一種新型環(huán)保壓縮式垃圾車

劉中華 張寅

關(guān)鍵詞：垃圾分類 污水滴漏 后門裝置 提桶裝置 壓縮裝置

1前言

近年來，隨著國家頒布垃圾分類相關(guān)的法律法規(guī)，各地逐漸實施實行分類收集。以上海為典型，推出干濕垃圾分類法，即先將專項收集的有害垃圾、可回收物單獨收集后，把生活垃圾分類為廚余、果皮垃圾（濕垃圾）和其他垃圾（干垃圾）兩類，干濕分類法為國內(nèi)各地的垃圾分類的主要推行方法。分類濕垃圾主要是剩飯、剩菜、菜皮、果皮及過期食品等廚余果類，垃圾含水率與廚余相關(guān)性大，研究發(fā)現(xiàn)分類濕垃圾含水率相對較高，其值高達(dá)72%。

現(xiàn)有濕垃圾的收運主要采用傳統(tǒng)后裝壓縮式垃圾車或者后高位自裝卸式垃圾車：前者垃圾箱和填裝器結(jié)合面大，垃圾壓縮時壓縮力大（>0.2 MPa），產(chǎn)生的大量高濃度污水易從結(jié)合面處溢出，在垃圾收轉(zhuǎn)運過程中出現(xiàn)污水滴漏現(xiàn)象;后者在收運過程投料口處于敞露狀態(tài)，垃圾及污水可以從敞口飄灑。同時，兩者均無法做到收運過程全密閉，箱體內(nèi)惡臭肆意，對周圍環(huán)境及人員產(chǎn)生影響。垃圾分類后，由于濕垃圾含水高，污水滴漏及異昧外溢問題更為嚴(yán)重，造成環(huán)境二次污染。本文針對濕垃圾特性，設(shè)計出一種針對濕垃圾收運的新型環(huán)保壓縮式垃圾車，解決濕垃圾收運過程中污水滴漏等難題。

2新型環(huán)保壓縮式垃圾車

2.1組成和工作原理

新型環(huán)保壓縮式垃圾車主要由底盤、垃圾箱、液壓系統(tǒng)、推板、壓縮裝置、提桶裝置、后門裝置等組成，如圖1所示。

該新型環(huán)保壓縮式垃圾車采用二類底盤，并加裝新型環(huán)衛(wèi)箱體，箱體內(nèi)側(cè)前端設(shè)有推板，頂部布置了壓縮裝置，后部連接后門裝置及提桶裝置，提桶裝置布置于后門裝置上。

其工作原理示意圖如圖2所示。提桶裝置掛上桶裝垃圾，通過液壓系統(tǒng)驅(qū)動向上提起，提桶裝置翻轉(zhuǎn)垃圾桶，將垃圾倒入箱體內(nèi);當(dāng)箱體后部垃圾堆積到一定程度時，操作壓縮裝置完成壓縮循環(huán)動作，壓縮裝置將垃圾從后部往箱體前端填入并壓緊，如此反復(fù)裝載上料和壓填垃圾直至垃圾填滿整個箱體，再運送至垃圾卸料場，打開后門裝置，推板向后推出，將箱體內(nèi)垃圾卸除。

2.2后門裝置

本新型環(huán)保壓縮式垃圾車后門裝置兼具了箱體尾部密封、投料口及污水滴漏收集功能，其結(jié)構(gòu)及組成如圖3所示。

該后門裝置由料斗、鎖緊裝置、后蓋、擋桶桿及污水收集裝置等組成。料斗頂部鉸點與垃圾箱連接，底部設(shè)計有鎖緊機構(gòu)，實現(xiàn)料斗的鎖止，料斗與箱體結(jié)合面采用密封條密封，為防止密封條老化等原因產(chǎn)生滴漏，料斗底部設(shè)置有污水收集裝置用于收集滴漏的污水;料斗上部為投料口，為防止料口垃圾的飄灑及異味的外溢，加裝了后蓋，后蓋與提桶裝置聯(lián)動，提桶裝置提升時打開，回落后蓋緊，保證了垃圾轉(zhuǎn)運的密閉性;擋桶桿鉸接于后蓋上，后蓋關(guān)閉時，通過料斗上的限位和自重作用緊貼于后蓋下方;后蓋打開時，擋桶桿隨之上升，并因自重順時針旋轉(zhuǎn)至后蓋上的限位桿位置，實現(xiàn)“擋桶”目的，防止翻轉(zhuǎn)的垃圾桶因慣性繼續(xù)翻轉(zhuǎn)而損壞甚至掉落。

2.3新型提桶裝置

該新型提桶裝置采用平面四桿機構(gòu)演化型式中的曲柄滑塊機構(gòu)原理.由掛齒架、滑軌架、翻轉(zhuǎn)架、搖臂和擺臂組成。新型提桶裝置結(jié)構(gòu)組成如圖4所示。

整個上料過程采用了三組液壓缸驅(qū)動完成，可實現(xiàn)對垃圾桶裝載壓緊、垂直提升及翻轉(zhuǎn)倒料，可有效解決傳統(tǒng)后裝壓縮式垃圾車凸輪式四連桿結(jié)構(gòu)提桶裝置上料過程灑料的問題。新型提桶裝置工作原理如圖5所示。

