專利名稱：用以清理流體傳導(dǎo)管道內(nèi)部的清理系統(tǒng)及其輔助裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用球體清理冷凝器和其他各式熱交換器管道內(nèi)部的系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及用以從這類系統(tǒng)由帶有球體的流動(dòng)流體中分出球體的裝置。本發(fā)明且涉及具有一壓縮機(jī)用以將一定容量的液體注入液體傳導(dǎo)系統(tǒng)的裝置。
用球體清理流體傳導(dǎo)管道內(nèi)部積層或任何其他積污的系統(tǒng)屬已知技術(shù)。這種系統(tǒng)一般具有分離裝置和球體循環(huán)裝置。分離裝置位于流體傳導(dǎo)管道下游和球體循環(huán)裝置之間，用以在球體每次經(jīng)過(guò)管道后從在系統(tǒng)內(nèi)環(huán)流的流體中分出球體以便將其送往球體循環(huán)裝置。球體循環(huán)裝置位于從球體循環(huán)裝置接受球體的分離裝置和流體傳導(dǎo)管道上游側(cè)之間，用以將球體在流體正壓下射入管道上游側(cè)以便球體經(jīng)由管道進(jìn)行循環(huán)。
普通的清理系統(tǒng)已知具有很多缺點(diǎn)。首先，分離裝置不便于將球體送往球體循環(huán)裝置，因而影響清理系統(tǒng)的總效率。其次，球體循環(huán)裝置用連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的泵使球體環(huán)行如美國(guó)專利3,882,939和Kintner的美國(guó)專利4,234,993所述，因而是費(fèi)用既高，又經(jīng)常需停機(jī)維修。而有的球體循環(huán)裝置又采用機(jī)械作動(dòng)的噴射器將球體射向管道上游側(cè)如Ben-Dosa的美國(guó)專利4,865,121所述，因而極易發(fā)生故障，因?yàn)榍蝮w往往在噴射器和分離器篩子之間卡住，這也經(jīng)常要求停機(jī)維修。再者，大量的傳導(dǎo)流體，一般為水，是作為廢水予以排放的。
因此，普遍認(rèn)為應(yīng)采用一種費(fèi)用較低、效率較高、能克服以上缺點(diǎn)的清理系統(tǒng)以便清理流體傳導(dǎo)管道的內(nèi)部。
本發(fā)明的主要目的是提供一種成本較低和簡(jiǎn)單有效的清理流體傳導(dǎo)管道內(nèi)部的清理系統(tǒng)及其輔助裝置。
因此，就本發(fā)明的第一方面一說(shuō)，本發(fā)明提供一種清理系統(tǒng)，用以清理流體傳導(dǎo)管道的內(nèi)部，清理系統(tǒng)具有(a)多個(gè)球體，用一流經(jīng)系統(tǒng)的流體帶動(dòng)；(b)分離裝置，用以在管道下游從流體中分出球體；(c)收集裝置，用以在分離裝置下游收集球體；(d)存儲(chǔ)裝置，用以存儲(chǔ)一定容量的注射流體，存儲(chǔ)裝置與收集裝置連通，存儲(chǔ)裝置與管道上游等處連通；(e)一壓縮機(jī)，用以定時(shí)地將壓縮空氣輸入存儲(chǔ)裝置而將部分定量注射流體從存儲(chǔ)裝置射向管道上游某處，部分定量注射流體經(jīng)過(guò)收集裝置而帶動(dòng)某些球體射向管道上游。
作為本發(fā)明的另一特點(diǎn)，收集裝置和存儲(chǔ)裝置組合在一單一的箱體內(nèi)。
作為本發(fā)明的又一特點(diǎn)，箱體具有一篩和帶一向下垂掛的管子的倉(cāng)斗。
作為本發(fā)明的又一特點(diǎn)，收集裝置和存儲(chǔ)裝置形成兩個(gè)分開的氣密箱體。
作為本發(fā)明的又一特點(diǎn)，存儲(chǔ)裝置至少充有收集裝置中流出的流體。
作為本發(fā)明的又一特點(diǎn)，系統(tǒng)還具有一減壓裝置，用以降低存儲(chǔ)裝置內(nèi)的壓力。
作為本發(fā)明的又一特點(diǎn)，減壓裝置為一泄放閥。
作為本發(fā)明的又一特點(diǎn)，減壓裝置為一泵。
作為本發(fā)明的又一特點(diǎn)，系統(tǒng)還具有傳感裝置，用以檢測(cè)存儲(chǔ)裝置內(nèi)定量流體的水位。
作為本發(fā)明的又一特點(diǎn)，系統(tǒng)還具有一用以操作本系統(tǒng)的定時(shí)器。
就本發(fā)明的第二方面來(lái)說(shuō)，本發(fā)明提供一種分離裝置，用以分出多個(gè)經(jīng)由流體傳導(dǎo)管道循環(huán)的球體，管道具有一上游側(cè)和一下游側(cè)，分離作用產(chǎn)生于管道的下游側(cè)，分離裝置具有(a)一導(dǎo)管，具有一入口，與管道下游側(cè)作流動(dòng)連通；一球體出口，與一球體循環(huán)裝置連接，用以使很多球體向管道上游側(cè)環(huán)流；一流體出口，與管道上游側(cè)連接；(b)一大體一上成筒形的篩子，大體上在入口和導(dǎo)管內(nèi)球體出口之間沿長(zhǎng)度方向延伸，用以在流體從入口連續(xù)地流向流體出口時(shí)在導(dǎo)管內(nèi)收集多個(gè)球體。
