CN105682810A - 用于清洁表面的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于清洁表面的系统(4)，包括：-待清洁表面(10)，其沿着垂直轴(X)和横向(Y)延伸；-刮擦网(12)，其相对于待清洁表面被引导并且包括：第一细丝元件，其沿着与轴向共线的第一方向延伸，并且朝着与第一方向不同的第二方向彼此间隔开，第二细丝元件(22)，其沿着第二方向延伸并且朝着第一方向彼此间隔开，这些第二元件被固定到第一元件从而形成网眼；-移动装置(14)，其被配置以往复运动的方式沿着轴向移动，并且幅度至少等于第二元件之间的平均距离。

Description

用于清洁表面的系统
技术领域
本发明涉及到一种用于清洁表面的系统。
背景技术
有些设备或结构受其外表面和内表面上的各种沉积物的影响。这些沉积物会影响其功能或性能，或者至少影响其视觉和审美外观。
已知的清洁系统能够把污染表面的污垢减少到最少。在此，“污染表面”的意思是表面上沉积杂质，该杂质由于存在于表面上而能够影响该表面或者所述表面一部分所属结构的效力或使用寿命。例如，这包括在比如机翼或涡轮叶片这样的表面上，或者在比如电力电缆、桥梁缆索或自承式线缆这样的线缆上，或者在比如架空车道这样的运输系统的驱动电缆上形成冰。还可以包括来自比如船体、水下管或烃类抽提的海上平台这样的被淹没面上生物淤积的沉积物。其它类型的表面污物与管子中的水垢或其它矿物质的沉积有关，或者与输送烃类的管道中水合物的形成有关。
需要经常乃至连续地清洁这样的表面，因为清洁新形成的薄沉积物比较厚的和/或更难以去除的旧沉积物要容易。在许多情况下，难以清洁具有过厚污物的表面，而且需要笨重的清洁工具，并且可能妨碍表面或表面一部分所属结构的使用。例如，必须使其进干船坞来清洁船体的船舶就是这种情况。这样会产生大量的成本。
总之，现有解决方案可以分为两类：
-第1类：补救；
-第2类：预防。
在第一类中，在执行解决方案以前，沉积物的厚度持续增加，而在第二类中，所提出解决方案的目的在于防止开始形成沉积物。
为了使积冰和积霜脱离架空电缆，提出了沿着整个电缆长度移动的机器。最近，采用电磁脉冲使冰套脱离的解决方案(WO2013091651A1)已经被提出。这些解决方案的效果并不完美，可能会对电缆下的用户造成风险，而且大多数执行起来比较复杂。此外，清理冰时，通常必须停止使用电缆所属的设备，这样便导致重大经济损失。
为了防止船体海洋生物淤积，通常采用防污漆或防污涂料。这些漆或涂料通常是铜基的，并且在一定程度上防止海洋生物附着。然而，效果却不理想，尤其是在船的巡航速度不够高(低于15海里/小时)的情况下。
还提出了采用杀生物涂料，但是，因为其对环境的影响，而逐渐被放弃。
某些涂料在物理上起作用；采用含硅涂料来限制海洋生物的增加，因为其粘附系数低。这些涂料成本高，而且，在此又要求最高巡航速度为15海里/小时，才能获得令人满意的效果。
还有一些涉及到涂料的解决方案，涂料创建某些表面结构从而防止乃至阻止海洋生物附着到船体或者附着到浸入在海洋环境中的其它表面。这些解决方案成本高昂，而且并不总是保证长期的效果。最后，我们还可以提一下用超声波驱赶海洋生物。
已知的还有专利申请WO2013/006023A1中所描述的装置。该装置能够用波浪驱动辊来清洁石油平台的柱子，所述波浪驱动辊粉碎形成在这些柱子上的海洋生物淤积。
该装置有缺点。具体而言，所清洁的表面仅限于海平面的区域。此外，该装置只能部分地清洁柱子的圆周。该表面可具有的形状也仅限于圆柱面。因此，该装置不能有效地应用于所有表面。
对于管子和管道而言，现有解决方案包括利用非常昂贵的专用涂料，或者通过在其内部循环的专用机器进行定期清洁。需要再次关机，这样有经济影响。而且，清洁之前，操作性能随着时间的推移而下降。
发明内容
本发明的目的是解决上列的一个或多个缺点。
因此，本发明涉及到根据权利要求1的一种用于清洁表面的系统。
本发明的实施例可包括权利要求2至25的一个或多个特征。
因此，与补救的解决方案(第1类)相比，本发明的操作性能要好得多。因为能够在运行期间能够几乎连续地清洁表面，所以，不仅长时间地维持设备或结构的性能，而且还避免了执行现有方法所需的关机。
此外，几乎连续地清洁确保比间断进行清洁好得多的效果。
而且，与现有解决方案相比，所提出的解决方案设计简单而稳健，提供卓越的长时间操作的可靠性。
最后，制造、安装、操作、维护和拆除所提出的系统的成本比现有预防性解决方案(第2类)的成本低得多。尽管在理论上抑制了沉积物开始在表面形成，但是这些高技术解决方案仍不成熟，而且通常执行和维护起来成本仍然较高。
附图说明
通过下面仅作为说明而绝非限制性的描述，参考附图，本发明的其它特征和优点将变得显而易见，在附图中：
