CN103706602A - 一种管道的清洗方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道的清洗方法，选用冰浆作为清洗介质，且在清洗时利用容积泵推动冰浆在管道内运动，冰浆的含冰率为10～50%。本发明还公开了采用上述方法的清洗设备。本发明通过容积泵推动冰浆在管道内运动来实现管道清洗和冲洗污垢残留物，在利用水溶液清洗管道的同时，利用冰浆运动的剪切力清除管道内的污垢残留物，达到冲洗的作用，清洗和冲洗一次完成，能够减少用水消耗，降低清洗成本，并且节水环保；利用添加剂降低冰浆的凝固点，提高冰浆的均匀性，与现有制冰法相比，使用相同浓度的制冰溶液，能够制备出含冰率较高，均匀性较好的冰浆，能够降低冰浆的制备成本。

Description

一种管道的清洗方法和设备

技术领域

本发明属于管道清洗技术领域，特别是一种管道的清洗方法和设备。

背景技术

目前，食品行业管道清洗的方法有化学清洗、高压水清洗及PIG清管。化学清洗是通过加入化学药剂，对管道进行临时改造的清洗；高压水清洗是通过高压推动水的运动的清洗；PIG清管是利用泵功驱动PIG（清管器）在管内向前推动的清洗，主要用于管内除垢。

专利文献CN103075912A，2013年1月28日公开了一种地暖管道清洗方法，其特征是第一次冲洗，去除其中的粘泥，然后用清洗液浸泡管道，溶解管道中的锈垢、水垢，最后对管道进行第二次冲洗。这一专利申请，在清洗管道时有两次冲洗过程，分别是浸泡和清洗，这样就延长了清洗时间并增加了用水量。专利文献CN102679810A，2012年9月19日公开了一种高效管道清洗装置，包括柔性管、向柔性管供送清洗液的高压泵、所述柔性管的出水端可拆卸地设有第一喷头及第二喷头，所述第一喷头包括第一主体，设置在第一主体上的进液口及出液孔，所述出液口设置在主体下方；所述第二喷头包括第二主体，设置在第二主体上的进液口及出液孔，所述出液孔设置在主体的侧围。这一专利申请使用泵推动水在柔性管中运动，出水口设置可拆卸的喷头，可控制出液位置，这样清洗角度较全面，但是清洗溶液仍然是传统的水。

综上所述，现有管道清洗方法存在以下缺陷：其一，现有管道清洗方法一般只能达到清洗作用，清洗之后还需冲洗过程，效率低，用水量大，其二，现有管道清洗方法一类是通过化学添加剂来达到特殊清洗效果，但是这类清洗溶液会对设备造成污染或腐蚀，也会造成环境污染；另一类是靠高压或者泵功达到长距离的输送，但是对有特殊清洗需要（如管内除垢）的管道效果不好。

常用冰浆的含冰率一般在0-20wt%之间，主要用于蓄冷空调、食品冷藏、医疗保护、载冷剂、消防等，目前还没有冰浆在管道清洗中的应用。传统的制冰方法是直接使用盐水等溶液制冰，不使用降凝分散剂等添加剂，因此，传统制冰方法制取的冰浆不够均匀、含冰率不高，且高含冰率的冰浆一般通过高浓度溶液才能得到。但是高浓度溶液会增加成本、对设备有腐蚀作用，并会产生一定的环境危害。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种管道的清洗方法和设备，采用该方法和／或设备清洗管道，在清洗的同时，还能够清除管道内的污垢，达到冲洗的作用。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的一个技术方案是：一种管道的清洗方法，选用冰浆作为清洗介质，且在清洗时利用容积泵推动冰浆在管道内运动，所述冰浆的含冰率为10～50%。

