CN109606324A - 用于车辆表面的清洗方法 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆表面的清洗方法，本清洗方法由以下步骤组成：一、向清洗装置内加入硬度低于被清洗表面硬度的固相介质，所述固相介质的颗粒在吸水后的饱和吸水密度在0.8～3.0g/cm³之间，清洗时的清洗液为固相介质与水的混合清洗液，工作压力在0.5～13MPa之间；二、将分布有固相介质的混合清洗液喷射到待洗车辆的外表面上，破坏附着在车辆的油漆表面的污垢层；三、用清水冲洗车辆表面，去除上一步骤留下的固相介质和污垢；四、以擦干布或风机风力进一步去除车身上残留的水和固体颗粒。其优点在于：固相介质的选择更有效，固相介质的添加、输送、喷洒过程平稳，后续的污水处理和固体颗粒的回收更简单、实用，易于自动化。

Description

用于车辆表面的清洗方法

技术领域

本发明涉及一种表面清洗技术，尤其指一种用于车辆表面的清洗方法。

背景技术

高压水清洗技术是重要的物理清洁方法，其采用的水压通常在20MPa以上。在清洗汽车等带油漆表面的设备时，如采用这么高的压力，不仅设备投入急剧上升，功耗巨大，而且损伤车漆，人身安全隐患也十分突出。现实中，车辆清洗设备多采用10MPa以下的泵压，结果是远远达不到去污要求，有关设备的推广应用始终面临难解的技术障碍。

现有一种申请号为CN201010244583.4名称为《燃气脉冲波洗车器》的中国发明专利公开了一种燃气脉冲波洗车器，主要包括喷嘴，爆燃脉冲罐，点火器，混合罐，逆止阀，燃气电磁阀，阻火器，燃气手阀，压缩空气手阀，压缩空气电磁阀，压缩空气逆止阀。可燃气和空气按一定比例进行混合，混合好的混合气体进入爆燃脉冲罐，点火器在混合罐部位点火，形成高速火焰引燃爆燃脉冲罐内混合气体，高速火焰经过喷嘴时形成脉冲波，对汽车表面灰尘进行清除。但其缺点是，点火可能发生爆炸，使用不安全，而且可能因高温和烟雾损伤车漆，更难于实现清洁过程无人化作业，所以其方法还有待改进。

发明人也在此前提交了申请号为201811121454.9名称为《一种清洗车辆表面的清洗方法》的中国发明专利，公开了一种车辆清洗方法，包括：向清洗装置内加入硬度低于被清洗表面硬度的固相介质，所述固相介质的颗粒大小不大于喷嘴等效孔径的三分之一而不小于10微米，清洗时的清洗液为固相介质与水的混合清洗液，工作压力为1～15MPa。发明人此后开展的流体力学计算仿真及试验表明，实施该清洗方法时，只考虑颗粒大小还不够，饱和吸水密度也是关键性的工艺参数。因为，就清洗过程的力学机理而言，饱和吸水密度直接关系到固、液两相混合的均匀程度，对固相介质在管道内部的输送和去污过程的动力学特性有重要影响。此外，为消费者清洗汽车时，清洗步骤之后还需用擦干或风干方式去除车身表面残留的水和固体颗粒。此时，若按该发明选择颗粒会面临以下问题：1)细粉末状的固体颗粒容易粘在擦干布上，造成二次污染，或在风干过程中湿乎乎地粘在车身上难以吹落；2)后续的水循环处理工艺中，通常来说，细颗粒的分离技术难度、成本都较高，设备自动化运行程度低；等等。所以，除非因为一些特定的应用必须选择超细的固相介质，应尽量提高颗粒尺寸，以使得该清洗方法在全自动清洗设备的应用上具有现实操作性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种用于车辆表面的清洗方法，本方法具有液流输送状态稳定、去污效果好、固相介质易回收的优点。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：本车辆表面的清洗方法，其特征在于：本清洗方法由以下步骤组成：