-图1显示了具有斜缆的一座斜拉桥，所述斜缆装备有用于清洁表面的系统；
-图2以侧视图按照图示阐释了图1的具有用于清洁表面的系统的斜缆；
-图3是图2的用于清洁表面的系统的一部分的详细透视图；
-图4按照图示阐释了包括用于清洁船体的图1至图3的系统的另一个实施例的一艘船；
-图5按照图示阐释了图4的清洁系统的一张网的另一个实施例；
-图6按照图示阐释了移动图2的清洁系统的装置；
-图7按照图示阐释了一个管的侧面图，所述管的内部包括用于清洁管内壁表面的图1至图3的系统的另一个实施例；
-图8按照图示阐释了图5的系统的执行器；
-图9按照图示阐释了图5的系统的一个元件的截面图。
-图10是使用图1至图9的系统中的清洁系统来清洁表面的一种方法的流程图。
具体实施方式
图1显示了一座斜拉桥2。该桥2在此包括多根线缆，其各外表面需要清洁，从而在冬季的天气条件下减少在线缆上形成冰或霜。为了这个目的，每根线缆都装有一个用于清洁表面的系统。为简单起见，将仅详细地描述清洁线缆5表面的系统4。该线缆5(拉线)为均匀的圆柱形，并且在其两端6和8之间大体上以直线纵向延伸。线缆5经受张拉应力。
图2和图3更详细地显示了系统4。该系统4包括：
-待清洁表面10，
-刮擦表面10的网12，以及
-移动刮擦网12的装置14，该装置被配置为用于移动网12。
表面10朝彼此垂直的轴向和横向延伸。在此，表面10是线缆5的外表面。轴向在此是方向X。因此，表面10的外表面为圆柱形。在此，横向形成与表面10曲率相同的一个弧度，并用Y表示。
网12在表面10上延伸。网12能够相对于表面10移动，并且朝方向X相对表面10制导网12，例如，由表面10本身对其进行制导。网12包括：
-细丝元件20，以及
-压在表面10上并固定到元件20上以形成网眼的细丝元件22。
元件20按照与方向X共线的第一方向延伸，并且按照与第一方向不同的第二方向彼此间隔开。元件20在此完全相同，而且长度相同。
当相对于表面10朝方向X移动元件22时，元件22特别适合通过刮擦而清洁表面10。每个元件22的形状都与表面10形状互补。元件22沿着第二方向延伸，并且沿着第一方向彼此隔开。
在此，第一方向和第二方向分别与方向X和方向Y相对应。在此，每个元件22都沿着方向Y延伸，并因此具有非零的曲率。因此，每个元件22在此都为圆形。
由于网12的这种空间构型，元件22主要用作刮擦元件，而元件20主要用作拉紧元件22。因此，通过用元件22刮擦来清洁表面10。
在这个实例中，网12的网眼还具有均匀的分布，并且元件20和元件22之间间距整齐。沿着方向Y并沿着元件22测量的两个元件20之间的距离用d1表示。同样，d2表示按照方向X测量的两个元件22之间的距离。在此，根据线缆5的尺寸，尤其是根据线缆5的直径D来选择距离d1。在此，选择距离d1，使得网12的元件20的数量N在二和二十之间。优选地，该数量N为四至八之间。在此，线缆(拉线)的长度为20米至几百米之间，而且其直径大于或等于10厘米或20厘米或50厘米。距离d2和元件22的数量也是根据线缆5的尺寸选择的。例如，距离d2介于D/2至10*D之间。优选地，该距离介于2*D至5*D之间。因此，对于直径为20厘米的线缆而言，距离d2介于40厘米至1米之间。
配置网12以承受10kN以上的拉伸载荷。在这个实例中，网12是由金属制成的。在此，元件20和元件22为钢缆，比如单股线缆。在此，这些线缆的直径大于或等于2毫米或5毫米。
静态时，每个元件22的曲率半径优选地小于表面10的曲率半径。当元件22不压在比如表面10这样的表面上时，称其为静态。而且，在此，当每个元件22压在表面10上时，都为弹性变形。因此，表面10上的压力增加，由此提高了清洁效力。然而，压力要被优化，以确保在把对网在待清洁表面上移动的阻力减少到最少的同时，在表面上适当地引导网。
由于使用网眼，所以刮擦表面积比待清洁表面积小得多，这样减少了装置14驱动或推进网12所需的力。例如，表面10与元件22接触的区域的大小小于表面10总表面积的3％乃至1％。
有利的是，网12在表面10上的正交投影的总表面积小于表面10的总面积的5％或3％或1％，该投影在与表面10正交的方向上进行。
此外，网12的轻盈促进了牵引。与线缆5的重量相比，以及与已知的清洁结构相比，网12的重量减少了。这样减少了执行器14需要提供的功率。
网眼的使用还限制了沉积物聚集在网上的趋势。
有利的是，元件22与表面10接触的外表面部分由一层防护涂料覆盖。该防护涂料的作用是减少元件22或表面10的磨损，而不限制元件22刮擦表面10的能力。例如，该防护涂料包括聚四氟乙烯或高密度聚乙烯。
