新型密閉式垃圾壓縮存貯設(shè)備設(shè)計(jì)研究

房琪超

摘 要：目前，垃圾中轉(zhuǎn)站在城市垃圾收集中的應(yīng)用比較多，是將垃圾收集好以后送往中轉(zhuǎn)站，然后裝箱封蓋用卡車(chē)送往垃圾處理廠(chǎng)處理。這種方法具有污染環(huán)境、浪費(fèi)資源等不足，也難以適應(yīng)當(dāng)前城市化發(fā)展的需求。本文介紹一種新型密閉式垃圾壓縮存貯設(shè)備，對(duì)其工作原理、結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹，該設(shè)備具有操作方面、設(shè)計(jì)新穎的特點(diǎn)，是當(dāng)前城市垃圾處理中理想的產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：密閉式；垃圾壓縮；設(shè)備；設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)垃圾中轉(zhuǎn)站式垃圾處理方法應(yīng)用中，由于垃圾樓為開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，對(duì)周?chē)h(huán)境會(huì)帶來(lái)影響，且垃圾在裝運(yùn)過(guò)程中，沒(méi)有經(jīng)過(guò)壓縮處理，集裝箱式垃圾清運(yùn)車(chē)的承載量與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相比，少了50%左右，導(dǎo)致集裝箱運(yùn)力資源的浪費(fèi)，且隨著后裝式垃圾壓縮車(chē)的使用，原有的垃圾吊裝設(shè)備與之不匹配，導(dǎo)致壓縮車(chē)效用無(wú)法發(fā)揮。所以傳統(tǒng)垃圾處理模式具有效力低、成本高、人力勞動(dòng)強(qiáng)度大及對(duì)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生二次污染等不足，與當(dāng)前城市發(fā)展及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水平不適應(yīng)。西方發(fā)達(dá)國(guó)家中，對(duì)密閉、壓縮式垃圾收集設(shè)備的應(yīng)用較早，垃圾處理效果較好。隨著我國(guó)城市化建設(shè)步伐的加快，新建小區(qū)內(nèi)垃圾樓不再建造，因此密閉式垃圾壓縮存貯設(shè)備的應(yīng)用成為必然。新型密閉式垃圾壓縮存貯設(shè)備的應(yīng)用，提高了垃圾運(yùn)輸效率、降低了垃圾處理成本、人力勞動(dòng)強(qiáng)度也得到降低，且不會(huì)產(chǎn)生二次污染，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。

1、新型密閉式垃圾壓縮存貯設(shè)備組成結(jié)構(gòu)

電氣控制系統(tǒng)與機(jī)械系統(tǒng)是該新型設(shè)備的兩個(gè)主要組成部分。其中，在機(jī)械系統(tǒng)方面，包含垃圾箱總成、液壓控制系統(tǒng)、壓縮裝置、污水排放系統(tǒng)、排出裝置及噴霧降塵除臭系統(tǒng)等。垃圾箱總成包含排出門(mén)機(jī)構(gòu)、垃圾箱體、推鏟機(jī)構(gòu)、提升斗機(jī)構(gòu)及伸縮蓋等。在垃圾樓地面上安裝垃圾箱，箱體安裝時(shí)，現(xiàn)在地上支設(shè)0.9m高的四腳支架，然后將箱體安裝在支架上。垃圾壓縮設(shè)備的主體是壓縮裝置，包含推鏟、液壓缸、撐桿及導(dǎo)軌等，液壓缸通過(guò)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)壓縮垃圾的目的，壓縮好的垃圾通過(guò)排出門(mén)送往運(yùn)輸車(chē)上。噴霧降塵除臭系統(tǒng)在垃圾上噴灑消毒液，達(dá)到消毒的目的；由液壓泵對(duì)液壓缸驅(qū)動(dòng)，使其做伸縮運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)排出門(mén)的開(kāi)閉控制。不管是排出門(mén)還是投入門(mén)，都將橡膠密封圈裝置在內(nèi)側(cè)，確保密封。整個(gè)系統(tǒng)的核心是液壓控制系統(tǒng)，包含電磁換向閥、液壓泵站、油缸、電器元件及其它閥門(mén)組成，利用對(duì)運(yùn)動(dòng)開(kāi)關(guān)的操作，液壓控制閥接到指令后開(kāi)始工作，完成提升斗的提升，實(shí)現(xiàn)垃圾倒料、壓縮、排出等一系列動(dòng)作。該設(shè)備的應(yīng)用一方面節(jié)約了垃圾處理的時(shí)間，另一方面使設(shè)備的使用效率明顯提高。具體工作流程如圖1所示：

