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(shí)施實(shí)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(xiàng)收集的有害垃圾、可回收物單獨(dú)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(yùn)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(yùn)過程中出現(xiàn)污水滴漏現(xiàn)象;后者在收運(yùn)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(yùn)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(jì)出一種針對濕垃圾收運(yùn)的新型環(huán)保壓縮式垃圾車，解決濕垃圾收運(yùn)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(yùn)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(diǎn)與垃圾箱連接，底部設(shè)計(jì)有鎖緊機(jī)構(gòu)，實(shí)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(yùn)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(shí)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(jī)構(gòu)演化型式中的曲柄滑塊機(jī)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(shí)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(shí)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(jìn)行有限元分析，計(jì)算其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，受力云圖如圖6所示。

經(jīng)過計(jì)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(jī)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(shí)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(shí)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(jì)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(jī)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(jì)，解決了傳統(tǒng)壓縮式垃圾車及其他垃圾車濕垃圾收運(yùn)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(jì)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。