CN85108447A - 管件内径清洁系统，清洁料和清洁方法 - Google Patents

Abstract

把管清洁料通过冷凝器管循环的清洁系统设有垂直放置的装置，阻截冷凝器出口歧管排出的液流的一部分，使清洁料组元转折进入一个导管。导管把清洁料组元引入一个再循环系统，这个系统把清洁料组元再注入一个进口歧管。已提出一种管清洁料，这是一种闭壳式的弹性管清洁料，在加压下可收缩并增高密度，还提出一种使用管清洁料对管件清洁的方法。

Description

管件内径清洁系统,清洁料和清洁方法

本发明有关洗涤热交换器系统里的管组内径的系统，用于这系统的清洁料和使用洗管系统及清洁料的方法。

本发明所考虑的类型的热交换器，包括有诸如用于蒸汽产生动力装置之类的冷凝器。这种冷凝器中有管子排成管束。从冷凝器管束中流过的水，从管子的壳侧，也就是管子的外径上的冷凝蒸汽吸收热量。根据传统的设计思想，在一台动力设备中，可以安装若干冷凝器，每一个冷凝器中有大量的管子。管子数目和冷凝器数目的选择，随每一个系统的设计参数变化。这些设计参数包括通过管子泵送的水量，接触管子的蒸汽的温度，和各种流速。在R·J斯托克和E·F·西维发表于1967年《燃烧》(Combus tion)中的文章“大蒸汽表面冷凝器的选择法”中透露，在一次对有50个冷凝器装置的定额为600兆瓦的设备的调查中，通过冷凝器的额定流量可能达到每分钟300,000加仑。在一个实例中，一个冷凝器需要有300,000平方英尺的表面积，作冷却用。在一个标定的设计中，这个表面积用长度为50英尺的管子提供，管子的外径为一英寸。由于最大表面积是由细长的小直径管所提供，很容易理解一个冷凝器的管束中有40,000根管子是并不罕见的。

显而易见的是：一旦水垢或其他污物在管子里堆积，便产生压力增高和反压力等高度不利的作用，难以使所需的大量的水，通过水管循环，并且造成管子的内表面绝热，倾向于损害热交换器的根本目的。由于有大量的水从管3中通过，小量的积垢便有高度的不利影响，为了保持系统的效力和经济性，作不停机清理是十分重要的，把管子内侧上沉积的水垢连续清理，可以防止孔蚀或属于一种电蚀的浓差电池作用的侵蚀，并可以防止水垢的继续沉积。这样还可以防止水管的损坏。关于一种清理程序的优点，在1969年12月号的《电气世界》(Electrical World)杂志，第31页上的文章“冷凝器清理可提高经济效益”中，A、·F·斯蒂格尔门(Stegelan)和R·伦福特伦(Renfftlen)在《烃类加工》(Hydrocarbon  process-ing)1983年一月号中的文章，“热交换器机械法清理概论”等文中有进一步的讨论。

有一种熟知的清理方法，包括把海绵橡胶球在热交换器中循环通过。把橡胶球加压，强迫从管3中通过，使每个橡胶球抹擦管子的内侧，由于海绵橡胶球在一次通过中，只有微小的作用，一般把橡胶球的循环保持进行几百次或几千次，目的是对管子的内径作清理。必须配备一种器械，当把它们从管中排出时进行收集，把他们引导，在一个再循环路线中通过，再注进一个液体流束中，以备再放进管子中去，所以，在这个技艺领域里，已经发展了各种形式的清洁器和清洁系统，把橡胶球在管束中反复循环。本发明的目的在于寻求提供在已有技艺领域中没有发现过的优点。而能消除已有技艺领域中的缺点。这些缺点在下文中将有进一步的讨论。

已有技术领域里的许多种系统中的一个典型例子，是1957年八月六日须发给J·塔普罗格(Taprogge)的美国专利笫2,801,824号。在该专利揭示的一种器械中，冷凝器管用清洁料自动清理，这清洁料中包括“磨擦体”，用冷却水之类的液体介质，沿管壁载送。磨擦体在连续循环中从热交换器中通过，而在废介质的出口处被一个适当的装置阻载，放回到供给热交换器，并在热交换器中通过的新鲜液体介质里面去。在这发明中，这适当的装置中有一个漏斗形的滤网。另一个这类的系统在美国专利笫4,351,487号中有揭示，该专利于1982年9月28号颁发给L·米利亚(Milia)。这专利揭示的内容中，适当器件是一个筛分装置，这装置可以作成V形，当系统工作时，阻截冷凝器的出口流以便把清洁料进行再循环。另一个办法是可以使V形的两股旋转，因而在不进行清洁时，使V形的两股平行，不阻截冷凝器排流。还有许多其他的设施，其中设有把冷凝器排出的完全阻截的装置，阻截液流，而也可以把这阻截装置作“顺浆”，使液流不经过滤便排出。

滤网本身可能造成压力降。可能会堵塞，根据冷却小中存在的污染物的性质，而使压力降的程度加剧。上面叙述的构造要求使用坚固耐久的滤网，耐受冷凝器全排液的冲力。这种清洁系统的价格是相当高的，一台在1975年前后建造的标准800兆瓦蒸汽发生设备，仅用于清洁料循环系统的设备，还不包括冷凝器本身，计划价格已达到一百万美元。因此，在理想上需要有一种系统，其构造比较简单，而不需要把冷凝点装置的全部排液阻截。

