EP0631103B1 - Installation de nettoyage de tubes par circulation de boules spongieuses - Google Patents

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EP0631103B1
EP0631103B1 EP94401382A EP94401382A EP0631103B1 EP 0631103 B1 EP0631103 B1 EP 0631103B1 EP 94401382 A EP94401382 A EP 94401382A EP 94401382 A EP94401382 A EP 94401382A EP 0631103 B1 EP0631103 B1 EP 0631103B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
balls
tank
water
valves
valve
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP94401382A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP0631103A3 (fr
EP0631103A2 (fr
Inventor
André Bizard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technos et Cie
Original Assignee
Technos et Cie
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Filing date
Publication date
Application filed by Technos et Cie filed Critical Technos et Cie
Publication of EP0631103A2 publication Critical patent/EP0631103A2/fr
Publication of EP0631103A3 publication Critical patent/EP0631103A3/fr
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Publication of EP0631103B1 publication Critical patent/EP0631103B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G1/00—Non-rotary, e.g. reciprocated, appliances
    • F28G1/12—Fluid-propelled scrapers, bullets, or like solid bodies

Definitions

  • This impregnation is to purge the air contained in the open cells of the structure spongy balls in order to give these balls a apparent density very close to that of water: if the air in the balls was not purged, the balls would be lighter than water and they would tend to float and clean only the upper part of the generally horizontal tubes of the condenser or the like.
  • the impregnation of the balls is most often done manually by kneading the balls under water before their injection into the closed cleaning circuit including the tubes to be cleaned.
  • a device for impregnating sponge balls intended for cleaning the tubes of a condenser or the like comprising an interposed reservoir between first and second associated valves respectively to a water intake pipe and to a water evacuation pipe, a fitting fitted with a third valve connecting the top of the tank to a source of new cleaning balls, a mesh grid too small to pass the balls arranged at inside the tank so as to reserve at the top of this one a room inaccessible to the balls, a pipe equipped with a fourth valve connecting said chamber to a evacuation and a device capable of generating a depression in this room, this generating device of vacuum being a vacuum pump.
  • the invention relates generally to installations cleaning tubes above defined and more particularly, but not exclusively, the processes and water impregnation devices for cleaning balls used by these facilities.
  • the device for impregnating sponge balls intended for cleaning the tubes of a condenser or the like comprises a reservoir interposed between a first and a second valves associated respectively with a pipe water intake and a water evacuation pipe, a fitting with a third valve connecting the top from the tank to a source of new cleaning balls, a mesh grid too small to let the balls arranged inside the tank so that reserve a room at the top of this room inaccessible to balls, a pipe fitted with a fourth valve connecting said chamber to an evacuation and a clean device to cause depression in this room, and it's essentially characterized in that the device vacuum generator consists of a cylinder piston with one of the two compartments separated by the piston communicates with the chamber in such a way that each piston goes back and forth successively generates an increase of a quantity well determined from the volume defined by the interior of the tank and through the spaces that communicate with this interior, when the above four serving valves of the tank are closed and then a cancellation of this increase.
  • impregnation processes implementing the above devices they are characterized according to the invention by the following steps: the first two valves being closed and the other two open, we introduce in the tank a load of new balls through the third valve; then, the second and the third valves being closed and the other two open, we admit water in the tank until full in water; then, all of the four valves being closed, the piston is actuated in the direction which corresponds to an increase in the volume in communication with the inside of the tank, which subjects this volume to a depression by emptying at least partially the balls of air they contain, air that is collected in the upper chamber of the tank and the capacity that communicates with this room; after what the first and fourth valves are opened so that refill all the volumes considered with water, which impregnates the balls at least partially with water emptied of air and the piston or the like is actuated in the direction reverse of the previous one to put it back in its position initial, the cycle of the two steps defined above which operate the piston back and forth can be renewed one or more times.
  • the invention includes, apart from these arrangements main, certain other provisions which preferably used at the same time and which will be more explicitly question below.
  • FIGS 1 to 3 of these drawings show schematically a device, established in accordance with the invention, allowing water balls to be impregnated cleaning, this device being mounted in respectively three different operating phases.
  • Figure 4 schematically shows an installation cleaning balls equipped with such a device.
  • Figure 5 shows schematically, on the one hand, a preferred construction method proposed in accordance with the invention for the impregnation device and, on the other share, the preferred association of this device with other accessories known per se.
  • the balls 1 to be impregnated with water are balls spongy rubber with open porosity.
  • the device shown in Figures 1 to 3 includes a tank 2 served near its base by a water inlet pipe 3 fitted with a first valve 4 and, near its top, by a pipe water outlet 5 fitted with a second valve 6.
  • the top of the tank 2 is connected, through a third valve 7, to a hopper 8 for receiving balls 1 new.
  • tank 2 The upper portion of tank 2 is crossed by a horizontal grid 9 which delimits above it an enclosure 10.
  • This enclosure is itself crossed by a vertical corridor delimited laterally by a grid cylindrical 11 connecting the hopper connection 8, fitted with valve 7 with the inside of the tank 2.
