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高压水射流清洗机的选配条件

发布时间:2019-08-13 15:42   查看次数:

清洗机选配主要由清洗使用要求、高压水泵额定压力、高压水泵额定流量和原动机性能参数四个条件确定。因此,选配条件可分为以下几点。

A.清洗使用要求

购置清洗机前必须首先明确清洗对象,是用于清洗排污管道、物料输送管道,还是用于清洗热交换器、锅炉、罐釜槽仓,或者是清洗大型设备和建筑物表面等等。进而需要明确清洗垢物的种类,是杂质堵塞物,还是均质结垢物;杂质堵塞物中,是泥沙石子混合物,还是油污厨余混合物;均质结垢物中,是钙镁离子等盐碱结垢物,还是硅酸盐垢物。另外,还需明确是单位自用,还是作为清洗公司服务社会使用;是专门清洗某类设备,如热交换器,锅炉,或者排污管道单独使用,还是选择一台清洗机用于综合清洗各类设备。

如是清洗发电厂热交换器中的硅酸盐均质结垢物,就要购置超高压小流量(120~150MPa40~50L/min)电机驱动清洗机。如是市政工程清洗大直径(500~600mm)排污管道中的杂质堵塞物,就需要购置低压力、大流量(15~20MPa100~200L/min)柴油机驱动清洗机。如是城市物业小区清洗小直径(200mm以下)非均质堵塞物排污管道,就需要购置低压力小流量(12~16MPa50~75L/min)清洗机。

如果是一家清洗公司,则各类清洗对象、各类硬度的结垢物都希望能清洗,就需要选购一台压力和流量综合性能都比较强的(50~70MPa70~80L/min)柴油机驱动清洗机。如果只是为解决偶然遇到的特殊的高难度清洗工程,建议可以找更专业的合作伙伴共同来完成。

B.明确压力要求

清洗机的压力是与被清洗结垢物压力强度相适应的,只要清洗机的压力强度超过结垢物的抗压强度,结垢物就可以被破碎、去除。

清洗机压力的选择,还必须注意到,该压力只能破坏结垢物和堵塞物,但绝不能破坏特定材质的管道和设备。比如金属管道(铸钢管、铸铁管、黄铜管和紫铜管等),其抗压强度均大于3000kg/cm2,钢筋混凝土管道,其抗压强度约为2000kg/cm2,一般选用的高压水清洗机的额定压力都远小于管路材质的抗压强度,因此,清洗时不会损伤管路和设备。

C.明确流量要求

在清洗机压力强度已经足以使垢物破坏的情况下,如果要大幅度提高清洗效率,需要增加的是流量而不是压力了。

D.明确对原动机的要求

原动机的选择是由使用部门和使用环境决定的,或选电动机,或选柴油机。大中型企业清洗厂内设备的结垢物和堵塞物,应选用电动机驱动,因为他们有足够的电源和电能可供使用。市政工程或其它部门清洗排污管道,由于现场可能没电源,或接线很不方便,宜于选用柴油机驱动。原动机种类选定之后,就可以根据高压泵的功率需求来计算原动机功率

高压泵和原动机的型号都可确定,再将相应的其他部件,诸如配电柜、电缆、水箱、油箱和高压胶管、喷射枪具等按原动机额定压力、流量和功率要求配置齐全,完整的一台清洗机则选配完毕。

高压水射流清洗机系统选用分析

高压水射流清洗机系统主要包括高压泵组系统、高压管路系统、高压附属部件系统以及高压喷射枪具系统等。高压泵组发出额定压力和流量的高压水,后者通过高压胶管、卷管系统、脚阀弯头接头等附属部件系统,最后到达孔径狭小、曲折多变的喷嘴出口处,其压力和流量都有很大的损失,清洗机可能在很低的效率下工作,这种无形的损失,很多操作者只是感觉效率低下,但却不知其原由所在,现在加以分析。

高压泵组的选用

高压泵组包括柱塞式高压水泵,调压阀、安全阀、压力表等控制装置。高压泵组是清洗机高压水的发生装置,因此,它必须保证额定压力和流量的高压水输出,同时保证有较长的使用寿命,另外,还需要有方便的维护检修内部构造和联接体系。 

高压泵组还需要有更大的压力、流量和功率的选择范围,方便用户进行主要参数选择。

最后,高压泵组必须有足够的机械强度和较长的使用寿命。

高压胶管系统的选用

高压胶管是将高压水泵产生的高压水输送到喷射枪具的运送工具。选用时重点考虑泵压、流量、高压胶管直径、长度和管内的粗糙度几个重要参数。就从高压胶管内的阻力或压力损失角度出发,更容易分析高压胶管参数的选择。

