中壓水清（qīng）洗係統詳解-格瑞戴西Greendash

簡介

中壓（yā）清洗係統（tǒng）指操作壓強在5X106~25X106Pa的清洗係統。所謂（wèi）高壓清洗就是利用水流，以動能的形式去清除表麵的汙垢。但是（shì）在很多實際應（yīng）用中隻需要中壓就可以（yǐ）完全達到清洗（xǐ）的目的。與（yǔ）高壓係統相比，中壓清洗的優勢（shì）在於資（zī）金成本（běn）更低，安（ān）全（quán）隱患更少以及靈（líng）活性更大。中壓清洗係統（tǒng）與高壓清洗係（xì）統（tǒng）的區別在於，前（qián）者（zhě）能夠使用添（tiān）加化學溶劑的冷水或（huò）熱水，把衝力清洗和化學溶劑的作用結合起來。

係統（tǒng）細節（jiē）

一個典型的中壓清洗（xǐ）係統的設計與高壓（yā）清洗係（xì）統相類似，但是前者的資金成本更低，而且在一定的條（tiáo）件下還可以（yǐ）使用熱水或化學添加（jiā）劑。

泵（bèng）組

無論是高壓還是中壓清洗係統（tǒng），選擇水泵的基本原則都是一樣的，但是中（zhōng）壓係統的選擇範圍要更大一些。下列幾個問題關係到（dào）如何決（jué）定選（xuǎn）擇一個水泵：

①汙垢的（de）性質如何？

②清（qīng）除它所需的最（zuì）大壓力/流速是多少？

③哪一個水泵的特點與應（yīng）用（yòng）條件最（zuì）適合？

水泵類型的選擇，這裏有（yǒu）好（hǎo）幾種選擇：高速離（lí）心泵、多級離心泵、柱塞泵、徑向活塞泵。

其他類型如Rotojet®泵，以及：柴油或電力驅動、移動式或固定式組合設計。

最終的選擇將取決於幾個因素：

*壓力，容量和功（gōng）率要求；

*清洗液的溫度；

*操作和維護費用；

*清洗服務的性質（zhì），例如是連（lián）續型還是間斷型；

*清（qīng）洗液的類型；

*資金成（chéng）本。

1.選擇合（hé）適的泵設計

按照每種泵的優勢和不足，在細節上進一步考慮不（bú）同類（lèi）型泵的設計。

（1）往複式柱塞泵

柱（zhù）塞式中壓泵是同類高壓泵的縮小版本，多數操作功率小於32kW，工作壓力最大為2.5×10⁷pa，通常由於大量生產的關係使得成（chéng）本較低。由於壓力和水流能在很大的範圍內調節，因此柱（zhù）塞泵很受歡迎。幾乎所有（yǒu）的柱塞（sāi）泵都是三缸設計（jì），而且比（bǐ）專門用於高壓清洗係統的運轉速度要（yào）快得多（800到1400rpm），最高速（sù）的時候可以和驅動發動（dòng）機完全同（tóng）步（bù）。如（rú）果（guǒ）柱（zhù）塞泵經常被使用，建（jiàn）議降低轉速到700rpm，以減少（shǎo）“氣穴現象”和過度磨（mó）損的（de）危害，這時需要利用到一（yī）個內置齒輪箱或者V字型的傳送帶。

（2）徑向活塞泵

在（zài）第三節（jiē）關於高壓應用（yòng）的時候我們提到過Harben泵。這種泵的縮小（xiǎo）型設計作（zuò）為中壓泵同樣非常受到歡迎，特別是在排（pái）水道和下水道清潔等方麵，這種泵通常安放在雙輪拖（tuō）車或者輕（qīng）型的車（chē）輛上麵進行工作。

主要的（de）優勢有：

*構造輕便（可以用一部（bù）小型貨車或者小卡車（chē）進行（háng）牽引）；

*可以（yǐ）使用劣質水；

*高效率（容積式）；

*震動小（得益（yì）於多柱體的結構）；

*多種壓力選擇；

*設計緊湊（水泵有內（nèi）置的齒輪箱，可以和主發動機高度同步）。

除了Harben泵以（yǐ）外，還有另一種歐洲設計的徑向活塞泵（bèng），適（shì）於作為固定（dìng）的中壓泵使用。

圖5-13所示（shì）的是瑞士製造的Hydrowatt泵，有5個密封的、徑向活動的柱狀活塞組（zǔ），每一（yī）個活塞組的活塞頭都加上（shàng）了一個橡膠套（tào）管，並（bìng）且正向（xiàng）連接著一個偏軸的驅動（dòng）器。活塞頭的往（wǎng）複運動加上彈性套的伸縮作用可以產生很大的工作（zuò）壓力：對（duì）於不鏽鋼類型的機體而言最大壓力可達3.15×10⁷Pa，鋁和黃銅類型的機體最（zuì）大壓力（lì）為2.5×10⁷Pa，泵流量最大為197L/min。Hydrowatt泵（bèng）的優勢（shì）在於：