网12在被称为轴向的、而且在此连接到装置14的末端之间延伸。例如，在此，末端是由刚性金属环24a、26a形成的，所述刚性金属环围绕线缆5，并且适合相对于该线缆5沿着方向X移动。每个元件20的末端都附连在这些轴向末端上。这些环在此分别通过驱动电缆24b、26b附连在装置14上。相对线缆的长度，这些环24a、26a的尺寸较小。在方向X上测量的这些环24a、26a的宽度在此小于20厘米。
如果设备或线路从线缆(拉线)悬挂，比如动力减震器或撑杆，网12则具有与这些突出一致的专用开口。因此，网12可以无障碍地来回移动，因为专用开口在包围突出的同时围绕这些突出移动。
配置装置14，以便以沿着方向X的往复运动移动网12，而且移动幅度至少等于第二细丝元件之间的平均距离。
在此，配置装置14，以便沿着方向X使网定期移动距离d，所述距离d大于或等于距离d2。有利的是，距离d小于或等于距离d2的三倍。
因此，通过以小于表面10总尺寸的幅度d移动网12而由各元件22刮擦整个表面10。由此能够降低装置14的功率和/或尺寸。
装置14在此包括：
-两个执行器30、32，分别附接在网8的轴端24、26，
-驱动电缆24b和26b，
-控制模块34。
配置每个执行器30、32，以便沿着方向X朝特定移动方向施加牵引力，这些执行器30和32的各自移动方向是相反的。
将模块34编程，以便相继轮流驱动两个执行器30和32之中的一个或另一个。例如，将模块34编程，以便：
-向执行器30发送一个控制信号，这样，执行器30使网12朝沿着方向X移动的第一方向移动距离d；
-然后，当网12朝着这个第一方向移动了距离d时，使执行器30停止，然后向执行器32发送一个控制信号，这样，执行器32使网12沿着方向X以及朝着与第一方向相反的移动方向移动距离d。
把移动的频率编入模块34程序中，从而使在两个连续段之间的线缆上形成的冰的厚度较小。用这种方式，清洁装置所消耗的能量得到优化，而且装置中产生的应力仍保持在可接受值以内。
执行器30和32在此是完全相同的。这些执行器30和32在此分别包括一个绞盘，所述绞盘毫无任何自由度地固定到表面10上。在此，执行器30、32分别放在线缆5(拉线)的两端。每个执行器30和32的绞盘在此分别致动驱动电缆24b和26b。
有利的是，系统4是可移去的，换言之，它可以拆卸或重新组装到线缆5上。为此目的，网12包括一个纵向开口(在各图中未显示)。例如，该开口是由两个连续元件20构成的，能够选择性地沿所述元件20整个长度保持其彼此直接接触，例如，通过螺栓或粘合材料使其彼此直接接触。因此，网12可从一片矩形金属丝网形成，围绕线缆5纵向地缠绕所述金属丝网。同样，装置14适合与网12分离，并从桥2上除掉。
为了更易于把系统4组装到线缆上，以及将其从线缆上拆掉，其结构可有利地模块化。例如，可以在具有连接器的末端构建长度为20*D的节段或模块。这样能够使连续的节段一安装到线缆上就彼此相连。
如果在系统4的使用期限内，节段或模块损坏，这样还简化了维修。与维修整个装置相比，断开故障模块，并用一个新模块将其代替更容易。
图4显示了清洁表面的装置的另一个实施例。更具体而言，图4展示了包括船体52的一艘船50。必须清洁船体52浸入水中的那部分，从而限制海洋生物淤积层的形成。为此目的，船50包括一个用于清洁表面的系统54。
该系统54包括：
-待清洁表面60，
-刮擦表面60的网62，以及
-移动网62的装置64，该装置配置成移动网62。
表面60在此是船体52下部的外表面。当船50行驶时，该表面60适合完全浸入水中。该表面60在此形状复杂，包括平面和曲面(凸面或凹面)的组合。
网62在表面60上延伸，并且在相对于表面60制导网62的同时，网62能够相对表面60移动。在此网62的末端处由循着船的船体52外围的边缘66限定。网62在此包括：
-细丝元件70，以及
-细丝元件72，其压在表面60上，并固定到元件70以形成一个网眼。
例如，这些细丝元件70和72分别与元件20和22相同，只是其尺寸可能不同，材质可能不同。
像以前一样，在方向Y上，沿着元件72测量的两个元件70之间的距离用d1表示。同样，d2表示在方向X上测量的两个元件72之间的距离。方向X从船50的前方向后方延伸，并且与表面60相切。方向Y(图4中未显示)垂直于方向X，并且与表面60相切。例如，网的网眼的特性尺寸d1介于T/2至T/50之间，T为船的吃水深度。优选地，该尺寸d1介于T/5至T/20之间。例如，网的网眼的特性尺寸d2介于L/10至L/1000之间，L为船的长度。优选地，该尺寸d2介于L/50至L/200之间。
例如，细丝元件70、72的直径为5毫米至50毫米之间。
网62和装置64的功能分别与网12和装置14相同。同样，其组件的功能也与网12和装置14的功能相同。而且，关于网12和装置14的作用和功能所述的内容在此也适用，因此将不再对其赘述。