2、新型密閉式垃圾壓縮存貯設(shè)備工作原理

2.1 PLC可編程控制原理

該設(shè)備工作中的一系列動(dòng)作均由PLC可編程控制實(shí)現(xiàn)，垃圾投入時(shí)按下啟動(dòng)按鈕，投入門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，提升斗自動(dòng)提升并將垃圾倒入垃圾箱內(nèi)，然后系統(tǒng)根據(jù)定時(shí)，對(duì)垃圾進(jìn)行自動(dòng)壓縮、消毒及儲(chǔ)存。對(duì)垃圾進(jìn)行清運(yùn)時(shí)，在控制面板上按下自動(dòng)開(kāi)門(mén)按鈕后，垃圾可自動(dòng)排出到清運(yùn)車(chē)中。在這一系列過(guò)程中，可編程控制器通過(guò)邏輯順序控制實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程的控制。該設(shè)備中，可編程控制器采用一體式C40P型結(jié)構(gòu)，也就是在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)布置CPU、電源及I/O，主機(jī)上包含16個(gè)數(shù)字輸出端與24個(gè)數(shù)字量輸入端，同時(shí)也包含大量輔助內(nèi)部繼電器，在設(shè)備具體運(yùn)行中，用到的輸入結(jié)點(diǎn)有16個(gè)，輸出結(jié)點(diǎn)有14個(gè)。

2.2液壓壓縮控制系統(tǒng)原理

在液壓壓縮系統(tǒng)中，主要有溢流閥、液壓泵、油箱、雙作用液壓缸、單向節(jié)流閥及電磁換向閥等部件組成。其工作原理為，將啟動(dòng)按鈕按下后，Y1和Y2同時(shí)通電，液壓缸7和8同時(shí)對(duì)垃圾進(jìn)行定時(shí)壓縮，壓縮結(jié)束后，將按鈕松開(kāi)，液壓缸7和8退回。在實(shí)際工作過(guò)程中，為了確保液壓缸能夠穩(wěn)定工作，將進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路用于油路中，如圖2所示：

2.3污水排放系統(tǒng)

在液壓油缸推力作用下，壓縮系統(tǒng)推鏟運(yùn)行，對(duì)松散的垃圾進(jìn)行壓縮，使垃圾充分壓實(shí)，為了防止在壓實(shí)過(guò)程中出現(xiàn)二次污染，在壓縮過(guò)程中，壓力中的水分會(huì)被擠出，擠出的廢水應(yīng)該直接排入市政污水管道，所以，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中也包含了污水排放系統(tǒng)，由排污管及排污孔構(gòu)成。排污孔布置在垃圾箱體上，對(duì)垃圾進(jìn)行壓縮時(shí)，擠壓出的廢水通過(guò)箱體的排污孔進(jìn)入排污管，排污管與市政污水管道相連，實(shí)現(xiàn)將污水排入市政污水管道的目的。

