NO318484B1 - Fremgangsmate og apparat for a vedlikeholde en utvendig overflate til et rorformet element - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse gjelder en fremgangsmåte og et apparat for å vedlikeholde den utvendige overflaten til et rørformet element fritt for slagg, avleiringer, og tilsvarende, ifølge kravinnledningen.

Benyttelse av ultrafiolett lys er velkjent til sterilisasjon og/eller desinfisering av vann. I tillegg kan ultrafiolett lys bli benyttet til å påvirke andre behandlinger eller reaksjoner i fluid, omfattende vann og luft. Det ultrafiolette lyset er vanligvis fremskaffet fra en lampe som er formet som et rett hult rør av et materiale gjennomsiktig for ultrafiolett lys, spesielt et kvartsrør. Et kvartsark kan også bli benyttet. Elektriske tilkoplinger strekker seg gjennom de forseglede endene av rørene, og disse elektriske tilkoplingene er beskyttet for kontakt med fluidet.

Overflaten til den ultrafiolette lampen, eller ytre arket hvis benyttet, har en tendens til å akkumulere flak, avleiringer eller tilsvarende, spesielt etter en periode med kontinuerlig bruk. Problemene med flak og andre avleiringer er spesielt alvorlig i behandling av vann. Akkumulering av flak og andre avleiringer på overflaten av røret reduserer transmisjon av ultrafiolett lys fra lampen inn i fluidet. Dette forårsaker en reduksjon i intensiteten til lyset og følgelig reduseres effektiviteten og virkningsgraden av behandlingen. I behandlingen av vann, kan rensingen av den ytre overflaten til røret være nødvendig ukentlig, daglig eller enda oftere, avhengig av kvaliteten på vannet som blir behandlet.

Rensing av rørene kan bli utført ved å fjerne rørene fra fluidet og utføres skrapebehandling eller kjemisk behandling. I en vanlig brukssituasjon med et mangfold av rør i en klynge, kan dette påkreve delvis demontering av apparat og utvidet driftsstans i bruken av apparatet.

Forskjellige fremgangsmåter har blitt utviklet for å rense rørene uten å fjerne rørene fra fluidet, ved bruk av børster, vaskefiller eller tilsvarende. Et slikt system er offentliggjort i US patent 5 266 280, utgitt 30. november 1993 av Hallett. I dette systemet, er eri sylindrisk UV-transparent ark benyttet for å isolere en UV lampe fra det innvendige rommet til en reaktorbeholder. Arket er forseglet på en slik måte at det isolerer UV-lampen fra fluidet. En børsteinnretning er fremskaffet for å børste den utvendige overflaten til arket for å fjerne materialer avleiret fra fluidet. Børsteinnretningen har minst to børster med stive hårstrå som strekker seg radialt innover mot arket når børstene omslutter arket. Børstene er koplet sammen med en avstand mellom dem med en innretning for vekselvis å børste langs den utvendige overflaten til arket, fortrinnvis på en periodisk basis.

US patent 3 462 597, utgitt 19. august 1969 av Young, offentliggjør et UV lampesystem for vannrensing som omfatter et viskersystem for det beskyttende arket rundt UV lampen. Viskesystemet omfatter viskerringer laget av teflon eller tilsvarende materiale som ikke er påvirket av UV strålingen. Ringene er plassert fra hverandre og er fortrinnsvis sikret slik at de kan være elastisk eller fleksibel holdt på utsiden av det beskyttende røret med en fjær. Viskerringen er tilkoplet til en ringholder som er koplet til en stang som strekker seg gjennom en ende av reaktoren. Ringholderen er deretter vekselvirkende for å fremskaffe en viskende bevegelse langs det beskyttende røret for å fjerne fysisk eller biologisk materiale som har avleiret seg på utsiden av røret. Imidlertid virker det som systemet er utilstrekkelig for å tilpasse seg variasjoner i dimensjon i det beskyttende røret, som er normalt laget av kvarts. Videre vil bruk av viskeringer laget av teflon fluorpolymer eller tilsvarende materiale ikke rense kvartsoverflaten på grunn av a) mangel av en skarp, hard, skrapeoverflate (slik som et barberblad) og b) den iboende glideegenskapen til teflon fluorpolymer.

