中壓水清洗係統詳解（jiě）-格瑞（ruì）戴西Greendash

簡介

中壓（yā）清洗係統指操作壓強在5X106~25X106Pa的（de）清洗係統。所謂高壓清洗就是利用（yòng）水流，以動能的形式去清除表麵的汙垢。但是（shì）在很多實際應用中隻需要中壓就可以完全達到清洗的目（mù）的。與高（gāo）壓係統相比，中壓清洗的優勢在於資金成本（běn）更低，安全隱患更少以及靈活性更大。中壓清洗係統與高壓清洗係統的區別在於（yú），前者（zhě）能夠（gòu）使用添加化學溶劑的冷水或（huò）熱水，把衝力清洗和化學溶（róng）劑的作用結（jié）合（hé）起來。

係統細（xì）節

一個典型的中壓清洗係（xì）統的設計與高壓清洗係（xì）統相類似，但是前者的資金成本更低，而且在一定的條件下還（hái）可以使用熱水（shuǐ）或化學添加劑。

泵組

無論是高壓還是中壓清洗係統，選擇水泵的基本原則都是一樣（yàng）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如何決定選（xuǎn）擇一個水泵：

①汙垢的性（xìng）質如何？

②清除它（tā）所需的最（zuì）大（dà）壓力/流速是多少？

③哪一（yī）個水泵的特點與應用條件最適合？

水泵類型（xíng）的選擇，這裏有好（hǎo）幾種選擇：高速離心泵、多級離心泵、柱塞泵、徑（jìng）向活塞泵。

其他類型（xíng）如Rotojet®泵，以及：柴油或電力驅動、移動式或固定式（shì）組合設計。

最（zuì）終的選擇將取決於幾個因素：

*壓力，容量和功率要求；

*清洗液的溫度；

*操作和維護費用；

*清洗服務的性質（zhì），例如是連續型還（hái）是間斷型；

*清洗液的類型；

*資金成本。

1.選擇合適的泵設計

按照每種泵的優勢（shì）和不足，在（zài）細節上進一步考慮不同類型泵的設計。

（1）往複式柱塞泵（bèng）

柱塞式中壓泵是同類高（gāo）壓泵的縮（suō）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（xì）使得成本較低。由於壓力和水流（liú）能在很大的範圍內調節，因此柱塞泵很（hěn）受歡迎。幾乎所有的（de）柱塞泵（bèng）都是三缸設計，而（ér）且比專門用於高壓（yā）清洗係統的運轉（zhuǎn）速度要（yào）快得多（800到1400rpm），最高速的時（shí）候可以和驅動發動機完全同步（bù）。如果柱塞泵經常被使用（yòng），建議降低轉速到700rpm，以減少“氣穴現象（xiàng）”和過度磨損（sǔn）的危害，這時需要利用到一個內置齒輪箱或者V字（zì）型（xíng）的傳送帶。

（2）徑向活塞泵

在第三節關於高壓應用的時候我們提到過Harben泵。這種泵的縮小型設計作為中壓泵同樣非常受到歡迎，特別是在排水道（dào）和下水（shuǐ）道清潔等方麵，這種（zhǒng）泵通常安放在雙輪拖車或者輕型的車輛上麵進行（háng）工作。

主（zhǔ）要的優勢（shì）有（yǒu）：

*構造輕便（可以用一部小型貨車或者小卡車進行牽引）；

*可（kě）以使用劣質水；

*高效率（容積式）；

*震動（dòng）小（得益於多柱體的（de）結構）；

*多種壓力選擇；

*設計緊湊（水泵有內置的齒輪箱，可以和主發動機高度同步）。

除了Harben泵以外（wài），還有另一種歐洲設計的（de）徑向活塞泵，適於作為固定的中壓泵使用。

圖5-13所示的是瑞士製造的（de）Hydrowatt泵，有5個密封的（de）、徑向活動的（de）柱狀活塞組，每一個活塞組的（de）活塞（sāi）頭都加上（shàng）了一個橡膠套管，並且正向連接著一個偏軸的（de）驅（qū）動器（qì）。活塞頭（tóu）的（de）往複運動加上彈（dàn）性套的伸縮作用可以產生很大的工作壓力：對於不鏽鋼類型的機體而言最大壓力可達（dá）3.15×10⁷Pa，鋁和黃銅（tóng）類型的機體最大壓力為2.5×10⁷Pa，泵流量最大為197L/min。Hydrowatt泵（bèng）的優（yōu）勢在於：

