(57)【要約】【解決手段】清掃する管内の障害物を検知し、管内でフレキシブル高圧流体清掃ランスを繰り返して前進及び後退させる装置が開示される。本発明の方法は、前進動作中に空気ランス駆動モータへの空気供給圧力をそのモータにて検知する工程と、前進動作中に駆動モータにて空気吐出圧力を検知する工程と、圧力の差を決定する工程と、その差を所定の差閾値と比較する工程と、差が閾値を超えている場合に、所定の時間間隔の間、駆動モータの向きを反転させ、所定の時間間隔後に前進動作に戻す工程と、差が所定の差閾値を超えないようになるまで後退動作と戻す動作を繰り返す工程とを含んでいる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルランス駆動装置であって、
複数の上側駆動ローラと複数の下側駆動ローラの配列を外側部分に有する略矩形のハウジングであって、前記複数の上側ローラ駆動ローラ及び前記複数の下側駆動ローラの各々は、前記ハウジングの中間部分を規定する離間した外壁及び内壁を横方向に通る心棒によって回転可能に支持されている、ハウジングと、
前記ハウジングの中間部分において、前記複数の上側ローラ駆動ローラ及び前記複数の下側駆動ローラの各々に接続された駆動モータであって、
各下側駆動ローラの心棒は、固定位置で回転可能に支持されており、前記複数の上側ローラは、空気圧シリンダを用いて前記複数の下側ローラに向けて下げられることで、それらの間にフレキシブルランスを挟むことができる、駆動モータと、
進行方向の空気圧供給ラインと後退方向の空気圧供給ラインを介して前記駆動モータに接続されている制御コンソールであって、前記駆動モータの前進ポート及び後退ポートに空気圧を向けるための前進手動制御部及び後退手動制御部を有する制御コンソールと、
前記前進圧力ラインと前記後退圧力ラインとを横切るように接続されており、通電時に前記駆動モータへの空気圧接続を反転させるように動作するソレノイドバルブと、
前記駆動モータの前進ポート及び後退ポートに直接接続された空気圧検知ラインを有する自動閉塞センサ回路と、
を備えており、
前記自動閉塞センサ回路は、所定の閾値を超える前記前進ポートと前記後退ポート間の駆動モータ圧力差を検知して、前記ソレノイドバルブに通電して、前記駆動モータへの空気圧供給ラインを反転させるように動作する、フレキシブルランス駆動装置。
【請求項２】
前記ソレノイドバルブは、前記前進手動制御部が前記駆動モータに空気圧を供給している場合にのみ作動する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記自動閉塞センサ回路は、前記駆動モータの前進側に接続された第１圧力トランスデューサと、前記駆動モータの後退側に接続された第２圧力トランスデューサと、圧力トランスデューサ間の差圧を監視して前記所定の閾値を決定するように構成されたマイクロコントローラとを備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
１又は複数のフレキシブルランスを１又は複数の管へと押し進める駆動ローラの配列を有するフレキシブルランス駆動装置を用いて、熱交換器のチューブシートの１又は複数の管を清掃する際に遭遇する障害物を自動的に除去する方法であって、
前進動作中に、空気式ランス駆動モータへの空気供給圧を前記駆動モータにて検知する工程と、
前進動作中に、前記駆動モータにて前記駆動モータの後退側で空気圧を検知する工程と、
それら圧力の差を決定する工程と、
前記差を所定の差閾値と比較する工程と、
前記差が前記差閾値を超えている場合、所定の時間間隔の間、前記駆動モータの向きを反転させるように、前記駆動モータへの供給ライン接続を反転させる工程と、
前記所定の時間間隔の後に前記供給ライン接続を戻す工程と、
前記差が前記所定の差閾値を超えないようになるまで、前記検知する工程、決定する工程、比較する工程、反転させる工程及び戻す工程を繰り返す工程と、
を含む方法。
【請求項５】
前記所定の時間間隔は調節可能である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記所定の閾値は調節可能である、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
反転と戻しは、マイクロコントローラ操作スイッチによって制御される、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記スイッチは、前記空気供給接続を前記駆動モータに接続するソレノイドバルブを作動させる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
フレキシブル高圧クリーニングランス駆動モータと共に使用される自動閉塞センサ装置であって、