  • the meshes of the mesh elements 9 and 11 are small enough that they cannot be crossed by balls 1 and large enough so that none only negligible pressure drop is suffered by water as it passes through these meshes.
  • a float 12 constituted for example by a hollow ball filled with air, is arranged, in a structure light guide 13 constituted in particular by metal rods, just below the mouth bottom of the screened corridor 11 so that free this mouthpiece for its normal rest position illustrated in Figure 1 and instead close this mouthpiece for its high position shown on the Figures 2 and 3.
  • This sealing prevents any rise of balls in lane 11 during the impregnation process in water, balls whose impregnation with water could then be compromised.
  • Enclosure 10 is atmospheric or more precisely to an evacuation pipe, by a pipe 14 fitted with a fourth valve 15.
  • a jack 17 comprising here a cylinder 18 and a piston 19 with rod 20 is put in communication with the tank 2 as follows: one A of the two chambers A and B, of cylinder 18, separated by the piston 19, is directly connected to the portion of the pipeline 14 which is located between the tank 2 and the valve 15.
  • tank 2 is empty in this sense that it contains neither water nor ball, and the valves 4, 6 and 23 are closed.
  • the higher level of the ball load as well introduced must not exceed, inside the tank 2, that of the base of the float 12.
  • valve 4 is opened, which admits a new volume of water inside tank 2, volume which permeates the balls 1 at least partially emptied of their initial air.
  • valve 15 is opened to expel the air from the circuit and make possible a full refill water capacities.
  • the impregnation of the balls in water is incomplete if the cylinder capacity, i.e. the volume of air or water displaceable in chamber A when of each complete back-and-forth movement of the piston 19, is insufficient, relative to the volume of water with which one wishes to impregnate balls.
  • the impregnation of these balls may require more than two successive cycles.
  • the number of cycles required can be determined as follows.
  • the pressure P is less than 0.2 bar so that the balls are sufficiently impregnated, that is to say that their apparent density is sufficiently close to that of the water.
  • agitating means can be provided in or on hopper 8 to ensure that the balls descend by simple gravity into the airlock 26 upon opening the upper drawer 24, which opening can be controlled by closing the lower drawer 25.
  • Figure 5 shows in its right part another construction of the above impregnating device described.
  • the structure 13 for supporting and guiding the float 12 is here supported by a grid 16 which crosses the interior of tank 2 a little above the membrane 29.
  • This grid 16 like grid 9, is arranged so that it cannot be crossed by the balls.
  • the tubes 38 in question which form a bundle horizontal, are supplied with cold water from a line 39 and the heated water coming out of these tubes is evacuated through a pipe 40.
  • This pipe 40 is equipped with a device to grids 41 for collecting the cleaning balls and the recycling piping 37 is itself fitted with a circulation pump 42, an airlock 43 used to collect the balls when we want to stop their circulation, then, at its downstream end, an injection nozzle 44 of the balls opening into the intake pipe 39.
  • valve 4 allowing water to enter the device impregnator as well as the outlet pipe 5 of this device and that its loading hopper 8 associated with the corresponding valve 7.
  • the impregnating device above is further associated with a sorter of balls of the type which is the subject of document US-A-4 974 662 as well as a ball counter like those currently known.
  • the assembly thus formed ensures a fully automatic operation of the cleaning considered.
  • the sorter covered by the above patent allows permanently remove used balls from the circuit, the diameter has become too small.
  • the ball counter As for the ball counter, it measures continuously the number of balls remaining in circulation: when this number of balls becomes insufficient for ensure effective cleaning, i.e. when the number of missing balls reaches a preset threshold, said counter emits a signal indicating that a charge of new balls must be reinjected into the circuit cleaning.
  • the impregnation device described above is sized according to the desired importance for this load of new balls and it allows to reinject this load in the circuit as soon as the counter gives it the signal.
  • the ball counter mounted on the recycling 37 is designated by reference 45.
  • Sorter 46 is mounted on the same pipe just downstream of counter 45.
  • Worn balls whose diameter has become too large small are diverted by a line 47 towards a collector of worn balls 48 whose base, in the shape of a truncated cone or the like, communicates with a valve 49 for draining worn balls.
  • the manifold 48 is connected to the pipe water inlet 3 above, fitted with valve 4.
  • a grid 50 mounted in this collector prevents that the used balls can have access to this line 3.
  • a gate valve 51 mounted on said pipe 3 makes it possible to fine-tune the selection made by sorter 46.
  • the assembly is then ready to accomplish again following the above operations which automatically allow to evacuate a given load of used balls and to introduce an equivalent load of new balls after impregnate them with water.
  • This device has significant advantages by compared to those previously known and in particular the following.
  • This hopper can be significant, filling it into balls does not require only two or three interventions per year, which represents a significant labor saving by compared to current installations for which impregnation of the balls to be injected must be carried out manually several times a month.
  • the possible automation of the whole of the installation allows the cleaning of the condenser or the like a high degree of safety since, with this installation, we are sure that the balls in circulation ensuring cleaning are at all times, on the one hand, in sufficient number, and on the other hand, in a low wear condition for which cleaning efficiency is high.

