专利名称：用于清洁管道的清洁系统的制作方法
技术领域：
该发明涉及用于清洁管道的清洁系统。
背景技术：
在热交换器系统中，诸如在冷凝器、空调系统中的蒸发器或加热器中、及用于工业应用的加热或冷却装置中，污物或其他不需要的沉积物沿热交换器管道内部累积。去除这些污物或其他不需要的沉积物的一种方式是通过使用诸如由橡胶或海绵状材料制成的球或者带有由尼龙或金属制成的硬毛的球形物的清洁元件。该清洁元件在其沿该热交换器管道通过流体流动被运送时，摩擦该热交换器管道的内侧壁。该清洁元件通过清洁系统被引入该热交换器系统。该清洁元件离开该热交换器管道后，被回送到该清洁系统，用于进入该热交换器管道内的再循环。US5, 592，990披露了这样的清洁系统。US5，592，990的清洁球的容器用分隔物将该容器内部分成下部隔室和上部隔室。下部隔室允许流体通过，而清洁球留在上部隔室内。 该容器具有三条设置在该上部隔室内的通道，其中两条用于使该容器与入口管之间的流体连通，而第三条通道为了使该容器和出口管之间的流体连通。该容器具有设置在该下部隔室内，用于将来自该容器的流体排入大气的第四条通道。新加坡专利第107766号披露了另一清洁系统。新加坡专利第107766号的清洁球容器用分隔物将该容器内部分成下部隔室和上部隔室。下部隔室允许流体通过，而清洁球留在上部隔室内。该容器具有三条设置在该上部隔室内的通道，其中两条用于使该容器与入口管之间的流体连通，而第三条通道使该容器和出口管之间的流体连通。该容器具有设置在该下部隔室内的第四条通道、该下部隔室与出口管之间流体连通。上述两个系统的复杂之处在于，需要一系列的动作来关闭及开启它们各自系统内的阀门，以实现该清洁球的再循环，而这些阀门被连接在该容器和它们各自的入口及出口管之间。另外，US5，592，990及新加坡专利第107766号中容器的四条通道使得容器的设计复杂。得到具有简单架构的清洁系统将会很有益。
发明内容
根据本该发明的一方面，所提供的是用于清洁管道的清洁系统，该管道用于引导流体自其通过，并连接在入口管和出口管之间，该清洁系统包括容器；有孔的分隔物，该分隔物设置在该容器内并将该容器分成第一隔室和第二隔室；至少一件清洁元件，设置在该容器第二隔室内，其中有孔的分隔物的孔的尺寸能使该流体通过，但不会使该清洁元件通过该有孔的分隔物；流体供给导管，该流体供给导管连接至该容器第一隔室，用于在该入口管和该容器第一隔室之间建立起流体连通；清洁元件供给导管，在其中布置有方向阀，该清洁元件供给导管连接至该容器第二隔室，用于在该容器第二隔室和该入口管之间建立起流体连通，其中该流体供给导管和该清洁元件供给导管形成流体供给回路的局部，用于经由该入口管将该清洁元件从该容器第二隔室供给到该管道中；清洁元件回流导管，在其中布置有方向阀，该清洁元件回流导管连接至该容器第二隔室，用于在该出口管和该容器第二隔室之间建立起流体连通；以及流体回流导管，该流体回流导管连接至该容器第一隔室， 用于在该贮藏室容器第一隔室和该出口管之间建立起流体连通，其中该清洁元件回流导管和该流体回流导管形成流体回流回路的局部，用于经由该出口管使该清洁元件从该管道返回到该容器第二隔室中；阀门装置，可以操作该阀门装置以开/闭该流体供给回路并可以操作该阀门装置以开/闭该流体回流回路。 该阀门装置可以是具有三个口的三通阀，其中该容器第一隔室、该流体供给导管及该流体回流导管各自分别连接至该三通阀的各自的口，其中可以操作该三通阀同时将该流体供给导管和该流体回流导管都关闭。
控制器可以控制该阀门装置的操作。该方向阀可以是止回阀。该清洁元件供给导管和该清洁元件回流导管皆可连接至该容器第二隔室。该有孔的分隔物在该容器内可以大致垂直地延伸。压力释放装置可以连接至该容器的外壁上的开口，可操作该压力释放装置从该容器释放压力。该开口可以形成在该容器的该外壁的顶部，而且该压力释放装置可以包含连接至该开口的阀门，可操作该阀门释放在该容器内形成的滞留残存空气。该压力释放装置可以进一步包含管子，该管子自该压力释放装置起延伸，贯穿该容器侧壁上的该开口，进入该容器，且该管子自由端被布置得与该容器顶壁的该内侧表面非常接近；以及阀门，该阀门可以连接至该管子在该容器外的部分，还可操作该阀门以释放在该容器内形成的滞留残存空气。该管子自由端可以是锥形的，其中由该锥形管子自由端表面所界定的平面相对该管子自由端的纵向轴线可以形成大约20°到大约70°的角度。该开口可以在邻近该容器第一隔室的该容器的该外壁的局部上。该容器的外壁的顶部至少部分可以是透明盖，以允许观察该容器的内部。
透明盖可以由丙烯酸材料或钢化玻璃制成。连接至该容器第一隔室的该流体回流导管的入口部分，相对连接至该容器第二隔室的该清洁元件回流导管的出口部分是错开的。该流体回流导管的该入口部分的纵向轴线，与该清洁元件回流导管的该出口部分的纵向轴线，可以形成大约90°到大约180°的角度。该流体回流导管和该清洁元件回流导管可以连接至该容器上的相对侧。可以将维修阀布置在该清洁元件供给导管中，位于该清洁元件供给导管方向阀的下游；及可以将维修阀布置在该清洁元件回流导管中，位于该清洁元件回流导管方向阀的上游。可以将维修阀布置在流体供给导管中，位于该阀门装置的上游；及可以将维修阀布置在流体回流导管中，位于该阀门装置的下游。维修阀可以是手动阀。可以设计将清洁元件分离器放置在该出口管内，并且在该处收集该清洁元件，其