首先一組液壓缸驅(qū)動掛齒架沿滑軌架軌道向上提起，直至壓桶板壓住桶沿，防止桶的脫落;另一組液壓缸驅(qū)動搖臂，整個裝置向上擺動至投料口，搖臂、擺臂及翻轉(zhuǎn)架形成平行四連桿結(jié)構(gòu)，因此垃圾桶在整個過程豎直向上升起，杜絕了垃圾及污水的灑出。在此過程中，由于后蓋通過連桿與搖臂連接，后蓋也將隨搖臂動作向上打開。同時擋桶桿鉸接于后蓋上，隨后蓋向上打開并因自身重力向下擺動至擋桶位置。以上動作完成后，翻轉(zhuǎn)液壓缸驅(qū)動滑軌架實現(xiàn)垃圾桶翻轉(zhuǎn)直至桶沿觸碰到擋桶桿，桶裝垃圾倒入箱體內(nèi);擋桶桿對垃圾桶的限位，有效提高垃圾桶傾翻的穩(wěn)定性，也避免了垃圾桶因慣性力導(dǎo)致桶沿折彎脆斷。反向操作，提桶裝置復(fù)位，上料作業(yè)完成一次循環(huán)動作。垃圾桶在整個提升過程為豎直向上升起，有效避免濕垃圾的高位上料污水及垃圾飄灑問題。為保證提桶裝置的安全性能和使用性能，對翻桶架、滑軌架兩個主要受力件進行有限元分析，計算其結(jié)構(gòu)強度，受力云圖如圖6所示。

經(jīng)過計算，圖6a為翻轉(zhuǎn)架受力云圖，在極限工況下，翻轉(zhuǎn)架上最大應(yīng)力為280MPa，使用材料為Q355B，屈服應(yīng)力為345MPa，因此滿足使用要求;圖6b為滑軌架受力云圖，在極限工況下，滑軌架上最大應(yīng)力位于圖示橫梁上，為310MPa，橫梁處使用材料為Q460，屈服應(yīng)力為460MPa，因此滿足使用要求。

2.4壓縮裝置

該新型環(huán)保壓縮式垃圾車壓縮裝置布置于箱體后端上部，由刮板和滑板組成，其結(jié)構(gòu)與工作原理如圖7所示。

行車時壓縮裝置位于待作業(yè)區(qū)，當(dāng)后部垃圾堆積到一定程度時，執(zhí)行壓縮循環(huán)，滑板液壓缸驅(qū)動滑板沿箱體軌道向后滑動至后部指定位置，刮板刮合向內(nèi)刮合垃圾，而后滑板沿箱體軌道向前滑動至初始位置，將垃圾填入箱體前端并壓緊，最后刮板張開，以此循環(huán)，達(dá)到將垃圾填滿箱體的效果。

傳統(tǒng)后裝壓縮式垃圾車壓縮裝置壓縮垃圾的位置在填裝器與箱體結(jié)合面，故垃圾對結(jié)合面用于密封的密封條產(chǎn)生極大的壓力，導(dǎo)致污水從結(jié)合面處擠出導(dǎo)致滴漏，甚至損壞密封條，產(chǎn)生污水噴灑。另外填裝器里的污水在壓縮機構(gòu)壓縮垃圾時留在了填裝器內(nèi)，無法填入垃圾箱，因此污水滴漏問題難以解決。

本新型環(huán)保壓縮式垃圾車壓縮裝置對垃圾的壓實主要是在滑板沿箱體軌道向前滑動時，該動作過程壓縮裝置全部位于箱體內(nèi)，對料斗與箱體結(jié)合面處的密封條產(chǎn)生的壓力很小，保證了密封條密封的效果，同時，壓縮裝置頂部加裝了蓋板，起到了密閉效果，有效防止了臭氣從頂部外溢。另外本新型環(huán)保壓縮式垃圾車后門代替?zhèn)鹘y(tǒng)后裝壓縮式垃圾車填裝器，整備質(zhì)量大為降低，核定載質(zhì)量提升。鑒于壓縮裝置布置于箱體頂部，可視性較差，本車在駕駛室配備了監(jiān)控系統(tǒng)，可實時查看上料與壓填情況。

3結(jié)語

本文針對垃圾分類中濕垃圾特性，設(shè)計了一款新型環(huán)保壓縮式垃圾車，分別詳述了該車的后門機構(gòu)、提桶裝置、壓縮裝置結(jié)構(gòu)組成及其工作原理，介紹了該裝置在應(yīng)對污水滴漏及異味外溢的針對性設(shè)計，解決了傳統(tǒng)壓縮式垃圾車及其他垃圾車濕垃圾收運污水滴漏和臭氣外溢導(dǎo)致的環(huán)境二次污染等問題，是一款值得推廣的環(huán)保型壓縮式垃圾車。通過設(shè)計人員的不斷努力，新型環(huán)保壓縮式垃圾車將不斷向著精細(xì)化、模塊化和智能化的方向發(fā)展。