本发明涉及清洗工艺技术领域，尤其涉及一种气水脉冲冲洗装置和一种气水脉冲冲洗方法。

背景技术：

食品安全是大家极为关注的事情,食品生产企业中对消毒清洗要求很高的行业,食品企业生产结束都会对设备进行清洗、消毒，如果不进行及时清洗、消毒有可能会造成细菌感染等一系列问题。

食品生产企业的常规清洗工艺为：水冲——碱洗(80-85℃)——水冲(25℃)——酸洗(80℃左右)——水冲(常温水)。常规清洗剂清洗工艺复杂，用水量大，清洗时间长，能源消耗量大，生产企业污水处理困难，对环境造成很大的影响。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种气水脉冲冲洗装置和方法，利用气水脉冲技术，以压缩空气为动力源，以水或酸碱溶液作为清洗介质，压缩空气与水或酸碱溶液混合形成高压喷射的多频振荡弹状流，对待冲洗罐体内壁附着物和沉积物进行冲洗，水冲洗、碱液冲洗和酸液冲洗三步实现清洗，提高清洗效果，且该清洗工艺用水量少，清洗剂用量少，节能环保，且设备腐蚀性小，延长设备的使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供了一种气水脉冲冲洗装置，包括：水储罐、碱储罐、酸储罐、回收罐、空气压缩机、浓度监测模块和中控系统；所述水储罐、所述碱储罐、所述酸储罐和所述回收罐的出水口分别设置阀体后并联输出，并联输出管道与所述空气压缩机的出气口连通后分别与待冲洗罐体的入口相连通，所述待冲洗罐体的出口循环连通至所述水储罐、所述碱储罐、所述酸储罐和所述回收罐，所述待冲洗罐体的出口分别设置所述浓度监测模块；所述中控系统分别与每个罐体出入口的阀体相连接，所述中控系统与所述加热器、所述空气压缩机和所述浓度监测模块相连接。

在上述技术方案中，优选地，所述碱储罐包括浓碱罐和稀碱罐，所述酸储罐包括浓酸罐和稀酸罐，所述浓碱罐和所述浓酸罐分别通过泵与所述稀碱罐和所述稀酸罐对应连通，所述稀碱罐和所述稀酸罐与所述水储罐和所述回收罐并联设置。

在上述技术方案中，优选地，气水脉冲冲洗装置还包括加热器、温度监测装置、压力监测装置和报警模块，所述加热器设置于并联输出管道与所述待冲洗罐体之间，所述温度监测装置设置于所述待冲洗罐体的出口，所述压力监测装置设置于所述待冲洗罐体的出口，所述报警模块在所述温度监测装置或所述压力监测装置检测到的温度或压力超出预设范围时发出报警信号。

在上述技术方案中，优选地，所述浓度监测模块采用电导率检测仪。

在上述技术方案中，优选地，气水脉冲冲洗装置还包括排地管道，所述水储罐、所述稀碱罐、所述稀酸罐和所述回收罐的出入口分别连通所述排地管道，所述排地管道上设置有阀门。

本发明还提出一种气水脉冲冲洗方法，应用于如上述技术方案中任一项所述的气水脉冲冲洗装置，包括：通过回收罐向待冲洗罐体输送回收水，通过空气压缩机向并联输出管道按照预设频率和压力充入压缩空气，使得压缩空气混合回收水形成高压振荡波对所述待冲洗罐体进行冲洗；通过水储罐和碱储罐向所述待冲洗罐体输送稀释至预设浓度的碱液，通过所述空气压缩机将压缩空气与所述碱液混合对所述待冲洗罐体进行冲洗；通过所述水储罐向所述待冲洗罐体输送纯水，通过所述空气压缩机将压缩空气与纯水混合对所述待冲洗罐体进行冲洗，直至通过浓度监测模块检测到所述待冲洗罐体内碱液浓度小于预设浓度；通过所述水储罐和酸储罐向所述待冲洗罐体输送稀释至预设浓度的酸液，通过所述空气压缩机将压缩空气与所述酸液混合对所述待冲洗罐体进行冲洗；通过所述水储罐向所述待冲洗罐体输送纯水，通过所述空气压缩机将压缩空气与纯水混合对所述待冲洗罐体进行冲洗，直至通过浓度监测模块检测到所述待冲洗罐体内酸液浓度小于预设浓度。

