清洗设备范文1
关键词：清洗设备 小型 半自动化
1 工艺流程
人工上件清洗液喷洗压缩空气吹干热风烘干人工卸件。
2 主要结构
本装置由机身、箱体、气动门、输送机构、水箱、清洗液喷洗系统、压缩空气吹干系统、清洗液加热系统、热风烘干系统和电气控制系统等组件共同组成，机体外形尺寸:控制在1800*900*1500mm(长*宽*高)之内。
2.1 机身 机身采用结构件形式，全部由钢板焊接而成，是基础部分，箱体中各工作腔以及输送机构等其他组件均设置其上，为了接收清洗液而将水箱摆放在其底部的膛内。台面上为便于设置输送机构的滑轨和推杆导向槽以及回水孔等，采用不小于40毫米厚的钢板，机身两端面/侧面、地脚和筋板为15毫米厚的钢板。输送推杆导向槽深30毫米，宽45毫米，纵向贯通整个台面，回水孔两处，位于喷洗吹干腔的下方，该处设置接水漏斗将清洗液引回水箱，烘干腔下方开设热风导引口亦将热风引入水箱散热。
2.2 箱体 采用结构件形式，由Q235板材焊接组装而成，该部分是本装置工作的核心部分，外形根据实际需要设定，其由隔板分隔成两个工作腔，按照工艺流程，首先是清洗液喷洗和压缩空气吹干共用工作腔，另一个是热风烘干工作腔。箱体的两个端面和中间隔板的底部中间位置开设通道门，在输送方向上相互贯通米。各工位之间在输送通道上由设置在箱体上的三个气动门相通断，各连接处做到密封不渗漏。
2.3 气动门 在箱体的端面外侧和烘干腔隔板一侧，设有由气缸控制的气动门，共三个，尺寸自行设定。气缸采用前法兰型，带有缓冲，立式安装于箱体的上盖板上，用J型接头与门体连接，门体由台阶压板导向。气动管路并联连接，共同动作，气缸带动门体沿台阶压板导向进行上升下降，由此形成各工作腔之间以及装卸工位之间的输送通道的互通与隔断。三个气缸上均设有磁性开关并互锁，与输送机构实现顺序动作，在进气处设有气动三联件，电磁换向阀等进行控制。
2.4 水箱 水箱单独设置，由扶手来拖动，以便清洗液的更换和排放，摆放于机身底部空膛内，与机身和箱体采用软管连接。，水泵根据实际情况选用，侧面设有电加热管、液位计和进排水接口等。考虑到清洗液温度需控制在40-60℃，可不设隔热层。
2.5 输送机构 采取步伐输送方式，每个工步间隔自定，该装置由气缸、滑动导轨、推杆和料筐等共同组成。两条半圆形滑动导轨，平行固定在机身台面上的推杆槽两侧，推杆放置在推杆导向槽内，上面与台面平，其上设置轴承和单方向棘爪，由气缸带动，气缸采用轴向底座型带有磁性开关，用Y型接头与推杆连接。气缸带动推杆向前，推杆上的棘爪沿滑动导轨方向推动料筐向下一个工位进给，进给到位后，气缸带动推杆退回，推杆上的棘爪在料筐的重力作用下压下，不再起作用，为此料筐停留在进给后的工位上，不跟随推杆往回退。气缸前进后退一次，料筐前进一个工步，气缸带动推杆如此往返动作，一步一步地将装有料筐从一个工位输送到下一个工位。
2.6 清洗液喷洗系统 该系统由水泵、电磁截止阀、盘型喷头、软管和立式前法兰气缸等组成，立式前法兰气缸设置于喷洗吹干工作腔的上盖板上，行程自定，其管路中设节流阀，以调节气缸动作速度的快慢，气缸动作带动喷头做上下往复运动，喷头上均匀开设无数个小细孔。当输送到位后，气动门关闭，电磁阀切换到喷洗状态，对放置于料筐内的工件进行上下扫描式喷淋冲洗，以便将油污湿润-渗透-乳化-分散而完成清洗过程。喷洗完后，水泵切换至卸荷，清洗液直接流回水箱，管路内换成压缩空气，进入吹气状态。
2.7 压缩空气吹干系统 为确保工件在烘干之前表面水珠较少，在喷洗完成之后，用干净的压缩空气进行吹干。从外形尺寸上考虑，为避免占用空间太大，将吹干和喷洗两道工序布置在了同一个工作腔内进行，当喷洗完后，通过电磁换向阀换向，让水泵卸荷，同时打开压缩空气，压缩空气利用清洗液喷洗管路和喷头，先将管道内的清洗液吹掉，同时仍由气缸带动喷头做上下往复运动，对工件进行扫描式吹气。
2.8 热风烘干系统 采用电热管加热和轴流风机送风，放置烘干腔的顶部，电热管周围加装隔热层，烘干腔内温度常温至120℃可调，由热电偶反馈控制，工件靠热风的吹佛将其表面的水气烘干，在烘干腔底部用铜管将热风引入水箱作为通路，借助于铜管的散热，也可以对水箱内的清洗液起到加热的作用，最后将热风引出水箱之外。
2.9 清洗液加热系统 采用不锈钢电加热方式.温度控制采用热电偶和数显式温控仪控制，温度在20-90℃之间连续可调，电加热管设置在水箱内，自动控制水箱内清洗液的温度。
2.10 电气控制系统 采用PLC控制，设有手动调整和自动工作两种工作状况，电器接线盒设置于机身端面，上件工位设置电器控制盒，在装卸工位均设有急停按钮，以保证发生故障时紧急停止，确保安全。自动工作应保证顺序动作和互锁，以便于工作循环的顺利完成。
清洗设备范文2
【关键词】制药设备；清洗验证；取样
