一種外置動力源舉升式地埋垃圾箱的創(chuàng)新設(shè)計

孫劍 謝寶智

摘 ? 要：分析了傳統(tǒng)舉升式地埋垃圾箱的使用現(xiàn)狀，針對其不足，提出了一種新型的外置動力源舉升式地埋垃圾箱。動力源的外置或車載設(shè)計，從而避免雨水等惡劣環(huán)境造成動力源的損壞，節(jié)約了維護成本，安全可靠;且降低了地埋深度，增強了可布置性。此外，還實現(xiàn)了兩種投料方式;無需專門油缸即可實現(xiàn)上蓋板的開啟和閉合。

關(guān)鍵詞：外置動力源 ?舉升式 ?地埋垃圾箱 ?創(chuàng)新設(shè)計

中圖分類號：TB472 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）02（c）-0062-03

近年來，隨著人們消費水平與消費量的提高，所產(chǎn)生的生活垃圾也急劇增多。垃圾處理分收存、轉(zhuǎn)運和處理三個步驟。其中，垃圾的收存是處理垃圾的前提必要條件，主要有兩種方式，地上垃圾收放和地下垃圾收放[1]。相對于地上垃圾收放系統(tǒng)帶來的蚊蠅滋生、污水橫流、臭氣擾民等諸多“鄰避效應(yīng)”問題，地下垃圾收放系統(tǒng)能更好地解決城市垃圾的分類、儲存及清運，更加環(huán)保并節(jié)約空間。

早在20世紀60年代，瑞典、挪威和丹麥等歐洲國家就開始使用地下垃圾收放方式，如今韓國、馬來西亞、香港和上海等地也已安裝使用，通常也稱地埋式垃圾箱。地埋式垃圾箱分為吸取式地埋垃圾箱、提升或舉升式地埋垃圾箱及氣力運輸式地埋垃圾箱三類。它們都是要由地上和地下兩部分構(gòu)成，地上部分是垃圾投放區(qū)域，包括外桶和垃圾投放口，整體構(gòu)造與現(xiàn)有垃圾桶基本類似，置于地表以上，起到投放垃圾的作用。地下部分是垃圾存放區(qū)域，包括由混凝土或鋼構(gòu)件筑成的存放空間和垃圾收集箱，當(dāng)垃圾儲存到一定體量后，由專用垃圾運送車取出、運輸?shù)嚼幚睃c進行處理[2]。

提升或舉升式地埋垃圾箱因適合使用的場地廣泛，垃圾池容積大，操作省力方便;且在外桶造型上有極大的設(shè)計空間，可融入設(shè)計美學(xué)和城市符號，優(yōu)勢明顯，得到了廣泛的應(yīng)用[2，3]。本文針對傳統(tǒng)舉升式地埋垃圾箱的缺點，進行了創(chuàng)新設(shè)計，將動力源外置或車載，從而根本性地提高了可靠性、降低了故障率、節(jié)約了制造和維護成本。

1 ?傳統(tǒng)舉升式地埋垃圾箱結(jié)構(gòu)組成

如圖1所示，傳統(tǒng)舉升式地埋垃圾箱地上部分的外桶和地下部分的收集箱，兩部分通常設(shè)計成可分開的獨立活動單元.地上部分的外桶設(shè)計有垃圾投入口或投料器;收集箱收集到一定量的垃圾后，通過蓋板油缸將上蓋板頂開;然后由頂出油缸將垃圾箱舉升至地面高度，環(huán)衛(wèi)工人將垃圾箱拖出清空，或?qū)M箱拖至泊桶車上集中清運處理，或使用專業(yè)的垃圾清運車將收集箱清空。對于大容積垃圾箱，使用鉤車拖出帶走，更換新箱。

2 ?傳統(tǒng)舉升式地埋垃圾箱缺點分析

傳統(tǒng)舉升式地埋垃圾箱需要在在地下放置動力源，通過油缸直接舉升垃圾箱放置平臺，所需油缸舉升力大，成本高。且油缸的行程必須大于垃圾箱的高度，使得水泥坑的深度較深，在布置過程中，難以避讓地下水電氣光纜等管線。同時，多油缸舉升垃圾箱放置平臺，存在不同步現(xiàn)象，造成平臺整體穩(wěn)定性不好，有側(cè)傾、變形可能。將動力源安置在地埋坑內(nèi)，有損壞和安全風(fēng)險，維護維修不方便。

其次，也存在投料方式只能通過投料器或投料口投放垃圾，形式單一;蓋板需要通過油缸開啟，增加了成本與控制難度;收集箱體需要設(shè)置出渣口，密封性差，有液體垃圾或污水容易泄漏;無專門裝置收集垃圾箱內(nèi)垃圾等不足。