在上述技术方案中，优选地，通过电导率检测仪监测输出所述待冲洗罐体的溶液的电导率来确定溶液浓度，并将监测得到的溶液电导率传输至中控系统；将冲洗所述待冲洗罐体后超出预设浓度的碱液回收至稀碱罐中，低于预设浓度的碱液回收至所述回收罐中，将冲洗所述待冲洗罐体后超出预设浓度的酸液回收至稀酸罐中，低于预设浓度的酸液回收至所述回收罐中。

在上述技术方案中，优选地，所述空气压缩机每充入压缩空气预设运行时间，对应停止一间隔时间，预设运行时间范围为1-10秒，间隔时间范围为1-10秒。

在上述技术方案中，优选地，所述空气压缩机充入压缩空气的压力范围为0.1-0.5mpa，通过加热器对输入所述待冲洗罐体的冲洗液加热至预设温度，通过温度监测装置检测输出所述待冲洗罐体的液体温度，通过压力监测装置检测所述待冲洗罐体输出管道的压力，并将检测得到的温度和压力传输到中控系统。

在上述技术方案中，优选地，气水脉冲冲洗方法还包括：接收并记录监测得到的温度、压力和浓度参数；在温度或压力超出预设范围时，发出报警信号，并控制所述加热器或所述空气压缩机调整功率；在溶液浓度超出预设浓度范围时，发出报警信号，并控制调整所述碱储罐或所述酸储罐与所述水储罐的添加量。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：利用气水脉冲技术，以压缩空气为动力源，以水或酸碱溶液作为清洗介质，压缩空气与水或酸碱溶液混合形成高压喷射的多频振荡弹状流，对待冲洗罐体内壁附着物和沉积物进行冲洗，水冲洗、碱液冲洗和酸液冲洗三步实现清洗，提高清洗效果，且该清洗工艺用水量少，清洗剂用量少，节能环保，且设备腐蚀性小，延长设备的使用寿命。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的气水脉冲冲洗装置的结构示意图；

图2为本发明一种实施例公开的气水脉冲冲洗装置的系统示意图；

图3为本发明一种实施例公开的气水脉冲冲洗方法的流程示意图。

图中，各组件与附图标记之间的对应关系为：

11、水储罐；12、浓碱罐；13、稀碱罐；14、浓酸罐；15、稀酸罐；16、回收罐；2、空气压缩机；3、加热器；4、待冲洗罐体；51、浓度监测模块；52、温度监测装置；53、压力监测装置；6、中控系统。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

如图1和图2所示，根据本发明提供的一种气水脉冲冲洗装置，包括：水储罐11、碱储罐、酸储罐、回收罐16、空气压缩机2、浓度监测模块51和中控系统6；水储罐11、碱储罐、酸储罐和回收罐16的出水口分别设置阀体后并联输出，并联输出管道与空气压缩机2的出气口连通后分别与待冲洗罐体4的入口相连通，待冲洗罐体4的出口循环连通至水储罐11、碱储罐、酸储罐和回收罐16，待冲洗罐体4的出口分别设置浓度监测模块51；中控系统6分别与每个罐体出入口的阀体相连接，中控系统6与加热器3、空气压缩机2和浓度监测模块51相连接。

在该实施例中，利用气水脉冲技术，以压缩空气为动力源，以水或酸碱溶液作为清洗介质，压缩空气与水或酸碱溶液混合形成高压喷射的多频振荡弹状流，对待冲洗罐体4内壁附着物和沉积物进行冲洗，水冲洗、碱液冲洗和酸液冲洗三步实现清洗，提高清洗效果，且该清洗工艺用水量少，清洗剂用量少，节能环保，且设备腐蚀性小，延长设备的使用寿命。

具体地，将原有清洗工艺进行了革命式的应用工艺改变，将持续了几十年的“五步清洗”工艺调整为“气水脉冲三步清洗工艺”。本工艺最大的优点在于：当脉冲集中释放时气流迅速转化为冲量，在管道内形成弹状流，对去除管壁内的附着物和沉积物产生巨大作用力，可有效冲去管道内部的70％以上的污垢，同时使用本技术可以减少至少50％的清洗剂。

在实施过程中，清洗步骤主要包括：

1.气水冲：压缩空气优选携带回收罐16中的回收水在压力作用下在待冲洗罐体4中形成高压喷射的振荡波，对罐体内壁进行冲洗，其中，在清洗初期回收罐16中没有回收水时，利用水储罐11中的纯水；