设备清洗是药品生产企业防止交叉污染的重要措施之一，也是各国GMP法规的一项基本要求。设备的清洗效果会直接影响到药品的质量，并直接影响到患者用药安全，严重时，甚至会威胁到患者的生命。因此设备清洗验证越来越受企业和药政当局的关注。
1、相关法律法规对清洗验证的要求
1.1中国GMP[1]
新版GMP中第一百四十三条规定：“清洁方法应经过验证，证实其清洁的效果，以有效防止污染和交叉污染。清洁验证应综合考虑设备使用情况、所使用的清洁剂和消毒剂、取样方法和位置以及相应的取样回收率、残留物的性质和限度、残留物检验方法的灵敏度等因素。”
1.2欧盟GMP[2]
1.2.1为确认清洁规程的效力，应进行清洁验证。应根据所涉及的物料，合理的确认产品残留、清洁剂和微生物污染的限度标准。这个限度标准应该是可以达到的，能够证实的。
1.2.2应使用经验证的、检出灵敏度高的检验方法来检测残留或污染物。每种分析方法或仪器的检测灵敏度应足以检测出设定合格限度水平的残留或污染物。
1.2.3通常只有接触产品设备表面的清洁规程需要验证。某些场合下，还应考虑不直接接触产品的部分。应验证设备使用与清洁的间隔时间，以及已清洁设备可保留的时间，并通过验证确定清洁的间隔时间和清洁方法
1.3US FDA[3]
1.3.1设备和用具应当清洁、维护，适用于药品的特性，并定期消毒或灭菌以防止故障或污染的发生，因为这将会改变药品的安全、特性、强度、质量和纯度等官方或其他规定的要求；
1.3.2应当建立书面的设备清洗维护程序并遵循该程序，该设备是指用于药品的生产、加工、包装或保存的设备；
从各国的GMP总体要求看，对清洗验证的要求基本是一致的，即防止污染和交叉污染，必须对设备进行清洗，必须对清洗方法进行验证，验证后的方法要形成SOP，日常清洗必须遵循已建立的SOP。
2、清洁程序的选择
2.1手动清洗
手动清洗因为掺杂了很多的人为因素，不同的人员清洗效果可能会有差别，所以手动清洗的重复性差，并且不易验证。手动清洗一般分为以下几个阶段[4]：
2.1.1拆卸：对于某些设备，如果不进行拆卸，则不能做到彻底的清洗，甚至无法清洗，所以应规定清洁一台设备需要拆卸的步骤和程度。
2.1.2预洗：目的是除去大量的（可见的）残余产品或原料，为此后的清洁创造一个基本一致的起始条件。
2.1.3清洗：用清洁剂以一定的程序除去设备上看不到的产品。
2.1.4淋洗：用水以固定的方法和固定的淋洗时间淋洗设备表面，以除去设备上看不到清洁剂。
2.1.5干燥：根据需要决定是否进行干燥。
2.1.6检查：经过验证的清洁程序应保证清洁后的设备不残留可见的残余物。
2.1.7储存：规定已清洁设备和部件的储存条件和最长储存时间。
2.1.8装配：应规定将被拆卸部件重新装配的各步操作附以图表和示意图以利于操作者理解。
2.2在线清洗（CIP）
CIP（Cleaning In Place）在线清洗，是指设备（罐体、管道、泵、过滤器等）及整个生产线在无需人工拆卸或打开的前提下，在一个预定时间内，将一定温度的清洁液通过密闭的管道对设备内表面进行喷淋循环而达到清洗的目的，特称CIP在线清洗系统（Cleaning in place）。
CIP有以下优点：1）设备、容器、管道能够自动进行清洗；2）极少的手工操作，重现性高，具有可验证性；3）无需拆卸设备，对容器采用喷淋法清洁，对管道采用压力法清洁。但是它可能会存在一些死角，一些部位不容易清洗到。
2.3CIP和手动清洗相结合的半自动清洗
当CIP使用有局限性时，CIP系统不能完全满足清洗要求，需要手动对这些死角进行处理。为防止CIP与手动清洗的交叉影响，清洁程序应规定好CIP和手动清洗的先后顺序。一般来说，先手动再CIP是比较好的选择，尤其是对于无菌生产设备，CIP放在后面进行是更有必要的。
3、取样方法的选择
通常设备的取样清洁验证中如何确定合适取样方法和取样点是验证方案的关键内容之一，必须有合适的理由来确认取样点，此取样点应能够代表设备的“最脏点”，只有确认了这些取样点，才能有针对性确定取样方法。一般来说，对于设备已明确的内表面取样点，通常采用直接表面取样法，而淋洗法是代表了设备整个清洁情况，认为设备上的残留都均匀的溶解到了清洗剂中。
3.1擦拭取样
表面擦拭测试需要用一合适的取样材料（通常为洁净棉签）以一规定的方式擦拭一确定的取样表面。为提高残余提取的量，应以合适的溶剂浸湿取样材料。为检测残余量，取样材料以规定的方式制备，并对洗出液中的关键组分进行定量分析。取样更适合在生产设备的关键点进行。
3.2淋洗法
淋洗的取样方法为根据淋洗水流经设备的线路，选择淋洗线路相对最下游的一个或几个排水口为取样口，分别按照微生物检验样品和化学检验品的取样规程收集清洁程序最后一步淋洗即将结束时的水样；淋洗法样品可对冲洗液直接检测，也可对冲洗液做稀释后检测。此法用于表面积大、无法接触或无法常规拆卸的系统，一般取最后一次淋洗液样品分析，但是该法的缺点是不适用于残留物不溶或沉积与设备某个部位的情况。
