HNQS-1103多工位高压喷淋清洗设备
方案介绍
风力发电是当今世界可再生能源开发中，除水电资源外技术最成熟、最具大规模开发和商业化发展前景的发电方式。风能是一种可再生、无污染的绿色能源，是取之不尽、用之不竭的，而且储量十分丰富。风能的大规模开发利用，将会减少石化能源的使用，减少温室气体的排放。在石油储量不断减少、石油价格不断提升的今天。充分利用风能、大力发展风力发电已经成为各国政府的重要选择。
在风力发电机组中，传动机构（即增速齿轮箱）是一个重要的机械部件，其主要作用是将风轮转速增加到发电机要求的转速，由于风轮转速与发电机转速之间的巨大差距，使得齿轮箱成为风力发电机中一个必不可少的部件。而风力发动机的设计寿命一般为20年，如何使齿轮箱在工作过程中保持良好的运行状态，齿轮箱的制造质量十分关键。而作为齿轮箱生产过程中重要的一道工序，就是清洗。
本方案是为江苏惠尔信风电齿轮箱加工车间专门设计的清洗机方案，该方案是在充分吸取我公司同类产品的经验基础上并根据用户的意见而做的一套技术方案。
2 设备总体考虑和工作流程设置
（1）工作室的设置
考虑到工作量不是很大，为了减少总的占地面积，根据与用户讨论的结果，总体考虑一个工作室：即在一个工作室内完成清洗、漂洗、烘干等工艺过程。同时，在工件烘干出件后，可采用吹气的方式对部分没有烘干或没有洗净的地方进行补充喷吹或清洗。
（2）输送的方式
根据用户工件较重，尺寸较大的特点，采用输送车的方式比较合适。同时，为了避免地下开挖过深，输送车的高度将高出地面约700，给设备的吊装提供了方便。
根据工作房的布置情况，特设置两辆工件车，用于工件的输送。工件采用往复式的输送方式。工件车可通过轨道转进出工作室。
对于较大的工件，可直接将工件放在工件车的托架上，对于较小的工件，需要采用工件篮的方式，即将较小工件先放置在工件篮上，然后将工件篮放在托架上。
（3）清洗机的摆放方式
由于将轨道放在高出地面700的高度，因此，储液箱下沉的深度可以降低，主要是考虑地下水浸透的问题。根据实际情况，将地下部分设置为1.4米。对于下部的维修，采用人梯的方式下到地下。这样，设备的主体在地面上的高度将不致太高。
（4）清洗的方式
由于采用喷射清洗的方式，故必须保证不留死角。同时，由于工件的范围较大，为保证每处清洗干净，同时又较少装机容量。故采用固定喷射清洗与扫描喷淋清洗相结合的方式。
由于工件的尺寸较大，为了清洗干净，必须有足够的压力和射程，因此采用高压大口径喷嘴清洗。
（5）工艺流程设计
根据用户的要求和我们的实践经验，设置的工艺流程如下所示：
准备工作→上工件→输送工件到清洗室→喷射清洗→沥水→喷射漂洗→沥水→热风烘干→人工检查并吹水→卸下工件→进入到下次循环
3.工艺流程简介
下面对清洗机的工艺流程做简介：
⑴准备工作：主要是提前给清洗液预热（在首次开机时，预热时间需要1.0小时，），将较小零件装到清洗箱等工作。
⑵上工件：将大的工件直接放在工件车的托架上；对于较小的零件，需要将工件放在工件篮上，然后再摆放到工件小车的托架上。
⑶将工件输送到清洗室：提升清洗室的门，将开动工件输送车，当工件输送车输送到清洗室后，将自动停止到规定的位置上。然后将门下降，使清洗室封闭。
⑷喷射清洗：开启固定与扫描喷射清洗机构。同时开动喷射清洗泵，喷嘴将从四周和上下面对工件进行清洗。
喷射清洗时间大约5～10分钟（可根据工件的实际情况自己设定清洗时间）。
⑸沥水：清洗完毕后，还要留出1到2分钟的时间，让工件上的余水尽量沥下，同时，也让清洗液尽量全部回放流到清洗液储液箱，尽量减少串液。
⑹喷射漂洗：喷射漂洗与喷射清洗的过程是完全相同的，主要的不同就是使用的液体不同，漂洗液主要是清水加防锈液。在喷射漂洗时，将停止清洗泵，同时将相应的阀门切换到漂洗的位置上。
喷射漂洗的时间一般为5分钟。
⑺沥水：同样，为了将流动水尽量回流出清洗室，还要留出1到2分钟的沥水时间，这样，还可以减少烘干的时间。
⑻水分烘干：沥水后，将开启热风机，将热风送到清洗室，对工件进行热风烘干。在烘干时，热风从后下部送入，从前上部排出。
⑼工件回送：在烘干后，启动输送机，将工件回送到出口处。
⑽人工吹水，为保证工件的完全干燥。根据需要，对有些孔（如朝上的盲孔）或存有液体的死角进行人工吹水（备有压缩空气枪）。由于工件的预热效应，吹掉积水的工件将很快干燥。
⑾检查并卸工件：在上料口对工件进行检查，对个别有积水的地方用压缩空气枪吹干，然后用行车将工件从工件输送车上取出，完成工件的整个清洗过程。
⑿整个工件从清洗到结束，大约需要20～40分钟/次（可调整）。大的复杂零件需要时间更长。
⒀本清洗机设置两辆工作小车，小车可以从工作室两端进入清洗室，在清洗一件零件时，另一辆小车在清洗室外，这辆小车可以同时装载零件，大大节约了清洗准备时间，提高了工作效率。
以上整个过程除吹干为人工外，其余全部由设备自动完成。
3 主要技术指标
根据厂方的要求，结合工件的实际情况，确定其主要技术指标如下：
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工作小车：2台
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主机外形尺寸：长×宽×高：约16000mm×10000mm×6400mm（地面下约1.4米，地面上最高5000mm）
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设备占地面积：约16米×10米（含电控柜）
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清洗室尺寸：长×宽×深≈4000mm×3000mm×2000mm，内部为不锈钢材质
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清洗室有效高度：1700mm
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可洗工件尺寸：长X宽X高≈3400mm×2400mmX1700mm
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工件输送车：长X宽X高≈3800mm×2800mmX1700mm工件输送车高度（离地面）：700，工件小车全部防腐处理。