6中该清洁元件分离器具有孔，该孔的尺寸能使该流体通过，但不会使该清洁元件通过该孔， 并且该清洁元件分离器连接至该清洁元件回流导管。在该入口管处的该流体供给导管的该末端可以是锥形的，其中由该流体供给导管的该锥形末端表面所界定的平面相对该流体供给导管的该锥形末端的纵向轴线可以形成大约20°到大约80°的角度。在该入口管处的该清洁元件供给导管的该末端可以是锥形的，其中由该清洁元件供给导管的该锥形末端表面所界定的平面相对该清洁元件供给导管的该锥形末端的纵向轴线可以形成大约20°到大约80°的角度。在该出口管处的该流体回流导管的末端可以是锥形的，其中由该流体回流导管的该锥形末端表面所界定的平面相对该流体回流导管的该锥形末端的纵向轴线可以形成大约20°到大约80°的角度。系统可以包含具有入口和出口的管道；连接至该管道入口的入口管；连接至该管道出口的出口管；以及清洁系统，其中该流体供给导管和该清洁元件供给导管皆连接至该入口管，该流体供给导管所连接的位置比该清洁元件供给导管所连接的位置更近上游，用于在该流体供给导管处提供比在该清洁元件供给导管处更高的压力，其中该清洁元件回流导管和该流体回流导管皆连接至该出口管，与该清洁元件回流导管相连接的该出口管部分的横截面积比与该流体回流导管相连接的所述出口管部分的横截面积大，用于在该清洁元件回流导管处提供比在该流体回流导管处更高的压力，其中该清洁元件分离器具有较大横截面积的该出口管部分之内。该流体供给导管的该锥形末端和该清洁元件供给导管的该锥形末端可以皆在该入口管内，并且该流体回流导管的该锥形末端在该出口管内；其中该流体供给导管可被布置为使得该锥形末端表面在该入口管内面向向下游的流体流，该清洁元件供给导管可被布置为使得该锥形末端表面在该入口管内不面向向下游的流体流，该流体回流导管可被布置为使得该锥形末端表面在该出口管内不面向向下游的流体流。该管道可以是热交换器。
在附图中，类似的标记在所有不同的视图中大致都指的是同样的部件。该附图未必是合乎比例的，而是将重点放在绘示该发明的原理上。在下列说明中，参照下列
该发明的多种实施例，其中图1是根据本发明一实施例的清洁系统的示意图。图2到图4是根据本发明一实施例的清洁系统在清洁周期过程中不同阶段的示意图。图5A到图5C显示了根据本发明一实施例的容器的俯视图。图6A到图6C显示了从不同视角观看根据本发明一实施例的容器得到的横截面图。图7显示了根据本发明一实施例的出口管的部分的横截面图。图8显示了根据本发明一实施例的出口管的部分的俯视图。图9显示了使用根据本发明一实施例的清洁系统清洁管道的实例。
图IOA到图IOD是根据本发明一实施例的可用于清洁系统的阀门装置的操作位置的示意图。图11是根据本发明一实施例的清洁系统的示意图。
具体实施例方式尽管将参照特定的实施例显示并说明本发明的实施例，本领域的技术人员应当理解，在不脱离如本发明在附带的权利要求中所界定的精神和范围的同时，可对其形式和细节作出多种变化，。因而，本发明的范围由该附带的权利要求指明，并且因此意在包括落入该权利要求的等同物的含义和范围中的所有变化。可被理解的是，在相关附图中使用的共用的数字，指的是起相似或相同作用的组件。图1是根据本发明一实施例的清洁系统100的示意图。清洁系统100的一个效果在于，提供了简单的结构并同时能具有良好的自清洁性能。清洁系统100用于清洁管道102，该清洁管道102连接在入口管104和出口管106 之间，用于引导流体流过该管道。清洁系统100包含容器108。设置在容器108内的有孔的分隔物110将容器108 分成第一隔室108f和第二隔室108s。至少一件清洁元件112设置在容器第二隔室108s内。有孔的分隔物110的孔的尺寸能使流体通过，但不会使清洁元件112通过有孔的分隔物110。流体供给导管114连接至容器第一隔室108f，用于在入口管104和容器第一隔室 108f之间建立流体连通。清洁元件供给导管120连接至容器第二隔室108s，用于在容器第二隔室108s和入口管104之间建立流体连通。清洁元件供给导管120中布置有方向阀122。方向阀122使流体在一个方向上流动，即从容器108流入入口管104。因而，方向阀122防止入口管104 内的流体经过清洁元件供给导管120流入容器第二隔室108s。在操作过程中，流体供给导管114和清洁元件供给导管120形成流体供给回路 206(见图2、的局部，用于经由入口管104将清洁元件112从容器第二隔室108s供入管道 102。可被理解的是，清洁元件112经由清洁元件供给导管120离开容器第二隔室108s进入入口管104。清洁元件回流导管116连接至容器第二隔室108s，用于在出口管106和容器第二隔室108s之间建立流体连通。清洁元件回流导管116中布置有方向阀124。方向阀IM使流体在一个方向上流动，即从出口管106流入容器108。因而，方向阀124防止容器第二隔室108s内的流体经过清洁元件回流导管116流入出口管106。流体回流导管118连接至容器第一隔室108f，用于在容器第一隔室108f和出口管 106之间建立流体连通。在操作过程中，清洁元件回流导管116和流体回流导管118形成流体回流回路 406(见图4)的局部，用于经由出口管106将清洁元件112从管道102回流到容器第二隔室 108s 内。