一、向清洗装置内加入硬度低于被清洗表面硬度的固相介质，所述固相介质的颗粒在吸水后的饱和吸水密度在0.8～3.0g/cm³之间，清洗时的清洗液为固相介质与水的混合清洗液，所用喷嘴的等效孔径在0.3～12mm之间，工作压力在0.5～13MPa之间；

二、将分布有固相介质的混合清洗液喷射到待洗的车辆外表面上，破坏附着在车辆的油漆表面的污垢层；

三、用清水冲洗车辆表面，去除上一步骤留下的固相介质和污垢；

四、以擦干布或风机风力进一步去除车身上残留的水和固体颗粒。

作为改进，所述清洗装置包括水源、水泵、水管、喷嘴以及能容置有水的储料器，所述固相介质置于储料器中形成固相介质与水的混合清洗液。

作为改进，所述储料器在清洗装置中的位置为设置在混合清洗液进入水泵之前。

作为改进，将固相介质的颗粒的吸水后的饱和吸水密度控制在0.8～3.0g/cm³之间的方法为：

1)选取适当大小的固相介质的颗粒作为样品，检测样品饱和吸水密度；

2)当测试出的饱和吸水密度大于3.0g/cm³时，调节颗粒大小，或用较低密度的固相介质掺入该种固相介质中使两者充分融合或粘结以制成新的固相介质；如样品的饱和吸水密度小于0.8g/cm³，则调节颗粒大小，或用较高密度的固相介质掺入该种固相介质中使两者充分融合或粘结以制成新的固相介质；

3)再次检测处理后的固相介质的饱和吸水密度，直至固相介质的颗粒的饱和吸水密度处于0.8～3.0g/cm³之间。

进一步改进，检测饱和吸水密度的方法为，第一步，将固相介质颗粒浸泡在水中，搅拌固相介质颗粒使固相介质颗粒排出空气、充分吸水；第二步，捞起固相介质，自然沥去残水，并称重；第三步，将含水的固相介质颗粒投入一个盛水的量杯并使之浸没在液面下，记录液面的前后变化，测出所投颗粒的体积，由此，将第二步得出的重量除以第三步得出的体积即为固相介质颗粒的饱和吸水密度，公式为，饱和吸水密度＝重量÷体积。

作为改进，所述固相介质可优选为植物颗粒，颗粒的大小不大于喷嘴等效孔径的0.9倍而不小于100微米；或，所述固相介质可优选为活性炭粉末或非金属矿物的颗粒物，所述非金属矿物的颗粒为：滑石粉、石墨粉或海泡石粉末，颗粒的大小不大于喷嘴等效孔径的0.85倍而不小于100微米。

作为改进，所述固相介质可优选为弹性高分子材料或其制品的粉末，或者是带有封闭气孔结构的某种弹性颗粒，颗粒的大小不大于喷嘴等效孔径的1.5倍而不小于100微米。

作为改进，所述固相介质可优选为一种具有开孔骨架结构的颗粒，所述颗粒为：开孔塑料泡沫颗粒或海绵颗粒，颗粒的大小不大于喷嘴等效孔径的2.5倍而不小于100微米；或，所述固相介质为布片颗粒，颗粒的大小不大于喷嘴等效孔径的2.5倍而不小于100微米。

作为改进，所述固相介质可优选为一种纤维，所述纤维为植物纤维、化学纤维或其它人造纤维，纤维的长度不大于喷嘴等效孔径的4.5倍而不小于100微米。

作为改进，所述固相介质为上述多种材质混合、加工而成的改性材料，其颗粒的大小不大于喷嘴等效孔径的4.5倍而不小于100微米。

与现有技术相比，本发明的优点在于，以饱和吸水密度作为主要的物性参数表征和筛选拟添加的清洗装置中的固相介质，有利于清晰、准确地把握固～液两相流的传输和清洗过程的动力学本质，利于选用大颗粒的材质来制定具体的技术方案，能更有效地指导实际工作。该方法的去污能力显著高于普通的清水，清洗过程不损伤漆膜，更不损伤基体。在固相介质添加、输送、喷洒、回收等各个环节都具备突出的技术适用性，而且性能稳定，自动化程度高，成本更低，也更节能环保，破解了高压水清洗带油漆表面的车辆或类似设备时遇到的工程问题，是一种非常实用的清洗技术。