双方向ランス駆動モータの第１方向側に接続されており、第１の電気圧力信号を生成するように動作する第１の圧力センサと、
前記双方向ランス駆動モータの第２方向側に接続されており、第２の電気信号を生成するように動作する第２の圧力センサと、
前記第１の信号と前記第２の信号との差が所定の閾値を超えた場合に出力を生成し、前記双方向ランス駆動モータへの空気圧を後退方向にする制御回路と、
を含む、自動閉塞センサ装置。
【請求項１０】
前記第１方向側は、前記ランス駆動モータの前進方向である、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記制御回路は、前記出力を生成するマイクロコントローラを含んでおり、前記出力は、ソレノイドバルブ電源回路のスイッチを閉じる、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記圧力差閾値を設定するための感度調節制御部を更に備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
前記マイクロコントローラに接続されており、前記後退方向の継続時間を設定するための後退継続時間制御部を更に備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
フレキシブル高圧クリーニングランス駆動モータと共に使用する自動閉塞センサ装置であって、
感知ラインを介して双方向ランス駆動モータの前進ポートに直接接続されており、第１の電気圧力信号を生成するように動作する第１の圧力センサと、
感知ラインを介して前記双方向ランス駆動モータの後退ポートに直接接続されており、第２の電気信号を生成するように動作する第２の圧力センサと、
前記第１と第２の電気信号を比較して前記第１と第２の信号間の差が所定の閾値を超えている場合に出力を生成して、前記双方向ランス駆動モータを後退方向にするように動作する制御回路と、
を備えている、自動閉塞センサ装置。
【請求項１５】
前記制御回路は、前記ランス駆動モータに空気供給圧力を導くソレノイドバルブを作動させるために前記出力によって操作されるスイッチを含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記制御回路は、前記出力を生成するマイクロコントローラを含んでいる、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
フレキシブルランス駆動装置であって、
清掃する導管に出し入れするように１又は複数のフレキシブルランスを移動させる複数の駆動ローラを作動する空気圧駆動モータと、
前記駆動モータから遠隔に位置する制御コンソールであって、前進空気圧供給ライン及び後退空気圧供給ラインを介して駆動モータに接続されており、前記駆動モータの前進ポートと後退ポートに空気圧を導くための前進手動制御部及び後進手動制御部を有している制御コンソールと、
前記前進圧力ライン及び前記後退圧力ラインを横切るように接続されており、通電時に前記駆動モータへの空気圧接続を反転させるように動作するソレノイドバルブと、
前記駆動モーターの前進ポート及び後退ポートに直接接続された空気圧検知ラインを有する自動閉塞センサ回路と、
を備えており、
前記自動閉塞センサ回路は、所定の閾値を超える前記前進ポートと前記後退ポートの間の駆動モータ圧力差を検知して、前記ソレノイドバルブに通電して、前記駆動モータへの空気圧供給ラインを反転させるように動作する、フレキシブルランス駆動装置。
【請求項１８】
前記ソレノイドバルブは、前記前進手動制御部が空気圧を前記駆動モータに供給している場合にのみ作動する、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記自動閉塞センサ回路は、前記駆動モータの前進ポートに接続された第１圧力トランスデューサと、前記駆動モータの後退ポートに接続された第２圧力トランスデューサと、圧力トランスデューサ間の差圧を監視して前記所定の閾値を決定するように構成されたマイクロコントローラとを備えている、請求項１７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧流体回転ノズルハンドリングシステムに関している。特に、本発明の実施形態は、熱交換器内のようにアレイ状に配置された管からの１又は複数フレキシブルチューブクリーニングランスを、熱交換器のチューブシートに隣接する位置から前後退させて、清掃している管又は他の配管系内の障害物に遭遇すると、前方へのランス送り運動を自動的に反転させることを繰り返す装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のチューブランシング装置は、回転リールフレキシブルランスホース巻き取り・ホース供給装置を備えており、当該装置は、ドラムに巻き付けられた所定長のフレキシブルランスホースを持っている。