模塊洗衣龍技術(shù)在中國的應(yīng)用

1，洗衣龍的技術(shù)發(fā)展

1.1洗衣龍的發(fā)展歷史

隧道式連續(xù)批量洗衣機組（Tunnel Continuous Batch Washer，簡稱CBW）誕生于德國，由于其看似像中國人心目中的龍（機組有頭有尾，也有較長的身段），在本世紀初引進中國時被一些行業(yè)人士俗稱為“洗衣龍”。

追溯洗衣龍的發(fā)展已經(jīng)有五、六十年的歷史了，早在1957年歐洲人就在嘗試把多臺洗衣機串接安放在一個旋轉(zhuǎn)平臺上，并把管路進行集中布置來實現(xiàn)更高效的連續(xù)洗滌作業(yè)（見圖1所示）。1965年德國人又利用人力水車的阿基米德螺旋傳送原理發(fā)明了連續(xù)隧道洗滌和傳送方式，脫水過程則是通過平行的兩個輥軸之間的縫隙擠壓來實現(xiàn)的。具有商業(yè)應(yīng)用意義的洗衣龍出現(xiàn)在70年***始采用外部圓周驅(qū)動，水和皂液通過中間的一根主管來傳送。之后的20年通過不斷地發(fā)展演變至90年代基本穩(wěn)定成型為現(xiàn)代通行的“連體多艙+壓榨機”的主流結(jié)構(gòu)。早期的洗衣龍品牌大都集中在德國，典型**如Passat（后被凱尼基莎收購），Senking（后被簡森收購），Lavatec，Transtfron等，之后美國和日本也涌現(xiàn)出了不少品牌（如Milnor，Braun，Tonsen，Asahi等），在全世界快速普及應(yīng)用。近年來，國內(nèi)外企業(yè)通過不斷的優(yōu)勝劣汰和兼并重組，單一洗衣龍品牌的歸屬也隨之頻繁發(fā)生演變，包含洗衣龍在內(nèi)的洗衣設(shè)備系統(tǒng)集成能力開始逐步得到強化，趨于相對壟斷，強者越強。

隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，國內(nèi)洗滌行業(yè)的資源成本壓力越來越大，加之國家的節(jié)能、環(huán)保限制措施的陸續(xù)出臺，國內(nèi)洗滌行業(yè)也面臨著一波新的轉(zhuǎn)型與整合。自從2010年國產(chǎn)洗衣龍面世以來，洗衣龍的生產(chǎn)和使用大有“遍地開花”的勢頭，至2022年國內(nèi)累計市場保有量已超過了1500臺套（含部分進口洗衣龍），并將逐步發(fā)展成為全球洗衣龍的主要制造基地之一。

圖1，洗衣龍的發(fā)展歷史圖示

1.2洗衣龍的技術(shù)特點

洗衣龍相比單機洗滌方式的較大特點是單位時間產(chǎn)出能力較大提高，作業(yè)效率的提高可以實現(xiàn)節(jié)省人工70-80%的主要效果。其次是采用內(nèi)部循環(huán)用水和壓榨脫水的方式，水耗量也較大降低，可節(jié)省用水60-70％左右。早期的如70年代的Voss洗衣龍，水耗量為15L/kg左右（注：單機一般為22-25L/kg），而現(xiàn)代的普通洗衣龍已經(jīng)可以輕松實現(xiàn)7-8 L/kg的水耗量，更先進的設(shè)備甚至可達到4 L/kg以內(nèi)的耗水指標。隨著水消耗的降低，自然會導(dǎo)致相應(yīng)的蒸汽、化劑消耗與相應(yīng)排放的降低，實現(xiàn)30-50％左右的成本節(jié)省。以一個國內(nèi)日產(chǎn)15噸的洗衣工廠為例，洗衣龍相比單機每年可節(jié)約成本125萬以上，平均降耗50%，綜合效益明顯，必將成為今后國內(nèi)洗滌生產(chǎn)的主流裝備。