作為本發(fā)明的另一特點(diǎn)，入口的截面面積大體上等于一管道出口集管箱頸部的截面面積。
作為本發(fā)明的又一特點(diǎn)，篩子的截面面積大體上等于一管道出口集管箱頸部的截面面積。
作為本發(fā)明的又一特點(diǎn)，篩子的總開孔面積至少約為其截面面積的五倍。
作為本發(fā)明的又一特點(diǎn)，篩子的總開孔面積至少約為一管道出口集管箱頸部截面面積的五倍。
作為本發(fā)明的又一特點(diǎn)，球體出口大體上位于篩子的中心。
作為本發(fā)明的又一特點(diǎn)，裝置還具有用以在流體出口附近減少在流體流動(dòng)中產(chǎn)生渦流的機(jī)構(gòu)。
作為本發(fā)明的又一特點(diǎn)，裝置還具有用以在球體出口附近減少在流體流動(dòng)中產(chǎn)生渦流的機(jī)構(gòu)。
作為本發(fā)明的又一特點(diǎn)，裝置還具有用以促使很多球體朝向球體出口移動(dòng)的機(jī)構(gòu)。
作為本發(fā)明的又一特點(diǎn)，裝置還具有用以約束很多球體的運(yùn)動(dòng)而減少很多球體偏離球體出口軸線的機(jī)構(gòu)。
作為本發(fā)明的又一特點(diǎn)，篩子具有一無(wú)開孔的部分。
作為本發(fā)明的又一特點(diǎn)，篩子從入口向球體出口收縮。
作為本發(fā)明的又一特點(diǎn)，篩子具有一緊腰部分。
作為本發(fā)明的又一特點(diǎn)，裝置還具有一從球體出口向入口延伸的插入體。
作為本發(fā)明的又一特點(diǎn)，裝置還具有一與第一分離裝置平行的第二分離裝置，第二分離裝置具有一導(dǎo)管和一大體上在入口和球體出口之間延伸的大體上成筒形的篩子，導(dǎo)管具有一與管道下游側(cè)作流動(dòng)連通的入口、一與球體循環(huán)裝置入口連接的球體出口和一與一流體出口管線連接的流體出口。
作為本發(fā)明的又一特點(diǎn)，第二分離裝置的入口大體上與第一分離裝置的入口相對(duì)設(shè)置。
作為本發(fā)明的又一特點(diǎn)，裝置還具有第一和第二閥，分別位于第一和第二流體出口上。
就本發(fā)明的第三方面來(lái)說(shuō)，本發(fā)明提供一種清理系統(tǒng)，用以清理流體傳導(dǎo)管道的內(nèi)部，系統(tǒng)具有(a)多個(gè)球體，由一流經(jīng)系統(tǒng)的液體帶動(dòng)；(b)分離裝置，用以從管道的液流下游分出某些球體；(c)收集裝置，用以在分離裝置下游收集某些球體；(d)文氏管裝置，位于管道上游，與收集裝置連通，用以將球體抽向管道上游；(e)閥門裝置，用以定時(shí)地使大體上全部液體轉(zhuǎn)向而流經(jīng)文氏管裝置。
作為本發(fā)明的另一特點(diǎn)，收集裝置具有一可轉(zhuǎn)動(dòng)的篩子，以便取第一操作狀態(tài)而留住和收集球體，取第二操作狀態(tài)而在閥門裝置使液體轉(zhuǎn)向時(shí)通過(guò)文氏管裝置放出球體。
就本發(fā)明的第四方面來(lái)說(shuō)，本發(fā)明提供一種用以清理流體傳導(dǎo)管道的清理系統(tǒng)，具有(a)多個(gè)球體，由一流經(jīng)系統(tǒng)的液體帶動(dòng)；(b)分離裝置，用以將球體從管道下游的液體中分出；(c)收集裝置，用以收集分離裝置下游的球體；(d)泵送裝置，位于管道上游，與收集裝置連通，用以在泵的上游抽出球體；(e)閥門裝置，用以定時(shí)地使泵送裝置和收集裝置彼此連通。
作為本發(fā)明的另一特點(diǎn)，收集裝置具有一可轉(zhuǎn)動(dòng)的篩子，用以取第一操作狀態(tài)以便留住和收集球體，取第二操作狀態(tài)以便在閥門裝置使泵送裝置和收集裝置彼此連通時(shí)放出球體。
就本發(fā)明的第五方面來(lái)說(shuō)，本發(fā)明提供一種注射裝置，用以將一定容量取自一液體源的液體注入一液體傳導(dǎo)系統(tǒng)，裝置具有(a)一壓縮機(jī)，用以定時(shí)地供送壓縮氣體；(b)一罐，具有(i)一液體入口，定時(shí)地與液體源作流動(dòng)連通，用以接受一定容量的液體；(ii)一液體出口，定時(shí)地與液體傳導(dǎo)系統(tǒng)作流動(dòng)連通，用以送出某些定量的液體；(iii)一空氣入口，定時(shí)地與壓縮機(jī)連通，用以增加罐內(nèi)的主導(dǎo)壓力，以便送出某些定量的液體；(iv)一減壓閥，用以定時(shí)地降低罐內(nèi)的主導(dǎo)壓力。
現(xiàn)就本發(fā)明的實(shí)例按