*緊湊的設（shè）計；

*低震（zhèn）動和低噪聲（shēng）；

*可以處理未淨化的水，不（bú）需（xū）要進行嚴格過濾；

*適用於多種類型的液體，包（bāo）括（kuò）油乳化溶液和海水（不鏽鋼類型機體）。

圖5-13Hydrowatt徑向柱塞（sāi）泵

（3）高速離心泵

一（yī）個典型的中壓高速離心泵包括一個水平的架子以及一個末端抽入的離心泵，離（lí）心泵通過一個與電動機直接匹配的一級齒輪箱來驅動。這種泵的（de）運轉速（sù）度（dù）可以高達35000rpm，通常在造紙或紙漿廠廣泛使（shǐ）用（yòng），以提供大量的高壓水（shuǐ）流進行日常（cháng）清洗，即所謂的“毛布洗滌”工作。在造（zào）紙廠裏，一條連（lián）續的帶子（或者叫“毛布”）把原材料帶過不同（tóng）的濕潤、脫水和幹燥階段，直到成為最終（zhōng）產品。在加工過程（chéng）中，不可避免地會（huì）有（yǒu）一些原料粘在毛布上，如果不清（qīng）除的話會影響（xiǎng）產品質量。通常的清洗方法（fǎ）是將中壓水（shuǐ）直接噴灑在毛布的底麵，水流壓力要根據毛布的（de）種類而定，使得水流剛（gāng）好穿（chuān）過毛布，讓毛布吸收（shōu）所有（yǒu）的動能。實際的清（qīng）洗過程（chéng）是由一個固定（dìng）或者擺動的管子來進行的，管子上裝有許多的扇型管嘴以保證（zhèng）清洗的覆蓋範圍。盡管這（zhè）種泵被認為（wéi）不是一種典（diǎn）型的清洗用水（shuǐ）泵，但是它可以（yǐ）產生1.6×10⁷Pa的水壓（yā）以及300L/min的流量，因此對於這些工廠而（ér）言，可（kě）以用它來組成一個環路以供應多個清洗噴頭（tóu）使用。高速（sù）多級離心泵基本上不存在震動問題，占地小，運行安（ān）靜，而且抽水條件（jiàn）的要求也不是很重要（參（cān）見圖5-14）。這種泵主要的不足在於：在實際操作中輸出壓力需要大約8×10⁶Pa左右，整體效率小於（yú）75%，而柱塞泵可以達（dá）到95%，因此動力成本更大一些。我們應該根據具體的條件，結合優勢和不足進行權衡（héng）考慮。

（4）Roto-Jet泵

盡管在清（qīng）洗應用方麵Roto-Jet泵沒有柱塞泵和徑（jìng）向活（huó）塞泵那麽聞名，但是這款美國（guó）製（zhì）造的泵操作簡單而有（yǒu）效。液體進入尾端的喇（lǎ）叭口（kǒu），然後經過一個（gè）旋轉的（de）盒子，離心力使得液體在壓力作（zuò）用下進（jìn）入轉（zhuǎn）子。當轉子內的液體噴（pēn）出到一個接收管道的時候，其動能轉化為附加壓力。液體輸出壓力可以高達7.7×10⁶Pa（1150psi），流量最高為90m³/h。這（zhè）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（xǐ）係統。Roto-Jet泵的（de）優勢在於：

圖5-14泵的淨正（zhèng）吸入壓頭（NPSH）比較：柱塞泵與離心泵

圖片（piàn）P290頁

*設計簡單，易於保養；

*震動小；

*提供多種壓力（lì）和流量選擇（zé），性能靈活多樣；

*設計（jì）緊湊。

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

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

圖（tú）片P290頁

（5）Rodder泵

這種泵簡單而有效，專門用於大型的下水（shuǐ）道清洗。由美國PeabodyMyers公司開發的這（zhè）種泵，被用來與其開發的“Vactor”移動式下水（shuǐ）道清潔車相配套。泵的工作原理基於一（yī）個雙向低（dī）速往複式的單柱體活塞設計，工作壓力（lì）最高達到（dào）1.4×10⁷Pa，流量最大為（wéi）300L/min。這種泵的一個主要優勢在於，其往複式的運動有利於（yú）清（qīng）除大（dà）型排水管和下水道的堵塞物和大的殘骸。

考慮到所有可行的選擇，柱塞泵可能是使用（yòng）最廣的中等壓（yā）力裝置，其次是徑向活塞震動膜式泵。由於（yú）這（zhè）兩種泵的設計緊湊，性能靈活（huó），而且可以（yǐ）用柴油機驅動，因而適（shì）用（yòng）於固定或移動式（shì）泵組。Roto-Jet泵、高速多級離心泵和Hydrowatt泵則是為固定安裝的場合而設計的。

2.泵組（zǔ）的類型

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

（1）可移動泵組

當（dāng）清洗任務包括了一片較廣的區域範圍的時候，可移動泵組就（jiù）顯得十分重要了。最新（xīn）式的泵組設計（jì）不僅便（biàn）於移動，而且還（hái）有（yǒu）功率強大的柱塞泵，可以提供高達2.5X107Pa的壓力。有兩種類型的泵組，圖5-16顯示了一種輕型機組，適用於需要強（qiáng）調（diào）移動性和便於操（cāo）作的場合。規格如下：

圖5-16工業用可移動式電動冷水泵組

（英國倫敦的（de）Reiss機械公司提供）

圖片P291頁

泵：陶製柱狀活塞，316個不鏽鋼澆鑄部件，鋁壓鑄曲柄軸箱，氮化鉛鉗合（hé）金機（jī）軸（zhóu），塗有潤滑油的錐形滾筒軸承，以及活塞（sāi）密封鋼圈。標準配件包括：一個可調節的彈簧負（fù）重的安（ān）全/卸載閥門，塗有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（àn）鈕開關和保險絲盒（hé），帶軟管支（zhī）架的軟鋼框（kuàng）架，重（chóng）型環（huán）氧塗料拋光劑（jì），緩衝用橡膠輪胎。