流体从流体供给导管114流入容器108(包含容器第二隔室108s)，之后再流入清洁元件供给导管120，形成流体供给回路206(见图2~)。流体从清洁元件回流导管116流入容器108 (包含容器第二隔室108s)，之后再流入流体回流导管118，形成流体回流回路 406(见图4)。因而，从有孔的分隔物110的视角看，容器108内部有双向流动的流体。此双向流动的流体使得有孔的分隔物110能够自清洁。清洁系统100进一步包含阀门装置126，可操作阀门装置1 以开/闭流体供给回路206(见图2)及可操作阀门装置126以开/闭流体回流回路406。阀门装置126具有三种操作模式i)流体供给回路206(见图2)开启，而流体回流回路406(见图4)关闭。可以通过同时开启流体供给导管114并关闭流体回流导管118实现这种状态。ii)流体供给回路206(见图2)关闭，而流体回流回路406(见图4)开启。可以通过同时关闭流体供给导管114并开启流体回流导管118实现这种状态。iii)流体供给回路206(见图幻及流体回流回路406(见图4)皆关闭。可以通过关闭流体供给导管114并关闭流体回流导管118实现这种状态。阀门装置126是具有三个口(126i、U6ii和126iii)的三通阀。容器第一隔室 108、流体供给导管114及流体回流导管118各自分别连接至三通阀126的各口(U6iii、 126ii和。可以操作三通阀126同时关闭流体供给导管114和流体回流导管118两者。通过同时关闭流体供给导管114和流体回流导管118两者，流体供给回路206 (见图2) 及流体回流回路406(见图4)皆关闭。可选择地，如图1所示，容器第一隔室108f具有用于为流体进入容器第一隔室 108f建立通道的流体连接套管128。容器第一隔室流体连接套管1 经由连接导管132连接至三通阀1 的自已的口 126iii。连接导管132较佳地与流体连接套管1 对准。可被理解的是，连接导管132内的流动是双向的。建立流体供给回路206(见图幻后，连接导管 132变成流体供给导管114的局部。另一方面，建立流体回流回路406(见图4)后，连接导管132变成流体回流导管118的局部。可将机动的三通L型口的阀门(L-port valve)用作三通阀126。使用三通阀1 可为清洁系统100提供简单的结构，因为容器第一隔室108f将仅需单个口(流体连接套管 128)即可与三通阀1 交接。此外，仅需一个阀门(三通阀126)即可控制清洁系统100的操作。阀门装置1 可以是布置在流体回流导管118中的单个的阀门(未显示)和布置在流体供给导管114中的另一单个的阀门(未显示)，而不是使用三通阀。可以操作两个单个的阀以实现开启或关闭它们各自的流体导管118和114。通过使用阀门装置1 的单个阀门，流体供给导管114和流体回流导管118皆可以直接连接(未显示)至容器第一隔室流体连接套管128。流体供给导管114可以与流体连接套管1 对准。同样可被理解的是，可将流体连接套管128自容器第一隔室108f省去，而选择将流体回流导管118和流体供给导管114皆直接连接至容器第一隔室内各自的开口(未显示)。控制器134控制该阀门装置126的操作。控制器134通过电线连至阀门装置1 以控制阀门装置1 的操作。控制器134可以将无线信号发送至远程服务器(未显示)，用于提供反馈以监测清洁系统100。
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方向阀122和IM可以是止回阀，使流体流仅在一个方向上流动。清洁元件供给导管120和清洁元件回流导管116皆连接至容器第二隔室108。可选择地，如图1所示，容器第二隔室108s具有用于为流体进入容器第二隔室 108s建立通道的流体连接套管130。清洁元件供给导管120和清洁元件回流导管116皆连接至流体连接套管130。清洁元件回流导管116可以与流体连接套管130对准。同样可被理解的是，可将流体连接套管130自容器第二隔室108s省去，而选择将清洁元件回流导管和清洁元件供给导管皆直接连结至容器第二隔室内各自的开口。可以理解的是，在容器108上具有更少的口会提供更简单的结构。因而，仅有两个口(流体连接套管1 和130)时，容器108具有简单的结构。这个简单的结构仍然允许在清洁系统100的操作过程中建立流体供给回路206 (见图2、和流体回流回路406 (见图4)， 用于实现有孔的分隔物的自清洗。因为容器108内形成更多口会增加加工成本，所以简单的结构能节省加工成本。有孔的分隔物110在容器108内大致地垂直延伸。该大致垂直的布置通过提供与容器108内的流体漩涡的方向大体在同一平面的表面增强了有孔的分隔物110的自清洗。压力释放装置138连接至容器108的外壁上的开口 140，可操作压力释放装置138 用于从容器108释放压力。在对容器108进行维修工作时(如更换有孔的分隔物110或更换清洁元件112)， 操作压力释放装置138，以便使容器108内部与大气的压力相等。否则，直接打开容器108 会引起损伤。在操作压力释放装置138前，必须先关闭维修阀144、146、148及150，以隔离清洁系统100。根据图5C和6C，开口 140可以形成在容器108外壁的顶部。压力释放装置138可以具有连接至开口 140的阀门138v，可操作阀门138v释放在容器108内形成的滞留残存空气。回到图1，压力释放装置138进一步包含管子142，管子142自压力释放装置138 起延伸，贯穿容器108侧壁上的开口 140，进入容器108。管子142的自由端被布置得与容器108顶壁的内侧表面非常接近。阀门138v连接至管子142在容器108以外的部分，并且可进一步操作阀门138v用于释放在容器108内形成的滞留残存空气。当操作阀门138v开启管子142，会产生从管子142的自由端到容器108外部的吸取力。此吸取力将不仅仅释放在该流体充入清洁系统100过程中容器108内形成的滞留残存空气，还会将清洁元件112吸向管子142的自由端。因为清洁元件112太大而不能通过有孔的分隔物110，所以可以防止局限在容器第二隔室108s内的清洁元件112阻塞管子142 的自由端。较佳地，管子142的自由端和容器108顶壁的内侧表面之间的距离大约是1毫米。当容器108充满从清洁系统100注入的流体时，管子142的自由端接近容器108顶壁的内部表面会促进残存空气的去除。为了进一步提高将残存空气从容器108去除的速度，管子142的自由端可以是锥形的。由锥形的管子自由端的表面界定的平面相对管子自由端的纵向轴线形成大约20°到大约70°的角度。虽然开口 140被绘示成在邻近容器第一隔室108f的外壁的局部上(亦见图5A和 6A)，可被理解的是，开口 140也可以在容器第二隔室108s的外壁上(见图5B和6B)。然