至于清洁球本身，曾经提出许多形式，一般使用尺寸略大于需要清洁的管子的内径的海绵橡胶。在管3中经过许多次的循环后，海绵橡胶倾向于清除热交换器管路中的不良堆积物。在把清洁料从冷凝器排出流中分选出来以后，便又用作再循环。可以设置一个装置，用于在把橡胶球再行送入冷凝器的进口流以前，把尺寸减小的磨损橡胶球分选。

在冷凝器管组里的全部管子中，清洁料的分布一般是不平均的，因为在作再循环把清洁料送回到冷凝管子时，清洁料已比水重。如上面所述，在一个管组中可能有多达四万根的管子。因此，一个管束里的有些管子比其他的管子地位高20英尺，一般在管子进口处的进口歧管中发生的紊流从使清洁料在垂直方向上的均匀分布来讲，不能克服重于水清洁料的重力作用。因此，处在其他管子垂直上方的管子中，倾向于有较少的清洁料在里面循环，因此造成不平均的清理。这后果的影响可能很大。在上面的管子的清理效率低，结果便必须作机械清理或化学清理。酸清理是一种已知形式的清理法。这清理操作有与之伴随的费用，冷凝器有相当多的“停机”时间，常常会造成动力设备本身的完全停顿。

在循环过程中，清洁料必然要冲撞滤网，分离筛或其他类似的装置，需要把它从排出流中取出，然后进行再循环。这种分离过程中的必要行动，会降低清洁料的使用寿命。在理想上希望能有一种系统，不要求把清洁料在滤网上滚动。

清洁料的几何形状可能增加它们的构造困难和所需费用，按理想应能提供选择简化构造的条件。

在先有技艺领域中，对作内往清理的材料有许多不同的名称，例如塞(Plug)、锭(Pig)、球(ball)等。所有这些名称在本说明书中，都一律称为管清洁料。

固此本发明的目的是提出一种管清洁系统，用于冷凝器型的热交换器，在这种系统中，设有装置阻截从冷凝器中排出的管清洁料，而不需要把整个冷凝器的液体出口阻截。

本发明的一个较具体的目的，是提出一种上述类型的清洁系统，在这系统中，取消了为从冷凝器排出液中取出管清洁材料，而设置的接受从热交换器中排出的全部液流的大滤网。

本发明的另一个目的，是提出一种热交换器管子清洁系统，其中有装置，从可能接通大气的管道中，取出管清洁料。

本发明的一种形式的另外一个目的，是提出一种上述类型的系统，在这系统中可以把管清洁料在环境压力下，从排出液流中取出，通过吸力把管清洁料阻截，引导进注入流中夹带的再循环料中，并在加压下通过冷凝器管循环。

本发明的一个更具体的目的，是提出一种上述类型的系统，和管清洁料配合，这种清洁料在第一个环境压力下有正的浮力，而在压力增高时则有零浮力或负浮力。

本发明的一个较具体的目的，是提出一种上述类型的系统，有一个装置，在管清洁料进入冷凝器的进口歧管前，对可复浮力的管清洁料进行加压。

本发明另外还有一个的目的，就是提出一种管清洁料，这种清洁料是一种闭合的微孔材料，可以把它加压到具有选定的浮力。

本发明的一个具体目的是提出一种上述类型的清洁料，在大气压下有正浮力，而有选定的可压缩度，因而在液流中会遇到压力下被压缩达到零浮力或负浮力，该液流流到热交换器，以将热交换器清洁料循环通过。

本发明的另一个的目的，是提出一个形式的清洁料，这种清洁料在结构上对它的随压力变化的密度增大有一个极限，因此有有限度的密度变化。

本发明的一种形式有另一个目的，是提出一种热交换器清洁料，它的制造方法比球形海绵橡胶为简便。

本发明的一种形式有另外一个目的，是提出一种上述类型的管清洁料，这清洁料由两个组成，第一组元是可变浮力的部分，而第二组元没有可变浮力，只是为了便于作清洁，然而在总的结构上则是有变浮力的。

本发明的一种形式还有另一个比较具体的目的，是提出一种类型的管清洁料，其中含有一个浮力成份和一个清洁作用成份，组成一个在上述用途中基本为零浮力的清洁料，而单独的管清洁料，各有一个固定的浮力。