壓力/流量選擇：

模式（shì）：51/10048/15034/200

壓力（lì）（Pa）10⁷1.5X10⁷2X10⁷

流量（L/min）514834

功率（kW）111518

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

三缸柱塞泵

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

發動機功率22kW；三相（xiàng）“三角星”啟動器；IP55型。

啟動器/斷路器盒。

內置傳動齒（chǐ）輪。

手動可調（diào）的安全/調（diào）節閥門。

當有（yǒu）兩個操作人（rén）員同（tóng）時使用這個機組的時候，可以（yǐ）安裝一個雙頭出口的支管。每個（gè）管口的大小按照50%的流量考慮（lǜ），一旦其中（zhōng）一個人停止使（shǐ）用（yòng），卸載閥門會把一半的流量（liàng）送回（huí）泵的吸入口。這種安排的唯一缺點就是需要（yào）添加一個卸（xiè）載閥門，這等於（yú）多加了一個部件並（bìng）需要（yào）額外（wài）的周期性（xìng）維（wéi）護。無論是1人還是2人用，這套機組都要（yào）附加一（yī）個噴槍，而是否需要附加（jiā）管道和排水（shuǐ）設備清洗則視實際應（yīng）用而定。

（德國的URACAPumpenfabrik提供）

圖5-17重型電動拖車泵組

（2）固定泵組

有（yǒu）的係統的（de）設計隻是為了在有限的區域內（nèi）操作。一（yī）個固定泵（bèng）組的（de）規格和移動式泵組相似，它們主要的差別在於輸送加壓水的方法。出於水壓的考慮（lǜ），很（hěn）多泵都會使用（yòng）帶接口的硬質管道，接口上（shàng）可以（yǐ）安裝一些（xiē）附加設備，如油罐清洗裝（zhuāng）置等等。

3.壓力清潔器

以前壓（yā）力清潔器曾是車庫裏的一個（gè）不起眼的清洗機器，但（dàn）是現在已經是許多工業清洗係統中（zhōng）的必備項目之一。其設計有輕（qīng）型的冷水清潔器，操作壓力（lì）10⁷Pa，發動機功率2kW；也有高度複雜（zá）的可編程組合泵係統（tǒng），可以為不同場合和清洗應用提供高達2×10⁷Pa壓力的水流。一個典型的（de）規格包括：

泵（bèng）：通常是一個小型的三（sān）缸柱塞（sāi）泵，不過丹麥的（de）Kew公司使用他（tā）們自己設計的三缸（gāng）軸向活塞。通常泵的運轉直接和發（fā）動機同步。

主驅動器：目（mù）前大多數壓力清潔器靠（kào）電力驅動，不過還有很多汽（qì）油和柴（chái）油機驅動的型號正（zhèng）在使用。

控製：包括壓力調（diào）解閥門（mén），壓力計，燃料計，溫度（dù）計和溫度控製，帶過載斷路功能的鍵控開（kāi）關。

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（dāng）需要熱水的時候，通常是把水通過（guò）一個連續的管網，在裏麵由一個燃油鍋爐進（jìn）行（háng）加熱。水溫完全可以（yǐ）通過溫度調節裝置進行調節和控製。

其他部件：帶漂浮物收集功（gōng）能的廢水收（shōu）集罐，這在許多國家（jiā）的法令中（zhōng）都有規定（主要是為了防止（zhǐ）清洗後的廢水進入主要的供水係統（tǒng）中）。其他的還包括清潔劑供應罐、配量閥、軟管卷盤、油箱（xiāng）和燃料計，安全閥門和壓力計等。

壓力清潔器可分為兩種類型：

（1）輕型可（kě）移動設計

最新（xīn）的型號（hào）設計緊湊，外形美觀，易於維護和清（qīng）潔，移動性好。圖5-18給出了一個例子：

圖5-18小型（xíng）冷（lěng）/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（tú）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個操作者的設計，到（dào）複雜（zá）型的為整個工廠清洗的多（duō）泵設計，可以（yǐ）根據特定的要求調整每一個出水口的參數如壓力、流量、溫度、清潔（jié）劑以及其他的化學添加劑等。為了獲得（dé）最大的靈活性，人們將泵（bèng）組集中安放在一個櫃子裏麵，通（tōng）過中（zhōng）央PLC（ProgrammableLogicControl，可（kě）編程邏輯控製器）控製器進行控製，根據不同的清洗需要使用不同的預編程清洗順序。類似的例子參見圖5-19。

（3）壓力清潔器附件

一（yī）套標（biāo）準的（de）附件包括10m長的高（gāo）壓軟管（guǎn），輕型噴槍和一（yī）套排水清（qīng）洗管口。可選配件包括：內置的雙軸噴頭（tóu），清洗劑混合和（hé）濕噴砂附（fù）件（jiàn）裝置。

在食品製造業中，一個（gè）標準的多操作者清洗係統有以下的應用範圍：

*地麵和牆壁瓷磚（zhuān）清洗，使用手（shǒu）動（dòng）噴頭或者旋轉噴頭（tóu）。

*攪拌和儲存（cún）用容器（qì）的內部清洗，使用雙軸噴（pēn）頭。

*生產設備的（de）清（qīng）洗，使用固定噴灑裝置。

*排（pái）水和管道清洗（xǐ），使（shǐ）用不同類型的管口。

*容器清（qīng）洗裝（zhuāng）置，包括特殊設計的（de）櫃子和噴（pēn）灑裝置。

除了普通的冷/熱水清洗（xǐ）功能，濕噴砂附件裝置還可以用來清除頑固的（de）汙垢，這時（shí）可（kě）能要用到（dào）清洗劑。

圖5-19—個固定的櫃式壓力清洗器機組

中壓水清洗應用

目前（qián）中（zhōng）壓清洗係統在工業中（zhōng）應用範圍很廣，這是因（yīn）為相對於高壓清洗係統而言，它們可以在更為靈（líng）活、安全和成本低廉的條件下處理較頑固（gù）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成多（duō）種清洗任務。同時，在大部分工業清（qīng）洗中，如果使（shǐ）用小型的（de）內置雙軸噴頭也可以達到髙清潔標（biāo）準要求（qiú）的話，其（qí）節省（shěng）下來的成本效益是非常可觀的。

