一种基于超临界二氧化碳射流的清洗装置及其方法

技术领域

本发明涉及玻璃幕墙清洗领域，尤其涉及一种基于超临界二氧化碳射流的清洗装置及其方法。

背景技术

随着经济社会的发展，现代大城市的土地资源越来越珍贵，因此城市内繁华地段的建筑就比较高大，有好多写字楼等高大建筑的外墙装上了玻璃，大楼的玻璃幕墙会积累很多的灰尘，那么大楼的玻璃幕墙需要定期的清理；现在给大楼外墙清理的方式是人工清理，工作人员从大楼的顶部开始操作，首先工作人员的身上系上安全绳等装置，然后工作人员从楼顶慢慢下滑来擦拭玻璃，尤其是在恶劣天气操作的时候，工人的操作就更加的困难，这样的操作不仅浪费人力，而且高空作业是非常危险，人力成本也很高。

发明内容

本发明的目的在于解决在高层玻璃幕墙清洗时，人工清洗操作困难，且成本较高的问题，提供一种基于超临界二氧化碳射流的清洗装置及其方法。

本发明所采取的技术方案是：一种基于超临界二氧化碳射流的清洗装置，包括控制动力系统，表面活性剂储存喷射系统，超临界二氧化碳制备喷射系统，粉尘过滤系统；所述表面活性剂储存喷射系统包括表面活性剂储藏罐、钠盐溶液储藏罐、表面活性剂喷射器，所述表面活性剂喷射器包括表面活性剂通道、转动球铰、低压电源、红外测距仪、电极、带电高速射流器、带电高速射流喷嘴。表面活性剂储藏罐顶部通过导管与钠盐溶液储藏罐相连接，其间设置有水泵，钠盐溶液和表面活性剂混合后通过导管进入表面活性剂通道，表面活性剂通道两侧固定有可转动球铰，表面活性剂通道下端连接带电高速射流器，带电高速射流器前端连接有红外测距仪，且两侧连接有低压电源，低压电源连接电极，电极通过插孔固定在带电高速射流器内部，高速射流器下端至少连接三个带电高速射流喷嘴；所述超临界二氧化碳制备喷射系统包括二氧化碳储藏罐、水泵、加压泵、压力表、增温管、超临界二氧化碳喷射器，所述超临界二氧化碳喷射器包括超临界二氧化碳通道、螺栓、高速射流器、气体环形通道、鼓风机、高速射流喷嘴、粉尘通道。二氧化碳储藏罐通过导管连接加压泵、增温管，二氧化碳储藏罐和加压泵之间连接水泵以提供动力，加压泵和增温管之间导管上设置有压力表，增温管通过导管与下端超临界二氧化碳喷射器连接，超临界二氧化碳通道通过螺栓连接至高速射流器，至少3个高速射流喷嘴均布固定在高速射流器下端，鼓风机连接在高速射流器和气体环形通道夹层处，粉尘通道通过软管连接至粉尘过滤系统；所述粉尘过滤系统包括混合气体通道、气体烘干器、负压泵、离心除尘器、细小灰尘净化器，所述细小灰尘净化器包括细小灰尘混合气体通道、自动控制阀门、自动控制器、活性炭板、孔隙感应器。混合气体通道依次连接气体烘干器、负压泵，混合气体进入离心除尘器后去除掉大颗粒灰尘，离心除尘器通过气体导管连接细小灰尘净化器，细小灰尘混合气体通道左侧固定连接分流导管，在分流处设置自动控制阀门，左侧的活性炭板固定在卡槽上，下端设置有孔隙感应器，自动控制阀门和孔隙感应器均由右侧控制室内的自动控制器控制。

一种基于超临界二氧化碳射流的清洗方法，其主要包括以下步骤：

步骤1：开启总控制室，开启二氧化碳储藏罐前的阀门，打开加压泵和增温管，制备超临界二氧化碳；

步骤2：开启表面活性剂储存系统中的水泵，将表面活性剂和钠盐溶液混合液泵入带电高速射流器，打开低压电源，通过电极使混合液带电后通过带电高速射流喷嘴喷至待清洗表面，将待清洗表面的酯类分解；

步骤3：基于超临界二氧化碳射流的清洗装置通过吸盘式履带开始移动的同时，启动超临界二氧化碳喷射器，将超临界二氧化碳射流喷射至待清洗表面，冲洗掉分解的酯类和待清洗表面的灰尘，开启鼓风机、气体烘干器和负压泵，使粉尘混合气流进入粉尘过滤系统；

步骤4：开启离心除尘器将烘干后的混合气体中的大颗粒灰尘去除，进入细小灰尘净化器。

优选地，活性炭板下方有孔隙感应器，开始工作时只有阀门(15-6)开启，当最右侧的活性炭板下端的孔隙感应器检测到活性炭板的孔隙率低于20％时，通过自动控制器控制阀门(15-6)关闭，阀门(15-2)开启，使最右侧活性炭板退出工作；然后自动控制器控制其余活性炭板的阀门按照从右至左的顺序依次打开和关闭；使其余活性炭板按照从右至左的顺序依次参与工作；当所有活性炭板均不能继续使用时，可更换活性炭板。