*緊湊的設計；

*低震動和低噪聲；

*可以（yǐ）處理未淨化的（de）水，不需要進行嚴格過濾；

*適用於多種類（lèi）型的液體，包括（kuò）油乳化溶液（yè）和海（hǎi）水（不鏽（xiù）鋼類型機體）。

圖5-13Hydrowatt徑向柱塞泵

（3）高速離心泵

一個典型（xíng）的（de）中壓高速離心泵包括一（yī）個水平的架子以及一個末端（duān）抽入的離心泵，離心泵（bèng）通過一個與電（diàn）動機直接匹（pǐ）配的一級齒輪箱來驅動。這種（zhǒng）泵的運轉速度可以高達35000rpm，通常在造紙或紙（zhǐ）漿廠廣泛使用，以提供大量的高壓水流進行（háng）日常清洗，即所謂的“毛布洗滌”工作。在造紙廠裏，一條連（lián）續的帶子（或者叫“毛布”）把原材料帶過不同的濕（shī）潤、脫水和幹燥階段，直到成為最終產品。在（zài）加工過程中，不可避免地會有一些原料粘在毛布上，如果不清除的話（huà）會影（yǐng）響（xiǎng）產品質量（liàng）。通常的清洗方法是將中壓水（shuǐ）直接噴灑在毛（máo）布（bù）的底麵，水流壓力要根據毛布的種類而定（dìng），使得（dé）水流剛好穿過毛布，讓（ràng）毛布吸收所有的（de）動能。實（shí）際的（de）清洗過程是由一個固定或者擺動的管子（zǐ）來進行的，管子上（shàng）裝有（yǒu）許多的扇型管嘴以保證清洗的覆蓋（gài）範圍。盡管這種泵被認為不是一種（zhǒng）典（diǎn）型的清洗（xǐ）用水泵（bèng），但是它可以產（chǎn）生1.6×10⁷Pa的水壓以及（jí）300L/min的流量，因此對於這些工廠而言，可以用它來組成一個環路以（yǐ）供應（yīng）多個清洗噴頭使用。高速（sù）多級離心泵基本上不存在震動問題（tí），占地（dì）小，運行安靜，而且抽水條件的要求也（yě）不是很重要（參見圖5-14）。這種泵主要（yào）的不足在於：在實際操作中（zhōng）輸出壓力需要大約8×10⁶Pa左右，整體效率小於75%，而柱塞（sāi）泵可以達到95%，因此動力成本更大一（yī）些。我們應該根據具體的條件，結合優勢和不足進行權衡考慮。

（4）Roto-Jet泵

盡管在清洗應（yīng）用方麵Roto-Jet泵沒有柱塞泵和徑向活塞泵那麽聞名，但是這款美國製造的泵操作簡單而有效。液體進入尾端的喇叭口，然後經過一個旋轉的盒子，離心力使得液體在壓力作用下進（jìn）入轉子。當轉子內的（de）液體噴出到一個接收管道的時候，其動能轉化為附加壓力。液體輸出壓（yā）力可以高（gāo）達7.7×10⁶Pa（1150psi），流量（liàng）最高為90m³/h。這種泵主要是固定使用，如圖5-15所示的油罐汽車和容器清洗係統。Roto-Jet泵的優勢在於：

圖5-14泵的淨正吸入壓頭（NPSH）比較（jiào）：柱塞泵與離心泵

圖片P290頁

*設（shè）計簡（jiǎn）單，易於保（bǎo）養；

*震動小；

*提供多種壓力和流量選擇，性能（néng）靈活多（duō）樣；

*設計緊湊。

圖5-15英格蘭東北部的一家（jiā）油罐汽車/容器清洗（xǐ）站安裝的一台Rotojet泵

（英國Sunderland的Haskel能源係統公司和Thurroclean集（jí）團提供）

圖片P290頁

（5）Rodder泵

這種泵簡單而有效，專門用於（yú）大型的下水道清洗。由（yóu）美國PeabodyMyers公司開發的這種泵，被（bèi）用來與其（qí）開發的“Vactor”移動式下水道清潔車相配套。泵的工作原（yuán）理基於（yú）一個雙向低速往複式的單柱（zhù）體活塞設（shè）計，工作壓力最高達到1.4×10⁷Pa，流量最大為300L/min。這種泵的（de）一個主要優勢在於，其往複式的運動有利於清除大型（xíng）排水管和下水道的堵塞（sāi）物和大的殘骸。

考慮到所有可行的選擇，柱塞泵可能是使用最廣的中等壓力裝置，其次是徑向活塞震動膜式泵。由於這兩種泵的設計緊湊，性（xìng）能靈活，而（ér）且可以用柴油機驅動，因而適用於固定或移動式泵組。Roto-Jet泵、高速（sù）多級（jí）離（lí）心泵和Hydrowatt泵（bèng）則是為固定（dìng）安裝的場合而設計的（de）。

2.泵組的類型

固定泵（bèng）和可移動泵之間的選擇，取決於實際（jì）的應用條件和設備的輸出要求。

（1）可（kě）移動泵組

當清洗（xǐ）任務（wù）包（bāo）括了一片較廣的區域範圍的時候，可移動泵組就（jiù）顯得（dé）十分重要了。最（zuì）新（xīn）式的泵組設計（jì）不僅便於移動，而且（qiě）還有功率強大的柱塞泵，可以提供高達2.5X107Pa的壓力。有兩種（zhǒng）類型的泵組（zǔ），圖（tú）5-16顯示（shì）了一種輕型機組，適用於需要（yào）強調移動性和便於操作的場合。規格如下：

圖（tú）5-16工業用可移動式電動冷水泵組

（英國倫敦的Reiss機械公司提供）

圖片P291頁

泵：陶製柱（zhù）狀活塞，316個不鏽鋼澆鑄部件，鋁壓鑄曲柄軸箱，氮化鉛鉗合金機軸，塗（tú）有潤滑（huá）油的錐形滾筒軸承，以（yǐ）及活塞密封鋼圈（quān）。標準配件包（bāo）括：一個可調節的（de）彈簧負重的安全（quán）/卸載（zǎi）閥門，塗有（yǒu）甘油的壓力計和進水濾網，V形傳（chuán）動皮帶，IP55型發動機（11.15或18.5kW），DOL按鈕開關和保險絲盒，帶軟管支（zhī）架的軟鋼框架，重型（xíng）環氧塗料拋光劑，緩衝用橡（xiàng）膠輪胎。

壓力（lì）/流量選擇（zé）：

模（mó）式（shì）：51/10048/15034/200

壓力（Pa）10⁷1.5X10⁷2X10⁷

流量（L/min）514834

功（gōng）率（kW）111518

圖5-17顯示（shì）的機組安裝在一個拖車上，其設計能夠滿足重型任務（wù）及多人操作。這個機組的規格包括：

三缸（gāng）柱塞泵

泵壓力：1.6×10⁷Pa；流量：72L/min；泵速（sù）：500rpm；活塞（sāi）：直徑40mm。

發動機功率22kW；三相“三（sān）角星”啟動器；IP55型。

啟動器/斷路器盒。

內置傳動齒輪。

手動可（kě）調的安全/調節閥門。

當有兩個操作人員同時（shí）使（shǐ）用（yòng）這個機組（zǔ）的時候，可以安裝一個雙頭出口的支管。每個管口的大小按照（zhào）50%的流量考（kǎo）慮，一旦其中一個人停（tíng）止使用，卸（xiè）載閥門會把一半的流量送回泵的吸入口（kǒu）。這種安排的唯一（yī）缺點就是需要添加一個卸載閥門（mén），這（zhè）等於多加了一個部件並（bìng）需要額外（wài）的周期性維護。無論是1人還是2人用，這套機（jī）組都要附加一個噴槍，而（ér）是否需要附加管道和排水設備清洗則視實際應用（yòng）而定。