在这个实例中，元件70和72是用两种不同的方式制成的。实际上，在此，网62包括预制区74。
这种预制区74使之能够把网62的曲率改为表面60的局部曲率，尤其是具有复杂拓扑结构的表面60部分的局部曲率。例如，表面60的某些部分具有局部凹入的凹处。
因此，不必用锚把网62按压在船体上，以保持元件72与表面60接触，因为锚会损坏船体60。
在每个预制区74，元件70、72是由刚性增加的材料制成。因此，可以预制这些区域74，使其形状与其所定位在的表面60部分的形状互补。
在这些区域以外，元件70和72是由能够抵抗装置64所施加的拉力的柔性材料制成的。例如，该材料是由超高分子量聚乙烯的人造纤维制成的，比如被称为“迪尼玛(Dyneema)”的材料。
连接各元件确保预制区74仍完整地固定到网62的其余部分。
图5显示了网62的另一个实施例的细节，其中，消除了预制区74。在此，由副锚80代替每个区域74，所述副锚配置成把网62压在待清洁表面上。
例如，该副锚80包括在两端92和94之间延伸的一个细丝元件91。由末端92把该元件91固定到待清洁表面，由末端94将其固定到网62上。例如，末端94包括一个环，所述环在元件70和另一个元件72的接合点围合这两个元件。锚可以是机械的、磁性的或带粘性的。
当所述表面具有明显的曲率，并且能够通过在表面60上钻孔或粘合建锚时，由此确保把网62按压在表面60上。
在前述的两个实施例中，可驾驭磁吸引力更好地相对待清洁表面对网进行引导。例如，通过在船50的钢船体上放一张磁网，其中，船体包括磁性金属材料，磁吸引力有助于保持把网按压在表面上，并在其运动期间对其进行引导。
注意，这种磁制导在本质上与上文提到的磁锚定不同；在磁锚定的情况下，目的是为了防止锚通过足够强的磁力而产生任何移动或位移，然而，在磁制导的情况下，磁吸引力把网保持在表面上，而不妨碍其相对于表面移动。
在船体的几何结构非常简单的情况下，作为把网保持在船体表面上并对其进行制导的手段，磁制导本身是足够的。
这种磁制导解决方案也可以通过以下方式用于非金属船体的情况，比如复合材料船体：
-通过向船体涂含有铁/钢粒子的涂料；
-通过在制造复合材料船体过程中把铁/钢粒子混合到复合材料的组分中；
-通过在复合材料船体的内表面或外表面上涂一层钢薄膜。
关于系统4，如果船体上有比如水动突出这样的突出，那么，例如，网62则具有与这些突出一致的适当开口。因此，网62可以无障碍地来回行进，因为专用开口在包围突出的同时围绕这些突出移动。
图6更详细地显示了装置64。装置64在此包括：
-固定在网62前端67的执行器76，
-驱动电缆84，
-锚线86，
-控制模块88。
将执行器76配置为在行进的特定方向沿着方向X施加拉伸运动。
装置64在此附接到网62的末端67上，并附接到船50上。为此目的，装置64的每个执行器76都放在拉紧线86上，所述拉紧线固定在船50的甲板上。该线86在此循着表面60的周线。例如，执行器76是与执行器30相同的一个执行器，只是其驱动特征适合使网62移动。
再次与系统4一样，为了易于把装置4组装到船体上，以及将其从船体上拆掉，网62的结构可有利地模块化。例如，网的次表面可以构建具有连接器的末端。这样能够在分阶段地把装置64安装到表面60上时使其彼此相连。在附接整个组件和施加牵引力之前，临时附接工具使网的次表面保持在船体上。
如果在装置64的使用期限内，网的次表面损坏，这样也简化了维修。
图7显示了表面清洁装置的另一个实施例。更具体而言，图6展示了输送比如烃类这样的液体的一根管100。例如，该管100是用于烃类萃取的管道。该管100的内表面102需要清洁，从而限制沉积物(比如含水晶体)的形成。为此目的，管100包括清洁表面102的系统104。
该系统104包括：
-待清洁表面102，
-刮擦表面102的网110，以及
-移动网110的装置114，该装置配置成移动网110。
表面102在此是中空圆柱形的内表面。
在此，管100沿着具有直线段以及可能的曲线的线X'纵向延伸。网110在此在表面102上延伸，并且在沿着该方向X'相对该表面102制导网110的同时，网110能够相对该表面102移动。
网110在此包括：
-细丝元件120，以及
-细丝元件122，其按压在表面102上，并且附在元件120上，形成网眼。
为了简化图5，用虚线画元件120和122。此外，仅展示了两个元件120。
在此，网110和装置112起到与网12和装置14相同的对应作用。同样，其组件的作用与网12和装置14的组件的作用相同。而且，关于网12和装置14的作用所述的内容在此也适用，不再对其进行赘述。
元件120配置成抵抗元件122的拉力。例如，元件120与元件20相同。
