專利名稱：一種改進的清潔系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種使用移動清潔元件來清潔管道內部的清潔系統。
背景技術：
一個熱傳送系統通常具有一個冷凝器單元，該冷凝器單元包括引導流體的管道。人們已經提出了很多不同的方法來清潔上述管道的內壁，以防止當流體在管道中流動中時污垢或其他的不想要的沉淀物在管道內堆積。
一種提議的方法是使用用橡膠或海綿體材料制成的清潔球，這種清潔球的直徑比管道的直徑稍微大一點，這樣，當清潔球隨流體一起在管道中移動時，這些清潔球就被壓縮。通過這種方法，這些清潔球就與管道的內壁摩擦以便保持管道內壁的清潔且充分地避免沉淀物。通常來講，清潔球和流體，朝著流體流動的方向，從管道的上游端向下游端經過管道。清潔球在下游端從流體中分離出來，然后再循環回到管道的上游端。一個如專利文件US6,070,652中所描述的泵通常提供清潔球的再循環的裝置。
然而，使用泵來再循環清潔球的缺點在于，這樣的泵容易受到故障的影響，而且這樣的系統通常需要相當多的停工時間用于維護和修理。為了克服上面的缺點，人們提出了一種不使用泵來再循環清潔球的清潔系統，專利文件US5,592,990描述了這樣的一種系統的例子。在這種在先技術中，再循環的裝置包含了一個設置在管道的上游端和下游端之間的框室。該框室包括一個帶孔隔板，該隔板將該框室分成一個上室和一個下室。當這些球再循環并被該框室收集起來的時候，該隔板允許流體通過而進入下室，同時將這些球留在上室。該框室還包含一個第一通道，該通道將該上部室的一端與該管道的下游端相連，一個第二和第三通道，將上室的另一端與該管道的上游端的第一和第二部分相連，這樣，該管道的第二部分具有相對于第一部分的稍微低一點的壓力，但是比管道的下游端高。該框室還包含有一個第四通道，該通道將該下室與一個具有比其他三個通道中任意一個低的壓力的壓力源相連。上述在先技術所公開的清潔系統還設置較多數量的閥門來控制流體在上面所述的不同的通道中的流動。該在先技術的缺點在于其設計的復雜性，該系統要求一系列有順序的動作來關閉和開啟這些較多數量的閥門以使該清潔球再循環。另外，為了使該清潔球進入該框室，設置在第四通道上的閥門必須打開，而這樣可能放出流體。因此，在每次該清潔球再循環的時候流體都會被浪費，而維護這樣一個系統的成本也會相對提高。
本發明的目的是提供一種清潔系統，該清潔系統減少至少一個該在先技術中的缺點。
發明內容
概括而言，本發明提供一種清潔管道的系統，該管道連在入口管和出口管之間，使用清潔元件，比如清潔球，該清潔元件通過控制兩個閥門的開和關來再循環。
本發明的第一個目的是一個清潔管道的系統，該管道用于引導流體通過，該管道連接在入口管和出口管之間，該系統具有較多數量的清潔球，該清潔球和流體一起在該管道中循環；一個分離器布置在出口管中，并且被安排用于將清潔球從流體中分離出來；一個再循環裝置包含一個安排用于收集該清潔球的框室，該框室具有被一個帶孔隔板分開的第一室和第二室，該帶孔隔板設置成允許流體通過流向第二室，但是清潔球不能通過；一個清潔球供應管，其具有一個對應于該框室的第一室的第一開口的入口和一個對應于入口管上第一個開口的出口；一個流體供應管，其具有一個對應于入口管上的第二開口的入口和一個對應于該框室第一室上的第二開口的出口；一個流體返回管，其具有一個對應于該框室第二室上的開口的入口和一個對應于出口管上的開口的出口；一個清潔球返回管，其具有一個對應于分離器上的開口的入口和一個對應于該框室的第一室上的第三開口的出口；一個將清潔球供應到入口管的裝置，其中，在流體供應管的入口形成高壓，在清潔球供應管的出口處形成低壓，壓力差導致了清潔球從該框室向入口管的移動；一個清潔球返回該框室的裝置，其中，在清潔球返回管的入口形成高壓，在流體返回管的出口形成低壓，壓力的不同導致清潔球從分離器回到該框室的移動，其中再循環裝置，提供清潔元件和返回清潔球的裝置，被安排用于有選擇的傳送較多數量的清潔球從入口管到出口管。
