電力油化實(shí)驗(yàn)室玻璃器皿自動清洗裝置的研究及應(yīng)用

余海泳

摘 要：介紹了一種自動清洗裝置，其采用機(jī)械高壓水射流清洗技術(shù)，具備批量清洗、烘干功能，并通過對比試驗(yàn)驗(yàn)證了清洗效果能夠滿足要求，適用于電力行業(yè)油化實(shí)驗(yàn)室內(nèi)各種不同規(guī)格玻璃器皿的自動清洗。

關(guān)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(yè)油化試驗(yàn)中，需反復(fù)清洗重復(fù)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(gè)個(gè)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(shí)注射器嘴容易碰壞；4）注射器拆解后再恢復(fù)時(shí)常匹配錯(cuò)誤導(dǎo)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(shù)[ 2 ]的基礎(chǔ)上采用高壓噴淋物理剪切去除油污。系統(tǒng)自動將洗滌劑和水均勻混合并加熱到75℃，經(jīng)過多級加壓循環(huán)泵使洗滌液壓力升到0.4Mpa，再通過內(nèi)置螺旋結(jié)構(gòu)的離心式噴嘴，清洗液在經(jīng)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(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)包括：安全保護(hù)系統(tǒng)，程序控制軟件系統(tǒng)，清洗控制系統(tǒng)，鼓風(fēng)控制系統(tǒng)，氣溫控制系統(tǒng)，液溫控制系統(tǒng)，水控制系統(tǒng)，輸入輸出設(shè)備等。

2.2 清洗技術(shù)的研究

高壓水射流清洗技術(shù)是指通過高壓水發(fā)生裝置將水加壓至數(shù)個(gè)大氣壓以上，再通過具有細(xì)小孔徑的噴射裝置轉(zhuǎn)換為高速的微細(xì)水射流。本系統(tǒng)用多級加壓循環(huán)泵將洗滌液加到0.4Mpa。

2.2.1酯化、乳化技術(shù)研究

油化試驗(yàn)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(jìn)入洗滌液。對于不能酯化的油漬，采用復(fù)合表面活性劑進(jìn)行乳化。本技術(shù)采用無水碳酸鈉和堿性蛋白進(jìn)行酯化，用壬（辛）基酚聚氧乙烯醚、皂鹽等進(jìn)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(diào)整其堿度或增加其污物懸浮力的化學(xué)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(jīng)過綜合試驗(yàn)，本技術(shù)清洗溫度設(shè)定為75±5℃。

2.3 器皿定位和分布

洗滌器皿采用可調(diào)節(jié)內(nèi)噴嘴和可調(diào)節(jié)固定螺栓固定，內(nèi)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(chǔ)上，容器開口內(nèi)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(fēng)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(jī)，溫度采集單元采用高精度pt100，溫差≤±1℃。

2.5 補(bǔ)給系統(tǒng)

自動補(bǔ)給系統(tǒng)包括補(bǔ)給量、補(bǔ)給方式及補(bǔ)給設(shè)備，能夠自動添加洗滌劑和助洗劑。

2.6 自動控制系統(tǒng)

傳感器采用全不銹鋼內(nèi)嵌磁通觸點(diǎn)，使傳感器信號無延時(shí)、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(jī)C語言編程，人機(jī)對話更快捷方便。

2.7 水控制系統(tǒng)

水控制系統(tǒng)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(huán)水加壓，減少用水量。

2.8 安全保護(hù)系統(tǒng)

系統(tǒng)采用磁力開關(guān)多路控制，對開蓋斷電、水位上線關(guān)閥等操作進(jìn)行自動控制。

3 對比試驗(yàn)

取兩只100mL的注射器和兩個(gè)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(jìn)行清洗、烘干，并同時(shí)從同一變壓器同一取樣口分別取油樣，進(jìn)行油中溶解氣體分析對比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表1。其它試驗(yàn)項(xiàng)目的對比試驗(yàn)見表2。

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

表2的試驗(yàn)結(jié)果表明，兩次測定值之差均在允許差范圍內(nèi)，采用自動清洗法的測試結(jié)果能夠滿足相關(guān)試驗(yàn)項(xiàng)目的國標(biāo)要求。

4 結(jié)論

該自動清洗裝置操作簡單，自動化程度高，能夠進(jìn)行一次性批量清洗作業(yè)，可節(jié)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(hù)水平，具備推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李歡竹.超聲波清洗技術(shù)在制藥機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用[J].應(yīng)用能源技術(shù)，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.