劉榮
隨著人民生活水平和環(huán)保意識的提高,城市垃圾處理越來越規(guī)范。目前,許多城市采用垃圾運輸車到各個垃圾中轉(zhuǎn)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(tǒng)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(tài),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(dǎo)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(huán)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(diào)研市場的基礎(chǔ)上,利用公司在特種集裝箱研發(fā)方面的優(yōu)勢,結(jié)合城市垃圾處理現(xiàn)狀,研發(fā)出一種城市垃圾運輸專用集裝箱。該新型環(huán)保集裝箱具有應(yīng)用范圍廣、裝載量大、密封性能好等優(yōu)點,具體表現(xiàn)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(xiàn)生活垃圾裝卸自動化;端門采用特殊的密封結(jié)構(gòu),可防止運輸過程中垃圾散落或污水滲漏。
1 新型環(huán)保集裝箱總體設(shè)計思路
城市垃圾中轉(zhuǎn)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(nèi);在垂直壓縮打包工藝下,運輸車翻轉(zhuǎn)集裝箱,使其垂直于裝載工位,通過油缸機構(gòu)將端門打開,從頂部裝載垃圾,再通過壓頭壓縮箱內(nèi)垃圾。垂直壓縮打包工藝的設(shè)備投入相對較少,在城市特別是中小城市垃圾處理系統(tǒng)中的應(yīng)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(fā)新型環(huán)保集裝箱時主要考慮將其應(yīng)用于垂直壓縮工藝?yán)修D(zhuǎn)站,兼用于水平壓縮工藝?yán)修D(zhuǎn)站。
2 新型環(huán)保集裝箱設(shè)計方案
2.1 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及主要技術(shù)參數(shù)
新型環(huán)保集裝箱設(shè)計依據(jù)ISO 1496-1:2013《系列1貨運集裝箱 技術(shù)要求和試驗方法 第1部分:通用集裝箱》和相關(guān)船級社的要求,主要技術(shù)參數(shù)如下:外形尺寸為 讇? 438 mm;開門尺寸為? 054 mm;箱內(nèi)容積為3;箱體總質(zhì)量為25 000 kg;箱體結(jié)構(gòu)強度滿足滿載重箱堆碼3層的要求。
2.2 技術(shù)方案
新型環(huán)保集裝箱采用兩端開門結(jié)構(gòu),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(cè)開門結(jié)構(gòu),另一端采用上翻門結(jié)構(gòu)。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(zhuǎn)垂直于垃圾裝料工位,并通過油缸操作機構(gòu)打開后端箱門裝料;然后,通過頂部液壓壓頭壓縮箱內(nèi)垃圾;最后,關(guān)閉后端箱門,通過專用運輸車將箱體翻轉(zhuǎn)放平,運出裝料工位。新型環(huán)保集裝箱也可采用水平壓縮打包工藝方案,門鎖機構(gòu)采用自動開閉與手動開閉相結(jié)合的操作方式。由于新型環(huán)保集裝箱的一端采用上翻門結(jié)構(gòu),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(tǒng)解鎖上翻門的鎖緊機構(gòu),實現(xiàn)自卸車傾斜卸料。
2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計
(1)箱體為平板加背梁結(jié)構(gòu),在滿足強度要求的前提下追求箱體自重最小化,以達(dá)到增加垃圾裝載量、降低用箱成本的目的。
(2)箱內(nèi)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(cè),箱門能從關(guān)閉狀態(tài)旋轉(zhuǎn)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???
(4)箱門配置人工操作與自動化相結(jié)合的鎖緊機構(gòu),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(fā)生碰擦?xí)r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(gòu),由上、中、下3組鉤板構(gòu)成,保證門扇能關(guān)閉鎖緊到位;鎖桿底部設(shè)置傳動機構(gòu),能將油缸的直線運動變?yōu)殒i桿的旋轉(zhuǎn)運動,以配合自卸車實現(xiàn)液壓自動開關(guān)門。
(6)箱門上鑲嵌密封膠條,可防止箱內(nèi)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(nèi)或箱內(nèi)垃圾異味散發(fā)和污水外溢。
(7)后端單扇箱門鎖桿鎖緊機構(gòu)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(guān)箱門。
(8)前端箱門采用上翻門結(jié)構(gòu),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(gòu)采用側(cè)鎖與底鎖聯(lián)動結(jié)構(gòu),門內(nèi)側(cè)裝配密封膠條,以免當(dāng)集裝箱處于垂直裝料工位時發(fā)生污水滲漏現(xiàn)象。
(10)在采用垂直壓縮打包工藝方案時,通過自動開關(guān)油缸機構(gòu)實現(xiàn)前端箱門的鎖緊和打開。
(11)在操作工位設(shè)置轉(zhuǎn)運導(dǎo)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(dǎo)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(guān)門,然后再裝車,形成流水化作業(yè)。
2.4 設(shè)計創(chuàng)新點
(1)箱體結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計同時滿足手動和自動開關(guān)門操作要求。
(3)前端箱門上翻門結(jié)構(gòu)滿足自卸車自動卸料要求。
(4)兩端開門結(jié)構(gòu)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(cè)鎖與底鎖聯(lián)動結(jié)構(gòu)。
(6)集裝箱與垃圾壓縮機和運輸車的接口配套。
3 新型環(huán)保集裝箱樣箱試驗
設(shè)計完成的新型環(huán)保集裝箱(見圖1)正式投入使用前,依據(jù)ISO 1496-1:2013《系列1貨運集裝箱 技術(shù)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(guān)要求,針對樣箱堆碼、橫向剛性、縱向剛性、吊頂、吊底、側(cè)板、端板等進行相應(yīng)的強度試驗,試驗結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)要求。此外,針對箱體的密封要求,除了進行常規(guī)的水密試驗外,還在箱內(nèi)注水至一定高度后檢查集裝箱在靜態(tài)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(fā)現(xiàn),端門下角部有輕微滲漏現(xiàn)象。通過反復(fù)的路試及靜態(tài)試驗,多次改進箱門框及密封膠條結(jié)構(gòu),使樣箱密封性能達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
4 新型環(huán)保集裝箱市場應(yīng)用與推廣
太倉中集特種物流裝備有限公司研發(fā)的新型環(huán)保集裝箱獲批多項發(fā)明專利,保護內(nèi)容包括后端箱門鎖桿自動鎖緊和打開操作機構(gòu)、前后端箱門特殊密封膠條結(jié)構(gòu)及前端上翻門側(cè)鎖與底鎖聯(lián)動操作機構(gòu)等。具體來講,新型環(huán)保集裝箱主要具有以下優(yōu)點:自動化程度高,作業(yè)人員只須在駕駛室內(nèi)控制操作按鈕,即可通過油缸系統(tǒng)開閉后端箱門和前端箱門,從而有利于提高作業(yè)效率,保障作業(yè)人員人身安全;密封性能良好,端門和門框采用特殊結(jié)構(gòu),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(huán)境污染。目前,新型環(huán)保集裝箱已實現(xiàn)批量化生產(chǎn),應(yīng)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(guī)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(huán)保要求不斷提高;在此背景下,該產(chǎn)品無疑會對城市環(huán)境美化及綜合治理產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。展望未來,新型環(huán)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)