ドラムのリールをエアモータで回転させることで、フレキシブルランスがドラムから１本又は２本の熱交換器管へと押し出される。リールの回転によって押されているフレキシブルランスが、清掃している管内の障害物に遭遇すると、エアモータ駆動装置は、モータの前進側に供給される空気圧における大きな空気圧上昇の発生を検知して、自動的に反転する。この場合、このような圧力上昇が検知されると、エアモータ駆動装置の空気圧式バルブは、エアモータの前進側への空気を遮断し、エアモータの後退側にエアを供給することで所定の時間/距離だけランスが引っ込められる。空気モータ駆動装置のこのような自動反転は、管内の障害物が除去されるまで繰り返される。このようにして、フレキシブルランスは、望ましくない圧力上昇が検知されなくなる（障害物が除去されたことを示す）まで、管内の制限物、即ち障害物を「突く（pecks）」。このドラム・リール装置は、ドラム・空気駆動モータ装置のサイズに適合するために、必然的に熱交換器のチューブシートから幾分離れて配置されなければならない。
【０００３】
このアプローチの問題点は、空気圧が大幅に上昇すると−大抵の場合は管内のフレキシブルランスがストールすると、反転を引き起こすのに十分に圧力が上昇してしまうことである。更に、フレキシブルランスが、清掃する管内から離れていれば、管内のホースの長さは、管へとまた管を通ってホースを押す前進エアモータ供給圧力に対する抵抗を生じ、これは、ランスのストールが実際に無くても、空気供給圧力の増加を引き起こし得る。従って、ランスが実際に障害物に遭遇することなく、反転を引き起こすのに十分な圧力変化が起こり得る。故に、典型的な産業上の清掃作業において駆動モータの前進方向に適用される前進空気圧は一般に大きく変化するので、従来のシステムは、不要な空気圧スパイクを起こし易く、反転が頻繁に起こる。これは望ましくない。故に、熱交換器管又は他の配管系導管内の制限物を確実に検知して、確実且つ正確に清掃するための装置及び方法が必要とされている。
【発明の概要】
【０００４】
本発明のフレキシブルランス駆動装置と自動閉塞センサは、これらの要求に直接対処するものである。本発明のフレキシブルランス駆動装置の例示的な実施形態は、外側セクションに上側駆動ローラと下側駆動ローラのアレイを有するほぼ矩形のハウジングを含んでおり、各駆動ローラは、ハウジングの中間部分を画定する離間した外壁及び内壁を横方向に通る心棒によって回転可能に支持されている。空気圧駆動モータは、ハウジングの中間部分に収容され、上側及び下側駆動ローラの各々に接続されている。各下側駆動ローラの心棒は、固定位置で回転可能に支持されており、上側ローラは、空気圧シリンダを用いて下側ローラに向けて下げられることで、それらの間にフレキシブルランスを挟んでよい。この駆動装置は、熱交換器のチューブハンドルのチューブシートに固定されたフレームに取り付けられるように、清掃する配管系への入口に隣接して配置されてよい。
【０００５】
制御コンソールは、前進空気圧供給ライン及び後退空気圧供給ラインを介して駆動モータと駆動装置の空気圧シリンダとに、オペレータが駆動装置から離れて制御コンソールに立って、運転中の装置からの高圧水スプレーを避けることができるように接続されている。コンソールは、空気圧ラインを介して駆動モータの前進側と後退側に空気圧を導く前進手動制御部及び後退手動制御部を有する。この実施形態では、４方ソレノイドバルブが、制御コンソールに隣接して前進圧力ラインと後退圧力ラインを横切るように接続されている。このソレノイドバルブは、通電されると駆動モータへの空気圧接続を反転させるように動作する。
【０００６】
ある例示的な実施形態では、自動閉塞検知回路は、ランス駆動装置から離れた制御コンソール内にあるか、制御コンソールに取り付けられている。他の実施形態では、自動閉塞検知回路は、駆動装置自体の中に収容されてよい。この回路は、空気式駆動モータにて、所定の閾値を超える駆動モータの圧力差の増加を検知して、ソレノイドバルブに通電し、これが発生した場合に駆動モータへの空気圧ライン接続を反転させるように動作する。自動閉塞検知回路及び４方ソレノイドバルブのこの機能は、制御コンソールの前進手動制御部が駆動モータに空気圧を供給している場合に作動可能である。
【０００７】
自動閉塞検知回路は、駆動モータに直接接続された検知ラインを介して駆動モータの前進空気ポートに接続された第１圧力トランスデューサ及び駆動モータの後退空気ポートに接続された第２トランスデューサと、トランスデューサ間の差圧を監視して、差圧を所定の閾値と比較し、閾値を超えると電流出力を生成するように構成されたマイクロコントローラとを備えている。