當代洗衣龍除了具有“按節(jié)拍批量連續(xù)傳送”和“循環(huán)用水”等共性以外，其細分種類也多種多樣，具有各不相同的特性。比如，按照洗滌轉(zhuǎn)動方式分為180度-280度間斷左右旋轉(zhuǎn)的搖擺型洗衣龍和360度連續(xù)旋轉(zhuǎn)的圓周型洗衣龍；按照物料傳送方式分為底部傳送型（或稱下傳送型，物料從靠近壁邊的孔傳送）和頂部傳送型（或稱上傳送型，物料從中間孔傳送）；按照驅(qū)動方式分為整體式（各艙連成一體，整體驅(qū)動）和模塊式（各艙或各組單獨，分別驅(qū)動）；按照水流形式分為逆流分段進排水型和不逆流單獨進排水型；等等。目前又經(jīng)過不斷的演化和發(fā)展，出現(xiàn)了一些諸如德國凱尼基莎的脫干漂洗型洗衣龍，簡森的醫(yī)療器械研發(fā)洗衣龍，美國美羅的脈沖式洗衣龍，西班牙卡博納爾的模塊式洗衣龍等新的結(jié)構(gòu)形式，各具特點。

2，模塊洗衣龍的技術(shù)特點

2.1洗衣龍的應(yīng)用瓶頸分析

洗衣龍具有洗滌速度快，節(jié)省人工和能耗的主要特點，但也存在著洗凈度相對弱，使用機動能力不強等缺點。國外之所以能得到大量普及，也與其市場環(huán)境中布草租賃業(yè)務(wù)已經(jīng)成熟，洗滌批量較大和布草單一且相對較干凈等因素密切相關(guān)。雖然布草洗滌租賃服務(wù)模式是行業(yè)大勢所趨，但涉及到較大的資金保障和使用習(xí)慣的改變，在國內(nèi)發(fā)展起來還有一個過程。

大型洗衣廠可以配置多套洗滌龍分別處理不同的布草，但數(shù)量眾多的中小型洗衣廠每家都會有客戶數(shù)多，布草品種多，臟污度也參差不齊的困擾，采用洗衣龍作業(yè)就面臨著頻繁的調(diào)整洗滌工藝程序的問題，尤其是醫(yī)療布草的洗滌，還需要經(jīng)常進行隔艙與換水作業(yè)，甚至?xí)龅诫y以洗干凈的麻煩，這將會使其節(jié)能提效大打折扣。此外，對于準備使用洗衣龍的大部分都是日產(chǎn)10-15噸的客戶，也就是說暫時都只能有一套洗衣龍系統(tǒng)，萬一出現(xiàn)使用故障將會嚴重影響生產(chǎn)交貨。這也是為什么一些中小型洗衣龍工廠在配置一套洗衣龍的同時也配置了不少的備份單機，造成不必要重復(fù)投資浪費的原因所在。

針對以上問題，西班牙卡博納爾的模塊式洗滌系統(tǒng)（Module Washer System，以下簡稱模塊龍）具有獨特的創(chuàng)新設(shè)計結(jié)構(gòu)，能夠較好地解決國內(nèi)客戶這些特定的瓶頸問題，實現(xiàn)了“自動化”與“機動型”的完美結(jié)合，為我們提供了一個新的思路和方案。

2.2  模塊式洗衣龍的技術(shù)特點

所謂“模塊式”就是在保留洗衣龍批量連續(xù)傳送特點的基礎(chǔ)上，將普通整體洗衣龍按照隔艙進行拆分出來，每艙單獨驅(qū)動，單獨進排水，單獨傳送，單獨洗滌工藝，就像一串連起來的洗脫機，由客戶象使用單機一樣自由發(fā)揮，從而實現(xiàn)整體運作效率的更大化，其主要特點如下。

2.2.1圓周洗滌，洗凈度更高，洗滌速度更快

（1）洗凈度高。模塊龍采用360度圓周連續(xù)旋轉(zhuǎn)洗滌，織物經(jīng)由高處“自由跌落沖刷”和上升后的“反向回落壓縮”雙作用過程。為了進一步增強洗滌機械力和留出順暢的傳送空間，模塊龍還特別采用了2010mm的更大內(nèi)膽直徑和高達40:1的更大容積載荷比，轉(zhuǎn)速9-13轉(zhuǎn)/分鐘變頻可調(diào)，洗滌力可達0.3G（注： 普通洗衣龍洗滌力0.2G左右）。國外專業(yè)洗滌教材中公認這種結(jié)構(gòu)的洗衣龍比常規(guī)搖擺式洗衣龍具有更大的機械力和更好的洗凈效果（見圖2所示）。此外，由于減少了晃動洗滌布草之間的互相摩擦作用，圓周洗滌方式對布草的損傷也可以降低到比較低程度，減少了織物的摩擦起球和變形損壞。