本发明一种形式有另一个目的，就是提出一种系统和方法，这种系统和方法使用开敞微孔(诸如海绵橡胶)管清洁料，作为可变浮力的成份。

简而言之，根据本发明，提出了一种清洁系统，把管清洁料通过冷凝器管循环，并提出了管清洁料，以及对诸如热交换器等设备中的管子内径作清洁的方法。有垂直设放的装置阻截冷凝器出口歧管排流的一部分，而把清洁料从液流中偏折，进入导管装置、导管装置把清洁料引导进再循环装置和再注入装置中，再注入装置向进口歧管供给清洁料，使清洁料通过热交换器元件循环。再循环装置中包括有分选装置，把磨损的清洁料分选，并还可能包括一个排气箱。有掺入装置，把清洁料吸进液流里，并对清洁料加压，把在掺入装置中压缩过的清洁料掺入清洁液流中去。在管清洁料的制造方面，要使它在冷凝器管进口处，在预期所遇见的条件下，密度接近零浮力。在清洁料的一种形式中，有闭合微孔材料。举例如聚氨基甲酸乙酯泡沫。清洁料在被压缩时，密度增大而浮力下降，管清洁料的浮力变化所有限制，清洁料的制造要使它在大气压下可飘浮，而在热交换器管的进口处，在预期的压力下被压缩，达到零浮力。这管清洁料在从出口歧管中排出后又有浮力。在一个有新颖性的方法中，清洁料在上述的再循环过程中浮力有变化。此外，可以有意把直径小于管子内径的清洁料放进流路中作清洁用。

为取得上述目的和有新颖性特点的装置，在本说明书末尾部分的权利要求书中，作了具体的强调，对本发明的结构及工作方法，参阅下文的叙述和下列附图，便可作进一步的了解。附图内容如下：

图1是根本发明制造的系统的机构示意图，其中有一个冷凝器级，用于作热交换器的管内径的清洁；

图2是沿图1中II-II线剖面的局部正视图，表示把清洁料从热交换器排出流中分离的装置；

图3是图2中的装置的一个剖面的俯视图，剖面从图1中的III-III线取得；

图4及5，是按照本发明制造的管清洁料的等角示意图，这清洁料是闭合微孔材料，图5为其局部透视；

图6至图9为管清洁料和含有作清洁用的单个浮力材料及加压浮力材料结合的清洁料图示清洁料的其他几何形状。

图10及图11，是用可压缩气体作密度变化手段的管清洁料，图中表示的是局部剖视的等角示意图；

图12至图17按照本发明所提出的适当管清洁料构造，图示其他结构形式的等角示意；

图18及19表示按照本发明所提出，使用开敞微孔型管清洁料的一种系统。

图1是一种系统的有局部剖视的正面概略图，在这种系统中，把管清洁料各组份2循环，对冷凝器4的管子3的内径作清洁。对再循环系统6可作控制，按选择把从冷凝器4排出的管清洁料2，送回到冷凝器4的进口。

冷却水的供给设在进口导管10上，进口导管10可以利用河流，湖泊或其他水源供给冷却水。应该理解到，冷却水只是用于在本系统中流通循环的一种适当形式的冷却流体介质的举例而已。也可以使用其他的介质。但是，在有冷凝器4的蒸汽动力发生设备的实施方案中，最经常配备的是水。冷却水从与全部管3进口相通的进口配水头12进入。

有一个出口导管11，从与管3相通的出口集水头13，接受冷却水，并把冷却水排出。出口导管11还和再循环系统6相通。出口导管11可以是一根管子，或孔道，明槽或放水沟。图1的目的是要表示所有这些形式。图1中的出口导管11的截面可以是方形或圆形。一般的明槽或孔道有长方形的截面，而管子则为圆形的截面。

图2和图3，分别为沿图1的2-2线和3-3线的局部剖面正视图和俯视图，表示出口导管11和再循环系统6之间的交接处的一种形式。界面装置20有一块挡板25，阻截出口导管11中的流体，其方式在下文中另有详细说明，把阻截的流体的一部分，引导进有出口31的导管30，出口31的终点是一个排气箱34。排气箱34有传统的构造，其中有一个液面控制器36，通过控制操纵压力装置38的阀装置37，控制排气箱34里的水面高度。排气箱34用传统的方式操作。启动可以提供负压(诸如真空)的压力装置38，抽出排气箱34里的空气。通过这种方式，把通过再循环系统6的其余部分回流的液体中的空气抽出。

在排气箱34中，有一个与导管41相通的进口40，导管41把水和其中夹带的材料(诸如管清洁料2)，从排气箱34，用泵43压送到导管44中去。设置有补充水水源42，提供足够大的水流，把管清洁料2夹带，加压并再注入。导管44有一个出口45，把流路中的管清洁料2，在注入热交换器1的进口10。

下文将参照图2及图3，对界面装置作更详细的讨论。根据本发明的本实施方案，使用的可变浮力的管清洁料2，在达到出口歧管4和出口管11中时，有正浮力。在先有技艺领域中的系统中，正在被排出的管清洁料有负浮力，标准操作是把类似出口11出口处里的全部液流阻截，把出口管里的清洁料取出。但是，按照本发明所提出，有一个挡板25，形式为作为一个撇取装置，其位置有便于阻截从收集头13排出的，在流动方向中的水平段里的垂直方向上极端部份处的液流。这挡板25最好是一个平直的长方形壁状元件。然而在把挡板25安装在一根圆形管子里的时候，从与出口的液流垂直的方向上观察时，挡板25为V形，并有第一和第二径向突缘。在本实施方案中，要求管清洁料2在从出口收集头13排出时飘浮，因此挡板25的位置，在出口11的顶部处横向伸展。在这里所用的“顶部”一词，考虑到一个深度，这深度相当于可能会有管清洁料的深度。挡板25最好有一个离开出口收集头13的距离，使管清洁料有机会在这距离中浮到液流的表面。把挡板25和出口导管30作成仅占一个很小的部分是重要的，例如仅占出口11中液流量的百分之一、二，进入再循环系统6。