10而，通过使开口 140位于容器第一隔室108f的外壁上，有孔的分隔物110可防止的额外的优势在于防止清洁元件112阻塞压力释放装置138在容器第一隔室108f内部的部分(例如管子142的自由端)。容器108外壁的顶部的至少一部分是透明盖136。透明盖136允许观察容器108 的内部。用户可以通过该透明盖检查清洁元件112的状态，并决定是否应该要换或者应该要引入更多清洁元件112。由丙烯酸材料或钢化玻璃制成的透明盖136的厚度可以是2厘米左右。丙烯酸材料适用的容器108内的压力预计大约是6巴或以下，丙烯酸材料提供的优势在于，通过钻通透明盖136以形成开口 140(见图5C)时不会裂开或破碎。此外，丙烯酸材料使得可在在透明盖136的周缘附近钻孔以用于穿过螺栓514(见图5A到5C)。螺栓514用于将透明盖 136固定在容器108顶部之上。相比丙烯酸材料，钢化玻璃能够耐受更高的温度或压力。举例来说，钢化玻璃适合用于透明盖136的场合是，容器108内的压力预计超过6巴。然而， 使用钢化玻璃时，不宜在透明盖136上钻取开口 502，因为这样做可能会使该玻璃裂开或破碎。作为替代，可以用合适形状的模具加工钢化玻璃透明盖136。钢化玻璃透明盖136可以通过类似环的环状器件装配在容器108的顶上。该环状物具有孔，该孔可使螺栓514穿过以将透明盖136固定在容器108顶部之上。从图5C中，可被理解的是，压力释放装置138连接至透明盖136内的开口 140。当容器108内的压力预计超过6巴时，清洁系统100较佳地仅具有一套压力释放装置138，位于邻近容器第一隔室108f (见图5A和6A)或者邻近容器第二隔室108s (见图 5B和6B)的外壁的局部。这避免了必须在透明盖136上形成用于连接压力释放装置的开口 140的需要，当开口 140形成在透明盖136上时，开口 140可能成为薄弱点，透明盖136可能从该薄弱点裂开或破碎。因而，通过使压力释放装置138连接至容器108侧壁上的开口 140，可以使用没有开口形成于内的透明盖(见图5A和5B)，没有开口形成于内的透明盖更不易受裂开或破碎的影响。该容器第一隔室的流体连接套管1 相对该容器第二隔室的流体连接套管130是错开的。之前提到过(亦见图1)，流体供给导管114和流体回流导管118连接至容器第一隔室流体连接套管128，而清洁元件回流导管116和清洁元件供给导管120连接至流体连接套管130。因而，连接至容器第一隔室108f的流体回流导管118的入口部分相对连接至容器第二隔室108s的清洁元件回流导管116的出口部分是错开的。这种错开的状态在流体从清洁元件回流导管116回流入容器108和经由流体回流导管118离开容器108时会产生漩涡效果(顺时针或逆时针)。这种漩涡效果从容器108内的清洁元件112的表面除去污物颗粒，与洗衣机的工作方式相似。同样可被理解的是，流体供给导管114的出口部分相对清洁元件供给导管120的入口部分可以是错开的。流体回流导管118的入口部分相对清洁元件回流导管116的出口部分，可以在径向上是错开的，最佳绘示来自图5。流体回流导管118的入口部分的纵向轴线506，与清洁元件回流导管116的出口部分的纵向轴线508，形成大约90°到大约180°的角度。相比流体回流导管118的入口部分的纵向轴线506与清洁元件回流导管116的出口部分的纵向轴线508对准的安排，这种径向错开提供了更强的漩涡效果，并因此更好地从清洁元件112的表面除去污物颗粒。从图5中，可以理解的是，流体供给导管114的出口部分相对清洁元件供给导管120的入口部分，可以在径向上错开。其它方位上的错开也是可能的。举例来说，流体回流导管118和清洁元件回流导管116可以连接至容器108上的相对侧，以便使流体回流导管118和清洁元件回流导管116 之间有垂直错开。类似地，流体供给导管114和清洁元件供给导管120可以连接至容器108 的相对侧，以便使流体供给导管114和清洁元件供给导管120之间有垂直错开。在流体回流导管118的入口部分和清洁元件回流导管116的出口部分之间也可以没有任何错开。类似地，在流体供给导管114的出口部分和清洁元件供给导管120的入口部分之间也可以没有错开。就像清洁元件回流导管116和流体供给导管114的出口部分一样，流体回流导管118和清洁元件供给导管120的入口部分可以在一个平面上。维修阀144布置在清洁元件供给导管120中，位于清洁元件供给导管方向阀122 的下游。类似地，维修阀146布置在清洁元件回流导管116中，位于清洁元件回流导管方向阀1 的上游。通过关闭维修阀144和146，并且操作阀门装置1 既关闭流体供给导管 114又关闭流体回流导管118，可以为维修而移去清洁系统100的若干组件。