【０００８】
本発明はまた、１又は複数のフレキシブルランスを１又は複数の管に押し進める従動ローラの直線アレイを有するフレキシブルランス駆動装置を用いて、熱交換器のチューブシートの１又は複数の管を清掃する間に遭遇する障害物を自動的に除去する方法を記載している。この方法は、前進動作中に、空気式ランス駆動モータにて空気式ランス駆動モータに加えられる空気供給圧力を検知する工程と、前進動作中に、駆動モータの後退側にて空気圧を検知する工程と、圧力の差を決定する工程と、差を所定の差分閾値と比較する工程と、差が閾値を超える場合、所定の時間間隔の間、モータの向きを反転させるように、駆動モータへの供給ライン接続を反転させる工程とを含んでいる。この方法は、所定の時間間隔の後に供給ライン接続を戻して、差が所定の差閾値を超えなくなるまで、検知動作、反転動作、及び戻し動作を繰り返す工程を含んでよい。
【０００９】
本発明の実施形態の更なる特徴、利点及び特性は、図面と併せて以下の詳細な説明を読むことによって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明に基づくフレキシブルランス駆動装置の斜視図である。
【００１１】
【図２】図２は、遠隔オペレータ用制御コンソールと図１に示す駆動装置との間の空気接続の図である。
【００１２】
【図３】図３は、図２に示された装置の電気制御及び空気圧制御の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に基づく自動閉塞（blockage）センサを組み込んだ例示的な駆動装置１００が、サイドカバーが開いた状態で図１に示されており、本発明の一実施形態に基づいて２本のフレキシブルランス１０４を駆動するために配置された３対の駆動ローラ１０２のセットが示されている。装置１００は、ハウジング１０６を含んでおり、その中では、駆動モータ１０８が６つの駆動ローラ１０２の各々を駆動する。図１は、チューブシート１１０の管に出し入れするように、１又は複数のフレキシブルランスホース１０４を案内するために支持されている駆動装置１００を示している。駆動装置１００は、典型的には、フレキシブルランスガイド１１７に取り付けられている。フレキシブルランスガイド１１７は、フレーム１１９に固定されており、フレーム１１９は、チューブシート１１０を貫通する管に駆動装置１００を揃える。
【００１４】
駆動装置１００は、図２に示すように、制御コンソール２００を介して空気圧により遠隔制御される。制御コンソール２００は、駆動装置１００から安全な距離に立っているオペレータ（図示せず）によって持たれるか、又はオペレータに隣接して配置される。制御コンソール２００には、自動閉塞検知制御回路ボックス２２０が取り付けられている。この自動閉塞検知制御回路ボックス２２０は、電子モニタ回路を収容しており、当該電子モニタ回路は、図１に示す駆動装置１００のエアモータ１０８のエアモータの圧力を監視して、以下により詳細に説明するように、ボックス２２０にある又はボックス２２０に隣接するソレノイドバルブを制御する。
【００１５】
オペレータは、好ましくは、駆動装置１００から約２０乃至４０フィートのところに立ってよい。本発明に基づいており、図２に示されているオペレータ用空気制御コンソール２００は、空気圧供給源ライン（図示せず）に接続されており、駆動装置１００のエアモータ１０８に接続された前進ライン２０２と、エアモータ１０８に接続された引っ込み、即ち後退ライン２０４と、クランプ空気ライン（図示せず）とを含んでいる。クランプ空気ラインは、ランス１０４上にある上側ローラ１０２の列のクランプ圧を調節するために、装置１００のハウジング１０６内のエアシリンダに接続している。
【００１６】
１対の圧力検知ライン２０８及び圧力検知ライン２１０は、装置１００のモータ１０８の前進ポート及び後進ポートに直接接続される。これらの検知ライン２０８及び検知ライン２１０は、図３に示す概略図に示す、制御ボックス２２０に取り付けられた１対の圧力トランスデューサ２１２及び圧力トランスデューサ２１４に接続されている。圧力トランスデューサ２１２及び圧力トランスデューサ２１４の各々は、エアモータ１０８の特定の側で検知された圧力に比例した電流又は電圧の何れかの電気信号を生成する。
【００１７】
