地埋式垃圾箱壓縮裝置的液壓系統設計

李芳

摘要：針對我國的垃圾處理需求及垃圾處理設備研發情況，設計地埋式垃圾壓縮裝置，由壓縮裝置使垃圾變成具有一定密度的塊，通過減小垃圾體積增大垃圾轉運量。根據分析壓縮過程的負載和運動，設計各部分的液壓回路，實現垃圾的壓縮處理。

關鍵詞：壓縮裝置;生活垃圾;設計;液壓

中圖分類號：X705????文獻標識碼：A????文章編號：1674-1161（2019）06-0024-03

當前，發達國家的綜合垃圾處理設施比較完善，垃圾壓縮裝置自動化和機械化程度高，但價格比較昂貴。我國的垃圾處理裝置主要借鑒國外的技術和理論，以模仿和改造壓縮裝置為主，在垃圾處理方面有待完善。針對國垃圾轉運問題，設計地埋式垃圾壓縮裝置，由壓縮裝置使垃圾變成具有一定密度的塊，通過減小垃圾體積增大垃圾轉運量，提高轉運效率。

1 地埋式垃圾壓縮裝置的總體設計方案

1.1 垃圾壓縮裝置工作原理

地埋式垃圾壓縮裝置主要是由舉升部分、壓縮裝置、箱體、開關門部分和鎖門部分組成。其工作流程如圖1所示。

首先，打開儲存部分的門，垃圾車將松散垃圾從箱體頂部的入料口倒入儲存部分，蓋上蓋子。壓縮裝置工作，在液壓缸推動下將垃圾反復推壓成塊，箱滿時蜂鳴報警，提示將垃圾塊推出。垃圾壓縮裝置在頂升油缸的驅動下舉升出地面，推出裝置的出料口與垃圾轉運車對接。出料口閘門處的鎖緊扣打開后，閘門在液壓缸控制下開啟，將垃圾塊推至垃圾車，再自動將垃圾箱回位。如此循環，完成垃圾的壓縮、推出、轉運。

1.2 垃圾壓縮裝置

垃圾壓縮裝置由雙作用伸縮式多級液壓缸、壓縮頭等構成，由液壓站提供動力實現壓縮頭往復運動，完成垃圾的壓縮和推出。壓縮頭由型鋼和鋼板焊接而成，上下各有2個導槽，其在軌道上的運動使壓縮頭按照一定方向運動。

1.3 舉升裝置

舉升裝置由8個焊接支架連接舉升臂組成。舉升臂主采用型鋼焊接結構，由熱軋矩形鋼、鋼板、普通結構鋼焊接成架體。固定液壓缸的固定塊分為2部分，一部分焊接在舉升臂上，一部分焊接在舉升臂上。舉升架固定在底部基座上，通過地腳螺栓固定在地坑內。基座上設有2個焊接有限位架的滾輪槽，使舉升架滿足活動架的運動和舉升要求。4個伸縮式液壓缸必須同步運動，以消除液壓缸之間的相互干擾。

1.4 箱體蓋開關裝置

開關門裝置式由2個尾部固定的普通活塞式液壓缸組成，配合其他運動機構實現集裝箱門的開啟和關閉。2個液壓缸采用同步運動回路。鎖門機構設置在集裝箱門的下端，其鎖動由固定在門上的雙活塞桿液壓缸驅動。其中一個為柱式，另一個為套式，以滿足雙活塞桿液壓缸的工作特點。

2 地埋式垃圾壓縮裝置液壓系統設計

2.1 壓縮過程負載和運動分析

垃圾收集過程需壓縮裝置中的壓縮頭往復運動，使垃圾在每次傾倒后壓縮1次，直至集滿箱。箱體長度決定液壓缸行程，為有效實現垃圾壓縮，采用雙作用的伸縮式多級液壓缸驅動壓縮頭。根據多級液壓缸的結構特點，較粗的伸縮套筒先伸出，工作過程為第一級壓縮→第二級壓縮→第三級壓縮→返回。