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Description

Il est connu que le nettoyage permanent de la surface interne des tubes des condenseurs ou échangeurs de chaleur peut être réalisé par une circulation continue à l'intérieur de ces tubes d'un courant d'eau chargé de boules élastiques constituées par une matière spongieuse.
Ces boules spongieuses doivent être imprégnées d'eau avant leur mise en service.
Cette imprégnation a pour but de purger l'air contenu dans les cellules ouvertes de la structure spongieuse des boules afin de donner à ces boules une densité apparente très voisine de celle de l'eau : si l'air des boules n'était pas purgé, les boules seraient plus légères que l'eau et elles auraient tendance à flotter et à ne nettoyer que la partie supérieure des tubes, généralement horizontaux, du condenseur ou analogue.
L'imprégnation des boules se fait le plus souvent manuellement en pétrissant les boules sous l'eau avant leur injection dans le circuit fermé de nettoyage comprenant les tubes à nettoyer.
Cette opération manuelle est longue et fastidieuse. Elle devient difficile, voire dangereuse, lorsqu'il s'agit de boules de type "abrasif" contenant des particules présentant des arêtes vives.
On a également proposé, par exemple dans le document US-4 420 038, un dispositif d'imprégnation des boules spongieuses destinées au nettoyage des tubes d'un condenseur ou analogue, comprenant un réservoir interposé entre une première et une seconde vannes associées respectivement à une conduite d'admission en eau et à une conduite d'évacuation d'eau, un raccord muni d'une troisième vanne reliant le sommet du réservoir à une source de boules neuves de nettoyage, une grille à mailles trop petites pour laisser passer les boules disposée à l'intérieur du réservoir de façon à réserver en haut de celui-ci une chambre inaccessible aux boules, une conduite équipée d'une quatrième vanne reliant ladite chambre à une évacuation et un dispositif propre à engendrer une dépression dans cette chambre, ce dispositif générateur de dépression étant une pompe à vide.
Cette solution est délicate à mettre en oeuvre en raison notamment de la nécessité de prévoir des moyens pour séparer l'air et l'eau aspirés simultanément et de la présence fréquente de débris dans l'eau qui entoure les boules, débris qui bouchent ou endommagent certains composants de petite section du système de mise à vide.
L'invention vise très généralement les installations de nettoyage de tubes ci-dessus définies et plus particulièrement, mais non exclusivement, les procédés et dispositifs d'imprégnation en eau des boules de nettoyage utilisées par ces installations.
Elle a pour but, surtout, de rendre ces derniers procédés et dispositifs tels qu'ils remédient aux inconvénients signalés ci-dessus en proposant une solution à la fois efficace et robuste, qui se prête à une automatisation avec un grand degré de sécurité, ce qui permet de réduire d'autant les frais et soins d'entretien et de surveillance requis par les installations de nettoyage correspondantes.
A cet effet, le dispositif d'imprégnation des boules spongieuses destinées au nettoyage des tubes d'un condenseur ou analogue selon l'invention comprend un réservoir interposé entre une première et une seconde vannes associées respectivement à une conduite d'admission en eau et à une conduite d'évacuation d'eau, un raccord muni d'une troisième vanne reliant le sommet du réservoir à une source de boules neuves de nettoyage, une grille à mailles trop petites pour laisser passer les boules disposée à l'intérieur du réservoir de façon à réserver en haut de celui-ci une chambre inaccessible aux boules, une conduite équipée d'une quatrième vanne reliant ladite chambre à une évacuation et un dispositif propre à engendrer une dépression dans cette chambre, et il est essentiellement caractérisé en ce que le dispositif générateur de dépression est constitué par un vérin à piston dont l'un des deux compartiments séparés par le piston communique avec la chambre de façon telle que chaque va-et-vient du piston engendre successivement une augmentation d'une quantité bien déterminée du volume défini par l'intérieur du réservoir et par les espaces qui communiquent avec cet intérieur, lorsque les quatre vannes ci-dessus de desserte du réservoir sont fermées, puis une annulation de cette augmentation.
Pour ce qui est des procédés d'imprégnation mettant en oeuvre les dispositifs ci-dessus, ils sont caractérisés selon l'invention par la suite des étapes suivantes : les deux premières vannes étant fermées et les deux autres ouvertes, on introduit dans le réservoir une charge de boules neuves à travers la troisième vanne ; puis, la deuxième et la troisième vannes étant fermées et les deux autres ouvertes, on admet de l'eau dans le réservoir jusqu'à son remplissage total en eau ; ensuite, l'ensemble des quatre vannes étant fermées, on actionne le piston dans le sens qui correspond à une augmentation du volume en communication avec l'intérieur du réservoir, ce qui soumet ce volume à une dépression en vidant au moins partiellement les boules de l'air qu'elles contiennent, air qui est recueilli dans la chambre haute du réservoir et la capacité qui communique avec cette chambre ; après quoi l'on ouvre la première et la quatrième vannes de façon à remplir à nouveau d'eau l'ensemble des volumes considérés, ce qui imprègne d'eau les boules au moins partiellement vidées d'air et on actionne le piston ou analogue en sens inverse du précédent pour le replacer en sa position initiale, le cycle des deux étapes ci-dessus définies qui mettent en oeuvre un va-et-vient du piston pouvant être renouvelé une ou plusieurs fois.
