種新型環(huán)保集裝箱設(shè)計

劉榮

隨著人民生活水平和環(huán)保意識的提高，城市垃圾處理越來越規(guī)范。目前，許多城市采用垃圾運(yùn)輸車到各個垃圾中轉(zhuǎn)站收集垃圾并運(yùn)輸至垃圾處理點(diǎn)的方式集中處理垃圾。傳統(tǒng)的城市垃圾處理方式存在以下缺點(diǎn)：第一，垃圾運(yùn)輸車的運(yùn)輸效率較低且密封性較差，在運(yùn)輸途中存在垃圾散落和污水滲漏的情況；第二，生活垃圾通常處于松散狀態(tài)，采用垃圾運(yùn)輸車裝載垃圾無法有效地對垃圾進(jìn)行壓縮打包處理，導(dǎo)致垃圾運(yùn)輸車的噸位利用率較低。對于人口密集的大城市來說，生活垃圾處理是環(huán)保面臨的一大難題。太倉中集特種物流裝備有限公司在充分調(diào)研市場的基礎(chǔ)上，利用公司在特種集裝箱研發(fā)方面的優(yōu)勢，結(jié)合城市垃圾處理現(xiàn)狀，研發(fā)出一種城市垃圾運(yùn)輸專用集裝箱。該新型環(huán)保集裝箱具有應(yīng)用范圍廣、裝載量大、密封性能好等優(yōu)點(diǎn)，具體表現(xiàn)為：采用水平壓縮打包和垂直壓縮打包兩種垃圾裝載方式，可實現(xiàn)生活垃圾裝卸自動化；端門采用特殊的密封結(jié)構(gòu)，可防止運(yùn)輸過程中垃圾散落或污水滲漏。

1 新型環(huán)保集裝箱總體設(shè)計思路

城市垃圾中轉(zhuǎn)站垃圾壓縮打包通常有兩種方式：一種是水平壓縮打包方式，另一種是垂直壓縮打包方式。在水平壓縮打包方式下，運(yùn)輸車將集裝箱運(yùn)至垃圾壓縮機(jī)的工位，壓縮機(jī)將垃圾擠壓打包成塊狀后從水平方向推入集裝箱內(nèi)；在垂直壓縮打包工藝下，運(yùn)輸車翻轉(zhuǎn)集裝箱，使其垂直于裝載工位，通過油缸機(jī)構(gòu)將端門打開，從頂部裝載垃圾，再通過壓頭壓縮箱內(nèi)垃圾。垂直壓縮打包工藝的設(shè)備投入相對較少，在城市特別是中小城市垃圾處理系統(tǒng)中的應(yīng)用更為普遍。鑒于此，太倉中集特種物流裝備有限公司在研發(fā)新型環(huán)保集裝箱時主要考慮將其應(yīng)用于垂直壓縮工藝?yán)修D(zhuǎn)站，兼用于水平壓縮工藝?yán)修D(zhuǎn)站。

2 新型環(huán)保集裝箱設(shè)計方案

2.1 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及主要技術(shù)參數(shù)

新型環(huán)保集裝箱設(shè)計依據(jù)ISO 1496-1：2013《系列1貨運(yùn)集裝箱 技術(shù)要求和試驗方法 第1部分：通用集裝箱》和相關(guān)船級社的要求，主要技術(shù)參數(shù)如下：外形尺寸為 讇？ 438 mm；開門尺寸為？ 054 mm；箱內(nèi)容積為3；箱體總質(zhì)量為25 000 kg；箱體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足滿載重箱堆碼3層的要求。

2.2 技術(shù)方案

新型環(huán)保集裝箱采用兩端開門結(jié)構(gòu)，兼容垂直壓縮打包和水平壓縮打包工藝方案；其一端采用單扇側(cè)開門結(jié)構(gòu)，另一端采用上翻門結(jié)構(gòu)。垂直壓縮打包工藝方案如下：首先，通過專用運(yùn)輸車將集裝箱翻轉(zhuǎn)垂直于垃圾裝料工位，并通過油缸操作機(jī)構(gòu)打開后端箱門裝料；然后，通過頂部液壓壓頭壓縮箱內(nèi)垃圾；最后，關(guān)閉后端箱門，通過專用運(yùn)輸車將箱體翻轉(zhuǎn)放平，運(yùn)出裝料工位。新型環(huán)保集裝箱也可采用水平壓縮打包工藝方案，門鎖機(jī)構(gòu)采用自動開閉與手動開閉相結(jié)合的操作方式。由于新型環(huán)保集裝箱的一端采用上翻門結(jié)構(gòu)，垃圾運(yùn)輸車將垃圾運(yùn)至焚燒場或填埋場后，可通過自卸車上的油缸操作系統(tǒng)解鎖上翻門的鎖緊機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)自卸車傾斜卸料。

2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計

（1）箱體為平板加背梁結(jié)構(gòu)，在滿足強(qiáng)度要求的前提下追求箱體自重最小化，以達(dá)到增加垃圾裝載量、降低用箱成本的目的。

（2）箱內(nèi)頂部、底部、前端均為斜角過渡，不留死角，方便卸載垃圾和清洗集裝箱。

（3）后端單扇箱門為水平開閉式，鉸鏈軸布置在箱體左側(cè)，箱門能從關(guān)閉狀態(tài)旋轉(zhuǎn)270暗醬锝秈涮遄蟛嗲降奈恢茫涿諾撞可柚霉┒孛胖趕迦氳幕邸？

