固体废弃物箱体后门密封结构研究

薛玉荣，卫国防

(1.山西机电职业技术学院，山西长治046011;2.长治清华机械厂，山西长治046000)

国内固体废弃物运输主要采用车辆密闭箱体进行，到达填埋场或处理站后倾卸倒料。因此，倾卸倒料所需的密闭箱体开门成为运输过程中固体废弃物中留存的液体渗漏滴漏的薄弱环节，箱体开门密封的可靠性成为运输过程中能否避免二次污染的主要环节。

目前，密封装置普遍采用平面橡胶密封，通过螺丝或镶嵌固定安装在箱体开门上，使用液压油缸压紧。由于与开门结合的箱体表面在制造过程中造成的高低不平，这种密封装置对防止固体废弃物运输过程中的污水滴漏所造成的二次污染效果不佳;另外，由于密封条压紧全靠液压油缸，一旦液压系统出现泄漏，同样无法保证密封的有效性。现在已经有生产厂家采用开门、锁紧分别采用两种液压油缸进行驱动，锁紧油缸加装液压锁来解决上述问题，但同时又带来液压系统复杂、执行元件增加、制造成本增加等不利因素。

文中要解决的问题是:克服现有技术的不足，提供一种箱体后门密封装置，在保证仅使用一种液压缸基础上，通过机构联动执行箱体开门关闭、锁紧顺序动作后，对箱体开门处进行有效密封，彻底杜绝固体废弃物运输过程中的污水滴漏可能造成的二次污染。同时，在方案设置中考虑了由于方案本身带来的密封条使用寿命降低的情况。

1 影响后门密封可靠性原因分析

1.1 现有箱体后门密封结构型式

固体废弃物箱体后门密封装置，国内普遍采用平面橡胶密封，通过螺丝或镶嵌固定安装在箱体后门与箱体尾部框架接触处，通过手动棘轮、弹簧或液压油缸等外力将橡胶密封条进行压紧压缩，达到后门与箱体接触面的密封，杜绝运输过程中污水滴漏所造成的二次污染。

到达垃圾填埋场，通过手动棘轮或液压油缸等外力将后门打开，通过车辆专用装置将箱体垃圾倾卸，随后再通过手动棘轮或液压油缸等外力将后门锁紧，密封条压缩到预定要求，达到密封目的。

1.2 现有后门密封结构问题分析

目前，实际使用的固体废弃物箱体后门上采用了各种密封形式，使用效果都不理想，主要有以下几方面因素:

(1)采用手动棘轮等人工干预的方式，锁紧可靠，但自动化程度低，操作人员劳动强度大，工作效率低，目前属于逐步淘汰技术。普通的采用液压油缸锁紧的方式，由于密封条压紧全靠液压油缸，一旦液压系统出现泄漏，同样无法保证密封的有效性。现在已经有生产厂家采用开门、锁紧分别采用两种液压油缸进行驱动，锁紧油缸加装液压锁来解决上述问题，但同时又带来液压系统复杂、执行元件增加、制造成本增加等不利因素。

(2)目前，还有一种采用一种液压油缸、箱体后门和箱体连接处采用竖直长孔的机构，开门时首先在竖直长孔的限制下后门向上运动，使后门脱离锁紧状态，随后在油缸推动下后门绕竖直长孔上端旋转打开。关闭后门时，在油缸带动下后门绕竖直长孔上端旋转关闭，之后在竖直长孔的限制下后门向下运动，使后门达到锁紧状态。这种机构的弊端在于每次后门的开启和闭合过程中，密封条都在受压情况下与箱体尾部框架端面进行频繁搓动，导致密封条磨损严重，密封条的使用寿命大大缩短，密封效果也难以持久。

(3)部分固体废弃物箱体后门密封装置中使用的密封条截面形状设置不合理，导致密封条弹性较差，在由于焊接变形引起的不平处，局部密封效果较差。

(4)部分固体废弃物箱体后门密封装置中安装密封条的结构存在缺陷，在竖直和水平连接拐角处采用直角结构，局部出现棱角，安装和使用过程中密封条容易在拐角处被棱角切割断开，成为垃圾液泄漏点。

2 确定目标要求，提出解决技术方案

2.1 提出主要解决问题

通过对现有多种固体废弃物箱体后门密封装置主要影响密封可靠性和寿命的因素进行分析后，确定如下解决目标:

(1)重新设计固体废弃物箱体后门密封装置中后门的开启、闭合运动机构，解决密封条在后门的开启和闭合过程中被频繁搓动的问题，提高密封条的使用寿命和密封效果。

(2)采用新结构，重新设计密封条的截面形状，增加密封条的弹性，提高密封效果。

(3)改变安装密封条的结构中竖直和水平连接拐角处的形状，使其适应密封条，彻底杜绝密封条在拐角处被棱角切割断开。

2.2 制定对应的解决方案

根据确定的分析、解决目标要求，分别制定解决方案如下:

(1)将固体废弃物箱体尾部上方箱体后门和箱体连接处确定为圆孔，杜绝开关门运动对密封条的损坏。同时增加锁门机构，通过液压油缸的驱动，用于对车门的锁紧和密封条的压紧。

选取合适运动节点和连杆机构，确定整体方案以及锁门机构运动过程，确保后门开闭、锁紧可靠。增加锁门机构设计图，对箱体、后门设计图进行设计确定。

确定整体方案以及锁紧机构运动过程后，改变开门油缸安装距、行程，对开门油缸设计图进行确定。

制定后门对应锁紧方式，改用锁止销结构。对后门设计图进行确定。锁门机构设计图如图1所示。

图1 后门锁门机构图

(2)在截面中增加适当大小圆孔，密封条中空，为密封条压缩变形提供空间，增加密封条弹性变形能力。

(3)改变后门上安装密封条的结构中竖直和水平连接拐角处的形状，把原来的直角结构改为大圆角结构，使密封条在拐角处平滑过渡，彻底杜绝密封条在拐角处被棱角切割断开现象。后门拐角处局部设计图如图2所示。

图2 后门拐角处局部设计图

3 结论

提出了一种箱体开门密封装置，在保证仅使用一种液压缸基础上，通过机构联动执行箱体开门关闭、锁紧顺序动作后，对箱体开门处有效密封，彻底杜绝固体废弃物运输过程中的污水滴漏可能造成的二次污染。同时，在方案设置中考虑由于方案本身带来的密封条使用寿命降低的情况。

文中所提出的改进方案在某型号固体废弃物运输车箱体上进行了验证，通过实际应用以及产品生产完成后的试验确认，达到了预期效果，能够有效地提高垃圾车后门密封可靠性和寿命。

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