一种利用负压清理废液的工具设计

2.2.1.1 负压风机：需要重新接一台负压风机，要设计安 和现场使用气源压力P=0.6Mp，查真空发生器选择要求，最
装位置，控制线路，管道布局，且只能固定在某处，不便于移 终选择型号为EV-20的单级真空发生器。
参照吸尘器工作原理，设计出一个初步方案如下图所示：
负压
废液进口
管道压入收集容器内的功能。到此，笔者提出两个需求，一是 废液收集容设计，它需要满足压力容器设计相关要求，二是负 压来源。解决这两个需求基本就能够实现设想功能，设计出一 套符合我们需求的废液清理工具，从而解决目前面对问题。
2.1 废液收集容器设计 2.1.1 结构设计。 2.1.1.1 容器结构设计需要预留正负压进出口，负压用于降 低容器内部压力，实现设计功能，正压用于排出收集废液，实 现容器内部废液清空； 2.1.1.2 由于是压力容器，需要考虑压力显示和预警功能预 接口，和安全阀安装位置； 2.1.1.3 压力容器上开孔会影响其受力分布，削弱容器压力 承受能力，所以设计时本着尽量减少孔的原则，将废液进出口 设计成同一个孔； 2.1.1.4 为减少连接焊缝，保障压力容器密封性，参照压力 容器设计原则，选择将其形状设计成圆柱形状结构； 2.1.1.5 为方便该工具自身的清洁保养，容器结构设计成可 开盖设计； 最终结构如下所示：
产现场使用压力p=0.6MP，取下限，计算出设计压力为： 时，容器内压力大于外界大气压，实现排空功能。这两种功能
Pc=1.05x0.6=0.63Mp
只能根据需要交替切换使用，所以需要设计两条管路，一条进
2.1.2.2 确定容积，根据现场接油盘尺寸计算一盘油液体 正压，一条进负压。笔者根据需求设计管路如下：
1 现状及问题 目前设备周围滴漏和溢出废液是采用一个接油盘进行收
集，当接油盘收集快满时需要对其进行统一回收清理。该接油盘 为全开放式，且位于设备最底部，过程中会掉入一些固体杂质。
目前对于废液的清理方式是先用勺子舀净大部分废液和一 部分杂质，剩余的采用布进行擦拭。由于设备底部空间狭小， 舀油采用工具尺寸受限，且舀得不彻底，剩余的需要用布清 理，清理起来效率偏低，
正压负压 安全阀 压力表
废 液 进 出 口
废液收集器
图1 设计思路 如图，设计一个收集容器来充当存储仓，通过负压使容器 内压强小于大气压，这样来实现让废液被外界大气压通过回收
98 科学与信息化2021年6月上
图2 容器结构
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2.1.2 容器尺寸设计。查阅压力容器设计相关要求，然后按
引言 由于生产的特殊性，在过程中需要使用液体作为辅助生产
介质，使得现场及设备周围不可避免地存在一些滴漏或溢出的 废液，这些废液采用一个接油盘进行收集，然后再定时进行清 理，而现有的清理方式是用吸收性较好的布进行擦拭，在遇见 狭小空间或者废液堆积量较大时，一方面清理效果不理想，另 一方面清理效率低。为解决这一问题，现场工作人员通过分析 现场生产情况以及目前可用技术和设备，在此基础设计了一台 移动式清洁工具，专门用来清理这部分废液，改善现状。
积，设计容器容积以该体积为参考依据进行，据现场接油盘尺
寸算出一盘油液体积为0.036m³，
2.1.2.3 确定尺寸，现场需要收集的液体无腐蚀，根据压力
容器设计要求其腐蚀裕量取1～2mm即可满足使用寿命的要求，
所及设计容器壁厚大于2mm即可，
结合需要，设计成移动式，所以其宽度不能超多现场最窄
处过道，通过现场勘测，最窄过道处为宽度为800mm，取设计
宽度不能超过800mm，
圆筒型压力容器，长径比为2～5，一般取2～3就可以，
按这个要求，取2，设容器半径为X，根据体积计算公式
V=πr²h，0.036=3.14*X²*2X，
计算出X=0.18m=180mm
发出结论：容器直径设计为360mm, 高度720mm，壁厚取
2mm。 再根据压力容器材料选择要求，确定容器材料[2]。
通过对比，直接选择采用负压发生器将现场正压转换为负
以下步骤设计具体参数：
压使用。
2.1.2.1 压力容器设计压力取值为最高工作压力的1.05～1.10
2.2.2 控制管路设计思路。设计控制功能为，当负压进入
倍。根据介质的危害性和容器所附带的安全装置，结合生 时，容器内形成一定真空度环境，实现抽吸功能，当正压进入
结合现场常用工具，思考用泵来代替手动舀油的环节，但 实际验证下来效果并不好，主要原因：不管使用何种泵，当废 液中混有固体杂质时，均有堵塞泵的问题，效率低，且还需要 经常清理维护泵体，使用不便[1]。
2 提出解决思路 通过对现状进行分析，作者决定在现有基础上深入探索，
找出合理的解决方案。首先进一步分析泵深层次的工作原理， 它是通过改变动作元件两侧压力差的方式来实现介质转移。在 此基础上继续查找采用类似原理工作的工具，发现可以借鉴的 还有现场使用的吸尘器，它是采用离心泵工作原理，但是其结 构中设计有一个储存仓用来收集吸附回来的杂质，但其主要用 于固体以及微量液体的回收，无法实现大量液体的回收。笔者 决定在此基础上进行进一步思考和探索。
图3 整体设计方案 如图所示：正压通过换向阀将管路分为两条，一条直接通
然后设计图纸联系加工。 2.2 负压来源
入废液收集容器，另一条经过负压发生器后再进入废液收集容 器，这样就实现了小组设计的正负压切换功能[3]。
2.2.1 负压源选择。根据现场条件，对比可获得负压的方式：
2.2.3 负压发生器选型。结合设计的容器真空度：Pc=0.63Mp，
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一种利用负压清理废液的工具设计
张芳海 靳福刚 罗钦科 贵州中烟工业有限责任公司 贵定卷烟厂 贵州 黔南 551300
摘 要 在目前生产过程中需要对设备底部等一些狭小空间内的废液进行清理，由于废液内还存在一定固体杂质， 清理过程中用传统的泵无法满足实际需求。所以通过分析负压的吸附原理，结合生产现场实际情况，设计了一套专 门用于生产过程中清理废液的工具，用于员工在保养过程中更高效率的完成清理工作。 关键词 废液；清理；负压