（德國（guó）的URACAPumpenfabrik提供）

圖5-17重（chóng）型電動拖車泵組

（2）固（gù）定泵組

有的係統的設計（jì）隻是為了在有限的區域內操作。一個固定泵組（zǔ）的規格和移動（dòng）式泵組（zǔ）相（xiàng）似，它們主要的差別在於（yú）輸送加壓水的方法。出於水壓的考慮，很多（duō）泵都會使用帶接口的硬質管道（dào），接口上可以安裝（zhuāng）一些附加設備（bèi），如油（yóu）罐清洗裝（zhuāng）置等等。

3.壓力清潔器

以前壓力（lì）清潔器曾是車庫（kù）裏的一個（gè）不起眼的清（qīng）洗機（jī）器，但是現在已經是許多工業清洗係（xì）統中的必備項（xiàng）目之一。其設計有輕型的冷水清潔器，操作壓力10⁷Pa，發動機功率（lǜ）2kW；也有高度複雜的可編程組合泵係統，可以為不同場合和清洗應用提供高達2×10⁷Pa壓力（lì）的水流。一（yī）個典型的規格包括：

泵：通常是（shì）一個小型的三缸柱塞泵，不過丹麥的Kew公司使用（yòng）他們自己（jǐ）設計的三缸軸（zhóu）向（xiàng）活塞。通常泵的運（yùn）轉直接和發動機同步。

主驅動器：目前大多數壓力清潔（jié）器靠電力驅動，不過還有很多汽油（yóu）和柴油（yóu）機驅動的型號正在使用。

控製：包括壓力調解閥門，壓力計，燃料計（jì），溫度計（jì）和溫度控製，帶過載斷（duàn）路功能（néng）的鍵控開關（guān）。

鍋爐：很多壓力清潔器被設計用來可以提供熱水（最高90°C）或冷水。當需要熱（rè）水的（de）時候，通常（cháng）是把水通過（guò）一個連續的管網，在裏麵由一個燃油鍋爐進行加熱。水溫完全可以通過溫度調節裝置（zhì）進行調節和控（kòng）製。

其他部件：帶漂浮物收集功能的（de）廢水收集罐，這在（zài）許多國家的法令中都有規（guī）定（主要是為了防止（zhǐ）清洗後的廢水進入主要的供水係（xì）統中）。其他的還包括（kuò）清（qīng）潔劑供應罐、配量閥（fá）、軟（ruǎn）管卷（juàn）盤、油箱和（hé）燃料（liào）計，安（ān）全閥門和壓力計等。

壓力清（qīng）潔器可分為兩種類型：

（1）輕型可移動設計

最新的型號設計（jì）緊湊，外形美觀，易於維護和清潔，移動性好。圖5-18給出了一個例子：

圖（tú）5-18小型冷/熱水壓力清潔器，包括噴槍

（英國Darlington的JimRuck壓力清洗服務（wù）公司提供）

圖片P293頁

（2）櫃式機組

這種機組種類多樣，從簡單型如僅需要1個操（cāo）作者（zhě）的設計，到（dào）複雜型的為整個工廠清洗的多泵設計，可以根據特定的（de）要求調整每一個出水口的參數如壓力、流量、溫度、清潔劑以及其他（tā）的化學添加劑等。為了獲得最大（dà）的靈活性，人們將泵組集中（zhōng）安放在一個櫃子裏麵，通過中央（yāng）PLC（ProgrammableLogicControl，可編程邏輯控製器）控製器進行（háng）控製，根據不同的清洗需要使用（yòng）不（bú）同的預編程清洗（xǐ）順序。類似的例子參見圖5-19。

（3）壓力清潔器附件

一套標準的附件包括10m長的高壓軟管，輕型噴槍和一套排水清洗（xǐ）管口。可選配件包括：內置的雙軸噴頭，清洗劑混合和濕噴砂附件裝置。

在（zài）食品製造業中，一個標準的多操（cāo）作者清洗係統（tǒng）有以下的應用範圍：

*地麵和牆壁瓷磚清洗，使用手動噴頭或者旋轉噴頭。

*攪拌和（hé）儲（chǔ）存用容器的內部清洗，使用（yòng）雙軸噴（pēn）頭。

*生產設備的清洗，使用固定噴灑裝置（zhì）。

*排水和管道清洗，使用不同類型（xíng）的管口。

*容器清洗裝置，包括特殊設計的櫃子和噴灑裝置。

除了普通的冷/熱（rè）水清洗功能，濕噴砂附件（jiàn）裝置（zhì）還可（kě）以（yǐ）用來（lái）清除頑（wán）固的汙垢，這時可能要用到清洗劑。

圖5-19—個固定的櫃式壓力清洗器機組

中（zhōng）壓水清洗應用

目前中壓（yā）清洗係統在工業（yè）中應用範（fàn）圍很廣，這是因為相對於高壓清洗係統而言，它們可以在更為靈活、安全和成本低廉的條件下處理較頑固的汙垢。標準的配件如噴槍、管道和圓筒清洗裝置等可以在工廠裏（lǐ）作為多用途的清洗工具完（wán）成多種清洗任務。同時，在大部分工業清洗中，如果使用小型的內（nèi）置雙軸噴頭也可以達到髙清潔標準要求（qiú）的話，其節省下（xià）來的成本效益是非常可觀的。