Dans des modes de réalisation avantageux, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :
  • si l'on appelle V le volume de la cylindrée du vérin et v le volume, à la pression atmosphérique, de l'air contenu dans les cellules de la charge de boules introduites dans le réservoir, on donne à V une valeur supérieure à 4v,
  • le vérin est constitué par une pompe à membrane dont l'organe mobile constitue le fond du réservoir,
  • la chambre haute intérieure au réservoir est traversée par un couloir vertical délimité latéralement par une grille, couloir prolongeant vers le bas le raccord du réservoir à la troisième vanne et un flotteur est disposé au-dessous de ce couloir de façon à empêcher les boules contenues dans le réservoir de remonter dans ledit couloir,
  • le dispositif comprenant le réservoir, le vérin et les tuyauteries et vannes de desserte, est monté en dérivation sur la tuyauterie de recyclage des boules de nettoyage des tubes d'un condenseur ou analogue, tuyauterie qui s'étend de la sortie à l'entrée de ce condenseur,
  • dans une installation selon l'alinéa précédent, le dispositif comprenant le réservoir, le vérin et les tuyauteries et vannes de desserte est associé à un compteur de boules et à un trieur de boules de façon telle que toute extraction, hors de l'installation, d'une charge de boules usées soit compensée par l'introduction dans cette installation d'une charge équivalente de boules neuves imprégnées d'eau, et le fonctionnement de l'ensemble est automatisé.
L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après.
Dans ce qui suit, l'on va décrire quelques modes de réalisation préférés de l'invention en se référant aux dessins ci-annexés d'une manière bien entendu non limitative.
Les figures 1 à 3, de ces dessins, montrent schématiquement un dispositif, établi conformément à l'invention, permettant d'imprégner en eau des boules de nettoyage, ce dispositif étant monté en respectivement trois phases opératoires différentes.
La figure 4 montre schématiquement une installation de nettoyage de boules équipée d'un tel dispositif.
La figure 5 montre schématiquement, d'une part, un mode de construction préféré proposé conformément à l'invention pour le dispositif d'imprégnation et, d'autre part, l'association préférée de ce dispositif avec d'autres accessoires en soi connus.
Les boules 1 à imprégner d'eau sont des boules spongieuses en caoutchouc à porosité ouverte.
Le dispositif représenté sur les figures 1 à 3 comprend un réservoir 2 desservi au voisinage de sa base par une conduite d'entrée d'eau 3 équipée d'une première vanne 4 et, au voisinage de son sommet, par une conduite de sortie d'eau 5 équipée d'une seconde vanne 6.
Le sommet du réservoir 2 est relié, à travers une troisième vanne 7, à une trémie 8 de réception de boules 1 neuves.
La portion supérieure du réservoir 2 est traversée par une grille horizontale 9 qui délimite au-dessus d'elle une enceinte 10.
Cette enceinte est elle-même traversée par un couloir vertical délimité latéralement par une grille cylindrique 11 faisant communiquer le raccord de la trémie 8, équipé de la vanne 7 avec l'intérieur du réservoir 2.
Les mailles des éléments grillagés 9 et 11 sont suffisamment petites pour ne pas pouvoir être traversées par les boules 1 et suffisamment grandes pour qu'aucune perte de charge seulement négligeable soit subie par l'eau lors de son passage à travers ces mailles.
Un flotteur 12, constitué par exemple par une boule creuse remplie d'air, est disposé, dans une structure de guidage légère 13 constituée notamment par des tiges métalliques, juste au-dessous de l'embouchure inférieure du couloir grillagé 11 de façon à pouvoir libérer cette embouchure pour sa position normale de repos illustrée sur la figure 1 et au contraire obturer cette embouchure pour sa position haute représentée sur les figures 2 et 3.
Cette obturation empêche toute remontée de boules dans le couloir 11 lors du processus d'imprégnation en eau, boules dont l'imprégnation en eau pourrait être alors compromise.
L'enceinte 10 est reliable à l'atmosphère, ou plus précisément à une conduite d'évacuation, par une conduite 14 équipée d'une quatrième vanne 15.
Un vérin 17 comprenant ici un cylindre 18 et un piston 19 à tige 20 est mis en communication avec le réservoir 2 de la façon suivante : l'une A des deux chambres A et B, du cylindre 18, séparées par le piston 19, est directement reliée à la portion de la canalisation 14 qui se trouve entre le réservoir 2 et la vanne 15.
La portion, de la conduite 14, qui se trouve en aval de la vanne 15 est ici directement reliée à la conduite d'évacuation 5, laquelle débouche inférieurement au-dessus d'un panier de réception 21.
On voit encore sur la figure 1 :
  • une conduite de purge 22 raccordée à la base du réservoir 2 et équipée d'une vanne 23,
  • entre la vanne 7 et la base de la trémie 8, deux mécanismes à tiroir 24 et 25 propres à délimiter entre eux, lorsqu'ils se trouvent en position de fermeture, un espace 26 de volume bien déterminé, ce qui peut servir au dosage précis des charges de boules introduites dans le réservoir 2,
  • une poignée 27 terminant la tige de piston 20 du vérin 17 et permettant les manoeuvres de cette tige à la main.