如下，附圖中圖1a為本發(fā)明流體傳導(dǎo)管道清理系統(tǒng)優(yōu)選實(shí)施例的簡(jiǎn)圖，其中，球體存儲(chǔ)在球體循環(huán)裝置內(nèi)以便將其射向流體傳導(dǎo)管道的上游；圖1b為圖1a清系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖，其中，球體散布在整個(gè)流體傳導(dǎo)管道中，以便在清理系統(tǒng)的分離裝置內(nèi)聚集；圖1c為圖1a清理系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖，其中，球體存儲(chǔ)在分離裝置內(nèi)，以便送往清理系統(tǒng)的循環(huán)裝置；圖2為圖1清理系統(tǒng)改型后的簡(jiǎn)圖，改型后可以存儲(chǔ)全部用以將球體從分離裝置帶入球體循環(huán)裝置的冷卻流體；圖3a-3q為圖1清理系統(tǒng)分離裝置改進(jìn)和改型后的簡(jiǎn)圖，球體易于從中排出；圖4為一本發(fā)明新型分離裝置的簡(jiǎn)圖，具有平行的兩組分離裝置；圖5a、5b為本發(fā)明流體傳導(dǎo)管道清理系統(tǒng)第二實(shí)施例的簡(jiǎn)圖，其中，圖5a示出其球體循環(huán)裝置操作前的狀態(tài)，圖5b示出其球體循環(huán)裝置操作一定時(shí)間后的狀態(tài)；圖6a、6b為本發(fā)明流體傳導(dǎo)管道清理系統(tǒng)第三實(shí)施例的簡(jiǎn)圖，其中，圖6a示出其球體循環(huán)裝置操作前的狀態(tài)，圖6b示出其球體循環(huán)裝置操作一定時(shí)間后的狀態(tài)；圖7a、7b為注射裝置優(yōu)選實(shí)施例注射前和注射后的簡(jiǎn)圖，用以將一定容量的液體從液體源注入液體傳導(dǎo)系統(tǒng)。
本發(fā)明為一清理系統(tǒng)及其輔助裝置，采用球體來(lái)清理冷凝器和其他各式熱交換器的流體傳導(dǎo)管道。
對(duì)本發(fā)明清理系統(tǒng)及其輔助裝置的操作原理通過(guò)以下參照附圖所作說(shuō)明可取得更好的了解。
圖1a-1c為本發(fā)明清理系統(tǒng)10在不同操作階段的簡(jiǎn)圖，用以清理凝器12。冷凝器12具有流體傳導(dǎo)管道14，冷卻液體，如水，經(jīng)過(guò)流體傳導(dǎo)管道使流經(jīng)冷凝器管道14之間空間的流體(如蒸汽或致冷氣體)冷凝。通過(guò)泵20對(duì)冷卻流體在閉路內(nèi)作循環(huán)泵送，閉路包括位于冷凝器12上游側(cè)面與冷凝器12入口集管箱16連接的入口導(dǎo)管22、冷凝器管道14和位于冷凝器12下游側(cè)而與冷凝器12出口集管箱18連接的出口導(dǎo)管24。
一般來(lái)說(shuō)，清理系統(tǒng)10包括三個(gè)組成部分多個(gè)球體26，用以經(jīng)由冷凝器管道14作強(qiáng)制循環(huán)而清除已產(chǎn)生的細(xì)菌和結(jié)垢；分離裝置28；和球體循環(huán)裝置30。分離裝置28位于冷凝器12下游側(cè)和球體循環(huán)裝置30之間。分離裝置28用以在球體26每次經(jīng)過(guò)冷凝器管道14后將球體26從在系統(tǒng)10內(nèi)環(huán)流的流體中分出。分離裝置28通過(guò)導(dǎo)管32將球體26送到球體循環(huán)裝置30中。球體循環(huán)裝置30位于用以從球體循環(huán)裝置接受球體26的分離裝置28和冷凝器12上游例之間。球體循環(huán)裝置30用以通過(guò)導(dǎo)管34將球體26射向冷凝器12的上游側(cè)。
導(dǎo)管32、34分別具有單向常關(guān)閥36、38。單向閥36在將球體26從分離裝置28送往球體循環(huán)裝置時(shí)開啟，單向閥38在由球體循環(huán)裝置30將球體26射向冷凝器12上游時(shí)開啟。此外，導(dǎo)管32、34分別具有常開閥40、42，在維護(hù)和修理球體循環(huán)裝置30時(shí)定期關(guān)閉。
分離裝置28具有以其入口46與冷凝器12下游側(cè)連接的旁路導(dǎo)管44、與出口導(dǎo)管24連接的流體出口48和用以通過(guò)導(dǎo)管32將球體26送往球體循環(huán)裝置30的球體出口50。出口導(dǎo)管24具有閥52，入口46具有閥54，流體出口48具有用以控制通過(guò)分離裝置28流體流量的閥56。一般來(lái)說(shuō)，閥52是關(guān)閉的，閥54、56是開啟的，使冷凝器12下游的流體流經(jīng)分離裝置28而不直接流向出口導(dǎo)管24。閥52的開啟和閥54-56的關(guān)閉是定期進(jìn)行的，以便中斷分離裝置28的操作而進(jìn)行清理和其他維修工作。
分離裝置28還具有一般為筒形的篩58，大體上在旁路導(dǎo)管44內(nèi)從入口46到球休出口50沿長(zhǎng)度方向延伸，使球體26在其間限制在大體上關(guān)閉的容積內(nèi)。在篩58的區(qū)域內(nèi)，球體26在流體從冷凝器12的下游側(cè)通過(guò)旁路導(dǎo)管44流向出口導(dǎo)管24時(shí)大體上作緩慢的橢圓形運(yùn)動(dòng)(如圖中A所示)。
