CN1168950C - 清洗冷却系统所用球的闸门 - Google Patents

Abstract

一种使球返回的装置上用的球闸门(1)，这种装置是用于对以流体，最好是水来工作的冷却系统的管道进行清洗，这种冷却系统被用于，例如，热交换器、发电厂的冷凝器、冷藏和空气调节装置等，它包含有一个机壳(2)，这个机壳又细分为上部腔室(5)和下部腔室(6)，一个在两个腔室之间的开口(4)是可由活动的活盖(16)来打开和关闭的。为了降低球闸门的驱动装置和控制装置以及与之相连的管线的费用，球闸门的活盖(16)是这样构造和安置的，并安装得能被水流在打开和关闭位置之间自由地做枢轴转动，以使得如果在从上部腔室(5)到下部腔室(6)的旁路管道(7)中打泵(10)时，活盖(16)就采取其关闭位置，如果关闭泵(10)时，就采取其打开位置。

Description

清洗冷却系统所用球的闸门

技术领域

本发明涉及一种使球返回的装置上用的球收集器，这种装置是用于对以流体，最好是以水来工作的冷却系统的管道进行清洗，这种冷却系统被用于，例如，热交换器、发电厂的冷凝器、冷藏和空气调节装置等，它包含有：

-一个机壳，这个机壳

-又细分为带有球入口的上部腔室和

-带有球出口的下部腔室，其中

-在上部腔室和下部腔室之间设置了一个开口，这个开口

-可以通过一个处于其关闭位置的可移动活盖来关闭成其，而由在其开启位置的活盖敞开，

-具有过滤器滤网的这个上部腔室，通过一个有泵的旁路管道，连接到下部腔室上，通过泵可以把水从上部腔室抽入下部腔室。

背景技术

由本申请者的德国出版物G 93 09 320.9已经知道一种上述类型的球收集器。在已知的此球收集器的情况中，上部腔室和下部腔室之间的开口是由一活盖来关闭和打开的，此活盖以绕其在开口平面中的中心轴转动的方式被安装的，并且由一设置在机壳上的马达来对此活盖进行从关闭位置到打开位置的调节，反之亦然。为了保持预定的周期性地清洗过程，或保持取决于热交换器管道污垢系数的清洗过程，以及为了产生与旁路管道中泵马达的必要的同步，要求该活盖的马达有控制装置。

在清洗过程的开始，打开活盖的马达，以使活盖从关闭位置进入打开位置，从而敞开上部腔室和下部腔室之间的开口。由于球的比重稍微高于水的比重，因而收集在上部腔室中的球就下沉到下部腔室中。在球下沉到下部腔室中以后，活盖又被马达所关闭，例如，在事先设置的时间迟延继电器工作以后。

然后此旁路管道里的泵被打开，其输送压力把排放管道中的由流体压力控制的截流件打开，而且此压力又必须克服此系统的动态(管道-引起的速度损失)压力头和系统的静态(冷凝器的ΔP)压力头。泵把水从上部腔室中吸出来，然后把水打进下部腔室中，使下部腔室里的球转移而进入排放管道中，并通过此管道到达热交换器的入口区域，在此这些球被主要的冷却水流所接收。在通过热交换器管道之后，这些球被热交换器出口区域的过滤器所收集，然后通过供应管道进入球收集器机壳的上部腔室之中。由于在上部腔室里有一个过滤器滤网设置在旁路管道入口的前面，球进不了旁路管道，所以这些球通过排放管道和供应管道的运输过程是由旁路管道里的泵所保证的。另外，热交换器入口区域和出口区域之间的压力差对供应管道和排放管道中的输送球的水流产生作用。

当所有的球都完成循环时，泵再次被关闭，此装置准备好进行下一个清洗过程。

在已知的球收集器中，活盖和泵的驱动装置是由程序控制装置或电路所运转的。在空闲期间，排放管道中的由流体压力控制的阀门保证不会发生不希望有的热交换器的旁路流动。

已知的球收集器和用于使球返回的装置(球收集器就位于此装置中)只要求两个驱动装置，这就是，用于旁路管道中泵的驱动装置和用于打开和关闭此活盖的驱动装置。

发明内容

本发明面对的问题是来简化此球收集器所必需的驱动装置和相关的控制装置。

按照本发明，这个问题是这样解决的：

-球收集器的活盖是这样地构造和定位的，并安装得能由于水流而在打开位置和关闭位置之间自由地做枢轴转动，以使得

-如果旁路管道中的泵被打开，则活盖就采取其关闭位置，而当泵关闭时，就采取其打开位置。

按照本发明，用来可使上部腔室和下部腔室之间的开口关闭和敞开的此活盖，正如在已知球收集器中那样，不是由马达运转的，也就是说，不是使用电的、水压的或气动的马达，而是改为由机壳里的水流所运转的。为此目的，活盖安装得能自由地在打开位置和关闭位置之间转动转动，而且其构造和安排能使此活盖在泵打开时，是由从旁路管道通到下部腔室的水流所运转的，换句话说，如果旁路管道中泵的驱动装置被打开的话，就进入其关闭位置，而当泵被关掉，因而从旁路管道流入下部腔室的水流停止时，活盖就返回到打开位置。