1.內部清洗

前麵介（jiè）紹輕型雙軸噴頭，這種噴頭使得中壓清（qīng）洗設（shè）備可以完成（chéng）許多（duō）以前高壓清洗係統任（rèn）務。噴頭可以分成兩種主要的類型：

（1）自我（wǒ）驅動的雙軸噴頭

很（hěn）多設計都屬於這一類，它們都是利用水流壓力帶動內置（zhì）的水壓發動機（jī），然（rán）後以設定的速度帶動2〜4個轉臂。圖5-20提供了（le）一個範例。

自我驅動（dòng）噴頭的優勢在於：靈活（huó）、簡單（dān）、易於操控（kòng）和降低資金成本，設計耐用可靠，可（kě）以接在普通的軟管後麵。

不足之處：受到噴頭直徑大小的限（xiàn）製，以（yǐ）及由於一部分的水（shuǐ）流清洗能量被用於驅動噴頭，導致噴灑範圍受限製。

注意裏麵錐形氨基聚合物（wù）材料的設計，使得清洗噴頭可（kě）以適（shì）用（yòng）於容（róng）器開口大（dà）小不（bú）同的情（qíng）況，另外有可以調節高度的噴杆，這（zhè）樣就能夠（gòu）根據容器尺寸的（de）大小上下調節。（英國Darlington的CDN係統公司設計提供）

（2）外（wài）部驅動的雙軸噴頭

此種噴嘴由外（wài）部的獨（dú）立（lì）發（fā）動機（jī）驅（qū）動。動力（lì）來源通常是電力，不過在有防火要求的場所，空氣動力更為理想（xiǎng）。小直徑的（de）噴頭可以進入一些較小的入口，如標準55mm的鼓（gǔ）形箱注入孔。噴（pēn）頭的操作（zuò）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定。噴頭的構造（zào）材（cái）料包括標準的鍍鐮（lián）磷青銅，或者在（zài）更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。

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

特殊應用的設計有很（hěn）多種，比如：

*標準設計，但是使用了電動機或者（zhě）空（kōng）氣（qì）驅動。

*使用錐形塞（sāi）的標準設計，適用於鼓形箱/普通容器的清（qīng）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自我驅動雙軸清洗噴（pēn）頭和定位裝置

圖（tú）5-21電力驅動並（bìng）有錐形密封塞的標準小型雙軸噴頭

（瑞士PeterMoog和CIESA公（gōng）司提供）

圖5-22裝（zhuāng）有直角氣動發動機的小型雙軸噴頭

適用於噴頭活動空間有限的情況（瑞士PeterMoog和CIESA公司提（tí）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時候，通常人們會考慮安裝一個自（zì）動清洗係統。典型的專用容（róng）器清洗係統包括（kuò）一個雙軸（zhóu）噴頭，一個類似於圖5-23的驅動（dòng）裝置（通常是一個無支架、氣體驅動的圓柱體，以（yǐ）盡量縮短總體長度），再（zài）加上一個（gè）斷路保險裝置（一旦氣體供應中斷，確保（bǎo）噴（pēn）頭不會受（shòu）損）。

圖5-23（a）裝有萬（wàn）向球軸承（chéng）的小（xiǎo）型噴（pēn）頭（tóu）；（b）裝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

這套係統包（bāo）括一個可編程的控（kòng）製麵板來定位噴（pēn）頭到（dào）合適的位置，控製清洗循環次（cì）數，如果需要的話還可以用來確認清潔劑（jì）和（hé）消毒劑的加入量是（shì）否合適。在多容器清洗的應用中，這套清洗係（xì）統還可以決定要（yào）清洗哪一個容器，並對（duì）每（měi）一個容器分別選擇合適的清（qīng）洗程序。每個容（róng）器上都獨立（lì）地安裝（zhuāng）有一套噴頭和驅（qū）動機械，獨立儲存，並且由一個連鎖閥門對容器和清洗（xǐ）裝（zhuāng）置進行隔絕。

在（zài）危險的環境下（xià），需（xū）要使用氣體驅動。單個容器的（de）自動清洗係統基本包括一個雙軸清（qīng）洗噴頭，驅動器和泵模塊。更具體的還（hái）包含定量泵、儲存罐、引擎驅動的閥門、手動控製的開關機組、噴頭（tóu）定位器、清洗循環次數設定和化學（xué）添加劑等。

2.工業清洗應用（yòng）實例

（1）製藥廠和（hé）精細化工廠應用

在我們對水流動力清洗概念進行深入討論之前，對現有（yǒu）製藥工業的清洗應用進（jìn）行調查可能會很有用處。我們將（jiāng）在本節討論其（qí）優勢（shì）和不足之處。

之（zhī）所以把製（zhì）藥廠、生物技術企業和（hé）精細（xì）化工廠單獨分出來是由於以（yǐ）下三個原因：

*由於這些地方的有效標準和生產（chǎn）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（de）清洗技術（shù）；