優選地，該清潔系統中的再循環裝置還包括一個第一閥門，設置在流體供應管上；一個第二閥門設置在流體返回管上；一個第一單向閥門，設置在該清潔球供應管上；一個第二單向閥門設置在清潔球返回管上。該第一單向閥門運行以傳送清潔元件從該框室到入口管，該第二單向閥門運行以傳送清潔球從分離器到該框室。
優選地，該清潔系統中的再循環裝置還包含一個設置在清潔球返回管上的第三閥門和一個設置在清潔球供應管上的第四閥門。
優選地，該清潔系統中供應清潔球的裝置是如下運行的通過打開該第一閥門且保持該第二閥門關閉，在該流體供應管的入口形成高壓，在清潔球供應管的出口形成低壓，高壓產生吸力吸引流體從入口管經過該流體供應管進入該框室，流過該框室的流體的力量帶著該清潔球從該框室經過該第一單向閥門進入清潔球供應管，其中的第四閥門依然打開，使清潔球流入入口管。
優選地，該清潔系統中返回該清潔球的裝置是如下運行的通過打開第二閥門并保持第一閥門關閉，在清潔球返回管的入口形成高壓，在流體返回管的出口形成低壓，高壓產生的吸力吸引流體和該清潔球從分離器經過該第二單向閥門進入該清潔球返回管，流體的力量帶著該清潔球經過該第二單向閥門進入清潔球返回管，進而進入該框室，其中所述的清潔球保留在該框室內，而同時，流體經過該框室內的帶孔隔板流回流體返回管，該流體返回管上的第二閥門仍然打開，進而進入出口管。
優選地，該清潔系統具有一個漏斗形狀的分離器。
優選地，該清潔系統中的分離器包含一些孔，各該孔允許流體流過但是清潔球不能。
優選地，該分離器上的孔是矩形槽形狀，每一個孔都有一個長度方向。
優選地，該分離器上的矩形槽的長度方向不是與漏斗的中心線平行的。
優選地，該清潔系統中的一個第一裝置用來旋轉流體和清潔球在管道之前的入口管中，這樣該清潔球可以隨機分布的進入管道。
優選地，該清潔系統中有一個第二裝置來旋轉流體和清潔球在該分離器之前的出口管，這樣，在該清潔球經過該管道中的通道時聚集在該清潔球表面的污垢從該清潔球表面松動而被流體帶走。
優選地，該用于旋轉流體和該清潔球的裝置的方向與該矩形槽的長度方向相反。
所描述的本發明的具體設備的好處是入口管和出口管之間壓力差形成吸力，提供了一種簡單并且成本效率高的方法來使清潔管道的清潔球再循環。這樣的一個系統也有利于環境，因為沒有流體浪費。
本發明對于清潔熱交換器或冷凝器的引導流體的管道特別有效，下面所描述的本發明正是這方面的應用。
下面將參考附圖，舉例描述本發明的具體設備，其中，圖1說明了根據本發明的一個清潔系統，包括一個用于收集靜止的清潔球的框室和一個分離器。
圖2說明了圖1所示的清潔系統中清潔球從該框室開始經過該管道的循環。
圖3說明了清潔球穿過管道并被圖1所示的分離器收集的情形。
圖4說明了清潔球循環回到圖1所示的框室的情形。
圖5說明了圖3所示的分離器的剖面圖，該分離器在清潔球穿過管道后將它們收集起來。
圖6是圖5所示的分離器的詳細視圖。
具體實施例方式
圖1說明了一種清潔系統，用于清潔冷凝器7中的管道8。
管道8是由較多是數量的平行間隔排列的管道構成的，連接到入口管5和出口管9。
冷卻流體，比如水，穿過管道8以冷凝另一種流體，如蒸汽或制冷氣體，該流體從入口25，經過管道8中的空間，至出口29循環。
該冷卻流體(在W1所指示的方向)從入口管1循環經過冷凝管8，該入口管1通過入口管5連結在冷凝器的管道8的上游端，在到出口管15，該出口管15通過出口管9連結在管道8的下游端。