1.內部清洗

前麵介紹輕型雙軸噴頭（tóu），這種噴頭使得中壓清洗設備可以完成許多（duō）以前高（gāo）壓清洗係統任務。噴頭可以分成兩種主要的類（lèi）型：

（1）自我驅動的雙軸噴頭（tóu）

很多（duō）設計都屬於這一類，它們都是利用水流壓（yā）力帶動內置的水壓發（fā）動機，然後以設定的速度帶動2〜4個轉臂。圖5-20提供了一個範例。

自我驅動噴頭的優勢在於：靈活、簡單、易（yì）於操控和降（jiàng）低（dī）資金（jīn）成本，設計耐用可（kě）靠，可以接在普通的軟管後麵。

不足之處：受（shòu）到噴頭直徑大小的限製，以及由於一部分的水（shuǐ）流清洗能量被用於驅動噴（pēn）頭（tóu），導致噴灑範圍受限製（zhì）。

注意裏麵錐形氨基聚合物材料的設（shè）計，使得（dé）清洗噴頭可以適用於容器開口大小不同的情況，另外有可以調節高度的（de）噴杆，這樣就能夠根據容器尺寸的大小上下調節。（英國Darlington的CDN係統公司設計提供）

（2）外部（bù）驅（qū）動的雙軸噴頭

此種噴嘴由外部的獨立發（fā）動機驅動。動（dòng）力來源通常是電（diàn）力，不過在有防（fáng）火（huǒ）要求的場所，空氣動力更為理想。小直徑的噴頭可以進入一些較小的入口，如標準55mm的鼓形箱注（zhù）入孔（kǒng）。噴頭的操作壓力可以從最低的5×10⁶Pa到最高的2.5×10⁷Pa，根據清洗水流的能量而（ér）定。噴頭的構造材料包括標準的鍍鐮磷青銅，或者在更（gèng）高要求的應用條件下（如溶液噴灑的時候），使用316號不鏽鋼再加上特殊的密封措施（shī）。

Moog係列的雙軸噴頭有2、4或8個管口可（kě）供選擇，以應付不同的工作強度。但是要注意管口越多，每個管（guǎn）口的流量就越少（shǎo），隨之而來便（biàn）是水（shuǐ）流衝力的下降。每個噴頭能容許通過的最大流量是80L/min。

特殊（shū）應（yīng）用的設計有很多種，比如：

*標準（zhǔn）設計，但是使用了電動機或者空氣（qì）驅動。

*使（shǐ）用錐形塞的標準設計，適（shì）用於（yú）鼓形箱/普（pǔ）通容器的清洗（圖5-21）=

*直角氣動發動機（jī）設計，適用於空間受限的情況（圖5-22）。

圖5-20自（zì）我驅（qū）動（dòng）雙軸清洗噴頭和定位（wèi）裝置（zhì）

圖5-21電力驅動並有錐形密封塞的標準小型雙軸噴頭

（瑞士PeterMoog和CIESA公司提供（gòng））

圖5-22裝（zhuāng）有直角氣（qì）動發動機的（de）小型雙（shuāng）軸噴頭

適用於噴頭活動空間有限的情況（瑞士PeterMoog和CIESA公司提供）

圖片P295-296頁

（3）自動清洗噴頭

當一個特定的容器需要經常清洗的（de）時（shí）候，通常人們會考慮安裝一個（gè）自動清洗（xǐ）係統。典型的（de）專用容器清洗（xǐ）係統包括一（yī）個（gè）雙軸噴頭，一個類（lèi）似於圖5-23的驅動裝置（通常是一個無支架、氣體驅動的圓柱體，以盡量縮短總體長度），再加上一個斷路保險（xiǎn）裝置（一旦（dàn）氣體供應中斷（duàn），確保噴頭不（bú）會受損（sǔn））。

圖5-23（a）裝有萬向球（qiú）軸承（chéng）的小型噴頭；（b）裝（zhuāng）有氣壓驅動裝置的小型噴頭

（英國Darlington的CDN係統公（gōng）司提供）

圖片P296頁

這套（tào）係（xì）統包（bāo）括一個可（kě）編程的控製麵板來定位噴（pēn）頭到合適的位（wèi）置（zhì），控製清洗循環次數，如果需要的（de）話還可以（yǐ）用來確認清潔劑和消毒劑的加（jiā）入量是否合（hé）適。在多容器清洗的應用中，這套清洗係統還可以決定要清洗哪一個（gè）容器，並對每一個容器（qì）分別選擇合適的清洗程序。每個（gè）容器上都獨立地安裝有一套（tào）噴頭和驅動機械，獨立儲存，並（bìng）且由一（yī）個（gè）連鎖（suǒ）閥門對容器和清洗裝置進行隔絕。

在危險的環境下，需要使用（yòng）氣體驅（qū）動。單個容器的自動清（qīng）洗（xǐ）係統基本包（bāo）括一（yī）個雙軸清洗噴頭，驅（qū）動器和泵模塊。更具體（tǐ）的還包含定量泵、儲存（cún）罐、引擎驅動的閥（fá）門、手動控製（zhì）的開關機組、噴頭定位（wèi）器、清洗循環次數設定和化學添（tiān）加劑等。

2.工業清洗應（yīng）用實例

（1）製藥（yào）廠和精細（xì）化工廠應用

在我們對水流動力清洗概念進行深入討論之前，對現有（yǒu）製藥工業的（de）清（qīng）洗應用進行調查可能會很有用處。我們（men）將在本節討論其優勢和不足之處。

之所以把製藥（yào）廠、生物技術企業（yè）和精細化工廠單獨分出來是由於以下三個原因：

*由於這些地方的有效標準和生產程序要求非常嚴格，清（qīng）洗通常需要頻繁進行；

*根據不同的殘餘物，需要使用不同的清洗技術；

*清洗程序通常被認為是生產過程不可分離的一部分。

由於受到政府機構如美國食品及藥物管理局（FDA）的監控和管製，再加上（shàng）日益廣泛（fàn）的國際社（shè）會針對汙染控製（zhì）、排放、人類健康安全以及水資源的保護立法，製藥廠和精細化工廠的清洗要求（qiú）是非常嚴格的。