附图说明

图1是本发明实施例中清洗装置的工作状态示意图；

图2是本发明实施例中喷嘴喷射时的应用状态图；

图3是图2中喷嘴位置移动后的应用状态图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1至图3所示，本实施例的用于清洗车辆表面的清洗方法，由以下步骤组成：

一、向清洗装置内加入硬度低于被清洗表面硬度的固相介质，所述固相介质的颗粒在吸水后的饱和吸水密度在0.8～3.0g/cm³之间，清洗时的清洗液为固相介质与水的混合清洗液，所用喷嘴的等效孔径在0.3～12mm之间，工作压力在0.5～13MPa之间；

二、将分布有固相介质的混合清洗液喷射到待洗车辆2的外表面上，破坏附着在车辆2的油漆表面的污垢层；

三、用清水冲洗车辆表面，去除上一步骤留下的固相介质和污垢；

四、以擦干布或风机风力进一步去除车身上残留的水和固体颗粒。

上述清洗装置包括水源、水泵1、水管、喷嘴以及能容置有水的储料器3，所述固相介质置于储料器3中形成固相介质与水的混合清洗液。所述储料器3在清洗装置中的位置为设置在混合清洗液进入水泵1之前。因为将储料器3位于水泵之前具有加料方便、无需高压容器的优点，使操作更安全、更容易。所述固相介质为植物颗粒，颗粒的大小不大于喷嘴等效孔径的0.9倍而不小于100微米。或，固相介质为弹性高分子材料或其制品的粉末，或者是带有封闭气孔结构的弹性颗粒，颗粒的大小不大于喷嘴等效孔径的1.5倍而不小于100微米。或，固相介质是一种具有开孔骨架结构的颗粒，所述颗粒为：开孔的塑料泡沫颗粒或海绵颗粒，颗粒的大小不大于喷嘴等效孔径的2.5倍而不小于100微米。或，固相介质为活性炭粉末或非金属矿物的颗粒物，所述非金属矿物的颗粒为：滑石粉、石墨粉或海泡石粉末，颗粒的大小不大于喷嘴等效孔径的0.85倍而不小于100微米。或，固相介质为布片颗粒，颗粒的大小不大于喷嘴等效孔径的2.5倍而不小于100微米。或，固相介质是一种纤维，所述纤维为植物纤维、化学纤维或其它人造纤维，纤维的长度不大于喷嘴等效孔径的4.5倍而不小于100微米。或，所述固相介质为上述多种材质混合、加工而成的改性材料，其颗粒的大小不大于喷嘴等效孔径的4.5倍而不小于100微米。

将固相介质的颗粒的吸水后的饱和吸水密度控制在0.8～3.0g/cm³之间的方法为：

1)选取适当大小的固相介质的颗粒作为样品，检测样品饱和吸水密度；

2)当测试出的饱和吸水密度大于3.0g/cm³时，调节颗粒大小，或用较低密度的固相介质掺入该种固相介质中使两者充分融合或粘结以制成新的固相介质；如样品的饱和吸水密度小于0.8g/cm3，则调节颗粒大小，或用较高密度的固相介质掺入该种固相介质中使两者充分融合或粘结以制成新的固相介质；

3)再次检测处理后的固相介质的饱和吸水密度，直至固相介质的颗粒的饱和吸水密度处于0.8～3.0g/cm3之间。

检测饱和吸水密度的方法为，第一步，将固相介质颗粒浸泡在水中，搅拌固相介质颗粒使固相介质颗粒排出空气、充分吸水；第二步，捞起固相介质，自然沥去残水，并称重；第三步，将含水的固相介质颗粒投入一个盛水的量杯并使之浸没在液面下，记录液面的前后变化，测出所投颗粒的体积，由此，将第二步得出的重量除以第三步得出的体积即为固相介质颗粒的饱和吸水密度，公式为，饱和吸水密度＝重量÷体积。