*清洗程序通常被認為是生產過程不可分離（lí）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（zài）加上日益廣泛的國際社會（huì）針對汙染控製、排放、人類健康安（ān）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是非常嚴格的（de）。

傳統（tǒng）的（de）容器清洗方法如沸騰法和溶劑添加法等，已經受到強烈的（de）置疑。人們開始試（shì）驗可替代的清洗方法，包括使用清潔的中壓（yā）水流清洗。一些著名的製（zhì）藥廠已經開始進行一係列的實驗，實驗（yàn）中采用的是空氣驅動的雙軸噴頭，水壓可以達到（dào）2×10⁷Pa（這是容器製造商在經過（guò）大量實驗以後（hòu）得（dé）出（chū）的最大清洗壓力的推薦值）。實（shí）際采用的壓力值會根據玻璃塗層和其他因（yīn）素的情況進行（háng）適當的降低。在使用超過5×10⁶Pa的清（qīng）洗（xǐ）壓力之（zhī）前，建議先跟容器製造商聯係以聽取建議，特別是（shì）在當（dāng）容器已經（jīng）被維（wéi）修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（bǎn）和球形連接（jiē）裝置被固定在容器的入孔邊緣，這樣使得噴頭可以被調節、定位以及固定在容器周圍的不同位置，以達到完全（quán）的清洗覆蓋（gài）範圍。此外，人們還設計了一種特殊的模板，以防止（zhǐ）噴頭和玻璃塗層直接接觸（chù）。

英格蘭北部（bù）的一家大型製藥公司對一（yī）個2000型玻璃塗裝反應容器進行了一次實驗，公司的質量認證部門進行（háng）了確認研究。英格蘭南部的另一家製藥廠進行（háng）了類似（sì）的實驗，得出了（le）相似的結果（guǒ）。

本節的主要目的是解（jiě）決製藥過程的（de）加工清洗技術和係統（tǒng）在現實應用上的問題。清洗和確認程序的標準則交給製藥廠、消費（fèi）者和有關的（de）監管部門進行討論。

（2）中等體積容器（IBC）機組的清洗

在過去10年來（lái），關於中體（tǐ）積容（róng）器機組的清（qīng）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（zǔ）替代了過去的鼓形容（róng）器。理由如下：

對於鼓形容器，特別是那些入孔僅為55mm的而言，要（yào）達到清洗標準非常困（kùn）難。

對於容量為1000-2000L的中型容器而言，操（cāo）作和運（yùn）輸的費（fèi）用比起200L的鼓形容器要更經濟一些（xiē）。

由於世界上越來（lái）越（yuè）多國家已經開始對健康、安全和環（huán）境方麵進行（háng）立法限製（zhì），使得鼓形容器使用日益減少，而它們的廢棄處理又會帶來很多問題和成（chéng）本。

需要進行IBC清洗的公司可以有如下的選擇：

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

要求工廠在排放以前要對汙水進行預處（chù）理的話，則需要一筆較大的投（tóu）資。這是一個經濟學上的替代成本（běn）問題（tí）。

②承包清洗。大多（duō）數工業區有1個或多個清洗機構，對（duì）本地的公（gōng）司提供清洗服務。這些機構一般要能（néng）夠處理多種汙垢，從（cóng）軟的食物級別汙垢到聚合物和橡膠等等。圖5-24說明了一（yī）個流水線式的IBC清洗裝置。

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

有兩種類型（xíng）的IBC機（jī）組（zǔ）：不鏽（xiù）鋼和塑料。後者通常是高密度的聚乙（yǐ）烯。不鏽鋼材料可承受（shòu）的最大清（qīng）洗壓力可（kě）以高達4×10⁷Pa，而高密度聚乙烯可承受的最大清洗壓力則隻（zhī）有2X107Pa或更低，視（shì）塑料的狀態而定。很多（duō）塑料的IBC是設計為（wéi）一次性使（shǐ）用的（de），但是一般來說它（tā）們都會被多次反複利用。

一次普（pǔ）通的承（chéng）包清（qīng）洗工程會包（bāo）括不同（tóng）的清洗技術在內（nèi），例如：低壓和中壓水流，化學溶劑的使用等等。承包清洗的（de）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（duō）製藥廠、生物技術公（gōng）司和精細化工（gōng）廠使用一些專門為現場使用而設計的中體積容器機組。這些容器不僅要求符合嚴格的（de）衛生標準，而且要求與工廠生（shēng）產過程的清洗標準（zhǔn）一致。這些容器可能是屬於生產（chǎn）材料處理一體化係統（tǒng）的一部分，而這個係統一般會（huì）包括—個容器清洗裝置。

如果（guǒ）在清洗中涉及到一些活性有害（hài）成分的話，要根據其危害程度的大小，決定是否把（bǎ）容器放在一個封閉（bì）的櫃（guì）子裏進行清洗，以完（wán）全防止（zhǐ）有毒物質泄漏，或（huò）者類似第四節低壓清洗中所提到的，使用一個人工（gōng）操（cāo）作（zuò）的清洗控製台就可（kě）以達到目的。