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工件车可承重：10吨
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设备装机总功率：约280 Kw（1小时预热）。平时使用功率：约150KW以下. 其中
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喷射泵功率：37KW
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漂洗泵功率：37KW
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清洗液体加热功率：约60Kw
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漂洗液体加热功率：约60Kw
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水分烘干功率：60Kw
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拖动功率：3 Kw
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门提升电机：1.5 Kw
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风机约：3×3=9 Kw
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排污泵：2.2 Kw
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喷射泵流量：72吨/小时，扬程：108米
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喷射漂洗泵：72吨/小时，扬程：108米
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设备储水量：约4吨
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清洗液温度：40～60℃（可调）
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热风烘干温度：80～120℃（可调）
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压缩空气压力：0.5～0.7Mpa,储气量：0.5m3
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喷射清洗后的排屑方式采用接渣篮的方式
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加热温度可自动控制、温度可调；
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设置抽风排气装置，可在烘干时抽出雾气；
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水箱内设置油水分离装置，油水分离能力超过50L/ h，除油后的清洗液内含油量不大于5ml/L；
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储液箱内设有上下液位计，可对高低液位自动报警
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设有自动排水装置，可对清洗后的流动水自动排除。
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储液槽为双层保温结构，内层为不锈钢材质，设有自动加温装置，温度可设置，设有高低液位计，当液位高出或低于设定液位时，能自动报警。
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漂洗系统设有精密过滤器，精密过滤精度：20μ
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工件输送速率：2米/分钟（可调，变频调速）
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采用西门子或三菱PLC进行控制，可对流程、温度、液位、速度等参数进行控制，并进行高低位限制与报警，设有紧急停止按钮，手动自动可转换。
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采用触摸屏显示与操作，二次元件采用施耐德产品。
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气缸及电磁阀等气动元件采用亚德客或日本SMC产品
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配有压缩空气枪，可对工件根据需要进行吹水处理。
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设备噪音：≤85分贝
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清洗介质：水基清洗液
5 设备构成简介
该设备主要由两大部分组成，即：机械部分和电控部分。下面做简要介绍。
5.1 机械部分
该部分主要由整体机架与壳体、清洗室、门系统、喷射清洗系统、喷射漂洗系统、工件输送系统、旋转喷淋系统、热风烘干系统、手动喷吹机构、排渣与过滤系统、清洗液与漂洗液循环过滤系统、加热系统、储液箱、油水分离器、手动吸尘器等组成。
5.1.1整体机架与壳体
由于该设备体积与承重都较大，故采用较大型的型材焊接成机架，根据目前的使用情况，采用200的槽钢或相应的方通作为主支架，采用10号槽钢为辅支撑。另外采用2mm冷板作为外壳的包装，该机架与清洗室体可做成分离式的，便于运输与安装。
5.1.2清洗室
该清洗室是一个综合工作室，在该室内进行喷射清洗、喷射漂洗、流动水清洗、涂防锈液、烘干等工艺过程。