这些组件是清洁元件供给导管120在维修阀144的上游部分，清洁元件回流导管116在维修阀146的下游部分，以及容器108。维修阀148布置在流体供给导管114内，位于阀门装置126的上游。类似地，维修阀150布置在流体回流导管118内，位于阀门装置126的下游。通过关闭维修阀144、146、 148及150，可以为维修而移去清洁系统100的若干组件。这些组件是流体供给导管114在维修阀148的下游部分，阀门装置126、流体回流导管118在维修阀146的上游部分，以及容器 108。维修阀144、146、148及150以是手动阀。可以设计将清洁元件分离器152放置在出口管106内，并且在该处收集清洁元件 112。清洁元件分离器152上的孔702(见图7)的尺寸能使流体通过，但不会使清洁元件 112穿过孔702。清洁元件分离器152连接至清洁元件回流导管116。流体供给导管114在入口管104处的末端是锥形的。由流体供给导管114的锥形末端表面界定的平面相对入口管104的纵向轴线形成大约20°到大约80°的角度。流体供给导管114的锥形末端提高了进入流体供给导管114的流体的流速。清洁元件供给导管120在入口管104处的末端是锥形的。由清洁元件供给导管 120的锥形末端表面界定的平面相对入口管104的纵向轴线形成大约20°到大约80°的角度。清洁元件供给导管120的锥形末端提高了流出清洁元件供给导管120的流体的流速。流体回流导管118在出口管106处的末端是锥形的。由流体回流导管118的锥形末端表面界定的平面相对出口管106的纵向轴线可以形成大约20°到大约80°的角度。流体回流导管118的锥形末端提高了流出流体回流导管118的流体的流速。管道102具有入口 152和出口 154。入口管104连接至管道入口 152，出口管106 连接至管道出口 154。流体供给导管114和清洁元件供给导管120皆连接至入口管104。流体供给导管 114连接的位置比清洁元件供给导管120连接的位置更近上游。这在流体供给导管114处提供了比在清洁元件供给导管120处更高的压力。当操作阀门装置1 开启流体供给导管 114并关闭流体回流导管118，流体供给导管114处更高的压力使清洁元件112离开容器第二隔室108s进入清洁元件供给导管120(见图幻。清洁元件112然后从清洁元件供给导管 120进入入口管104(见图3)。清洁元件回流导管116和流体回流导管118皆连接至出口管106。连接清洁元件回流导管116的出口管部分154的横截面积比连接流体回流导管118的出口管部分156的横截面积大。这在清洁元件回流导管116处提供了比在流体回流导管118处更高的压力。 当操作阀门装置126关闭流体供给导管114并开启流体回流导管118，清洁元件回流导管 116处更高的压力使清洁元件112离开出口管106(见图4)进入清洁元件回流导管116。清洁元件112然后经由清洁元件回流导管116回流入容器第二隔室108s。通过在出口管部分IM处提供增大的横截面积，能实现更快的流速，以便使清洁元件112花费更少的时间回到容器108。可被理解的是，流体回流导管118可以连接至出口管106的处于出口管部分巧4下游的任意点上。清洁元件分离器152在具有较大的横截面积的出口管部分154内。流体供给导管114的锥形末端和清洁元件供给导管120的锥形末端皆在入口管 104内。流体回流导管118的锥形末端在出口管106内。流体供给导管114被布置为使得锥形末端表面在入口管104内面向向下游的流体流。清洁元件供给导管120被布置为使得锥形末端表面在入口管104内不面向向下游的流体流。流体回流导管118被布置为使得锥形末端表面在出口管106内不面向向下游的流体流。从图1中能够看出，流体回流导管118在出口管106内的部分存在90°的弯头。 可被理解的是，90°弯头的存在不是必需的，而可将大致直的流体回流导管118垂直连接至出口管106。类似地，流体供给导管114在入口管104内的部分存在90°的弯头，及清洁元件供给导管120在入口管104内的部分存在90°的弯头。管道102可以是热交换器。热交换器可以包含冷凝器、中央空调系统中的蒸发器及加热器。参照图1到4，说明包含清洁系统100在内的系统170的操作。图1显示了清洁周期起始状态的系统170，此时清洁元件112设置在容器第二隔室 108s内，并且操作阀门装置1 关闭流体供给导管114及关闭流体回流导管118。在清洁周期的起始状态(见图幻，流体202沿着入口管104向下流动。通过流量开关204感知流体202的流动。流量开关204发送传到控制器134的激活信号以及传到清洁系统100的其他电气组件的激活信号。可被理解的是，当没有流体流经系统170时，流量开关204除了切断清洁系统100内其他电气组件的电源外，还切断了控制器134的电源。控制器134激活阀门装置1 以开启流体供给导管114并关闭流体回流导管118。 这使流体202经由流体供给导管114，从入口管104流入容器108。因为方向阀IM被布置为仅允许流体202在出口管106朝向容器108的方向上流动，所以清洁元件回流导管116内的方向阀1 将防止流体202经过清洁元件回流导管116进入出口管106。因而，流体202 的流动将把清洁元件112运出容器第二隔室108s，而运入清洁元件供给导管120。随后，流体202的流动将把清洁元件112穿过清洁元件供给导管120的方向阀122运入入口管104， 清洁元件112然后将朝向管道102移动。相比较管道102内的各根管子的直径，将清洁元件112的尺寸设计得偏大。因而， 当清洁元件112穿过管道102时，可擦去沿管道102内表面的污垢沉积物。