US patent 3 562 520, utgitt februar 1 971 av H ippen, offentliggjør bruken a v et viskersystem for rutinemessig å rense et beskyttende kvartsrør rundt en UV lampe. Viskersystemet omfatter et antall av ringformede viskerelementer rundt og i viskende kontakt med den ytre overflaten av det beskyttende røret. Viskersammenstillingen er dyttet langs røret ved hjelp av en spiralfjær. Når vannet som skal bli behandlet gjennomstrømmer reaktoren, returnerer viskeren til den andre enden av røret ved å utføre en utvisking på området av røret mellom innløpet og utløpet. Dette er gjort for å forsikre at det beskyttende røret er fritt for avleiringer under hver oppstart av vannrensings-innretningen.

US patent 3 904 363, utgitt 9. september 1975 av Free, offentliggjør et viskersystem som også er aktivert av vannstrømmen. Imidlertid, for utvidet kontinuerlig vannstrøm, vil det beskyttende røret ikke bli renset. Vannstrømmen beveger viskersystemet til en ende av røret og holder det der. Når vannet stenges av, synker viskerne til bunnen av reaktoren under påvirkning av tyngdekraften. Viskersystemet omfatter en fleksibel delvis ubøyelig plastikk eller fleksibel metallmembran. Membranen kan være en børsteliknende strukturmembran av kompositt eller plastikk materiale. Imidlertid er membranen veldig tynn og er sannsynligvis ikke i stand til å fjerne gjenstridig avleiringer på det beskyttende ark. Videre ville plastikk versjonen av viskeren være utsatt for forringelse under kraftig UV stråling fra sterke lamper.

Den manglende evnen til innretningene offentliggjort i US 3 562 520 og 3 904 363 til å arbeide med en kontinuerlig strøm av vann vil bety at en utvidet strøm av vann gjennom innretningen vil resultere i en gradvis oppbygning av avleiring på det beskyttende røret. Dette vil redusere transmisjon av UV lys og følgelig effektiviteten til UV strålingen i bakteriebehandlingen.

US patent 5 528 044, utgitt 18. juni 1996 av Hutchinson, offentliggjør bruk av en viskersammensetning som har en stang som kan bli beveget fra utsiden av reaktorkammeret for mekanisk å vekselvirke viskersammenstillingen. Viskersammenstillingen har en plate med et mangfold av radialt innoverpekende fingerelementer som kommer i kontakt med den ytre overflaten til røret rundt lampen.

Ytterligere patenter er US patent nr. 4 482 809, 4 872 980, 5 006 244 og 5 418 370, alle utgitt av Maarschalkerweerd. I innretningene beskrevet i de første tre av

disse patentene, blir mansjettene rundt UV lampen periodisk skitnet til med fremmede materialer, og deretter trenger manuell rensing for å fjerne disse materialene. Det siste patentet overkommer disse ulempene ved å fremskaffe et renseapparat som inkorporerer en rensemansjett som kommer i kontakt med en del av det utvendige til strålingskildesammenstillingen og bevegelig mellom en tilbaketrukket posisjon og en utvidet posisjon. Rensemansjetten omfatter kammeret i kontakt med del av strålingskilden, hvor kammeret er utstyrt med en renseoppløsning passende til å fjerne uønskede materialer. Slik fremgangsmåte og apparat for å rense har en tendens til å bli relativt komplisert og dyrt.

En enkel og effektiv fremgangsmåte og apparat for å rense utvendige overflater

av rør ville være fordelaktig.

Med tanke på ulempene med kjent teknikk beskrevet ovenfor, er det et formål ved ett av aspektene til denne oppfinnelsen å fremskaffe en skraper for å fjerne avleiringer fra det utvendige av et rørformet element slik som et beskyttende kvartsark.

Følgelig fremskaffer et aspekt av foreliggende oppfinnelse, for fjerning av avleiringer f ra d en u tvendige s iden a v e t r ørformet e lement, e n sk raper, o mfattende e n ytre hylsen som definerer en innvendig åpen perifer fordypning og to justerte aksiale åpninger; et skrapeelement i form av en forlenget fleksibel metalltråd bøyd for å definere en serie med integrerende, sammenkoplede, fleksible segmenter, hvor hvert par med nærliggende s egmenter e r t ilkoplet gjennom en " knebøy"; k nebøyene e r p lassert i nne i nevnte utsparing med minst ett segment som strekker seg vesentlig langs en kårde av de aksiale, justerte åpningene; hvor, for å kunne tilpasse det rørformede elementet gjennom nevnte aksiale justerte åpninger, må det rørformede elementet deformere det nevnte minst ene segmentet utover, slik at fleksibiliteten til det deformerte segmentet dytter det innover mot rørelementet og forårsaker det å rense det rørformede elementet, mens skraperen beveger seg aksialt relativt til det rørformede elementet.