这个比例提供了高度有利的效果。挡板25可以有密实的结构，诸如一块密实的钢片。挡板可以使之在有最高强度的条件下有最低的价格。这和先有技艺领域中之极端昂贵的复杂滤网系统是一个对照。滤网系统的装设必然是有困难的，原因是滤网必须有足够的开孔，供液流从其中通过，然而不必须有足够的强度耐受通过滤网的压差。并且滤网必然要造成反压。本发明中放在敞口放水沟中的挡板系统便不会产生反压。在用密闭管的实施方案中产生的反压也是微不足道的，因为在管子的横截面里只须阻挡一个很小的面积。这点是极为重要的，因为在标准实施方案中，例如，在一台800兆瓦的动力设备中，额定的出口管11的排水流量可能每分钟达到140,000加仑。

挡板25最好伸展到导管30和出管相交的点上。挡板25从这一点起，与管11里的液流的水平分量倾斜。当管清洁料2被沿液流载送，冲击挡板25时，管清洁料2被引导进导管30，挡板25和液流倾斜放置的角度，可能是45°。最佳化的角度可以随管清洁料2的一种或数种几何形状变化。如在下文中将进一步所叙述，管清洁料并不必须都是球体。并且，液流中的管清洁料可以有各种不同几何形状的组合。于是最佳化角度便随液流中各种形状的组合而变化。凡熟悉本技艺领域的人会知道什么时候达到最佳化的角度，就是在管清洁料冲击挡板25后，在最短的时间内有最大量的管清洁料达到导管30。

导管30接受到一个水和管清洁料2的液流，把这液流供给排气箱34。泵43把液流从排气箱中压出。然后被液流夹带的管清洁料2被从出口管45，注入进入进口管10的液流。于是管清洁料2被在整个进口配流头12中散布。把管清洁料2加压到基本为零浮力是非常有利的，因为这有助于保证管清洁料有基本均匀的分布，进入热交换器4的全体管子3。进口配流头12里的紊流，把管清洁料2进一步散布。在标准热交换器中，进口配液头12为了容纳40,000根管子，高度可达到20英尺。这便造成先有技艺领域里的传统管道清洁作业中，对于上部的管子有相当低的效率。

管清洁料2在加压后，被强制从管3中通过。管清洁料对管3磨擦在一次通过中，只有最低的清洁作用产生。于是考虑到，除在清洁系统停机时间以外，永远把管清洁料2连续通过热交换器作再循环。

图4至图17是管清洁料的等角图，这些清洁料在本实施方案中可能达到最佳化的利用。一个共同的特点是每一个管清洁料是一个闭合的微孔体，或一种闭合的微孔材料。闭合的微孔材料最好是一种弹性体。闭合微孔材料的一个举例是聚氨基甲酸乙酯泡沫体。这和先有技艺领域中的常用开敞微孔型海绵橡胶管清洁料是一个对照。泡沫材料的最佳化密度，决定干预期的应用条件。例如，在理想的实施方案中，最好选用一种材料，这材料在管3的进口处，预期的平均压力可以把这材料压缩到零浮力。

零浮力在这里所指，是预定的额定浮力，这浮力在有些实施方案中，实际等于中和浮力(Neutral Buoyancy)而在另外一些实施方案中，则是极接近于这数值。当管清洁料2的密度等于周围的水的密度时，就是达到了中和浮力。管清洁料2设计成在给定的压力下有给定的密度。这个密度就是在管3的入口处，可预期遇到的水的密度。然而水的密度是随温度变化的。水的密度最大的时候是在39.20°F(4℃)的时候。并且，由于制造公差，一个集体里的个别管清洁料的密度有不同。因此，中和密度这个术语，在本说明书中还可以指一个管清洁料集体里的一个管清洁料2，这集体的平均密度有中和浮力所指谓的标称浮力数值。通过制造控制，可能把集体中的密度数值的变化范围缩为最小。另外也可能要求扩大密度的容许变化范围。目的是使管清洁料2通过管3时有平均的分布。

这材料是一种在出口管11中的预期压力下(例如在环境压力下)可飘浮的材料。图4-15中的举例并不能概括一切。这些举例只作为典型向熟悉本领域技艺的人指导，如何制造许多不同形式的管清洁料，其中有许多可按本发明制造。

图4及图5，分别表示有立方体和球体结构形状的封闭微孔型弹性体管清洁料，图5为局部透视，显示内部结构。这些管清洁料可以用橡胶制造。合成橡胶为封闭微孔类型。这和开敞微孔型海绵橡胶对照。并且，为了适应作较困难的清理作业，在管清洁料的全部中，可以用炭黑或其他磨料在其中散布，如图5所示。

根据本发明所提出，管清洁料可以是立方体形，如图4所示。据发现，在管清洁料工作多次循环后，立方体的尖角变形，允许立方体形的管清洁料从热交换器的管子中通过。规定立方体的一条边略微大于管3的内径。立方形管清洁料2的制造比制造传统球体管清洁料要简单，费用也比较低，球体清洁料的剖视见图5。