                            圖2，國外教材對兩種洗滌方式比較圖示

（2）洗滌周期短。影響洗滌效果主要由化劑（CH）、溫度（T）、時間（t）和機械力（M）四個主要因素構(gòu)成，而且它們之間具有“此消彼長”變化關(guān)系。對洗衣龍本身來說，制造廠商能夠主動掌握的只有設(shè)計更強的洗滌機械力這一個特定環(huán)節(jié)，而其它環(huán)節(jié)主要由客戶條件和使用方法來達成。在化劑Ch和溫度T恒定的情況下，如果洗滌設(shè)備具有更大的機械力M，就可以減少洗滌過程時間t，實現(xiàn)更快速的作業(yè)（見圖3所示）。由于模塊龍的特殊洗滌原理使其具備了更大的洗滌機械力，其洗滌周期（注：布草從進料到出料的時間）就可以較大縮短，約為20-25分鐘左右，而普通龍則需要30-35分鐘。這也是模塊龍在采用更少艙數(shù)的情況下也可以實現(xiàn)更大布草處理能力的主要原因，例如，7艙65-75公斤級別的模塊龍即可實現(xiàn)普通龍13艙的處理能力（1440kg/h）。

圖3，機械力和時間要素變化示意圖

2.2.2模塊式結(jié)構(gòu)，洗滌更機動，維護更方便

（1）洗滌機動靈活。為了適應(yīng)布草種類變換或布草臟污程度的不同，模塊龍創(chuàng)新設(shè)計了單獨驅(qū)動系統(tǒng)和單獨進排水系統(tǒng)，每艙就象單機一樣可以執(zhí)行任意功能，洗滌程序設(shè)定后控制系統(tǒng)會根據(jù)配置情況自動分配洗滌流程的工藝分離面（注：程序內(nèi)的預(yù)洗、主洗、漂洗等切換變化節(jié)點），而不必考慮采用了程序節(jié)點時間是否是艙數(shù)的倍數(shù)關(guān)系。每艙可以進行多個不同的洗滌工藝，如在一艙中間位置完成主洗后可以直接排放和進水進行漂洗，同一艙在前一程序執(zhí)行的是主洗，在下一程序可以執(zhí)行漂洗，等等，過程控制更加機動。

舉例如下（見圖4所示）：預(yù)先編制好需要洗滌的餐飲布草洗滌程序（周期18分鐘，見A圖）。如果使用7艙龍，系統(tǒng)將會自動根據(jù)程序要求在模塊龍上直接應(yīng)用設(shè)定好的洗滌工藝分離面，而不必擔心每一艙執(zhí)行什么樣的功能（見B圖）。如果下一艙需要洗滌的是酒店布草（見C圖），系統(tǒng)會根據(jù)酒店布草洗滌程序要求自動調(diào)整洗滌程序和工藝分離面，比如原餐飲布草漂洗從第6艙開始，洗滌酒店布草可以在第5艙開始，洗滌周期也由18分鐘改為了13分鐘。

 

圖4，模塊龍洗滌程序變換示意圖

普通洗衣龍是連體驅(qū)動，每艙完成一個特定的洗滌工藝，其各種洗滌工藝環(huán)節(jié)互相之間的時間比率是相對固定的（比如3個艙預(yù)洗，5個艙主洗，4個艙漂洗，1個艙中和）。如果前后艙布草洗滌工藝不同，調(diào)整某一環(huán)節(jié)布草的洗滌時間，就要調(diào)整整條龍的洗滌時間。如果是同時洗滌三種以上不同的布草，或者各洗滌工藝環(huán)節(jié)的時間與設(shè)計艙數(shù)的分配比率不匹配，調(diào)整就會更加困難。所以，整體式洗衣龍更適用于同一品類布草的連續(xù)洗滌。

（2）維護調(diào)整方便。再好的設(shè)備，長期使用過程中不出現(xiàn)問題是很難做到的事情。由于模塊龍傳動副相對更多，所以把維護和維修的方便性設(shè)計放在了重要位置，為了方便客戶掌控安裝、移動、維護和維修，模塊龍盡量采用通用的標準器件，簡化結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)，其設(shè)計理念是“出現(xiàn)任何問題客戶也可以快速自己搞定”，而不強調(diào)必須依靠廠家專業(yè)的維修支持。比如，如果出現(xiàn)堵艙、泄露、閥件或驅(qū)動件等故障時，客戶可以在十分鐘內(nèi)打開并在軌道上移動模組，在開敞的空間內(nèi)進行快速維修（見圖5所示）。

