专利名称：具有安全释放闸门的球捕集器的制作方法 将用于擦净冷凝器的换热表面的清洁体引入将要流过热交换器的水中是为人们所公知的。当使用这种清洁体完成清洁时，它们必须从热交换器下游的水中捕捉或回收。在捕捉之后，该清洁体再循环到将被重新引入到冷却水中的冷凝器上游的位置。在下文中，清洁体称为清洁球，其成分不是本申请所关心的。已知提供了一种位于冷凝器下游的水流路径中以回收清洁球的球捕集器，其包括格栅、粗筛、筛网或格栅，以下简称筛网，并且棒间距小于球直径。还包括一装置，被捕捉的球通过该装置从下游管路中移除从而收集并随后根据需要重新引入上游。已经提出了多种球捕集器构造。通常，现有技术中的球捕集器包括仅在管线直径范围内设置(deploy)的筛网。所述筛网通常与流体流路的方向成一定角度设置，从而迫使清洁球沿筛网表面到达收集点，所述清洁球从该收集点清除出下游管。Voith的US 5,010,950，Koller的US 4,620,589，Patzig的US 4,539,115，以及Grewe的DE 3,411,461公开了这种球捕集器。现有技术的球捕集器所面临的问题在于筛网上的微小积垢或生物积垢。这可以限制冷却流体流过筛网并且导致筛网上游侧的压力增大。现有技术中的一些系统监视筛网两侧的压力，并且当压差达到给定极限时，筛网移动(通常旋转)从而打开管线进行自由流动。这种移动可以响应于紧急情况或执行回流以从筛网上清除污垢。因为筛网设置在管线内，该筛网的表面积受限于管直径和管内筛网的设置角度。通常，现有技术的筛网为椭圆的或部分椭圆的，其具有不大于管线横截面积的大约200-250％的表面积。本受让人的US 5,450,895中提供了对现有技术的球捕集器的可选方案。US 5,450,895公开了一种具有筛网“管”的球捕集器，该筛网“管”设置在主管线的一部分内并且从冷却流体的主流路伸出。US5,450,895的筛网提供了较大的筛网表面积。US 5,450,895涉及具有相对较小管线直径的系统，例如许多常见的工业应用，但是不适于具有大直径管线的高流量系统，例如发电厂冷却系统，因为它缺少在这类系统中所需要的释压结构。因此需要一种具有筛网的球捕集器，所述筛网具有大于或等于管线横截面积的300％的表面积，所述筛网包括安全释放筛网闸门，该安全释放筛网闸门在打开时允许冷却流体进行自由流动。


本发明是具有安全释放筛网闸门的球捕集器。
根据本发明的教导提供了一种用于使多个清洁球与流体分离的球捕集器，所述清洁球夹带在流体中通过管线的至少一部分，所述球捕集器包括(a)一圆柱形管部分，其设置有用于与管线互连的上游开口和下游开口，这样该管线的主流体流路穿过所述上游开口和所述下游开口；(b)一捕集器部分，其连接到所述圆柱形管部分上并具有与该圆柱形管部分成一定角度延伸的长度，所述连接提供了所述圆柱形管部分和所述捕集器部分之间的流体连通，所述捕集器部分包括清洁球出口；(c)一筛管，其具有在捕集器部分内大致纵向延伸的部分，所述筛管连接在上游开口和清洁球出口之间用于当流体从所述上游开口连续流向所述下游开口时在其中截留多个清洁球，所述筛管具有安全释放开口，其定位为用于从所述上游开口大致直流地流向所述下游开口，所述筛管成形为提供位于该筛管的至少一个壁和所述捕集器部分的至少一个壁之间的流体流动区域，从而提供通向所述下游开口的流体返回路径；和(d)一设置在所述筛管中的可移动筛网闸门，所述筛网闸门可在闭合位置和打开位置之间移动，在所述闭合位置，所述筛网闸门关闭使清洁球通过的所述安全释放开口，使得所述多个清洁球截留在筛管内并且通常导向所述清洁球出口，在所述打开位置，所述安全释放开口至少部分地打开使得管线中的流体流动阻力降低。
根据本发明进一步的教导，所述筛管具有大于管线横截面积的300％的表面积。
根据本发明进一步的教导，所述捕集器部分设置为圆柱形捕集器部分。
根据本发明进一步的教导，沿所述捕集器部分的长度延伸的所述筛管的部分设置为通常圆柱形的筛管部分。
根据本发明进一步的教导，所述筛管成形为沿第一方向从所述上游开口延伸通过所述圆柱形管部分的至少一部分，以及沿第二方向延伸通过所述捕集器部分的至少一部分。
