多功能小型洗桶車的設計探究

陳建軍 李征文 孫春林

摘 要：論述了洗桶裝置、水系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、動力系統(tǒng)及其他核心裝置的設計，該車采用全自動封閉式旋轉(zhuǎn)清洗裝置，提高了洗桶效率，不僅可應用于生活中常見的120L或240L垃圾桶清洗作業(yè)，且具備路面養(yǎng)護功能，實現(xiàn)一車多用。

關(guān)鍵詞：洗桶車；垃圾桶清洗；旋轉(zhuǎn)清洗裝置；路面養(yǎng)護

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.09.018

0 引言

長期以來，垃圾桶周邊一直是衛(wèi)生死角，影響市容環(huán)境。目前大多環(huán)衛(wèi)部門采用人工擦洗的方式清洗垃圾桶，效率低，效果不明顯，因此設計自動化小型洗桶車可提高洗桶效率的同時減輕工作人員的勞動強度。

1 總體方案設計

小型洗桶車在長安底盤上開發(fā)，上裝主要由洗桶裝置、水系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)及路面養(yǎng)護裝置等組成，上裝中部為水箱，水箱前部為動力組件，水箱后部為洗桶裝置，車頭設有路面養(yǎng)護裝置。

2 洗桶裝置設計

洗桶裝置是洗桶作業(yè)的執(zhí)行機構(gòu)，對洗桶效率和效果非常重要，目前洗桶車的作業(yè)方式分兩種，一種是滾刷洗桶，這種方式要求洗桶艙空間較大，對桶的適應性差，且滾刷有磨損，維護成本高；另一種是噴水洗桶，這種方式對洗桶艙空間要求不高，對桶適應性較好，維護成本低，因此本車作業(yè)方式選用采用噴水洗桶，主要包括桶外清洗裝置、內(nèi)部清洗裝置和垃圾桶翻轉(zhuǎn)定位裝置。

（1）桶外清洗裝置設計。現(xiàn)有桶外清洗裝置大都是在洗桶艙的周圍設計帶有平移裝置的噴桿，各噴桿在平移裝置上往復移動沖洗垃圾桶個表面，這種設計結(jié)構(gòu)復雜，成本高。本文設計的封閉旋轉(zhuǎn)式洗桶裝置，用于桶外清洗，主要包括旋轉(zhuǎn)噴架、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、旋轉(zhuǎn)接頭等，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置用于定位和驅(qū)動旋轉(zhuǎn)噴架旋轉(zhuǎn)洗桶，旋轉(zhuǎn)接頭用于保證旋轉(zhuǎn)噴架能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)作業(yè)。噴嘴按射流形狀分實心錐形、空心錐形、扇形、柱形，為了確保旋轉(zhuǎn)噴桿能封閉洗桶，本設計選扇形噴嘴[1]。

（2）桶內(nèi)清洗裝置設計。桶內(nèi)清洗裝置采用旋轉(zhuǎn)噴頭。按照噴水軌跡分兩種，一種是二維平面旋轉(zhuǎn)噴頭，需結(jié)合可移裝置進行，另一種是三維立體旋轉(zhuǎn)噴頭，能實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)噴頭固定的情況下進行球面封閉立體洗桶。旋轉(zhuǎn)噴頭按照驅(qū)動方式分液壓、氣動、電力和水力驅(qū)動四種[2]，其中水力驅(qū)動相比前三者而言結(jié)構(gòu)簡單，無需額外驅(qū)動力，能靈活的適用大部分洗桶作業(yè)環(huán)境。因此本設計所選用的噴頭為水力驅(qū)動三維立體旋轉(zhuǎn)噴頭，主要用于洗桶垃圾桶內(nèi)部。

（3）垃圾桶提升裝置設計?，F(xiàn)有的垃圾桶提升裝置翻桶時，其桶蓋都是自由狀態(tài)，這不能滿足本車使用要求，因此本文設計了帶有抱桶蓋功能的垃圾桶翻轉(zhuǎn)裝置。該裝置包括翻轉(zhuǎn)機構(gòu)、提升機構(gòu)和抱桶機構(gòu)。抱桶機構(gòu)用于抱緊垃圾桶及桶蓋，安裝在翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的兩側(cè)。并在空氣彈簧作用下一直有向內(nèi)壓緊的趨勢。提升機構(gòu)設有用于掛桶且間距可調(diào)的掛桶齒，與翻轉(zhuǎn)機構(gòu)滑動連接，在提升缸的帶動下可實現(xiàn)桶的提升和下落，翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的頂部設有用于壓緊垃圾桶的壓桶架，在翻轉(zhuǎn)油缸帶動下實現(xiàn)桶的翻入與翻出。