清洗液可以是普通的清水，也可以是添加有洗涤剂的水溶液。

如图2所示，清洗装置的喷嘴4采用高度可以调节且角度可以上下摆动的活动喷嘴，所述活动喷嘴通过程控器进行控制，程控器使喷嘴4的喷射口朝向待清洗的车辆2。加入了固相介质的清洗液以与水平方向呈30～60°的角度喷出，如图2所示，角度a为30°角，角度b为60°角，角度c为喷嘴4摆动过程中的夹角，喷嘴4在清洗车辆的同一高度时保持位置高度不变而进行摆动，这样清洗液基本落在车辆表面上，喷射清洗液浪费较少，而且喷嘴4在摆动过程中不仅有朝向车辆的加速度还有来自喷嘴4的摆动惯性，使带有固相介质的清洗液喷至车辆表面上后固相介质产生打滑，固相介质会停留在车辆表面一个极短的时间并沿车辆表面滑行一段距离，类似于成百上千个小洗车布同时在车辆表面进行擦拭，实现良好的清洁效果，清洁后，喷嘴4高度下移，如图3所示，重复上述的处理步骤，实现车身完整清洁。

以下，对本发明实施例的使用作进一步说明：

本发明的目的在于提供一种能在清洗设备的管路系统中稳定地添加固相介质，输送过程稳定，去污效果好、易于清除残留物、易于在水循环工艺中回收固相介质的清洗方法。

本发明中所称的“饱和吸水密度”是指该某种大小的固相介质的单个颗粒在充分吸水、将内部缝隙填充了水之后的该颗粒与所吸进去的水共同组成的整体密度。饱和吸水密度为1g/cm3左右的固体颗粒在静置的水中可呈悬浮状态。以各种常见的木材为例，其标准气干密度多在0.4～0.7g/cm3之间，充分压实后的实质密度多在1.4～1.6g/cm3之间，而按某种粒度分割后的木材颗粒的“饱和吸水密度”的值则介于标准气干密度与实质密度之间，通常略大于1.0g/cm3。也就是说，大部分木材分割成固体小颗粒后，投入水中使之充分吸水，则这些固体颗粒最终会在水中沉下去，而不是漂浮到水面上。

饱和吸水密度包含了材料吸水能力的因素，也往往与该固相介质的颗粒分割程度有关。例如，对于内部有封闭气孔结构的固相介质，所选的颗粒尺寸较小时，内部的封闭气室容易在切割过程中被破坏，成为开放性的吸水结构，从而随着颗粒度变小而饱和吸水密度在增大。因此，固相介质切割成的颗粒可能因大小差异而有不同的饱和吸水密度，往往小颗粒的饱和吸水密度更高。其道理类似于，整个皮球会漂浮在水面，而切开后则会沉入水底。

饱和吸水密度的测量方法通常是：第一步，将固相介质颗粒浸泡在水中，按照清洗过程相同的工艺使之排出所含气体并充分吸水；第二步，捞起固相介质，自然沥去残水，并称重；第三步，将含水的固相介质颗粒投入一个盛水的量杯并使之浸没在液面下，记录液面的前后变化，测出所投颗粒的体积。由此，饱和吸水密度＝重量÷体积。饱和吸水密度的主要意义在于其对材料原有密度及吸水能力等物性的综合表征作用，用于指导具体的工艺方法，能提高工艺优化的方向感、针对性。实际测量时，可在第二步中先将含水颗粒冰冻凝固，再称重和测体积。如有必要，也可使用密度计等专业设备进行检测。

本发明中所称的“颗粒的大小”是指固体颗粒的各种尺寸表征方式中的较长的维度的量值，比如：球形颗粒的直径、立方体颗粒的相对点的连线长度、片状颗粒的对角线长度、细长纤维的长度，或者某种不规则形状的固体表面的任意两点间连线的最大值，等等。