如图3中所绘示的，在清洁元件112离开管道102后，流体流202将清洁元件112 运向清洁元件分离器152。因为清洁元件分离器152上的孔702(见图7)的尺寸比清洁元件112小，所以清洁元件分离器152会防止清洁元件112穿过，由此允许该流体、但不允许该清洁元件穿过孔702。清洁元件112会在清洁元件分离器152处积聚，并且不能够进入清洁元件回流导管116。这是由于流体供给导管114的开启及流体回流导管118的关闭带来了流体供给回路206(见图2、的建立，而由此中断了流体回流回路406(见图4)。在图4中，控制器134激活阀门装置126以关闭流体供给导管114并开启流体回流导管118。随着流体供给导管114关闭及流体回流导管118开启，容器108内的压力将会比出口管106的部分154内的压力低(由于容器108经过流体回流导管118与出口管106的部分156流体连通)。因而，清洁元件回流导管116为流体202将清洁元件112从清洁元件分离器152运入清洁元件回流导管116从而使清洁元件112回入容器第二隔室108s提供了通路。流体回流导管118为流体202流回出口管106提供了通路。由于横跨管道102的流体压力的降低，入口管104处的压力比出口管106处的压力高，所以流体202不会经由方向止回阀122沿清洁元件供给导管120倒流入入口管104。清洁元件112回流入容器第二隔室108s标志着一个清洁周期的结束，清洁元件 112会留在容器108直到下一个清洁周期。综上所述，清洁周期不要求额外的诸如来自机泵或空气压缩机的动力源以使清洁元件112穿过管道102进行循环。因而，清洁系统100是非动力驱动的。容器108内用于去除污物的清洁元件112的自动清洗延长了该海绵球的耐用性和有效性。此外，可被理解的是，在该清洁周期的过程中，来自出口管106的流体不回流至入口管104。这样，在管道 102是换热器的情形下，因为能防止出口管106内热的流体与入口管104内冷的流体混合， 所以能提高清洁系统100的冷却效率。图5A到图5C显示了图1的容器108的俯视图。容器108具有幕帘式光束传感器(curtain-beam sensor) 512，幕帘式光束传感器 512沿流体连接套管130设置，且可位于清洁元件回流导管116与和清洁元件供给导管120 连接之前的任何位置(见图1到图4)。幕帘式光束传感器512探测清洁元件112的移动、 尺寸、数量及颜色，用于监测清洁元件112的状态。从幕帘式光束传感器512提供的数据， 可以推断出是否需要更换清洁元件112。图6A到图6C显示了从不同视角观看图1的容器108得到的横截面图。从图6A和6B中，可以看出管子142的自由端602被布置得与容器108顶壁的内侧表面非常接近。如之前所提到的，管子的自由端602是锥形的。也可以从图6A和6B中看出，相对管子的自由端602的纵向轴线606，锥形的角度604是大约20°到大约70°。图6C显示了压力释放装置138连接至形成在容器108的顶部的开口 140。通过开启阀门138v操作压力释放装置138。图7显示了图1的系统170的出口管的部分154(即出口管106具有增大的横截面积的部分)的横截面图。从图7中，可被理解的是，清洁元件分离器152被设计为承靠着出口管的部分巧4 的内壁安装。图7也绘示了流体回流导管118的末端如何形成锥形。如之前所提到的，相对出口管106(见图1)的纵向轴线710，锥形的角度708是大约20°到大约70°。图7还绘示了如何布置流体回流导管118，以便锥形末端表面704在出口管106内不面向向下游的流体流。透明面板714(诸如观察玻璃)位于出口管的部分154处。透明面板714允许对于清洁元件112的视觉监测。清洁元件112会在清洁元件分离器152处堆聚，由此阻塞清洁元件回流导管116 的入口 712。可以通过使用突起物706防止堆聚，突起物706 —端连接至出口管的部分154 的内壁，而其相对端则在邻近清洁元件回流导管116的入口 712的位置。流经清洁元件分离器152的流体湍流使突起物706振动。因而，突起物706可充当非机动的振动装置。非机动的振动装置706在清洁元件分离器152处搅动清洁元件112，由此防止清洁元件回流导管116的入口 712处的阻塞。图8显示了图1的系统170的出口管的部分154的俯视图。图8绘示的是，相对清洁元件回流导管116连接至出口管的部分154的位置，流体回流导管118可以替代性地在另两个位置802和804处连接至出口管的部分154。图9显示了将被清洁元件112清洁的管道102(见图1到4)。随机分配器902放置在将沿入口管104设置的管道102的上游。随机分配器902被入口管104内流向管道 102的流体202激活，相对没有随机分配器902存在，随机分配器902可将清洁元件112更均勻地分配给管道102的各根管子。不管管子在管道102中的布置如何，随机分配器902 都能增加清洁元件112进入每根管子的概率。可以将螺旋桨、叶轮或具有弯曲或翘曲面的径向错开的板用作随机分配器902，使该清洁元件向不同方向转向。图IOA到IOD中的各图是阀门装置的操作位置的示意图。对于图IOA到10D，将机动的三通L型口的阀门用作阀门装置126。将图IOA到IOD与图1相比较，三通阀门口 126i连接至流体供给导管114，三通阀门口连接至流体回流导管118，三通阀门口 126iii经由流体连接套管1 连接至容器第一隔室108f。在图IOA中，三通阀126的操作位置是，口 126i和126ii同时开启(通过在口 126i 和126ii之间建立通路)，而口 126iii关闭。依次地，流体供给导管114开启，而流体回流导管118关闭。于是，流体供给回路206(见图幻建立。在图IOB中，三通阀126的操作位置是，口和126iii同时开启(通过在口和126iii之间建立通路)，而口 126i关闭。依次地，流体回流导管118开启，而流体