該清潔系統包含較多數量的清潔元件并且在本具體設備中使用了清潔球20。這樣的清潔球20通常是由海綿體材料制成的并且它的直徑比管道8的直徑稍微大一點，這樣，當這些清潔球20受力穿過管道8時就會被壓縮，以防止管道內的微粒停留或沉淀。用這種方法，就會防止那些不想要的沉淀物在管道8中堆積，這些沉淀物會降低熱交換的效率，或甚至導致腐蝕。
該清潔系統還包含一種分離器12和再循環裝置以將清潔球20從出口管9傳送到入口管5。
分離器12的作用是在出口管9中將清潔球20從冷卻流體中分離出來。在這個實施例中，該分離器具有漏斗形外形。該分離器12置于出口管9和出口管15之間，該出口管15放出流體。該分離器12包含一些孔，安排這些孔以允許流體通過進入出口管15而清潔球不能。
優選地，這些孔的形狀是具有一個長度方向的矩形槽32，該長度方向向特定的方向傾斜，例如，從流體流動的方向看去逆時針方向。本實施例分離器12和矩形槽32的細節分別如圖5、6。該分離器12連接在再循環裝置上以傳送清潔球20從出口管9到入口管5。
在這個實施例中，循環裝置包含一個框室21用于收集清潔球20。該框室21具有一個帶孔隔板28將該框室21的內部分成在該隔板28兩側的一個第一室19和第二室27。該隔板28允許流體經過但是清潔球29不能通過，這樣清潔球20就聚集在該第一室19內。該框室21還可以包括一個蓋板18用來將第一室19蓋上，并且該蓋板18是可以移走的以便增加或移走清潔球20。
該再循環裝置還包括一個流體返回管16和一個清潔球返回管17。該流體返回管16用來連接該框室21和出口管15以傳送流體(不是清潔球20)從該框室21到出口管15。該流體返回管16有一個入口30在該框室21的第二室27上和一個出口14在出口管15上。該清潔球返回管17用來連接該分離器12和該框室21以傳送該清潔球20從出口管9到該框室21。該清潔球返回管17具有一個入口13在分離器12上和一個出口31在該框室21的第一室19上。該清潔球返回管17的入口13的開口設置在對著出口管9中流體流動的方向W3，這樣該清潔球返回管17的入口13的壓力高于流體返回管16的出口14的壓力。該清潔球返回管17可以包括一個手動閥門HV2，該手動閥門始終開啟，除了替換或增加該清潔球20時。
該再循環裝置還包括一個清潔球供應管24和一個流體供應管23。該清潔球供應管24用來連接該框室21和該入口管5，以從該框室21向該入口管5供給清潔球20。
該清潔球供應管24有一個位于該框室21的第一室19上的入口26和位于入口管5上的出口3。該清潔球供應管24還可以包括一個手動閥門HV1，該手動閥門HV1始終打開，除了要更換該清潔球20時。該流體供應管23用于連接入口管5到該框室21以從該入口管5向該框室21供應流體。該流體供應管23具有一個位于入口管5上的入口2和一個位于該框室21的第一室19上的出口22。該流體供應管23上的入口2設置成與該入口管5中的流體流動W1的方向相反，這樣流體供應管23的入口2處的壓力就高于清潔球供應管24的出口3處的壓力。
該供應清潔球的裝置和該返回清潔球的裝置包含兩個閥門V1和V2，不只在流體供應管23和流體返回管16上來控制該清潔球20從該冷凝器的管道8的下游端通過該框室21到該冷凝器的管道8的上游端的流動。該供應清潔球20的裝置是通過打開開第一閥門V1且保持該第二閥門V2關閉運行的，這樣，該清潔球20就被從該框室21吸到該入口管5中。該返回清潔球20的裝置是通過打開該第二閥門且保持該第一閥門關閉運行的，這樣，該清潔球20就被從該分離器12吸到該框室21。
該框室21還包含了兩個止回閥或單向閥門CV1和CV2，布置在該清潔球供應管24和清潔球返回管17上。
該第一止回閥門CV1僅允許該流體和該清潔球20由該框室21向該入口管5的方向流動，但是反向不行。該第二止回閥門CV2僅允許該流體和該清潔球20由該分離器12向該框室21的方向流動，但是反向不行。