傳統（tǒng）的容器清洗方法如沸騰法（fǎ）和溶劑（jì）添加法等，已經受到強烈的置疑。人們開始試（shì）驗可替代的（de）清洗方法，包（bāo）括使用清潔（jié）的中壓水流（liú）清洗。一些著名的製藥廠已經開始進行（háng）一係列的（de）實驗，實驗中采用的是空氣驅（qū）動的雙軸噴頭（tóu），水壓可以達（dá）到2×10⁷Pa（這是容（róng）器製（zhì）造商在經過大量實驗以後得出的最大（dà）清洗壓力的（de）推薦值）。實際采用的壓力值會根據（jù）玻璃塗層和（hé）其他（tā）因素的情況進行適當的降低。在使用超過5×10⁶Pa的清（qīng）洗壓力之前，建議先跟容器製造商聯係以聽取建議，特（tè）別是在當容器已經被維（wéi）修（xiū）過或者已經有表麵損壞的情況下。

清洗噴頭通過圖5-23（a）所示的蓋板和球（qiú）形連接裝置（zhì）被固定在容器（qì）的入孔邊緣，這樣使得噴頭（tóu）可以被調節、定位以及固定在容器周圍的不同位置，以達到完（wán）全的清洗覆蓋範圍。此（cǐ）外，人們還設計了一種特（tè）殊的模板，以防止噴（pēn）頭和玻璃塗層直接接觸。

英格蘭北部的一家大（dà）型製藥（yào）公司對一個2000型玻璃塗裝（zhuāng）反應容器進行了一次實驗，公司的（de）質量認證部門進行了確（què）認研究。英格（gé）蘭南（nán）部的另一家（jiā）製藥廠進行了類似的實驗，得出了（le）相（xiàng）似的結果。

本節的主要目（mù）的是解決製藥過程的加工清洗技術和係統在現實應用上（shàng）的問題。清洗和確認程序的標準則交給製藥廠、消（xiāo）費者和有（yǒu）關（guān）的監（jiān）管部門進行（háng）討論。

（2）中等體積容（róng）器（IBC）機組的清洗

在過去10年來，關於中體積容器機組的清洗需求增加得很快，主要是由於日益增加的中等體積容器機組替代了過去（qù）的鼓形容（róng）器。理由如下：

對於鼓形容器，特別是那些入孔僅（jǐn）為55mm的而言（yán），要達到（dào）清（qīng）洗標準非常困難。

對（duì）於容量為1000-2000L的中型（xíng）容器而言，操（cāo）作和運輸的費用比起200L的鼓形（xíng）容器要更經濟一些。

由（yóu）於世界上越來越多國家已經開始對健康、安全和環境方麵進（jìn）行立法限製，使得鼓形容器使用日益減少，而它們的廢棄（qì）處理又會帶來很多問題和成本。

需要進行IBC清洗的公司（sī）可以有如下的選擇：

①使用工廠自己的清潔設備進行原地清洗。這很大程度上取決於容器機組本身的質量和汙垢的性質。主要考慮到汙水處理問題。如果能征得（dé）地方水（shuǐ）管理部門的同意直接將汙水排出，那樣的話事情就相對簡（jiǎn）單了：廠家隻需要付出一筆費用即（jí）可。但是如果政府

要求（qiú）工廠在排放以前要對汙水進行預處理的話，則需要一筆較大的投資。這是一（yī）個經濟學（xué）上的替代成本問（wèn）題。

②承包清洗。大多（duō）數工業區（qū）有1個或多個清洗機構，對本地的公司提供清洗服務（wù）。這些機構一般要能夠（gòu）處理多種汙垢，從軟的食物級別汙垢到（dào）聚合物和橡膠等等（děng）。圖5-24說明了一個流水線式的IBC清洗（xǐ）裝置。

③租借清洗。這是最近才出現的一（yī）個新方法，具體做（zuò）法是：公司從一個租賃組織承租容器機組，而租賃組織則負責承（chéng）擔所有容器的供應、清洗和維修責任。

有兩種類型的IBC機（jī）組：不鏽（xiù）鋼和塑料。後（hòu）者通常是高密度的聚乙烯。不鏽鋼材（cái）料可（kě）承受（shòu）的最大清洗（xǐ）壓力可以高達4×10⁷Pa，而高密度聚乙烯可承（chéng）受的（de）最大清洗壓力則隻有2X107Pa或更低，視（shì）塑（sù）料的狀態（tài）而定（dìng）。很多塑料的IBC是設計為一次性使用的，但是一（yī）般來說它們（men）都（dōu）會被多次反複利用（yòng）。

一（yī）次普通的承包清洗工程會包（bāo）括不同的清洗技術在內（nèi），例如：低壓和中壓水流，化學溶劑的（de）使（shǐ）用等等（děng）。承包清洗的合約裏（lǐ）一般都會提到中體積容器清洗時的一些清洗規範。

很多製藥廠、生物技術公司和精細化（huà）工廠使用一些專門為現場使（shǐ）用而設（shè）計（jì）的中體積容器機組（zǔ）。這些容器不僅要求符合嚴格的衛生標準，而且要求與工廠生產過程的清洗標準一致。這些容器可能是屬於生產材（cái）料處（chù）理（lǐ）一體化係統的一部分，而這個係統一般（bān）會包括—個容器清洗裝置。

如果（guǒ）在清洗中涉及到一些活性有（yǒu）害成分的話，要根（gēn）據其危害程度的大（dà）小，決定是否把容器放在一個封閉的櫃子裏進行清洗，以完全防（fáng）止有（yǒu）毒物質泄漏，或（huò）者類（lèi）似第四節（jiē）低壓清洗中所提（tí）到的，使用（yòng）一個人工操作（zuò）的清洗控製台就可以達到（dào）目的（de）。

