高相力

（天津市市容環(huán)境工程設(shè)計(jì)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(jì)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(wèn)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(duì)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(lái)行業(yè)興起的清洗技術(shù)，該技術(shù)是通過(guò)高壓水泵將水加至10～100 MPa的壓力，經(jīng)過(guò)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(jì)的噴嘴在高壓水作用下，產(chǎn)生沖擊力和牽引力，帶動(dòng)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(guó)家已普遍應(yīng)用，而其在我國(guó)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(lái)越得到廣泛使用。但因其結(jié)構(gòu)中無(wú)快速排出管路積水的設(shè)計(jì)，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(shí)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(shí)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(chǔ)水罐、傳動(dòng)系統(tǒng)、水路系統(tǒng)組成。傳動(dòng)系統(tǒng)將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)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(chǔ)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(jiàn)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(shí)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(kāi)啟儲(chǔ)水罐排水閥，排出儲(chǔ)水罐的積水；②拆開(kāi)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(kāi)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(huì)造成密封件的損壞，目前國(guó)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(wèn)題，高壓水路仍然采用管路拆卸排水。

其儲(chǔ)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(guò)開(kāi)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(duì)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(zhǎng)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(guò)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(chǔ)氣罐和管路，儲(chǔ)氣罐為剎車提供動(dòng)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(shí)，開(kāi)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(guò)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(chǔ)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(huì)有所下降。以東風(fēng)140汽車為例，汽車儲(chǔ)氣罐共有3個(gè)，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(zhǎng)度L=60 m。

高壓疏通膠管內(nèi)的積水被高壓氣排出過(guò)程中，氣體狀態(tài)變化為等溫過(guò)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(duì)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(duì)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(duì)壓力-大氣壓力），根據(jù)汽車行車剎車壓力規(guī)定，這個(gè)壓力值能滿足剎車氣壓需要，不會(huì)對(duì)剎車造成影響。

2.3 一次排水作業(yè)所需的時(shí)間

高壓疏通膠管噴頭上設(shè)置5個(gè)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(jì)算公式：

式中：Q為積水被氣體吹出噴頭時(shí)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(gè)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(shí)間t，計(jì)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(diǎn)比較見(jiàn)表1。

表1 不同排水方法優(yōu)缺點(diǎn)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(shí)間短，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度低，工作效率高，并可實(shí)現(xiàn)0℃以下正常的疏通作業(yè)。

［1］徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［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(jí)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(kāi)發(fā)，以及垃圾處理、垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)及工程項(xiàng)目的建設(shè)與管理。

E-mail：g000428@126.com。

（責(zé)任編輯：張藝）