高壓清洗車水路系統(tǒng)防結(jié)冰方法探討

高相力

（天津市市容環(huán)境工程設(shè)計研究所，天津 300201）

高壓清洗車水路系統(tǒng)防結(jié)冰方法探討

高相力

（天津市市容環(huán)境工程設(shè)計研究所，天津 300201）

介紹了高壓沖洗車拆卸管路排水法和低壓水路低位排水法，并分析了這2種方法存在的不足。以東風(fēng)140汽車為例，探討采用低位閥和氣力排出管路積水方法可有效解決拆卸水路系統(tǒng)排出管路積水問題，以保證冬季0℃以下可連續(xù)使用高壓清洗車進(jìn)行疏通作業(yè)，防止因結(jié)冰對水路系統(tǒng)造成損壞。

高壓清洗車；水路結(jié)冰；低位排水閥；氣力排水

高壓清洗車是疏通城市下水管網(wǎng)的專用車輛，采用高壓水射流技術(shù)，清洗疏通城市下水管道。高壓水射流清洗是近年來行業(yè)興起的清洗技術(shù)，該技術(shù)是通過高壓水泵將水加至10～100 MPa的壓力，經(jīng)過噴嘴以高速度噴出高能量的水流，沖洗被清洗表面。特殊設(shè)計的噴嘴在高壓水作用下，產(chǎn)生沖擊力和牽引力，帶動高壓疏通膠管進(jìn)入城市下水管道，清洗管道淤堵物，達(dá)到剝離污物、疏通淤堵的目的。

采用高壓清洗車疏通下水管路在發(fā)達(dá)國家已普遍應(yīng)用，而其在我國的生產(chǎn)和使用還處于起步階段，高壓清洗車以高效的疏通能力越來越得到廣泛使用。但因其結(jié)構(gòu)中無快速排出管路積水的設(shè)計，其使用僅限于0℃以上，0℃以下作業(yè)后，由于管路系統(tǒng)積水不能及時排出，造成結(jié)冰，損壞高壓水泵及管路。鑒于此，筆者探討快捷安全排出管路積水的方法，以保護(hù)水路系統(tǒng)，降低經(jīng)濟(jì)損失，確保高壓清洗車實現(xiàn)冬季連續(xù)作業(yè)。

1 目前高壓沖洗車排出積水的方法

高壓清洗車由汽車底盤和安裝在底盤上的儲水罐、傳動系統(tǒng)、水路系統(tǒng)組成。傳動系統(tǒng)將發(fā)動機(jī)動力連接到高壓水泵使其工作，水路系統(tǒng)包括低壓水路、高壓水泵、高壓水路。低壓水路指儲水罐至高壓水泵之間的水路，高壓水路指高壓水泵到高壓噴嘴的水路。水路原理見圖1。

0℃以下使用高壓清洗車疏通下水管道作業(yè)后，必須及時排出水路系統(tǒng)的積水，防止結(jié)冰。目前采用的排出積水的方法有2種：拆卸管路排水法和低壓水路低位排水法。

1.1 拆卸管路排水法

排水方法：①關(guān)閉水路系統(tǒng)主閥，開啟儲水罐排水閥，排出儲水罐的積水；②拆開低壓水路，排出低壓水路和高壓水泵低壓腔內(nèi)的積水；③拆開高壓管路及疏通膠管，排出積水；④高壓水泵工作排出高壓水泵高壓腔積水；⑤各管路積水排出后，按原位置安裝好管路。

1.2 低壓水路低位排水法

由于管路拆卸比較麻煩，還會造成密封件的損壞，目前國內(nèi)有些企業(yè)生產(chǎn)的高壓清洗車在低壓水路的低位安裝排水閥排水，解決低壓水系統(tǒng)結(jié)冰問題，高壓水路仍然采用管路拆卸排水。

其儲水罐排水、拆卸和安裝高壓管路及疏通膠管排水、高壓水泵排水的方法與拆卸管路排水法相同，低壓水路的排水通過開啟低壓水路低位放水閥，即能排出低壓水路積水。

2 低位閥和氣力排水法

對于拆除和安裝管路排出管路積水的工作量較大，尤其是將幾十米長的疏通膠管內(nèi)的積水排出，需要將膠管抻直，然后一段一段將積水驅(qū)至膠管端頭，才能排出積水。如何減少拆除、安裝管路的麻煩，又能有效地排除水路中的存水，保證清洗車在冬季能連續(xù)作業(yè)，采用低位閥和氣力排水法是行之有效的排除管路積水的方法。

