本实用新型涉及一种CIP清洗装置。
背景技术：
在食品、生物医药等领域，对设备的清洗非常重要。一般厂家可根据清洗对象污染性质和程度、构成材质、水质、所选清洗方法、成本和安全性等方面来选用洗涤剂。常用的洗涤剂有酸、碱洗涤剂和灭菌洗涤剂。试剂如果存在残留将会对后面生产的产品质量产生较大影响。
目前大多数采取人工清洗，但是人工清洗存在以下几个缺点：1)、人工清洗会因为人为差异影响清洗效果，且造成清洗剂、水浪费；2)、需要清洗的设备中残留的有毒有害物质会对人身造成伤害，发生危险；3)、人工成本高、效率低；4)、人工清洗过程中因人为因素再引入了杂质，导致二次污染，难以保证质量要求，并且无法对生产过程进行在线监视和实时控制。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种CIP清洗装置，解决现有技术中人工清洗效率低、清洗效果差的技术问题。
本实用新型为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：
一种CIP清洗装置，包括清洗罐、换热器和控制器，所述清洗罐上部设置有第一进液口、第二进液口、第三进液口和第四进液口；清洗罐下部设置有第一出液口；第一进液口通过工艺水管道与工艺水储罐连通，工艺水管道上设置有工艺水阀V2，第四进液口通过进液管道与清洗水储罐连通，进液管道上设置有清洗罐进水阀V3；
所述清洗罐下部的第一出液口通过出液管与四通的第一端口连通，第一出液管上设置有第一流量计，四通的第二端口与第一排污管道连通，第一排污管道上设置有第一排污阀V5，四通的第三端口与隔膜泵P3的出液端连通，隔膜泵P3的进液端与清洗剂储存罐连通；
所述四通的第四端口通过第一流通管道与供给泵P1的进液端连通，第一流通管道上设置有清洗罐出水阀V4，供给泵P1的出液端通过第二流通管道与板片式换热器的一端连通，板片式换热器的另一端与第三流通管道的一端连通，第三流通管道的另一端与第一三通的第一端口连通，第一三通的第二端口通过第四流通管道与清洗罐的第二进液口连通，第四流通管道上设置有清洗罐进水阀V3；第一三通的第三端口与第五流通管道的一端连通，第五流通管道的另一端与待清洗设备的进液端连通，第五流通管道上设置有清洗设备进水阀V7，第六流通管道的一端与待清洗设备的出液端通过，第六流通管道的另一端与第二三通的第一端口连通，第六流通管道上设置有第二流量计，第二三通的第二端口与第二排污管道连通，第二排污管道上设置有设备排污阀V9，第二三通的第三端口通过第七流通管道与回流泵P2的进液端连通，回流泵P2的出液端与第八流通管道的一端连通，第八流通管道的另一端与第四三通的第一端口连通，第四三通的第二端口与第三排出管道连通，回收管道上设置有预清洗设备出水阀V10，第四三通的第三端口通过第九流通管道与清洗罐的第三进液口连通；
所述清洗罐中设置有温度传感器和液位传感器，工艺水阀V2、清洗罐进水阀V3、清洗罐出水阀V4、清洗罐排污阀V5、清洗罐预热阀V6、清洗设备进水阀V7、循环洗设备出水阀V8、设备排污阀V9和预清洗设备出水阀V10均为电动阀；供给泵P1、回流泵P2、隔膜泵P3、第一流量计、第二流量计、温度传感器、液位传感器、工艺水阀V2、清洗罐进水阀V3、清洗罐出水阀V4、清洗罐排污阀V5、清洗罐预热阀V6、清洗设备进水阀V7、循环洗设备出水阀V8、设备排污阀V9和预清洗设备出水阀V10均与控制器之间电连接。