3 水系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)設計

水系統(tǒng)包括高壓水泵、壓力閥、加熱器、高壓電磁閥等。水箱內(nèi)的水由高壓水泵和壓力閥增壓和穩(wěn)壓后，經(jīng)加熱器升溫，再以高溫高壓狀態(tài)在高壓電磁閥控制下從桶內(nèi)洗桶裝置和桶外洗桶裝置的噴嘴噴出，作用于垃圾桶的各表面。對于常見的油污，當噴嘴出口壓力為15Mpa，作用距離5-500mm間，高壓水的除垢效果很明顯，而且優(yōu)化學溶解清洗[3]，因此本系統(tǒng)采用15Mpa高壓水清洗。

液壓系統(tǒng)主要包括液壓泵、閥組、提升缸、翻轉(zhuǎn)缸、分流器、門鎖油缸、舉升油缸、手油泵和污水泵總成。分流器用于控制門鎖油缸，確保且伸縮時左右油缸同步，避免后門因油缸不同步而造成變形損壞，手油泵用于應急維修時的升箱作業(yè)。

4 動力系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)設計

在環(huán)衛(wèi)專用車領(lǐng)域，燃油環(huán)衛(wèi)車上裝的動力源分兩種，一種是通過底盤取力器獲取動力，常用于底盤靜止時上裝作業(yè)，但取力器處工作時，底盤變速箱換擋常出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象；第二種是用獨立發(fā)動機取力。本文所設計的洗桶車具備路面養(yǎng)護功能，要求車輛邊行走邊噴水，因此本文所設計的洗桶車選用第二種取力方式。

本文設計洗桶車設有副發(fā)動機尾氣換熱裝置，副發(fā)動機尾氣換熱裝置內(nèi)部設有換熱水管，經(jīng)高壓水泵的加壓的循環(huán)水可吸收發(fā)動機尾氣熱量，試驗可知在環(huán)境溫度-1℃時，車內(nèi)水溫維持在15-20℃，滿足冬季使用要求。

5 路面養(yǎng)護裝置設計

路面養(yǎng)護裝置由點射噴水裝置和路面沖洗裝置組成，其中點射噴水裝置設有單個柱狀高壓噴嘴，可上下左右移動以實現(xiàn)目標的追蹤清洗。路面沖洗裝置設有一排均勻分布的高壓扇形噴嘴，可上下移動和左右擺動，以滿足不同用戶作業(yè)需求。

6 總結(jié)

洗桶車在我國還處于發(fā)展的初級階段，這種車輛的大量普及有助于改變我國路邊垃圾桶人工清洗的現(xiàn)狀。與人工洗桶相比，洗桶車可大大改善環(huán)衛(wèi)工人的勞動強度，改善環(huán)衛(wèi)工人的工作環(huán)境，而且洗桶效率也有很大的提高，洗桶完后的污水可用車輛載到統(tǒng)一位置進行定點排放，便于污水的統(tǒng)一凈化處理。

此外本文設計的洗桶車還具路面養(yǎng)護功能，能夠?qū)崿F(xiàn)一車多用，最大程度的提高用戶對車輛的利用率。隨著國家對環(huán)保力度的加大，本文所設計的洗桶車將在環(huán)衛(wèi)專用車領(lǐng)域具有非常廣闊的市場前景。

參考文獻：

[1]劉俊.高壓水射流清洗作業(yè)中噴嘴的設計原理和選型依據(jù)[J].管道技術(shù)與設備，2007（05）：43-44.

[2]石熠.機械清洗用旋轉(zhuǎn)噴頭的結(jié)構(gòu)對比分析研究[J].石油機械，1997，44（01）：97-102.

[3]張?zhí)m芳.高壓水射流清洗污垢時的機理及參數(shù)[J].化學清洗，1997，13（05）：6-9.