋桨4在该第一阀门打开的时刻启动，是流体流动W2和该清洁球20旋转，结果，清洁球随机地进入该管道8。
在清洁过程之后，该第二螺旋桨10再次旋转清洁球20，这样该清洁球20相互碰撞，污垢微粒就会被擦掉，这些污垢是清洁球20从管道8中带出来，粘在清洁球20上的。该污垢微粒就被流体流动W3带走，流出该出口管5。应该注意该第二螺旋桨10的旋转方向，当与该分离器12上的倾斜槽32相比较时，该清洁球20最好朝相反的方向。例如，如果该倾斜槽32的长度方向是逆时针的，那么该清洁球20被该第二螺旋桨10旋转的方向应该，最好，是顺时针的。这将增加该清洁球20相互之间的碰撞。
在旋转之后，该清洁球20聚集在该分离器12的嘴部11，如图3所示。
根据流体力学原理，由于清洁球返回管17的入口13位于出口管9的上游位置，所以该清洁球返回管17的入口13的静态压力高于该流体返回管16的出口14的压力。
这个压力差产生一个吸力将流体(和该清洁球20)从该分离器12通过该清洁球返回管17吸入该框室21，以及将流体(没有清洁球20，因为该框室21上的带孔隔板28)从该框室21通过该流体返回管16吸入该出口管15。
该从分离器12返回清洁球20到该框室21的装置是通过打开该第二阀门V2且保持该第一阀门V1关闭运行的，这样，该清洁球20就被从该分离器12吸到该框室21，该流体(不是清洁球20，因为该框室21中的带孔隔板28)被从该框室21吸入该出口管15。如图4所说明的情形。
流体和该清洁球20从该清洁球返回管17进入该框室21的流动方向和流体从该第一室19进入该第二室27然后进入流体返回管16的流动方向用粗体箭头表示。
最后，当该清洁球20回到该框室21的第一室19并聚集在那里，阀门V1和V2都关闭，如图1所示。返回该清洁球20的操作将在该第二阀门V2关闭时停止。
可以看出，将该清洁球20返回到该框室21内的装置是通过打开该第二阀门V2和保持该第一阀门V1关闭运行的。从该框室21向该清洁系统提供该清洁球20的装置是通过打开该第一阀门V1和保持该第二阀门关闭运行的。在两种操作中，该清洁球20通过该供应清洁球装置的操作和该返回清洁球装置的操作在再循环装置中循环。在该两种操作中，打开、关闭阀门V1、阀门V2，和反过来，造成该清洁球返回管17的入口13处和流体返回管16的出口14处的压力差，以及流体供应管23的入口2处和清洁球供应管24的出口3处的不同压力。整个系统的运行可以通过该两阀门V1和V2很容易地控制，该两阀门V1和V2可以用人工操作也可以机械操作。
当需求提高时，但该清洁球20需要替换时，该手动阀门HV1和HV2关闭，盖子18打开，这样，该清洁球就可以被替换。
虽然上面描述了一个关于本发明的较佳实施例，可以意识到的是，仅是为了提出一个例子，在没有离开本发明的范围内，如从属权力要求所定义的，本发明还有很多种变化，修改和应用可以由技术熟练的人完成。
本发明的有利效果：
从所描述的实施例，可以看出整个清洁系统的运行可以简单的通过该两阀门V1和V2控制，该两阀门V1和V2可以人工操作或提供一个自动操作它们的装置。再者，整个清洁系统具有有限的运动部件，更稳定可靠且需要较少的维护。
另外，该清洁系统没有浪费冷却流体，该冷却流体和该清洁球20一起很容易的再循环。
Claims (9)
1. 一种用于清洁管道的系统，该管道能够引导流体通过，并且连接到一个入口管和一个出口管，该系统包括：
较多数量的清洁球(20)，随流体一起经过该管道循环；
一个布置在该出口管(9)上的分离器(12)，该分离器(12)用于将清洁球(20)从流体中分出来，该分离器包含一些穿孔，这些穿孔允许流体流过但是清洁球(20)不能；
一个再循环装置，包括：