該清潔系統還可以進一步包含在入口管5和出口管9中的旋轉裝置，在本實施例中使用了螺旋槳。
一個第一螺旋槳4布置在該入口管5上，位于該管道8之前，用來旋轉該清潔球20，這樣，該清潔球20可以以隨機的模式進入該管道8，如參考資料數字6所示，該旋轉裝置確保該清潔球20在離心力的作用下隨機分布地進入該冷凝器7。一個第二螺旋槳10布置在出口管9上、該分離器12之前，這樣該流體和該清潔球20被旋轉起來，以使該清潔球在該分離器12的嘴部11處相互碰撞。這樣增加了該清潔球20之間的碰撞次數，以去除該清潔球20表面在經過管道8之后所積聚的污垢。
上面描述了該清潔系統的各種不同的組件，下面參考圖1、2、3和4，描述該清潔系統的運行。
我們假設一個初始位置，如圖1所說明的，該閥門V1和V2關閉，并且該清潔球20聚集在該框室21的第一室19內。由于該清潔球供應管24的出口3處的壓力比該清潔球返回管17的入口13處的壓力高，以及該兩止回閥門CV1和CV2的作用，該清潔球供應管24和該清潔球返回管17中沒有流體流動。
當冷凝器運行時，該冷卻流體通過入口管5。根據流體力學的原理，由于流體供應管23的入口2設置成與入口管5中流體流動的方向W1相反，該流體供應管23的入口2處的靜態壓力高于該清潔球供應管24出口3處的壓力。
壓力差產生一個吸力以將流體從入口管5通過該流體供應管23吸入該框室21，并且將該流體和該清潔球20通過從該框室21該清潔球返回管24吸入該入口管5。
為使該清潔球20能被該框室21推入該入口管5，該第一閥門V1打開同時該第二閥門V2關閉，這樣，流體就被從入口管5吸入該框室21中，并且該清潔球20就被從該框室21吸入入口管5，以循環到管道8來清潔管道8的內壁。圖2說明了這種情況。流體從流體供應管23流入該框室21和該清潔球20從該框室21通過該單向止向閥門CV1的流動方向在圖2中用粗體箭頭表示。
由于清潔球20的傳送而產生的清潔球供應裝置是通過打開該第一閥門且保持該第二閥門運行的。在這種情況下，從該框室21來的清潔球20被從該框室21吸到該管道8的上游端，基于該流體供應管23的入口2處和該清潔球供應管24的出口3處的壓力差。
在所有的清潔球20被吸入入口管5之后，閥門V1就關閉，V2仍然關閉。該清潔球20的供應在該第一閥門V1關閉時停止，如圖3所示。
該第一螺旋槳4在該第一閥門打開的時刻啟動，是流體流動W2和該清潔球20旋轉，結果，清潔球隨機地進入該管道8。
在清潔過程之后，該第二螺旋槳10再次旋轉清潔球20，這樣該清潔球20相互碰撞，污垢微粒就會被擦掉，這些污垢是清潔球20從管道8中帶出來，粘在清潔球20上的。該污垢微粒就被流體流動W3帶走，流出該出口管5。應該注意該第二螺旋槳10的旋轉方向，當與該分離器12上的傾斜槽32相比較時，該清潔球20最好朝相反的方向。例如，如果該傾斜槽32的長度方向是逆時針的，那么該清潔球20被該第二螺旋槳10旋轉的方向應該，最好，是順時針的。這將增加該清潔球20相互之間的碰撞。
在旋轉之后，該清潔球20聚集在該分離器12的嘴部11，如圖3所示。
根據流體力學原理，由于該清潔球返回管17的入口13設置成對著出口管9中流體流動的方向W3，所以該清潔球返回管17的入口13的靜態壓力高于該流體返回管16的出口14的壓力。
這個壓力差產生一個吸力將流體(和該清潔球20)從該分離器12通過該清潔球返回管17吸入該框室21，以及將流體(沒有清潔球20，因為該框室21上的帶孔隔板28)從該框室21通過該流體返回管16吸入該出口管15。
該從分離器12返回清潔球20到該框室21的裝置是通過打開該第二閥門V2且保持該第一閥門V1關閉運行的，這樣，該清潔球20就被從該分離器12吸到該框室21，該流體(不是清潔球20，因為該框室21中的帶孔隔板28)被從該框室21吸入該出口管15。如圖4所說明的情形。