本发明中所称的喷嘴的“等效孔径”是为了统一表征不同结构类型的喷嘴的水流通过能力而设定的一个流体力学概念，指与该种喷嘴同等压力、流量的圆柱形喷嘴的喷孔直径。如,对于椭圆孔、三角孔等非圆形截面的喷嘴孔，等效孔径可为评价固-流两相流介质的通过能力提供相对统一的量化标准。所称的“工作压力”是指喷嘴入口处的水压。

实施例1：所述固相介质采用植物制成的颗粒，如：稻草、玉米、小麦等秸秆的粉末，松树、杨树或各种树皮的粉末，取材广泛、成本低廉，具有亲油特性，有助于去除车身油垢，还减轻了秸秆焚烧造成的环保压力。

实施例2：所述固相介质是弹性高分子材料或其制品的粉末，或是带有封闭气孔结构的某种颗粒，如：橡胶制品的粉末、封闭气孔的泡沫颗粒。此类颗粒比较柔软，冲击到待清洗表面时，不易产生逆流反弹，容易随水流贴着表面滑行，去污效果突出。

实施例3：所述固相介质是一种具有开孔骨架结构的颗粒，比如：开孔的塑料微球或海绵颗粒，其通常兼有少量的封闭孔，由此可调整其吸水性、饱和吸水密度。与同等尺寸的实心固体颗粒相比，此种材料在颗粒冲击待清洗表面的瞬间，能以增压方式将内部水分挤出，形成爆炸式的高速微射流，改善清洗效果。

实施例4：所述固相介质是活性炭粉末或非金属矿物的颗粒物，所述非金属矿物如：滑石粉、石墨粉或海泡石粉。此类材料规格多、价格低，污水处理工艺也较为简单。

实施例5：所述固相介质为布片颗粒，优选化纤类材质，布片的厚度在50微米～5mm不等。其材料取材广泛，原料及加工成本低廉，回收方便，具有较强实用性。比如：将无纺布片材切割成片状碎粒，或者将化纤编织布用激光烧蚀的切割方式制成边缘熔融的碎片，使得颗粒在水中不易散裂。以水压10MPa、圆形喷嘴孔5mm为例，则喷嘴处的推力有200牛左右，如选用厚度50微米的薄布，对角线长度12.5mm的方形布片颗粒能顺着水流而变形，成条状地通过该喷嘴；如选用厚度3mm的毡布，则可切割成3mm见方的布片颗粒，即使不变形也能顺利通过该喷嘴。

实施例6：所述固相介质采用纤维状材料，比如：木质纤维、碳纤维，聚丙烯纤维等。纤维材料通常具备显微的管束结构，在冲击待清洗表面的瞬间，除了有动量交换，还能以增压方式将内部水分挤出，形成爆炸式的高速微小射流，改善清洗效果。木质纤维作为天然材料，在废水废渣处理方面具有环保优势。人造纤维则可设定更符合清洗要求的微观空隙、密度、吸水性、摩擦系数等技术特性。

实施例7：所述固相介质也可用上述多种材质混合、加工而成的改性材料。例如：以某种非金属矿物粉末对塑料进行改性，成为含有该种非金属矿物成份的新材料。

在上述实施例中，储料器3作为固相介质供应装置，既是盛放容器，又能接入水源的来流使得储料器3内的固相介质与水的混合形成流化床，在水流压差作用下将固相介质送入主管路做进一步的混合、输送。图1中的调节阀14安装在通水的主管路上，用于调节该管路与供应固相物料管路的支管之间的流量关系。这样，固相介质与水混合并在加压后通过管路供给喷嘴产生固、液两相混合的清洗液射流，对准被清洗件进行去污作业。图1中的储料器3接入主管路的位置在水泵1的入口侧，能使得水流在进入水泵1加压之前即与适量的、一定粒度的固相颗粒混合，然后从水泵1出口离开时即是高压的固～液两相流，再经由管道输送到喷嘴进行清洗作业。这个加料工序无需在高压管或高压罐体内完成，便于采用常规的工艺来实现，大大简化了系统设计要求，而且混合更充分。