该清洗室主要由清洗室体、支架、导流槽、各种安装支架等组成。下面分别做简单介绍。
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清洗室体：该室体采用型钢做支撑，内部采用不锈钢板做内封板，防止生锈。外部采用冷板做封闭。内部有保温层，在清洗室的一侧开有门洞，可供工件进出。清洗室的尺寸是4000mm×3000mm×2000mm
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支架：该支架安装在清洗室下部，为的是承受运输车的轨道与支撑。保证以后足够的承重和刚度。
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导流槽：是安装在清洗槽下面的一个锥形槽体，可将清洗后的液体导流到储液箱。
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各种安装架：由于在该清洗室内需要安装喷射清洗系统的喷射系统、扫描喷射机构的安装机构、热风烘干的管道等，因此，在清洗室内还安装有各种安装支架。
5.1.3门机构
该机构是清洗室的进出门，采用上下的方式，该门主要由门体、支架、卷扬机构等组成，下面分别介绍：
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门体：采用内部为型钢支架、外部为不锈钢板组成。该门的面积约为4000×2000，厚度为50；
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支架：该支架主要由型钢组成，为的是放置滑轮等组件，安装在清洗室体顶部，其自身高度为2500；
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卷扬机：该卷扬机的功率为1.5KW,提升速度为2米/分钟（可调）
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滑轮机构：由定滑轮、安装支架等组成。
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到位采用磁感应开关检测方式；
5.1.4喷射清洗系统
该机构主要由高压喷射泵、过滤系统、喷射管、不锈钢管道及喷嘴等组成，喷嘴布置在喷射管上，在喷射清洗时能彻底去除残留的污物。
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喷射清洗系统：该系统主要由喷射泵、喷嘴、管道调压阀、、截止阀、过滤器等组成；
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喷嘴采用不锈钢喷嘴组合布置。大约80只10号喷嘴，在1MPa压力下，流量大约为13升/分；
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清洗泵采用不锈钢耐酸碱立式泵；
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清洗泵流量：72 m3/h；
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清洗泵扬程：108 m
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喷射泵功率：37Kw
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在泵的入口设置了笼式过滤器。
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清洗液的储液箱在清洗室的下部左边，液体通过换向机构回流到储液箱，不需要回液泵，这样可以较彻底的将液体回送到储液箱。
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在导流槽的下部，有换向阀，可根据需要，将液体输送到规定的储液箱
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回送的液体还将经过接渣盒。
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在喷射清洗时，喷射系统是缓慢旋转的。
5.1.5喷射漂洗系统
该机构与喷射清洗系统基本相同，主要由高压喷射泵、过滤系统、喷射管、不锈钢管道及喷嘴等组成，喷嘴布置在喷射管上，在喷射清洗时能彻底去除残留的污物。
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喷射系统：该系统主要由喷射泵、喷嘴、管道、调压阀、截止阀等组成；
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喷嘴采用不锈钢喷嘴组合布置。大约80只10号喷嘴，在1MPa压力下，流量大约为13升/分；
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漂洗泵采用不锈钢耐酸碱立式泵；
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漂洗泵流量：72 m3/h；
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漂洗泵扬程：108 m
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喷射泵功率：37Kw
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在泵的入口设置了笼式过滤器。
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漂洗液的储液箱在漂洗槽的下部，液体直接回流到储液箱，不需要回液泵，这样可以较彻底的将液体回送到储液箱。
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在导流槽的下部，有换向阀，可根据需要，将液体输送到规定的储液箱
