小型液壓泵站的一體化集成設(shè)計(jì)

車(chē) 璐，劉 霞，閻慧杰，武麗明，龍玉霞

（山西航天清華裝備有限責(zé)任公司，山西 長(zhǎng)治 046000）

0 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步快速發(fā)展，各級(jí)政府對(duì)環(huán)境衛(wèi)生越來(lái)越重視，相繼把環(huán)衛(wèi)設(shè)施的升級(jí)改造列入主要工作之一。由于以前政府在城市規(guī)劃中對(duì)環(huán)衛(wèi)設(shè)施考慮較少，各城市普遍存在著環(huán)衛(wèi)用地緊張問(wèn)題，環(huán)衛(wèi)設(shè)施的升級(jí)改造不得不在原址進(jìn)行。

垃圾壓縮成套設(shè)備是垃圾中轉(zhuǎn)站生產(chǎn)中極為重要的部分，擔(dān)負(fù)著垃圾壓縮、垃圾箱提門(mén)、車(chē)廂與壓縮機(jī)對(duì)接鎖緊和工作臺(tái)移位等諸多作用。如何能安全可靠地完成任務(wù)，與之相配套的液壓制動(dòng)系統(tǒng)起著重要的作用。

液壓泵站是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源，它提供滿足系統(tǒng)壓力和流量所需要的壓力能，是液壓系統(tǒng)的重要組成部分。泵站設(shè)計(jì)的好壞直接影響液壓系統(tǒng)的工作性能，因此，合理地設(shè)計(jì)泵站結(jié)構(gòu)是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。

按照通常的設(shè)計(jì)思路，常采用液壓站和電氣部分分布式安裝，則要求很大的安裝空間，且調(diào)試?yán)щy。為了解決小型垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站空間限制問(wèn)題，減小土建的施工量，提出將液壓泵站和電氣控制部分集成、優(yōu)化為一個(gè)整體。為增強(qiáng)液壓系統(tǒng)的集成性，突破了常規(guī)的設(shè)計(jì)思路，在液壓站設(shè)計(jì)中采用一體化集成思路。

1 傳統(tǒng)泵站結(jié)構(gòu)分析

傳統(tǒng)垃圾壓縮成套設(shè)備的液壓泵站主要有分體式和外掛式兩種形式，液壓泵站和電氣控制柜分別為獨(dú)立的兩部分。

1.1 分體式液壓泵站

圖1為分體式液壓泵站布置。液壓泵站與壓縮機(jī)及電氣控制柜分開(kāi)布置，液壓泵站及壓縮機(jī)均需單獨(dú)的分線盒與電氣控制柜進(jìn)行通訊連接，控制面板與電氣控制柜為一體，獨(dú)立于液壓泵站。

圖1 分體式液壓泵站布置

該形式設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，布置方便，但占地面積大，且壓縮機(jī)與液壓泵站之間的液壓管路連接復(fù)雜。

1.2 外掛式液壓泵站

圖2為外掛式液壓泵站布置。為簡(jiǎn)化接線及優(yōu)化空間，液壓泵站和壓縮機(jī)集成在一起，電氣控制柜仍與壓縮機(jī)分開(kāi)布置。

圖2 外掛式液壓泵站布置

該形式節(jié)省空間，結(jié)構(gòu)緊湊，簡(jiǎn)化了壓縮機(jī)與液壓泵站之間的液壓管路布置。但電氣控制柜與液壓泵站仍是獨(dú)立布置，并未進(jìn)一步優(yōu)化電氣線路連接。

2 一體化液壓泵站的集成化設(shè)計(jì)

考慮到高效利用空間，進(jìn)一步優(yōu)化液壓系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)，本文在外掛式液壓泵站的基礎(chǔ)上提出了一體化液壓泵站的設(shè)計(jì)思路，電氣控制柜集成于泵站內(nèi)，泵站集成于壓縮機(jī)上，如圖3所示。

一體化液壓泵站在構(gòu)成上可分為兩大部分，即液壓組件部分和電氣控制單元部分，主要由油箱、架體、油泵電機(jī)組、閥組、電氣控制柜等組成，如圖4所示。

圖3 一體化液壓泵站布置

圖4 一體化液壓泵站結(jié)構(gòu)示意圖

泵站整體布局采用全封閉式，所有液壓元件布置于架體內(nèi)，確保配套設(shè)備的整潔，并預(yù)留了執(zhí)行元件液壓管路接口及電源電纜出口。

2.1 油箱優(yōu)化設(shè)計(jì)

為充分利用和節(jié)省泵站空間，油箱設(shè)計(jì)為異形（如圖5所示），從而使油箱儲(chǔ)油量最大化，并將油箱附件全部封閉于泵站內(nèi)部，泵站外部平整，減少了日常垃圾和灰塵的殘留，便于整體垃圾壓縮成套設(shè)備的日常清理。

2.2 電氣優(yōu)化改進(jìn)

此次研制的液壓泵站將電氣元件分為兩個(gè)控制盒，充分利用了結(jié)構(gòu)件內(nèi)部空間，滿足了電氣元件的布置要求。采用壓力傳感器簡(jiǎn)化了垃圾壓縮成套設(shè)備多點(diǎn)控制的數(shù)據(jù)采集，各動(dòng)作的執(zhí)行及液壓輔件報(bào)警功能均采用PLC程序控制。

液壓閥鎖件的端子集中布置于端子箱，電氣控制柜集成于泵站內(nèi)，端子箱與電氣控制柜、控制柜與電機(jī)的連接電纜布置于泵站內(nèi)部，垃圾壓縮機(jī)成套設(shè)備整體布置更加簡(jiǎn)潔，減少了現(xiàn)場(chǎng)安裝工作量。電控柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6所示。

3 三種類型液壓泵站對(duì)比

分體式液壓泵站、外掛式液壓泵站與一體化液壓泵站的對(duì)比分析如表1所示。

一體化液壓泵站結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸充分利用垃圾壓縮成套設(shè)備空隙固定于設(shè)備上，電液集成化程度高，電氣控制柜已集成于泵站內(nèi)，設(shè)備總體布置更加緊湊，可更好地適應(yīng)空間尺寸受限的小型垃圾站，優(yōu)化了垃圾站配置。

目前，該一體化液壓泵站已應(yīng)用于常德垃圾站和太原小型垃圾站，泵站運(yùn)行狀態(tài)良好，如圖7所示。

圖5 油箱結(jié)構(gòu)

圖6 電控柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)

表1 三種類型液壓泵站對(duì)比分析

圖7 一體化泵站運(yùn)行實(shí)物圖

4 結(jié)語(yǔ)

一體化泵站關(guān)系到垃圾壓縮成套設(shè)備的安全運(yùn)行，是垃圾中轉(zhuǎn)站的動(dòng)力源。一體化泵站的采用，避免了之前液壓泵站和電氣控制柜分開(kāi)布置時(shí)對(duì)空間的浪費(fèi)，同時(shí)也簡(jiǎn)化了液壓和電氣的布線，減小了土建的施工量，降低了成本。一體化泵站正向智能化方向發(fā)展，只有充分了解和利用新技術(shù)，打破傳統(tǒng)觀念的約束，改變?cè)O(shè)計(jì)思路，才能真正實(shí)現(xiàn)機(jī)電液一體化等功能，充分發(fā)揮其工程效益。