現(xiàn)就從分離裝置28中將球體26完全排空而送往球體球體循環(huán)裝置30所采用具體優(yōu)選設(shè)計(jì)的特點(diǎn)說(shuō)明如下。為取得從篩58中完全排空球體26的條件對(duì)分離裝置28所采用的另外一些改進(jìn)則在以下按圖3a-3q另作說(shuō)明。首先，冷凝器管道14的出口集管箱頸部18a、入口46和篩58的截面面積大體上是相同的，因而使從冷凝器12通過(guò)分離裝置28流向出口導(dǎo)管24的流體作大體上平穩(wěn)的層流。其次，最好使橫斷篩壁平面上的壓差盡可能接盡于零，從而使球體26在篩58區(qū)域內(nèi)移動(dòng)時(shí)不致壓靠篩58壁體而在篩內(nèi)作自由環(huán)行。這種壓差在使篩58開孔總面積至少約五倍于其截面面積的情況下就完全可以得出。但，如果冷凝器管道14的出口集管箱頸部18a、入口46和篩58的截面面積并不相同，則篩58開孔總面積應(yīng)至少約五倍于一般決定著流量的冷凝器管道14出口集管箱頸部18a的截面面積。必須指出，篩子的總開孔面積定義為篩孔的總面積。第三，最好將球體出口50設(shè)于篩58的中心，以便在球體導(dǎo)管32內(nèi)的主導(dǎo)壓力降到出口導(dǎo)管24內(nèi)主導(dǎo)壓力以下時(shí)產(chǎn)生一強(qiáng)強(qiáng)烈旋渦，因而使球體26從分離裝置28中全部排空。
一般來(lái)說(shuō)，球體循環(huán)裝置30具有四個(gè)組成部分。首先是用以收集球體26以備將其射入入口導(dǎo)管22的收集器60。收集器60與用以從分離裝置28接受球體26的導(dǎo)管32和用以將球體26射向冷凝器12上游的導(dǎo)管34連接。收集器60最好具有足夠的存儲(chǔ)容積以使全部球體26進(jìn)入循環(huán)。其次是氣密罐62，用以存儲(chǔ)一定容量的注射流體，以便將流體經(jīng)由收集器60的放出而將存在其中的球體26帶往管導(dǎo)14的正上游。罐62可通過(guò)收集器60的放出口或從單獨(dú)的流體源(未示出)充以流體，最好具有足夠的存儲(chǔ)容量以便將存在收集器60中的全部球體射入流體的主通道中。第三是壓縮機(jī)64，用以通過(guò)帶閥68的空氣管66供送壓縮空氣以提高罐62內(nèi)的主導(dǎo)壓力而放出定量注射流體。第四是減壓器70，用以降低罐62內(nèi)的壓力而使清理系統(tǒng)10作好下一次球體26循環(huán)的準(zhǔn)備。減壓器70可以是一閥或一泵。一般來(lái)說(shuō)，減壓閥70向排放口71排放。壓縮機(jī)64、閥68和減壓閥70可通過(guò)定時(shí)器(未示出)按一定程序操作或在需清理冷凝器12時(shí)對(duì)其作手動(dòng)操作。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，最好將收集器60和罐62組合在一單個(gè)的箱體72內(nèi)，箱體具有一開口74，球體26通過(guò)此開口進(jìn)出。收集器60具有篩76，用以從由管道32通過(guò)開口74進(jìn)入的冷卻流體中分出球體26予以存儲(chǔ)以備再循環(huán)。罐62具有一收集盤78和一管80，收集盤用以收集由篩76流出的冷卻流體，管子從收集盤上向下垂掛。箱體72還可設(shè)一觀察玻璃82以便觀察球體26的收集和放出和一排放閥84以便清理和維修。收集器60和罐62也可以作分體設(shè)置。
如圖2所示，本發(fā)明的另一特點(diǎn)是，對(duì)球體循環(huán)裝置30可予以改型，使將球體26帶入此裝置的即非全部也是大部分的冷卻流體得以進(jìn)入循環(huán)而不致使其中一部分作為廢液從排放口71排出。在這種情況下，罐62的存儲(chǔ)容量可予加大，使其具有足夠的容量以存儲(chǔ)全部將球體26帶入收集器60的冷卻流體。就特定的裝置來(lái)說(shuō)，也可設(shè)置第二個(gè)罐86而通過(guò)接管88接受來(lái)自罐62的溢流。在這種情況下，壓縮機(jī)64通過(guò)裝有閥92的空氣管線90和與罐86連接的減壓閥94供送壓縮空氣。球體循環(huán)裝置30最好具有傳感器96a、96b，用以限定在球體循環(huán)裝置30內(nèi)冷卻流體的量大和量小容量。
現(xiàn)按附圖1a-1c說(shuō)明清理系統(tǒng)10的操作循環(huán)。如圖1a所示，球體26在將其射向管道14上游之前存儲(chǔ)在收集器60內(nèi)，如圖1b所示，球體26在通過(guò)分離裝置28分出之前散布在整個(gè)冷凝器12中，如圖1c所示，球體26在將其送往球體循環(huán)裝置30之前存儲(chǔ)在分離裝置28內(nèi)。
通過(guò)開啟閥68，關(guān)閉閥70并啟動(dòng)壓縮機(jī)64而使壓縮空氣通過(guò)送風(fēng)管66進(jìn)入罐62可使收集器60內(nèi)的球體26在流體壓力推動(dòng)下射向冷凝器12的上游。對(duì)罐62的主導(dǎo)壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其中一定容量的注射流體通過(guò)管子80和球體收集器60流動(dòng)，從而帶動(dòng)球體26。在從球體循環(huán)裝置30放出球體26時(shí)，罐62內(nèi)的主導(dǎo)壓力大于冷凝器12內(nèi)冷卻流體下游壓力而使單向閥36關(guān)閉，同時(shí)大于在冷凝器12內(nèi)冷卻流體上游壓力而使單向閥38開啟。在注射球體26后閥68關(guān)閉而減壓閥70開啟，使在流經(jīng)冷凝器12的冷卻流體和罐62內(nèi)的主導(dǎo)壓力之間形成促使單向閥38關(guān)閉的壓差。
