固體廢棄物箱體后門密封結(jié)構研究

薛玉榮，衛(wèi)國防

(1.山西機電職業(yè)技術學院，山西長治046011;2.長治清華機械廠，山西長治046000)

國內(nèi)固體廢棄物運輸主要采用車輛密閉箱體進行，到達填埋場或處理站后傾卸倒料。因此，傾卸倒料所需的密閉箱體開門成為運輸過程中固體廢棄物中留存的液體滲漏滴漏的薄弱環(huán)節(jié)，箱體開門密封的可靠性成為運輸過程中能否避免二次污染的主要環(huán)節(jié)。

目前，密封裝置普遍采用平面橡膠密封，通過螺絲或鑲嵌固定安裝在箱體開門上，使用液壓油缸壓緊。由于與開門結(jié)合的箱體表面在制造過程中造成的高低不平，這種密封裝置對防止固體廢棄物運輸過程中的污水滴漏所造成的二次污染效果不佳;另外，由于密封條壓緊全靠液壓油缸，一旦液壓系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏，同樣無法保證密封的有效性。現(xiàn)在已經(jīng)有生產(chǎn)廠家采用開門、鎖緊分別采用兩種液壓油缸進行驅(qū)動，鎖緊油缸加裝液壓鎖來解決上述問題，但同時又帶來液壓系統(tǒng)復雜、執(zhí)行元件增加、制造成本增加等不利因素。

文中要解決的問題是:克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種箱體后門密封裝置，在保證僅使用一種液壓缸基礎上，通過機構聯(lián)動執(zhí)行箱體開門關閉、鎖緊順序動作后，對箱體開門處進行有效密封，徹底杜絕固體廢棄物運輸過程中的污水滴漏可能造成的二次污染。同時，在方案設置中考慮了由于方案本身帶來的密封條使用壽命降低的情況。

1 影響后門密封可靠性原因分析

1.1 現(xiàn)有箱體后門密封結(jié)構型式

固體廢棄物箱體后門密封裝置，國內(nèi)普遍采用平面橡膠密封，通過螺絲或鑲嵌固定安裝在箱體后門與箱體尾部框架接觸處，通過手動棘輪、彈簧或液壓油缸等外力將橡膠密封條進行壓緊壓縮，達到后門與箱體接觸面的密封，杜絕運輸過程中污水滴漏所造成的二次污染。

到達垃圾填埋場，通過手動棘輪或液壓油缸等外力將后門打開，通過車輛專用裝置將箱體垃圾傾卸，隨后再通過手動棘輪或液壓油缸等外力將后門鎖緊，密封條壓縮到預定要求，達到密封目的。

1.2 現(xiàn)有后門密封結(jié)構問題分析

目前，實際使用的固體廢棄物箱體后門上采用了各種密封形式，使用效果都不理想，主要有以下幾方面因素:

(1)采用手動棘輪等人工干預的方式，鎖緊可靠，但自動化程度低，操作人員勞動強度大，工作效率低，目前屬于逐步淘汰技術。普通的采用液壓油缸鎖緊的方式，由于密封條壓緊全靠液壓油缸，一旦液壓系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏，同樣無法保證密封的有效性。現(xiàn)在已經(jīng)有生產(chǎn)廠家采用開門、鎖緊分別采用兩種液壓油缸進行驅(qū)動，鎖緊油缸加裝液壓鎖來解決上述問題，但同時又帶來液壓系統(tǒng)復雜、執(zhí)行元件增加、制造成本增加等不利因素。

(2)目前，還有一種采用一種液壓油缸、箱體后門和箱體連接處采用豎直長孔的機構，開門時首先在豎直長孔的限制下后門向上運動，使后門脫離鎖緊狀態(tài)，隨后在油缸推動下后門繞豎直長孔上端旋轉(zhuǎn)打開。關閉后門時，在油缸帶動下后門繞豎直長孔上端旋轉(zhuǎn)關閉，之后在豎直長孔的限制下后門向下運動，使后門達到鎖緊狀態(tài)。這種機構的弊端在于每次后門的開啟和閉合過程中，密封條都在受壓情況下與箱體尾部框架端面進行頻繁搓動，導致密封條磨損嚴重，密封條的使用壽命大大縮短，密封效果也難以持久。

(3)部分固體廢棄物箱體后門密封裝置中使用的密封條截面形狀設置不合理，導致密封條彈性較差，在由于焊接變形引起的不平處，局部密封效果較差。

(4)部分固體廢棄物箱體后門密封裝置中安裝密封條的結(jié)構存在缺陷，在豎直和水平連接拐角處采用直角結(jié)構，局部出現(xiàn)棱角，安裝和使用過程中密封條容易在拐角處被棱角切割斷開，成為垃圾液泄漏點。

2 確定目標要求，提出解決技術方案

2.1 提出主要解決問題

通過對現(xiàn)有多種固體廢棄物箱體后門密封裝置主要影響密封可靠性和壽命的因素進行分析后，確定如下解決目標:

(1)重新設計固體廢棄物箱體后門密封裝置中后門的開啟、閉合運動機構，解決密封條在后門的開啟和閉合過程中被頻繁搓動的問題，提高密封條的使用壽命和密封效果。

(2)采用新結(jié)構，重新設計密封條的截面形狀，增加密封條的彈性，提高密封效果。

(3)改變安裝密封條的結(jié)構中豎直和水平連接拐角處的形狀，使其適應密封條，徹底杜絕密封條在拐角處被棱角切割斷開。

2.2 制定對應的解決方案

根據(jù)確定的分析、解決目標要求，分別制定解決方案如下:

(1)將固體廢棄物箱體尾部上方箱體后門和箱體連接處確定為圓孔，杜絕開關門運動對密封條的損壞。同時增加鎖門機構，通過液壓油缸的驅(qū)動，用于對車門的鎖緊和密封條的壓緊。

選取合適運動節(jié)點和連桿機構，確定整體方案以及鎖門機構運動過程，確保后門開閉、鎖緊可靠。增加鎖門機構設計圖，對箱體、后門設計圖進行設計確定。

確定整體方案以及鎖緊機構運動過程后，改變開門油缸安裝距、行程，對開門油缸設計圖進行確定。

制定后門對應鎖緊方式，改用鎖止銷結(jié)構。對后門設計圖進行確定。鎖門機構設計圖如圖1所示。

圖1 后門鎖門機構圖

(2)在截面中增加適當大小圓孔，密封條中空，為密封條壓縮變形提供空間，增加密封條彈性變形能力。

(3)改變后門上安裝密封條的結(jié)構中豎直和水平連接拐角處的形狀，把原來的直角結(jié)構改為大圓角結(jié)構，使密封條在拐角處平滑過渡，徹底杜絕密封條在拐角處被棱角切割斷開現(xiàn)象。后門拐角處局部設計圖如圖2所示。

圖2 后門拐角處局部設計圖

3 結(jié)論

提出了一種箱體開門密封裝置，在保證僅使用一種液壓缸基礎上，通過機構聯(lián)動執(zhí)行箱體開門關閉、鎖緊順序動作后，對箱體開門處有效密封，徹底杜絕固體廢棄物運輸過程中的污水滴漏可能造成的二次污染。同時，在方案設置中考慮由于方案本身帶來的密封條使用壽命降低的情況。

文中所提出的改進方案在某型號固體廢棄物運輸車箱體上進行了驗證，通過實際應用以及產(chǎn)品生產(chǎn)完成后的試驗確認，達到了預期效果，能夠有效地提高垃圾車后門密封可靠性和壽命。

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