本发明有以下设计特点：

1.本发明基于超临界二氧化碳射流的清洗装置的清洗范围大：通过总控制室控制吸盘式履带前进，两侧履带由轴承连接，装置可以实现自由转动；表面活性剂喷射器前端有红外测距仪，临近地面时整体装置停止运动，表面活性剂喷射器通过转动球铰做圆周式摆动，增大喷射面积。

2.本发明基于超临界二氧化碳射流的清洗装置具有模块化特点，关键零部件可拆卸和替换：超临界二氧化碳喷射器可以拆卸，方便进行清洗；活性炭板可以进行拆卸更换，处于右侧的活性炭板在孔隙率低于20％时会退出工作，可以有效避免气体通道堵塞，待所有活性炭板都退出工作后可以更换活性炭板。

3.本发明基于超临界二氧化碳射流的清洗装置有利于保护环境：鼓风机和负压泵同时开启，利于气体流动，可以快速地将混合气体吸入，避免混合气体进入空气污染大气，同时也防止粉尘重新落回清洗后的玻璃幕墙表面。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为超临界二氧化碳喷射器的截面图；

图3为表面活性剂喷射器的截面图；

图4为细小灰尘净化器的截面图。

图中1为总控制室、2为吸盘式履带、3为表面活性剂喷射器、4为钠盐溶液储藏罐、5为表面活性剂储藏罐、6为增温管、7为压力表、8为加压泵、9为水泵、10为二氧化碳储藏罐、11为气体烘干器、12为负压泵、13为离心除尘器、14为整体动力电源、15为细小灰尘净化器、16为超临界二氧化碳喷射器、17为混合气体通道，3-1为表面活性剂通道、3-2为转动球铰、3-3为低压电源、3-4为红外测距仪、3-5为电极、3-6为带电高速射流器、3-7为带电高速射流喷嘴，15-1为细小灰尘混合气体通道、15-2为自动控制阀门、15-3为自动控制器、15-4为活性炭板、15-5为孔隙感应器，16-1为超临界二氧化碳通道、16-2为螺栓、16-3为高速射流器、16-4为气体环形通道、16-5为鼓风机、16-6为高速射流喷嘴、16-7为粉尘通道。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

参见图1-4，一种基于超临界二氧化碳射流的清洗装置，主要包括表面活性剂喷射器(3)、超临界二氧化碳喷射器(16)、控制动力系统、超临界二氧化碳制备系统、表面活性剂混合液储存系统、气体过滤系统。所述的表面活性剂喷射器(3)和超临界二氧化碳喷射器(16)是清洗部分；所述的控制动力系统包括总控制室(1)、整体动力电源(14)、吸盘式履带(2)为整个系统提供动力并使其自由移动；所述的超临界二氧化碳制备系统包括二氧化碳储藏罐(10)、水泵(9)、加压泵(8)、压力表(7)、增温管(6)，制备所需要的超临界二氧化碳；所述的表面活性剂混合液储存系统包括表面活性剂储藏罐(5)、钠盐溶液储藏罐(4)、水泵(19)，储存并且混合表面活性剂和钠盐溶液；所述气体过滤系统包括混合气体通道(17)、气体烘干器(11)、负压泵(12)、离心除尘器(13)、细小灰尘净化器(15)，对冲洗后变成气态的二氧化碳和冲洗掉的散布在空气中灰尘和混合液滴进行吸取并过滤。

清洗装置的冲洗过程如下：

打开二氧化碳储藏罐(10)上方的阀门，开启水泵(9)，使二氧化碳进入加压泵(8)，二氧化碳加压后进入增温管(6)，在增温管(6)加温后形成超临界二氧化碳，开启表面活性剂储藏罐(5)上方的阀门和水泵(19)，将表面活性剂和钠盐溶液混合并泵入表面活性剂喷射器(3)中，混合溶液在带电高速射流器(3-6)中加电荷后喷出至玻璃幕墙表面，将玻璃幕墙表面的酯类进行溶解和初步冲洗，开启超临界二氧化碳喷射器(16)对玻璃幕墙进行全面清洗，同时开启粉尘过滤系统，通过气体环形通道(16-4)将混合气体吸入混合气体通道(17)，启动气体烘干器(11)将混合气体烘干，干燥的混合气体进入离心除尘器(13)通过离心法去除掉大直径粉尘，混合气体通过导管进入细小灰尘净化器(15)进一步去除小颗粒灰尘，避免灰尘进入大气污染空气，防止灰尘再重新落回至玻璃幕墙表面，处理完成后干净的气体排出至空气。

以上所述为本发明的较佳实施案例，并不用以限制本发明，在不脱离本发明精神和范围和前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进应包含在本发明的保护范围之内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及同等物界定。