Le fonctionnement du dispositif ainsi décrit est le suivant.
Initialement, le réservoir 2 est vide en ce sens qu'il ne contient ni eau ni boule, et les vannes 4, 6 et 23 sont fermées.
On introduit alors dans le réservoir 2, à travers la vanne 7 ouverte et le couloir 11, la charge de boules 1 à imprégner d'eau.
Le niveau supérieur de la charge de boules ainsi introduites ne doit pas dépasser, à l'intérieur du réservoir 2, celui de la base du flotteur 12.
On ferme alors la vanne 7 et on ouvre les deux vannes 4 et 15.
L'eau est alors introduite dans le réservoir 12 et le niveau de cette eau monte dans ledit réservoir, dont le contenu d'air s'échappe par la conduite 14, la vanne 15 ouverte et la conduite 5.
Lorsque le niveau de l'eau monte dans le réservoir, le flotteur 12 s'élève progressivement en même temps que les boules et vient obturer la base du couloir 11.
Lorsque la totalité du volume intérieur au réservoir 2, comprenant celui de l'enceinte supérieure 10 ainsi que celui de la conduite 14 jusqu'au niveau de la vanne 15, est rempli d'eau, ainsi que visible sur la figure 2, on ferme les deux vannes 4 et 15, ce qui délimite une capacité totalement fermée et remplie d'eau dans laquelle sont noyées des boules 1 encore chargées d'air.
On tire alors sur la poignée 27 de façon à créer dans la capacité définie ci-dessus une certaine dépression, laquelle fait évacuer une partie de l'air contenu dans les boules, comme visible sur la figure 3.
Cet air monte à la partie supérieure du réservoir 2 et se rassemble dans l'enceinte 10 et dans le couloir 11, enceinte et couloir dans lesquels les boules ne sont pas admises.
Après qu'un temps suffisant s'est écoulé pour assurer cette évacuation de l'air contenu dans les boules vers l'enceinte 10, on ouvre la vanne 4, ce qui admet un nouveau volume d'eau à l'intérieur du réservoir 2, volume qui imprègne les boules 1 au moins partiellement vidées de leur air initial.
En même temps que cette ouverture de la vanne 4 ou peu après, on ouvre la vanne 15 pour chasse l'air du circuit et rendre possible un nouveau remplissage complet des capacités en eau.
Puis, à l'aide de la poignée 27, on repousse le piston 19 vers sa position initiale, le surplus d'eau étant évacué à travers la vanne 15.
A la fin de ce cycle, l'imprégnation des boules en eau est incomplète si la cylindrée du vérin, c'est-à-dire le volume d'air ou d'eau déplaçable dans la chambre A lors de chaque va-et-vient complet du piston 19, est insuffisante, par rapport au volume d'eau dont on désire imprégner les boules.
On complète alors l'imprégnation de ces boules en effectuant un second cycle d'opérations identique au premier après avoir refermé les deux vannes 4 et 15.
Si le volume d'eau que l'on désire introduire dans les boules est important par rapport à la cylindrée du vérin 17, l'imprégnation de ces boules peut nécessiter plus de deux cycles successifs.
Le nombre des cycles nécessaires peut être déterminé de la manière suivante.
Si v est le volume à la pression atmosphérique de l'air contenu dans les cellules de la charge de boules à imprégner et si V est la cylindrée du vérin 17, la pression P, exprimée en bars absolus, qui règne dans le réservoir 2 après le recul du piston 19 correspondant à la figure 3 est donnée par la formule P(V+v) = 1.v
Dans la pratique, on constate qu'il faut que la pression P soit inférieure à 0,2 bar pour que les boules soient suffisamment imprégnées, c'est-à-dire pour que leur densité apparente soit suffisamment voisine de celle de l'eau.
On en déduit que l'imprégnation complète des boules pourra être effectuée au cours d'un cycle unique d'opérations si la charge des boules admises est telle que la pression P après le premier "recul" du piston est inférieure à 0,2 bar, c'est-à-dire si le volume V est supérieur à 4v.
Dans le cas contraire, il faut effectuer au moins un second cycle d'opérations au cours duquel la pression P' obtenue dans le réservoir après le nouveau recul du piston 19 en sa position illustrée sur la figure 3 est donnée par la formule P'(V+v') = 1.v' formule dans laquelle v' est le volume, à la pression atmosphérique, de l'air restant dans les cellules de la charge de boules à la fin du dernier cycle effectué.
Comme la quantité v' peut être calculée par la formule (v-v') (v+V) = vV
on peut déduire de la formule (2) ci-dessus la valeur de P' en fonction de V et v.
Si cette valeur est encore supérieure à 0,2 bar, il faut prévoir un troisième cycle et ainsi de suite.
Il ressort de ce qui précède que les boules introduites dans le réservoir 2 ne sont correctement imprégnées d'eau que si le volume de l'air qu'elles contiennent initialement est inférieur ou égal au volume maximum calculé acceptable en fonction de la cylindrée V du vérin et du nombre de cycles prévus pour celui-ci.