3 ?外置動力源舉升式地埋垃圾箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計

針對以上缺點，如圖2所示，設(shè)計了新型的舉升式地埋垃圾箱，它主要由水泥坑、舉升架總成、支撐框架總成、上蓋總成、投料器、垃圾箱、連桿機構(gòu)等組成。舉升架總成通過化學(xué)錨栓固定于水泥坑底部;支撐框架總成通過螺栓與水泥坑連接，支撐框架與水泥坑間增加密封膠。

如圖3所示，上蓋總成包括大蓋、小蓋和鉸鏈等。小蓋后側(cè)用鉸鏈安裝于大蓋上側(cè)，內(nèi)側(cè)裝有氣彈簧助力，前側(cè)通過轉(zhuǎn)鎖與大蓋鎖止。大蓋后側(cè)用鉸鏈裝于支撐框架上，兩側(cè)通過連桿與舉升架上的連桿支架連接，投料器裝于小蓋上方。

如圖4所示，剪叉舉升架總成主要由底框架、桁架1、桁架2、桁架3、桁架4、舉升油缸、連桿支架、限位板和平臺板等組成。桁架之間通過銷軸連接形成剪叉運動機構(gòu)，桁架1下端與底框架鉸接式連接，桁架2下端裝有滾輪置于底框架軌槽內(nèi)，桁架4上端與平臺板底部鉸接式連接，桁架3上端裝有滾輪置于平臺板底部軌道槽內(nèi)，連桿支架一端裝于桁架4的長軸上，另一端與桁架2的長軸連接。油缸缸套端裝于桁架2上，活塞桿端與桁架3連接。外置式動力源或車載動力源驅(qū)動油缸伸縮，舉升或回收桁架2和桁架3，桁架4和桁架3隨動，平臺板和連桿支架在桁架4和桁架3作用下隨油缸伸縮上下移動。垃圾箱放置于平臺板上，隨平臺板上下移動，平臺板上裝有垃圾桶限位板。

4 ?外置動力源舉升式地埋垃圾箱工作狀態(tài)分析

4.1 投料口蓋打開投料

如圖2所示，居民或行人用腳踩下投料器腳踏，投料器投料口蓋打開后，零散垃圾或袋裝化垃圾可經(jīng)外桶落入下方的垃圾箱。

4.2 小蓋板開啟環(huán)衛(wèi)車投料

如圖5所示，打開小蓋板上的轉(zhuǎn)鎖，輕提小蓋板，在氣彈簧的作用下小蓋板將自動緩慢開啟;開啟到極限位置后，環(huán)衛(wèi)工人可將小三輪環(huán)衛(wèi)車內(nèi)的垃圾，直接倒入下方的垃圾箱內(nèi)。傾倒垃圾結(jié)束后，下按小蓋板至轉(zhuǎn)鎖工作鎖緊小蓋板。

4.3 垃圾收集車清空垃圾桶

垃圾收集車?？吭诘芈窭鋫?cè)邊，取出垃圾車或外置動力單元的進出油管，與舉升式地埋垃圾箱上的快換接頭對接。啟動動力源，驅(qū)動舉升油缸外升工作，剪叉舉升架升高，力傳遞給連桿機構(gòu)，將上蓋總成頂開的同時，將放置垃圾箱的平臺舉升至路面高度，如圖6所示。

垃圾收集車通過提料機構(gòu)，將垃圾箱提掛，并傾倒垃圾箱內(nèi)垃圾。卸完料，垃圾收集車提料機構(gòu)將垃圾箱放回原位。

操作動力源，舉升油缸收縮，剪叉舉升架下降。舉升架平臺和垃圾箱下降，連桿機構(gòu)隨舉升架下降，拉下蓋板，至上蓋成閉合狀態(tài)，如圖2所示。

5 ?結(jié)語

與內(nèi)置動力源驅(qū)動油缸直接舉升的地埋垃圾箱相比，新型舉升式地埋垃圾箱采用外置動力源或車載動力源，通過剪叉舉升架完成垃圾箱的整體升降運動，提高了平穩(wěn)性，降低了地埋深度，增強了可布置性;且可實現(xiàn)手投料和小型環(huán)衛(wèi)車倒料兩種投垃圾方式。這些創(chuàng)新設(shè)計降低了制造和安裝成本，提高了工作效率，安全可靠，易于維護，且避免視覺和嗅覺的污染，美化了環(huán)境。目前這一產(chǎn)品已經(jīng)廣泛在實際中量產(chǎn)使用，得到了用戶的一致肯定。

參考文獻

[1] 周軍，趙錦濤，張毅，等.地埋式垃圾箱的智能改進設(shè)計與實現(xiàn)[J].新疆農(nóng)機化，2019（3）：43-46.

[2] 何立.地埋垃圾收運系統(tǒng)探討與設(shè)計[J].浙江樹人大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2017，17（1）：62-66.

[3] 宋曼，吳馳宇，閻文舟，等.地埋式垃圾收集系統(tǒng)研究進展[J].輕工機械，2014，32（4）：105-109.