Et annet aspekt av foreliggende oppfinnelse fremskaffer en fremgangsmåte for å fjerne avleiringer fra den utvendige siden av et rørformet element, ved å benytte en skrape som beskrevet ovenfor, hvor fremgangsmåten omfatter å føre inn et rørformet element gjennom den evnte j usterte å pningene f or å d eformere d et n evnte m inst e ne se gmentet utover, hvor fleksibiliteten til det deformerte segmentet dytter det innover igjen mot det rørformede elementet og forårsaker det å rense det rørformede elementet mens skraperen beveger seg aksialt relativt til det rørformede elementet.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med noen utførelseseksempler og under henvisning til tegningene, der figur 1 er et eksplodert snitt av hovedkomponentene til en utførelse av denne oppfinnelsen; figur 2 er et aksialt tverrsnitt av de primære komponentene sett i figur 1 også i eksplodert relasjon; figur 3 viser en sammenstilt skraper sett fra enden hvor delene er vist i figurene 1 og 2, som illustrerer den teoretiske plasseringen av et segment av et skraperelement (laget av bøyd metalltråd), for å illustrere prinsippet av oppfinnelsen; figur 4 er et snitt tilsvarende til figur 3, som viser et rørformet element i tverrgående tverrsnitt som passerer gjennom de justerte åpningene av et hylseelement, med det rørformede elementet som bøyer skrapsegmentet ut av posisjon, som derved skaper et innoverpekende trykk, som tillater metalltrådsegmentet å rense en del av overflaten til det rørformede elementet; figur 5 er et aksialt perspektiv av skraperen, som viser et antall av metalltrådsegmenter; figur 6 er et aksialt tverrsnitt av en del av hovedholdeelementet til den andre utførelsen, som er tilsvarende til det samme elementet i figur 2; og figur 7 er et skjematisk perspektiv som viser e t r ørformet e lement, ets kraperelement, ogm idler f or å b evege s kraperelementet langs det rørformede elementet.

Foreliggende oppfinnelse fremskaffer en skrape avleiringer fra den utvendige siden til et rørformet element, slik som et rørformet kvartsark. I spesielle utførelser, fremskaffer skraperen et skrapeelement for å komme i kontakt med det rørformede elementet. Et slikt skrapeelement kan ha form av en forlenget fjærende metalltråd holdt inne i en ytre hylse for å presentere segmenter av metalltråden som strekker seg langs en kårde til justerte aksiale åpninger. På denne måten, kan det rørformede elementet bli tilpasset gjennom åpningen kun ved å deformere metalltrådsegmentene utover. Fjæringen til segmentene dytter dem mot det rørformede elementet og bevegelser i lengderetningen av skraperen, resulterer i en rensing av overflaten til det rørformede elementet.

Oppmerksomhet er f ørst rettet til figur 1, s om i llustrerer fire b asiselementer t il skraperen 9 beskrevet nedenfor. De fire elementene er sett i aksialt justert men eksplodert relasjon for klarhet.

Vist lengst til venstre i figurl er en ytre hylse 10, til høyre for denne er det et skraperelement 12, etterfulgt av en skive 14 og en sikringsring 16. Mens figur 1 viser kun en skive 14 og en sikringsring 16, er det forstått at en komplett sammenstilling trenger to skiver og to sikringsringer.

Som vist på figur 2, har den ytre hylsen 10 form som en hul sirkulær sylinder med en ytre sylindrisk overflate 18 og en indre sylindrisk overflate 20. På den indre sylindriske overflaten 20 er det fremskaffet to atskilte spor 22, hver tilpasset til å motta en sikringsring 16. Hver sikringsring 16 er tilpasset slik at det er fleksibelt "knepper" inn i posisjon inn i tilsvarende spor 22. Som vist i figur 1, er hver sikringsring 16 et ringformet innhegningselement, formet slik at de frie endene 24 kan fleksibelt møte hverandre for å gjøre den effektive diameteren mindre og tillate den å gripe inn i posisjon.