流體和該清潔球20從該清潔球返回管17進入該框室21的流動方向和流體從該第一室19進入該第二室27然后進入流體返回管16的流動方向用粗體箭頭表示。
最后，當該清潔球20回到該框室21的第一室19并聚集在那里，閥門V1和V2都關閉，如圖1所示。返回該清潔球20的操作將在該第二閥門V2關閉時停止。
可以看出，將該清潔球20返回到該框室21內的裝置是通過打開該第二閥門V2和保持該第一閥門V1關閉運行的。從該框室21向該清潔系統提供該清潔球20的裝置是通過打開該第一閥門V1和保持該第二閥門關閉運行的。在兩種操作中，該清潔球20通過該供應清潔球裝置的操作和該返回清潔球裝置的操作在再循環裝置中循環。在該兩種操作中，打開、關閉閥門V1、閥門V2，和反過來，造成該清潔球返回管17的入口13處和流體返回管16的出口14處的壓力差，以及流體供應管23的入口2處和清潔球供應管24的出口3處的不同壓力。整個系統的運行可以通過該兩閥門V1和V2很容易地控制，該兩閥門V1和V2可以用人工操作也可以機械操作。
當需求提高時，但該清潔球20需要替換時，該手動閥門HV1和HV2關閉，蓋子18打開，這樣，該清潔球就可以被替換。
雖然上面描述了一個關于本發明的較佳實施例，可以意識到的是，僅是為了提出一個例子，在沒有離開本發明的范圍內，如從屬權力要求所定義的，本發明還有很多種變化，修改和應用可以由技術熟練的人完成。
本發明的有利效果從所描述的實施例，可以看出整個清潔系統的運行可以簡單的通過該兩閥門V1和V2控制，該兩閥門V1和V2可以人工操作或提供一個自動操作它們的裝置。再者，整個清潔系統具有有限的運動部件，更穩定可靠且需要較少的維護。
另外，該清潔系統沒有浪費冷卻流體，該冷卻流體和該清潔球20一起很容易的再循環。
權利要求
1.一種用于清潔管道的系統，該管道能夠引導流體通過，并且連接到一個入口管和一個出口管，該系統包括較多數量的清潔球(20)，隨流體一起經過該管道循環；一個布置在該出口管(9)上的分離器(12)，該分離器(12)用于將清潔球(20)從流體中分出來；一個再循環裝置，包含一個框室(21)，用于收集該清潔球(20)，該框室(21)具有一個第一室(19)和第二室(27)由一個帶孔隔板(28)分開，該帶孔隔板(28)用于允許流體流過而進入第二室(27)但是該清潔球(20)不行；一個清潔球供應管(24)，其具有對應于該框室(21)的第一室(19)上的第一開口的入口(26)和一個對應于該入口管(5)上的第一開口的出口(3)；一個流體供應管(23)，其具有一個對應于該入口管(5)的一個第二開口的入口(2)和一個對應于該框室(21)的第一室(19)上的第二開口的出口(22)；一個流體返回管(16)，其具有一個對應于該框室(21)的第二室(27)上的開口的入口(30)和一個對應于該出口管(9)上的開口的出口(14)；一個清潔球返回管，其具有一個對應于該分離器(12)上的開口的入口(13)和一個對應于該框室(21)的第一室(19)上的第三開口的出口(31)；一個向入口管(5)提供清潔球的裝置，通過在該流體供應管(23)的入口(2)處形成一個高壓和在該清潔球供應管(24)的出口(3)處形成一個低壓，壓力差導致該清潔球(20)從該框室(21)向入口管(5)的傳送；一個向該框室(21)返回清潔球(20)的裝置，通過在該清潔球返回管(17)的入口(13)處形成一個高壓以及在該流體返回管(16)的出口(14)處形成一個低壓，壓力差導致清潔球(20)從該分離器(12)回到該框室(21)的流動，其特征在于，該再循環裝置，安排了供應清潔球的裝置和返回清潔球的裝置以有選擇地從入口管(5)向出口管(9)傳送較多數量的清潔球(20)。