供给导管114关闭。于是，流体回流回路406(见图4)建立。在图IOC中，三通阀126的操作位置是，口 126i和126iii同时关闭，而口关闭。依次地，流体供给导管114和流体回流导管118皆关闭。在图IOD中，三通阀126的操作位置是，口和126iii同时关闭，而口 126i 开启。在流体供给导管114和清洁元件供给导管120之间没有流体流动，及在清洁元件回流导管116和流体回流导管118之间没有流体流动。可以通过控制器134将机动的三通阀1 编程为以顺时针方向操作，S卩，首先采用图IOA显示的位置，接着是图10B，最后是图10C。图IOC后，三通阀126将回归到图IOA显示的位置。
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参照图1到图4，三通阀1 可以使用以下的程序次序。使三通阀126保持图IOA 的位置一段时间，这段时间要足以(大约至少15秒)使清洁元件112(见图1)进入入口管 104。使三通阀1 保持图IOB的位置一段时间，这段时间要足以(大约至少30秒)使清洁元件112(见图1)从清洁元件分离器152回流入容器第二隔室108s。使三通阀1 保持图IOC的位置用于容器第二隔室108s内储存清洁元件112(见图1)，直到重复下一个清洁周期(大约15分钟)。图11是根据本发明一实施例的清洁系统1100的示意图。将图11与图1到4相比较，可以理解的是，在入口管104内的流体供给导管1114 和入口管104内的清洁元件供给导管1120内皆不必存在90°弯头。流体供给导管1114的锥形末端表面在入口管104内面向向下游的流体流，而清洁元件供给导管1120的锥形末端表面在入口管104内不面向向下游的流体流。回到图1到4，可以将球形海绵或具有硬毛的球形物用作清洁元件112。球形海绵或球形物较佳地宜具有与管道102中的各根管子的直径相等或稍大一些的尺寸。尺寸比管道102中的各根管子的直径尺寸大的不规则形状的海绵也可以用作清洁元件112。可以将管用作流体供给导管114、清洁元件供给导管120、流体回流导管118，及清洁元件回流导管 116。
权利要求
1.一种用于清洁管道的清洁系统，所述管道用于引导流体自其通过，并连接在入口管和出口管之间，所述清洁系统包括容器；设置在所述容器内并将所述容器分成第一隔室和第二隔室的有孔的分隔物； 至少一件清洁元件，设置在所述容器第二隔室内，其中所述有孔的分隔物的孔的尺寸能使所述流体通过，但不会使所述清洁元件通过所述有孔的分隔物；连接至所述容器第一隔室的流体供给导管，所述流体供给导管用于在所述入口管和所述容器第一隔室之间建立起流体连通；清洁元件供给导管，在其中布置有方向阀，所述清洁元件供给导管连接至所述容器第二隔室，用于在所述容器第二隔室和所述入口管之间建立起流体连通，其中所述流体供给导管和所述清洁元件供给导管形成流体供给回路的局部，用于经由所述入口管将所述清洁元件从所述容器第二隔室供给到所述管道中；清洁元件回流导管，在其中布置有方向阀，所述清洁元件回流导管连接至所述容器第二隔室，用于在所述出口管和所述容器第二隔室之间建立起流体连通，连接至所述容器第一隔室的流体回流导管，所述流体回流导管用于在所述容器第一隔室和所述出口管之间建立起流体连通，其中所述清洁元件回流导管和所述流体回流导管形成流体回流回路的局部，用于经由所述出口管使所述清洁元件从所述管道返回到所述容器第二隔室中；及阀门装置，可以操作所述阀门装置以开/闭所述流体供给回路，并可以操作所述阀门装置以开/闭所述流体回流回路。
2.如权利要求1所述的清洁系统，其中所述阀门装置是具有三个口的三通阀，其中所述容器第一隔室、所述流体供给导管及所述流体回流导管各自连接至所述三通阀的各自的口，其中可以操作所述三通阀同时将所述流体供给导管和所述流体回流导管都关闭。
3.如在先的任一权利要求所述的清洁系统，进一步包括控制所述阀门装置的操作的控制器。
4.如在先的任一权利要求所述的清洁系统，其中所述方向阀是止回阀。
5.如在先的任一权利要求所述的清洁系统，其中所述清洁元件供给导管和所述清洁元件回流导管皆连接至所述容器第二隔室。
6.如在先的任一权利要求所述的清洁系统，其中所述有孔的分隔物在所述容器内大致垂直地延伸。
7.如在先的任一权利要求所述的清洁系统，进一步包括连接至所述容器的外壁上的开口的压力释放装置，可以操作所述压力释放装置从所述容器释放压力。
8.如权利要求7所述的清洁系统，其中所述开口形成在所述容器的所述外壁的顶部， 而且所述压力释放装置包括连接至所述开口的阀门，可以操作所述阀门释放在所述容器内形成的滞留残存空气。
9.如权利要求7所述的清洁系统，其中所述压力释放装置进一步包含管子，所述管子自所述压力释放装置起延伸，贯穿所述容器侧壁上的所述开口，进入所述容器，且所述管子自由端被布置得与所述容器的所述顶壁的所述内侧表面非常接近；以及阀门，所述阀门连接至所述管子在所述容器外的部分，还可操作所述阀门以释放在所述容器内形成的滞留残存空气。