CIP(cleaning in place)清洗在食品、生物医药等领域得到较广泛的应用。通过设计相应的清洗程序烧录在控制器芯片中，在进行清洗时，只需要通过人机界面选择相应的按钮，就可以实现自动清洗，操作方便、清洗效果好、清洗效率高。另外，采用该CIP清洗装置与人工手洗方法相比较，消除了人工作业的差异会影响清洗效果，还能极大的消除在清洗作业中可能发生的危险，节省劳动力，保护环境，节约清洗剂和水。
进一步改进，所述板片式换热器为电加热换热器，加热时间短，加热效果好。
进一步改进，所述控制器为PLC可编程控制器，芯片型号为FX3U-64MR。可靠性高，抗干扰能力强，系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便。
进一步改进，所述第一流量计、第二流量计通过型号为AD01的A/D转换模块与控制器连接；温度传感器通过型号为TM01的A/D转换模块与控制器连接；供给泵P1、回流泵P2和隔膜泵P3通过RS485模块与控制器通信，抗噪声干扰性能好，通信稳定。
一种采用上述CIP清洗装置对设备进行清洗的方法，将待清洗设备的进液端与第五流通管道的一端连通，待清洗设备的出液端与第六流通管道的一端连通，具体清洗过程包括如下步骤：
1)、对待清洗设备进行预清洗：等待清洗准备工作完成后，打开清洗罐进水阀V3，加入定量清洗水，然后关闭清洗罐进水阀V3；接着先开启阀清洗罐出水阀V4、清洗设备进水阀V7和设备排污阀V9；再开启供给泵P1，对设备进行预清洗；预清洗时间到之后，关闭供给泵P1，然后关闭清洗罐出水阀V4、清洗设备进水阀V7和设备排污阀V9；采用第一流量计、第二流量计测量分别检测清洗罐、清洗设备中预清洗液是否排空。先开启阀清洗罐出水阀V4、清洗设备进水阀V7和设备排污阀V9到工作位置；再开启供给泵P1，保护供给泵，防止供给泵因为反转而烧毁；同样关闭时，先关供给泵P1，再关闭清洗罐出水阀V4、清洗设备进水阀V7和设备排污阀V9。
2)、对待清洗设备进行循环洗：
2.1)、采用热水洗：等待清洗准备完成之后，打开清洗罐进水阀V3，向清洗罐中加入定量清洗水，然后关闭清洗罐进水阀V3，接着先开启清洗罐出水阀V4、清洗设备进水阀V7、循环洗设备出水阀V8，然后开启供给泵P1，再开启回流泵P2，进行循环洗，循环洗时间到后，打开清洗罐排污阀V5、设备排污阀V9，排空清洗液，然后关闭供给泵P1、回流泵P2，再关闭清洗罐出水阀V4、清洗设备进水阀V7、循环洗设备出水阀V8、清洗罐排污阀V5和设备排污阀V9，采用第一流量计、第二流量计测量分别检测清洗罐、清洗设备中预清洗液是否排空。
2.2)、采用化学清洗液洗：等待清洗准备完成之后，先开启清洗罐出水阀V4、清洗设备进水阀V7、循环洗设备出水阀V8，接着开启供给泵P1、回流泵P2，然后开启隔膜泵P3，加入定量的化学清洗液后再关闭隔膜泵P3，进行循环洗，循环洗时间到后，打开清洗罐排污阀V5、设备排污阀V9，排空清洗液，然后关闭供给泵P1、回流泵P2，再关闭清洗罐出水阀V4、清洗设备进水阀V7、循环洗设备出水阀V8、清洗罐排污阀V5和设备排污阀V9，采用第一流量计、第二流量计测量分别检测清洗罐、清洗设备中预清洗液是否排空。
2.3)、采用消毒液洗：等待清洗准备完成之后，先开启清洗罐出水阀V4、清洗设备进水阀V7、循环洗设备出水阀V8，接着开启供给泵P1、回流泵P2，然后开启隔膜泵P3，加入定量的消毒液后再关闭隔膜泵P3，进行循环洗，循环洗时间到后，打开清洗罐排污阀V5、设备排污阀V9，排空清洗液，然后关闭供给泵P1、回流泵P2，再关闭清洗罐出水阀V4、清洗设备进水阀V7、循环洗设备出水阀V8、清洗罐排污阀V5和设备排污阀V9，采用第一流量计、第二流量计测量分别检测清洗罐、清洗设备中预清洗液是否排空。