固～液两相流是自然界、工程设备乃至日常生活中常见的现象，有关问题的流体力学机理非常复杂，工程实践性很强。从固～液两相流的传质过程、流体动力学的基本作用原理角度看，水泵输入的动力依赖流体传输，再传递给固体相，再通过固～液相互作用给固体颗粒加速赋能，转化为固体颗粒的动能。计算流体力学(CFD)仿真及清洗去污试验的大量研究表明，固相介质的饱和吸水密度是制备性能良好的固～液清洗液的关键参数。因为饱和吸水密度直接关系到固～液两相流的混合效果，避免输送过程中沉淀、飘浮、分层等不均匀现象，保证水介质的动力高效传递给固相介质，更直接影响固～液混合的液流冲击车辆表面污垢的冲击力，是主要的动力学特性。反过来说，如果固体颗粒的饱和吸水密度过小或过大，则动力学特性将恶化。例如：使用轻质闭孔的普通保丽龙泡沫粒子，则其吸水性很差，饱和吸水密度和表观密度接近，低于0.4g/cm3。将此种粒子投入储料罐，在一个全透明的管路系统中进行全程观测，会发现：1)静置时，保丽龙粒子集中漂浮在储料罐3的上层，呈现明显的固、液分层状态，清水区的液体在动能传递方面的作用严重弱化，固相密集一侧的管壁的沿程阻力损失远大于纯流体的另一侧，内部扰流严重。2)从储料罐3向管路系统添加固相介质时，需要高速搅拌，以实现流态输送，避免储料罐3的输出口堵塞；3)输送过程中，保丽龙粒子很容易聚集漂浮在管道液面的上层，难以实现固体粒子与水的均匀混合，管路输出的固～液两相流的浓度因此波动很大，排列在竖直喷杆上不同高度处的喷嘴的出水的固体颗粒的浓度也大不相同，因此清洗效果不稳定；情形严重时，喷嘴时而喷出清水，时而被密集的固体颗粒所堵塞，喷嘴处的流量、压力时大时小，整个管路系统振动明显。因此，系统效率等方面将严重偏离预定的设计目标。为避免状况恶化，通常须减少固体颗粒的投放量，其结果直接削弱了混合清洗液对污垢的冲击力。反之，如选择合适的饱和吸水密度的固相介质，则消除了以上不良工况的内在原因，使混合、输送过程中固相介质在水中呈均一分布，清洗效果稳定。或者，调整保丽龙泡沫的原料配方，在生产过程中添加适量的滑石粉等非金属矿物，使各种原料成份在发泡后充分融合，制成密度提升后的新的固相介质，这种改性处理能使得固相介质达到0.8～3.0g/cm3的饱和吸水密度。当然，针对不同的固相介质，不仅可以通过改变成分来做改性处理，还可以通过颗粒大小的切割程度等其它方式调整其饱和吸水密度，比如：用爆破法生产多孔的聚氨酯泡沫时，通过改变爆破箱体内的真空度、氧气和乙炔比例等工艺参数，调节最终产品的固相介质的开孔率，从而调整其饱和吸水密度，等等。

相对而言，饱和吸水密度偏大较有利于提高去污效果，对固～液两相均匀混合的影响较小，也可以通过合理固相介质的结构和尺寸改善颗粒下沉所致的混合不均问题。所以，经过针对不同材质的大量试验探索，本发明确定了0.8～3.0g/cm3的饱和吸水密度的数值范围。这样，既能实现输送过程中在管路内的均匀混合、稳定喷洒，又保证其对被清洗表面的高效冲击与去污能力。