额定压力选择

高压胶管的额定压力要等于或大于高压泵的额定压力,用此压力定购高压胶管,高压胶管就能在厂方规定寿命下工作。清洗机运转中,泵的压力不得超过高压胶管额定压力,如超过,则胶管使用寿命降低。如果超过25%,胶管寿命就降低一半。同时,接头等处,还有胀裂危险。

额定流量选择

高压胶管中高压水的流量是由胶管内径和流速来决定的。管内高压水流速一般以6~8m/s为宜。

相同内径的高压胶管,比如10mm,当流量从50L/min增加到75L/min时,压力损失则增大130%。换言之,当胶管直径不变,增大流量或增大高压水的平均速度m,都会产生更大的阻力或压力损失。故在选择增大流量来提高清洗效率时,必需同时权衡压力损失所造成的负面影响。

高压胶管内径的选择

高压胶管内径的选择必须同时考虑高压胶管内部压力损失的大小及高压胶管外部与大管道底面摩擦阻力的大小。胶管直径越大,则压力损失越小,射流最后打击力也越大。高压胶管内径的选择受相互限制的两个因素来约束:从减少喷头上的动压力损失角度看,内径越大越好;从延长喷头在清洗管道中自进能力和长度看,内径越小越好。在实际中,须统筹兼顾。

通常流量在50L/min以下,选用内径6mm的高压胶管,流量在60~90L/min,选用内径10mm的高压胶管,而流量在100L/min以上,选用内径13mm以上高压胶管。

高压胶管的长度选择

高压胶管长度L越短,则压力损失越小,喷头上有效打击力越大。故在清洗作业中,高压胶管长度尽可能减短,即从卷筒上拆下多余部分胶管。只有在长距离管道清洗时才不得不将高压胶管接长。

高压胶管内孔表面粗糙度选择

高压胶管内层材料多为橡胶、尼龙或聚酰胺等,其光洁程度也依次提高。

粗糙度的摩擦系数越大,则压力损失也越大。故选用高压胶管时,尽可能选择内表面光滑的高压胶管,借以增大喷头出口打击力。

高压喷射枪具系统选择

高压喷射枪具主要由喷嘴、喷头和手持喷枪几个部分组成,它们是清洗机的直接工作机构。其中,喷嘴又是将高压水的压力能直接转成破碎结垢物速度能的核心元件。它的性能和质量决定着整台清洗机清洗效率的高低。故喷射枪具的好坏是清洗机使用者最关注的问题。它的设计应该遵循下面三个条件:

a)保证高压水泵在额定压力、流量和功率情况下工作;

b)喷嘴孔形设计保证高压水射流具有较高的致密性、集束性和打击效率;

c)直接磨损件--喷嘴要有较高的加工精度和较长的使用寿命。

高压喷嘴的最优选择

高压水泵发出的高压水输入高压喷嘴,从高压喷嘴流出的是经过能量转换之后的高速细射流。高压喷嘴必须保证高压水泵额定压力、流量和功率的充分发挥。

如果高压泵压力、流量和喷嘴直径的关系计算不方便,使用者也可通过喷嘴性能参数图表查出其数值来。

高压喷嘴的使用寿命

高压喷嘴是能量直接转换元件,因此也是清洗机的易损件。每个清洗机的使用部门都希望喷嘴有比较高的使用寿命。以降低清洗成本和减少频繁更换喷嘴的麻烦。喷嘴寿命的提高主要取决于材质选择、加工质量和硬度处理几个环节。

1)材质选择。材质选择与高压水泵压力直接相关。如10MPa以下压力的低压清洗机。可以选用青铜或黄铜作材料;而15~100MPa中压和高压清洗机则宜用合金不锈钢、碳钢作材料;100MPa以上超高压清洗机常用硬质合金、人造宝石和金刚石作喷嘴材料,或在不锈钢中镶嵌这些材料。

2)提高硬度。选用不锈钢等钢材制作喷嘴时。应当选用中炭以上钢材,以便通过调质和淬火提高其表面硬度和耐磨性,进而提高使用寿命。

3)提高精度。喷嘴加工,特别是作为流道的内孔应当精加工,如铰孔、研孔,或者用电火花、激光和超声波精加工。

通过上述几种方法处理的喷嘴,均可获得用户满意的使用寿命。将喷嘴装在载体喷头体上就构成高压喷头,装在手持式枪柄上就构成喷枪。喷嘴、喷头、喷枪统称为喷射枪具。

喷嘴孔的形状

射速型喷嘴:清洗压力高清洗效率高清洗范围小,如:水雷子喷头等;

扇形喷嘴:清洗压力低清洗效率低清洗范围大;如:扇形喷头等;

旋转喷嘴:清洗压力高清洗效率高喷射范围大;如:旋转喷头、三维喷头等。

喷射角面积:025度顽固油垢,2550度中度油垢,5080度轻度小量油垢。

喷射距离:喷射距离越小,冲击力越大。

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