在我们的实际工作中，可以使用淋洗和擦拭方法相结合的方法，尤其是对于一些结构较复杂的设备，建议采用此方法。
4、接受标准的制订
接受标准是清洁验证最为关键的一部分，在制定标准时，应考虑各种可能在设备中的残留，至少应包括活性成分、清洗剂组分、防腐剂、起始物料、中间体、工艺助剂、生物负荷、细菌内毒素、辅料、产品降解物、其他任何有可能引入的残留几项。
5、结论
在清洗验证的执行过程中，应先考虑产品的性质以及设备的用途，然后根据产品的生产工艺充分考虑设备中的残留物质，再根据设备中的残留物质的性质来选择合适的清洗剂和清洁程序，最后根据设备的结构复杂情况确定取样方法（淋洗法或擦拭法），而接受标准的制定重点应考虑活性成分的残留标准制定的合理性，应充分考虑专用设备和多用途设备的特点，最终建立各种残留的检测方法。在清洗验证的每个阶段应有合理的数据或法律法规所支持。
参考文献
[1]中国《药品生产质量管理规范（2010年修订）》，第一百四十三条
[2]APIC： Guidance on aspects of cleaning validation in active pharmaceutical ingredient plants，20006
清洗设备范文3
关键词：空化射流;空化喷嘴;金属线材;清洗
中图分类号： TB492 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）33-186-4
0 引言
目前标准件金属线材生产行业中，盘圆的除锈主要是采用化学的方法，利用酸洗除锈。这种方案对于大气、土壤、地表水和地下水都有很大的污染性，并且后续无害化处理成本很高。所以找到一种对环境无害、成本在可控范围内的盘圆除锈方法就显得较为迫切。空化射流除锈方案就是在目前这种情况下提出的。
空化射流的原理是通过外部条件在流体内部诱发空化效应，产生大量的空化泡，这些空化泡破灭时产生的能量高度集中，其作用面积非常小，从而在物体的表面，许多极小面积的区域会产生应力集中和高冲击力的现象，这就给所受物体带来空蚀破坏，进而达到清洗的目的。
空化射流技术是将空化作用引入到高压水射流而形成的一种新型高压水射流技术，在同等条件下，空化射流相对于普通高压水射流具有破碎和切割能力更高的特点。时下空化射流已在船舶表面清洗，建筑物表面清污等行业应用。用在盘圆除锈的工艺当中，产生空化射流的理论基础是可靠的，技术是成熟的，是完全可以实际应用的。
1 空化射流清洗标准件总体方案设计
整个方案工艺设备包括盘圆释放装置、剥壳及校直装置、表面清洁装置、空化喷嘴、烘干室、清洗水回流及初步净化设施、储水池、加压泵、拉丝装置和收卷机构等，其中剥壳及校直装置、表面清洁装置是在一个相对密闭的清洁室内完成，其目的是减少污染，改善工作环境。
1.1 盘圆释放装置
盘圆释放装置底部为一个基座，基座中央安装有轴承，支撑一个圆盘，圆盘上固定用圆管或其他形式的轴芯，圆盘下有一个强度足够的轴安置在基座上，在外力的作用下，可以让圆盘绕轴做旋转运动。未处理的线材可套放在其上，当拉拽线材时，整卷的线材随轴芯一同旋转。它的作用是约束盘圆，使其按照要求释放。
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图1 盘圆释放装置
线材是以盘圆的形式整体套装在中间的轴芯上的，四周有3～4个定位杆约束盘圆，线材进给的动力是由最后工序收卷机构提供的，线材沿箭头方向进给，同时拽拉轴芯旋转，实现盘圆的有序释放。
1.2 清洁室
清洁室的入口有一个导入器，是用金属圆管加工而成，内部安装有剥壳装置及表面清洁装置。清洁室底部有开口，开口下部有一个方便取放的金属废渣箱[1，2]，用来收集从线材上清洁下来的铁锈及其他附着物。
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图2 清洁室示意图
1.2.1 剥壳装置
剥壳装置的作用是校正有一定弯曲和不很规则的线材，并可以起到对线材表面附着的不很牢固的锈蚀及其他多余物进行初步清理。包括2组以上的校直轮组及安装它们的机架。线材进入清洁室后，首先被第1组滚轮左右校正，使本来因盘卷而弯曲的线材在第一组滚轮的前后碾压之下得到初步的校直;线材通过第二组轮，经过上下有一定弧度的弯曲，对线材的金相有一定的改善，表面因不同方向的拉伸和收缩，可使部分锈蚀及附着力不强的其他污物脱落，完成初步的剥壳。
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图3 剥壳装置
1.2.2 表面清洁装置