圖5，模塊龍日常檢修圖示

2.2.3單獨循環(huán)，窄體外缸，消耗更少

（1）單獨循環(huán)供水系統(tǒng)。模塊龍沒有采用普通洗衣龍的逆流漂洗和分段進排水技術(shù)，而是在每艙都配置單獨的進排水、加劑和加熱接口。每個模塊單元相當于一臺洗脫機，都具備齊全的接口，包括5個皂液口，1個清潔水入口，1個回用水入口， 1個蒸汽入口，1個排水口，1個溢流口等。當前洗滌工藝還沒有完成時，布草與洗滌液一起傳送至下一艙，這樣可以避免洗滌液與不同布草的混合影響，實現(xiàn)與洗脫機一樣的洗凈效果。模塊龍設(shè)計有3個水箱，包括1個325升的清潔水箱，1個325升的壓榨回水箱，和1個450升漂洗回水箱，以及相應(yīng)的過濾裝置和多級循環(huán)泵，實現(xiàn)準確地定量控制用水，避免管路系統(tǒng)水壓波動造成的影響（見圖6所示）。

圖6，模塊龍單獨水循環(huán)系統(tǒng)示意圖

（2）雙腔窄體外缸。普通洗衣龍一般均采用分段雙腔設(shè)計，即部分艙段是單腔結(jié)構(gòu)（無外缸），部分需要進排水、加熱或加劑的艙段是雙腔結(jié)構(gòu)。模塊龍每艙均為雙腔結(jié)構(gòu)，但其外缸是小容積的窄體軟性連接設(shè)計結(jié)構(gòu)（見圖7所示），既留出了液體進出通道，方便了洗滌工藝應(yīng)用，又節(jié)省了水的消耗，實際耗水量為4-6L/kg。

圖7，模塊龍窄體外缸結(jié)構(gòu)

 2.2.4模塊龍與普通龍的比較

由上所述，模塊龍與其它類型的洗衣龍相比具有非常明顯的差異化特性，以下列表進行了對比分析（見表1所示）。

表1模塊龍與普通龍的特性比較表

3．模塊洗衣龍在中國的拓展和應(yīng)用

上海柔龍與西班牙卡博納爾合作引進了模塊式洗衣龍技術(shù)以來，實現(xiàn)了常規(guī)壓榨型模塊龍在國內(nèi)酒店及醫(yī)療洗滌市場的眾多客戶應(yīng)用，市場保有量已經(jīng)增加到數(shù)十套（見圖8，圖9）。在此基礎(chǔ)上，上海柔龍結(jié)合模塊龍的結(jié)構(gòu)特點和國內(nèi)醫(yī)療洗滌市場的特殊需求，二次創(chuàng)新開發(fā)了幾款新型洗衣龍應(yīng)用形式（見表2），較大拓展和豐富了模塊龍的應(yīng)用場景。

  圖8，模塊壓榨龍客戶應(yīng)用（濟南朗潔，醫(yī)洗工廠）

                                   圖9，模塊壓榨龍客戶應(yīng)用（上海綠地酒店洗衣房，地下室）

表2模塊龍在醫(yī)療洗滌的應(yīng)用方案

3.1離心型模塊龍。

    常規(guī)整體搖擺式洗衣龍具有批量處理能力大，壓榨剩余含水率低的特點，但也有對洗滌條件適用性不足的缺點。比如，對醫(yī)療布草需要頻繁變更洗滌程序和排水方式的適應(yīng)問題，對服裝類布草（有紐扣或拉鏈），特殊布草（如被褥，化纖桌布，軟器械等）不能采用壓榨脫水方式的適應(yīng)問題，對需要上樓層（壓榨機地板負載大）或進入地下室（拆分搬運）工作環(huán)境的適應(yīng)問題等，都或多或少地限制了洗衣龍的使用。

針對這些問題，上海柔龍在國內(nèi)率先開發(fā)出了高速離心機，可以實現(xiàn)短時間（4分鐘左右），低含水率（50%-55%左右）的高速脫干和連續(xù)自動裝卸料。模塊艙體與高速離心機的完美結(jié)合是一個創(chuàng)新應(yīng)用，既保持了模塊龍和離心機的洗滌工藝高度機動性特點，也完全可以克服上述使用條件的限制，幾乎可以連續(xù)洗滌任何類型的布草（如床品類，服裝類，掉色類，重污類，被褥類，軟器械類，巾類，毛毯類等），也可以適應(yīng)各類使用環(huán)境（如樓上，地下室，空間狹小場地等），使得洗滌龍的應(yīng)用場景更加豐富和多方面。

