专利名称：擦拭卡盘的制作方法
技术领域：
本发明属于废水处理领域，其中废水具体是指包含有害的有机污染物质的水。本发明是用来净化被污染的水的大而复杂的反应器的一小部分。在反应器净化水时，存在这种趋势，即反应产物沉积在反应器的内壁和管道上，从而降低处理效率。本发明用来除去反应器内部不希望有的沉积物以便保持它的效率。
1990年1月30日公告的美国专利No.4,897,246中，描述了一种用来处理被不希望有的有机化合物污染了的液体的氧化室。当液体流过氧化室时，它遭受来自大功率的紫外灯的高强度的紫外线辐射，紫外灯安装在石英管内，石英管延伸穿过反应室内的液体。同时，通过注入过氧化氢和可能的其它化学试剂，液体与其起化学反应。因为一般情况下许多污染物质同时存在，所以在反应器内发生复杂的化学反应。美国专利No.4,897,246已由本发明的发明人转让给本发明的受让人的前任。
使用该反应器遇到的问题之一是石英管被反应产物污染。这种污染降低室的光学效率到一定程度时，将不得不中断处理过程，取出石英管进行清洁。
为克服需要中断处理过程的问题，开发了往复运动式刮削器。该往复运动式刮削器环绕石英管，并由被处理的液体的压力和流动推动穿过室。一旦到达石英管的末端，刮削器将不引入注目地停住，等待偶而地反向流动，从而能将刮削器移动到石英管的相对着的另一端。美国专利No.5,227,140详细描述了该往复运动式刮削器和一个换向流动的液压系统。美国专利4,897,246和5,227,140公开的内容作为参考一并引入到本说明书中。
图1摘自美国专利No.5,527,140，表示现有技术中的往复运动式刮削器12正在管状反应室14内从左向右移动。往复运动式刮削器擦拭管状反应室14的内表面，同时擦拭包围紫外灯的石英管16的外表面。在已走过管状反应室14的整个长度以后，往复运动式刮削器停在一端的总管18内，等待反应器内的液体反向流动。
现有技术中的往复运动式刮削器的结构如图2中的放大所示，其结构意想不到的简单。它包括第一擦拭组件20，第二擦拭组件22，以及连接第一擦拭组件和第二擦拭组件的弹簧24。第一和第二擦拭组件20和22结构相同。擦拭件26呈环形盘状，由氟橡胶组成，夹在两层垫圈28和30之间。该三层结构通过螺钉紧固在一起，其中螺钉32是标准件。
弹簧24可屈服地抗压缩和拉伸，在优选实施例中由不锈钢丝组成。弹簧24充当弹性间隔器，以保持隔开擦拭组件20和擦拭组件22。
往复运动式刮削器不仅清洁管状反应室14的内表面，而且清洁石英管16的外表面。擦拭件26的外径比管状反应室14的内径大几千分之一英寸，擦拭件26的内径比石英管16的外径小几千分之一英寸。因此通过这种方式，擦拭件26与管状反应室14的内壁、以及石英管16的外壁均为压配合。因此，往复运动式刮削器由液体所产生的全部力推动在管状反应室14中穿过，但不仅仅受流体牵引力作用。
实验已经证明该往复运动式刮削器的设计相当好，但从实验中获得几个如下面所描述的想法，可以提高往复运动式刮削器的效率，尤其是在擦拭比较困难的情况下。
在本发明的第一优选实施例中，往复运动式刮削器上包括至少一个位于弹簧围成的空间内的擦拭卡盘。每个擦拭卡盘包括一个具有滑轮形状的主体，但有或多或少的径向切口，以便主体张开以牢固地容纳石英管。在张力作用下的一O型环向四周伸展，挤压主体靠在石英管上。在轴向方向，擦拭卡盘或多个擦拭卡盘被保持在第一擦拭组件和第二擦拭组件之间，但是，为了易于清洁，擦拭卡盘不安装到往复运动式刮削器上。
在本发明的第二实施例中，许多擦拭卡盘由定位架固定在一条线上，并沿轴向彼此隔开，该组件保持在弹簧围成的空间内，并以第一擦拭组件和第二擦拭组件为轴向界线。
在第三实施例中，擦拭卡盘呈与石英管同轴的笼形，该笼有圆柱形壁和两端平面。在石英管和圆柱形笼之间填充洗涤填料类材料，通过笼的弹性将该洗涤填料类材料轻轻地压在石英管上。