圖5-24中體積容器的流水（shuǐ）線清洗係統，包（bāo）括容器內部和外部清洗

（德國的URACAPumpenfabrik提供（gòng））

圖（tú）片P298頁

（3）鼓形容器清洗

在歐洲，日益增（zēng）多的法律法規（特別是即將（jiāng）生效的（de）《包裝（zhuāng）和包裝廢棄物指導條例》）對處（chù）理和維修（xiū）鼓形容器作了嚴格的規定，目前北美的狀況也大致相同。這種傾向（xiàng）所帶來的影響是，現在鼓（gǔ）形容器清洗已經成為一項高度專業化的工作。在第五節我們會提到，用高壓水流衝洗（xǐ）頑固汙垢是非常有效的，但（dàn）是因為鼓形容器的容積有限，所以單獨安裝高壓清洗裝置的成（chéng）本將非常高。鼓形容器難以清洗的問題部（bù）分是由於鼓（gǔ）形容器（qì）的設計因（yīn）素（sù）引起的，特（tè）別是容器底部的結合處很容易導致沉積。最經濟有效的方（fāng）法是，先使用低壓水流和化學溶劑清洗，然後用1.5×10⁷〜2×10⁷Pa的中壓冷水進行最後的衝洗。如果鼓形容（róng）器（qì）的頂（dǐng）部（bù）是封閉式（shì）設計的話，通常（cháng）在清（qīng）洗時會把（bǎ）容器固定在30。角，使得小型的雙軸噴頭能夠進入容器的注入孔，也能夠讓清洗後的水排走。

頂部開放式（shì）設計的鼓形容器如圖5-25所示（shì），反扣在清洗噴頭上，這時可以使用（yòng）固定的噴灑噴（pēn）嘴或者旋轉噴頭，也可以兩者一起使用。

對於（yú）不（bú）鏽鋼或者塑料鼓形容器的維修，是屬於《聯合國危險貨物建議書》的規定範圍裏的。由於近幾年（nián）來（lái）IBC機組的使用率不斷上升（shēng），因此IBC的清洗狀況也開始（shǐ）不容樂（lè）觀。因此，和鼓形容器相類似，我們可（kě）以（yǐ）理解為什麽聯（lián）合國有關委（wěi）員會要經（jīng）常討論關於IBC機組維修的提案。英（yīng）國已經有法案規定了處理中等體積（jī）容器機組（zǔ）的有關責任，如1997年頒布的《製造（zào）商的責（zé）任和（hé）義務法令（包（bāo）裝廢物類）》等。許多著名的IBC維修（xiū）公司開始認識到這一點，並且出於（yú）提高自己的專業知名度的考慮，已經開始著手訂立起一套操作準則。各國也都成立了一些商業組織，這些組織包括：

英國和歐洲的固定式中（zhōng）等體積容器協會（huì）（RIBCA）、英國容器和鼓形容器維修者聯（lián）合會（FCDR）、歐洲維修者協會。

美國的可再利用工業包裝協會（RIPA）。

圖5-25櫃（guì）式鼓形容器清洗係統，可以清洗容器內部和表麵

圖片P299頁

為了提高可再利用容（róng）器生產和維修公司的專業水平和商業利益，成立了美國可再利用工業包裝協會，希（xī）望（wàng）通過這個協會來實現全（quán）北美（měi）相關利益公司、國會和立法機構的合作，從而開發出一個包含經濟和環境問題方麵的（de）技術數據庫（kù），並推（tuī）廣可再利用容器的（de）使用。初期按產品類型成立了三個組，即：

*不（bú）鏽鋼鼓形（xíng）容器組；

*塑料鼓形容器組；

*中等體積容（róng）器（qì）組（zǔ）。

為了（le）給（gěi）會員（yuán）提供支持，這個協會組織了一係列的產（chǎn）品組會議，以訂立操作計劃、預算（suàn）和目標。目前該協會（huì）進一步的措（cuò）施是，對（duì）會（huì）員和會（huì）員的客戶每個月發一份新聞通訊，裏麵（miàn）包括由（yóu）一組專家撰寫的關於技術、法規和教（jiāo）育方麵的文章。其他的服務還包括保險建議和一係列的活動，如職業安全和健康管理（OSHA）課程等等。

（4）排水和下水道清洗

可移動的排水和下水道清洗裝置目前在我們的（de）大街、高速公路和大工業區都已是司（sī）空見慣了，這要得益（yì）於人們（men）對水的清潔和排水係統效率的要求不斷增加（jiā）。在英（yīng）國，許多下水道都是19世紀的磚式建築，由於當今道路交通的數量和重量不斷增加（jiā），許（xǔ）多都已經塌掉（diào）了（le）。政（zhèng）府已經訂立了主要（yào）的（de）下（xià）水道重修計劃，但是要等到其完成則尚待時日。某（mǒu）些下水道需要（yào）完全重建，有些現存的（de）下水道則要重新布置管道。後者需要大量的清洗和廢舊（jiù）物清除工作，而這些工作是由Jumbo下（xià）水道噴洗機組來（lái）完成的。

日常使用中有3種類型（xíng）的（de）機組：

>安裝在拖車和小貨車上，供家庭和企業（yè）的地基排水管道使用。動力源通常是氣冷設計的柴油機，如功率為33kW的赫茲牌（Hatz）或裏斯特（Lister）牌。它們（men）體形小巧而且輕便，但是噪聲比（bǐ）其他可選的水冷式柴（chái）油機要（yào）大得多。上述這兩種柴油機都（dōu）適於安裝在中等規格的小貨車或拖車機組（zǔ）上。因為（wéi）水箱的容（róng）量有限，清洗人員會向當地的水管理部門申請（qǐng）使用輸（shū）水管為水（shuǐ）箱加水，容（róng）許他們在加裝閥（fá）門和水表的條件下臨時連接主要的供水管道。通（tōng）常自來水公（gōng）司會根據其（qí）使用的水量，向（xiàng）其收（shōu）取一筆費用。