一个框室(21)，用于收集该清洁球(20)，该框室(21)具有一个第一室(19)和第二室(27)，由一个带孔隔板(28)分开，该带孔隔板(28)用于允许流体流过而进入第二室(27)但是该清洁球(20)不行；
一个清洁球供应管(24)，其具有对应于该框室(21)的第一室(19)上的第一开口的入口(26)和一个对应于该入口管(5)上的第一开口的出口(3)；
一个流体供应管(23)，其具有一个对应于该入口管(5)的一个第二开口的入口(2)和一个对应于该框室(21)的第一室(19)上的第二开口的出口(22)；
一个流体返回管(16)，其具有一个对应于该框室(21)的第二室(27)上的开口的入口(30)，和一个对应于该分离器(12)之后的另一个出口管(15)上的开口的出口(14)；
一个清洁球返回管(17)，其具有一个对应于该分离器(12)上的开口的入口(13)和一个对应于该框室(21)的第一室(19)上的第三开口的出口(31)；
一个向入口管(5)提供清洁球的装置，通过在该流体供应管(23)的入口(2)处形成一个高压和在该清洁球供应管(24)的出口(3)处形成一个低压，压力差导致该清洁球(20)从该框室(21)向入口管(5)的传送；
一个向该框室(21)返回清洁球(20)的装置，通过在该清洁球返回管(17)的入口(13)处形成一个高压以及在该流体返回管(16)的出口(14)处形成一个低压，压力差导致清洁球(20)从该分离器(12)回到该框室(21)的流动，其中，该再循环装置中，该清洁球供应装置和该清洁球返回装置被安排用于有选择地从入口管(5)向出口管(9)传送该较多数量的清洁球(20)，其特征在于，该分离器(12)上的穿孔为矩形槽(32)，该各矩形槽(32)允许流体通过而不允许清洁球(20)通过，该清洁系统还包括旋转装置(10)用以在分离器(12)之前的出口管(9)处旋转流体和该清洁球(20)，并且与矩形槽(32)共同作用增加清洁球(20)之间的碰撞，以清除在穿过管道(8)后沉积在清洁球表面的污垢。
2. 根据权利要求1所述的清洁系统，其特征在于，该再循环装置还包括：一个第一阀(V1)，布置在该流体供应管(23)上；一个第二阀门(V2)，布置在该流体返回管(16)上；一个第一单向阀门(CV1)，布置在该清洁球供应管(24)上；一个第二单向阀门(CV2)，布置在该清洁球返回管(17)上；该第一单向阀门(CV1)运行将该清洁球(20)从该框室(21)传送到该入口管(5)，该第二单向阀门(CV2)运行将该清洁球(20)从该分离器(12)传送到该框室(21)上。
3. 根据权利要求1或2所述的清洁系统，其特征在于，该再循环装置还包括：一个第三阀门(HV2)，布置在该清洁球返回管(17)上；一个第四阀门(HV1)，布置在该清洁球供应管(24)上。
4. 根据权利要求1所述的清洁系统，其特征在于，该分离器(12)具有漏斗形状。
5. 根据权利要求4所述的清洁系统，其特征在于，该矩形槽的长度方向与漏斗的中心轴方向不平行。
6. 根据权利要求5所述的清洁系统，其特征在于，该矩形槽(32)的长度方向顺时针/逆时针倾斜，从流体流动方向看。
7. 根据权利要求1所述的清洁系统，其特征在于，其还包括装置(4)，以在该管道(8)之前的入口管(5)中旋转流体和该清洁球(20)。
8. 根据权利要求1所述的清洁系统，其特征在于，该清洁系统采用旋转装置(10)在该管道(8)之后的分离器的嘴部(11)处旋转流体和该清洁球(20)。
9. 根据权利要求1、2、4、5、6、7或8所述的清洁系统，其特征在于，该在出口管(9)中分离器(12)之前的旋转装置的旋转方向与该矩形槽的长度方向相反。
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