自動閉塞検知制御ボックス２２０は、マイクロコントローラ２２２を含んでおり、マイクロコントローラ２２２は、トランスデューサ２１２からの前進圧力信号を用いて、自動ストロークのサイクル又はイベントを開始する時間を決定する。より具体的には、マイクロコントローラ２２２は、トランスデューサ２１２とトランスデューサ２１４の両方からの信号を用いて圧力差を計算する。圧力差が閾値を超えると、自動ストロークのイベントが引き起こされる。エアモータ１０８で検知されたライン２０２を通る前進方向の印加空気圧と、エアモータ１０８の後退ポートで検知された圧力との間の圧力差が、清掃している管内の制限物又は閉塞物にノズルが遭遇するによって引き起こされる高トルクを示す所定の値に増加すると、マイクロコントローラ２２２は、ラインＡ１−Ａ２に出力することでスイッチ２２４を閉じて、１２ボルトのＤＣをソレノイドバルブ２２６に印加する。ソレノイドバルブ２２６を通って前進ライン２０２と後退ライン２０４とは接続されている。このスイッチ２２４は、半導体トランジスタスイッチであるのが好ましい。ソレノイドバルブ２２６に通電されると、バルブ２２６内のポートは、前進エアモータ圧力をエアモータ１０８の反対（後退）側に向け直す。モータが所定の期間反転した後、ソレノイドバルブ２２６は消勢され、前進空気圧は、モータ１０８の前進ポートに戻される。そのとき、オペレータが前進制御ボタンを押し続けている場合、前進ランス運動が再開する。障害物と再び遭遇すると、モータが動かなくなるので、モータの圧力が再び上昇して、プロセスが繰り返される。
【００１８】
自動閉塞センサ制御ボックス２２０は、２つの電位差計２２８及び電位差計２３０を有する。電位差計２２８は、圧力差閾値を調節するために使用され、当該圧力差閾値にて、マイクロコントローラ２２２がスイッチ２２４を閉じてソレノイドバルブ２２６に通電し、それによって、前進駆動空気圧がエアモータ１０８の後退ポートに向けられる。電位差計２３０は、空気圧がエアモータ１０８の後退方向に向けられている時間の長さ、ひいては、空気圧がエアモータ１０８の前進方向に戻る前におけるランスの後退距離を調節するために使用される。
【００１９】
マイクロコントローラ２２２は、常時監視しており、トランスデューサ２１２を介して検知された前進圧力と閾値を比較する。圧力差が閾値を超えて上昇すると、自動ストロークのイベントが引き起こされる。これが、オペレータが「ホースフィード（Hose Feed）」制御を進行方向に維持している間に発生する場合、マイクロコントローラ２２２は、ソレノイドバルブ２２６を作動させ、前進供給ライン２０２から後退ライン２０４へと空気圧接続を反転させる。このソレノイドバルブ２２６は、内部でパイロットされる５方２位置弁である。前進エアホース２０２は、バルブ２２６の圧力ポートに接続され、後退エアホース２０４は、バルブの両方の排気ポートにＴ字状に接続され（tee'd）、バルブ２２６は実質的に４方バルブにされている。ソレノイドバルブ２２６は内部でパイロットされているので、オペレータが駆動装置１００を前進方向に駆動しているときにのみ切り替わるであろう。
【００２０】
図３は、離れた制御コンソール２００と駆動装置１００の間における空気圧システムの各種要素の概略図であり、破線の部分には、自動閉塞センサ制御ボックス２２０内の電子回路が組み込まれている。ソレノイドバルブ２２６は、制御ボックス２２０内に取り付けられてよく、又は、制御ボックス２２０と駆動装置１００の間で別個に取り付けられてよい。或いは、制御ボックス２２０とソレノイドバルブ２２６は、駆動装置２００のハウジングと完全に一体にされてよい。
【００２１】
図３では、電源２３２は、１２ボルトの直流として示されている。マイクロコントローラ２２２とソレノイドバルブ２２６の要求に応じて、他の電源電圧が使用されてよい。更に、電源２３２は、ソレノイドバルブ２２６とマイクロコントローラ２２２の電力要求に従って適切に選択されたバッテリ、一連のバッテリ、又は、例えば空気式発電機であってもよい。オン−オフスイッチ２３４が、電源２３２と直列に設けられており、必要でない場合に自動ストローク機能は外される。
【００２２】
多くの変形が、本発明の範囲内にあると考えられる。例えば、制御ボックス２２０の全ての構成要素は、制御コンソール２００内に物理的に収容されてよい。或いは、制御ボックス２２０内の構成要素は、駆動装置１００に統合されてよい。代替的な実施形態では、電気的又は油圧式のアクチュエータとモータが、図示して説明した空気圧モータの代わりに使用されてよい。従って、本明細書に記載された特徴と利点に従ったそのような変更、代替及び均等物は全て、本発明の範囲内にある。そのような変更及び代替は、特許請求の範囲と、それらの均等物とによって規定される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく導入され得る。
【図１】
2018532583.tif 000003
【図２】
2018532583.tif 000004
【図３】
2018532583.tif 000005
【国際調査報告】
2018532583.tif 000006
2018532583.tif 000007