在此，元件122与元件22相同。处于静态时，元件122的直径大于管100的内径。当元件122未压在比如表面102这样的表面上时，称其为处于静态。此外，在此每个元件122被压在表面102上时，都会弹性地变形。因此它在表面102上的压力，这样提高了清洁效力。然而，对压力进行优化，以确保在把对网在待清洁表面上移动的阻力减少到最少的同时，在表面上适当地制导网。
该偏压使网110与管的几何结构匹配，尤其是在管的弯曲部分(具有纵向曲率的部分)。
例如，两个连续元件122之间的最小距离介于D/2至10*D之间，D为管100的内径。在此，管100的圆形横截面的内径大于或等于0.2米或1米。在此，元件122沿着管100均匀地分布，并且彼此间隔距离d2'。例如，该距离d2'在此大于二十米。
装置114在此包括：
-多个活动元件130，将其配置为使网110以往复运动方式沿着方向X'移动；
-控制单元132，将其配置为控制执行器130。
图8更详细地显示了一个示例元件130。元件130与元件120相连，所以元件130沿着方向X'移动导致元件122沿着这个相同的方向X'移动。为此目的，元件130优选地按压在管100的内表面上，以便在纵向Y上产生刮擦力。换言之，元件130也可以用作网110的可移动锚。
在此，装置114包括两个元件130，分别放在网110的两个相对末端之一处。按照方向X'测量的两个连续元件130之间的距离在此介于10*D至1000*D之间，D是管100的内径。优选地，该距离介于50*D至500*D之间。
这些元件130在此为金属制成的刚性环，朝方向X'测量的宽度大于或等于5厘米或50厘米。元件130的外径在此等于元件122的外径。如上所述，元件130优选地按压在表面102上，从而保证网110中所需的内力。为此目的，元件130可以通过圆周执行器偏置，圆周执行器用给定的径向压力将元件按压在表面102上。
每个元件130在此都包括多个执行器134，所述执行器为元件130的一部分。这些执行器134可以是弹性滚子或柔轮。例如，每个执行器134都能够对控制信号做出响应，而相对于管100的内壁平移，所述控制信号是由模块132发送的，并由执行器134接收。在此配置执行器134，以便在沿着方向X'的两个方向之一形成元件130的移动。
每个元件130的执行器134在此是彼此同步的，所以当执行器134使元件130移动时，元件130行进一致。同样，在此，元件130的各执行器134也是彼此同步的，所以当元件130移动时，网110以及因此第二元件122都在管100内沿着方向X’一致地移动。此外，进行这种同步，以便在网110和元件122内产生足够的拉力，从而对管100的内表面实现足够强度的刮擦。为此，每个执行器134在此都配置为向模块132发送关于它所在的元件130的位置的信息以及在其位置上网110的拉力值。
系统104包括至少三个元件120。然而，为了清晰起见，图6中只显示了两个元件120。这些元件120优选地围绕元件122和130均匀地分布。有利的是，元件120之一包括执行器134的一条供电线路，配置该供电线路向执行器134供电。系统114还包括一条数据总线，配置该数据总线携带由模块132向执行器134发送的控制信号。例如，在供电线路上通过电力线载波技术发送这些控制信号。为此目的，包括供电线路的元件120电气性地连接到模块132。模块132在此位于管100之外。
在此，元件130还用作清洁表面102的刮板元件。
在这个实例中，元件130具有水动外形，配置该水动外形把管100内流体流动的阻力减到最小。图9更详细地显示了这种外形的一个实例。例如，元件130的横截面为透镜形，并包括：
-平面150，适合保持与表面102接触，从而刮擦表面102，以及
-为凸形的倒圆面152，在平面150的相反侧。圆面152在此转向管100内部，从而与在管100内循环的流体接触。凸形因此有利于流体流动。
系统104在此是可拆卸的，意味着它能安装在管100中，和从管100卸除以供随后重新使用。例如，系统104是按以下方式安装的：首先，把网110附接到元件130上，然后插入位于网110一端的元件130，然后启动该元件130的执行器134，以便令其在管100内移动，与此同时与表面102接触。然后对系统104的其它元件130和网110依次重复操作。
现将参考图10中的流程图以及图1至图3，对利用表面10清洁系统4的一个实例进行描述。
在步骤200中，网12贴在表面10上。
然后，在步骤202中，使网12张紧，并将其放在表面10上。优选地，把网12按压在表面10上。
然后，在步骤204中，相对表面10以往复运动移动网12，从而刮擦表面10，以便对其进行清洁。
其它很多实施例也是可能的。