在將球體26射向冷凝器12上游某處后，球體就被迫隨著清理系統(tǒng)10內(nèi)冷卻流體主流穿過(guò)冷凝器12大體上作順時(shí)針?lè)较颦h(huán)流。球體26穿過(guò)冷凝器管道14而在分離器裝置28篩58內(nèi)聚集。球體26在冷卻流體從冷凝器12下游側(cè)通過(guò)旁路導(dǎo)管44流向出口導(dǎo)管24時(shí)大體上在篩58的區(qū)域內(nèi)作緩慢的橢圓形運(yùn)動(dòng)如A所示。
在一般足以使即非全部也是大部球體26聚集在篩58內(nèi)的一定時(shí)間后，啟動(dòng)球體循環(huán)裝置30而使罐62內(nèi)主導(dǎo)壓力突然下降到出口導(dǎo)管24內(nèi)主導(dǎo)管壓力以下。這一突然降壓使通過(guò)分離裝置28的冷卻流體流動(dòng)突然轉(zhuǎn)向，使大部分冷卻流體不再通過(guò)流體出口48沿出口導(dǎo)管24放出而是通過(guò)球體出口50沿導(dǎo)管32放出。因此，球體26不再在篩58內(nèi)作緩慢的運(yùn)動(dòng)而是由冷卻流體的強(qiáng)烈旋渦將球體26通過(guò)球體出口50帶往球體循環(huán)裝置30，從而從篩58中排空球體26。
在從篩58中排空球體26后，調(diào)節(jié)罐62內(nèi)壓力，使流經(jīng)分離裝置28的冷卻流體重又經(jīng)過(guò)流體出口48流向出口導(dǎo)管24。在使帶動(dòng)球體26的冷卻流體通過(guò)篩76放出而存入罐62時(shí)，球體26就由篩76將其聚集在收集器60內(nèi)，必要時(shí)可使罐62從單獨(dú)的源頭充滿冷卻流體，使在罐內(nèi)存儲(chǔ)足夠容量的注射流體以便將全部存在罐60內(nèi)的球體射入入口導(dǎo)管22。根據(jù)覆蓋層和其他物體在冷凝器管道14內(nèi)沉積的速度，定期地進(jìn)行上述循環(huán)。
如圖3a-3g所示，在分離裝置28中，采取了進(jìn)一步的改進(jìn)以便從篩58中排出全部球體26。在圖3a-3c所示對(duì)分離裝置28所作改進(jìn)中使流體出口48靠近球體出口50而在圖3d、3g所示對(duì)分離裝置28所作改進(jìn)中使流體出口48靠近入口46。一般來(lái)說(shuō)，使流體出口48靠近球體出口50較好，因?yàn)榱黧w通過(guò)流體出口48的流動(dòng)促使球體26靠近球體出口50，因而便于排空球體。但，在某些安裝中在空間上不能滿足這種布置的要求，因而就使流體出口48近入口46。
一般來(lái)說(shuō)，改進(jìn)在于取得以下這些作用。首先，減少由于流體流經(jīng)流體出口48引起的渦流，特別是在球體出口50的附近。其次，促使球體26靠近球體出口50，使由球體導(dǎo)管32內(nèi)的壓降所造成的旋渦增加對(duì)球體26的拉力。第三，由球體導(dǎo)管32內(nèi)的壓降所造成的旋渦大體上可直接作用在球體26上，因而增加了對(duì)球體26的拉力。最后，約束球體26的運(yùn)動(dòng)而降低球體26偏離球體出口50軸線的程度，因而增加由導(dǎo)管32內(nèi)的壓降產(chǎn)生的旋渦拉力。
如圖3a-3c所示，在靠近篩58端頭和球體出口50附近設(shè)置無(wú)孔區(qū)98可使篩58適宜于減弱球體50附近的渦流。無(wú)孔區(qū)98大體上可作從半槽形(圖3a)到整圓筒形(圖3b)的延伸。也可以不對(duì)篩子58作變通處理而可使分離裝置28具有漏斗形插入體100(圖3c)，以其窄口朝向球體出口50以其寬口朝向入口46。篩58和插入體100構(gòu)成大體上延續(xù)的壁體，在入口46和球體出口50之間為球體26構(gòu)成一定的約束條件。插入體100約束球體26的橢圓形運(yùn)動(dòng)，使旋渦的拉力比較集中，以便通過(guò)球體出口50排空球體26。
如圖3d、3e所示，使篩子58上用以減弱渦流的無(wú)孔區(qū)102靠近流體出口48，從而將球體26所受干擾減少到最低程度。在分離裝置28內(nèi)可設(shè)置從球體出口50向入口46延伸的插入體104以引導(dǎo)由導(dǎo)管32內(nèi)的壓降所產(chǎn)生的旋渦拉力使球體26更易于從分離裝置28中排出。
如圖3f-3g所示，對(duì)篩58進(jìn)行改型，使其成為收縮形篩106或帶有緊腰部分110的篩108。篩106縮小球體26朝向球體出口50的分散程度，使由導(dǎo)管32內(nèi)的壓降所造成的旋渦增大其對(duì)球體26的拉力。相反，篩108在球體通過(guò)緊腰部分110后使球體26保持在球體出口50附近，這里，旋渦很容易從分離裝置28中排空球體。