根据本发明进一步的教导，可移动的筛网闸门设置在延伸穿过所述圆柱形管部分的所述筛网的一部分中。
根据本发明进一步的教导，所述可移动的筛网闸门设置在延伸穿过所述圆柱形管部分的所述筛网部分的下游端中。
根据本发明进一步的教导，所述可移动的筛网闸门围绕穿过管线中心点的轴线可旋转地移动。
根据本发明进一步的教导，所述轴线大体上垂直于主流体流路的方向和捕集器部分的长度。
根据本发明进一步的教导，所述可移动的筛网闸门可线性移动。
根据本发明进一步的教导，还提供了一筛网闸门移动机构，其设置为使筛网闸门在闭合位置和打开位置之间可选择地移动。
根据本发明进一步的教导，所述筛网闸门移动机构成形为使筛网闸门响应于筛网的上游和下游侧之间的给定压差自动移动。
根据本发明进一步的教导，所述筛网闸门移动机构设置为使筛网闸门移动至回流位置，这样沿主流体流路的方向流动的流体沿大致相反的方向流过筛网闸门。
根据本发明的教导，还提供了一种用于分离在通过管线的流体中循环的多个清洁球的方法，所述方法包括(a)提供一圆柱形管部分，其设置有用于与管线互连的上游开口和下游开口，这样该管线的主流体流路通过所述上游开口和所述下游开口；(b)提供一捕集器部分，其连接到所述圆柱形管部分上并具有与该圆柱形管部分成一定角度延伸的长度，所述连接提供了所述圆柱形管部分和所述捕集器部分之间的流体连通，所述捕集器部分包括清洁球出口；(c)提供一筛管，其具有在捕集器部分内大致纵向延伸的部分，所述筛管连接在上游开口和清洁球出口之间用于当流体从所述上游开口连续流向所述下游开口时在其中截留多个清洁球，所述筛管具有安全释放开口，其定位为用于从所述上游开口大致直流地流向所述下游开口，所述筛管成形为提供位于该筛管的至少一个壁和所述捕集器部分的至少一个壁之间的流体流动区域，从而提供通向所述下游开口的流体返回路径；(d)提供一设置在所述筛管中的可移动筛网闸门，所述筛网闸门可在闭合位置和打开位置之间移动，在所述闭合位置，所述筛网闸门关闭使清洁球通过的所述安全释放开口，使得所述多个清洁球截留在筛管内并且通常导向所述清洁球出口，在所述打开位置，所述安全释放开口至少部分地打开使得管线中的流体流动阻力降低；和(e)当流体从所述上游开口连续流向所述下游开口时，将多个清洁球截留在所述筛管中。
根据本发明进一步的教导，所述筛管提供大于管线横截面积的300％的表面积。
根据本发明进一步的教导，所述捕集器部分构造为圆柱形捕集器部分。
根据本发明进一步的教导，沿所述捕集器部分的长度延伸的所述筛管的部分构造为通常圆柱形的筛管部分。
根据本发明进一步的教导，所述筛管构造为沿第一方向从所述上游开口延伸通过所述圆柱形管部分的至少一部分，以及沿第二方向延伸通过所述捕集器部分的至少一部分。
根据本发明进一步的教导，所述可移动的筛网闸门设置在延伸穿过所述圆柱形管部分的所述筛网的一部分中。
根据本发明进一步的教导，所述可移动的筛网闸门设置在延伸穿过所述圆柱形管的所述筛网部分的下游端中。
根据本发明进一步的教导，所述可移动的筛网闸门构造为可围绕穿过管线中心点的轴线移动。
根据本发明进一步的教导，所述轴线大体上垂直于主流体流路的方向和捕集器部分的长度。
根据本发明进一步的教导，所述可移动的筛网闸门构造为可线性移动。
根据本发明进一步的教导，还提供了通过利用筛网闸门移动机构使筛网闸门在闭合位置和打开位置之间移动。
根据本发明进一步的教导，所述筛网闸门移动机构构造为使筛网闸门响应于筛网的上游和下游侧之间的给定压差自动移动。
根据本发明进一步的教导，所述筛网闸门移动机构构造为使筛网闸门移动至回流位置，这样沿主流体流路的方向流动的流体沿大致相反的方向流过筛网闸门。


