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高压水清洗概念和原理

发布时间:2015-02-18作者:admin点击:78

1、高压水清洗功能:
       高压水清洗技术是物理清洗技术的一种, 是利用水的冲击动力和冲刷能力来开展清洗作业。 由于污垢的硬度和强度通常比被附着本体小而且高压水能量在冲击瞬间便传递结束, 所以设计好清洗作业方式和组合好水清洗要素是达到理想的清洗目的的关键。
高压水清洗主要用于工作生活生产环境的保洁和工厂车间工地现场管道工业等工企业中生产工具、生产设备和生产对象的表面污垢油垢盐岩垢水垢灰垢清除。
       高压水清洗是目前机械清除、碱煮工艺和化学清洗的最佳替代技术,有利于提高作业效率和保护环境。
2、水的特性:
       微型水滴和水团相互吸引, 在水的表面和水同其他表面接触处形成张力,温度和清洗剂都能降低水表面张力,有利于增强水清洗能力。通常水靠表面张力使污垢湿透疏松,温度和清洗剂也使污垢疏松,缩短清洗时间提高清洗能力,特别对多油脂表面。
         一般使用地下水比使用软化水清洗效果好,因为地下水中有矿物质分子,其表面张力小于软化水,比重大于软化水。但是对于热水清洗由于考虑结垢影响,一般都使用软化水或进行软化处理。
        水压缩比很小,一般在设计计算中不考虑。水的黏度同我们上面所讨论的表面张力有关。水的密度是标态下纯水单位体积的质量998kg/m³。
污垢的特性
         由于静电和黏附的作用尘埃颗粒被吸附在物体表面上, 特别是对同尘埃材料不同的物体表面更容易黏附。高压水清洗中压力、洗涤剂和温度都可以克服上述粘着力。
         处理油脂污垢一般采用热水高压或冷水高压加入清洗剂。油垢或重污垢要以适当方式浸泡,多数采用洗涤剂浸泡可使污垢疏松易于清洗。由于热水熔化油脂使油脂游离于物体表面所以对油物清洗水流量比压力更重要,大流量比大压力清洗效果更明显,除非是污垢干结锈蚀在物体表面上。
碱溶液具有良好溶解能力,特别对油脂。清漆、油漆、铝、锌、玻璃和亚麻油毡等对碱敏感,使用清洗剂清洗这些材料表面时浓度要小时间要短。
使用碱液清洗后要用清水把清洗机和被清洗物体冲洗干净,以免碱性洗涤剂的刺激腐蚀。
在食品加工中产生的污垢通常含有蛋白质、碳水化合物和有机物,黏结力很强,清洗难度大但又因为卫生要求必须彻底清洗保洁。一般采用温度、压力、流量和一定的清洗剂联合清洗,通常选用参数高时清洗时间短,但所需设备的成本和作业成本会偏高。
由高温和长时间沉积形成的包含矿物质和氧化物的盐类硬垢,通常用更高压力和更大流量才能清除。
酸性清洗剂多用于清洗类污垢,因为酸可以去除矿物质、沉积岩如石灰和尿垢及氧化物杂质如金属上的锈斑。
酸性清洗剂有刺激性和腐蚀性,通常使用后要用清水冲洗干净。
 