Pour ne pas risquer de dépasser ce seuil, il est recommandé de doser avec précision chaque charge de boules neuves introduites dans le réservoir en vue de leur imprégnation : c'est le rôle affecté aux tiroirs 24 et 25 définissant le sas 26 de volume bien défini, ainsi que décrit ci-dessus.
Bien entendu, des moyens agitateurs peuvent être prévus dans la trémie 8 ou sur celle-ci pour s'assurer que les boules descendent par simple gravité dans le sas 26 dès l'ouverture du tiroir supérieur 24, laquelle ouverture peut être asservie à une fermeture du tiroir inférieur 25.
Lorsque la charge de boules 1 introduite dans le réservoir 2 est suffisamment imprégnée d'eau, cette charge est évacuée, par un courant d'eau, à travers la vanne 6 ouverte et la conduite 5 et elle est recueillie dans le panier 21.
La figure 5 fait apparaítre dans sa partie droite une autre construction du dispositif imprégnateur ci-dessus décrit.
Dans cette autre construction, les éléments identiques ou analogues à ceux précédemment décrits sont affectés des mêmes références que précédemment.
Les principales différences entre ladite autre construction et la précédente sont les suivantes :
  • ici, le vérin est constitué par une pompe à membrane 28 et la membrane déformable 29 de cette pompe constitue elle-même le fond du réservoir 2,
  • une chambre 30 disposée au-dessous de cette membrane 29 est mise à l'air libre en 31,
  • la membrane 29 est reliée par une tige 32 qui traverse de manière étanche le fond de la chambre 30 à une seconde membrane souple 33 identique qui divise un boítier 34 inférieur en deux compartiments C et D susceptibles d'être reliés isolément et alternativement à une source d'air comprimé et à l'atmosphère, respectivement à travers deux raccords 35 et 36.
La structure 13 de support et de guidage du flotteur 12 est ici supportée par une grille 16 qui traverse l'intérieur du réservoir 2 un peu au-dessus de la membrane 29.
Cette grille 16, comme la grille 9, est agencée de façon à ne pas pouvoir être traversée par les boules.
Enfin, on ne trouve pas ici de capacité comparable au compartiment A du vérin 17 ci-dessus sur le tronçon de conduite 14 compris entre la chambre 10 et la conduite d'évacuation 5.
Le fonctionnement de ce mode de réalisation est exactement le même que le précédent, les commandes manuelles de la poignée 27 étant ici remplacées par les déplacements verticaux de la membrane 29, eux-mêmes commandés par mise en communication alternative de chacun des deux compartiments C et D avec une source d'air comprimé, chacune de ces mises en communication l'un des deux compartiments étant synchronisée avec une mise en communication de l'autre compartiment avec l'atmosphère extérieure.
Comme indiqué plus haut, il est particulièrement avantageux, selon l'invention, de monter l'ensemble d'imprégnation de boules ci-dessus décrit sur la tuyauterie 37 de recyclage de boules équipant une installation de nettoyage des tubes 38 constituant un condenseur ou échangeur de chaleur, ainsi que visible sur la figure 4.
Les tubes 38 en question, qui forment un faisceau horizontal, sont alimentés en eau froide à partir d'une conduite 39 et l'eau réchauffée qui sort de ces tubes est évacuée par une conduite 40.
Cette conduite 40 est équipée d'un dispositif à grilles 41 de récupération des boules de nettoyage et la tuyauterie de recyclage 37 est elle-même équipée d'une pompe de circulation 42, d'un sas 43 servant à collecter les boules lorsqu'on désire arrêter leur circulation, puis, à son extrémité aval, d'une buse d'injection 44 des boules débouchant dans la conduite d'admission 39.
On retrouve sur cette figure 4 la vanne 4 ci-dessus permettant d'admettre l'eau dans le dispositif imprégnateur ainsi que la conduite 5 de sortie de ce dispositif et que sa trémie de chargement 8 associée à la vanne 7 correspondante.
Dans ce cas, les boules imprégnées qui sortent du réservoir à travers la conduite 5 sont directement injectées dans la tubulure de recyclage 37 au lieu d'être recueillies dans le panier 21.
Selon des modes de réalisation préférés, le dispositif imprégnateur ci-dessus est en outre associé à un trieur de boules du type de celui qui fait l'objet du document US-A-4 974 662 ainsi qu'à un compteur de boules du genre de ceux actuellement connus.
L'ensemble ainsi constitué permet d'assurer une conduite entièrement automatique de l'installation de nettoyage considérée.
On rappelle ici que le nettoyage en continu des tubes 38 n'est efficace que si le diamètre des boules est supérieur à celui du diamètre intérieur des tubes à nettoyer et si le nombre des boules en circulation est suffisant pour que le temps séparant en moyenne deux passages consécutifs de boule dans un même tube ne soit pas trop élevé.
Le trieur objet du brevet ci-dessus permet d'extraire en permanence du circuit les boules usées dont le diamètre est devenu trop petit.
Quant au compteur de boules, il mesure en permanence le nombre de boules demeurant en circulation : lorsque ce nombre de boules devient insuffisant pour assurer un nettoyage efficace, c'est-à-dire lorsque le nombre de boules manquantes atteint un seuil préétabli, ledit compteur émet un signal indiquant qu'une charge de boules neuves doit être réinjectée dans le circuit de nettoyage.