2.碱洗：压缩空气携带纯水与定量添加的一定浓度的碱液，在压力作用下形成高压喷射振荡波对罐体内壁进行冲洗；

3.水冲：压缩空气携带纯水，在压力作用下形成高压喷射振荡波对罐体内壁进行冲洗，同时能够将罐体内壁残留的碱液排出；

4.酸洗：压缩空气携带纯水与定量添加的一定浓度的酸液，在压力作用下形成高压喷射振荡波对罐体内壁进行冲洗；

5.水冲：压缩空气携带纯水，在压力作用下形成高压喷射振荡波对罐体内壁进行冲洗，同时能够将罐体内壁残留的酸液排出，完成对罐体的清洗。

在上述清洗步骤中，第一步的气水冲不需要考虑回收罐16中的酸碱浓度，主要利用高压喷射振荡波的冲量将罐体内壁的残留物冲离，后续的碱洗和酸洗主要利用碱液的碱性作用和酸液的酸性作用，将罐体内壁的残留物通过化学作用进行反应后冲离。利用化学作用和物理作用共同实现清洗，能够大大降低所需清洗剂的量，同时提高清洗效果，降低清洗过程的用水量，降低能耗。

在上述实施例中，优选地，碱储罐包括浓碱罐12和稀碱罐13，酸储罐包括浓酸罐14和稀酸罐15，浓碱罐12和浓酸罐14分别通过泵与稀碱罐13和稀酸罐15对应连通，稀碱罐13和稀酸罐15与水储罐11和回收罐16并联设置。根据冲洗罐体所需的碱液和酸液的浓度，由浓碱罐12或浓酸罐14向对应的稀碱罐13或稀酸罐15添加适量碱液或酸液。稀碱罐13和稀酸罐15分别与水储罐11和回收罐16并联设置，在清洗过程中，由稀碱罐13向待冲洗罐体4内输送碱液，或由稀酸罐15向待冲洗罐体4内输送酸液。在清洗过程中，将待冲洗罐体4内回收的超出预设浓度的碱液回收至稀碱罐13中，将待冲洗罐体4内回收的超出预设浓度的酸液回收至稀酸罐15中，将低于预设浓度的碱液或酸液回收至回收罐16中，以便于后期回收使用，减少清洗剂用量。

在上述实施例中，优选地，气水脉冲冲洗装置还包括加热器3、温度监测装置52、压力监测装置53和报警模块，加热器3设置于并联输出管道与待冲洗罐体4之间，温度监测装置52设置于待冲洗罐体4的出口，压力监测装置53设置于待冲洗罐体4的出口，报警模块在温度监测装置52或压力监测装置53检测到的温度或压力超出预设范围时发出报警信号。加热器3、温度监测装置52和压力监测装置53连接至中控系统6，中控系统6根据温度监测装置52检测到的输出液体的温度来控制加热器3的加热功率和加热时间，中控系统6根据压力监测装置53检测到的管道内压力来控制空气压缩机2的压缩功率，实现对清洗过程中清洗剂的温度和管道内压力的控制，提高清洗效果。

在上述实施例中，优选地，浓度监测模块51采用电导率检测仪，根据电导率的检测来确定清洗剂浓度，使得对罐体的冲洗过程保持合理的清洗剂浓度范围，提高清洗效果，同时保证对待冲洗罐体4的腐蚀作用较小。

在上述实施例中，优选地，气水脉冲冲洗装置还包括排地管道，水储罐11、稀碱罐13、稀酸罐15和回收罐16的出入口分别连通排地管道，排地管道上设置有阀门。在需要对水储罐11、稀碱罐13、稀酸罐15和回收罐16进行清洗时，通过排地管道排空其中盛装的液体，从而对其进行清洗。

如图3所示，本发明还提出一种气水脉冲冲洗方法，应用于如上述实施例中任一项提出的气水脉冲冲洗装置，包括：通过回收罐16向待冲洗罐体4输送回收水，通过空气压缩机2向并联输出管道按照预设频率和压力充入压缩空气，使得压缩空气混合回收水形成高压振荡波对待冲洗罐体4进行冲洗；通过水储罐11和碱储罐向待冲洗罐体4输送稀释至预设浓度的碱液，通过空气压缩机2将压缩空气与碱液混合对待冲洗罐体4进行冲洗；通过水储罐11向待冲洗罐体4输送纯水，通过空气压缩机2将压缩空气与纯水混合对待冲洗罐体4进行冲洗，直至通过浓度监测模块51检测到待冲洗罐体4内碱液浓度小于预设浓度；通过水储罐11和酸储罐向待冲洗罐体4输送稀释至预设浓度的酸液，通过空气压缩机2将压缩空气与酸液混合对待冲洗罐体4进行冲洗；通过水储罐11向待冲洗罐体4输送纯水，通过空气压缩机2将压缩空气与纯水混合对待冲洗罐体4进行冲洗，直至通过浓度监测模块51检测到待冲洗罐体4内酸液浓度小于预设浓度。