对于微纳米尺度的超细固体颗粒，其运动受水的粘性和紊流等流动形态影响比粗大颗粒大，更容易混合均匀。但对车辆表面清洗的这一特定应用，固体颗粒不宜太小。就清洗的实现过程而言，固体颗粒的大小主要影响喷嘴处的通过性，避免喷嘴孔被堵塞。如固相介质选取树木纤维等柔性的细长结构，则该种固相介质有很好的变形能力，在高压水的压差作用下，数倍于喷孔直径的长纤维也能顺利通过喷嘴孔的狭窄段，具体的通过能力与泵压、固相介质浓度和均匀性、喷嘴内孔结构和光洁度等有关，故固体颗粒的大小通常无须太过严苛。相反，较长的纤维等大颗粒不易粘附在车身上，更易于在步骤三、步骤四中从车辆表面被风吹除或从擦干布上抖落。现实应用中，往往需要设立固相介质的回收系统，实施泥沙分离、固相介质分级等工艺，实现固相介质和中水的循环利用，实现整个清洗系统的连续自动运行。这时，水力旋流器或过滤器等工业化设备要分离100微米以下的固体颗粒，设备投入大、维护困难，而采用较大的固体颗粒则后续的水循环处理的实用性更强。故，根据水处理工业设备选型设计及试验的结果，本发明建议采用100微米以上的颗粒。

图1的固相介质添加方式只是较优实施例。根据工艺需要，固相介质的储料罐3可以选择其它接入方式，并不违反本发明方法的本质。本发明中的储料器3中的固相介质添加到管路系统中的方法，可以只接入来自输气装置的压缩空气、借助空气的流动性实现固相介质的流动，进而将固相介质与空气的混合物引入到清洗装置的管路或喷嘴中，与清洗装置内流动的水混合。这都是基于用水或气这样的流体介质的动力来分散、驱动固相介质的流化床设计原理。在清洗时，喷嘴也可以把以含气的固相介质、水的混合清洗液喷射到待洗车辆2的表面上。步骤四中的用于去除车身上残留的水和固体颗粒的擦干布或风机风力可以手动操作，也可以在程序控制下由机械、电气系统自动完成。

以上实施例，采用水与软性固体介质混合形成的射流，突破了以水为单一工作介质进行清洗的常规思路，依靠固体材料为主要的工作介质冲击待清洗的表面，达到去除污垢的目的。与高压水刀切割、除鳞去锈的机理不同，本发明的方法中添加的固体颗粒并非刚玉、石榴石、金刚砂、石英砂等高硬度的材料，外形一般也没有尖锐棱角，不会在高压水射流冲击被清洗表面时造成应力集中所致的塑形变形，不会侵入基材，并发生相应的基体材料去除过程，即：不会产生对油漆等软质表面的磨削作用，更无损于油漆层下面的基体。本发明采用的工作压力也大幅低于常规的清洗压力，不会产生对油漆涂层及涂层～基体界面的损伤或破坏。传统的添加磨料以除锈的方法，与本方法的差异，恰如砂纸打磨与软布擦拭之间的本质区别。

本发明所用的水泵1，不仅可以是多级离心泵、活塞泵或隔膜泵，也可以使用柱塞泵，有利于简化系统配置，利于构建连续运行的清洗系统。本发明实施例中采用的水泵1、管道、阀门和电气控制系统都可使用成熟的公知技术，在此不再细述。

本发明深刻把握了高压水清洗过程的内在机理、力学本质，针对汽车、火车表面清洁作业的去污和漆面保护的双重要求，基于固～液两相流运动的试验和深入分析，在清洗方法中引入“饱和吸水密度”这一新概念，改进了软性固相介质材料的筛选方式。实践证明，按照该方法研制的清洗设备运行稳定、成本低，清洗效果突出，不伤漆膜，易于实现长时间的自动化运行，有效解决了现有方法的不足。

Claims (10)

1.一种用于车辆表面的清洗方法，其特征在于：本清洗方法由以下步骤组成：

一、向清洗装置内加入硬度低于被清洗表面硬度的固相介质，所述固相介质的颗粒在吸水后的饱和吸水密度在0.8～3.0g/cm³之间，清洗时的清洗液为固相介质与水的混合清洗液，所用喷嘴的等效孔径在0.3～12mm之间，工作压力在0.5～13MPa之间；