由2个以上的刷子组成，布置在线材的两侧，刷子由电机驱动，以合适的速度旋转，按照一定的顺序布置。钢刷的材质为金属，如果材质过硬或压在线材上的力较大，会在线材表面留下划痕，影响产品的表面，可能造成最终产品的不合格或品质下降，刷子材质过软或压线材力过小有可能达不到表面清洁的要求，所以具体的形式需要经过试验验证。电机及刷子需要采购，其他的需要自行设计加工。它的作用是用物理的方法尽可能去除线材表面的锈蚀，为后续工艺做准备。
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图4 表面清洁装置
1.2.3 空化喷嘴
空化喷嘴是组合使用的，固定在线材的不同方向，向线材同时喷射空化水流，水流涵盖线材横截面的整个圆周，不可有死角。要实现这个目标，首先保证喷嘴数量，最少是2个。喷嘴在工作时还要可以在一定的角度内来回转动。它的作用就是利用产生的空化水流，不断地冲击线材的四周，达到深度除去锈蚀的功能。
具体的喷嘴数量以及喷嘴是否需要转动还要根据实验装置的效果来定，实验装置中需要为可能的设置留有接口。
空化射流除锈是用水作为除锈介质的，所以整个过程会产生很多混有铁锈及其他杂质的污水，这部分污水需要收集起来，一是减小环境污染，二是为了循环利用。所以这部分应当处于相对封闭的腔体内，这就是清洗室。清洗室有线材进出口，可以固定空化喷嘴，有为喷嘴提供高压水的入水管道，还有收集产生废水的回流水道，如图5所示。
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图5 空化喷嘴
1.3 烘干室
烘干室由风机、热风嘴、导入嘴、导出嘴及密闭的烘干室组成。烘干室可以营造一个个封闭的环境，将热风嘴产生的热量圈禁其中，内部的温度较高，线材在上一道工艺粘连在其表面的水分在这里烘干。
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图6 烘干室示意图
如图6所示，热风嘴中有加热装置，当循环风机将热风送入热风嘴后，空气带走加热装置的热量，吹向穿嘴而过的线材，气化附着在线材表面的水分。烘干室是一个密闭的空间，出入口各安装一个金属管，可以通过线材控制热量流失。循环风机应安装在烘干室的外面，一端通过管路与室内连接，另一端有管路接到加热嘴。
1.4 清洗水回流及初步净化设施
净化设施由篦子、管路、除铁器及沉淀池组成。清洁室内冲洗完的污水通过回流嘴沿管路回流，中间有磁性除铁器，将污水中的部分铁锈去除，污水继续流入沉淀池。在沉淀池中加入一些絮凝剂，经过重力沉淀，上部相对清澈的水溢流到清水池就可以继续使用了。这道工序可以节约大量的水资源，有利于环境保护。
1.5 加压泵
提生射流的压力，一般是柱塞泵。加压泵的出口通过高压管连接到空化射流喷嘴，入口前需要安装一个目数较高的过滤器作为精滤器，保护柱塞泵。精滤器通过管路连接到一个粗滤器，粗滤器被放置在清水池中，可以方便汲水，粗滤器可以过滤掉水中较大的杂物，其作用一是保护精滤器，二是提高效率。
1.6 拉丝装置
线材通过拉丝装置实现变径。它的原理是线材通过一个直径由粗变细的合金部件，在收卷机构提供强力拉拽之下，线材被挤压塑性变形，直径由粗变细。如果一次变径不能满足要求，可以多次重复此工序，直至达到要求为止（图7）。
1.7收卷机构
提供线材变径的动力，并使变径后的线材成卷，方便运输。
2 关键技术
2.1 喷嘴的作用及要求
整套方案的关键技术就在于空化喷嘴，喷嘴的性能，结构合理与否直接关系到使用寿命及除锈效果的好坏。一部分资料也有对空化射流喷嘴的形式有所提及，只是应用场所不同，有一定的借鉴意义。
喷嘴是水射流发生装置的执行元件，喷嘴的作用是通过喷嘴内部的孔横截面的收缩，将流经喷嘴的高压水的能量聚集，并转化为动能，然后以高速度向外射出，以产生对工件的有效冲击作用，使得线材上铁锈及各种污染物脱落，从而达到清洗工件的目的。
喷嘴直接影响到水射流的品质和效率，为了能够达到有效清洗工件上污染物的目的，相对理想的喷嘴应该满足以下几个条件：
①从喷嘴射出的水束能够有效地将压力转化为对工件污染物的冲击力;
②水射流流畅，不容易产生堵塞的现象;
③在能够有效清洗的前提下，尽可能使水耗达到最低;
④在能够有效清洗的前提下，保证喷嘴拆卸方便，并尽可能降低制造成本;
⑤喷嘴的压头损失应尽可能地小，并能够产生稳定的水射流，以利于对工件污染物的清洗。
对于不同形式的喷嘴，所产生的清洗效果也不同，因而我们需要合理地选择喷嘴的形式，从喷射出的水束的形状来看，我们可以将喷嘴分为针形喷嘴和扇形喷嘴，研究表明在高压冲洗状况下，针形喷嘴比扇形喷嘴的冲洗效果好。为了突出空化喷嘴的优势，因此我们选用冲洗效果好的针形喷嘴来与之进行对比实验。
2.2 喷嘴的结构及参数
喷嘴的结构参数主要包括：喷嘴出口孔直径、喷嘴出口孔长径比、入口角和出口角等。针形的喷嘴的模型和空化喷嘴模型如图8所示。
2.2.1 喷嘴出口孔直径