3)、对待清洗设备进行最终洗：
等待清洗准备工作完成后，打开清洗罐进水阀V3，加入定量清洗水，然后关闭清洗罐进水阀V3；接着先开启清洗罐出水阀V4、清洗设备进水阀V7和预清洗设备出水阀V10；接着开启供给泵P1，再开启回流泵P2，对设备进行最终清洗；最终清洗时间到之后，关闭供给泵P1、回流泵P2，然后关闭清洗罐出水阀V4、清洗设备进水阀V7和预清洗设备出水阀V10；采用第一流量计、第二流量计测量分别检测清洗罐、清洗设备中预清洗液是否排空。
进一步改进，所述清洗准备工作包括：开启工艺水阀V2进工艺水，清洗罐中的清洗水达到设定液位后，关闭工艺水阀V2，接着打开清洗罐出水阀V4、清洗罐预热阀V6，再开启供给泵P1和换热器，用换热器对工艺水进行加热，预热管路和清洗罐，达到预设温度后，先关闭供给泵P1，再清洗罐出水阀V4、清洗罐预热阀V6和换热器。每次清洗之前，均采用工艺水对管路和清洗罐进行预热，且工艺水均作为后续清洗流程中清洗液的一部分。
进一步改进，所述预热设温度为50-60度，达到预热管路和清洗罐的目的。
进一步改进，所述工艺水为蒸馏水。
进一步改进，所述步骤1)中预清洗时间5min，步骤2)中循环洗时间为10min，步骤3)中最终清洗时间为5min，保证设备被充分清洗。
进一步改进，所述步骤1)、2)、3)中均需要开启换热器对清洗液进行加热，保持清洗液的温度为50-60度，提高清洗效果。
与现有技术相比，本实用新型具如下有益效果：
1、通过设计相应的清洗程序烧录在控制器芯片中，在进行清洗时，只需要通过人机界面选择相应的按钮，就可以实现自动清洗，操作方便、清洗效果好、清洗效率高。另外，采用该CIP清洗装置与人工手洗方法相比较，消除了人工作业的差异会影响清洗效果，还能极大的消除在清洗作业中可能发生的危险，节省劳动力，保护环境，节约清洗剂和水。
2、通过预清洗、多次循环洗和最终洗，分步进行多次清洗，保证对设备清洗彻底，不留残液、清洗液。
附图说明
图1为一种新型CIP清洗设备的结构图。
图2为清洗设备的电路图。
图3为流量计、温度传感器的电路连接图。
图4为供给泵、回流泵和隔膜泵的电路连接图。
图5为采用新型CIP清洗装置对设备动进行清洗的流程图。
图6为清洗准备工作流程图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本实用新型实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例一：
如图1-4所示，一种CIP清洗装置，包括清洗罐1、板式换热器13和控制器，所述清洗罐1上部设置有第一进液口、第二进液口、第三进液口和第四进液口；清洗罐下部设置有第一出液口；第一进液口通过工艺水管道与工艺水储罐连通，工艺水管道上设置有工艺水阀V2，第四进液口通过进液管道与清洗水储罐连通，进液管道上设置有清洗罐进水阀V3；
所述清洗罐下部的第一出液口通过出液管与四通的第一端口连通，第一出液管上设置有第一流量计11，四通的第二端口与第一排污管道连通，第一排污管道上设置有第一排污阀V5，四通的第三端口与隔膜泵P3的出液端连通，隔膜泵P3的进液端与清洗剂储存罐连通；