（4）箱門配置人工操作與自動化相結(jié)合的鎖緊機(jī)構(gòu)，不僅能保證箱門上的密封條緊壓在箱口上從而起到密封作用，而且在箱體發(fā)生碰擦?xí)r能有效避免門鎖被打開的安全隱患。

（5）后端箱門鎖桿采用專用的連桿機(jī)構(gòu)，由上、中、下3組鉤板構(gòu)成，保證門扇能關(guān)閉鎖緊到位；鎖桿底部設(shè)置傳動機(jī)構(gòu)，能將油缸的直線運(yùn)動變?yōu)殒i桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，以配合自卸車實現(xiàn)液壓自動開關(guān)門。

（6）箱門上鑲嵌密封膠條，可防止箱內(nèi)液體滲漏；同時，特殊密封圈的截面壓縮量大，可有效阻止雨水進(jìn)入箱內(nèi)或箱內(nèi)垃圾異味散發(fā)和污水外溢。

（7）后端單扇箱門鎖桿鎖緊機(jī)構(gòu)亦可采取手動操作模式，單人可直接通過手柄或加力桿輕松開關(guān)箱門。

（8）前端箱門采用上翻門結(jié)構(gòu)，由專用自卸車將集裝箱運(yùn)至垃圾填埋場卸料。

（9）前端上翻門的鎖緊機(jī)構(gòu)采用側(cè)鎖與底鎖聯(lián)動結(jié)構(gòu)，門內(nèi)側(cè)裝配密封膠條，以免當(dāng)集裝箱處于垂直裝料工位時發(fā)生污水滲漏現(xiàn)象。

（10）在采用垂直壓縮打包工藝方案時，通過自動開關(guān)油缸機(jī)構(gòu)實現(xiàn)前端箱門的鎖緊和打開。

（11）在操作工位設(shè)置轉(zhuǎn)運(yùn)導(dǎo)軌和操作平臺。在采用垂直壓縮打包工藝方案時，可將箱門打開至一定角度，通過導(dǎo)軌將集裝箱推至裝料工位；裝料完畢后，將集裝箱推出至專門工位關(guān)門，然后再裝車，形成流水化作業(yè)。

2.4 設(shè)計創(chuàng)新點(diǎn)

（1）箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計兼容水平壓縮打包工藝和垂直壓縮打包工藝。

（2）后端箱門結(jié)構(gòu)設(shè)計同時滿足手動和自動開關(guān)門操作要求。

（3）前端箱門上翻門結(jié)構(gòu)滿足自卸車自動卸料要求。

（4）兩端開門結(jié)構(gòu)和特殊密封膠條滿足箱體運(yùn)輸過程中的密封要求，防止垃圾散落或污水滲漏。

（5）前端上翻門采用側(cè)鎖與底鎖聯(lián)動結(jié)構(gòu)。

（6）集裝箱與垃圾壓縮機(jī)和運(yùn)輸車的接口配套。

3 新型環(huán)保集裝箱樣箱試驗

設(shè)計完成的新型環(huán)保集裝箱（見圖1）正式投入使用前，依據(jù)ISO 1496-1：2013《系列1貨運(yùn)集裝箱 技術(shù)要求和試驗方法 第1部分：通用集裝箱》和船舶檢驗局的相關(guān)要求，針對樣箱堆碼、橫向剛性、縱向剛性、吊頂、吊底、側(cè)板、端板等進(jìn)行相應(yīng)的強(qiáng)度試驗，試驗結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)要求。此外，針對箱體的密封要求，除了進(jìn)行常規(guī)的水密試驗外，還在箱內(nèi)注水至一定高度后檢查集裝箱在靜態(tài)下和運(yùn)輸過程中是否存在滲漏情況。在樣箱盛水試驗過程中發(fā)現(xiàn)，端門下角部有輕微滲漏現(xiàn)象。通過反復(fù)的路試及靜態(tài)試驗，多次改進(jìn)箱門框及密封膠條結(jié)構(gòu)，使樣箱密封性能達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 新型環(huán)保集裝箱市場應(yīng)用與推廣

太倉中集特種物流裝備有限公司研發(fā)的新型環(huán)保集裝箱獲批多項發(fā)明專利，保護(hù)內(nèi)容包括后端箱門鎖桿自動鎖緊和打開操作機(jī)構(gòu)、前后端箱門特殊密封膠條結(jié)構(gòu)及前端上翻門側(cè)鎖與底鎖聯(lián)動操作機(jī)構(gòu)等。具體來講，新型環(huán)保集裝箱主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：自動化程度高，作業(yè)人員只須在駕駛室內(nèi)控制操作按鈕，即可通過油缸系統(tǒng)開閉后端箱門和前端箱門，從而有利于提高作業(yè)效率，保障作業(yè)人員人身安全；密封性能良好，端門和門框采用特殊結(jié)構(gòu)，且端門四周裝配特殊密封膠條，以免因運(yùn)輸途中垃圾散落或污水滲漏而造成環(huán)境污染。目前，新型環(huán)保集裝箱已實現(xiàn)批量化生產(chǎn)，應(yīng)用范圍日益廣泛，并逐漸得到越來越多客戶的青睞。隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及人民生活水平的日益提高，人們對城市的環(huán)保要求不斷提高；在此背景下，該產(chǎn)品無疑會對城市環(huán)境美化及綜合治理產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。展望未來，新型環(huán)保集裝箱的市場前景一片光明。

（編輯：曹莉瓊 收稿日期：2018-06-25）