设计一个喷嘴，我们首先要选定的就是喷嘴出口孔的直径，它是确定其他参数的依据[3]。一般地，我们选定出口孔直径时，主要考虑两个因素，水耗的多少和喷嘴是否会有堵塞的危险。而这两个因素成对立关系，即孔径越大水耗相应的就越大，堵塞的危险性越低;孔径越小，堵塞的危险性越高，而相应的水耗越小。结合这两个因素，设计喷嘴时，我们主要以降低水耗为目的，所以尽量取小直径的喷嘴，而堵塞的危险性，我们可通过过滤进水等措施来实现。
孔径关于射流流量和射流压力公式：
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这个公式计算的结果，可以通过图9具体地表现出来。
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图9
从图9中我们可以看到，孔径d对射流流量Q有一个临界值d0，当d<d0时，射流流量Q随d增加的较为缓慢;当d>d0时，射流流量Q随d增加急剧上升，这在高压条件下表现得更为明显。所以我们在设计喷嘴时，出口孔径d应尽量接近临界值d0，因为当d过小时，这增加了堵塞的危险，当d过大时将增加水耗，结合喷嘴模型图与计算公式我们取孔径的d=1，这样一来，我们在降低水耗的同时，也降低了堵塞的危险性。
2.2.2 喷嘴出口孔的长径比
所谓长径比就是喷嘴的圆柱段的长度与孔径的比值，我们用来Z/d表示。它是影响射流状态的一个重要参数，流动系数和流动阻力都受到它的影响。通过它的大小，我们可以知道喷孔是薄壁喷孔还是细长喷孔，流体经过这两种喷孔时所出现的流动状态不同，由流体力学原理我们知道，细长孔具有相对较高的流量系数，故而有较高压力能，即较高的喷射能量转换效率。相关实验研究表明喷孔的长径比f/d取4较为合理。
2.2.3 喷嘴的入口角和出口角
喷嘴的入口角是决定喷嘴流动阻力的主要因素，根据相关机构大量实验研究表明：喷嘴的入口角过小，射流的密集性就降低，并且增加了喷嘴的轴向尺寸;入口角过大，出口边界层的厚度就降低，因而射流的密集性也随着入口角的增加而降低。由此我们可以知道入口角应该有一个最佳值。入口角过大或过小都会增加流动阻力，影响到流动阻力也就影响到流动系数[4]。流动系数μ与入口α角口关系曲线图如图10所示。
<E：＼123＼中小企业管理与科技・下旬刊201611＼1-197＼66-10.jpg>
图10 流动系数μ与入口α角口关系曲线图
由图10我们可以知道，在波峰处喷嘴的流量系数最大，其值大约为μ=0.96，与其相对应的入口角的大小约为α=13.5°。考虑到喷嘴的加工要求，我们建议采用入口角α=30。针形喷嘴我们不设计出口角，只对空化喷嘴设计一个出口角，根据现有的实验结果我们选用出口角为60°。
2.3 喷嘴最终模型
通过以上的分析与设计，结合具体实验环境和加工条件，我们将针形喷嘴和空化喷嘴的外形设计如图11所示。
3 结束语
针对标准件清洗行业的需求，本文设计了一种基于空化射流技术的标准件清洗系统，包括盘圆释放装置、清洁剥壳装置、烘干装置和收卷装置。应用空化射流技术，通过对空化喷嘴的结构和参数的研究，实现对标准件的清洗，无论在清洗效果、清洗效率及节能环保方面都远优于传统用设备的清洗模式。
参 考 文 献
[1] 林百春.不锈钢表面处理：酸洗、钝化与抛光[J].材料开发与应用，2006（3）：36-39.
[2] 催温霞，等.铝盐絮凝剂及其环境效应[J].工业水处理，1998，18（3）：6-8.
[3] 王起棣，张慧生.表面张力对固壁近旁空化气泡溃灭特性的影响[J].复旦学报（自然科学版），2003，42（2）：201-207.
清洗设备范文4
TRIZ理论就是为解决和促进创造发明问题而形成的矛盾冲突解决理论，它是基于技术的发展演化规律，研究整个设计与开发过程，核心是研究创造发明的内在规律和原理，重点研究创造研发过程中遇到的问题、矛盾和冲突，通过解决冲突矛盾，获得最终的理想需求。实践证明，运用TRIZ理论，可大大加快人们创造发明的进程，而且能得到高质量的创新产品。
下面就轨道交通半自动清洗设备的研发利用TRIZ 理论进行研究。
1 半自动清洗系统的研究价值
目前国内列车清洗有两种，一种为列车自动清洗机，特点效率高，消耗大，价格高，一般一台500万左右，目前应用不普遍，只有广东、上海、北京几个大车辆段在应用。如图1所示。
列车自动清洗机适用于清洗列车外表面的灰尘、油污及其它污渍。通过水、清洗剂及清洗刷的作用自动清洗列车的两侧面，包括车门和窗玻璃。列车自动清洗机由刷洗系统、压缩空气供给系统、水供给系统、电控系统、洗涤剂供给系统、水循环及处理系统等组成，采用列车自行牵引、以2～4 km/h的速度通过库内洗刷的形式，自动进行列车两侧的刷洗和冲洗工作。
