工业洗涤设备技术参数解析--洗脱机
洗脱机的机械力是有具体衡量标准的, 那就是我们必须了解的一个同时可以衡量洗涤机 械力和脱干机械力的重要参数:G 因子,其计算公式见公式 1 所示。 G 值计算公式:
脱干含水率的衡量标准也是 G 因子,对指定的织物来说,高脱 G 值与工作周期完成后 织物所具有的含水率值是一一对应的关系, 关注含水率就必须关注 G 值的大小, 也就是要同 时关注内胆直径和脱干转速双重因素的影响(见式 1)。国内许多人习惯简单地用脱干转速 单一参数来衡量脱干能力是非常片面的, 因为不同规格的设备内胆直径会不一样, 哪怕是同 样规格的不同品牌的设备内胆直径也会不一样, 规格越小或直径越小的设备需要的高脱转速 就越高,所以一定要通过 G 值计算才能确定其脱干能力。 对全悬浮式洗脱机而言,高脱达到 300G-320G 是一个有业内共识的基础标准(此时棉 织物相对剩余含水率约为 65%-70%左右),在这个数值后面再增加转速,织物含水率下降的 曲线变得很平缓,没有太高的经济价值,会对设备的设计强度提出更高的要求。 国内有许多厂商知道客户很难在现场测量核对具体的高脱 G 值,在设计和选材方面往 往有投机取巧行为(注:实现 300G 需要足够的设计强度和结构刚性来保证,成本会增加不
搞洗涤的人如果不知道或不了解“洗涤四要素饼图” ,那就还没有入门。业内公认的影 响洗涤效果的主要因素有洗涤剂、温度、机械力和时间四大要素,并具有互为补充和平衡的 关系。笔者前文也曾提到,我们还应该考虑“水介质”和“洗涤工艺”的影响因素,可扩展 构成为六要素饼图(见图 1 所示) 。 对于洗脱机设备本身来说,厂家唯一所能解决的要素是“机械力”问题,其它要素都主 要是由客户条件和使用方法所决定。 因此, 客户购买洗脱机并要关注其设备本身的洗净性能 时,首先要细究该设备的机械力是否符合要求,或者是否能超越预期,比如,理论上同样容 积的内胆,直径越大会越好。
式中: F—偏心震动激震力幅值 ,F0—被减震系统吸收的震动力 , f--传导到地基的冲击力, , m —偏心质量, r ω —高脱转速(角速度) —偏心距,
减震率指标也是衡量悬浮式洗脱机性能优劣的重要参数, 因为它直接关系到设备结构寿 命的长短和使用工况的好坏, 震动过大或减震效果不好的设备往往会导致工作环境噪音污染 超标,也容易导致轴承,轴承座,外缸,内胆,门体等结构件出现疲劳失效。判断一台设备 的减震性能可以重点观察几个直观现象,一是设备的悬浮体(减震系统承载的部分)是否具 有足够的重量,理论上悬浮体越重减震性能会越好;二是观察设备过共振点时(注:激震频 率与设备固有频率相同,一般出现在从均布到低脱的过程中间)的震动大小,是否会出现结 构撞击的异响;三是测量高脱稳态振幅,可以把一支笔绑在外缸上,让设备在 20%的等效偏 栽状态下脱干运行(见原文介绍),在设备高脱速度稳定时用一张硬纸板靠近笔头不动,笔 头在纸板上画出的圆圈直径小于 10mm 时,表示其减震性能良好。 好的悬浮式洗脱机减震率可以达到 97%以上, 也就是说系统的偏心激震力只有 3%传到了 地基, 其它都被减震系统吸收了 (见图 3 所示) 。 这就又引出了另一个客户需要关注的指标, 即“地面载荷”,它在设备需要安装在楼层上时会变得非常重要,必须仔细核算以避免过大 的震动冲击力威胁到洗衣房所在建筑物的安全。