图6表示立方体形的管清洁料2，上面附有浮力组元60，例如聚氨基甲酸乙酯泡沫体，而磨料或清洁组元，构成管清洁料的其余部份，如图7所示，其中可以设置一个空心管。图8所示为管清洁料的另一种非传统形状，即圆柱形。在图8的实施例中，弹性体做成一正圆柱形，再次规定正圆柱形的直径略大于管3的直径。圆柱形倾向于在进入管3时，在配流头12中定向，以便在管中适当通过。图8a中有一个圆柱形的浮力组元60，直径小于图8的圆柱形，在它的上面附着清洁组元62元。这里和下面用的清洁组元可以是有硬度计中等读数的弹性体。

图9表示一种中空球体的管清洁料。为了提供可变浮力，弹性体材料可以用可压缩的闭合微孔体。或者，球体本身是一个可压缩的单元，而不是把由若干单个闭合微孔体组成的集体压缩。

图10和11表示用另一种方法对压力增高作反应，而降低其浮力的管清洁料2，也就是具有有限的浮力变化。在图10中，管清洁料2有一个中空的球形体70，上面有孔71通到球体70的内部。孔71供压力从球体70的外部，传递到球体的内部。在球体70的内部，放置一层膜72，包围核心73。在固体核心73和膜72之间，有可压缩的流体。可压缩的流体可能是惰性气体或可浓缩的气体。在大气压下，膜72膨胀到第一直径，这直径取决于膜的尺寸本身，并受中空球体70的内径的绝对限制。当通过孔71传递的压力增高时，膜72的直径减小。最大的收缩量受核心73的体积的限制。核心73必须是多孔材料，因此使存在于膜72里的空气，被压缩进核心73里去。在这方式下，便提供了一种有有限浮力变化的管清洁料2。在这实施方案中，当加在管清洁料2上的压力增高时，管清洁料2的浮力减小，直到膜72被压缩到与核心73的尺寸相同。从此以后，压力增高便不能减小浮力。通过把尺寸和组成成份密度的比例适当固定，便可以制造出本实施方案中的管清洁料2，而这种管清洁料在任何超过一个选定的临界压力的压力下，有零浮力，这种临界压力可预期在通向热交换器1的进口配流头12处遇到。

还可以制作如图11所示的可变浮力的管清洁料2，这是用正圆柱形体实施的清洁料的局部开视等角图。提出的正圆柱体80有一个孔81，把压力传递到放在圆柱体里的一个活塞82上，形成一个关闭的部分83，包围如图10方案中的可压缩流体。所有一个止动装置84限制活塞82的运动和部83中流体的压缩。再次，无论选定的临界压力大小如何，也可以取得最大密度。

图12所示是一种实施方案的等角图，其中有一个可压缩的浮力组元88，和一相对不可压缩的清洁料组元99，通过紧固装置90在浮力组元上固定。浮力组元88的形状使之适合于在管3中通行。在图12所示的实施方案中，浮力料组元88是一个截顶的球体，环形组元89和截顶球体的截顶部分连接。紧固装置90穿透清洁料组元89的中心，沿浮力组元88的一条直径，伸入浮力组元88。在环形部分外径上的两条边缘可以倒成圆角。否则，也可以为了制造方便在开始时保留边缘的方角，而在反复从热交换器的管3中通过后，逐渐变成圆角。

图13和图14中揭示的，是图8中所示的实施方案的变异形式。设有一个中心孔以减小横贯每一个清洁料2的压力差。中心孔可以有正圆柱体的形状，截顶圆锥的形状，或其他方便的形状。图15示出另一种清洁料的中心体60，外面用环形磨料部份62包围。

图16及17表示以上实施方案的一种特殊实例，在这实例中，随压力变化的浮力变化的幅度是零。设有一个浮力组元88，在预期的压力下，基本不能被压缩。浮力组元88和清洁料部份89有一定比例，以取得中和浮力。清洁料组元89用一种有高耐磨蚀性和高抗挠曲的材料制造，诸如聚氨基甲酸乙酯材料。在图16所示的实施方案中，浮力组元88可以是分为两支的，贴靠清洁料组元89的两个相对表面上，清洁料89安放在浮力组元88的直径上的一个平面里，形状和行星中的土星相似。为取得相同的效果，也可以在浮力组元88的圆周上作一条槽。可以把清洁料组元89套在浮力组元88的外面，用弹压方式嵌在槽里，清洁料组元89放在浮力组元88上，只有一个环形边缘部分，从浮力组元88形成的球体上，作径向外伸。在图17所示的实施方案中，浮力组元88是球形，清洁料组元89是一个可变形的圆盘，固定在浮力组元88上，并从88上伸出。构成清洁料组元89的圆盘可以变形，在前进的方向上形成凸出的表面，这两种实施方案在每根管3中，由液力把它定向。紧固件92保持组元88和组元89连接。在图17中，紧固件92和浮力组元88的连接有足够的紧密度，引起了圆盘如上文所述的杯形变形。圆盘所指的是清洁料组元89紧固件92不需要用螺钉，可以是一个模塑的夹持器，是浮力组元88的整体部分。