高压清洗的七大要素:
        高压水清洗由图中所标示的七种水清洗要素组成,即压力、流量、温度、时间、清洗剂、喷射方式和磨料类型及方式,它们的作用如下:
1、压力:
代表水冲击强度,对能否破坏污垢和被清除物起绝对作用;代表清除力。
2、流量:
代表水冲刷能力,是一定水冲击力下的冲刷频率;代表清除效率。
                   压力和流量的结合代表清洗能力的大小。泵的材料强度决定其耐压,流量由泵的水功率决定。对于污垢梳散的效果而言,冲击压力比冲击力的  影响要大的多。冲击压力是水喷注撞击到被清洗表面的压力(bar),冲击压力取决于喷射距离、喷射角、喷嘴处压力和流量,喷嘴处压力取决于流量和喷嘴尺寸。当水流量小时喷射流体在很大程度上碎化,以致于即使水压力高也无法迅速清除污垢,而且连已经松散的污垢也清洗不尽。但如果水流量很大,反冲击力很强,操作者很容易疲劳,有的甚至抓不住枪或站不住。流量大直接带来功率大,对电源的承载能力提出要求,而且水流量增加污水排放也要考虑。
3、温度:
在流量压力一定条件下破坏和疏松污垢结构,降低被清洗物强度、硬度和物性的有效因素,通常的表面现象是同时提高了清洗作业的清除力和冲刷力。热能是清洗过程中一个非常重要的因素提供热能将加速化学反应过程,使吸附的油脂熔化和稀薄而容易被分裂和清除。油和油脂的乳化再加热时也得到促进,被清洗对象也得到加热,清洗完后将干燥很快。所有清洗中热水清洗会比同等压力流量冷水节省时间40-60%,冷水去除残留的油脂膜、防腐剂和高压磷酸盐敷层效果极差。高压热水喷注和蒸汽喷注是有区别的。后者可只有一半水量产生,但仍保持燃烧功率不变,由于流量降低而喷嘴没有变所以压力一般降低。对于高压热水喷注而言从喷嘴射出的水流的温度最高为100℃。对蒸汽喷注而言,水在低压下被加热至大约150℃。在膨胀过后,喷嘴处的温度为100℃。剩余热量使部分过热水又转变为蒸汽(约10%)。由于高压热水喷注冲击压力高冲刷性能好出口汽雾少所以除垢性好,大多数清洗工作可以完成较快。蒸汽喷注由于热量增加(100%),总温度提高,同时还有冷凝蒸汽的热量,对清除高熔点沉积物有利。蒸汽喷注用水和洗涤剂消耗量较少,喷注娇柔和,没有射流反射,蒸汽成分具有更高穿透性。
4、清洗剂:
在流量和压力或流量、压力和温度无法再进一步提高或调整的条件下用来破坏、溶解、疏松或渗透污垢,同时减小水表面张力提高水的效能。
5、时间:
浸泡软化污垢。清洗能力低或清洗效能低时延长时间能获得良好清洗效果。对很多污垢,延长水或清洗剂水冲浸时间使污垢疏松或溶解会更易于清洗。洗涤剂的物理化学作用取决于温度和反应时间。应用高压喷射实际反应时间不大于几分之一秒,尽管在喷完清洗剂和高压射流中间只有几分钟。当溶液浓度为0.4-4%时,长时间浸泡也无用,只有将压力、洗涤剂和加热三者同时运用才会产生好的效果。在同等其他条件下延长反应时间或增加清洗剂浓度都能用来清除更顽固污垢
6、磨料:
增加打击强度,提高打击质量。在清洗效能一定条件下,对顽固硬垢采用磨料清洗会非常容易解决。低压小流量磨料清洗可同高压大流量清洗效果一样。通常100BAR清洗机采用加沙就可除漆除锈并达物体本色,水清洗需1400BAR以上才行
7、喷射方式:
高压清洗的喷射距离和角度及喷射喷嘴的不同选择将直接影响清洗效果。选用旋转喷嘴将增加切向冲击力和冲刷力,使清洗力度比O型喷嘴大80%到一倍左右。采用三角孔喷嘴或星型孔喷嘴将增加打击力的有效面积一倍以上,其清洗能力比O型喷嘴也大一倍左右。采用先喷清洗剂然后再用高压水清洗的两步清洗法也能达到理想清洗效果。
喷嘴孔的面积和流量直接影响机组压力。喷嘴的喷射角影响喷注的宽度、流量、喷射距离和冲击压力,一般顽固污垢用0-25度角喷嘴,中等污垢用25-50度,小量污垢用50-80度喷嘴。图中1代表喷射距离,2代表喷注宽度,3代表喷射角,该图说明水量增加导致水喷注宽度成比例地更大程度增加,当冲击压力不变时,清洗宽度将增加从而提高了清洗效率,所以在压力能清理的条件下要提高效率必须提高流量而不是压力。
随着喷射距离的减少,冲击压力有一个成比例的更大的增加,冲击压力取决于被清洗表面的材料和类型。容易损坏的材料和容易受压变形的表面要采用低压力或高压远距离。对顽固污垢多采用两步清洗法,第一步喷清洗剂第二步高压清洗,第一步和第二步间隔1-4分钟以使水和洗涤剂充分浸透和疏散污垢使清洗容易进行。
喷嘴孔的形状对冲击压力影响很大,尽管操作流量压力不变。
 
1为射束形喷嘴,清洗压力高清洗效率高但清洗范围小;
2为扇形喷嘴,清洗压力低清洗效率低但清洗范围大;
3是旋转喷嘴,清洗压力高清洗效率高喷射范围大。
三角形喷嘴和星形喷嘴比旋转喷嘴在寿命、清洗压力、清洗效率和清洗范围上都要大。对于少量或普通污垢一般采用通常在常规场合使用的一步清洗法,其水和洗涤剂直接混合喷射,根据清洗对象预先确定溶液浓度即洗涤剂的加入量,清洗完后要用清水洗干净被清洗物和清洗机水路
 

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