用于制备所述冰浆的制冰溶液含有0.1wt%～1wt%的降凝分散剂。

用于制备所述冰浆的溶液由89.9wt%～98.9wt%的水、1wt%～10wt%的氯化钠和0.1wt%～1wt%的降凝分散剂组成。

所述降凝分散剂是吐温系列添加剂和十二烷基硫酸钠中的任意一种。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的另一个技术方案是：应用上述管道清洗方法的设备，包括容积泵、制冰机、冷却水箱、含冰率测量装置和控制系统；所述容积泵连接在被清洗管道和所述制冰机的出冰管道之间；所述制冰机与所述冷却水箱通过进水管和出水管连接，所述进水管上设有第一供水泵；所述含冰率测量装置包括与所述制冰机的出冰管道相连的保温盒、电加热棒、热电偶和含冰率转换模块，所述保温盒的外面设有保温层，所述电加热棒和所述热电偶设置在所述保温盒内，所述热电偶测量加热前冰浆温度及冰浆融化后的水温，并将这两个温度数据传输给所述含冰率转换模块，所述含冰率转换模块通过计算获得含冰率，所述含冰率转换模块将含冰率数据传输给控制系统；所述控制系统根据含冰率数据控制所述第一供水泵和所述容积泵工作。

该设备还包括添加剂混合水箱和第二供水泵，所述添加剂混合水箱内设有搅拌器，所述控制系统控制所述第二供水泵和所述搅拌器工作。

所述制冰机的出冰管道上连接有蓄冰池。

本发明具有的优点和积极效果是：通过容积泵推动冰浆在管道内运动来实现管道清洗和冲洗污垢残留物，在利用水溶液清洗管道的同时，利用冰浆运动的剪切力清除管道内的污垢残留物，达到冲洗的作用，清洗和冲洗一次完成，能够减少用水消耗，降低清洗成本，并且节水环保；利用添加剂降低冰浆的凝固点，提高冰浆的均匀性，与现有制冰法相比，使用相同浓度的制冰溶液，能够制备出含冰率较高，均匀性较好的冰浆，能够降低冰浆的制备成本，提高冰浆的剪切力，进而提高冰浆的清污能力，能够进一步降低管道清洗成本，提高管道清洗效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的含冰率测量装置结构示意图；

图3为图2的俯视图。

图中：1为冷却水箱，2为添加剂混合水箱，3为第一供水泵，4为制冰机，5为控制系统，6为容积泵，7为蓄冰池，8为被清洗管道，9为含冰率测量装置，91为保温盒，92为电加热棒，93为热电偶，94为保温层，10为第二供水泵。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

一种管道的清洗方法，选用冰浆作为清洗介质，且在清洗时利用容积泵推动冰浆在管道内运动，所述冰浆的含冰率为10～50%。

冰浆的含冰率越高，剪切力越大。

剪切力和粘度关系为：

$\mathrm{\τ}=\mathrm{\μ}\frac{\∂u}{\∂y}---\left(1\right)$

τ-剪切力；

μ-粘度；

-剪切速率；

由式（1）可知，在一定剪切速率下剪切力和粘度成正比，即粘度越大剪切力越大。实验室测得在冰浆温度为-3℃时，质量浓度4%的盐水溶液对应的部分含冰率和粘度的关系见表1，可见粘度随含冰率的增加而急剧上升，即高含冰率的冰浆剪切力大，而且冰浆粘度（剪切力）远大于传统管道清洗所用的水，通常，低温高含冰量的冰浆剪切力比同温度下纯水的剪切力大两个以上数量级，冰浆具有剪切力大的优点，并且经试验证明，

含冰率为10～50%的冰浆能够被容积泵进行长距离的输送，可以应用于管道清洗中。

表1实验测量冰浆粘度和含冰率关系

为了进一步提高管道的清洗效果，降低管道清洗的成本，采用含有0.1wt%～1wt%降凝分散剂的制冰溶液来制备上述冰浆，以提高相同温度下和相同浓度下冰浆的含冰率。在本实施例中，以1wt%～10wt%的氯化钠溶液作为制冰溶液，本发明采用吐温系列添加剂和十二烷基硫酸钠中的任意一种作为冰浆降凝分散用的添加剂，经试验确定添加剂的含量以0.1wt%～1wt%为宜。由于相同含冰率冰浆的温度更低，不易融化，更加便于长距离输送。

请参见表2，加入不同量的吐温80之后，5%氯化钠溶液制取冰浆的冰点、含冰率和分散性变化：

添加剂含量	无添加剂	0.1%	0.5%	1%
					所制冰浆的冰点	-4℃	-4.2℃	-4.27℃	-4.3℃
-4℃下冰浆的含冰率	10wt%	12wt%	13wt%	13.5wt%
					冰浆的均匀性指标	5%	21%	28%	32%