2.1 氣力排水原理

氣力排水的原理是將氣源通過管路連接到高壓水路，利用氣體的壓力排出高壓疏通膠管的積水。多數(shù)高壓清洗車都帶有氣路系統(tǒng)。氣路系統(tǒng)含空氣壓縮機(jī)、儲氣罐和管路，儲氣罐為剎車提供動力源。在高壓水路低位安裝帶快速接頭的排水閥，排水閥的出口為快速接頭，既能排水又能快速連接氣路。需要排出積水時，開啟排水閥，先將高壓水泵至疏通膠管間的積水排出，然后將氣路系統(tǒng)通過快速接頭與高壓水路連接，利用氣體的壓力將高壓疏通膠管內(nèi)積水排出。儲水罐和其余管路的積水仍利用排水閥排出。

2.2 排除積水氣路系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力降

利用氣體壓力排出積水后，氣路系統(tǒng)的氣壓會有所下降。以東風(fēng)140汽車為例，汽車儲氣罐共有3個，總?cè)莘eV1=0.064 m3，氣罐壓力表壓力0.8 MPa，高壓疏通膠管內(nèi)徑d=19 mm，長度L=60 m。

高壓疏通膠管內(nèi)的積水被高壓氣排出過程中，氣體狀態(tài)變化為等溫過程，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程式：P1V1=P2V2。 （1）

式中：P1為氣體進(jìn)入疏通管前的絕對壓力（氣罐的表壓力+大氣壓力）（MPa）；V1為氣罐的容積（m）3；P2為疏通膠管內(nèi)積水排除后，氣體的絕對壓力（MPa）；V2為排出積水的體積與氣罐內(nèi)氣體之和V1+V′1（m）3。

P2=P1V1/V2=0.712 MPa。

排出積水作業(yè)后氣罐的表壓力降至0.61 MPa（絕對壓力-大氣壓力），根據(jù)汽車行車剎車壓力規(guī)定，這個壓力值能滿足剎車氣壓需要，不會對剎車造成影響。

2.3 一次排水作業(yè)所需的時間

高壓疏通膠管噴頭上設(shè)置5個噴孔，噴孔內(nèi)徑d=2 mm。積水排出噴孔的流量根據(jù)流量計算公式：

式中：Q為積水被氣體吹出噴頭時的流量（m3/s）；μ為流量系數(shù)，取0.63；A為噴頭小孔的面積（噴頭設(shè)置5個小孔）（m2），A=5πd2/4=1.57×10-5m2；ΔP 為孔口前后壓力差 （MPa），ΔP=P2-P0=0.611 MPa；ρ為流體密度，1 000 kg/m3。

一次排出疏通膠管內(nèi)積水所需時間t，計算公式：

3 各種排水方法比較

拆卸管路排水法，低壓低位排水法，低位閥和氣力排水法優(yōu)缺點比較見表1。

表1 不同排水方法優(yōu)缺點比較

4 結(jié)論

高壓清洗車使用低位閥和氣力排水法排出水路系統(tǒng)積水，排水時間短，工人的勞動強(qiáng)度低，工作效率高，并可實現(xiàn)0℃以下正常的疏通作業(yè)。

［1］徐灝.機(jī)械設(shè)計手冊［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992.

Freeze-prevention for Waterway System of High-pressure Cleaning Vehicles

Gao Xiangli
（Tianjin City Appearance Environmental Engineering Design&Research Institute,Tianjin 300201）

Two drainage methods of dismantling pipeline and low-pressure waterway were introduced,and their existing deficiencies were analyzed.Taking the vehicle of Dongfeng140 as an example,the method of lower drain valve and pneumatic drainage was used to solve the problem of dismantling waterway system for draining water in pipeline,to ensure continuous operation of high-pressure cleaning vehicle below 0℃in winter,and to prevent damage of waterway system because of freeze.

high-pressure cleaning vehicle；waterway freeze；lower drain valve；pneumatic drainage

X799

A

1005－8206（2011） 03－0007－02

2011-03-28

高相力（1959—），高級工程師，主要從事環(huán)衛(wèi)機(jī)械及設(shè)備技術(shù)研究與開發(fā)，以及垃圾處理、垃圾轉(zhuǎn)運及工程項目的建設(shè)與管理。

E-mail：g000428@126.com。

（責(zé)任編輯：張藝）