和在已知球收集器里的情况不同，按照本发明，在两个清洗过程之间的空闲期间，此活盖不是在关闭位置，而且在清洗过程的最后，这些球不是和在已知球收集器中那样处在上部腔室中，相反，按照本发明，只是在与泵断开以后，活盖返回其打开位置时，才达到清洗过程最后的空闲状态。由于球的比重比水稍大一些，因而球从上部腔室中通过开口下沉进入下部腔室。

为了开始一个新的清洗过程，打开为此球收集器和球返回装置提供的唯一的驱动装置，也就是泵的驱动装置，使得在排放管道中，在泵产生的输送压力下，打开由马达驱动的或最好是由流体驱动的截流件，这个截流件最好是一个止回阀门。在来自旁路管道的水流的作用下，球收集器中的活盖采取其关闭位置，而球被来自旁路管道的水流排出下部腔室。通过此排放管道，这些球进入热交换器的入口区域，在此它们被冷却水流所接收。

本发明球收集器的重要的优点是不需要已知球收集器中活盖的那种马达驱动装置。包括减少了的控制设备费用在内，这与已知球收集器相比，能节约相当一部分驱动装置和控制装置费用。至今与活盖的驱动装置相联系出现的维护和检查活动必然被降低。对于较小清洗系统来说，例如冷藏、空气调节装置和类似的设备，减少驱动装置和控制装置的费用特别重要，因为对于较小设备来说，驱动装置和控制装置的费用代表着总成本的一个相当高的百分比。

由于本发明球收集器的上述运转顺序，如果活盖是这样构造和安排的话则是有利的：

-此活盖，

-如果旁路管道中泵在清洗过程的最后被关掉的话，

-则从关闭位置枢轴转动到打开位置，敞开上部腔室和下部腔室之间的开口，以使得收集在上部腔室中的球下沉到下部腔室中，而且

-如果在清洗过程的开始，旁路管道中的泵被打开的话，则从打开位置枢轴转动回到关闭位置，关闭此开口。

相对于旁路管道中进入下部腔室的入口来说，活盖的放置和构造也是本发明的优点，这种放置和构造使得打开泵时，处于打开位置的活盖会受到来自旁路管道水流的作用并被迫地进入关闭位置。

按照本发明的一个扩展，为了可靠地运转此活盖，一方面是活盖的尺寸和重量，另一方面是泵的压力，二者是这样选择的，以使得来自此旁路管道的水流所施加在该活盖上的力大得足以使它进入可靠的关闭位置。这意味着泵也必须克服热交换器入口和出口区域之间的静压损失，以及输送球的管道的动态压力损失。

按照本发明，可以提供一些弹簧来帮助活盖的枢轴转动。通过使用弹簧，可以产生作用于活盖上的力，否则在决定此活盖的尺寸和重量，以及相对于下部腔室中旁路管道入口来安置此活盖时，就应该在设计基础上顾及到这个力。

旁路管道可以相对于机壳的排放管道位移90°。

对于收集球以及使收集的球无干扰地下沉到下部腔室中来说，上部腔室中的过滤器滤网具有基本上圆柱状的构造是有利的，至少在开口接近，对于其自由剖面的形状和尺寸而言，至少在下部端，以适合此开口的形状和尺寸。

为了在两个腔室之间的开口中为球创建一个自由的通过剖面，按照本发明的更进一步扩展，此活盖的旋转轴承装配在形成此开口的环形肩或挡板的下面。此挡板是否连接到机壳上或过滤器上是不重要的。

附图说明

联系附图，下面详述本发明的一个实施例，图中给出：

图1是球收集器作为垂直剖面的图解视图；

图2用图表示了一台热交换器，它带有用球清洗热交换器管道的装置和使球返回的装置，同时加入了一个图1所示的球收集器；

图3是球收集器的图示透视图，与图2相比，这个球收集器有不同排列的入口和出口；

图4是改进型球收集器实施例的一部分的截面视图；以及

图5是相对于图4而言的细节。

具体实施方式

图1中所示球收集器1有一个基本上是柱状的机壳2，它是由，例如，薄钢板或有类似性质的材料做成，并被一个环形挡板3分成上部腔室5和下部腔室6，这个挡板形成开口4，并从内部固定在机壳2上。