在该实施例中，清洗步骤主要包括：

1.气水冲：压缩空气优选携带回收罐16中的回收水在压力作用下在待冲洗罐体4中形成高压喷射的振荡波，对罐体内壁进行冲洗，其中，在清洗初期回收罐16中没有回收水时，利用水储罐11中的纯水；

2.碱洗：压缩空气携带纯水与定量添加的一定浓度的碱液，在压力作用下形成高压喷射振荡波对罐体内壁进行冲洗；

3.水冲：压缩空气携带纯水，在压力作用下形成高压喷射振荡波对罐体内壁进行冲洗，同时能够将罐体内壁残留的碱液排出；

4.酸洗：压缩空气携带纯水与定量添加的一定浓度的酸液，在压力作用下形成高压喷射振荡波对罐体内壁进行冲洗；

5.水冲：压缩空气携带纯水，在压力作用下形成高压喷射振荡波对罐体内壁进行冲洗，同时能够将罐体内壁残留的酸液排出，完成对罐体的清洗。

在上述实施例中，优选地，通过电导率检测仪监测输出待冲洗罐体4的溶液的电导率来确定溶液浓度，并将监测得到的溶液电导率传输至中控系统6；将冲洗待冲洗罐体4后超出预设浓度的碱液回收至稀碱罐13中，低于预设浓度的碱液回收至回收罐16中，将冲洗待冲洗罐体4后超出预设浓度的酸液回收至稀酸罐15中，低于预设浓度的酸液回收至回收罐16中，以便于后期回收使用，减少清洗剂用量。

在上述实施例中，优选地，空气压缩机2每充入压缩空气预设运行时间，对应停止一间隔时间，预设运行时间范围为1-10秒，间隔时间范围为1-10秒。比如，进气1秒、相应停止1秒，或进气2秒、停止2秒，或进气3秒、停止3秒……或进气10秒、停止10秒，此外，还可设置为进气3秒、停止1秒，或进气5秒、停止2秒，或进气10秒、停止3秒。具体的空气压缩机2的进气频率根据具体实施过程具体设定，在此不再赘述。

在上述实施例中，优选地，空气压缩机2充入压缩空气的压力范围为0.1-0.5mpa，优选设置为0.5mpa。通过加热器3对输入待冲洗罐体4的冲洗液加热至预设温度，通过温度监测装置52检测输出待冲洗罐体4的液体温度，通过压力监测装置53检测待冲洗罐体4输出管道的压力，并将检测得到的温度和压力传输到中控系统6，中控系统6根据温度监测装置52检测到的输出液体的温度来控制加热器3的加热功率和加热时间，中控系统6根据压力监测装置53检测到的管道内压力来控制空气压缩机2的压缩功率，实现对清洗过程中清洗剂的温度和管道内压力的控制，提高清洗效果。

在上述实施例中，优选地，气水脉冲冲洗方法还包括：接收并记录监测得到的温度、压力和浓度参数；在温度或压力超出预设范围时，发出报警信号，并控制加热器3或空气压缩机2调整功率，使冲洗过程中的溶液在预设的温度范围和压力范围，保证冲洗效果。在溶液浓度超出预设浓度范围时，发出报警信号，并控制调整碱储罐或酸储罐与水储罐11的添加量，使冲洗过程中的溶液保持在预设的浓度范围内，提高对罐体的冲洗效果，同时保证对待冲洗罐体4的腐蚀作用较小。浓度的检测根据电导率检测仪检测得到的电导率来确定，保证浓度检测的实时性和精确性，从而在此基础上实现清洗剂浓度保持在一定范围内。

其中，在检测到浓度不在预设浓度范围内时，通过浓碱罐12或浓酸罐14出口的泵体向稀碱罐13或稀酸罐15输入一定量的浓碱液或浓酸液，或调整稀碱罐13或稀酸罐15与水储罐11之间的流量比例，从而调整输出溶液的浓度。调整过程中，利用中控系统6对浓碱罐12、浓酸罐14、稀碱罐13或稀酸罐15出口的泵体进行控制，泵体优选采用隔膜泵。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。