例如，系统4可用于清洁比如架空车道、吊椅或吊船这样的架空提升系统的支撑电缆或驱动电缆的外表面。在这种情况下，可以对网12进行改动，具体而言，用刚性金属环替换元件22。
系统4还可以用于清洁电力线的外表面，从而减少电力线上结霜。在这种情况下，环24a、26a以及线缆24b、26b可包括电绝缘体。
系统4还可以用于清洁石油钻塔的管状结构或者海底电缆的外表面，比如地震拖缆(拖曳阵基)的外表面，以防海洋生物吸积，例如藤壶。
网12可由另一种材料制成，例如纺织材料。
装置14可以不同。例如，执行器30适合朝移动方向使网12沿着方向X间歇地移动。然后，由弹力锚线代替执行器32，适合在网12上朝着与执行器30所施加的移动方向相反的方向施加回复力。然后，相应地改动模块34。
作为选择，为了确保沿着方向X的移动，执行器30和/或32包括一个齿条或液压缸或蜗杆旋转机构。
元件20和22可以朝着与方向X和方向Y不同的方向延伸。
网的网眼可以是另一种形状。例如，设置元件20和22，使得网眼的形状为三角形、菱形或具有五条边或六条边的多边形。
作为选择，装置14进一步配置为在检测到天气条件有利于在表面10上形成污物沉积的情况下触发网12移动。为此目的，装置14包括一个分析单元，配置该分析单元的目的是：
-测量系统4环境的物理数据，比如天气条件；
-根据测得的物理数据，计算在表面10上形成污物沉积的概率。
然后，将装置14配置为根据计算的沉积概率来控制系统4的开始或停止以及网12移动的速度和/或频率。例如，分析单元包括一个包含在模块34中的气象站，配置该气象站用于测量大气条件，并且在通过测量的大气条件确定的结霜概率超出预定阈值的情况下，用于发布控制信号。气象站在此包括用于此目的的温度传感器、风速传感器和/或湿度传感器。
装置14还可以包括测量表面10上污物厚度的一个单元，例如，该单元包含在模块34中。此外，配置装置14控制系统4的开始或停止，并根据所述测量单元测得的数据改变网12移动的速度和/或频率。例如，如果在网12在整个表面10上移动过后一定的时间段内测得的所述污物的厚度超过了预定厚度，则增加网12的移动频率。因此，该单元的测量结果能够改变启动刮擦系统的程序，而使其适应污物沉积速率，从而减少第二细丝元件每段之间的污物厚度。例如，该测量单元包括光感测器。
作为选择，系统54可用于清洁易于沉积沉积物的结构、设备、机器或交通工具的一个或多个外表面。例如，这些沉积物可以是雪和/或冰、尘土及其它污垢，或锈，或者来自生物体(生物淤积)或来自比如水垢(酒石)这样的矿物质或盐。
因此，系统54可用于清洁涡轮叶片或飞机的机身和机翼，从而限制积雪、积霜或积冰的形成。系统54还可以用于从比如建筑物屋顶、飞机库或体育馆这样的表面清除聚集的雪。在这些情况下，网62的制成可以有所不同，具体而言由另一种材料制成。
系统54还可以用于连续地清洁太阳能板、太阳能集热器或太阳镜。在此，可以把比如泡沫刷或细毛刷这样额外的工具附接或连接到刮擦网(62)，以增强待清洁表面的清洁效果。
同样，装置64可以有所不同，例如，包括沿着系统54整个边缘设置的执行器，从而使刮擦网62移动的运动学特性比简单的往复运动更复杂。
执行器可以位于网的表面内，而不是位于其边缘。此外，执行器可以一直处于适当位置，或者可以有时处于适当位置，供临时使用。
此外，可以在刮擦网中产生内部差异移动。在比如冰这样的顽固沉积物的情况下，这样是非常有效的。在网的细丝元件之间产生的差异移动能够产生剪切力，帮助打碎顽固沉积层。
有利的是，系统54包括一个具有水动能量回收的被动执行器。例如，形成网62，以至于能够通过沿着表面60的流体流动而将启动其运动，即使在没有使装置64开始起作用的情况下也是如此。因此，更频繁地清洁表面60。
元件70、72可由不同的材料制成，比如碳纤维。
可以省略预制区74。可以用固定在表面60上的锚代替这些区域74。
模块64可以包括不只一个执行器76。模块64还可以包括一个或多个附加执行器，这些附加执行器与执行器76一样，但是放在船的后面。因此，配置这些附加执行器，使网62按照与执行器76移动方向相反的移动方向沿着方向X移动，以便其与执行器76轮流运行，而产生网62的往复运动。
可以在管100中的不同位置放置系统104的几个实体。然后，系统104的这些实体可以独立运行。
装置114的实施可以有所不同。装置114的数据总线可以包括无线电连接，比如WiFi的无线连接。
元件120和/或122可由另一种材料制成。
元件130的制成可以有所不同。例如，由绞盘代替执行器134，所述绞盘能够使元件120平移，从而移动网110。在这种情况下，可将元件130固定到管100上，例如，按照此目的特别提供的各节沿着管固定。
