石 磊

（甘肃筑鼎建设有限责任公司，甘肃 嘉峪关 735100）

储运部作业区承担着酒钢集团公司生产运输的重要任务，由于工程运输设备经常出入于露天料场、冶金渣场和施工现场输送各类矿粉和建材，作业条件十分恶劣，运输设备上不可避免沾染大量的泥土、各类矿粉，严重影响环保要求和设备形象外观。若采用传统人工清洗的方法无法对底盘、车厢和无法触及的地方进行彻底清洗，而且传统人工清洗费时费力，污水不能循环利用。

针对传统人工清洗不能达到全方位清洗的难题，我公司与储运部门积极沟通交流，设计研发了一种全方位自动清洗装置，能够自动化快速清洗矿用运输设备。

1 主要措施

1.1 目标要求

储运部运输设备众多，调度、收发频繁，需要将清洗装置设置在一处既不干扰正常运输设备的调用，又能快速清洗停靠在停靠在指定位置的矿用运输设备，充分利用现有场地合理布置清洗的位置，选择合理的清洗形式，确保运输设备通过冲洗后能正常停靠，无需长时间等待。自动清洗装置要能够全方位清洗设备，冲洗后的污水通过排水沟快速排回到污水沉淀池循环利用。自动清洗装置要实现自动控制，一键启停开始清洗车和停止清洗，操作人员根据设备的脏污程度来决定清洗时长。

1.2 工作流程

该清洗装置主要包括电气自动控制系统、冲洗管路和喷头、水泵组和污水沉淀池(蓄水池)等。根据清洗要求，清洗完毕后的污水经过沉淀池后流到清水池中，清水池内设置自动控制的潜水泵。经过滤经沉淀后的水，由潜水泵进行加压后通过冲洗管道，最后由喷头出水对矿用运输设备进行冲洗。冲洗后的污水经过带坡度的排水沟自流入一次沉淀池，实现污水的循环利用。补充水主要靠运输作业区的生活水进行适时补水。

1.3 装置设计及试验

（1）水泵组选型。矿用运输设备通行无固定时间段，清洗间隔时间不能确定。因此，水泵必须能够频繁启动，而且设备到达固定清洗位时，水泵能迅速出水进行冲洗。自动清洗装置正常运行时由运输设备操作员将设备安全停靠在待清洗位置，人工操作按钮，一键启停开始清洗和停止清洗。冲洗水为沉淀的污水，悬浮颗粒物较多。因此，选用潜水排污泵最合适，根据对单台设备冲洗水的估算，选定4台100WQ100-35-18.5型潜水排污泵能够满足冲洗的流量和压力要求。潜水排污泵主要技术参数中最大流量为100m3/h，扬程35m。沉淀池长11m、宽4m、深2.5m，清水池长11m、宽3m、深2.5m，能满足水泵组的持续工作。

（2）喷头选型。喷头在自动清洗装置中至关重要。如果喷头发生堵塞或雾化效果达不到设计要求，就会影响冲洗效果。根据清洗特点，要选用具有大流量、能够提供均匀、强冲击力的喷头。在清洗装置的两侧和顶部选用了标准的万向直射可调喷头（出水孔孔径为1mm×5mm）。装置的底部为矿用运输设备的通行位置，选用的喷头不能对轮胎产生损伤。目前市场上的标准喷头多为尖嘴型的，这种喷头会刺伤轮胎，严重降低轮胎使用寿命，而标准扁平型喷头又为高压雾化喷头，无充实水柱，达不到清洗要求。为此专门设计了一款简易、实用性强、易安装的直射喷头，直射喷头用M6×16螺栓（GB/T5783-2000）中心钻 1.5mm的通孔制作，螺栓材料Zn·D-8.8级。直射喷头配合垫圈旋拧在洗车装置底部的方钢管上，基本不会对轮胎产生影响。直射喷头水柱充实，对底盘上的顽固污渍有很好的冲洗效果。直射喷头如下图所示。

图1 自动清洗设备的直射喷头示意图

（3）喷嘴布置方式。清洗装置长约10m、宽4.3m、高4.36m满足运输设备通行要求，喷头需交叉布置，形成均匀水幕，避免形成清洗死角。喷头的布置形式分为底部、两侧和顶部。底部喷嘴16列，每列16个，每列喷头交叉布置，共计256个。两侧喷嘴32列，每列15个，每列喷头交叉布置，共计480个。顶部喷嘴14列，每列18个，每列喷头交叉布置，共计252个。潜水排污泵的最大流量为100m3/h，扬程35m，配合喷头的喷水流速度约为5m/s，有足够的冲击力去除顽固结块污渍。喷头背面用镀锌铁皮封闭避免水流飞溅污染周边场地。

（4）系统控制。限高杆附近设置一套红外感应装置，当有设备进入时清洗装置处于准备状态，驾驶员安全停车后，按动洗车按钮自行进行喷洗，清洗时长约90s即可完成清洗工作。水泵池内设置液位计，当清洗过程中消耗蓄水池水量达到低液位时候，由液位计控制补水阀发开，自动进行补水，水池液位达到设置的高液位后，液位计发出命令关闭补水阀。本清洗装置可完全满足全自动清洗及自动补水功能，且控制操作简单。

（5）排水沟。在清洗装置的底部每隔700mm设置一个300mm宽的排水沟，坡度2%，满足4台100WQ100-35-18.5型潜水排污泵同时工作的出水要求，同时避免排水沟底部沉积泥沙。清洗装置底部的排水沟上覆盖钢篦子保证运输设备的正常通行。

（6）大样图。

图2 清洗装置立面图

2 实施情况

本套全方位自动清洗装置已于2019年6月安装调试压完毕，运行情况良好，能够彻底清洗工程设备，同时极大的改善了作业区内的厂容厂貌，避免了工程运输设备的扬尘污染，清洗污水循环利用最大限度实现零污染，为作业区创造了良好的社会效益。此套清洗设备可进行自主操作，一键启停开始清洗和停止清洗，没有增加额外的岗位人员，十分方便快捷。清洗装置出水迅速，喷头喷雾充实、污水的循环利用高效，彻底解决了传统人工清洗方法不彻底的问题，根本上降低了人工劳动强度，极大地提高了水资源循环利用。

图3 自动清洗装置立面图

3 经济效益及推广价值

本套全方位自动清洗装置投入运行良好，实现了矿用运输设备的自动清洗且清洗后污水循环利用，解决了设备出入作业区时夹带泥土、矿粉等造成厂区污染问题，有效控制了运输设备形象外观，降低了人工劳动强度，符合国家环保和节能的要求，具有良好的社会效益。全方位自动清洗装置可以推广至施工现场和露天料场等需要对矿山运输设备进行彻底清洗的单位和场地。同时还可以根据不同需求改造为多功能清洗装置。

4 结语

矿用运输设备的自动清洗装置增设一键启停功能，方便进行自主操作，使自动清洗设备充分发挥其功能，解决了传统人工清洗不彻底问题。