在这两实例中，浮力组元88的最长的量度小于浮力组元在里面行进的管3的内径，而清洁料组元则有略微大一些的直径，清洁料组元89有足够的弹性，使它的一条侧边91把管3的内径密封，并使管清洁料2在横过管3内径的压力差作用下行动时，管清洁料2的边缘有在管3内径上的拭擦动作。这样管清洁料部分89在清洁作用的关系中和管3接触。开始时边侧91可以有方角，而由于磨损便最后成为圆角。

在图16的实施方案中，对清洁料组元89的直径有所选择，使清洁料组元89不和管3的轴线垂直，管3的轴线如图16中的轴线A所示，并且在相继的通过中有不同的朝向。按理想管清洁料2应绕管3的轴线旋转。在图17所示的实施方案中，清洁料组元89有较大大的可变形性，当清洁料组元89进入管3时，形成一个杯状。清洁料组元89的材料和直径经过选择，因而当它通常管3前进时，杯形有“晃动”姿态，从而提高了清洁作用。

图18是图1所示的系统，局部另一实施方案的简略机构图。图18中相当于图1的部件，用相同的标图号表示，而在号码上标“′”号。在这实施方案中，也是在排出口外，在液流方向上的水平分量中，用撇取装置阻截管清洁料2，把管清洁料2引进再循环装置，据理解，“撇取”一词最常用之处，是和从液体的顶部取出有联系，在本说明中，这词用于表示从垂直方向上的极端部份取出，恰巧在图18所示的实施方案中，则变为垂直方向的下极端，也就是底部了。另一种形式的从液流底部回收清洁料的撇取装置，有一个沉淀缸。从热交换器排出时的浮力，和进入热交换器时的浮力的差异，又一次被利用于从排出流中分离管清洁料2，并可藉以避免为了分离管清洁料，而需要把全部排出流的流量阻截。但是，在图18所示的实施方案中，使用的管清洁料2是开敞微孔材料管清洁料。开敞微孔材料管清洁料2可以用已知的管清洁材料，诸如海绵橡胶或其他的适当的操作。所谓适当操作，是指允许作下文详细叙述的操作。

参看图18中更详尽的细节，在出口管11处，设置界面20，这界面和前述一样，可以是放水明沟，也可以是封闭管。在本实施方案中，考虑的是使用开敞微孔型管清洁料2。当管清洁料2进入管3时，里面含有空气。在横过微孔体的压力差的作用下，在把水再引进微孔体结构中时，管清洁料2中的空气被逐出。管清洁料在从热交换器1中排出时，便会下沉。行进的方向是水平方向，并沿出的管11的底部前进。在界面20处形成一个分离器段25，使管清洁料2定位以被一个挡板装置在液流水平方向上阻截，并被转移到再循环系统6中的一根导管30中去。作为举例而言，挡板装置25中可以有一个垂直壁，从出口管11的底部伸展。可以设置一个倾斜部分25a，使管清洁料2沉到出口管11下壁的高度以下，因而管清洁料2在水平方向上继续前进时，会冲撞垂直壁部份25。

管清洁料2从管道30前进到一个脱水箱34。管清洁料2在箱34中，被输送到一块倾斜的滤网93上，把管清洁料2引导到脱水辊94处。滤网93如图18所示，可以是一个圆锥形的滤网，有脱水辊94，直接放在它的圆形中心开孔的下方。再者，滤网93也可以是脱水箱34内V形交接的平表面，脱水辊可以是长形，沿一平行于脱水箱的直径的最大长度伸展。管清洁料2通过导管41排出，供泵43把它送回到导管44中，注入进口液流，如图1所示的实施方案。

多孔型管清洁料2经过部分脱水，就是当它从脱水辊94中通过时，把水脱出到预定的程度。管清洁料2进入进口配流头12时，并不完全浸透，管清洁料2经过辊94脱水后的脱水程度，决定它在进入进口配流头12时的浮力。如在图1的实施方案中，希望能达到中和浮力。这是因为由于有预期的紊流存在，管清洁料2在进入管束3时，可以在垂直方向的各位置上分布比较均匀。

在另一个实施方案中，可以用辊94a，代替辊94，如图19所示。设置3互相反转的辊轴，在两辊表面之间的距离可以变化。每一个辊94a沿它的旋转轴线方向改变直径的大小。因此，在管清洁料2从辊94中通过时，随着辊94上的相对不同轴向位置，脱水程度也各不相同。因此，在进入进口配流头12的管清洁料2中，有不同浮力分布。这有助于在管清洁料2在进入管3前，它们在垂直方向上分布，而产生更均匀的扩散。应该记住一台标准的热交换器1，高度可达20英尺。在普通的先有技艺领域中的实施方案中，在下部的管子中有较好的清洁效果，而在上部的管子中清洁放果很差，甚至无清洁效果。