3、新型密閉式垃圾壓縮存貯設(shè)備的特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的垃圾處理模式相比，新型密閉式垃圾壓縮存貯設(shè)備具有諸多特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，垃圾處理全過(guò)程封閉。在現(xiàn)有垃圾樓尺寸的基礎(chǔ)上，新型垃圾處理設(shè)備垃圾箱采用整體式設(shè)計(jì)，在垃圾進(jìn)料口，設(shè)計(jì)有伸縮式箱蓋，只有在倒入垃圾的時(shí)候箱蓋才處于打開(kāi)狀態(tài)，垃圾倒入完成后箱蓋自動(dòng)關(guān)閉，這樣垃圾就可以在垃圾箱中封閉。并且垃圾在壓縮、存貯及卸料等多個(gè)環(huán)節(jié)中都處于封閉處理狀態(tài)，有效的防止了垃圾脫落、臭氣污染環(huán)境等現(xiàn)象的發(fā)生。第二，自動(dòng)化程度高。由于設(shè)備中采用了PLC自動(dòng)控制循環(huán)作業(yè)模式，所以垃圾處理過(guò)程中都采用的是電氣控制，不需要大量的人力勞動(dòng)，有效的降低了垃圾處理人員的工作強(qiáng)度。第三，垃圾壓實(shí)密度高。在垃圾壓縮過(guò)程中，壓縮裝置的壓縮力度非常大，能夠?qū)⒗械乃?、氣體充分排出，使垃圾壓實(shí)密度增大，在當(dāng)前城市化垃圾產(chǎn)量增大的現(xiàn)狀下，垃圾處理能力的提高能夠滿(mǎn)足處理需求。第四，符合環(huán)保要求。優(yōu)于垃圾運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)和設(shè)備的排出門(mén)能夠進(jìn)行對(duì)接，所以有效的避免在運(yùn)輸過(guò)程中污水及垃圾散落的問(wèn)題，防止了二次污染現(xiàn)象的發(fā)生。垃圾箱排出門(mén)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)較為獨(dú)特，排出門(mén)的開(kāi)啟與關(guān)閉可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，也滿(mǎn)足了密封壓縮及垃圾卸料車(chē)的要求。第五，運(yùn)輸能力提高，運(yùn)輸成本降低。通常情況下，經(jīng)過(guò)壓縮后的垃圾體積比原垃圾量的體積可減少一半以上，因此和傳統(tǒng)垃圾運(yùn)輸效率相比，新型密閉式垃圾壓縮存貯設(shè)備的垃圾運(yùn)輸能力提高了50%以上，垃圾外運(yùn)能力的增強(qiáng)，使車(chē)輛運(yùn)輸次數(shù)減少、油耗降低、人力投入降低，垃圾填埋場(chǎng)所占面積也減少，土地利用效率明顯提升，最終使垃圾運(yùn)輸?shù)某杀窘档汀５诹?，改善城市衛(wèi)生環(huán)境。對(duì)城市垃圾采用壓縮設(shè)備進(jìn)行壓縮以后，在大風(fēng)天氣下不會(huì)出現(xiàn)垃圾飛揚(yáng)的現(xiàn)象，也不會(huì)出現(xiàn)污水滴漏產(chǎn)生的二次污染現(xiàn)象發(fā)生，所以對(duì)環(huán)衛(wèi)工人的健康及城市衛(wèi)生環(huán)境的提高都非常有利。

4、結(jié)語(yǔ)

隨著城市化進(jìn)程的加快，城市垃圾產(chǎn)量不斷增多，傳統(tǒng)垃圾處理模式與當(dāng)前城市化發(fā)展的需求已經(jīng)難以適應(yīng)，在此背景下，新型密閉式垃圾壓縮存貯設(shè)備的出現(xiàn)，與城市發(fā)展的需求更加符合，新型設(shè)備的使用能夠有效的降低人力勞動(dòng)強(qiáng)度、減少垃圾榆樹(shù)費(fèi)用，且設(shè)備投資額不大，運(yùn)行靈活方便，在大城市居民區(qū)內(nèi)的應(yīng)用效果非常好，與我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相適應(yīng)，在我國(guó)城市環(huán)境衛(wèi)生水平的提升方面發(fā)揮著重要作用。

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