10.如权利要求9所述的清洁系统，其中所述管子自由端是锥形的，其中由所述锥形的管子自由端表面所界定的平面相对所述管子自由端的纵向轴线形成大约20°到大约70° 的角度。
11.如权利要求7到10所述的清洁系统，其中所述开口在邻近所述容器第一隔室的所述容器的所述外壁的局部上。
12.如在先的任一权利要求所述的清洁系统，其中所述容器的外壁的顶部至少部分是透明盖，以允许观察所述容器的内部。
13.如权利要求12所述的清洁系统，其中所述透明盖由丙烯酸材料或钢化玻璃制成。
14.如在先的任一权利要求所述的清洁系统，其中连接至所述容器第一隔室的所述流体回流导管的入口部分相对连接至所述容器第二隔室的所述清洁元件回流导管的出口部分是错开的。
15.如权利要求14所述的清洁系统，其中所述流体回流导管的所述入口部分的纵向轴线，与所述清洁元件回流导管的所述出口部分的纵向轴线，形成大约90°到大约180°的角度。
16.如权利要求1到14所述的清洁系统，其中所述流体回流导管和所述清洁元件回流导管在相对侧上连接至所述容器。
17.如在先的任一权利要求所述的清洁系统，进一步包括布置在所述清洁元件供给导管中且位于所述清洁元件供给导管方向阀下游的维修阀；以及布置在所述清洁元件回流导管中且位于所述清洁元件回流导管方向阀上游的维修阀。
18.如在先的任一权利要求所述的清洁系统，进一步包括布置在所述流体供给导管内且位于所述阀门装置上游的维修阀；以及布置在流体回流导管内且位于所述该阀门装置下游的维修阀。
19.如权利要求17或18所述的清洁系统，其中所述维修阀是手动阀。
20.如在先的任一权利要求所述的清洁系统，进一步包括设计成放置在所述出口管内并在该处收集所述清洁元件的清洁元件分离器，其中所述清洁元件分离器具有孔，所述孔的尺寸能使所述流体通过，但不会使所述清洁元件通过所述孔，并且所述清洁元件分离器连接至所述清洁元件回流导管。
21.如在先的任一权利要求所述的清洁系统，其中在所述入口管处的所述流体供给导管的所述末端是锥形的，其中由所述流体供给导管的所述锥形末端表面所界定的平面相对所述流体供给导管的所述锥形末端的纵向轴线形成大约20°到大约80°的角度。
22.如在先的任一权利要求所述的清洁系统，其中在所述入口管处的所述清洁元件供给导管的所述末端是锥形的，其中由所述清洁元件供给导管的所述锥形末端表面界定的平面相对所述清洁元件供给导管的所述锥形末端的纵向轴线形成大约20°到大约80°的角度。
23.如在先的任一权利要求所述的清洁系统，其中在所述出口管处的所述流体回流导管的所述末端是锥形的，其中由所述流体回流导管的所述锥形末端表面所界定的平面相对所述流体回流导管的所述锥形末端的纵向轴线形成大约20°到大约80°的角度。
24.一种系统包括具有入口和出口的管道；连接至所述管道入口的入口管；连接至所述管道出口的出口管；以及根据权利要求15所述的清洁系统，其中所述流体供给导管和所述清洁元件供给导管皆连接至所述入口管，所述流体供给导管所连接的位置比所述清洁元件供给导管所连接的位置更近上游，用于在所述流体供给导管处提供比在所述清洁元件供给导管处更高的压力，其中所述清洁元件回流导管和所述流体回流导管皆连接至所述出口管，与所述清洁元件回流导管相连接的所述出口管部分的横截面积比与所述流体回流导管相连接的所述出口管部分的横截面积大，用于在所述清洁元件回流导管处提供比在所述流体回流导管处更高的压力，其中所述清洁元件分离器在具有所述较大的横截面积的所述出口管部分之内。
25.如权利要求M所述的系统，其中所述流体供给导管的所述锥形末端和所述清洁元件供给导管的所述锥形末端皆在所述入口管内，并且所述流体回流导管的所述锥形末端在所述出口管内；其中所述流体供给导管被布置为使得所述锥形末端表面在所述入口管内面向向下游的流体流，所述清洁元件供给导管被布置为使得所述锥形末端表面在所述入口管内不面向向下游的流体流，并且所述流体回流导管被布置为使得所述锥形末端表面在所述出口管内不面向向下游的流体流。
26.如权利要求M或25所述的系统，其中所述管道是热交换器。
全文摘要
根据该发明的一方面，所提供的是用于清洁管道的清洁系统，该管道用于引导流体自其通过，并连接在入口管和出口管之间，该清洁系统包含容器；设置在该容器内并将该容器分成第一隔室和第二隔室的有孔的分隔物；至少一件清洁元件，设置在该容器第二隔室内，其中有孔的分隔物的孔的尺寸能使该流体通过，但不会使该清洁元件通过该有孔的分隔物；连接至该容器第一隔室且用于在该入口管和该容器第一隔室之间建立起流体连通的流体供给导管；清洁元件供给导管，在其中布置有方向阀，该清洁元件供给导管连接至该容器第二隔室，用于在该容器第二隔室和该入口管之间建立起流体连通，其中该流体供给导管和该清洁元件供给导管形成流体供给回路的局部，用于经由该入口管将该清洁元件从该容器第二隔室供给到入该管道中；在其内布置有方向阀的清洁元件回流导管，该清洁元件回流导管连接至该容器第二隔室，用于在该出口管和该容器第二隔室之间建立流体连通；连接至该容器第一隔室，用于在该容器第一隔室和该出口管之间建立流体连通的流体回流导管，其中该清洁元件回流导管和该流体回流导管形成流体回流回路的局部，用于经由该出口管使该清洁元件从该管道返回到该容器第二隔室中；以及阀门装置，可以操作该阀门装置以开/闭该流体供给回路及可以操作该阀门装置以开/闭该流体回流回路。
文档编号B08B9/02GK102369411SQ200980156795
公开日2012年3月7日 申请日期2009年3月31日 优先权日2009年3月31日
发明者何昀龙·M, 苏荣升 申请人:海德堡技术控股私人有限公司