圖5-24中體積容器的流水線清洗係統，包括容器（qì）內部和外（wài）部清洗

（德國（guó）的URACAPumpenfabrik提（tí）供）

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（3）鼓形容器清洗

在（zài）歐洲，日益增多的法律法規（特別是（shì）即將生效（xiào）的《包裝和包裝廢棄物指（zhǐ）導條例》）對處理和維修鼓形（xíng）容器作了嚴格的規（guī）定，目前北美的狀況也大（dà）致相同。這種傾向所帶來的影響是，現在鼓形容器清洗已經成為（wéi）一項高度專業化的工作。在第五節我們會（huì）提到，用高（gāo）壓水（shuǐ）流衝洗頑固（gù）汙垢是非常（cháng）有效的，但是因（yīn）為鼓形容器的容積有限，所以單獨安裝高壓清洗裝置的成本將非常高。鼓形容器難以清洗的問題部分是由於鼓形容器的設計因素引起的，特別是容器底部（bù）的結合處很容易導致（zhì）沉積。最經濟有效的方法是，先使用低壓水流和化學溶劑清洗，然後用（yòng）1.5×10⁷〜2×10⁷Pa的中壓冷水進行最後的（de）衝洗。如果（guǒ）鼓形容器的頂部是封閉式設計的話，通常在清洗時會把容器固定在30。角，使得小型的雙軸噴頭能（néng）夠進入容器的注入孔，也能夠讓清洗後的水排走。

頂部開放式設計的鼓形容器如圖5-25所示，反扣在清洗噴（pēn）頭上（shàng），這時可以使用固定的噴灑噴（pēn）嘴或（huò）者旋轉噴頭，也（yě）可以（yǐ）兩者一起使用。

對於不鏽鋼或者塑料鼓形容器的維修（xiū），是屬（shǔ）於《聯合國危險貨物建議書》的規定範（fàn）圍裏的。由於近幾（jǐ）年來IBC機組（zǔ）的使用率不斷上升，因此IBC的清洗狀況（kuàng）也開始不容樂觀。因此，和鼓（gǔ）形容器相類似，我們可以理解為什麽（me）聯合國有關委員（yuán）會要經（jīng）常（cháng）討論關於IBC機組維修的提案。英國已經（jīng）有法案規（guī）定了處理中等體積容器機（jī）組的（de）有關責任，如1997年頒布的《製造（zào）商的責任和義務法令（包裝廢（fèi）物類）》等。許（xǔ）多著名的（de）IBC維修（xiū）公司開始認（rèn）識到這一點，並且出於提高自己的專（zhuān）業知名度的考慮，已經開始著手訂立（lì）起一套操作準則。各國也都成立了（le）一些商業組織，這些組織包括（kuò）：

英國和歐洲的（de）固（gù）定式中等體積容（róng）器協（xié）會（RIBCA）、英國容器和鼓形容器維修者聯合會（FCDR）、歐洲維修（xiū）者協會。

美（měi）國的可再利用工業包裝協會（RIPA）。

圖5-25櫃式鼓形容器清洗係（xì）統，可（kě）以清洗（xǐ）容器內部和表麵

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為了（le）提高（gāo）可再利用（yòng）容器生產和維修公司（sī）的專業水平和商業利益，成（chéng）立了美國可再利用工業包裝（zhuāng）協會，希望通過這個協會來實現全北美（měi）相關利益公司、國會和立法機構的合作，從而（ér）開發（fā）出一（yī）個包含經濟和環境問（wèn）題方麵（miàn）的技術數據庫（kù），並推（tuī）廣可再利用容器的使用。初期按產品類型成（chéng）立了三個組，即：

*不鏽鋼鼓形容器組；

*塑料鼓（gǔ）形容器組；

*中等體積容器組（zǔ）。

為了（le）給會員（yuán）提供支持，這個協會組織了一係列的產品組會議，以訂立操作計劃、預算和目標。目前該協會進一步的措施是，對會（huì）員和會員的（de）客戶每個月發一份新聞通訊，裏麵包括由一組專家撰寫的關於技術、法規（guī）和教育方麵的文章。其他的服務還包（bāo）括保險建議和一係列的活動，如職業安全和健康管理（lǐ）（OSHA）課程等等。

（4）排水和下水道（dào）清洗

可移動的排水和下水道清洗裝置（zhì）目前在（zài）我們的大街、高速公路和大工業區都已是司空見慣了，這要得益於（yú）人們（men）對水的（de）清潔和排水係統效率的要求不斷增加。在英國，許多（duō）下水道都是19世紀的磚式建築，由於當今道（dào）路交通的數量和重（chóng）量不（bú）斷增加，許多都已經塌掉了。政府已經訂立了主要的下水道重修計劃，但是要等到其完成則尚待時日。某些下水道需要完全重建，有些現存的下水道則要重新布置管道。後（hòu）者需要大量的清洗和廢舊物清除工作，而這些（xiē）工作是由Jumbo下水道噴洗機組來完成的。

日常（cháng）使用中有3種類型的機（jī）組（zǔ）：

>安裝在拖車和小貨車上，供家庭和企業的地基排（pái）水管（guǎn）道使（shǐ）用。動力源通常是氣冷設計的柴油機（jī），如功率為33kW的赫茲（zī）牌（Hatz）或裏斯特（Lister）牌。它們體形小巧而且（qiě）輕便，但是噪聲比其（qí）他可選的水冷式柴油機要大得（dé）多。上述這兩種柴油（yóu）機都適於安裝在中等（děng）規格的小貨車或拖車機組上。因為水（shuǐ）箱的容量有限，清洗人員會向（xiàng）當地的水管理部門申請使用輸水管為水箱加水，容許他們在加裝閥門和水表的條件下臨時連接主要的供水管道。通常自來水公司（sī）會根據其使用的水量，向其收取一筆費用。