如圖4所示，分離裝置112具有兩組分離裝置112a、112b。分離裝置112a、112b的結(jié)構(gòu)與分離裝置28相似，因此，對(duì)同類構(gòu)件采用相同編號(hào)。以下為明顯起見(jiàn)，使入口46a與入口46b大體上彼此相對(duì)，分離裝置112還具有閥114a-114b，分別位于流體出口48a、48b。
現(xiàn)就分離裝置112的操作進(jìn)行說(shuō)明。在正常的操作中，閥114a-114b開啟，使流經(jīng)冷凝器管道12的冷卻流體大體上分成兩等份經(jīng)由分離裝置112a、112b流向出口導(dǎo)管24。因此，球體26在由球體循環(huán)裝置30射出經(jīng)過(guò)冷凝器管道14后大體上分成兩等份進(jìn)入兩分離裝置112a-112b。為清楚起見(jiàn)，聚集在分離裝置112a內(nèi)的球體26示為球體26a而聚集在分離裝置112b內(nèi)的球體26示為球體26b。
在球體26聚集后，閥114A、114b中之一暫時(shí)關(guān)閉，例如閥114a關(guān)閉，以使從分離裝置112a的排空球體26a。關(guān)閉閥114a使原有流經(jīng)分離裝置112a的流體轉(zhuǎn)向而使全部流經(jīng)冷凝器12的流體流經(jīng)分離裝置112b，從而使球體26a大體上停留在篩58a區(qū)域內(nèi)。球體26a的停留使其易于在啟動(dòng)球體循環(huán)裝置30使球體導(dǎo)管32a中主導(dǎo)壓力低于入口46a內(nèi)主導(dǎo)壓力而使流經(jīng)分離裝置112a并造成強(qiáng)烈旋渦的情況下進(jìn)行排空。在排空球體26a后，閥114a開啟，閥114b暫時(shí)關(guān)閉，從而使球體26b同樣地從分離裝置112b中排空。在排空球體26b后，閥114b重新開啟而使分離裝置112恢復(fù)其正常操作。
圖5a、5b示出清理系統(tǒng)的第二實(shí)施例116，其中采用通過(guò)導(dǎo)管34與收集器60連通的文氏管裝置118，用以將球體26抽入位于冷凝器管道14上游的入口導(dǎo)管22。文氏管裝置118具有位于入口管122和出口管124之間的旁路導(dǎo)管120，旁路導(dǎo)管具有狹窄段126，使入口導(dǎo)管22上常開閥128的關(guān)閉造成流體轉(zhuǎn)向而流經(jīng)旁路導(dǎo)管120，從而使流經(jīng)狹窄段126的高速流體從收集器60中抽入球體26。必須指出，即使在閥128開啟時(shí)，流體仍流經(jīng)文氏管裝置118，但，由于入口導(dǎo)管22的直徑大于狹窄126的直徑，在入口集管箱16內(nèi)并無(wú)明顯的壓降。收集器60最好具有在致動(dòng)器132控制下的可轉(zhuǎn)動(dòng)的篩130，使其取第一操作狀態(tài)以便留住和收集球體26，取第二操作狀態(tài)以便在閥128關(guān)閉時(shí)放出球體26。
圖6a6b示出清理系統(tǒng)的第三實(shí)施例134，其中，收集器60在泵20上游與入口導(dǎo)管22連通以便在導(dǎo)管34中的閥136開啟時(shí)將球體26抽入導(dǎo)管內(nèi)。收集器60最好具有在致動(dòng)器132控制下的可轉(zhuǎn)動(dòng)的篩130，使其取第一操作狀態(tài)以便留住和收集球體26，取第二操作狀態(tài)以便在閥136開啟時(shí)放出球體26。
圖7a7b示出本發(fā)明液體注射裝置200的優(yōu)選實(shí)施例，用以將一定容量的液體從一液體源202注入液體傳導(dǎo)系統(tǒng)204?？梢岳斫?，液體注射裝置200為液體循環(huán)裝置30的變型實(shí)施方案，從液體源202取得的流入液體傳導(dǎo)系統(tǒng)204的液體可以是單相的或多相的，這取決于液體注射裝置200的具體工作情況。
裝置200一般具有一罐206，用以存儲(chǔ)取自液體源202一定容量的液體；一壓縮機(jī)208，用以將罐206中某些或全部容體注入系統(tǒng)204。罐206最好具有入口210和出口214，來(lái)自液體源202的液體沿入口管線212通過(guò)此入口流入罐內(nèi)，沿出口管線216通往系統(tǒng)204的液體通過(guò)此出口從罐內(nèi)流出。液體單相閥218、220分別裝在入口管線212和出口管線216上，用以使液體從液體源202流向系統(tǒng)204。單向閥218和220也可以是電磁閥。
壓縮機(jī)208提供壓縮流體，一般為壓縮空氣，通過(guò)空氣管線222罐206的空氣入口224連接?？諝夤芫€222裝有閥226和減壓閥228，分別用以從壓縮機(jī)208供送壓縮空氣和從罐206排出空氣而控制罐206內(nèi)的主導(dǎo)壓力。單向閥218合220、閥226以及減壓閥228可用多種方式進(jìn)行操作而使液體從罐206定期注入系統(tǒng)204。這些方式包括按一定程序、對(duì)應(yīng)于檢測(cè)罐206內(nèi)液體水位所用傳感器230a和230b的信號(hào)或手動(dòng)。