增加擦拭卡盘或多个卡盘可显著地提高往复运动式刮削器擦拭石英管表面的能力。当擦拭卡盘被包在往复运动式刮削器内时，往复运动式刮削器的重量不会压在卡盘上，因此可延长卡盘的寿命。而且，第一和第二擦拭组件保护擦拭卡盘不受可能会缩短卡盘寿命的紫外线和辐射热的影响。
本发明在组织和操作方法两方面的新颖的特点以及本发明的其它目的和优点，将通过下面结合附图描述几个优选实施例变得更易于理解。然而也应清楚地认识到，附图仅是为了图示和说明的目的，不是用来限制本发明。附图中图1是反应器的一部分的侧视图，局部剖面，表示现有技术中的往复运动式刮削器在反应室内正向一端位置接近；图2是图1中的往复运动式刮削器的放大侧视图，局部剖面，表示现有技术中的往复运动式刮削器的结构；图3是本发明优选实施例中的擦拭卡盘的前视图；图4是图3中擦拭卡盘的侧视图；图5是依据第一实施例的擦拭卡盘的侧剖视图；以及图6是依据第二实施例的擦拭卡盘的侧剖视图。
下面描述本发明的优选实施例。
图3和图4分别表示依据本发明优选实施例的擦拭卡盘的前视图和侧视图。擦拭卡盘是由聚四氟乙烯(TEFLON)制成的一整体部分，呈环形。内孔34的直径比石英管的外径小几千分之一英寸。擦拭卡盘的外径比图2中弹簧24的内径小几毫米。凹槽36延伸在擦拭卡盘的周围，以容纳张力下的O形环38。
擦拭卡盘包括以45°角从其一表面42延伸到另一表面43的狭长切口40。该狭长切口40允许擦拭卡盘被强制扩展，以便擦拭卡盘将紧紧配合在石英管16上。O形环38提供持续张力，即使孔34的直径由于磨损变大，仍保持擦拭卡盘与石英管紧密配合。这种结构也能使得，在擦拭卡盘沿石英管移动，遇到石英管的直径和圆度有少许变化时，仍能保持与石英管紧密配合。
讨论如何安排连接，图3中的擦拭卡盘和图2中的往复运动式刮削器之间的关系将会变得清楚。首先，图2中的第一擦拭组件20放置在石英管16上，靠近其一端。弹簧24已经附着到第一擦拭组件20上。然后，图3中的一个或多个擦拭卡盘滑过石英管的端部，推入弹簧24围成的空间内。每个往复运动式刮削器可以使用一到六个擦拭卡盘，使用擦拭卡盘的个数取决于所遇到的擦拭情况的难易。图3中擦拭卡盘的直径比弹簧24的内径小，因此，擦拭卡盘不会接触弹簧24，更不会干预弹簧24的工作。在擦拭卡盘或多个擦拭卡盘已滑入弹簧24内的空间之后，将第二擦拭组件22放置在石英管16上，接着用螺钉32将第二擦拭组件22连接到弹簧24上。这样，擦拭卡盘或多个卡盘就被锁在石英管16上第一擦拭组件20和第二擦拭组件22之间。如上所述，这些擦拭组件由欲处理的水的压力推动，无论是第一擦拭组件20还是第二擦拭组件22牵动，擦拭卡盘或多个卡盘总是被它们之中的一个推动。由于擦拭卡盘紧紧夹住石英管，所以无论任何沉积物聚集在石英管上，擦拭卡盘总能将其从石英管上清除。因此，由于擦拭管子导致的磨损发生在卡盘组件上，所以替换卡盘组件与替换往复运动式刮削器上的擦拭组件相比要容易些，并且成本较低。
往复运动式刮削器的重量落在第一和第二擦拭组件20和22上，而不是落在擦拭卡盘上，因此也避免了卡盘时间长会变形，从而延长了擦拭卡盘的寿命。
当往复运动式刮削器停在图1中末端总管18位置上时，擦拭卡盘被往复运动式刮削器的擦拭组件20或22保护而不会遭受紫外灯的紫外线辐射和热量。这也有助于延长擦拭卡盘的寿命。
一旦反向流动，在往复运动式刮削器开始移动时，往复运动式刮削器的擦拭组件移动进入管状反应室，但最初不会牵动擦拭卡盘和它们一起移动。一旦液体作用在往复运动式刮削器的擦拭组件上建立起活塞效应，卡盘被往复运动式刮削器的跟在后面的擦拭组件带进管状反应室内。这种结构允许擦拭器与石英管更紧密地配合，而不会使往复运动式刮削器停滞。它也允许往复运动式刮削器在流动速率比以前设计的完全靠擦拭件26完成所有擦拭工作的刮削器工作时所需的流动速率低得多的情况下起作用。这是因为往复运动式刮削器在它开始拉动擦拭卡盘沿管子运动之前，可以利用全部的液体压力，自由地移动进入管状反应室内并建立一个活塞效应。
