下水道专用车疏通清洗装备的设计探讨

下水道专用车疏通清洗装备的设计探讨

刘长亮

徐工环境技术有限公司  江苏徐州  221000

摘要：下水道系统是城市基础设施中至关重要的组成部分，它们起着将废水与污水从居民住宅以及工业区排出的关键作用，然而由于长期不间断的使用以及缺乏适时的维护，部分地区的下水道管网常常会发生堵塞或是积聚物堆积的问题，这样会导致下水道的正常运行受到阻碍，这些问题不仅会给居民用户带来不便，还会对城市的卫生状况及环境质量产生不利影响，因此对下水道进行定期的疏通清洗就显得十分必要。本文就对下水道专用车载疏通清洗装备的设计展开探究，希望能够对城市卫生工作的创新优化提供一定的研究帮助。

关键词：下水道专用；疏通清洗装备；设计探究

引言：下水道疏通清洗是城市基础设施维护中的重要环节，它涉及到城市卫生，环境保护以及居民生活质量的改善，目前市场上的下水道疏通清洗装备主要包括高压清洗机、污水吸引车以及管道无损检测设备等。下水道疏通清洗的主要目的是防止下水道堵塞，保持下水道畅通，避免污水外溢或涝灾等问题的发生，下水道堵塞不仅会造成污水回流影响城市卫生，还会导致污水外溢给环境带来污染，所以下水道疏通清洗对于城市的正常运行以及居民生活质量的提升至关重要。

一、下水道专用车载疏通清洗装备的设计原则

（一）安全原则

1. 人员安全

在下水道疏通清洗过程中，使用者必须对设备进行正确操作并遵守相关的安全规程，所以在下水道专用车载疏通清洗装备的设计过程中，我们必须考虑到以下几个方面：最基础的就是要为使用者提供必要的个人防护装备，例如手套或防护服等，以此来确保他们在操作过程中不会受到伤害，同时还需要对使用者进行培训，使他们了解如何正确地操作设备，并且知道如何处置紧急情况，这将确保他们在使用设备时能够保持自身的安全。

2. 设备安全

下水道疏通清洗装备本身应该具备适当的安全装置，以防止在进行下水道疏通清理时意外事故的发生，在设计过程中我们需要为设备配置紧急停止按钮以及防护罩，紧急停止按钮可以在紧急情况下迅速停止设备运行，以此保护操作者的安全，而防护罩则可以防止操作者接触到旋转部件或者其他危险部位，能够有效减少操作者受伤的风险。

3. 作业环境安全

下水道环境具有潮湿、腐蚀或是高温等极端条件，在装备设计过程中需要选择适应这些条件的合适材料，选择具有防水、防腐蚀以及耐高温性能的材料来制造设备的关键部件，以确保设备能够在作业环境中长期稳定运行，同时还需要考虑到设备的密封性能，防止有害气体或化学物质进入设备内部，让设备操作者的健康与安全获得有效的保障[1]。

（二）高效节能原则

1. 水压控制

通过控制水压力，可以在保证清洗效果的同时减少水的用量，使用可调节的喷嘴或泵来控制水的流量压力，具体的水压调节参数可以根据具体情况而决定，如管道的堵塞程度及清洗区域的尺寸等，通过这种方式设定相应的水压能够达到最佳的清洗效果。

2. 清洗喷嘴设计

清洗喷嘴的设计可以影响清洗效果，一种常用的设计是采用多孔喷嘴或喷气机构，这样可以增加喷液的覆盖面积以及冲刷力，提高清洗效果，同时喷嘴的角度与形状也需要根据不同的清洗需求进行优化，以确保清洗到位。

3. 清洗模式选择

根据不同的清洗需求，可以设计多种清洗模式，如高压冲洗、低压喷淋或连续喷射等，这样能够满足不同情况下的清洗效果要求，例如对于轻度污垢可以采用低压喷淋模式，而对于顽固污垢则需要采用高压冲洗模式。

4. 能源管理系统

通过设计能源管理系统，可以实现对能源的有效利用管理，装备可以配备节能传动系统或是智能控制系统以及自动省能功能等，能够有效减少能源浪费并提高装备的稳定性，通过合理利用能源，可以降低清洗装备的运营成本以及对环境的污染影响。

5. 能量回收利用

在下水道的清洗疏通过程中，可以通过设计让疏通清洗装备能够回收并再利用能量资源，例如可以利用清洗过程中产生的废水或废气来提供其他能源需求，如加热或发电等，这样既可以减少能源的消耗，又可以降低对环境的影响。