元件130可能不具有任何执行器134。然后，执行器134可位于管100的外圆周上。在这种情况下，配置这些执行器134使元件130移动，例如，通过施加穿过管100的电磁力。在一个实施例中，每个执行器134都包括一个电枢和一个电感器。所述电枢位于管100内部，所述电感器位于管100外部。
在关于短管的一个变体中，清洁的运动学特性可以是旋转的。在这种情况下，元件130具有引起网110的周向旋转的执行器。在这种情况下，元件120是刮板，而整张网则按压在待清洁的管子的内壁上。
系统54还可以用于清洁易于沉积沉积物的一个结构、一件设备、一个装置或一个机器的一个或多个内表面。这些内表面可以是这种系统内部元件的壁或表面。例如，沉积物可能是由生物有机体(生物淤积)、有机物质、比如水垢这样的矿物质或盐、水合物或石蜡、烟灰、灰烬、滤渣或碳质残渣、或锈造成的。
例如，可以用与每个板表面成为一体的网来清洁易于沉积各种沉积物的板式换热器的波纹板。网的程序化移动和振动能够去除初始沉积物，并因此防止在板上开始和累积沉积。
作为选择，在换热器的各个连续板之间的距离较小的情况下，可以在每组的两个连续板之间安装单独一张网。因此，该网能够通过振荡运动清洁间距很小的两个表面，液体或气体通过在所述表面之间流动。
系统54还可以用于清洁比如燃煤锅炉这样的工业锅炉的内表面，例如，所述锅炉易于沉积烟灰、灰烬、炉渣或碳质残渣。
系统54还可以用于清洁内燃机的内表面。一个实例是清洁有烟灰沉积倾向的柴油机中的废气再循环系统。
步骤200、202和204还可以实施在系统54或104中。

Claims (25)

1.用于清洁表面的系统(4)，其特征在于，它包括：
-待清洁表面(10)，其沿着彼此垂直的轴向(X)和横向(Y)延伸；
-刮擦网(12)，其相对于所述待清洁表面被引导，并且包括：
·第一细丝元件(20)，其沿着与所述轴向共线的第一方向延伸，并且在与所述第一方向不同的第二方向上彼此间隔开，
·第二细丝元件(22)，其沿着所述第二方向延伸，并且在所述第一方向上彼此隔开，所述第二细丝元件固定到所述第一细丝元件，从而形成网眼；
-移动装置(14)，其被配置为在所述轴向上以往复运动方式移动所述刮擦网，移动幅度至少等于所述第二细丝元件之间的平均距离。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二方向与所述待清洁表面的所述横向共线。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述移动装置(14)被配置为移动所述刮擦网(12)，移动幅度小于或等于所述第二细丝元件之间平均距离的三倍。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述移动装置(14)包括执行器(30)，所述执行器适于对控制信号做出响应启动所述刮擦网(12)。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述移动装置包括：
-所述执行器(30)，其附接到刮擦网的一个轴端，配置该执行器按照第一移动方向沿着轴向施加拖拉运动；
-弹力锚，其相对于所述待清洁表面附接所述刮擦网的另一个轴端，在所述刮擦网上按照与所述第一方向相反的第二移动方向施加回复力；
-控制模块(34)，其被编程为连续启动所述执行器(30)，从而以所述往复运动方式移动刮擦网。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述移动装置包括：
-所述执行器(30)，其被称为第一执行器，固定在所述刮擦网的一个轴端，该执行器被进一步配置为按照第一移动方向沿着所述轴向施加拖拉运动；
-第二执行器(32)，其被附接到所述刮擦网的另一个轴端，该执行器被进一步配置为按照第二移动方向沿着所述轴向施加拖拉运动；
-控制模块(34)，其被编程为相继和交替地启动所述第一执行器和所述第二执行器中的一个或另一个，从而以所述往复运动方式移动所述刮擦网。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述移动装置(14)：
-包括测量单元，被配置为测量所述待清洁表面上污物的厚度；
-被配置为根据所述测量单元测得的数据来控制所述清洁系统(4)的开始或停止，以及所述刮擦网(12)移动的速度和/或频率。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述移动装置(14)：
-包括分析单元，其被配置用于：
·测量所述清洁系统(4)的环境的物理数据，并且
·根据测得的所述物理数据计算在所述待清洁表面(10)上形成污物沉积的概率；
-被配置为根据计算的所述沉积概率来控制所述清洁系统(4)的开始或停止以及所述刮擦网(12)移动的速度和/或频率。