Sikringsringene 16 er plassert fra hverandre for å tillate inkluderingen av to skiver 14, som hver ligger umiddelbart i nærheten til en av sikringsringene 16 (vist med stiplet linje inne i hylsen 1 0), og samtidig inneholde skraperelementet 12, som ligger mellom skrivene 14.

For å unngå forvirring, ønskes det å forklares til figur 2 at denne viser sikringsringen 16 i to posisjoner: både på utsiden og innsiden til hylsen 10, og tilsvarende hver skive 14 er vist både på utsiden og innsiden til hylsen 10. Posisjonen på innsiden for alle slike elementer er med stiplede linjer.

Med referanse til figur 1, skrapeelementet 12 tar formen av en forlenget fleksibel metalltråd bøyd for å definere en serie med integrerende, sammenkoplede fleksible segmenter 26, hvor hvert par med nærliggende segmenter 26 er koplet sammen gjennom en knebøy 28. Knebøyningene 28 er avrundede. Ved å være bøyd på denne måten består skrapeelementene av en serie av relativt rette deler koplet sammen i sekvens med en avrundet del. Mer nøyaktig, er skraperelementet 12 av en foretrukket utforming formet ved å bøye en fleksibel metalltråd for å danne en serie av tilnærmede trekanter med butte spisser, på en slik måte at hver knebøyer på en posisjon like i nærheten til, men ikke sammenfallende med, plasseringen av knebøyene som er tre segmenter unna fra den gitte knebøyen i hver retning.

Skraperelementet 12 er mottatt inne i en utsparing definert av hylsen 10 og de to skivene 14, som er identifisert med numre 30 i figur 2.

Som vist i figur 5, er resultatet av å bøye den forlengede fleksible metalltråden inn i formen vist i figur 1 at hovedsakelig alle metalltrådsegmentene strekker seg hovedsakelig langs kårder til de justerte aksiale åpninger 32 som er definert av skivene 14.

For å illustrere teoretisk hva som skjer, vises det til figur3, som viser kun et enkelt metalltrådsegment 26a utstrukket langs en kårde til åpningen 32. Ved å sammenlikne -figurene 3 og 4, kan det bli sett at når et rørformet element (vist i tverrgående tverrsnitt ved 34 i figur 4) inntar en sentrert posisjon inne i åpningen 32, og kan kun gjøre dette ved å tvinge metalltrådsegmentet 26a utover. Imidlertid, fordi metalltråden er fleksibel, vil den prøve å opprettholde sin posisjon i figur 3 og dens defleksjon utover vil forårsake den til å dytte innover mot den ytre overflaten til det rørformede elementet 34, som derved tillater det å utføre en skrapende og rensende handling på overflaten når skrapen 9 beveger seg langs det rørformede elementet 34. Ved å arrangere det slik at hovedsakelig alle metalltrådsegmentene presser innover mot det rørformede elementet på samme måte, vil det inntreffe en mangfoldig skrapehandling som er veldig effektiv og har høy virkningsgrad.

Som påpekt tidligere, er figur 5 en mer nøyaktig avbildning av skrapekon-figurasjonen.

Det skal videre påpekes at antallet metalltrådsegmenter vist på figurl er mye mindre enn det faktiske praktiske antallet, som er nærmere 100.

I utførelsen vist i figur 6, er den venstre siden av hylsen 10a endret til en enkel innoverprosjekterende flens 36, som utfører den samme funksjonen som den venstre skiven 14 (i figur 2).

Dermed kan det bli sett at hylsen 10, 10a med to eller med en skive (holdt på plass med en sikringsring 16) definerer en innvendig åpen perifer fordypning 3 0 og to justerte aksiale åpninger 32.

For å forbedre skrapefunksjonen til skraperelementene 12, kan den fleksible metalltråden være ikke-rund i tverrsnitt. Fortrinnsvis har den fleksible metalltråden et polygontverrsnitt, som fortrinnsvis er et firkantet tverrsnitt.

Det er forstått at skraperen 9 vil bli montert i assosiasjon med midler tilpasset for å støtte den i posisjon fra hvor den kan omkranse det rørformede elementet, og kan bli beveget aksialt relativt til det rørformede elementet. Dette er vist skjematisk på figur 7, som avbilder et rør 34, en skraper 9 tilkoplet til et transportelement 42 tilpasset til å bevege seg langs en gjenget skrue 44 i lengderetningen. Etter hvert som skruen 44 er rotert, vil transportøren 42 bli beveget til venstre eller til høyre (avhengig av følelsen for rotasjonen), og vil transportere skrapen 9 i lengderetningen til det rørformede elementet 34.

