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,還實現了兩種投料方式;無需專門油缸即可實現上蓋板的開啟和閉合。
關鍵詞:外置動力源 ?舉升式 ?地埋垃圾箱 ?創(chuàng)新設計
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,所產生的生活垃圾也急劇增多。垃圾處理分收存、轉運和處理三個步驟。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”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,整體構造與現有垃圾桶基本類似,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件筑成的存放空間和垃圾收集箱,當垃圾儲存到一定體量后,由專用垃圾運送車取出、運輸到垃圾處理點進行處理[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計空間,可融入設計美學和城市符號,優(yōu)勢明顯,得到了廣泛的應用[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構組成
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,兩部分通常設計成可分開的獨立活動單元.地上部分的外桶設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,或將滿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,存在不同步現象,造成平臺整體穩(wěn)定性不好,有側傾、變形可能。將動力源安置在地埋坑內,有損壞和安全風險,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垃圾等不足。
3 ?外置動力源舉升式地埋垃圾箱的結構設計
針對以上缺點,如圖2所示,設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、連桿機構等組成。舉升架總成通過化學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。小蓋后側用鉸鏈安裝于大蓋上側,內側裝有氣彈簧助力,前側通過轉鎖與大蓋鎖止。大蓋后側用鉸鏈裝于支撐框架上,兩側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,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,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,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)車內的垃圾,直接倒入下方的垃圾箱內。傾倒垃圾結束后,下按小蓋板至轉鎖工作鎖緊小蓋板。
4.3 垃圾收集車清空垃圾桶
垃圾收集車??吭诘芈窭鋫冗叄〕隼嚮蛲庵脛恿卧倪M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,驅動舉升油缸外升工作,剪叉舉升架升高,力傳遞給連桿機構,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,將垃圾箱提掛,并傾倒垃圾箱內垃圾。卸完料,垃圾收集車提料機構將垃圾箱放回原位。
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 ?結語
與內置動力源驅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。目前這一產品已經廣泛在實際中量產使用,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計與實現[J].新疆農機化,2019(3):43-46.
[2] 何立.地埋垃圾收運系統(tǒng)探討與設計[J].浙江樹人大學學報:自然科學版,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.