9.根据权利要求3至8中任一项所述的系统，其特征在于，至少一个执行器(30)包括绞盘。
10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述移动装置(14)进一步包括具有能量回收的被动执行器，所述被动执行器被配置为响应于沿着所述待清洁表面的液体流动而移动刮擦网。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其特征在于，所述第二细丝元件具有弹性刚度和静态几何结构，以至于它适于通过牵引力变形，然后其被释放并压在所述待清洁表面上，以便于由该压力产生的弹性接触力相对于所述待清洁表面来引导所述刮擦网。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其特征在于，所述第二细丝元件具有弹性刚度和静态几何结构，以至于适于通过压缩变形，然后其被释放并压在所述待清洁表面上，以便于由该压力产生的弹性接触力相对于所述待清洁表面来引导所述刮擦网。
13.根据前述权利要求中任一项所述的系统，进一步包括副锚(90)，所述副锚被配置为通过按压所述刮擦网在所述待清洁表面上而引导所述刮擦网，该副锚包括第三细丝元件(91)，所述第三细丝元件的一端被固定在所述刮擦网上，另一端被固定在所述待清洁表面上。
14.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，通过磁吸引力或电磁吸引力，所述刮擦网(12)被按压在所述待清洁表面(10)上，以便于通过这些吸引力所述刮擦网在待清洁表面上被引导。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的系统，其特征在于：
-所述待清洁表面(10)是诸如拉索或管子这样的实心或中空伸长件的外表面；
-所述第二方向与所述横向共线；
-所述第二细丝元件具有弯曲接触表面，所述弯曲接触表面与所述待清洁表面相匹配。
16.根据权利要求1至14中任一项所述的系统，其特征在于：
-所述待清洁表面(10)是诸如输送液体或气体的管子或管道这样的中空伸长件的内表面；
-所述第二方向与所述横向共线；
-所述第二细丝元件具有弯曲接触表面，所述弯曲接触表面与所述待清洁表面相匹配。
17.根据权利要求1至14中任一项所述的系统，其特征在于，
-所述待清洁表面(10)是具有平面区域、凸状区域或凹状区域的任何表面或者这三种表面类型的组合；
-所述第二方向与所述横向共线；
-每个所述第二细丝元件都沿着在所述待清洁表面两条横向边之间延伸的曲线与所述待清洁表面接触。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述待清洁表面(10)是船的船体或者遭受海洋生物淤积的某些其它被淹没面。
19.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述待清洁表面(10)是易于沉积雪和/或冰、灰尘及其它污垢、锈、烟灰、水垢或盐这样的矿物质、或有机生物的设备、建筑物、结构、机器或交通工具的外表面。
20.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述待清洁表面(10)是易于通过沉淀或结垢、化学反应、凝固、腐蚀，或者通过这些类型的结垢组合形成生物淤积、微粒沉积的结构、设备、器具或机器的内表面。
21.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于：
-所述待清洁表面包括局部突出；
-所述刮擦网包括被这些突出穿过的专用开口。
22.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述刮擦网(12)的所述第一细丝元件和所述第二细丝元件通过机械连接装置被相互连接。
23.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述刮擦网(12)是模块结构，不同的模块通过机械连接装置被固定在一起。
24.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，附加工具附接或连接到所述刮擦网(12)上，以便于促进通过所述网刮擦和清洁所述待清洁表面(10)。
25.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述待清洁表面(10)与所述第二细丝元件(22)接触的部分的总表面积小于或等于所述待清洁表面总表面积的5％。
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