所述四通的第四端口通过第一流通管道与供给泵P1的进液端连通，第一流通管道上设置有清洗罐出水阀V4，供给泵P1的出液端通过第二流通管道与板片式换热器13的一端连通，板片式换热器的另一端与第三流通管道的一端连通，第三流通管道的另一端与第一三通的第一端口连通，第一三通的第二端口通过第四流通管道与清洗罐的第二进液口连通，第四流通管道上设置有清洗罐进水阀V3；第一三通的第三端口与第五流通管道的一端连通，第五流通管道的另一端与待清洗设备的进液端连通，第五流通管道上设置有清洗设备进水阀V7，第六流通管道的一端与待清洗设备的出液端通过，第六流通管道的另一端与第二三通的第一端口连通，第六流通管道上设置有第二流量计12，第二三通的第二端口与第二排污管道连通，第二排污管道上设置有设备排污阀V9，第二三通的第三端口通过第七流通管道与回流泵P2的进液端连通，回流泵P2的出液端与第八流通管道的一端连通，第八流通管道的另一端与第四三通的第一端口连通，第四三通的第二端口与第三排出管道连通，回收管道上设置有预清洗设备出水阀V10，第四三通的第三端口通过第九流通管道与清洗罐的第三进液口连通；
所述清洗罐中设置有温度传感器17，型号为pt100、上液位传感器18和下液位传感器19，工艺水阀V2、清洗罐进水阀V3、清洗罐出水阀V4、清洗罐排污阀V5、清洗罐预热阀V6、清洗设备进水阀V7、循环洗设备出水阀V8、设备排污阀V9和预清洗设备出水阀V10均为电动阀；供给泵P1、回流泵P2、隔膜泵P3、第一流量计11、第二流量计12、温度传感器、液位传感器、工艺水阀V2、清洗罐进水阀V3、清洗罐出水阀V4、清洗罐排污阀V5、清洗罐预热阀V6、清洗设备进水阀V7、循环洗设备出水阀V8、设备排污阀V9和预清洗设备出水阀V10分别与控制器PLC的对应引脚电连接，具体电路连接关系如图2-4所示。图2中R、S、T分别与图4中的L1、L2、L3相对应。第一流量计、第二流量计型号均为4-20mA
在其他实施例中，温度传感器、第一流量计、第二流量可以为其他型号。
该清洗装置的主体为一台清洗罐及其附属设备，安装在待清洗设备附近。清洗罐配有液位传感器、温度传感器和流量机。当某处工艺段的设备需要清洗时，操作人员将摇臂切换到相应的管道，并打开待清洗设备的排污阀，排空待清洗设备中的残留物质。隔膜泵P3可以在清洗过程中手动开启来添加清洗剂。不同的待洗设备对应不同的清洗管径，为了确保清洗过程中的流速及流经喷淋球的合适压力，以保证清洗效果，采用变频器调节供给泵的转速，从而控制清洗液的流量和压力。
在本实施例中，所述板片式换热器为电加热换热器，加热时间短，加热效果好。在其他实施例中，换热器可以为热媒热交换器。
在本实施例中，所述控制器为PLC可编程控制器，芯片型号为FX3U-64MR。可靠性高，抗干扰能力强，系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便。
在本实施例中，所述第一流量计、第二流量计通过型号为AD01的A/D转换模块与控制器连接；温度传感器通过型号为TM01的A/D转换模块与控制器连接；供给泵P1、回流泵P2和隔膜泵P3通过RS485模块与控制器通信，抗噪声干扰性能好，通信稳定。
实施例二：
一种采用上述CIP清洗装置对设备进行清洗的方法，将待清洗设备的进液端与第五流通管道的一端连通，待清洗设备的出液端与第六流通管道的一端通过，具体清洗过程包括如下步骤，如图5所示：
1)、对待清洗设备进行预清洗：等待清洗准备工作完成后，打开清洗罐进水阀V3，加入定量清洗水，然后关闭清洗罐进水阀V3；接着先开启阀清洗罐出水阀V4、清洗设备进水阀V7和设备排污阀V9；再开启供给泵P1，对设备进行预清洗；预清洗时间到之后，关闭供给泵P1，然后关闭清洗罐出水阀V4、清洗设备进水阀V7和设备排污阀V9；采用第一流量计、第二流量计测量分别检测清洗罐、清洗设备中预清洗液是否排空。先开启阀清洗罐出水阀V4、清洗设备进水阀V7和设备排污阀V9到工作位置；再开启供给泵P1，保护供给泵，防止供给泵因为反转而烧毁；同样关闭时，先关供给泵P1，再关闭清洗罐出水阀V4、清洗设备进水阀V7和设备排污阀V9。