根据本发明的另一个形式，可以对管清洁料2作选定，使它的最长的量度小于管束3中的管子内径。在使用球形管清洁料2时，这最长量度就是清洁料的直径。为了使术语具有概括性，在本发明的说明中，直径一词用于表示管清洁料2的最长量度，无论它是否球形体。在本发明中，还包括把管清洁料2注入作再循环的方法，这种管清洁料2的直径，小于管束3内管子的内径。在上面讨论过的典型的先有技艺领域中的实施方案中，设有直径略大的海绵橡胶清洁料，因而清洁效果的取得是通过磨擦作用，而本发明的实施方案所考虑的清洁效果，是通过管清洁料2对内表面冲撞而取得。考虑到紊流将推动管清洁料2向管束3里的管子的(内)表面冲撞。如图5所示的实施方案，可以使其中的管清洁料2有充分的可压缩性，而取得如上文所解释密度变化，然而又有充分的坚硬性，以取得清洁效果。应该记住的是：无论在有磨料的实施方案，或无磨料的实施方案中，在管清洁料2每从管束3中通过一次，只需取得极为有限的清洁量，因为在典型的连续清洁作业中，举例而言，管清洁料2每年要从管3中通过一万次。

因此，本发明所提出的，是一种密度可变化，或可作有限度密度变化的新颖性管清洁料，新颖的有中和浮力的管清洁料，使用密度可变化的开敞微孔体或闭合微孔体管清洁料的新颖循环系统，和在新颖型系统中使用管清洁料的系统和方法。

Claims (41)

1.一种把管清洁料(2)从热交换器(1)的管组(3)的内径中循环的系统，特征为上述管组(3)设置有一个进口装置(10)和一个出口装置(11)，该出口装置用于阻截在液流从上述出口装置(11)排出的方向上，一段水平分量中的，垂直方向上的极端部份的液流，有导管装置(30)引导液流的一部分，进入再循环流路中的再循环流路中的再循环装置，前述撇取装置定位成把被阻截的液流部分和这部分里的管清洁料(2)，引导进导管装置和管清洁料收集装置内，有装置把再循环流体供给再循环流路，输送作再注入用的管清洁料(2)，有相连的一个出口装置，把上述管清洁料(2)从上述再循环流路，再注入上述进口装置的一个进口管(10)。

2.如权利要求第1项中之一种系统，特征为上述管清洁料收集和再注入装置中，有装置在压力低于为把管清洁料(2)在系统中使用而将其加压，使之达到中和密度所用的压力的情况下，收集管清洁料，有装置把上述管清洁料从上述收集装置输送到上述再注入装置，上述再注入装置有一个再注入液流源，把上述清洁组元在加压下夹带进上述再注入液流。

3.如上述权利要求第2项中之系统，特征为把上述出口装置排出的液流，供给和大气压接通装置，上述撇取装置放置在液流的垂直方向的上部。

4.如权利要求第3项中之系统，特征为上述撇取器组件中有一个垂直壁，在水平方向上横过出口液流，在液流中伸到的深度，至少等于一个清洁组元的垂直量度。

5.如权利要求第4项中之系统，特征为上述挡板(25)的放置，按一个预定的角度和液流的水平方向倾斜，使上述管清洁料的预定说向和液流的方向垂直。

6.如权利要求第4项中之系统，特征为上述导管装置的置位置，是可以接收被上述挡板折向的管清洁料，上述挡板有一定的比例使一个小百分比的液流从上述出口装置导入再循环流路。

7.如权利要求第6项中之系统，特征为上述收集装置另外还有一个排气室，把夹带的空气从再循环水中析出，并有供给再循环流体的装置，和上述排气室相通。

8.如权利要求第1项或第7项中任何一项之系统，特征为另有浮力可变化的闭合微孔体清洁组元，上述清洁组元的可压缩性按上述系统规定比例，因此在环境压力下有正浮力，在热交换器管的上述管组的进口处，在进口装置中的压力下，有中和浮力。

9.如权利要求第1项中之系统，特征为上述清洁料组元收集装置，有收集负浮力的清洁料组元的装置，并有装置把上述清洁料组元从上述收集装置输送到上述再注入装置。

10.如权利要求第9项中之系统，特征为上述挡板装置有在上述出口装置排出液流的垂直方向下部的装置，形成一条把有负浮力的管清洁料向挡板引导的流路，挡板装置阻截上述管清洁料，并把管清洁料引导进上述导管，上述导管向挡板下伸展。

11.如权利要求第10项中的系统，特征为上述收集装置有脱水装置，把管清洁料中的水脱去，上述脱水装置和管清洁料以及上述再注入装置匹配，因而管清洁料中脱出的水的量，能使管清洁料在热交换器管的管束进口处，基本达到中和浮力。

