種新型環保集裝箱設計

劉榮

隨著人民生活水平和環保意識的提高，城市垃圾處理越來越規范。目前，許多城市采用垃圾運輸車到各個垃圾中轉站收集垃圾并運輸至垃圾處理點的方式集中處理垃圾。傳統的城市垃圾處理方式存在以下缺點：第一，垃圾運輸車的運輸效率較低且密封性較差，在運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，采用垃圾運輸車裝載垃圾無法有效地對垃圾進行壓縮打包處理，導致垃圾運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研市場的基礎上，利用公司在特種集裝箱研發方面的優勢，結合城市垃圾處理現狀，研發出一種城市垃圾運輸專用集裝箱。該新型環保集裝箱具有應用范圍廣、裝載量大、密封性能好等優點，具體表現為：采用水平壓縮打包和垂直壓縮打包兩種垃圾裝載方式，可實現生活垃圾裝卸自動化；端門采用特殊的密封結構，可防止運輸過程中垃圾散落或污水滲漏。

1 新型環保集裝箱總體設計思路

城市垃圾中轉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，運輸車將集裝箱運至垃圾壓縮機的工位，壓縮機將垃圾擠壓打包成塊狀后從水平方向推入集裝箱內；在垂直壓縮打包工藝下，運輸車翻轉集裝箱，使其垂直于裝載工位，通過油缸機構將端門打開，從頂部裝載垃圾，再通過壓頭壓縮箱內垃圾。垂直壓縮打包工藝的設備投入相對較少，在城市特別是中小城市垃圾處理系統中的應用更為普遍。鑒于此，太倉中集特種物流裝備有限公司在研發新型環保集裝箱時主要考慮將其應用于垂直壓縮工藝垃圾中轉站，兼用于水平壓縮工藝垃圾中轉站。

2 新型環保集裝箱設計方案

2.1 設計標準及主要技術參數

新型環保集裝箱設計依據ISO 1496-1：2013《系列1貨運集裝箱 技術要求和試驗方法 第1部分：通用集裝箱》和相關船級社的要求，主要技術參數如下：外形尺寸為 讇？ 438 mm；開門尺寸為？ 054 mm；箱內容積為3；箱體總質量為25 000 kg；箱體結構強度滿足滿載重箱堆碼3層的要求。

2.2 技術方案

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

2.3 結構設計

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

（2）箱內頂部、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，箱門能從關閉狀態旋轉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合的鎖緊機構，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，而且在箱體發生碰擦時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構，由上、中、下3組鉤板構成，保證門扇能關閉鎖緊到位；鎖桿底部設置傳動機構，能將油缸的直線運動變為鎖桿的旋轉運動，以配合自卸車實現液壓自動開關門。

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

（7）后端單扇箱門鎖桿鎖緊機構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箱門。

（8）前端箱門采用上翻門結構，由專用自卸車將集裝箱運至垃圾填埋場卸料。

（9）前端上翻門的鎖緊機構采用側鎖與底鎖聯動結構，門內側裝配密封膠條，以免當集裝箱處于垂直裝料工位時發生污水滲漏現象。

（10）在采用垂直壓縮打包工藝方案時，通過自動開關油缸機構實現前端箱門的鎖緊和打開。

（11）在操作工位設置轉運導軌和操作平臺。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門，然后再裝車，形成流水化作業。

2.4 設計創新點

（1）箱體結構設計兼容水平壓縮打包工藝和垂直壓縮打包工藝。

（2）后端箱門結構設計同時滿足手動和自動開關門操作要求。

（3）前端箱門上翻門結構滿足自卸車自動卸料要求。

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

（5）前端上翻門采用側鎖與底鎖聯動結構。

（6）集裝箱與垃圾壓縮機和運輸車的接口配套。

3 新型環保集裝箱樣箱試驗

設計完成的新型環保集裝箱（見圖1）正式投入使用前，依據ISO 1496-1：2013《系列1貨運集裝箱 技術要求和試驗方法 第1部分：通用集裝箱》和船舶檢驗局的相關要求，針對樣箱堆碼、橫向剛性、縱向剛性、吊頂、吊底、側板、端板等進行相應的強度試驗，試驗結果符合標準要求。此外，針對箱體的密封要求，除了進行常規的水密試驗外，還在箱內注水至一定高度后檢查集裝箱在靜態下和運輸過程中是否存在滲漏情況。在樣箱盛水試驗過程中發現，端門下角部有輕微滲漏現象。通過反復的路試及靜態試驗，多次改進箱門框及密封膠條結構，使樣箱密封性能達到相關標準要求。

4 新型環保集裝箱市場應用與推廣

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