圖5-26輕型市政排（pái）水清潔係統

（注意放在機組後麵的卷盤和控製（zhì）台，使得工作人員很容易能夠得到。）

圖（tú）片P300頁

*輕型排水和（hé）下水（shuǐ）道清（qīng）洗機組，如圖5-26所示。這種機組被市（shì）政和高速公路部門廣泛用於市內和小型（xíng）高（gāo）速（sù）公路的（de）排（pái）水和下水道的清洗工（gōng）作。這種機組通常會附（fù）加汙泥（ní）抽取（qǔ）設備和貯存設備，卡車上裝有供水的水箱和軟管卷盤。水泵（bèng）的能量由車上（shàng）主發動機的動力輸（shū）出裝置（zhì）（PTO）提供，最高達60kW，或者由一個輔助發動（dòng）機（獨立的柴油發動（dòng）機）提供（gòng）。安裝在小貨車上（shàng）的清洗機組還可（kě）以設一（yī）個遙控裝置。

*重型下水道清洗機組。圖5-27給出了一個範例，典型的規格包括：

*三柱塞泵，提供（gòng）在1.8×10⁷Pa的壓力下（xià）280L/min的流量（功率88kW）。

*前置或後置水壓軟管卷盤，附加100m長的25mm孔徑軟管。

圖5-27一個承包商的重型排水/下水道清洗（xǐ）機組，包括（kuò）吸入係統和可擺動卷（juàn）盤

圖片P301頁

一（yī）可擺動（dòng）式吸管和真空泵，用於清除汙物和殘渣。

一幹淨的水，以及最大容量為7000L的水箱。

—操（cāo）作控製台，通常為了方便起見放在靠近軟（ruǎn）管卷（juàn）盤的地方。

—廢水循環係統，以延長可工（gōng）作時間。

—獨立的柴油發動機（jī），以驅動泵（bèng）組。

一後門傾倒裝置以（yǐ）卸載殘渣（zhā）。

—消音設計，使得在“建成區”內工作的時候，機器發出的噪聲能降到（dào）最低。

這種（zhǒng）類型的機組（zǔ）在（zài）高（gāo）速公路、市中心和大型工業區等處被廣泛地使用，以處理一些較頑固的汙垢和直徑最大（dà）為1m的巨型下水道。

由於這套裝置（zhì）的功率強大，效率很高，因此在（zài）很短時間內就可以清理掉數噸的下水道殘渣。一般都有附加的水箱以提供清洗用水，特別是在高速公路的清洗（xǐ）工（gōng）程中。

（5）地上排水管道清洗——脈衝式斷續噴射

在排水管清洗（xǐ）應用中，人們使用一項獨特的技術——脈衝式斷續流量技術（參見第五節）——對（duì）延長的地上排水管道進（jìn）行清洗。

在那些有大片土地位於海（hǎi）平（píng）麵以下的（de）國家來說（如荷蘭、英國的東盎格（gé）魯地區等），陸地排水是必需的。通常這些地方的田地被許多（duō）小的人工運河所分隔。這些運河的功能是把每一（yī）塊（kuài）田地下麵的一係列排水管道裏的水（shuǐ）收集起來。而排水管道布置在兩（liǎng）條（tiáo）運河之（zhī）間，可以長達300m，但是會經常被細小的汙泥堵塞（sāi）。

常規（guī）清洗技術的最大有效距離一般認為是100m，視泵的大小而定。限（xiàn）製因素包括可使用的功（gōng）率，軟管和水的重量，軟管和排水管之間的摩擦等。值（zhí）得注意的是（shì），一般在這些土地上公路都很少（shǎo）而且間隔很遠，通常隻能使用拖拉機作為運輸工具。這（zhè）使得運（yùn）送清洗（xǐ）工具車輛的尺寸和重量都受到限製。但是當人們使用以（yǐ）前聯合國的Unimog型越野卡（kǎ）車時，這個問題就迎（yíng）刃而解了。如圖5-28所示，這部車（chē）上（shàng）安裝了一個三缸柱塞泵，工作（zuò）壓強為1.8×10⁷Pa，要達到最大流量50L/min，需要的功率為20kW。

泵由卡（kǎ）車引（yǐn）擎的動力輸出（chū）裝置驅動，帶一個液壓驅動的卷盤（150m，直徑為19.05mm的軟（ruǎn）管），有需要的話還可以再延長20m的軟管。一個1500L的（de）水箱負責提供清（qīng）洗用水。

人們（men）從兩邊的運河操作脈衝式噴射設備，把管嘴向中間推進超過150m，脈衝式作用的好處除了更大的衝擊力以外，還有就是能夠把（bǎ）軟管（guǎn）隔一段時間就從排水管底部（bù）升起一下，使得（dé）管嘴能推（tuī）進更遠的距（jù）離。

圖（tú）5-28Unimog地上排水管（guǎn）噴射清洗機組

（6）油罐汽車/容器清洗

這是另一種中（zhōng）壓（yā）清洗應用技術（shù）。由於隻需要使用更少（shǎo）的水量（liàng）就可以清除頑固的（de）汙垢，這種技術正受到越來（lái）越多（duō）的油罐清洗公司的青睞。目前日益上漲的清潔水和汙水處理費用（yòng）已經成為了清（qīng）洗公司的重（chóng）要考慮（lǜ）因素之一。油（yóu）罐汽車的（de）清洗需要一些通用的清洗係統，其可處理的汙垢範圍從食（shí）物級別到橡膠、乳（rǔ）液聚合物和樹脂等。規模（mó）更大的清（qīng）洗服務點通（tōng）常可以提供低壓和中壓清（qīng）洗係統兩種選擇。高壓清洗裝置目前也開始在一些清洗服務點配備，這些服務點從策略方麵的考慮出發，一般布（bù）置在港口和重（chóng）型綜合化學（xué）企業（yè）附近。

大部分油罐汽車的清洗服務點還可以處理ISO標準油罐/容器。這些容（róng）器通常隻有一個清洗入（rù）孔，因此（cǐ）需要更大（dà）的水流量以產生（shēng）足夠的衝力，來（lái）清除容器末端的汙垢。標準的油罐（guàn）汽車內部分成（chéng）3到4個隔間，比較容易清洗。

圖5-29一個典型的油罐汽車清洗服務點

圖片P302頁

一個標（biāo）準（zhǔn）的；使用中（zhōng）壓清（qīng）洗（xǐ）係統的多隔間（jiān）容器清洗服（fú）務點（圖5-29）應包括下麵的設備：

柱塞泵（bèng），每一個的工作壓力（lì）為1.5×10⁷Pa，流量（liàng）100L/min（功率30kW）。主要是根據程序需要提供冷熱水的輸送，一個典型的泵係統如圖5-30所示。