具有泵10的旁路管道7其一端与上部腔室5的出口8相连，另一端与下部腔室6的入口9相连。

可以使用供应管道12供给球来清洗用流体，最好是水，工作的冷却系统管道，此供应管道又可与球收集器1的上部腔室5的入口11相连。可以使用排放管道20来从球收集器1中移出球，此排放管道可与球收集器1的下部腔室6的出口19相连。

借助于上部腔室5顶部上的一个开口13，可以进入机壳2的内部，这个开口可以由盖子14来关闭。基本为柱状的过滤器滤网15能防止通过入口11供应的球从上部腔室5进入旁路管道7，因而泵只是把水，而不是球，从上部腔室5输送到下部腔室6中。过滤器15设置在挡板3上的同心位置，在取出盖子14后，可以从腔室5中取出。在图4所示实施例中，过滤器15被固定在盖子14的底面上，因而在取出盖子14时，可以从机壳2中被取出。挡板3可以是以螺钉拧在机壳的突出部3a上(图5中右手部分)，或是做成一个扩张环，压牢固定在机壳2的内壁上。

在肩部或挡板3的底面上，通过轴承17转动地活动铰接了一个活盖16，它相对于入口9的位置(泵10输送的水能通过此入口进入下部腔室6)是使得如果球收集器1充满水而且泵10的驱动装置已经打开的话，则在水流的作用下，活盖16就会转动地从图1中所示打开位置，沿箭头18的方向，向上进入关闭位置，在这个位置活盖把开口4关闭。与活盖16类似，开口4也基本上是圆的。在其离开轴承17的远端上，活盖16有一个斜面16a，用于增大来自入口9的水流对此活盖16的作用。

在清洗过程的开始，活盖16是处于图1所示的打开位置。球位于下部腔室6中。一旦泵10的驱动装置被打开，在来自旁路管道7的指向活盖16的水流的作用下，活盖就转动地向上移动到关闭位置。由于来自旁路管道7的水流的结果，这些球就被从下部腔室6的出口19，沿箭头22的方向，输送进排放管道20，在此，图1中没有画出的截流件在清洗过程开始时被打开，球从这里通过待冷却装置，例如热交换器，而进入其出口区域，从这里借助一个图5中没画出过滤器滤网，和供应管道12，沿箭头方向21，而使球返回到球收集器1。由于开口4被活盖16所关闭，因而这些球聚集在上部腔室5的过滤器15中。在清洗过程的最后，关闭泵10的驱动装置。来自旁路管道7的水流就停止了。排放管道20通常由一未画出的截流阀门所关闭。在重力的作用之下，在下部腔室6中的水流停止之后，活盖16转动地从关闭位置向后移动到打开位置。球从上部腔室5通过开口4下沉进入下部腔室6中，然后在那里保持到下一个清洗过程的开始。

在图2所图示实施例的情况中，图1所示这种类型的球收集器1是同清洗装置的球回收(装置)安置在一起的，此清洗装置用于清洗冷却水运转式热交换器23的管道24。在清洗过程的开始，打开泵10的驱动装置，使得活盖16采取其关闭位置，而收集在下部腔室6中的球通过排放管道20和出口32转移到冷却水管道30中，在排放管道20中由流体压力控制的止回阀门28已经由泵10的输送压力打开，而且在冷却水管道30中，这些球由通过主要泵33的主要冷却介质流所提升(taken up)。从热交换器23的入口区域31出发，这些球通过热交换器23的管道24，最后进入出口区域25，在此这些球由过滤器26从冷却介质流中排出，然后通过供应管道12返回到球收集器1。使用供应管道12中的截流阀门27和排放管道20中的截流阀门29来关闭这两条管道，例如，如果球收集器1的盖子14被打开，球被更换。在两个清洗过程之间的运转间隔中，止回阀门28关闭排放管道20，以避免在这样的不工作期间在出口区域25和入口区域31之间有冷却水的不希望的旁路流动。

图2所示的设备是一个使用这种球收集器1的优选实施例，但是球收集器应用并不局限于此。图3所示实施例清楚表明得入口11相对于出口8和入口9而言，可以移动90°出口19也是可采用这种做法的。

开口4是这样确定尺寸的，它使得在除去盖子14后，确保球的下沉不受干扰而且容易用手把球从下部腔室6中取出。

无论是连续还是周期性运行的冷却过程，此球收集器都是可用的。

只有泵10要求有外部的驱动装置，通常配有电动马达。形式为活盖16和止回阀门28的这些截流件是由流体流控制的，不需单独的驱动装置。

Claims (12)