在此参照附图仅以实例的方式对本发明进行描述，其中图1是根据本发明的教导构造并操作的球捕集器的第一优选实施例的示意性侧视图，显示了处于闭合位置的可旋转的筛网闸门；图2是图1所示实施例的示意性前视图，显示了处于闭合位置的可旋转的筛网闸门；图3是图1所示实施例的示意性侧视图，显示了向全部打开位置旋转的筛网闸门；图4是图1所示实施例的示意性前视图，显示了向全部打开位置旋转的筛网闸门；图5是图1所示实施例的示意性侧视图，显示了向回流清洁位置旋转的筛网闸门；图6是图1所示实施例的筛管的等角视图，显示了处于闭合位置的可旋转的筛网闸门；图7是根据本发明的教导构造并操作的球捕集器的第二优选实施例的筛管的等角视图，显示了处于闭合位置的可滑动的筛网闸门；图8是图7所示筛管的等角视图，显示了处于打开位置的可滑动的筛网闸门；和图9是成形有图7所示筛管的球捕集器的第二优选实施例的等角视图，显示了处于打开位置的可滑动的筛网闸门。

本发明是具有安全释放筛网闸门的球捕集器。
参考附图和所附说明可以更好地理解根据本发明的具有安全释放筛网闸门的球捕集器的原理与操作。
作为介绍，本发明的球捕集器设置为连接在管路中，这样管路中的主流体流路穿过该球捕集器。尽管本发明的球捕集器可以有利地用作用于清洁使清洁球循环通过的管道内部的任何基本已知系统的一部分，但是也可以按照与本受让人的US 5,450,895的清洗系统中所描述的相应特征相类似的方式而实现。该球捕集器包括具有可在闭合位置和打开位置之间移动的安全释放筛网闸门的筛管，在所述闭合位置，清洁球收集在球捕集器中，在所述打开位置，在管路中流动的流体阻力降低。该系统成形为使闸门通常处于闭合位置，并且可以为了清洁目的或响应于系统安全需要，例如，以非限制实例的方式，筛管上游和下游侧之间的给定压差而移动到打开位置，从而提供紧急释压结构。
在此将讨论本发明的球捕集器的两个优选实施例。在第一优选实施例中，图1-6，筛网闸门围绕垂直于管路的主流体流路的轴线旋转。在第二实施例中，图7-9，筛网闸门沿成形在筛网侧部上的轨道直线滑动。
相对于此处描述的本发明的两个优选实施例，筛管构造为设置在两个互连的管部分内的大致圆柱形的筛网。第一管部分具有连接到管路上的上游和下游开口使得该管路的主流体流从上游开口向下游开口流过球捕集器，并且第二管部分(在此称作“捕集器部分”)与所述第一管部分成一定角度延伸。尽管第一管部分和捕集器部分之间的优选角度在此描述为90度，但是该捕集器部分可以成形为以大致任意角度从第一管部分延伸。所述筛管设置在第一管部分和捕集器部分内并且在第一管部分中的上游开口和成形在捕集器管部分中的清洁球出口之间纵向延伸，这样，所述筛网的圆柱形壁与管的圆柱形壁分开。筛网和管的圆柱形壁之间的距离根据管线直径而不同并计算为不会限制流过球捕集器的流体。清洁球出口可以与根据US 5,450,895的球分离器所描述的值相关。可选地，清洁球出口可构造为允许流体和清洁球通过球清洁出口不断地流出球捕集器。在这种结构中，流过上游开口的流体进入筛管内部，流体的主流路直接通过筛网，优选地通过筛网闸门，并通过下游开口离开球捕集器。所述流体自由穿过整个筛管的多孔区域进入位于筛管和第一管部分和捕集器部分的壁部之间的区域，从而减少由存在于流体的主流路中的筛网所引起的对流体流动的任何阻力。应当注意，尽管球捕集器的两个管部分，即，第一管部分和捕集器部分优选地具有相等直径，但是不必总是如此，利用不等直径的第一管部分和捕集器部分构造而成的球捕集器包括在本发明的范围之内。另外，尽管此处的讨论及附图所参考的第一管部分和捕集器部分大致为圆柱形，但是这只是作为本发明优选实施例的非限制实例。应当理解，捕集器部分和筛管的至少一部分可具有大致任意适当的横截面轮廓，例如但不限于正多边形和封闭曲线。另外，所述横截面可以沿元件的长度变化。
可以容易地理解到，圆柱形筛的表面积等于其长度与其周长的乘积(圆柱的直径×pi)。因此，其长度和直径等于管线直径的筛网具有大约为管线横截面积的300％的表面积，并且其长度等于直径两倍的筛网具有大约为管线横截面积的800％的表面积。典型地，筛管的表面积为大约为管线横截面积的500％，并且筛管表面积的大约45％敞开以允许流体流过该筛管。
优选地，筛网由大致任意适当的材料制成，例如，但不限于不锈钢、碳钢、斯蒂尔耐蚀铜锡合金(steel metal)、聚合物和塑料。筛管构造为使流体流通口小于在系统中使用的清洁球的直径。