圖（tú）5-26輕型市政排水清（qīng）潔係統

（注意放（fàng）在機組後麵的卷盤（pán）和控製台，使得工作人（rén）員很容易（yì）能夠得到。）

圖片P300頁（yè）

*輕型排水和下水道清洗機（jī）組，如圖5-26所示。這種機組被市政和高速公路部門廣泛用於市內和（hé）小型高速公路的排水和下水道的清洗工作。這種機組通常會附加汙泥抽取設備（bèi）和貯存（cún）設備，卡車上裝有供水的（de）水箱和軟管卷（juàn）盤。水泵的能量由車上主發動機的動（dòng）力輸出裝置（PTO）提供（gòng），最高（gāo）達60kW，或者由一個輔助發動機（獨立的柴油發動機）提供。安裝在小貨車上的清洗機組還可以設一（yī）個遙控裝置。

*重型下水道清洗機（jī）組。圖（tú）5-27給出了一（yī）個範例，典型的規格包括：

*三柱塞泵（bèng），提供在1.8×10⁷Pa的壓力下280L/min的（de）流量（liàng）（功率88kW）。

*前置或後置水（shuǐ）壓軟管卷（juàn）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（shuǐ）道清洗（xǐ）機組，包括吸入係統和可擺動卷盤

圖片P301頁

一可擺動式（shì）吸管和（hé）真空泵，用（yòng）於清（qīng）除（chú）汙物和殘渣。

一幹（gàn）淨的水，以及（jí）最（zuì）大容量為7000L的水箱。

—操作控製台，通常為了（le）方便起見放在靠近軟管卷盤的（de）地方。

—廢（fèi）水循環係統，以延長可工作時間。

—獨立的柴油發動機，以驅動泵組。

一後門傾倒裝置以卸載（zǎi）殘渣。

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

這種類型的機組在高速公路、市中心和大型工業區等處被廣泛地使用，以處理一些較（jiào）頑固的汙垢和直徑最大為1m的巨型下水道。

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

（5）地上排水（shuǐ）管道清洗——脈衝式斷續（xù）噴射

在排水管清洗應用中，人們使用一項獨特的技術——脈衝式斷（duàn）續流量技（jì）術（參見第（dì）五節）——對延長的（de）地上排水管道進行清洗。

在那些有大片土（tǔ）地位於海平麵以下的國家來說（如荷蘭、英國的東盎格魯地區等），陸地排（pái）水是必需的。通常這些地方的田地被許（xǔ）多小的人工運河所分隔。這（zhè）些運河（hé）的功能是（shì）把每一塊田地下麵的一係列排水管道裏（lǐ）的水收集起來。而排水管道布置在兩條運河之間，可以長達300m，但是會經常（cháng）被細小的汙泥堵塞（sāi）。

常規清洗技術的最大有效（xiào）距離一般認為是100m，視（shì）泵（bèng）的大小（xiǎo）而定。限製因素包括可使用的功率，軟管和水的重量，軟管和排水管之間的摩擦等。值得注意的是，一般在這些土地上公路都很少而且間隔（gé）很（hěn）遠（yuǎn），通常隻能使用拖（tuō）拉機作為運輸工具。這使得運送清洗工具車輛的尺寸和重量都受到限製。但是當人們使用以前聯合國的Unimog型越野卡車時，這個問題就迎刃而（ér）解了（le）。如圖5-28所示，這部車上安裝了一個三（sān）缸柱塞泵，工作壓強為1.8×10⁷Pa，要達到最大流量50L/min，需（xū）要的（de）功率為20kW。

泵由卡車引擎的動力輸出裝置驅動，帶（dài）一個液（yè）壓驅動的卷盤（150m，直徑為19.05mm的（de）軟管），有（yǒu）需要的（de）話還可以再延長20m的軟管。一個1500L的水箱負責提供清（qīng）洗用（yòng）水。

人們從兩邊的運河操作脈衝式（shì）噴射設備，把（bǎ）管嘴向中間推進超（chāo）過150m，脈衝式作用的好處（chù）除了更大（dà）的（de）衝擊力以外，還有就是能夠把軟管隔一段（duàn）時間就從排（pái）水管底部升起一下，使得（dé）管嘴能推進更（gèng）遠的距離。

圖5-28Unimog地（dì）上排水管噴射清洗機組

（6）油罐汽車/容器清洗

這是另一種中壓清洗應用技術。由於隻需要使用更少的水量就可以清除（chú）頑固的汙垢，這種技術正受到越來越多的油罐清洗公司的青睞。目前日益上漲（zhǎng）的清潔水和汙水處理費用已經成為了清洗（xǐ）公司的重要考慮因素之一。油罐汽車的清洗（xǐ）需（xū）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。規模更大的清洗服務（wù）點通常（cháng）可以提供（gòng）低壓和中壓清洗係統（tǒng）兩種選擇。高壓清洗（xǐ）裝置目前也開始在一些（xiē）清洗服務（wù）點配備，這些服務（wù）點從策略方麵的考慮出發，一般布置在港口和重型綜合化學企業附近。

大部分油罐汽車的清（qīng）洗（xǐ）服務（wù）點（diǎn）還可（kě）以處理ISO標準油罐/容器。這（zhè）些容器通常隻有一個清洗入（rù）孔，因此需要更大的水流（liú）量以產生足夠的衝（chōng）力，來（lái）清除容（róng）器末（mò）端（duān）的汙垢。標準的油罐汽車內部分（fèn）成3到4個隔間，比較容易清洗。