1.一种使球返回的装置上用的球收集器，这种装置用于对以包括水在内的流体来工作的冷却系统的管道(24)进行清洗，其适于使用在热交换器(23)、发电厂冷凝器、冷藏和空气调节装置中，其包括：

一个机壳(2)，该机壳

又细分为带有球入口的上部腔室(5)；和

带有球出口的下部腔室(6)；其中

在上部和下部腔室(5；6)之间设置一个开口(4)，该开口

可以通过一个处于其关闭位置的可移动活盖(16)关闭，而且由处于其打开位置的该可移动活盖敞开；

具有过滤器滤网(15)的该上部腔室(5)，通过一个有泵(10)的旁路管道(7)连接到下部腔室(6)上，通过泵可以把流体从上部腔室(5)泵送到下部腔室(6)，

其特征在于：

球收集器(1)的活盖(16)是这样地构造和定位的，并安装得能由于流体流而在开启位置和关闭位置之间自由地绕枢轴转动，以使得

当旁路管道(7)中的泵(10)打开时，活盖(16)取其关闭位置，当泵(10)关闭时，就取其打开位置。

2.按照权利要求1所述的球收集器，其特征在于：

活盖(16)，

如果旁路管道(7)中的泵(10)在清洗过程的最后被关掉的话，

就从此关闭位置枢轴转动进入打开位置，敞开上部腔室(5)和下部腔室(6)之间的开口，以使得收集在上部腔室(5)中的球下沉落进下部腔室(6)中；而且

如果在清洗过程的开始，旁路管道(7)中的泵(10)被打开的话，就从此打开位置枢轴转回到关闭位置，关闭此开口(4)。

3.按照权利要求1或2所述的球收集器，其特征在于：相对于旁路管道(7)中进入下部腔室(6)的入口(9)来说，活盖(16)是被这样安排和构造的，以使得在打开泵(10)时，处于打开位置的活盖(16)由来自旁路管道(7)的流体流所作用，并被迫进入关闭位置。

4.按照权利要求1所述的球收集器，其特征在于：一个排放管道(20)的一端连接于该球收集器(1)的下部腔室(6)的出口(19)，用于从该球收集器(1)移去球，而该排放管道(20)的另一端连接于该热交换器(23)的冷却流体管道(30)的入口，在清洗过程的最后，此排放管道(20)可以被截流，被以马达方式运转的截流件或被流体所截流，且该截流件是一个止回阀门(28)。

5.按照权利要求4所述的球收集器，其特征在于：如果泵(10)打开而且如果排放管道(20)是空的，则泵(10)就克服该冷却系统的入口区域(31)和该冷却系统的出口区域(25)之间的压力差，以及克服用于将球移动到该球收集器(1)的上部腔室(5)的供应管道(12)和排放管道(20)的动态压力损失，在该入口区域，球通过排放管道(20)被引入到冷却流体管道(30)内；而在出口区域，球通过过滤器(26)从冷却流体流中排放，用于使球通过供应管道(12)返回到球收集器(1)。

6.按照权利要求1或2所述的球收集器，其特征在于：一方面是活盖(16)的尺寸和重量，另一方面是泵(10)的压力，二者都是被这样选择的，以使得由来自旁路管道(7)的流体流施加在此活盖(16)上的力大得足以把此活盖(16)移动进入其关闭位置。

7.按照权利要求1所述的球收集器，其特征在于：提供了一些弹簧来帮助此活盖(16)绕枢轴转动。

8.按照权利要求3所述的球收集器，其特征在于：用于将流体输送到该球收集器(1)的下部腔室(6)中的旁路管道(7)的入口(9)和用于将球从该球收集器(1)的下部腔室(6)移去的该机壳(2)的出口(19)是直接地上下叠置在下部腔室(6)中。

9.按照权利要求3所述的球收集器，其特征在于：用于将流体输送到该球收集器(1)的下部腔室(6)中的旁路管道(7)相对于上部腔室(5)的入口(11)和机壳(2)的出口(19)移位了90°。

10.按照权利要求1所述的球收集器，其特征在于：上部腔室(5)中的过滤器滤网(15)是圆柱状的，而其形状和尺寸是与开口(4)的形状和尺寸相匹配的。

11.按照权利要求1所述的球收集器，其特征在于；活盖(16)包括一个旋转轴承(17)，该轴承是装配在形成此开口(4)的环形挡板(3)的下面，并装配在此机壳(2)的内部。

12.按照权利要求1所述的球收集器，其特征在于：过滤器滤网(15)是固定在一个盖子(14)的下面，该上部腔室(5)的上部开口由该盖封闭。

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