Raspador para limpieza de elementos tubulares.

Un raspador para la remoción de depósitos del exterior de una pieza tubular que comprende:

a. un primer y un segundo discos anulares espaciados coalineados (10, 20) caracterizados por

b. una pluralidad de espaciadores (40) posicionados alrededor de la periferia de una superficie interior de cada unode dichos primero y segundo discos anulares (10, 20); y

c. un cartucho raspador (30) posicionado en forma coalineada entre dichos primero y segundo discos anulares (10,20) y que comprende una pluralidad de montajes de alambre flexibles (31) posicionado para definir una abertura quetiene un diámetro menor que el diámetro externo de dicha pieza tubular, dicha pluralidad de montajes de alambres(31) consistiendo cada uno de un alambre flexible que tiene al menos tres segmentos integrales flexiblesconcatenados (33) definidos por medio de una geniculación (34) entre dos segmentos adyacentes (33), mediante lacual al menos uno e dichos segmentos (33) está alineado en dicho cartucho (30) para hacer contacto pordeformación con una superficie exterior de una pieza tubular posicionada a través de dicha abertura.

Raspador para limpieza de elementos tubulares

Campo de la invención

Esta invención se refiere en general a una mejora en un aparato para la limpieza de incrustaciones, herrumbre y depósitos orgánicos e inorgánicos de la superficie externa de un elemento tubular, y, en particular, de un aparato para reducir las obstrucciones asociadas con un aparato utilizado para limpiar la superficie exterior de una funda de cuarzo utilizada para alojar lámparas ultravioleta para la desinfección de líquidos y la creación de reacciones fotoquímicas.

Antecedentes de la invención

Se observó desde un principio que el uso de lámparas de radiación ultravioleta ("UV") para tratar agua que contiene potencialmente bacterias y virus nocivos, provocaba que sus superficies exteriores se recubrieran por los compuestos residen en el agua. Por ejemplo, cuando se sumerge una lámpara de UV en el agua que se encuentra en el interior de un tubo de cuarzo de protección casi toda la luz UV entra en el agua. Estos tipos de lámparas UV operan con temperaturas superficiales de 40º C a 800º C dependiendo del tipo de lámpara. El agua puede contener compuestos tales como calcio, manganeso, hierro y similares, que pueden precipitar sobre la superficie del tubo de cuarzo debido al calor creado por la lámpara alojada en su interior. Tal precipitado evitará que la luz UV alcance el agua para desinfectarla o promueva una reacción química. Si la acumulación de sustancias aumenta lo suficiente como para absorber toda la luz UV, las longitudes de onda que no están en el rango ultravioleta producidas por las lámparas promoverán el crecimiento microbiano en la superficie exterior de las fundas de cuarzo. Tal recubrimiento sobre el tubo de cuarzo requiere de algún tipo de sistema de limpieza in situ o del aislamiento y desmontaje de la unidad UV para una limpieza manual. La limpieza de las fundas de cuarzo alrededor de las lámparas de UV ha sido un reto importante para los fabricantes de estos equipos. Se han propuesto numerosos raspadores, cepillos, ultrasonidos, limpieza in situ con ácido, limpieza con aire y productos químicos para resolver este problema.

Los raspadores del estado del arte o limpiadores usan típicamente un tipo de fieltro, goma, metal, plástico o Teflon® que es empujado o halado a todo lo largo o alrededor de la circunferencia del tubo de cuarzo. Estos sistemas del estado del arte describen diferentes formas de llevar a cabo este proceso. La patente de los Estados Unidos No.