2.2 壓縮液壓缸壓力設計

壓縮液壓缸根據載荷和設備類型選擇液壓缸的壓力。根據最大工作負載機計算結果，選擇其設計壓力為16?MPa。

2.3 液壓回路設計

2.3.1 壓縮裝置液壓回路選擇 壓縮過程中的功率較大，負載為阻力負載，且為變載，故采用回油節流調速回路。為使壓縮缸快速返回，在節流閥一側并聯1個單向閥。為使液壓缸在最大壓力時停止壓縮并返回，在進油路上安裝壓力繼電器。當達到調定壓力時，壓力繼電器控制換向閥動作，使液壓缸停止前進并返回。壓縮裝置的液壓回路如圖2所示。

2.3.2 舉升裝置液壓回路選擇 舉升過程中，2個單作用伸縮液壓缸必須同步運動，故采用進油路安裝節流閥的同步運動回路，并串聯1個單向閥，確保舉升暫停時壓力不變。由于是單作用缸，液壓缸返回時在垃圾集裝箱的重力作用下，將油液經一個二位二通換向閥壓回油箱。回油路上的節流閥作用時，集裝箱以一定速度緩慢下降，防止沖擊。舉升裝置的液壓回路如圖3所示。

2.3.3 換向與速度換接回路選擇 根據液壓缸的動作特點，為保證各部分動作互不干擾，各裝置均采用O型機能的電磁換向閥，其中舉升裝置回路采用二位二通電磁換向閥，其余均為三位四通電磁換向閥。根據壓縮過程的壓力變化，壓縮裝置回路的換向閥受壓力繼電器控制。回路確定后，將其組成液壓回路，如圖4所示。2.3.4 液壓系統油源形式選擇 各執行部分液壓缸的運動相對對立，高壓小流量工況及低壓大流量工況不會同時出現，故采用單泵供油的定量泵。

2.3.5 壓力控制回路選擇 開門裝置和鎖門裝置的液壓缸工作壓力較低，為滿足不同的壓力要求，泵出口并聯一組串聯的溢流閥，第一個溢流閥使系統產生低壓，供開門和鎖門裝置使用;第二個溢流閥的調定壓力較高，供壓縮和舉升裝置使用。液壓系統的各元件動作由PLC控制。

3 結論

借鑒國內外先進技術設計的液壓式垃圾轉運設備，各裝置均由液壓驅動。液壓式垃圾轉運設備集垃圾收集壓縮和轉運于一體，能夠高效進行城鎮生活垃圾轉運處理。其特有垃圾壓縮功能，將垃圾以很大的壓縮比進行壓縮處理，可以大大提高垃圾集裝箱的儲備能力。垃圾轉運設備操作方便，工作可靠，日處理能力大，可廣泛應用于城鎮生活垃圾轉運站，解決我國大部分城鎮垃圾集中轉運效率低的問題。

收稿日期：2019-10-08

作者簡介：李???芳（1982—），女，碩士，助教，從事機械制造和機電工程技術方面的研究。

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Design?of?Hydraulic?System?of?Buried?Garbage?Can?Compression?Device

LI?Fang

（School?of?Mechanical?Engineering?Yangzhou?Vocational?University，?Yangzhou?Jiangsu?225000，?China）

Abstract：?According?to?the?demand?of?waste?treatment?in?China?and?the?research?and?development?of?waste?treatment?equipment，?the?buried?waste?compression?device?is?designed?to?make?the?waste?become?a?block?with?a?certain?density，?and?the?volume?of?garbage?can?be?increased?by?reducing?the?volume?of?garbage.?According?to?the?analysis?of?the?compression?process?of?the?load?and?movement，?the?hydraulic?circuit?of?each?part?is?designed?to?realize?the?compression?treatment?of?garbage.

Key?words：?compression?device;?household?garbage;?device;?hydraulic