圖5-30中壓清洗係統，用於油罐汽車/過關檢查清洗

一個（gè）鍋爐，能夠以80°C的溫度（dù）提供流量為800L/min的（de）水流，同時還可以提供（gòng）蒸汽以供清洗和（hé）軟化一些半（bàn）固體汙垢，如重油等。

化學藥劑定量添加係統和貯存箱，以儲存清潔劑、石蠟和其他添加劑。

一個中央PLC控製單元，用來控（kòng）製（zhì）每一個清（qīng）洗隔間的汙水獨立（lì）循環。控製範圍包括水壓/水流量，溫度，化學添加劑濃度（如果需要的話），以及水循（xún）環的次數。某些特殊客戶，特別是在食品和飲（yǐn）料工業裏，需要一（yī）份數據記錄以確保清潔。這份記錄包括油罐汽車製造商，運送油罐的司機，清洗日期及時間和實際清洗狀況等。

中壓雙軸噴頭，電（diàn）力驅動。

特（tè）製（zhì）的鋼架，包括一個通道、水管、軟管，以及操作噴頭的裝置。

一套（tào）記錄係統，可以詳細地（dì）記錄汙水處理量和汙水的化（huà）學成分。

（7）多車輛清洗係統

除了手（shǒu）動噴槍以（yǐ）外，對（duì）於（yú）工作人（rén）員來說還有效率更高的方法來處理多車輛清洗（xǐ）。該係統的設計裏有一個包括很多噴杆的（de）簾狀結構，可以覆蓋上下前（qián）後各個方向，車輛就在這條水（shuǐ）簾中移動。一係列的扇型噴頭確保了水簾的全方位覆蓋。這些噴頭噴灑壓力可達10⁷Pa，總流（liú）量最高90L/min，可以使用冷水或者（zhě）熱水，添加或不添加清潔劑。其他更複雜一些的車輛清洗係（xì）統（tǒng）使用噴灑噴頭和旋轉刷子的聯合設計，正如在洗車業（yè）使（shǐ）用的更小一（yī）些的類似係（xì）統那樣（yàng）。

（8）軟箱清洗係統

所謂“軟箱”是一種世界通用的（de）運輸大量液體產品的獨特而且（qiě）成本低（dī）廉的方法。它其實是一個耐磨的（de）重型橡膠容器，當內（nèi）空（kōng）的時候（hòu）可以折成一個扁平外殼，這樣運（yùn）輸起來隻需要硬質容器的一小部分成本（běn）。軟箱（xiāng）裏裝的貨物一般分（fèn）為酒類和（hé）乳膠類，而後者通常是（shì）最難清洗的。通常在氣密條件下，乳膠隻需一（yī）條軟管加（jiā）上輸送管就可（kě）以被清（qīng）除掉。但是一旦密封失效，在數（shù）分鍾之內乳膠就會接觸空氣而固化。製造商建（jiàn）議采取（qǔ）如下的方法進行處（chù）理（lǐ）和清洗：

當一個空的軟箱從貨箱裏拿出來時，應該被放（fàng）在平坦的表麵上。絕對不要拖著軟箱從（cóng）粗糙的地麵或混凝土經過。在清洗過程中軟箱應該始終保持膨脹狀態（tài），內部的氣壓不應超過350mm（14in）水位表壓力。清洗時軟箱可以放（fàng）在一（yī）個腳（jiǎo）手架或者支架上麵，以保持其入孔（kǒng）位於最下方。譚洗用的溶液或清水通過一個旋轉噴頭泵入，其壓力視軟箱（xiāng）裏所裝過的貨（huò）物而（ér）定（dìng）。對於插類或（huò）類似的貨物，隻需要用50.8mm旋轉噴頭以6×10⁵〜8×10⁵Pa的低壓就可以清洗幹淨。但是，乳膠汙垢常常需（xū）要用到小（xiǎo）型電動雙軸噴頭，以最（zuì）大允（yǔn）許壓力1.3×10⁷Pa加上20L/min的流量進（jìn）行清洗（xǐ）。無論（lùn）是酒（jiǔ）類還是乳膠，噴頭都應該通過軟箱的（de）清洗接口伸到軟箱的內部進行清洗。所有的清洗液在使用（yòng）前都應該事（shì）先谘詢軟箱的製造商或委托人（rén），以確認能否適用（yòng）於這種類型的軟箱清洗。

清洗須（xū）知：

根據軟箱所需要裝運的貨物，清洗完畢以後可能需要進行除濕處理，以及除掉所有的（de）殘留清（qīng）洗劑。

乳膠汙垢在清洗時，必（bì）須（xū）防止內部接觸空氣超過20min（即在汙垢（gòu）固化以前〉。否則清洗工作將變得非常困難。

軟箱（xiāng）的外表可以通（tōng）過在手噴槍上加裝扇型噴嘴來進行清洗，可能需要加清洗劑。對於某些敏感貨物，必須采取一定的防護措施，以確保清洗液不會進入容器內部。

所有的結合（hé）部（bù）位都必須檢查是否有損壞和泄漏（lòu）。一旦在容器外表發現有（yǒu）肥皂水或（huò）清洗（xǐ）液產生的小泡沫，即表（biǎo）示（shì）這裏可能有細小的泄漏。如果需要修（xiū）補的話，必須用防水筆在這裏做一個（gè）記號。

裝置和設備要求：

幹淨的地毯

大約1m高的腳手架，上麵有固定（dìng）膨脹軟箱的裝置。

空氣壓縮機，再加上25.4mm的BSP陽螺紋管接頭，對軟箱打氣時使用。

壓力計

叉式升降機和提升設（shè）備，以（yǐ）提（tí）升充氣後的軟箱。

壓力清潔器，能以（yǐ）8×10⁶〜13×10⁶Pa的壓力提供冷水或熱水（80~85°C），以及（jí）手動噴槍和洗滌劑添加裝置。