電力油化實驗室玻璃器皿自動清洗裝置的研究及應用

余海泳

摘 要：介紹了一種自動清洗裝置，其采用機械高壓水射流清洗技術，具備批量清洗、烘干功能，并通過對比試驗驗證了清洗效果能夠滿足要求，適用于電力行業油化實驗室內各種不同規格玻璃器皿的自動清洗。

關鍵詞：玻璃器皿；自動清洗；手工清洗法；超聲波清洗法；高壓水射流

在電力行業油化試驗中，需反復清洗重復使用大量的玻璃器皿，如注射器、磨口具塞玻璃瓶等，清洗方式主要是用手工清洗和超聲波清洗[ 1 ]。

手工清洗法存在如下弊端：1）需要人工一個個清洗，清洗和烘干分離，效率低；2）洗滌液對皮膚有傷害；3）清洗時注射器嘴容易碰壞；4）注射器拆解后再恢復時常匹配錯誤導致注射器卡澀或氣密性降低。

超聲波清洗法存在如下弊端：1）噪音污染；2）超聲波中的次聲波對人體有害；3）對器皿表面光潔度有較大損傷；4）清洗和烘干互相分離，工作效率低。

1 原理

本裝置在高壓水射流清洗技術[ 2 ]的基礎上采用高壓噴淋物理剪切去除油污。系統自動將洗滌劑和水均勻混合并加熱到75℃，經過多級加壓循環泵使洗滌液壓力升到0.4Mpa，再通過內置螺旋結構的離心式噴嘴，清洗液在經過噴嘴的過程中霧化、氣化，加大了清洗液和被清洗器皿接觸面積，在洗滌液和助洗劑的綜合作用下徹底去除油污。

2 自動清洗裝置的研制

2.1 系統整體結構

系統整體結構包括：安全保護系統，程序控制軟件系統，清洗控制系統，鼓風控制系統，氣溫控制系統，液溫控制系統，水控制系統，輸入輸出設備等。

2.2 清洗技術的研究

高壓水射流清洗技術是指通過高壓水發生裝置將水加壓至數個大氣壓以上，再通過具有細小孔徑的噴射裝置轉換為高速的微細水射流。本系統用多級加壓循環泵將洗滌液加到0.4Mpa。

2.2.1酯化、乳化技術研究

油化試驗室中的玻璃器皿，其主要污物為親油性長鏈脂肪酸的油漬，通過酯化促使油漬分子脫離器壁表面進入洗滌液。對于不能酯化的油漬，采用復合表面活性劑進行乳化。本技術采用無水碳酸鈉和堿性蛋白進行酯化，用壬（辛）基酚聚氧乙烯醚、皂鹽等進行乳化。

2.2.2助洗劑

助洗劑是一種增效助劑，加入洗滌劑中以調整其堿度或增加其污物懸浮力的化學藥品。本助洗劑主要由三聚磷酸鈉、無水硫酸鈉、硅油、聚醚等按一定比例配制而成。

2.2.3洗滌溫度

一般來說，洗滌溫度越高，洗滌效果越好。但對于加酶的洗滌劑，溫度升高容易使酶失效，從而降低去污能力。經過綜合試驗，本技術清洗溫度設定為75±5℃。

2.3 器皿定位和分布

洗滌器皿采用可調節內噴嘴和可調節固定螺栓固定，內噴嘴直徑Φ3，器皿固定支架總高350mm，可清洗高度≤300mm，直徑≤170mm的器皿。對于容器類器皿，在滿足高度和直徑的基礎上，容器開口內徑≥3mm，能夠清洗器皿的范圍很寬。

2.4 氣液溫度控制

洗滌液和干燥熱風溫度的控制采用人工智能模糊邏輯控制（PLC），主控單元采用AVR MEGA16L單片機，溫度采集單元采用高精度pt100，溫差≤±1℃。

2.5 補給系統

自動補給系統包括補給量、補給方式及補給設備，能夠自動添加洗滌劑和助洗劑。

2.6 自動控制系統

傳感器采用全不銹鋼內嵌磁通觸點，使傳感器信號無延時、無漏判。信號處理方式采用多路門電路控制。程序的編制采用單片機C語言編程，人機對話更快捷方便。

2.7 水控制系統

水控制系統采用帶反饋信號的電動球閥、單向閥和電磁閥多路控制，使用循環水加壓，減少用水量。

2.8 安全保護系統

系統采用磁力開關多路控制，對開蓋斷電、水位上線關閥等操作進行自動控制。

3 對比試驗

取兩只100mL的注射器和兩個500mL的磨口具塞玻璃瓶，分別采用自動清洗法和人工清洗法對其進行清洗、烘干，并同時從同一變壓器同一取樣口分別取油樣，進行油中溶解氣體分析對比試驗，試驗結果見表1。其它試驗項目的對比試驗見表2。

表1的試驗結果表明，兩次測定值之差均在允許差范圍內，采用自動清洗法的測試結果能夠滿足GB/T 17623-1998的要求。

表2的試驗結果表明，兩次測定值之差均在允許差范圍內，采用自動清洗法的測試結果能夠滿足相關試驗項目的國標要求。

4 結論

該自動清洗裝置操作簡單，自動化程度高，能夠進行一次性批量清洗作業，可節約大量人力成本并提升工作效率。此外，還可避免人體和洗滌液接觸，能夠提高工作人員勞動防護水平，具備推廣應用價值。

參考文獻：

[1] 李歡竹.超聲波清洗技術在制藥機械行業的應用[J].應用能源技術，2010（5）：18-20.

[2] 章振夫.水處理藥劑手冊[M].北京：中國石化出版社，1992：344-345.