圖5-29一（yī）個典型的油罐汽車清洗服務點

圖（tú）片（piàn）P302頁

一個（gè）標準的；使用中壓清洗係統的多隔間容器清洗（xǐ）服務點（圖5-29）應包括（kuò）下麵的設備：

柱塞泵，每一個的工作壓力為1.5×10⁷Pa，流量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（tǒng）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（qīng）洗

一個鍋爐，能夠以（yǐ）80°C的溫度提供流量為800L/min的水流，同時還可以提供蒸（zhēng）汽以供清洗（xǐ）和軟化一些半固（gù）體汙垢（gòu），如重油等。

化學藥劑定量（liàng）添加係（xì）統和（hé）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，用來控製每一（yī）個清洗隔間的汙（wū）水獨立循環。控製範圍包括（kuò）水壓/水流量，溫度，化學添加劑濃度（如果（guǒ）需要的話），以（yǐ）及水循環的次數。某些特（tè）殊客戶，特別（bié）是在食品和飲料（liào）工業裏，需要一份數（shù）據記錄以確（què）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（tóu），電力驅動（dòng）。

特製的鋼架，包括一個通道、水管、軟管，以及操作噴頭的（de）裝置。

一套記錄（lù）係統，可以詳細（xì）地記錄汙水處理量和汙水（shuǐ）的化學（xué）成分（fèn）。

（7）多車輛清洗係統

除了（le）手（shǒu）動噴槍以外，對於工作（zuò）人員來說還有效率更高的方法來處理多車輛清洗。該係統的（de）設（shè）計裏（lǐ）有一個包括很多噴杆的簾狀（zhuàng）結構（gòu），可以覆蓋上下前後各（gè）個方向，車（chē）輛就在這條水簾中移動。一係列的扇型噴（pēn）頭確保了（le）水簾的全方位覆蓋。這些噴頭噴灑壓力可達10⁷Pa，總流量最高90L/min，可以使用冷水或者熱水，添加或不添（tiān）加清潔劑。其他更複（fù）雜一些的車輛清（qīng）洗係統使用噴灑噴（pēn）頭和旋轉（zhuǎn）刷子的聯（lián）合設計，正如（rú）在洗車業使（shǐ）用的更小一些的類似係統那樣。

（8）軟箱清洗係統

所謂“軟箱（xiāng）”是一種（zhǒng）世界通用的運輸大量液體產（chǎn）品的獨特而且成（chéng）本低廉的方法。它其實是一個耐磨的重型橡膠容器，當（dāng）內空的時候可以折（shé）成一個（gè）扁平外殼（ké），這（zhè）樣運輸起來（lái）隻需要硬質容器的（de）一小部分成本。軟箱（xiāng）裏裝的貨物（wù）一般分（fèn）為酒類和乳（rǔ）膠類，而後者（zhě）通常是最難清洗的。通常在（zài）氣（qì）密條件下，乳膠隻需一條軟管加上輸（shū）送管就可以被清除掉。但是一旦密封失效（xiào），在數分鍾（zhōng）之內乳膠就會接觸空（kōng）氣而固化。製造商建議采取如下的方法進行處理和清洗：

當一（yī）個空的軟箱從貨（huò）箱裏（lǐ）拿出來（lái）時，應該（gāi）被放在平（píng）坦的表麵上。絕對不要拖著軟箱從粗糙的地麵或混凝土經過。在清洗（xǐ）過程中軟箱應（yīng）該始終保持膨脹狀態，內部的氣壓不應超過350mm（14in）水位（wèi）表壓力。清洗時軟箱可以放在一個腳手架或者支架上麵，以保持其入孔位於（yú）最下（xià）方。譚洗用的溶液或清水通過一個旋轉噴（pēn）頭泵入，其壓力視軟箱裏所裝過的（de）貨物而定。對於插類（lèi）或類似的貨物，隻需要用50.8mm旋轉噴頭（tóu）以6×10⁵〜8×10⁵Pa的低壓就可以清洗幹淨。但是，乳（rǔ）膠汙垢常常需要用到小（xiǎo）型（xíng）電動雙軸噴頭（tóu），以最（zuì）大允許壓力1.3×10⁷Pa加上20L/min的流量進（jìn）行清洗。無論是酒類還是乳膠，噴（pēn）頭都應該通（tōng）過軟箱的清洗接口伸到軟箱的內部進行清洗。所有的清洗液在使用前都應（yīng）該事先谘詢軟箱的製造商或委托人，以確認能否適用於這種類型的軟箱清洗。

清洗（xǐ）須知：

根據（jù）軟箱所需要裝運的貨（huò）物，清洗完畢以後可能需要進行除濕處理（lǐ），以及除掉所有的殘留（liú）清洗劑。

乳（rǔ）膠汙垢在清洗時（shí），必須防止內部接觸空氣超過20min（即在汙垢固化以前〉。否則清洗工作（zuò）將變得非常困難。

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

所有的結合部位都必（bì）須檢查（chá）是否（fǒu）有損壞和泄漏。一旦在（zài）容器外表發現有肥皂水或清洗液產生的小（xiǎo）泡沫，即表示這裏可（kě）能有細小的泄漏（lòu）。如果需要修補的話（huà），必須用防水筆在這裏做一個記號。

裝置和設備要求：

幹淨的地毯

大約1m高的腳手架，上麵（miàn）有固（gù）定膨脹軟箱的（de）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（jī）和提升設備，以提升充氣後的軟箱。

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