其它类型的擦拭卡盘也是可行的。例如，在图5实施例中，许多擦拭器呈环形，擦拭器46是具有代表性的，由氟橡胶(VITON)组成，安装在定位器48内。如同图3中的擦拭卡盘，图5中的组件也占用弹簧24围成的位于第一擦拭组件20和第二擦拭组件22之间的空间。
在图6所示的擦拭组件中，一个小的圆柱形笼由位于其一端的擦拭卡盘50、位于其另一端的擦拭卡盘52以及连接擦拭卡盘50和52的螺旋形弹簧组成。这样形成的笼子内填允擦洗材料56，该擦洗材料可以是与所遇到的脏物相合适的不锈钢切屑或不锈钢棉组成。应该注意到，图6中所示的整个擦拭器组件的外径比图2中所示的弹簧24的内径小，并且其长度小于图2中擦拭组件20和擦拭组件22之间的最小间隔，从而允许图6中的组件适合安装到弹簧24所围成的空间内。这样也能使得往复运动式刮削器，在使用图6中的擦拭组件时，一旦反向流动时，能很容易地从它的停靠位置移动进入管内。
在完成本发明的最佳实施例中，已经发现在使用任何一种擦拭卡盘，减小图2中支承擦拭器的垫圈28和30的中心孔直径，以便它们压在石英管上，从而可消除往复运动式刮削器的中心孔变形。这有助于保持往复运动式刮削器和管状反应室的同心度，从而有助于更顺利且更可靠地建立起活塞效应，尤其是在低流速时。当使用擦拭卡盘时，往复运动式刮削器在低得多的流动速率下能运行的能力主要归因于不用牵动擦拭器在石英管上运动，从而能更容易地建立活塞效应。直到往复运动式刮削器移动进入管状反应室内足够程度，使得擦拭卡盘与跟在后面的擦拭组件的引导面接触时，才会开始牵动擦拭卡盘。
因此，该改进与往复运动式刮削器一起使用，可大大提高往复运动式刮削器的清洁能力，并且能够允许在流动速率比以前不使用擦拭卡盘时所需要的流动速率低得多的情况下运行。依据本发明，擦拭卡盘自身并不附着到往复运动式刮削器上，但代之以保持在后者的内部。显然该擦拭卡盘比往复运动式刮削器的第一和第二擦拭组件之间的间距短，这允许往复运动式刮削器在牵引擦拭卡盘沿石英管移动前，可作起始移动。
应该认识到，对这些一般性参数可作许多设计上的变化，这些等同的变化设计应该认为包含在本发明的范围内，本发明仅受后附的权利要求限制。
从上述可清楚知道，本发明的擦拭卡盘与往复式刮削器一起配合使用时，不仅可提高清洁效果，而且也使得可在较低流动速率下工作。这些优点证明擦拭卡盘在清洁被流动液体包围的管子的外表面是相当有用的。
权利要求
1.一种经改进的往复运动式刮削器，用于清洁安装在筒形反应室内与之同轴的管子的外表面，液体在管子和筒形反应室的壁之间的环形空间内流动，所述的这种往复运动式刮削器具有彼此隔开的第一擦拭组件和第二擦拭组件，以及连接所述第一擦拭组件和所述第二擦拭组件用于弹性保持所述两组件之间的空间的螺旋形弹簧，第一擦拭组件呈环形并处在与筒形反应室的轴线垂直的第一平面上，第二擦拭组件呈环形并处在与筒形反应室的轴线垂直的且与第一平面相分开的第二平面上，其特征在于，所述经改进的往复运动式刮削器还具有一个呈环形的擦拭卡盘，其处于所述第一平面和所述第二平面中间的一个平面上，环绕管子并紧紧夹住管子，可滑动，其外径小于螺旋形弹簧的内径，从而，所述擦拭卡盘被围在所述第一擦拭组件和所述第二擦拭组件之间，不会和所述螺旋形弹簧接触，从而，直到所述往复运动式刮削器与筒形反应室建立起类似活塞运动的关系，所述擦拭卡盘才会相对于管子运动，从而允许所述往复运动式刮削器在流动速率低于其没有所述擦拭卡盘时运行所可能需要的流动速率时也能运行。
全文摘要
一种可更换的擦拭卡盘,它可保持在现有技术中公知的往复运动式刮削器内,后者在筒形反应室内部被轴向推动,以去除反应室内表面和沿反应室长度方向延伸的较小的同轴线管的外表面上的反应产物。该可更换的擦拭卡盘呈环形,有成45°的切口,以便径向稍稍扩张以容纳较小的管子,并与之紧紧地滑动配合,从而刮去较小管子上的任何沉积物。擦拭卡盘上有一凹槽用以容纳一O形环。
文档编号B01J19/00GK1176631SQ95195666
公开日1998年3月18日 申请日期1995年2月18日 优先权日1994年10月14日
发明者罗纳德·L·彼得森 申请人:沃垦过氧化反应系统有限公司