现在参见附图，图1-6显示了本发明的球捕集器2的第一优选实施例，并因此类似地进行标注。如上所述，第一管部分4包括上游开口6和下游开口8，所述上游开口设置有用于连接到所述管线(未显示)的凸缘6a，所述下游开口也设置有用于连接到所述管线上的凸缘8a。终止于管端盖12处的捕集器部分10从第一管部件4以一定角度延伸，所述管端盖设置有清洁球出口14。筛管20设置在第一管部分4和捕集器部分10内从而由上游开口6向管端盖12延伸，包括其中布置有清洁球出口14的管端盖12的区域。
以非限制实例的形式，大体上圆形的筛网闸门22布置在设于第一管部分4中的筛管20的部分的下游区域中。对筛网闸门来说，筛网材料24由加强筋26支撑使得筛网材料24设置在加强筋26的上游侧上。筛网闸门22在图1和2中显示为处于闭合位置，用于截留夹带于流过管线的流体中的清洁球。此处所示的闭合位置的非限制实例与通过球捕集器的主流体流路的方向成大约70度角。此处的附图显示了可旋转320度角的筛网闸门。利用处于闭合位置的筛网闸门，通过上游开口6进入筛管20的清洁球被转向进入定位于捕集器部分10内的筛管20的部分中以通过清洁球出口14移除。如上所述，清洁球出口可以与或不与用于控制清洁球和通过清洁球出口14的一部分流体的流动的阀相关，并且可以每隔一段时间或连续地对该流动进行控制。但是，可以通过任意基本已知的装置移除清洁球，因此这不是本申请所关心的。流体流过包括筛网闸门22在内的筛管20进入到位于筛管20和每一第一管部分4和捕集器部分10的壁部之间的区域30中，并通过下游开口8离开球捕集器2。人们注意到，筛管20的内径优选地等于管线的内径，因此，球捕集器的第一管部分4和捕集器部分10优选地具有大于管线的内径从而容纳筛管20。因此，流体在其流过筛管20时遇到的流动阻力通过提供穿过球捕集器的捕集器部分中的筛管可选流路而减少。
此处所示的筛网闸门22安装在由电机和齿轮组件42旋转的轴40上。在筛网20的上游和下游侧上对流体压力进行监控，并且在达到给定压差时对筛网闸门22的旋转起作用，此时，筛网闸门22将打开以减少对通过管线的流体流的流动阻力。图3和4显示了逆时针旋转大约75度后的筛网闸门22从而位于大体上平行于通过球捕集器2的主流体流路方向的平面内。
筛网闸门22还可以在需要时旋转用于回流清洗或其他保养要求。图5显示了在逆时针旋转大约160度后的筛网闸门22使得筛网材料24现在处于加强筋26的下游。在这种旋转成形中，筛网闸门22的通常上游表面现在为下游表面，并且任何积垢在流经筛网闸门22的流体作用下被冲走。
图6显示了没有包围管部分的筛管。
图7-9显示了本发明的球捕集器的第二优选实施例。图7和8显示了其上设置有筛网闸门102的筛管100的部分。在该实施例中，通过转动螺旋机构106使筛网闸门102沿轨道104大致直线移动。应当理解，存在许多能够使筛网闸门102沿图7的闭合位置和图8的打开位置之间的直线路径移动的机构，此处显示的螺旋机构为非限制实例。同样在该实施例中，筛网闸门102的移动响应于筛管100的上游和下游之间的给定压差。
图9显示了设置在第一管部分124内的筛管100，所述第一管部件具有上游开口120和下游开口122，以及捕集器部分126，该捕集器部分与所述第一管部分124成一定角度延伸并且包括清洁球出口128。如相对于本发明的第一优选实施例讨论的那样，清洁球截留在筛管100中，同时流经管线的流体通过筛管100进入位于筛管100和球捕集器管部分124和126的壁部之间的区域，并且通过下游开口122离开球捕集器。
应当理解，上述说明仅起到实例作用，在本发明精神和范围内可以具有许多其他实施例。


本发明的球捕集器(2)设置为连接在管路中使得管路中的主流体流路通过该球捕集器(2)。该球捕集器(2)包括具有安全释放筛网闸门(22)的筛管(20)。该筛网闸门(22)可在闭合位置和打开位置之间移动，在所述闭合位置，清洁球截留在球捕集器(10)中，在所述打开位置，在管路中流动的流体阻力降低。该系统成形成使闸门(22)通常处于闭合位置并且可以为了清洁目的或者响应于筛管(20)的上游和下游侧之间的给定压差移动到打开位置。