高压清洗车水路系统防结冰方法探讨

高相力

（天津市市容环境工程设计研究所，天津 300201）

高压清洗车水路系统防结冰方法探讨

高相力

（天津市市容环境工程设计研究所，天津 300201）

介绍了高压冲洗车拆卸管路排水法和低压水路低位排水法，并分析了这2种方法存在的不足。以东风140汽车为例，探讨采用低位阀和气力排出管路积水方法可有效解决拆卸水路系统排出管路积水问题，以保证冬季0℃以下可连续使用高压清洗车进行疏通作业，防止因结冰对水路系统造成损坏。

高压清洗车；水路结冰；低位排水阀；气力排水

高压清洗车是疏通城市下水管网的专用车辆，采用高压水射流技术，清洗疏通城市下水管道。高压水射流清洗是近年来行业兴起的清洗技术，该技术是通过高压水泵将水加至10～100 MPa的压力，经过喷嘴以高速度喷出高能量的水流，冲洗被清洗表面。特殊设计的喷嘴在高压水作用下，产生冲击力和牵引力，带动高压疏通胶管进入城市下水管道，清洗管道淤堵物，达到剥离污物、疏通淤堵的目的。

采用高压清洗车疏通下水管路在发达国家已普遍应用，而其在我国的生产和使用还处于起步阶段，高压清洗车以高效的疏通能力越来越得到广泛使用。但因其结构中无快速排出管路积水的设计，其使用仅限于0℃以上，0℃以下作业后，由于管路系统积水不能及时排出，造成结冰，损坏高压水泵及管路。鉴于此，笔者探讨快捷安全排出管路积水的方法，以保护水路系统，降低经济损失，确保高压清洗车实现冬季连续作业。

1 目前高压冲洗车排出积水的方法

高压清洗车由汽车底盘和安装在底盘上的储水罐、传动系统、水路系统组成。传动系统将发动机动力连接到高压水泵使其工作，水路系统包括低压水路、高压水泵、高压水路。低压水路指储水罐至高压水泵之间的水路，高压水路指高压水泵到高压喷嘴的水路。水路原理见图1。

0℃以下使用高压清洗车疏通下水管道作业后，必须及时排出水路系统的积水，防止结冰。目前采用的排出积水的方法有2种：拆卸管路排水法和低压水路低位排水法。

1.1 拆卸管路排水法

排水方法：①关闭水路系统主阀，开启储水罐排水阀，排出储水罐的积水；②拆开低压水路，排出低压水路和高压水泵低压腔内的积水；③拆开高压管路及疏通胶管，排出积水；④高压水泵工作排出高压水泵高压腔积水；⑤各管路积水排出后，按原位置安装好管路。

1.2 低压水路低位排水法

由于管路拆卸比较麻烦，还会造成密封件的损坏，目前国内有些企业生产的高压清洗车在低压水路的低位安装排水阀排水，解决低压水系统结冰问题，高压水路仍然采用管路拆卸排水。

其储水罐排水、拆卸和安装高压管路及疏通胶管排水、高压水泵排水的方法与拆卸管路排水法相同，低压水路的排水通过开启低压水路低位放水阀，即能排出低压水路积水。

2 低位阀和气力排水法

对于拆除和安装管路排出管路积水的工作量较大，尤其是将几十米长的疏通胶管内的积水排出，需要将胶管抻直，然后一段一段将积水驱至胶管端头，才能排出积水。如何减少拆除、安装管路的麻烦，又能有效地排除水路中的存水，保证清洗车在冬季能连续作业，采用低位阀和气力排水法是行之有效的排除管路积水的方法。

2.1 气力排水原理

气力排水的原理是将气源通过管路连接到高压水路，利用气体的压力排出高压疏通胶管的积水。多数高压清洗车都带有气路系统。气路系统含空气压缩机、储气罐和管路，储气罐为刹车提供动力源。在高压水路低位安装带快速接头的排水阀，排水阀的出口为快速接头，既能排水又能快速连接气路。需要排出积水时，开启排水阀，先将高压水泵至疏通胶管间的积水排出，然后将气路系统通过快速接头与高压水路连接，利用气体的压力将高压疏通胶管内积水排出。储水罐和其余管路的积水仍利用排水阀排出。

2.2 排除积水气路系统产生的压力降

利用气体压力排出积水后，气路系统的气压会有所下降。以东风140汽车为例，汽车储气罐共有3个，总容积V1=0.064 m3，气罐压力表压力0.8 MPa，高压疏通胶管内径d=19 mm，长度L=60 m。

高压疏通胶管内的积水被高压气排出过程中，气体状态变化为等温过程，根据理想气体状态方程式：P1V1=P2V2。 （1）

式中：P1为气体进入疏通管前的绝对压力（气罐的表压力+大气压力）（MPa）；V1为气罐的容积（m）3；P2为疏通胶管内积水排除后，气体的绝对压力（MPa）；V2为排出积水的体积与气罐内气体之和V1+V′1（m）3。

P2=P1V1/V2=0.712 MPa。

排出积水作业后气罐的表压力降至0.61 MPa（绝对压力-大气压力），根据汽车行车刹车压力规定，这个压力值能满足刹车气压需要，不会对刹车造成影响。

2.3 一次排水作业所需的时间

高压疏通胶管喷头上设置5个喷孔，喷孔内径d=2 mm。积水排出喷孔的流量根据流量计算公式：

式中：Q为积水被气体吹出喷头时的流量（m3/s）；μ为流量系数，取0.63；A为喷头小孔的面积（喷头设置5个小孔）（m2），A=5πd2/4=1.57×10-5m2；ΔP 为孔口前后压力差 （MPa），ΔP=P2-P0=0.611 MPa；ρ为流体密度，1 000 kg/m3。

一次排出疏通胶管内积水所需时间t，计算公式：

3 各种排水方法比较

拆卸管路排水法，低压低位排水法，低位阀和气力排水法优缺点比较见表1。

表1 不同排水方法优缺点比较

4 结论

高压清洗车使用低位阀和气力排水法排出水路系统积水，排水时间短，工人的劳动强度低，工作效率高，并可实现0℃以下正常的疏通作业。

［1］徐灏.机械设计手册［M］.北京：机械工业出版社，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—），高级工程师，主要从事环卫机械及设备技术研究与开发，以及垃圾处理、垃圾转运及工程项目的建设与管理。

E-mail：g000428@126.com。

（责任编辑：张艺）