圖10，模塊離心龍結(jié)構(gòu)示意圖

圖11，模塊離心龍典型客戶應(yīng)用（廣州施柏麗，四樓）

3.2組合型模塊龍。

醫(yī)療布草具有品類繁多，洗滌工藝相對復(fù)雜多變的特點，方案是采取壓榨龍與離心龍組合配置方案來真正實現(xiàn)高效生產(chǎn)的目的。

對于小型醫(yī)洗工廠（15噸以內(nèi)）配置1套5-7艙的離心龍即可處理所有類型的布草。對大型醫(yī)洗工廠（30噸以上），往往采用1-2套壓榨龍加上1套離心龍的配置方案，實現(xiàn)對不同類型布草的分類處理。對于中型醫(yī)洗工廠（20噸左右），可以采取“一拖二”的模式，即用1套產(chǎn)能相對較大的8-10艙模塊龍（或16-18艙整體龍），后部通過一個翻斗穿梭車分別銜接1臺壓榨機和1臺離心機，從而實現(xiàn)對不同類型布草的連續(xù)處理。

圖12，壓榨龍與離心龍組合應(yīng)用（新疆國藥，醫(yī)洗工廠）

圖13，一拖二模式的組合應(yīng)用（上海翎鎧，醫(yī)洗工廠）

3.3軟器械型模塊龍

自從國家衛(wèi)健委2018年的“國衛(wèi)醫(yī)發(fā)11號文件”下發(fā)以來，醫(yī)療軟器械行業(yè)在國內(nèi)開始興起。雖然近幾年的****間接地影響了醫(yī)療系統(tǒng)的正常變革步伐，但學(xué)習(xí)應(yīng)用國外先進經(jīng)驗，用軟器械替代有感控風(fēng)險的棉織手術(shù)品是行業(yè)大勢所趨，只是時間早晚而已。

當前國內(nèi)軟器械處理都是用的普通隔離式洗衣機，但這種原始洗滌方式已經(jīng)無法滿足社會化的第三方消毒供應(yīng)中心高效生產(chǎn)的需要。上海柔龍結(jié)合軟器械特殊使用要求和模塊龍的獨有技術(shù)特點，開發(fā)出了軟器械研發(fā)洗衣龍并在2019年率先獲得應(yīng)用（見圖12）。軟器械洗衣龍除了保持原有的模塊龍優(yōu)勢外，重點在***控制和信息追溯系統(tǒng)方面有所突破，有效解決了感控，效率，破損，追溯，安裝環(huán)境等重要問題，是一個創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用。

 圖14，軟器械龍的主要特性圖示（新款）

圖15，軟器械龍在軟器械消毒供應(yīng)中心的應(yīng)用（石家莊創(chuàng)科）

3.4模塊小龍

數(shù)量眾多的使用單機的小型洗滌工廠都要升級換代，更需要使用機動性強，性價比更高的自動洗滌系統(tǒng)。模塊小龍可以很好的解決這個問題，4-5個洗滌艙加上高速離心機，日產(chǎn)能可以達到10噸左右，可以極大地降低勞動強度，節(jié)省能耗。

由于貫通式烘干機是洗衣龍配置中的能耗“大戶”（包括蒸汽和電力消耗），小型客戶可以先不配置貫通式烘干機，配置軸向進風(fēng)的高速烘干機或普通烘干機即可。雖然多了一個人工給烘干機裝卸料的過程，但能耗卻可以大幅度降低，綜合成本并沒有增加。如果在用一段時間后需要增加產(chǎn)能，比如從原來購買的5艙增加到7艙，可再增加配置穿梭車和貫通式烘干機，可以在幾天內(nèi)快速完成升級改造工作，不必重新再購買一套新系統(tǒng)，非常經(jīng)濟、實用。 

                         圖16，模塊小龍的應(yīng)用客戶（吉安，醫(yī)洗工廠）

  圖17，模塊小龍的應(yīng)用客戶（東臺鑫雨，酒洗工廠）

4．小結(jié)

在自動化洗滌發(fā)展的浪潮中，模塊龍以其獨特的設(shè)計結(jié)構(gòu)和應(yīng)用理念，在一些功能和性能方面是對當前洗滌升級市場需求的一種優(yōu)化和補充，尤其更適合醫(yī)療和中小型升級市場的需求，具有較好的性價比，已經(jīng)獲得了市場的認可。所謂“條條大路通羅馬”，模塊龍技術(shù)的應(yīng)用將與其它各種新技術(shù)和新產(chǎn)品一起構(gòu)建起中國自動化洗滌的未來。

                                                  上海柔龍 廖明   2023年1月