Mens to utførelser av denne oppfinnelsen har blitt illustrert i tegninger og beskrivelse ovenfor, vil det for en faglært være tydelig at endringer og modifiseringer kan bli gjort til denne uten å fravike det essensielle i oppfinnelsen, som er lagt frem i de vedlagte krav.

Claims (10)

1. Skraper (9) for å fjerne avleiringer fra den utvendige siden av et rørformet element (34), karakterisert ved en ytre hylse (10) som definerer en innvendig åpen perifer f ordypning o g to j usterte aksiale å pninger; et skraperelement (12) i f orm aven forlenget fleksibel metalltråd bøyd for å definere en serie av integrerte, sammenkoplede, fleksible segmenter (26), hvor hvert par av nærliggende segmenter er tilkoplet gjennom en knebøy (28); hvor knebøyene (28) er mottatt inne i nevnte fordypning med minst ett segment (26) som strekker seg hovedsakelig langs en kårde til de justerte aksiale åpningene; hvor, for å kunne tilpasse det rørformede elementet (34) gjennom nevnte justerte aksiale åpninger, må det rørformede elementet (34) deformere det nevnte minst ene segmentet (26) utover, slik at fleksibiliteten til det deformerte segmentet trykker det innover igjen mot det rørformede elementet (34) og forårsaker det å rense det rørformede elementet (34) mens skraperen (9) beveger seg aksialt relativt til det rørformede elementet.

2. Skraper i henhold til krav 1, karakterisert ved at den fleksible metalltråden (26) er ikke-rund i tverrsnitt.

3. Skraper i henhold til krav 1, karakterisert ved at den fleksible metalltråden (26) har et polygontverrsnitt.

4. Skraperen i henhold til krav 1, karakterisert ved at den fleksible metalltråden (26) har et firkantet tverrsnitt.

5. Skraper i henhold til ett av kravene 1-4, karakterisert ved at bøyningen av den fleksible metalltråden er slik at en gitt knebøy (28) ligger inne i utsparingen på en plassering nærliggende til, men ikke sammenfallende med, plasseringene til knebøyene (28) som er tre segmenter unna fra den gitte knebøyen (28) i en av retningene.

6. Skraper i henhold til ett av kravene 1-5, karakterisert ved at de justerte åpningene (14,16) er hovedsakelig sirkulære, og hvor hovedsakelig alle metalltrådsegmenter (28) strekker seg hovedsakelig langs kårder til de justerte åpningene.

7. Skraper i henhold til ett av kravene 1-6, karakterisert ved at i kombinasjon med midler for å støtte skraperen (9) i en posisjon hvor den kan omkranse det rørformede elementet (34) og kan bevege seg aksialt relativt til det rørformede elementet(34).

8. Skraper i henhold til krav 7, karakterisert ved at bøyningen av den fleksible metalltråden er slik at en gitt knebøy (28) ligger inne i utsparingen på en plassering i nærheten til, men ikke sammenfallende med, plasseringene til knebøyene (28) som er tre segmenter unna fra en gitt knebøy i en av retningene, hvor alle knebøyene (28) er avrundet.

9. Skraper i henhold til ett av kravene 1-8, karakterisert ved at nevnte ytre hylse omfatter et sylindrisk ytre element (10), et par med ringformede skiver (14) tilpasset til å passe inne i nevnte ytre element med innbyrdes avstand, og et par sikringsringer (16) for å holde skivene på plass, hvor det ytre elementet har innvendige perifere spor for å motta sikringsringene.

10. Fremgangsmåte for å fjerne avleiringer fra den utvendige siden av et rørformet element (34), ved å benytte en skrape (9) i henhold til krav 1, karakterisert ved å føre inn et rørformet element (34) gjennom de nevnte justerte åpningene for å deformere det nevnte minst ene segmentet (26) utover, hvor fleksibiliteten til det deformerte segmentet (26) dytter det innover igjen mot det rørformede elementet (34) og forårsaker det å rense det rørformede elementet (34) mens skraperen (9) beveger seg aksialt relativt til det rørformede elementet (34).