Le dispositif d'imprégnation ci-dessus décrit est dimensionné en fonction de l'importance désirée pour cette charge de boules neuves et il permet de réinjecter cette charge dans le circuit dès que le compteur lui en donne le signal.
L'ensemble considéré est représenté sur la figure 5.
Le compteur de boules monté sur la conduite de recyclage 37 est désigné par la référence 45.
Le trieur 46 est monté sur la même conduite juste en aval du compteur 45.
Les boules usées dont le diamètre est devenu trop petit sont déviées par une conduite 47 vers un collecteur de boules usées 48 dont la base, en forme de tronc de cône ou analogue, communique avec une vanne 49 de vidange des boules usées.
Le collecteur 48 est raccordé à la conduite d'admission d'eau 3 ci-dessus, équipé de la vanne 4.
Une grille 50 montée dans ce collecteur empêche que les boules usées puissent avoir accès à cette conduite 3.
Une vanne à opercule 51 montée sur ladite conduite 3 rend possible un réglage fin de la sélection opérée par le trieur 46.
En effet, en ajustant à l'aide de cette vanne 51 le débit d'eau qui circule dans l'ensemble des deux conduites 47 et 3, on règle le degré de l'aspiration exercée à travers le trieur sur les boules usées : plus cet effet d'aspiration est puissant et plus la valeur de seuil qui doit être atteinte en décroissant par le diamètre des boules usées pour justifer leur remplacement par des boules neuves est élevée.
Il est à noter que, dans ce mode de réalisation de la figure 5, on ne trouve plus la vanne de vidange 23 précédente, la vidange du réservoir 2 pouvant être ici effectuée à travers la vanne 4, le collecteur 48 et la vanne 49.
Le fonctionnement de cet ensemble, qui met en oeuvre essentiellement des ouvertures et fermetures de vannes et tiroirs et qui peut donc être très facilement automatisé, est le suivant.
Lorsque le compteur de boules 45 indique que le nombre de boules en circulation est insuffisant pour assurer un nettoyage efficace des tubes 38, c'est-à-dire lorsque le nombre de boules manquantes atteint le seuil d'alarme, il déclenche le cycle d'opérations successives ci-après :
  • fermeture des vannes 52, 6 et 15 et ouverture des vannes 49 et 7, ce qui évacue les boules usées recueillies dans le collecteur 48, à travers la vanne 49, en même temps que l'eau qui était contenue dans ledit collecteur 48 et dans le réservoir 2,
  • fermeture du tiroir supérieur 24 et ouverture du tiroir inférieur 25, ce qui déverse dans le réservoir 2 la charge de boules contenues dans le sas 26, puis fermeture des vannes 7, 49 et du tiroir inférieur 25,
  • ouverture des vannes 52 et 15 pour laisser le collecteur 48 et le réservoir 2 se remplir d'eau,
  • fermeture des vannes 4 et 15, puis injection d'air comprimé dans la chambre C pour faire descendre la membrane 29 afin de créer un vide dans le réservoir 2 et d'extraire l'air des boules,
  • ouverture de la vanne 4 pour admettre l'eau dans le réservoir 2 et imprégner ainsi d'eau les boules, puis ouverture de la vanne 15 pour évacuer l'air accumulé dans l'enceinte 10,
  • injection d'air comprimé dans la chambre D et mise à l'air libre de la chambre C pour ramener la membrane 29 en sa position haute,
  • répétition éventuelle au moins une fois du cycle d'imprégnation mettant en oeuvre le va-et-vient de la membrane 29,
  • ouverture de la vanne 6 pour injecter les boules ainsi imprégnées d'eau dans le circuit 37,
  • ouverture du tiroir supérieur 24 et actionnement de l'agitateur des boules contenues dans la trémie 8 pour remplir à nouveau de boules le sas 26.
L'ensemble est alors prêt pour accomplir à nouveau la suite des opérations ci-dessus qui permettent automatiquement d'évacuer une charge donnée de boules usées et d'introduire une charge équivalente de boules neuves après les avoir imprégnées d'eau.
En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient finalement un dispositif qui permet d'imprégner d'eau les boules d'une installation de nettoyage, dispositif dont la constitution et la mise en oeuvre résultent suffisamment de ce qui précède.
Ce dispositif présente d'importants avantages par rapport à ceux antérieurement connus et en particulier les suivants.
Il est extrêmement rustique et robuste, les mailles des grilles qu'il comprend présentant des dimensions relativement grandes, ce qui supprime les risques de bouchage ou de détérioration de ces grilles par les différents débris susceptibles de se trouver dans l'eau d'entraínement des boules.
Il se prête à une automatisation très poussée, en particulier lorsqu'il est associé au dispositif de comptage et de triage faisant l'objet du mode de réalisation décrit en référence à la figure 5, ce qui permet de réduire considérablement les frais relatifs à la surveillance de l'installation de nettoyage dans son ensemble.