请参阅图1～图3，采用上述管道清洗方法的设备，包括容积泵6、制冰机4、冷却水箱1、含冰率测量装置9和控制系统5；所述容积泵6连接在被清洗管道8和所述制冰机的出冰管道之间，所述制冰机4与所述冷却水箱1通过进水管和出水管连接，所述进水管上设有第一供水泵3，所述含冰率测量装置9包括与所述制冰机的出冰管道相连的保温盒91、电加热棒92、热电偶93和含冰率转换模块，所述保温盒91的外面设有保温层94，电加热棒92和热电偶93设置在所述保温盒91内，所述热电偶93测量加热前冰浆温度及冰浆融化后的水温，并将这两个温度数据传输给所述含冰率转换模块，所述含冰率转换模块通过计算获得含冰率，所述含冰率转换模块将含冰率数据传输并显示在控制系统上；所述控制系统5根据含冰率数据控制所述第一供水泵3和所述容积泵6工作。通过增大冷却水流量或者减小冷却水流量可以增大含冰率，当含冰率达到设置范围10～50%时，控制系统5控制容积泵6启动，进行管道清洗。

上述含冰率测量装置9的含冰率转换模块采用如下公式:

Q＝c₁m（1-x）t₂+c₂mx(t₂-t₁)

式中，Q为电加热棒产生热量，单位kJ；c₁为水的定压比热容，取定值为4.2kJ/kw；c₂为冰的定压比热容，取定值为333kJ/kw；x为含冰率，单位为kg/kg；t₁为冰浆加热前的温度，单位为K，t₂为冰浆融化后的水温；m为待测冰浆质量，单位为kg，可通过电子称得到。

为了增添添加剂，上述管道清洗设备还包括添加剂混合水箱2和第二供水泵10，所述添加剂混合水箱2内设有搅拌器，所述控制系统5控制所述第二供水泵10和所述搅拌器工作。

为了方便其它方面取用冰浆，所述制冰机的出冰管道上连接有蓄冰池7。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种管道的清洗方法，其特征在于，选用冰浆作为清洗介质，且在清洗时利用容积泵推动冰浆在管道内运动，所述冰浆的含冰率为10～50%。

2.根据权利要求1所述的管道的清洗方法，其特征在于，用于制备所述冰浆的制冰溶液含有0.1wt%～1wt%的降凝分散剂。

3.根据权利要求2所述的管道的清洗方法，其特征在于，用于制备所述冰浆的溶液由89.9wt%～98.9wt%的水、1wt%～10wt%的氯化钠和0.1wt%～1wt%的降凝分散剂组成。

4.根据权利要求2或3所述的管道的清洗方法，其特征在于，所述降凝分散剂是吐温系列添加剂和十二烷基硫酸钠中的任意一种。

5.一种应用如权利要求1所述管道清洗方法的设备，其特征在于，包括容积泵、制冰机、冷却水箱、含冰率测量装置和控制系统；所述容积泵连接在被清洗管道和所述制冰机的出冰管道之间；所述制冰机与所述冷却水箱通过进水管和出水管连接，所述进水管上设有第一供水泵；所述含冰率测量装置包括与所述制冰机的出冰管道相连的保温盒、电加热棒、热电偶和含冰率转换模块，所述保温盒的外面设有保温层，所述电加热棒和所述热电偶设置在所述保温盒内，所述热电偶测量加热前冰浆温度及冰浆融化后的水温，并将这两个温度数据传输给所述含冰率转换模块，所述含冰率转换模块通过计算获得含冰率，所述含冰率转换模块将含冰率数据传输给控制系统；所述控制系统根据含冰率数据控制所述第一供水泵和所述容积泵工作。

6.根据权利要求5所述的管道的清洗设备，其特征在于，该设备还包括添加剂混合水箱和第二供水泵，所述添加剂混合水箱内设有搅拌器，所述控制系统控制所述第二供水泵和所述搅拌器工作。

7.根据权利要求5所述的管道的清洗设备，其特征在于，所述制冰机的出冰管道上连接有蓄冰池。

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