G 因子是重力加速度“g”值倍数的无量因子,它由洗脱机内胆半径和旋转速度两个因 素所构成。洗涤机械力是 G 值的垂直分量,表示让织物旋转到一定角度,垂直分量与重力 相互平衡并开始向下“抛落”时洗涤机械力的无量因子(见图 2 和式 2 所示)。因此,用户 的洗涤程序需要什么样的机械力就需要综合考虑实现一定“抛落角度α”的转速因素。比 如:一般轻柔洗涤角度 30°,洗涤力 G=0.5;中强度洗涤角度 40°,洗涤力 G=0.65;高强 度洗涤角度 50°,洗涤力 G=0.8 等(注:用户也可以通过式 1 和式 2,推算出不同洗涤状况 所需要的转速 n1 的数值)。我们在实际操作中看似只通过调整洗涤转速来实现一定的机械 力,实际上那是因为同一设备的内胆半径已经确定,但不同的半径会需要不同的转速,半径 较小的或规格更小的设备需要的洗涤转速会更高。也可以这样理解,整个洗涤过程就是 G 值不断发生变化的过程,洗涤,均布,低脱,中脱,高脱状态都应该用 G 值来进行精确的量 化和衡量,而且同样的洗涤工艺各个阶段的 G 值在不同设备上都是不变的,比如洗涤 0.5G-0.8G,均布 2-2.5G,低脱 15G-20G,中脱 100G-150G,高脱 300G-400G 等等,国外有 些先进的洗脱机电脑中的洗涤程序就是直接用 G 值来进行精确设定的。 确保洗脱机能够实现一定洗净度的还有“容积载荷比”这个重要参数,应不小于 10:1, 它表示洗涤 1 公斤干布草必须用 10 升的内胆空间来保证。这个参数往往被用来衡量洗脱机 的载荷容量,比如 100kg 洗脱机内胆净容积不能少于 1000 升。需要特别注意的是,并不是 达到了规定的内胆空间就能实现该规格设备的洗净要求,我们的头脑中还要有“经深比”这 个概念, 即内胆直径与内胆深度的比值不能太小。 对大容量的洗涤设备来说, 内胆深度较大, 但直径偏小,也不利于实现更好的洗净度,因为较多的织物很难形成有效的“抛落”效应, 这也是为什么日本要另外增加 “负荷率” 参数来核定洗涤设备规格的原因所在 (见前文解释) 。 国内有些产品,为了节省模具或减小设备体积,倾向设计偏小直径的内胆,或者把小规 格洗脱机内胆拉长(直径不变)来实现容积的增加,演变成更大规格的设备,看似内胆容积 符合标准了,但这实际上是一种“钻空子”行为,并不可取。
洗脱机的处理能力是指洗脱机每小时的处理量(单位:公斤/小时),可按照国际标准 ISO9398-4 中的标准洗涤程序进行测定。该指标也是客户容易忽略的问题,但潜在的价值却 很大。 设计方和使用方都需要有 “精益” 的思维方式, 要特别关注减少洗脱机的非增值时间, 比如进出料时间,进排水时间,加减温度时间,加减速时间等众多环节,这会占到洗涤周期 的 40%以上,哪怕能压缩优化出十个百分点的空间,在设备的整个生命中也会带来不小的贡 献。 从产品设计本身来考虑,减少进出料时间往往采取单、双向倾斜结构,或者用集成自 动进出料的方式; 减少进排水时间可以考虑压缩内外缸之间的间隙和水箱的容积, 还可以采 用增加管径, 增加水压或采用多路进排水的方式; 减少加减温度时间主要依赖洗脱机的耗水 量,因为相对的用水多,不仅进排水时间会加长,加温时间也会增加不少;压缩加减速时间 可以采取更大功率的电机和增加电子或机械刹车的方式来实现。 实际使用中,有一种更重要的增加洗脱机处理能力同时又节省能源的方案是需要客户
地面载荷分为静载荷和动载荷两种, 静载荷为洗脱机工作状态下最大质量对地面形成的 静态压力, 动载荷则为经过减震后传导到地基的激震力压力。 由于偏心质量是在进行圆周旋 转,所以动载荷有正负之分,偏心质量在内胆的顶点时为负,在内胆的底部时为正。国外产 品计算最大激震力的方法是采用 20%的偏心质量来进行等效计算,并在其设备上采用超过 20%偏载的震动保护开关来进行安全控制,但国内设备往往超震安全保护措施不够,建议放 大到等效偏心载荷 30%左右来计算比较稳妥。