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回送的液体直接回到漂洗液储液箱。
5.1.6工件输送系统
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输送系统主要由驱动电机、减速器、链轮、传动链条、支撑轨道、不锈钢链条、张紧机构、定位机构、输送小车、旋转工件架等组成，采用往复运动的方式，其作用就是保证其工件在清洗机内的连续正确传送。
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由电机通过减速器带动输送链轮，然后带动输送链运动。工件小车通过传动链在支撑轨道上运动。为避开中间的喷射清洗机构，采用两边链条带动的方式。链条采用不锈钢材质链条。
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该机采用制动电机拖动，功率为3Kw。根据技术要求，该机的输送速度为2～5米/分。采用变频器调速，以保证平稳运行和准确的定位。
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为保证输送的可靠，避免设备的损坏，设备设有机械与电控联动安全保护，当设备上工件等出现意外如输送不畅影响设备的运行时，由过载保护或工件到位保护将使输送停止。同时发出声光报警信号，从而避免人身伤害及设备事故。
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电气系统及变频器对输送电机具有过载、过流、过压、缺相、漏电等保护功能。
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最大输送工件重量：10T
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采用不锈钢制作工件小车（为节约成本，工件小车也可采用优质钢材制作，通过防腐处理使其具有防锈等功能）。
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工件小车采用方形四轮小车的模式
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设有定位机构。
5.1.7扫描机构
在该方案中，采用了两种扫描清洗的方式，一种是往复式扫描清洗装置，一种是定点旋转扫描清洗装置。
往复式扫描清洗方式，即在一到两根横管上，错开布置许多喷嘴，然后让横管进行移动，对工件的表面进行喷射清洗。
定点旋转扫描清洗装置，采用旋转接头和喷杆结合，将一个横杆上布置多个喷嘴，在水流的作用下，喷射杆能自动旋转，达到扫描清洗的目的。
往复式扫描机构主要由电机减速机构、传动机构、喷嘴、管道等组成。
5.1.8热风烘干系统
该系统主要由高压风机、加热室、风管、空气过滤装置等组成，完成对清洗后工件的烘干。
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该系统主要由高压风机，管道，加热室、不锈钢翅片式加热管、排风系统等组成；
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加热罐采用翅片式不锈钢加热器加热，外部有保温层；采用两处送风的方式送热风。
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热风烘干温度：80～120℃（可调）
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高压风机在加热罐的前面，对加热罐吹风；
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热风通过风管从底部对工件进行喷吹；
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排气装置在漂洗槽的上部前侧；排气装置可通过管道连接到厂里的通风主管，将湿热气体排出室外。
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在进风口设有空气过滤装置，保证烘干空气的干净。
5.1.9人工喷吹装置
为了方便吹掉工件上的余水，特设置了采用压缩空气的人工吹水枪。在烘干以后，可以通过该枪将工件上个别地方的积水吹走，加速其快速干燥。
5.1.10清洗液排渣及过滤系统
该系统主要由过滤网、管道、接渣盒、过滤系统等组成。
由于在清洗的过程中，从工件上洗下的杂质需要及时清理，否则，就会对后续的清洗产生影响。因此，排渣和过滤在清洗机的设计中是很重要的。一般说来，过滤精度低，工件将不能洗干净，但过高，又容易产生堵塞，而且过滤面积要很大，成本会很高。所以合适的过滤精度是非常重要的。在本方案中，对清洗系统，设置了3道过滤。首先，清洗槽中的液体在回流时将首先回送到接渣盒构，对液体进行初过滤，较大颗粒的物质将被过滤，由操作人员每天下班前进行处理。液体经过出渣机构后将经过2道网格，在进入喷射泵或供液泵前，还有一道过滤笼的过滤，以保证过滤的精度。
自动出渣机构由水箱、减速电机、传动机构、刮板、过滤网等组成。
5.1.11漂液体循环过滤系统
在该设备中，为保证漂洗液的质量，特设置了漂洗液循环过滤系统。该系统主要由喷射泵、接渣盒、精密过滤器、管道、储液箱等组成。从工件上流下的液体将首先通过一个接渣盒流入储液箱，储液箱被分成3格，每两格之间用过滤网隔离，过滤网是逐步加密的。在漂洗泵的前面有一个过滤笼，以保证泵的正常工作，在喷射泵的后面，还有一精密过滤器，过滤精度为20μ，确保过滤的质量和过滤精度，提高清洗的质量。
5.1.12加热系统
该设备有三套加热系统，即清洗液的加热、漂洗液的加热，烘干加热。主要由加热元件、加热管、温度传感器等组成。将清洗液和漂洗液加热到合适的温度，可以提高清洗的质量。
由于喷射泵的流量为1.2吨/分钟，清洗也储液槽的液体有限容积按1.5m3进行设计（考虑到泡沫和下部沉淀室的需要），按1小时的预热时间（加热30度）计算。加热功率约为60 kw.该功率是在初次使用时的加热功率。在正常工作后，由于储液箱是有保温层的，在连续使用或者第二天使用时，温度不会降低很多的，故加热的时间不会需要1小时，一般40分钟加热即可。