另一种是完全人工清洗，洗刷一列火车，需要至少9个人的配合，需要近1 h的时间才能完成，效率较低。前面一个人拖着装有清洗液的小车，边走边往火车车身上泼洒清洗液，后面一组人拿着3 m长的大刷子，负责刷列车的顶部；另一组人拿着 2 m多长的中刷子，负责刷列车的车窗位置；还有一组人拿着1米多长的小刷子，负责洗刷列车的底部。洗刷干净后，一个人背着50多m的水管，负责将车身上的清洗液冲洗干净。如图2所示。
目前两种方法都在应用，第一张种全自动清洗方适合大的站段，目前只在中国几个大型站段使用，应用不普遍。第二种完全人工方法效率低、同时参与一辆车清洗的人比较多。根据目前现状清洗系统现状及现场列车站段整备所需求，有必要研究折中的方案，研究半自动清洗系统，一方面能提高效率，使其应用在广泛场合，另一方面降低设备成本和人工成本。
2 半自动清洗设备的研究内容、拟解决的关键问题 及创新点
半自动清洗设备研究内容是研发设计半自动列车清洗机作为目前列车全自动清洗机和完全人工清洗的折中方案，以应用在更广泛的场合。
拟解决的关键问题是清洗机如何实现半自动化，创新点是采用自动旋转刷、自动给清洗液、采用自动举升装置减轻操做过程中人的劳动强度，提高清洗效率。与传统的清洗方法相比，在省工、省时、省水、省电、安全五个方面有着明显的优势。
3 半自动清洗设备的研究思路、研究方法
研究思路是，先充分到各站段进行调研，了解目前列车清洗系统存在的问题，充分和现场师傅沟通，听取他们的意见和想法。调研大部分的现场工作环境，调研站段领导的意图，调研市场的前景，然后根据调研结果，拟采用TRIZ理论进行系统设计，以提高设计效率。
任何一个行业的发展都离不开科技的进步和创新，传统的创新设计方法，比如利用试凑法、试错法等进行创新设计，效率不高。
采用TRIZ全新的创新方法，能够帮助系统地分析问题，快速发现问题、本质和矛盾，准确确定问题，探索方向。
4 运用TRIZ理论研发的轨道交通清洗装备
基于TRIZ理论，如图3所示，研究筛选对应的39个工程参数、40条发明原理，研究提高轨道交通清洗的人工清洗效率问题及解决方法，形成冲突矩阵表。
根据TRIZ冲突矩阵，求主要参数冲突矩阵交集，利用原理5组合原理，原理12等势性考虑创新设计方法、方案，形成冲突矩阵，见表1。
最后筛选形成考虑的创新设计方法、方案。
5 具体的清洗设备研发
5.1 自旋喷淋式清洗器
利用TRIZ组合原理、等势能创新原理设计自旋喷淋式清洗器，具备一方面具备自动旋转刷、中间出水清洗组合功能，避免了刷头手工上下刷消耗势能、消耗功，刷、洗功能一体化提高了清洗操作流程，提升了清洗自动化，提高了效率。
设备配24 V蓄电池，配备长杆、短杆刷杆；毛刷盘转速在每分钟180转到250转之间，喷清洗液压力流量可调，如图4所示。
5.2 自行式举升清洗车
为方便清洗列车的顶部和靠近站台的侧部，有一定容量自行举升车，可以自行也可以举升，举升高度在3.5 m，加上人的高度，保证车顶的最高点低于人的双手位置，从而工人在清洗车顶时不感觉到累。利用等势性原理方案，工作时使举升装置升到一定高度进行整辆列车上部清洗，省时省力。
5.3 手推式清洗车
配置宽度在0.6 m重量在100 kg以内的手推式清洗车，并在车上配置24 V电瓶和1.6～3.0 m的清洗器一套，用来清洗车体测面利用组合原理，设计手推式清扫车，使清扫车既具备装清洗液功能，同时具备装电池、抽水泵、装洗刷头、毛刷、工具等功能。
5.4 刷 头
利用组合、分割原理设计清洗需要的刷头，刷头设计成可以拆换的，如图5所示。
清洗设备范文5
关键词：电解清洗 电解原理 存在问题 解决对策
1、 引言
冷轧带钢表面带有大量残留物，主要为轧制油或防锈油，铁粉以及松散杂质等。这些残留物的存在污染了带钢表面，并严重影响带钢的后续加工。电解清洗是带钢表面清洗的有效手段。通过电解清洗可以迅速去除轧后带钢表面的残留物，达到下一步生产工序（如镀锌、彩涂或者退火等）的洁净表面要求口。
目前，国内带钢电解清洗技术相对比较落后，主要存在电解效率低、清洗效果差、电解爆鸣、带钢烧蚀等方面的问题，严重影响了机组的正常生产。产生这些问题的原因主要是由于设备设计和工艺不合理而造成的。结合作者长期的设计和生产实践经验，就电解清洗设备易出现的问题提出了解决对策。
2、带钢电解清洗原理
带钢电解清洗原理不同于常规的直接电解原理，了解其原理有助于正确把握设计依据。带钢电解清洗时，带钢并不与电极直接相连，电解清洗示意图如图1所示。在外加电压的作用下，带钢与电极之间通过脱脂液产生电感。在上下阳极对应的带钢表面产生负电荷，并发生析氢反应：
在上下阴极对应的带钢表面产生正电荷，发生析氧反应：
因此，带钢在电解清洗时，其表面将产生大量的微小气泡，这些微小气泡对带钢表面的污染物产生强烈的物理撕裂作用与表面张力作用。同时在电解清洗液的作用下，将污染物带离钢板表面，达到表面清洁的目的。电解清洗效果主要取决于带钢表面气泡的产生率与脱脂液的性能。脱脂液与电解电源之间构成电解池，发生电解反应，达到清除油污的目的。