1.998.076 para un raspador fue concedida a H. M. Creighton et al., en el año 1935. Este raspador es presionado contra un tubo de cuarzo y accionado por medio de un conjunto de engranajes con la lámpara en el centro. Las variaciones sobre el limpiador de Creighton et al., seguido por el de S. Ellner en 1965 utilizaban un motor externo con engranajes para empujar un raspador a todo lo largo de la longitud de un tubo de cuarzo (patente de los Estados Unidos No. 3.182.193) dentro de un sistema UV presurizado. J. Czulak et al., en la patente de los Estados Unidos No. 3.336.099 describe un limpiador que fue accionado a todo lo largo de la longitud del tubo de cuarzo por medio del flujo de agua. G. W. Robertson también utiliza el flujo de agua para accionar un limpiador flotante a todo lo largo de la longitud de un tubo de cuarzo. Tenía aletas de modo que giraba a medida que avanzaba a lo largo del tubo de cuarzo. En 1965, A. Young recibió la patente de los Estados Unidos No. 3.462.597 para un sistema limpiador con un émbolo para empujar manualmente un limpiador a todo lo largo de la longitud de las fundas de cuarzo de un solo terminal. El limpiador estaba elaborado de Teflon®. A H. Boehme en 1990 se le concedió la patente de los Estados Unidos No. 4.922.114 por un sistema casi idéntico. En 1965, se le concedió a D. E. Wiltrout la patente de los Estados Unidos No. 3.566.105 para un medio hidráulico que empuja el limpiador a todo lo largo de la longitud de un tubo de cuarzo. A. F. McFarland et al. (patente de los Estados Unidos No. 3.182.191 en 1965) ; R. W. Hippen (patente de los Estados Unidos No. 3.562.520 en 1971) ; y D. G. Hagger y R. L. Petersen (patente de los Estados Unidos No. 5.227.140 en 1993) utilizan un resorte para devolver un limpiador a la posición de reposo cuando el agua deja de fluir. M. D. Wood en la patente de los Estados Unidos No. 4.367.410 amplió la idea de un limpiador cuando limpiaba el arreglo UV completo con un montaje. Véase, por ejemplo, la Fig. 3 de esa patente. Este sistema no tuvo éxito debido a problemas de tolerancia que resultaron en el rompimiento de las fundas de cuarzo. La patente de los Estados Unidos No. 5.528.044 fue concedida a J. A. Hutchison en 1996 por un limpiador que se elaboró a partir de piezas planas de metal muy delgado (Figura 1 de esa patente) . La circunferencia interior del limpiador tenía pequeños cortes en ella de modo que el limpiador se flexionaría a medida que se movía a lo largo del tubo de cuarzo.

A R. L. Peterson se le concedió la patente de los Estados Unidos No. 5.501.843 en 1996 por un limpiador que utiliza un cartucho lleno de limaduras de acero inoxidable o de lana de acero inoxidable (Figura 6 de la patente) .

Las patentes han sido concedidas para el uso de ultrasonidos para la limpieza de las fundas de cuarzo en sistemas UV presurizados (R. M. G. Boucher, patente de los Estados Unidos No. 3.672.823, E. A. Pedziwiatr, patente de los Estados Unidos No. 4.728.368, y J. M. Maarschalkerweerd, patente de los Estados Unidos No. 5.539.209) ; sistemas UV semipresurizados (S. Ellner, patente de los Estados Unidos No. 4.358.204) , y sondas UV (J. M. Maarschalkerweerd, patente de los Estados Unidos No. 5.539.210) . Los sistemas ultrasónicos que se usaron para limpiar sistemas UV para aguas residuales no fueron efectivos (Agencia de Protección del Medio Ambiente de los Estados Unidos, 1986) .

La patente de los Estados Unidos No. 5.133.945 fue concedida a Hallett et al. en 1992 para el uso de un cepillo para limpiar las fundas de cuarzo en un sistema UV presurizado. En 1993, se publicó una patente de un diseño alemán DE3710250 de W. Stellrecht et al. para el uso de un cepillo para limpiar las fundas de cuarzo y la superficie interior de una unidad UV presurizada.

Se concedieron a S. Ellner, las patentes de los Estados Unidos No. 4, 103, 167, 4.899.056 y Re 34.513 en 1978, 1990 y 1994, respectivamente, para el uso de un ácido para limpiar las fundas de cuarzo, ya sea in situ con un sistema de recirculación o después de levantar los módulos UV fuera del canal. Todos estos métodos requirieron poner fuera de servicio el sistema UV. A P. Binot se le concedió la patente de los Estados Unidos No. 5.725.757 en 1998 para el uso de un ácido y un sistema de inyección de aire para limpiar un sistema UV presurizado.