以下进行一个地面载荷的典型的案例计算: 计算举例: 计算 100kg 悬浮式洗脱机的地面载荷。 减震率 95%, 最大等效偏心质量 30%, 高脱转速 650rpm, 内胆直径 1.2m, 整机重量 3200kg (含湿布草),占地面积 2.5m² 计算结果: 静载荷=整机重量/占地面积=3200kg/2.5m²=12.5KN/m²(注:高水位时会更大) 动载荷=激震力幅值×(1-减震率)/占地面积 ={100kg×30%×0.6m×(2×3.14×650rpm/60)²}×(1-95%)/2.5 m² =1.6KN/m² 地面载荷=静载荷±动载荷=12.5 KN/m²±1.6KN/m² 需要注意的是,这是具有 95%高减震率的悬浮式洗脱机的地面载荷,如果是减震率不好 的洗脱机或者是固定式洗脱机,情况就大不一样。比如以上如果是固定式洗脱机,震动会全 部传导到地面,其地面载荷就变为 12.5 KN/m²±32.6KN/m²,地面压力高达数吨。由此可见, 不能把固定式洗脱机或减震率不高的洗脱机安装在楼板上使用。
自己去设法充分利用的, 那就是选用双进水洗衣机配置的同时, 在洗衣房管路系统中一定要 设置热水管路,因为使用热水与冷水的混合进水方式(注:最好都用软水)可以快速的达到 洗涤程序指定的温度, 同时还将有效地减少补充加热到更高温所需要的时间, 加快洗涤速度 (见图 4 所示)。
洗脱机分为固定式和悬浮式两大基本类型, 固定式是通过地脚螺栓与坚固的地基刚性相 连, 让巨大的大地质量来吸收和缓解偏心震动能量, 而悬浮式是通过其自身的减震机构来吸 收和缓解震动能量, 传导到地基的能量只占到其偏心震动能量的很少一部分, 有些甚源自文库可以 不用打地脚螺栓,通常我们把其吸收震动冲击力的比率称之为减震率。 减震率:
前不久本刊曾刊登过《工业洗涤设备的性能评价》文章,对工业洗涤设备的三大类别产 品的主要性能评价进行了简单的阐述。 之后, 各地有不少读者陆续与笔者联系咨询有关洗涤 设备的技术性能问题, 还有许多还不明白的地方, 并希望能把各类技术参数的解释更细化和 更直白一些。 近年来, 国内几乎什么类别的洗涤设备都能制造了, 虽然大部分还都是停留在对国外技 术的“拿来”阶段,但其中也出现了不少的变种应用和改进,有不少厂家的参数指标不可思 议的“好” ,或者是号称在某项性能上获得了重大的突破。然而,细究起来有很多是经不起 推敲的,还需要我们具备科学的思维和判断能力,多问几个为什么。针对有一些企业公信力 和客户鉴别能力都还不够高的问题, 建议大家将这些产品参数多与国外同类产品进行比较核 对。本文将在原文的基础上依次对各类工业洗涤设备的主要技术参数进行更详细的补充解 析,希望能进一步帮助大家更深入地理解和掌握。
少),看似设备便宜了不少,但其实际脱干力可能会远远低于其标称的 G 值,这样就会导致 相对含水率大打折扣,会增加后期熨烫或烘干的成本与时间。客户要衡量设备是否达到了 300G 可以采取上述公式(式 1)来计算,如果现场缺乏转速测量工具,也可以采取以下简单 的办法来大致核定:A,查看电机级对数(一般为四级或六级);B,测量计算传动比(大皮 带轮与小皮带轮的直径之比),C,查看变频器高脱时显示的频率(赫兹数)。 计算举例: 某洗衣厂 100kg 洗脱机设备状况:四级电机(额定 50Hz 转速 1500rpm,考虑滑差取 1450rpm),传动比 5.5:1(不考虑皮带滑差),输出频率 120Hz,内胆直径 1.1m 计算结果 高脱转速约为: n1 = 脱干频率×(工频转速/工频频率)/传动比=120×(1450/50)/5.5=633(rpm) 高脱 G 因子为: G = 0 ⋅ 00112 × r × n 1