3、 电解清洗设备的类型与特点
从电解清洗的发展来看，电解清洗可以分为普通电解清洗与高电流密度电解清洗。普通电解清洗电流密度低，一般为5.0～25A/dm2。高电流密度电解清洗是近期开发的新型电解清洗工艺，采用的电流密度在100～200A/dm2之间。与普通电解清洗相比，高电流密度电解时间短，电解效率高，机组结构紧凑，清洗效果好，将是今后电解清洗的主要发展方向。
立式电解清洗机组中一对或几对电极垂直设置，带钢在电解槽内垂直电解清洗，如图2所示。其特点是结构紧凑，占地面积小，可以多个电解单元串连，清洗质量好，且电解槽底部铁粉比较容易清除，被应用于高速运行的大型生产线上。其缺点是结构复杂，设备投资相对较大，在处理断带更换电极时较复杂，维护难度较大。
4、 电解清洗设备的常见问题及设计对策
带钢电解清洗技术在国内冷轧带钢深加工生产线脱脂段上已得到较普遍的应用，但实际生产中还存在着很多问题，直接影响机组的生产效率和产品质量。以下是目前国内电解清洗设备常见的问题及其设计解决对策。
（1）电解清洗效率低
电解清洗效率低表现在随着电解电流的增大清洗效果无明显变化。这是由于电解槽电屏蔽效果不好，造成杂散电流增大，而有效电解电流减小造成的。由于带钢电解为感应电解，为防止杂散电流的产生，在电极和槽体间需设置绝缘板。在设计时，应考虑电解槽的绝缘或点隔离问题。对于立式槽由于左右两个电极板相对且较近，在槽体中间必须采用绝缘隔板。所以，电解清洗效率低时应及时检查槽体橡胶是否损坏或绝缘隔板是否有效。
（2）电解槽发生爆鸣
如电解清洗时产生的H2和O2在电解液中阻滞太多，当气体离开液面时会发出间断性的鸣响，在有火花存在的环境下则要发生爆炸。因此，在设计时要充分考虑脱脂液在槽内强力的搅动和循环，槽上要设计抽气风口。最关键的是要注意铜排与电极连接处的导电特性和紧固性，防止产生电火花而造成重大爆炸事故的发生。
（3）带钢被烧蚀
带钢被烧蚀的2种情况：一是由于机组带钢失张，造成带钢与阴阳极搭接，在局部高电流下带钢瞬间被烧蚀；二是在电解时带钢静止不动，造成带钢长时问电解发热而烧焦。因此设计时电极与带钢之间的距离不能太近，应大于50mm以上，同时应增设绝缘档板；对于立式电解，一旦带钢失张，很难用电解上绝缘档板将电极与带钢隔开，需将电解槽的转向辊设计为导电辊，用电刷连接接地。此外，在带钢焊接或事故停机时要自动切断电解电源。
（4）电极损耗过快
电解清洗过程中，电极损耗过快，是由于脱脂液导电率太低造成电极感应效率降低电极反应增强所致。因此电极应选择耐蚀性好、相对高电位的材料，如16Mn或08F等；电极厚度不应太薄，以避免经常性的停产更换电极。同时，应设置电极定时换向机制，以防止电极不均匀溶解而缩短电极使用寿命。
（5）电解电源出力不足
电解清洗一般为恒电流电解。在设置的电流未达到最大额定电流，而电解槽槽压已大于电源额定最大电压时，电源就跳闸停机。造成电解槽槽压大的原因有以下两方面：一是脱脂液电导率低，如脱脂液未选用专用的电解脱脂剂，其本身的电导率就很低；二是由于脱脂液使用一段时间后电导率下降所致，可通过补加脱脂剂来解决。此外，设计时尽量降低槽压，如电极离带钢距离不能太大；电极和电源的连接要用铜电缆或紫铜排。当然，电源的额定电压也不能设计得过小，一般应大于36V，否则会造成脱脂剂用量过大。
（6）最终产品质量问题
有电解清洗设备的热镀锌机组有时会出现漏镀或镀层结合力下降等现象，这可能是由于电解脱脂剂选择不当引起的。如使用含硅酸盐的脱脂剂，在带钢表面会电解上一层硅胶，经退火后析出硅，造成漏镀和结合力下降。所以，镀锌机组应选用不含硅酸盐的脱脂剂。对于电解清洗机组，带钢经清洗后要进入罩式退火炉退火，为保证钢卷退火后不发生粘结，需要带钢表面含一层隔离性好的硅，所以，电解清洗机组需使用含硅酸盐的脱脂剂。
5、 结语
电解清洗虽然得到普遍的应用，但要达到完美还有很多工作需要开发和研究。主要体现在两个方面：一是铁粉的去除问题，二是脱脂液的再生利用问题。铁粉去除目前大多使用磁过滤的方法，如转毂式磁过滤机、带式磁过滤机等，但由于电解产生的铁粉很细，同时由于和电解环境下的乳化液包裹在一起，其去除效果不太理想。脱脂液的再生利用是当前大力提倡循环经济环境下的一个热门的研究课题。目前有钢厂试验用陶瓷膜过滤技术处理脱脂液，可将浮油、乳化油和固体渣质过滤去除，脱脂液返回使用。但由于陶瓷膜价格较高，同时陶瓷膜易被堵住，还未实现规模化工业生产应用。
参考文献：
清洗设备范文6
【关键词】 电力设备 带电清洗技术 绝缘护理 漏电保护
所谓带电清洗技术主要以运行中的电力设备为实施对象，采用特性清洗剂对其进行清洁工作，并有专业人士秉持规定操作，对电力设备外部及内部进行深层次清理。由于带电清洗技术具有高效快捷的独特优势，在电力设备的运行维护和其他领域均有涉猎，对延长设备使用寿命、预防相关事故具有实质性作用[2]。为进一步优化电力设备的使用性能，结合带电清洗技术为其提供后续污垢处理保障，可有效完成相关设备的高效运行和安全维护工作。