12.如权利要求第11项中之系统，特征为设有上述脱水装置，把管清洁料作基本等量的脱水。

13.如权利要求第11项之系统，特征为上述脱水装置经过调整，把管清洁料作各种程度的脱水，使回到进口装置的管清洁料有一系列不同的浮力。

14.如权利要求笫1，9和11项任何一项中之系统，特征为还含有开敞微孔体的管清洁料。

15.一种作在管组中再循环的管清洁料，特征为有闭合微孔体弹性管清洁料，在加压下作接触并提高密度。

16.如权利要求第15项中之管清洁料，特征为其包括一种弹性体。

17.如权利要求第16项中之管清洁料，特征为其形状基本为球形。

18.如权利要求第16项中之管清洁料，特征为其形状基本为立方体。

19.如权利要求第16项中之管清洁料，特征为还有磨料在全部上述管清洁料中散布。

20.如权利要求第16项中之管清洁料，特征为其中有一个泡沫体提供可变化的浮力，并有一个有固定浮力的清洁料部份附在它上面。

21.如权利要求第20项中之管清洁料，特征为上述泡沫部份有一个圆柱体，而上述清洁料部分构成有中硬度计数值弹性体附在它的上面

22.如权利要求第21项中之管清洁料，特征为有基本完全相似的两个圆盘，附在上述圆柱形的相对两底上。

23.如权利要求第21项中之管清洁料，特征为有一个环形件，相对于上述圆柱体轴线对称，并处在一个与轴线成一斜角平面里。

24.如权利要求第15项中之管清洁料，特征为有一个固体的清洁料组元容纳被包围的气体，并有装置随作用在上述气体上的压力反应，增高上述管清洁料的密度。

25.如权利要求第24项中之管清洁料，特征为上述管清洁料中容纳一个活塞，随作用在上述活塞上的压力反应，把空气压缩，并有止动装置给管清洁料的浮力下降提供一个极限。

26.如权利要求第24项中之管清洁料，特征为有一个密实的外壳，有一个加压孔和上述外壳的内部相通，外壳内有一层膜，其中容纳气体，有一个多孔的固体件在上述膜内，为对在膜上的加压力提供极限。

27.如权利要求第15项中之管清洁料，特征为有一个浮力组元有扁球体形状，有一个环形清洁料圆盘在扁球体的大直径的平面内。

28.如权利要求第15项中之管清洁料，特征为有一个球体的组元和一个圆锥形清洁料组元，圆锥形的锥顶基本和球体的中心相交，并伸到球体半径的外面。

29.一种清洁热交换器管组内径的方法，特征为有步骤在第一压强和第一浮力下，接受再循环流路中的可变浮力的管清洁料，在加压下把上述管清洁料的浮力改变，把管清洁料再注入一个再注入流路，把上述管清洁料加压到基本为中和浮力。

30.如权利要求第29项中之方法，特征为有步骤收集闭合微孔体管清洁料，把热交换器的上述管束的出口和一个压力连接，在这压力下上述闭合微孔体管清洁料有负浮力，在流向上的水平分量垂直方向的极端部分中，阻截上述管清洁料，把管清洁料引导，通过一个再循环流路，然后对上述管清洁料加压，把管清洁料在基本为中和浮力下注入热交换器上述管组的进口中去。

31.如权利要求第29项中之方法，特征为步骤中包括阻截有负浮力的开敞微孔体管清洁料，把上述管清洁料引导进一个再循环流路，把上述管清洁料脱水到一水程度，因而在把上述管清洁料再注入热交换器管组的进口流中时，大致有中和浮力。

 32.如权利要求笫30项中的方法，特征为脱水步骤中包括管清洁料作不同程度的脱水，从而使其在热交换器管组的管子进口处有一系列不同的浮力。

33.如权利要求第29、30和31项任何一项中之方法，特征为步骤包括提供的管清洁料的直径小于热交换器管组中管子的内径，把上述管清洁料注入，使之通过热交换器的管组循环。

34.清洁一根管子内径的管清洁料，特征为上述管清洁料有一个有负浮力的清洁料组元和一个有正负力的浮力组元，或者相反上述清洁料组元和上述浮力组元有适当比例，使上述管清洁料有中和浮力，有装置把上述浮力组元和上述清洁料组元结合，上述清洁料组元有适当的量度，形成和管子的密封，从而上述清洁料组元和管子作有密封关系的接触，管清洁料由液力定向，响应横过它的压力差而从管子里通过。

35.如权利要求笫34项中之管清洁料，特征有上述浮力组元有一个部分形成一个球体，围绕上述清洁料组元，而上述清洁料组元有一个圆盘，有一个环形边缘部分在径向上伸到上述浮力组元的外面。

36.如权利要求第35项中之管清洁料，特征为上述清洁料组元的直径和管内径适当配合，使上述清洁料和管子的轴线倾斜配置而不与轴线垂直，并处在围绕轴线旋转的位置上。

37.如权利要求第34项中之管清洁料，特征为上述清洁料组元为一个圆盘，从上述浮力组元上伸出，当把上述管清洁料放在管子中时，圆盘的直径可以在前进的方向上形成一个凸出的杯形。

38.如权利要求第37项中之管清洁料，特征为把上述清洁料组元和上述浮力组元连接的装置，可以是一个穿过上述清洁料组元，而伸入上述浮力组元的紧固件，可以充分收紧以引致上述清洁料组元的变形。

39.如权利要求第34至38项任何一项中之管清洁料，特征为上述清洁料组元有弹性体，其全部体积中有散布的磨料。

40.一种把管清洁料在热交换器的管组内径中循环通过的系统，为有进口装置，出口装置，管清洁料收集装置，把再循环流体供给再循环流路的装置，把上述管清洁料再注入上述进口装置的注入装置，改进之处在于有撇取装置，设计成基本把从上述出口装置排出的液流中的全部管清洁料转变方向，而阻截的只是上述液流的一个很小的部分。

41.如权利要求第40项中之系统，特征为上述撇取装置的安放位置，使之可以在上述液流的预选的垂直端部拦阻液流。

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