A P. Schuerch et al. se les concedió la patente de los Estados Unidos No. 5.332.388 en 1994 para un sistema de lavado con aire para un sistema UV de lámpara vertical utilizado para la desinfección de aguas residuales.

A J. M. Maarschalkerweerd se le concedió la patente de los Estados Unidos No. 5.418.370 en 1995 por un método químico y mecánico para la limpieza de las fundas de cuarzo en un sistema UV semipresurizado. La funda de cuarzo se contrae en una funda y el ácido en el interior de la funda disuelve cualquiera de los minerales y los sellos en la parte delantera de la funda raspado cualquiera de los depósitos. Este sistema de limpieza fue modificado de modo que la funda se mueve a lo largo de la funda de cuarzo. E. Ishiyama inventó un método químico y mecánico para la limpieza de las fundas de cuarzo en un sistema UV de flujo paralelo de canal abierto con lámparas horizontales y se le concedió la patente de los Estados Unidos No. 5.874.740 en 1999. El limpiador ácido debe ser reabastecido continuamente.

En 13 de agosto 2002 se concedió la patente de los Estados Unidos No. 6.432.213 B2 a Wang y Sotirakos para un raspador (véase la Figura 1 de la patente) para remover los depósitos del exterior de una pieza tubular que incluye elementos que definen una cubierta exterior que tiene un rebajo circunferencial abierto hacia dentro y dos aberturas axiales alineadas, y un elemento raspador en forma de un alambre flexible alargado no redondo doblado para definir una serie de segmentos flexibles concatenados integrados, estando cada par de segmentos adyacentes conectados a través de un recodo o geniculación. Este raspador es costoso de hacer porque la camisa exterior debe ser maquinada en forma precisa. Además, aunque este raspador es muy efectivo, es propenso a... [Seguir leyendo]

1. Un raspador para la remoción de depósitos del exterior de una pieza tubular que comprende:

a. un primer y un segundo discos anulares espaciados coalineados (10, 20) caracterizados por

b. una pluralidad de espaciadores (40) posicionados alrededor de la periferia de una superficie interior de cada uno de dichos primero y segundo discos anulares (10, 20) ; y

c. un cartucho raspador (30) posicionado en forma coalineada entre dichos primero y segundo discos anulares (10, 20) y que comprende una pluralidad de montajes de alambre flexibles (31) posicionado para definir una abertura que tiene un diámetro menor que el diámetro externo de dicha pieza tubular, dicha pluralidad de montajes de alambres

(31) consistiendo cada uno de un alambre flexible que tiene al menos tres segmentos integrales flexibles concatenados (33) definidos por medio de una geniculación (34) entre dos segmentos adyacentes (33) , mediante la cual al menos uno e dichos segmentos (33) está alineado en dicho cartucho (30) para hacer contacto por deformación con una superficie exterior de una pieza tubular posicionada a través de dicha abertura.

2. El raspador expuesto en la reivindicación 1 en donde dichos espaciadores (40) son extraíbles.

3. El raspador expuesto en la reivindicación 1 en donde cada uno de dichos montajes de alambre (31) está desplazado de un montaje adyacente de alambre por un ángulo c, en donde c es igual a aproximadamente 10º.

4. El raspador expuesto en la reivindicación 1 en donde dichas geniculaciones (34) forman un ángulo de aproximadamente 60º.

5. El raspador expuesto en la reivindicación 1 en donde dicho alambre flexible (31) tiene un calibre desde aproximadamente 0, 25 hasta 0, 51 mm (10 a 20 milésimas de pulgada) .

6. El raspador expuesto en la reivindicación 1 en donde dicho alambre flexible (31) tiene una sección transversal que es redonda o poligonal.