2.根據權利要求1所述的清潔系統，其特征在于，該再循環裝置還包括一個第一閥(V1)，布置在該流體供應管(23)上；一個第二閥門(V2)，布置在該流體返回管(16)上；一個第一單向閥門(CV1)，布置在該清潔球供應管(24)上；一個第二單向閥門(CV2)，布置在該清潔球返回管(17)上；該第一單向閥門(CV1)運行將該清潔球(20)從該框室(21)傳送到該入口管(5)，即以該第二單向閥門(CV2)運行將該清潔球(20)從該分離器(12)傳送到該礦(21)上。
3.根據權利要求1或2所述的清潔系統，其特征在于，該再循環裝置還包括一個第三閥門(HV2)，布置在該清潔球返回管(17)上；一個第四閥門(HV1)，布置在該清潔球供應管(24)上。
4.根據權利要求1或2或3所述的清潔系統，其特征在于，一個供應清潔球(20)的裝置，通過打開該第一閥門(V1)并保持該第二閥門(V2)關閉運行，在該流體供應管(23)的入口(2)處形成一個高壓以及在該清潔球供應管(24)的出口(3)處形成一個低壓，高壓產生一個吸力將流體從入口管(5)經過該流體供應管(23)吸入該框室(21)，經過該框室(21)的流體流動的力量帶著該清潔球(20)從該框室(21)經過該第一單向閥門(CV1)進入該清潔球供應管(24)，進而進入入口管(5)。
5.根據權利要求1或2或3所述的清潔系統，其特征在于，一個返回該清潔球20的裝置，通過打開該第二閥門(V2)且保持該第一閥門(V1)關閉，在該清潔球返回管(17)的入口(13)處形成一個高壓以及在該流體返回管(16)的出口(14)處形成一個低壓，高壓形成一個吸力將該流體和清潔球從該分離器(12)經過該第二單向閥門(CV2)吸入該清潔球返回管(17)，流體的力量帶著改清潔球(20)，通過該第二單向閥門(CV2)，進入該清潔球返回管(17)，進而進入該框室(21)，所說的清潔球(20)保留在該框室(21)內，而流體經過該框室(21)內的帶孔隔板(28)流入該流體返回管(16)并進入該出口管(15)。
6.根據前述任意一項權力要求所述的清潔系統，其特征在于，該分離器(12)具有漏斗形狀。
7.根據權利要求6所述的清潔系統，其特征在于，該分離器(12)包含若干孔，該各孔允許流體流過，但是該清潔球(20)不能通過。
8.根據權利要求7所述的清潔系統，其特征在于，該各孔具有矩形槽(32)形狀，該各矩形槽(32)具有一長度方向。
9.根據權利要求8所述的清潔系統，其特征在于，該各矩形槽(32)的長度方向不是和該漏斗的中心線方向平行。
10.根據前述任意一項權利要求所述的清潔系統，其特征在于，其還包括裝置(4)，以在該管道(8)之前的入口管(5)中旋轉流體和該清潔球(20)。
11.根據前述任意一項權利要求所述的清潔系統，其特征在于，其還包括裝置(10)，以在該分離器(12)之前的出口管(9)中旋轉該清潔球(20)。
12.根據權利要求9或10或11所述的清潔系統，其特征在于，該旋轉裝置的方向與該矩形槽(32)的長度方向相反。
全文摘要
一種使用隨流體在管道中循環的清潔球來清潔管道的清潔系統。該系統包括一個分離器，該分離器上具有一個穿了孔的漏斗，這個漏斗允許流體通過，但是清潔球不能通過；一個設有帶孔隔板的框室，該帶孔隔板用于將該框室分成第一室和第二室；一個流體供應管的入口和一個清潔球供應管的出口被設立用于形成一個壓力差，從而產生一個吸力來完成清潔球通過清潔球供應管從框室回到管道中的再循環以清潔管道的管壁；一個清潔球返回管的入口和流體返回管的出口被設立用于形成一個壓力差，從而產生吸力來完成清潔球通過清潔球返回管從分離器進入框室。
文檔編號F28G1/12GK1650146SQ03809238
公開日2005年8月3日 申請日期2003年3月28日 優先權日2002年5月30日
發明者益生·彼得·蘇 申請人:海德堡技術控股私人有限公司