电力油化实验室玻璃器皿自动清洗装置的研究及应用

余海泳

摘 要：介绍了一种自动清洗装置，其采用机械高压水射流清洗技术，具备批量清洗、烘干功能，并通过对比试验验证了清洗效果能够满足要求，适用于电力行业油化实验室内各种不同规格玻璃器皿的自动清洗。

关键词：玻璃器皿；自动清洗；手工清洗法；超声波清洗法；高压水射流

在电力行业油化试验中，需反复清洗重复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声波清洗[ 1 ]。

手工清洗法存在如下弊端：1）需要人工一个个清洗，清洗和烘干分离，效率低；2）洗涤液对皮肤有伤害；3）清洗时注射器嘴容易碰坏；4）注射器拆解后再恢复时常匹配错误导致注射器卡涩或气密性降低。

超声波清洗法存在如下弊端：1）噪音污染；2）超声波中的次声波对人体有害；3）对器皿表面光洁度有较大损伤；4）清洗和烘干互相分离，工作效率低。

1 原理

本装置在高压水射流清洗技术[ 2 ]的基础上采用高压喷淋物理剪切去除油污。系统自动将洗涤剂和水均匀混合并加热到75℃，经过多级加压循环泵使洗涤液压力升到0.4Mpa，再通过内置螺旋结构的离心式喷嘴，清洗液在经过喷嘴的过程中雾化、气化，加大了清洗液和被清洗器皿接触面积，在洗涤液和助洗剂的综合作用下彻底去除油污。

2 自动清洗装置的研制

2.1 系统整体结构

系统整体结构包括：安全保护系统，程序控制软件系统，清洗控制系统，鼓风控制系统，气温控制系统，液温控制系统，水控制系统，输入输出设备等。

2.2 清洗技术的研究

高压水射流清洗技术是指通过高压水发生装置将水加压至数个大气压以上，再通过具有细小孔径的喷射装置转换为高速的微细水射流。本系统用多级加压循环泵将洗涤液加到0.4Mpa。

2.2.1酯化、乳化技术研究

油化试验室中的玻璃器皿，其主要污物为亲油性长链脂肪酸的油渍，通过酯化促使油渍分子脱离器壁表面进入洗涤液。对于不能酯化的油渍，采用复合表面活性剂进行乳化。本技术采用无水碳酸钠和碱性蛋白进行酯化，用壬（辛）基酚聚氧乙烯醚、皂盐等进行乳化。

2.2.2助洗剂

助洗剂是一种增效助剂，加入洗涤剂中以调整其碱度或增加其污物悬浮力的化学药品。本助洗剂主要由三聚磷酸钠、无水硫酸钠、硅油、聚醚等按一定比例配制而成。

2.2.3洗涤温度

一般来说，洗涤温度越高，洗涤效果越好。但对于加酶的洗涤剂，温度升高容易使酶失效，从而降低去污能力。经过综合试验，本技术清洗温度设定为75±5℃。

2.3 器皿定位和分布

洗涤器皿采用可调节内喷嘴和可调节固定螺栓固定，内喷嘴直径Φ3，器皿固定支架总高350mm，可清洗高度≤300mm，直径≤170mm的器皿。对于容器类器皿，在满足高度和直径的基础上，容器开口内径≥3mm，能够清洗器皿的范围很宽。

2.4 气液温度控制

洗涤液和干燥热风温度的控制采用人工智能模糊逻辑控制（PLC），主控单元采用AVR MEGA16L单片机，温度采集单元采用高精度pt100，温差≤±1℃。

2.5 补给系统

自动补给系统包括补给量、补给方式及补给设备，能够自动添加洗涤剂和助洗剂。

2.6 自动控制系统

传感器采用全不锈钢内嵌磁通触点，使传感器信号无延时、无漏判。信号处理方式采用多路门电路控制。程序的编制采用单片机C语言编程，人机对话更快捷方便。

2.7 水控制系统

水控制系统采用带反馈信号的电动球阀、单向阀和电磁阀多路控制，使用循环水加压，减少用水量。

2.8 安全保护系统

系统采用磁力开关多路控制，对开盖断电、水位上线关阀等操作进行自动控制。

3 对比试验

取两只100mL的注射器和两个500mL的磨口具塞玻璃瓶，分别采用自动清洗法和人工清洗法对其进行清洗、烘干，并同时从同一变压器同一取样口分别取油样，进行油中溶解气体分析对比试验，试验结果见表1。其它试验项目的对比试验见表2。

表1的试验结果表明，两次测定值之差均在允许差范围内，采用自动清洗法的测试结果能够满足GB/T 17623-1998的要求。

表2的试验结果表明，两次测定值之差均在允许差范围内，采用自动清洗法的测试结果能够满足相关试验项目的国标要求。

4 结论

该自动清洗装置操作简单，自动化程度高，能够进行一次性批量清洗作业，可节约大量人力成本并提升工作效率。此外，还可避免人体和洗涤液接触，能够提高工作人员劳动防护水平，具备推广应用价值。

参考文献：

[1] 李欢竹.超声波清洗技术在制药机械行业的应用[J].应用能源技术，2010（5）：18-20.

[2] 章振夫.水处理药剂手册[M].北京：中国石化出版社，1992：344-345.