二、将分布有固相介质的混合清洗液喷射到待洗车辆(2)的外表面上，破坏附着在车辆(2)的油漆表面的污垢层；

三、用清水冲洗车辆表面，去除上一步骤留下的固相介质和污垢；

四、以擦干布或风机风力进一步去除车身上残留的水和固体颗粒。

2.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于：所述清洗装置包括水源、水泵(1)、水管、喷嘴以及能容置有水的储料器(3)，所述固相介质置于储料器(3)中形成固相介质与水的混合清洗液。

3.根据权利要求2所述的清洗方法，其特征在于：所述储料器(3)在清洗装置中的位置为设置在混合清洗液进入水泵(1)之前。

4.根据权利要求1至3中任一所述的清洗方法，其特征在于：将固相介质的颗粒的吸水后的饱和吸水密度控制在0.8～3.0g/cm³之间的方法为：

1)选取适当大小的固相介质的颗粒作为样品，检测样品饱和吸水密度；

2)当测试出的饱和吸水密度大于3.0g/cm³时，调节颗粒大小，或用较低密度的固相介质掺入该种固相介质中使两者充分融合或粘结以制成新的固相介质；如样品的饱和吸水密度小于0.8g/cm³，则调节颗粒大小，或用较高密度的固相介质掺入该种固相介质中使两者充分融合或粘结以制成新的固相介质；

3)再次检测处理后的固相介质的饱和吸水密度，直至固相介质的颗粒的饱和吸水密度处于0.8～3.0g/cm³之间。

5.根据权利要求4所述的清洗方法，其特征在于：检测饱和吸水密度的方法为，第一步，将固相介质颗粒浸泡在水中，搅拌固相介质颗粒使固相介质颗粒排出空气、充分吸水；第二步，捞起固相介质，自然沥去残水，并称重；第三步，将含水的固相介质颗粒投入一个盛水的量杯并使之浸没在液面下，记录液面的前后变化，测出所投颗粒的体积，由此，将第二步得出的重量除以第三步得出的体积即为固相介质颗粒的饱和吸水密度，公式为，饱和吸水密度＝重量÷体积。

6.根据权利要求1至3中任一所述的清洗方法，其特征在于：所述固相介质为植物颗粒，颗粒的大小不大于喷嘴等效孔径的0.9倍而不小于100微米；或，所述固相介质为活性炭粉末或非金属矿物的颗粒物，所述非金属矿物的颗粒为：滑石粉、石墨粉或海泡石粉末，颗粒的大小不大于喷嘴等效孔径的0.85倍而不小于100微米。

7.根据权利要求1至3中任一所述的清洗方法，其特征在于：所述固相介质为弹性高分子材料或其制品的粉末，或者是带有封闭气孔结构的弹性颗粒，颗粒的大小不大于喷嘴等效孔径的1.5倍而不小于100微米。

8.根据权利要求1至3中任一所述的清洗方法，其特征在于：所述固相介质是一种具有开孔骨架结构的颗粒，所述颗粒为：开孔的塑料泡沫颗粒或海绵颗粒，颗粒的大小不大于喷嘴等效孔径的2.5倍而不小于100微米；或，所述固相介质为布片颗粒，颗粒的大小不大于喷嘴等效孔径的2.5倍而不小于100微米。

9.根据权利要求1至3中任一所述的清洗方法，其特征在于：所述固相介质是一种纤维，所述纤维为植物纤维、化学纤维或其它人造纤维，纤维的长度不大于喷嘴等效孔径的4.5倍而不小于100微米。

10.根据权利要求1至3中任一所述的清洗方法，其特征在于：所述固相介质为上述多种材质混合、加工而成的改性材料，其颗粒的大小不大于喷嘴等效孔径的4.5倍而不小于100微米。