現(xiàn)對(duì)裝置200的一種操作循環(huán)按圖7a，7b進(jìn)行說(shuō)明，其中圖7a示出大體上排空的罐206而圖7b示出大體上充滿液體待注入系統(tǒng)204的罐206。液體從液體源202沿入口管線212通過(guò)開啟的單向閥218流動(dòng)而存入罐206。一般，閥226是關(guān)閉的而減壓閥228是開啟的，使罐206內(nèi)的主導(dǎo)壓力為大氣壓。使罐206內(nèi)的液體容量增大直至液體水位到達(dá)傳感器230a如圖7b所示。傳感器230a經(jīng)觸發(fā)傳出信號(hào)以開啟閥226而關(guān)閉減壓閥228，從而使罐206和壓縮機(jī)208之間連通。壓縮機(jī)208將壓縮空氣供送給罐206，使罐206由主導(dǎo)壓力足以關(guān)閉閥216而切斷從液體源202的供液，并將定量液體通過(guò)出口214沿出口管線216向系統(tǒng)204輸送。在大體上使罐206排空后，其中液位就到達(dá)傳感器230b如圖7a所示。傳感器230b經(jīng)觸發(fā)使減壓閥224開啟，使閥222關(guān)閉而降低罐206內(nèi)主導(dǎo)壓力，從而使裝置200作好下次液體注射的準(zhǔn)備。
這里就本發(fā)明有限的一些實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，可以理解，還可對(duì)本發(fā)明作出很多變更、修改和其他的應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種清理系統(tǒng)，用以清理流體傳導(dǎo)管道的內(nèi)部，清理系統(tǒng)具有(a)多個(gè)球體，用一流經(jīng)系統(tǒng)的流體帶動(dòng)；(b)分離裝置，用以在管道下游從流體中分出所述球體；(c)收集裝置，用以在所述分離裝置下游收集所述球體；(d)存儲(chǔ)裝置，用以存儲(chǔ)一定容量的注射流體，所述存儲(chǔ)裝置與所述收集裝置連通，所述存儲(chǔ)裝置與管道上游某處連通；(e)一壓縮機(jī)，用以定期地將壓縮空氣輸入所述存儲(chǔ)裝置而將部分所述容量的注射流體從所述存儲(chǔ)裝置射向所述某處，部分所述容量的注射流體經(jīng)過(guò)所述收集裝置而帶動(dòng)某些所述球體射向管道上游。
2.按權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述收集裝置和所述存儲(chǔ)裝置組合在一單個(gè)的箱體內(nèi)。
3.按權(quán)利要求2所述系統(tǒng)，其特征在于，所述箱體具有一篩和一帶一向下垂掛的管子的包斗。
4.按權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述收集裝置和所述存儲(chǔ)裝置形成兩個(gè)分開的氣密箱體。
5.按權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，存儲(chǔ)裝置至少充有從所述收集裝置中流出的流體。
6.按權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，還具有一減壓裝置，用以降低所述存儲(chǔ)裝置內(nèi)的壓力。
7.按權(quán)利要求6所述系統(tǒng)，其特征在于，所述減壓裝置為一泄放閥。
8.按權(quán)利要求6所述系統(tǒng)，其特征在于，所述減壓裝置為一泵。
9.按權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，還具有傳感裝置，用以檢測(cè)所述存儲(chǔ)裝置內(nèi)定量流體的水位。
10.按權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，還具有一用以操作本系統(tǒng)的定時(shí)器。
11.一種分離裝置，用以分出多個(gè)經(jīng)由流體傳導(dǎo)管道循環(huán)的球體，管道具有一上游側(cè)和一下游側(cè)，分離作用產(chǎn)生于管道下游側(cè)，分離裝置具有(a)一導(dǎo)管，具有一入口，與管道下游側(cè)作流動(dòng)連通；一球體出口，與一球體循環(huán)裝置連接，用以使很多球體向管道上游側(cè)環(huán)流；一流體出口，與管道上游側(cè)連接；(b)一大體上成筒形的篩子，大體上在所述入口和所述導(dǎo)管內(nèi)所述球體出口之間沿長(zhǎng)度方向延伸，用以在流體從所述入口連續(xù)地流向所述流體出口時(shí)在導(dǎo)管內(nèi)收集多個(gè)球體。
12.按權(quán)利要求11所述裝置，其特征在于，所述入口的截面面積大體上等于一管道出口集管箱頸部的截面面積。
13.按權(quán)利要求11所述裝置，其特征在于，所述篩子的截面面積大體上等于一管道出口集管箱頸部的截面面積。
14.按權(quán)利要求11所述裝置，其特征在于，所述篩子的總開孔面積至少約為其截面面積的五倍。
15.按權(quán)利要求11所述裝置，其特征在于，所述篩子的總開孔面積至少約為一管道出口集管箱頸部截面面積的五倍。
16.按權(quán)利要求11所述裝置，其特征在于，所述球體出口大體上位于所述篩子的中心。