2)、对待清洗设备进行循环洗：
2.1)、采用热水洗：等待清洗准备完成之后，打开清洗罐进水阀V3，向清洗罐中加入定量清洗水，然后关闭清洗罐进水阀V3，接着先开启清洗罐出水阀V4、清洗设备进水阀V7、循环洗设备出水阀V8，然后开启供给泵P1，再开启回流泵P2，进行循环洗，循环洗时间到后，打开清洗罐排污阀V5、设备排污阀V9，排空清洗液，然后关闭供给泵P1、回流泵P2，再关闭清洗罐出水阀V4、清洗设备进水阀V7、循环洗设备出水阀V8、清洗罐排污阀V5和设备排污阀V9，采用第一流量计、第二流量计测量分别检测清洗罐、清洗设备中预清洗液是否排空。
2.2)、采用化学清洗液洗：等待清洗准备完成之后，先开启清洗罐出水阀V4、清洗设备进水阀V7、循环洗设备出水阀V8，接着开启供给泵P1、回流泵P2，然后开启隔膜泵P3，加入定量的化学清洗液后再关闭隔膜泵P3，进行循环洗，循环洗时间到后，打开清洗罐排污阀V5、设备排污阀V9，排空清洗液，然后关闭供给泵P1、回流泵P2，再关闭清洗罐出水阀V4、清洗设备进水阀V7、循环洗设备出水阀V8、清洗罐排污阀V5和设备排污阀V9，采用第一流量计、第二流量计测量分别检测清洗罐、清洗设备中预清洗液是否排空。
2.3)、采用消毒液洗：等待清洗准备完成之后，先开启清洗罐出水阀V4、清洗设备进水阀V7、循环洗设备出水阀V8，接着开启供给泵P1、回流泵P2，然后开启隔膜泵P3，加入定量的消毒液后再关闭隔膜泵P3，进行循环洗，循环洗时间到后，打开清洗罐排污阀V5、设备排污阀V9，排空清洗液，然后关闭供给泵P1、回流泵P2，再关闭清洗罐出水阀V4、清洗设备进水阀V7、循环洗设备出水阀V8、清洗罐排污阀V5和设备排污阀V9，采用第一流量计、第二流量计测量分别检测清洗罐、清洗设备中预清洗液是否排空。
3)、对待清洗设备进行最终洗：
等待清洗准备工作完成后，打开清洗罐进水阀V3，加入定量清洗水，然后关闭清洗罐进水阀V3；接着先开启清洗罐出水阀V4、清洗设备进水阀V7和预清洗设备出水阀V10；接着开启供给泵P1，再开启回流泵P2，对设备进行最终清洗；最终清洗时间到之后，关闭供给泵P1、回流泵P2，然后关闭清洗罐出水阀V4、清洗设备进水阀V7和预清洗设备出水阀V10；采用第一流量计、第二流量计测量分别检测清洗罐、清洗设备中预清洗液是否排空。
在本实施例中，如图6所示，所述清洗准备工作包括：开启工艺水阀V2进蒸馏水，达到设定液位后，关闭工艺水阀V2，接着打开清洗罐出水阀V4、清洗罐预热阀V6，再开启供给泵P1和换热器，用换热器对工艺水进行加热，预热管路和清洗罐，达到预设温度后，先关闭供给泵P1，再清洗罐出水阀V4、清洗罐预热阀V6和换热器。每次清洗之前，均采用工艺水对管路和清洗罐进行预热，且工艺水均作为后续清洗流程中清洗液的一部分。
在本实施例中，所述预热设温度为55度，达到预热管路和清洗罐的目的。
在本实施例中，所述步骤1)中预清洗时间5min，步骤2)中循环洗时间为10min，步骤3)中最终清洗时间为5min，保证设备被充分清洗。
在其他实施例中，预清洗时间、循环洗时间，以及最终清洗时间可以根据待清洗设备的不同而调节。
在本实施例中，所述步骤1)、2)、3)中均需要开启换热器对清洗液进行加热，保持清洗液的温度为55度，提高清洗效果。
本实用新型中未做特别说明的均为现有技术或者通过现有技术即可实现，而且本实用新型中所述具体实施案例仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本实用新型的技术范畴。