1 带电清洗技术对电力设备的机遇和应用
1.1 带电清洗技术的发展机遇
据国土资源部调查研究，我国石油、天然气人均资源量占据世界比例的7.1%，我国的能源消费呈现增长趋势。为响应可持续发展观念，国家部门对此提出新的指标和规定要求，电力行业的节能发展为清洗技术提供了新的发展挑战，也是清洗行业的发展机遇。在电力设备绝缘护理中，由于静电、灰尘、潮气、油污等污垢的影响，造成设备在运行过程中会降低自身绝缘性能，导致安全运行的隐患问题时常发生。在大型电力安全事故中，绝缘性能对其具备高度影响力，也是电力设备安全运行的重要保障，如果绝缘护理工作不到位，外部恶劣环境会对其造成一定程度的制约条件。为此，带电清洗技术为其提供了新的改革条件，利用新型清洗剂快速实现电力设备污垢处理，操作程序简单且不具备损坏元件缺陷，在快速清洗后能够消除元件灵敏度不良、散热不良等故障，增强设备内部绝缘性能，保持电气设备正常运行，这也是当前带电清洗技术的关键应用领域。
1.2 带电清洗技术的实际应用
在某电网绝缘护理工作中，曾因污闪现象导致不同程度的污垢处理问题，其中带电清扫、线路绝缘等方面最为明显，对电网正常运行造成一定影响。为此，利用带电清洗技术的高绝缘特性（5.5×107），在保障电网元器件正常工作的前提下，对设备的金属表面的氧化物进行隔处理，针对微尘电离、电解质腐蚀等相关问题，实现无需拆卸擦洗状态，保障内部精密电子仪器、特殊构建等零件处于最佳工作状态，即可实现机组使用寿命达到10%～50%。
2 电力设备绝缘护理方案的优化建议
2.1 提升清洁技术
对于电力设备清洗工作，降低能源耗损是相关企业的重要工作内容，以便利快捷的清洗技术为其实现优化技术，[3]这也是电力设备绝缘护理的基本理念――节能优化举措，为相关单位提供更加广阔的发展前景和经济市场。在电力设备运行过程中，以水分、金属、灰尘、有害污染物等环境污染为主要清除对象（造成绝缘性能、温度上升、材质老化等问题），在保障设备正常运行状态下，进行内部深度护理工作，完成改善“温升”指标、绝缘指标工作。针对电力设备绝缘护理工作的特性要求，我国相关研究机构利用HFC、HFE等清洗剂改良技术，通过电力设备外绝缘的带电护理，降低电量耗损约为10%～25%，将不同程度的输出功率保持在30%内的正常运转效率，达到节能功效、降低成本的条件优势。
2.2 优化漏电保护
在电力设备制造中，电力企业非常注重整体工作效能，以解决漏电问题为重点举措，保障电力设备正常运行。目前，污闪、氧化等问题严重影响设备的电阻、温度运行情况，时常出现打火、漏电事故，对设备正常运行造成阻力作用[1]。为此，制定电力设备绝缘护理方案时，需要适时做好漏电保护工作，严格遵守安全性能、电学性能指标，利用带电清洗的环保优化作用缩减电器机械故障的发生率，对无法直接接触的部位进行深度清洗，遇到高温、高湿天气（冬末春初）需保障电流泄露、降低能效，利用保护剂对插座、开关、母线等构件进行绝缘护理，达到保护设备、防漏电等综合效益。在《电业安全工作规程》中，为电力设备清洗工作提供明确规定，在利用相关清洗设备和工具过程中，需要以漏电保护技术、设备绝缘护理为清洗重点，做好相关电压等级试验，以保护绝缘、设备正常运行、减少损害为主要成效，实现预防氧化、防漏电工作目标。
2.3 保障清洗作业
以某电网公司设备的清洗工作为例，高压220KV、温度30℃、湿度54%为实验参考数值，利用带电清洗技术对其进行绝缘性能优化工作，结果证实了电力设备清洗后的绝缘性能更佳且工作效率得到提升。在此情况下，以降低设备热量和增强精密性，保障深层部件的污垢得到及时处理，将电力设备安全故障和影响事故降低至最小化，为污秽设备提供雾化清洗技术。为此，在电力设备运行过程中，带电清洗技术需要以安全性能、动态性能等指标为综合考虑因素，在确保设备正常运行状态下，可参考ISO14001标准规定（杜绝闪络），保障清洗过程的动态变化不受影响，做好间接带电作业和清洗作业，为电力设备绝缘护理提供保障。某电网电气设备污染事故中，利用外部绝缘护理实行带点维护工作，并且达到了相关标准规定要求，以解决污染故障。
3 结语
综上所述，随着我国清洗行业的快速发展，带电清洗技术的应用也随着增强，为电力设备的正常运行提供了重要保障。由于各种不同因素的影响，电力设备的正常运行会受到一定影响，以绝缘性能、设备温度、腐蚀安全等问题正在不断发生中，结合带电清洗技术的独特优势，为设备绝缘护理工作提供技术支撑，真正做到节能优化、提升效益，不断推动我国清洗行业和电力企业的发展。
参考文献：
[1]于国际.南方电网通信设备带电清洗维护的应用探讨[J].信息通信，2016，01：226-227.