二、下水道专用车载疏通清洗装备的功能设计

（一）疏通清洗功能

现在我们所能够应用到的下水道疏通清洗技术最为常见的就是高压疏通清洗技术，也就是利用高压水流对下水道展开冲洗，这种方法更加便捷且高效，清洗过程所需要耗费的成本也更少。然而高压力水流的应用会对水泵性能有着更为严格的需求，要是想要达成更加出色的清洗效果，那么水压就必须在清洗过程中维持在20MPa之上。如图一所示，水流会通过高压水泵进行加压，然后在输送到疏通绞盘中，紧接着经过疏通软管到喷头处，最后水流会通过喷头向着两个方向进行喷射，其中一股水流用于洗刷下水道四周的各种淤积物，还能够给疏通管以及喷头一个持续前进的力，具体力量大小可以通过疏通绞盘进行操控，图一里液压马达能够利用节流阀操控其转速[2]。而另一股水流就能够有效破开管道内的一些堵塞物，为管道的前进清理障碍，待到管道破开障碍并穿过这些障碍的时候，图一所示的B股水流就能够进一步清理这些残留的杂物，让管道疏通清洗的工作效率及成效都能够更加显著。

图一 高压水泵疏通清洗示意图

1.高压水泵；2.疏通绞盘；3.液压马达；4.疏通软管；5.淤积物；6.疏通喷头

想要获得更加出色的管道疏通清洗成效，就需要在喷头选择过程中充分考虑喷头喷孔倾角和下水道里杂物的关联。加大喷头喷孔的倾角会降低对疏通管的推理，使得其水流的穿透力度变弱，可是这样能够提升其对下水道四周管壁杂物的清洗力度；如若将其倾角增加，那么就能够充分提升其推理，加大水流的穿透力度，这样会更加着重于疏通堵塞的下水道，破开一些顽固的杂物壁垒。在选择疏通管的喷嘴时，除了要考虑以上的这些因素，同样也不能省略对于喷嘴流量以及系统压力等参数内容的选择。喷嘴流量大小会根据压力大小而产生改变，其压力于流量之间的关系可以通过一下公式进行表示：，在这个公式里，Q代表水流的流量，P代表压力；n表示喷嘴指数，一般指数取零点五。

在进行下水道疏通清理的时候，为了达成更加理想的清理效果，就必须要着重考虑水流喷射的打击力度，这同样是一个十分关键的参数指标，其衡量标准为喷嘴射出水流在三十厘米处一平方毫米面积上的作用力，这个作用力越大，则能够表示其清理效果更加出色，而这个打击力度的计算也可以通过公式表示：I=K×Q×，其中I表示打击力度，K表示常量，Q表示喷嘴流量；P表示系统运行压力。

（二）抽吸功能

因为下水道堵塞的问题大多是因为其中堆积了较多的垃圾泥土等杂物，因此在进行下水道疏通清洗的过程中，还需要在保护泵体的基础上展开抽吸作业。一般的抽水泵并不能将下水道里的各种固体杂质吸取出来，那么这就需要利用到真空泵的设计了，现在真空泵的真空度能够实现百分之九十之上的效果，其真空度越大，其抽吸功效也就更强。而真空泵的运行主要是对设备抽气形成真空，然后通过大气压作用把下水道里的各种杂物泥土都吸压到设备里，而抽吸的介质不需要通过泵体，因为其吸污的口会一直处于下水道的污水里面，那么其设备内部就能够稳定维持真空环境，那么久能够有效吸入各种固体垃圾[3]。

图二 真空泵抽吸示意图

1.吸污管；2.污水；3.污水罐；4.空气；5.防溢阀；6.真空管；

7.负压安全阀；8.过压安全阀；9.真空泵

根据图二所示，污水可以抽吸的最高高度为H2，这个具体的数值和其抽吸的介质密度相关，具体可以用公式表示：按照液体压强公式P=pgh能够得出，所以，其中H表示污水抽吸总高度；H1表示污水距地面距离；H2表示其抽吸最高距离；表示污水密度。

结束语：随着城市化进程的加速和城市排水系统的不断扩展，下水道疏通清洗工作的需求将继续增加，下水道疏通清洗装备的设计技术也将面临更大的挑战与发展机遇，未来的下水道疏通清洗装备将变得更加智能精细且环保，以此来适应不断变化的市场需求及环境要求。

参考文献：

[1]王明旭,宋岳昌.用于城市下水道的高效便捷清理系统设计[J].机械设计与研究,2023,39(05):219-224.

[2]彭小平,凌双明.下水道除污机器人控制系统设计[J].山西电子技术,2021,(04):44-47.

[3]郑海辉.车载下水道疏通清洗装备的设计探讨[J].专用汽车,2020,(12):76-79.