En effet, la seule intervention nécessitée par l'ensemble de l'installation de nettoyage du condenseur ou analogue se limite alors en tout et pour tout au remplissage de la trémie 8 en boules neuves lorsque cette trémie ne contient plus un nombre suffisant de boules.
La capacité de cette trémie pouvant être importante, son remplissage en boules ne nécessite dans la pratique que deux ou trois interventions par an, ce qui représente une économie de main d'oeuvre importante par rapport aux installations actuelles pour lesquelles l'imprégnation des boules à injecter doit être effectuée manuellement plusieurs fois par mois.
En outre, l'automatisation possible de l'ensemble de l'installation permet de conférer au nettoyage du condenseur ou analogue un degré de sécurité élevé puisque, avec cette installation, on est assuré que les boules en circulation assurant le nettoyage sont à chaque instant, d'une part, en nombre suffisant, et d'autre part, dans un état de faible usure pour lequel l'efficacité du nettoyage est élevé.
Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés.

Claims (7)

  1. Dispositif d'imprégnation des boules spongieuses destinées au nettoyage des tubes d'un condenseur ou analogue, comprenant un réservoir (2) interposé entre une première (4) et une seconde (6) vannes associées respectivement à une conduite d'admission en eau (3) et à une conduite d'évacuation d'eau (5), un raccord muni d'une troisième vanne (7) reliant le sommet du réservoir à une source (8) de boules neuves de nettoyage (1), une grille (9) à mailles trop petites pour laisser passer les boules disposée à l'intérieur du réservoir de façon à réserver en haut de celui-ci une chambre (10) inaccessible aux boules, une conduite équipée d'une quatrième vanne (15) reliant ladite chambre à une évacuation et un dispositif propre à engendrer une dépression dans cette chambre, caractérisé en ce que le dispositif générateur de dépression est constitué par un vérin à piston (17, 28) dont l'un des deux compartiments séparés par le piston (19,29) communique avec la chambre (10), de façon telle que chaque va-et-vient du piston engendre successivement une augmentation d'une quantité bien déterminée du volume défini par l'intérieur du réservoir et par les espaces qui communiquent avec cet intérieur, lorsque les quatre vannes ci-dessus de desserte du réservoir sont fermées, puis une annulation de cette augmentation.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le vérin est constitué par une pompe à membrane dont l'organe mobile (29) constitue le fond du réservoir (2).
  3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la chambre haute (10) intérieure au réservoir (2) est traversée par un couloir vertical délimité latéralement par une grille (11), couloir prolongeant vers le bas le raccord du réservoir à la troisième vanne (7) et en ce qu'un flotteur (12) est disposé au-dessous de ce couloir de façon à empêcher les boules contenues dans le réservoir de remonter dans ledit couloir.
  4. Installation de nettoyage des tubes d'un condenseur ou analogue à l'aide de boules, caractérisée en ce qu'elle comprend le dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comportant le réservoir (2), le vérin (17,29) et leurs tuyauteries et vannes de desserte, monté en dérivation sur la tuyauterie de recyclage (37) des boules, tuyauterie qui s'étend de la sortie à l'entrée du condenseur.
  5. Installation de nettoyage selon la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif comprenant le réservoir (2), le vérin (17,28) et leurs tuyauteries et vannes de desserte est associé à un compteur de boules (45) et à un trieur de boules (46) de façon telle que toute extraction, hors de l'installation, d'une charge de boules usées soit compensée par l'introduction dans cette installation d'une charge équivalente de boules neuves imprégnées d'eau, et en ce que le fonctionnement de l'ensemble est automatisé.
  6. Procédé d'imprégnation mettant en oeuvre le dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par la suite des étapes suivantes : les deux premières vannes (4,6) étant fermées et les deux autres (7,15) ouvertes, on introduit dans le réservoir (2) une charge de boules neuves (1) à travers la troisième vanne (7) ; puis, la deuxième (6) et la troisième (7) vannes étant fermées et les deux autres (4,15) ouvertes, on admet de l'eau dans le réservoir jusqu'à son remplissage total en eau ; ensuite, l'ensemble des quatre vannes étant fermées, on actionne le piston (19,29) dans le sens qui correspond à une augmentation du volume en communication avec l'intérieur du réservoir, ce qui soumet ce volume à une dépression en vidant au moins partiellement les boules de l'air qu'elles contiennent, air qui est recueilli dans la chambre haute du réservoir et la capacité qui communique avec cette chambre ; après quoi l'on ouvre la première (4) et la quatrième vannes (15) de façon à remplir à nouveau d'eau l'ensemble des volumes considérés, ce qui imprègne d'eau les boules au moins partiellement vidées d'air et on actionne le piston ou analogue en sens inverse du précédent pour le replacer en sa position initiale, le cycle des deux étapes ci-dessus définies qui mettent en oeuvre un va-et-vient du piston pouvant être renouvelé une ou plusieurs fois.
  7. Procédé d'imprégnation selon la revendication 6, caractérisé en ce que, si l'on appelle V le volume de la cylindrée du vérin et v le volume, à la pression atmosphérique, de l'air contenu dans les cellules de la charge de boules introduites dans le réservoir, on donne à V une valeur supérieure à 4v.
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