17.按權(quán)利要求11所述裝置，其特征在于，還具有用以在所述流體出口附近減少在流體流動(dòng)中產(chǎn)生渦流的機(jī)構(gòu)。
18.按權(quán)利要求11所述裝置，其特征在于，還具有用以在所述球體出口附近減少在流體流動(dòng)中產(chǎn)生渦流的機(jī)構(gòu)。
19.按權(quán)利要求11所述裝置，其特征在于，還具有促使所述很多球體朝向所述球體出口移動(dòng)的機(jī)構(gòu)。
20.按權(quán)利要求11所述裝置，其特征在于，還具有用以約束所述很多球體的運(yùn)動(dòng)而減少所述很多球體偏離所述球體出口軸線的機(jī)構(gòu)。
21.按權(quán)利要求11所述裝置，其特征在于，所述篩子具有一無(wú)開孔的部分。
22.按權(quán)利要求11所述裝置，其特征在于，所述篩子從所述入口向所述球體出口收縮。
23.按權(quán)利要求11所述裝置，其特征在于，所述篩子具有一緊腰部分。
24.按權(quán)利要求11所述裝置，其特征在于，還具有一從所述球體出口向所述入口延伸的插入體。
25.按權(quán)利要求11所述裝置，其特征在于，還具有一與所述第一分離裝置平行的第二分離裝置，所述第二分離裝置具有一導(dǎo)管和一大體上在所述入口和所述球體出口之間延伸的大體上成筒形的篩子，導(dǎo)管具有一與管道下游側(cè)作流動(dòng)連通的入口，一與所述球體循環(huán)裝置的入口連接的球體出口和一與一流體出口管線連接的流體出口。
26.按權(quán)利要求25所述裝置，其特征在于，所述第二分離裝置的所述入口大體上與所述第一分離裝置的所述入口相對(duì)設(shè)置。
27.按權(quán)利要求25所述裝置，其特征在于，還具有第一和第二閥，分別位于所述第一和第二流體出口上。
28.一種清理系統(tǒng)，用以清理流體傳導(dǎo)管道的內(nèi)部，系統(tǒng)具有(a)多個(gè)球體，由一流經(jīng)系統(tǒng)的液體帶動(dòng)；(b)分離裝置，用以從管道的液流下游分出某些所述球體；(c)收集裝置，用以在所述分離裝置下游收集某些所述球體；(d)文氏管裝置，位于管道上游，與所述收集裝置連通，用以將所述球體抽向管道上游；(e)閥門裝置，用以定期地使大體上全部液體轉(zhuǎn)向而流經(jīng)所述文氏管裝置。
29.按權(quán)利要求28所述系統(tǒng)，其特征在于，所述收集裝置具有一可轉(zhuǎn)動(dòng)的篩子，以便取第一操作狀態(tài)而留住和收集球體，取第二操作狀態(tài)而在閥門裝置使液體轉(zhuǎn)向時(shí)通過(guò)所述文氏管裝置放出球體。
30.一種用以清理流體傳導(dǎo)管道的清理系統(tǒng)，具有(a)多個(gè)球體，由一流經(jīng)系統(tǒng)的液體帶動(dòng)；(b)分離裝置，用以將所述球體從管道下游的液體中分出；(c)收集裝置，用以收集所述分離裝置下游的所述球體；(d)泵送裝置，位于管道上游，與所述收集裝置連通，用以在所述泵的上游抽出所述球體；(e)閥門裝置，用以定時(shí)地使所述泵送裝置和所述收集裝置彼此連通。
31.按權(quán)利要求30所述系統(tǒng)，其特征在于，所述收集裝置具有一可轉(zhuǎn)動(dòng)的篩子，用以取第一操作狀態(tài)以便留住和收集球體，取第二操作狀態(tài)以便在閥門裝置使所述泵送裝置和所述收集裝置彼此連通時(shí)放出球體。
32.一種注射裝置，用以將一定容量取自一液體源的液體注入一液體傳導(dǎo)系統(tǒng)，所述裝置具有(a)一壓縮機(jī)，用以定期地供送壓縮氣體；(b)一罐，具有(i)一液體入口，定時(shí)地與液體源作流動(dòng)連通，用以接受一定容量的液體；(ii)一液體出口，定期地與液體傳導(dǎo)系統(tǒng)作流動(dòng)連通，用以送出某些所述容量的液體；(iii)一空氣入口，定期地與所述壓縮機(jī)連通，用以增加所述罐內(nèi)的主導(dǎo)壓力以便送出某些所述容量的液體。(iv)一減壓閥，用以定時(shí)地降低所述罐內(nèi)的主導(dǎo)壓力。
全文摘要
一種清理系統(tǒng)，用以清理流體傳導(dǎo)管道(14)的內(nèi)部。清理系統(tǒng)具有多個(gè)球體(26)，球體用流經(jīng)系統(tǒng)的流體帶動(dòng)；分離裝置(28)，用以從管道(14)下游的流體中分出球體(26)；收集裝置(60)，用以收集分離裝置(28)下游的球體；存儲(chǔ)裝置(62)，用以存儲(chǔ)一定容量的注射流體；一壓縮機(jī)(64)，用以定期地將壓縮空氣送入存儲(chǔ)裝置(62)，使部分定量的注射流體流經(jīng)收集裝置(60)帶著某些球體(26)流向管道(14)上游。
文檔編號(hào)F28G1/12GK1135257SQ94194159
公開日1996年11月6日 申請(qǐng)日期1994年11月18日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月18日
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