新型密闭式垃圾压缩存贮设备设计研究

房琪超

摘 要：目前，垃圾中转站在城市垃圾收集中的应用比较多，是将垃圾收集好以后送往中转站，然后装箱封盖用卡车送往垃圾处理厂处理。这种方法具有污染环境、浪费资源等不足，也难以适应当前城市化发展的需求。本文介绍一种新型密闭式垃圾压缩存贮设备，对其工作原理、结构等设计进行介绍，该设备具有操作方面、设计新颖的特点，是当前城市垃圾处理中理想的产品。

关键词：密闭式；垃圾压缩；设备；设计

传统垃圾中转站式垃圾处理方法应用中，由于垃圾楼为开放式结构，对周围环境会带来影响，且垃圾在装运过程中，没有经过压缩处理，集装箱式垃圾清运车的承载量与设计标准相比，少了50%左右，导致集装箱运力资源的浪费，且随着后装式垃圾压缩车的使用，原有的垃圾吊装设备与之不匹配，导致压缩车效用无法发挥。所以传统垃圾处理模式具有效力低、成本高、人力劳动强度大及对环境会产生二次污染等不足，与当前城市发展及经济发展的水平不适应。西方发达国家中，对密闭、压缩式垃圾收集设备的应用较早，垃圾处理效果较好。随着我国城市化建设步伐的加快，新建小区内垃圾楼不再建造，因此密闭式垃圾压缩存贮设备的应用成为必然。新型密闭式垃圾压缩存贮设备的应用，提高了垃圾运输效率、降低了垃圾处理成本、人力劳动强度也得到降低，且不会产生二次污染，符合可持续发展的要求。

1、新型密闭式垃圾压缩存贮设备组成结构

电气控制系统与机械系统是该新型设备的两个主要组成部分。其中，在机械系统方面，包含垃圾箱总成、液压控制系统、压缩装置、污水排放系统、排出装置及喷雾降尘除臭系统等。垃圾箱总成包含排出门机构、垃圾箱体、推铲机构、提升斗机构及伸缩盖等。在垃圾楼地面上安装垃圾箱，箱体安装时，现在地上支设0.9m高的四脚支架，然后将箱体安装在支架上。垃圾压缩设备的主体是压缩装置，包含推铲、液压缸、撑杆及导轨等，液压缸通过运动实现压缩垃圾的目的，压缩好的垃圾通过排出门送往运输车上。喷雾降尘除臭系统在垃圾上喷洒消毒液，达到消毒的目的；由液压泵对液压缸驱动，使其做伸缩运动，实现对排出门的开闭控制。不管是排出门还是投入门，都将橡胶密封圈装置在内侧，确保密封。整个系统的核心是液压控制系统，包含电磁换向阀、液压泵站、油缸、电器元件及其它阀门组成，利用对运动开关的操作，液压控制阀接到指令后开始工作，完成提升斗的提升，实现垃圾倒料、压缩、排出等一系列动作。该设备的应用一方面节约了垃圾处理的时间，另一方面使设备的使用效率明显提高。具体工作流程如图1所示：

2、新型密闭式垃圾压缩存贮设备工作原理

2.1 PLC可编程控制原理

该设备工作中的一系列动作均由PLC可编程控制实现，垃圾投入时按下启动按钮，投入门自动打开，提升斗自动提升并将垃圾倒入垃圾箱内，然后系统根据定时，对垃圾进行自动压缩、消毒及储存。对垃圾进行清运时，在控制面板上按下自动开门按钮后，垃圾可自动排出到清运车中。在这一系列过程中，可編程控制器通过逻辑顺序控制实现对过程的控制。该设备中，可编程控制器采用一体式C40P型结构，也就是在一个机箱内布置CPU、电源及I/O，主机上包含16个数字输出端与24个数字量输入端，同时也包含大量辅助内部继电器，在设备具体运行中，用到的输入结点有16个，输出结点有14个。

2.2液压压缩控制系统原理

在液压压缩系统中，主要有溢流阀、液压泵、油箱、双作用液压缸、单向节流阀及电磁换向阀等部件组成。其工作原理为，将启动按钮按下后，Y1和Y2同时通电，液压缸7和8同时对垃圾进行定时压缩，压缩结束后，将按钮松开，液压缸7和8退回。在实际工作过程中，为了确保液压缸能够稳定工作，将进口节流调速回路用于油路中，如图2所示：

2.3污水排放系统

在液压油缸推力作用下，压缩系统推铲运行，对松散的垃圾进行压缩，使垃圾充分压实，为了防止在压实过程中出现二次污染，在压缩过程中，压力中的水分会被挤出，挤出的废水应该直接排入市政污水管道，所以，在系统设计中也包含了污水排放系统，由排污管及排污孔构成。排污孔布置在垃圾箱体上，对垃圾进行压缩时，挤压出的废水通过箱体的排污孔进入排污管，排污管与市政污水管道相连，实现将污水排入市政污水管道的目的。

3、新型密闭式垃圾压缩存贮设备的特点

与传统的垃圾处理模式相比，新型密闭式垃圾压缩存贮设备具有诸多特点，主要表现在以下几个方面：第一，垃圾处理全过程封闭。在现有垃圾楼尺寸的基础上，新型垃圾处理设备垃圾箱采用整体式设计，在垃圾进料口，设计有伸缩式箱盖，只有在倒入垃圾的时候箱盖才处于打开状态，垃圾倒入完成后箱盖自动关闭，这样垃圾就可以在垃圾箱中封闭。并且垃圾在压缩、存贮及卸料等多个环节中都处于封闭处理状态，有效的防止了垃圾脱落、臭气污染环境等现象的发生。第二，自动化程度高。由于设备中采用了PLC自动控制循环作业模式，所以垃圾处理过程中都采用的是电气控制，不需要大量的人力劳动，有效的降低了垃圾处理人员的工作强度。第三，垃圾压实密度高。在垃圾压缩过程中，压缩装置的压缩力度非常大，能够将垃圾中的水分、气体充分排出，使垃圾压实密度增大，在当前城市化垃圾产量增大的现状下，垃圾处理能力的提高能够满足处理需求。第四，符合环保要求。优于垃圾运转车和设备的排出门能够进行对接，所以有效的避免在运输过程中污水及垃圾散落的问题，防止了二次污染现象的发生。垃圾箱排出门机构设计较为独特，排出门的开启与关闭可自动实现，也满足了密封压缩及垃圾卸料车的要求。第五，运输能力提高，运输成本降低。通常情况下，经过压缩后的垃圾体积比原垃圾量的体积可减少一半以上，因此和传统垃圾运输效率相比，新型密闭式垃圾压缩存贮设备的垃圾运输能力提高了50%以上，垃圾外运能力的增强，使车辆运输次数减少、油耗降低、人力投入降低，垃圾填埋场所占面积也减少，土地利用效率明显提升，最终使垃圾运输的成本降低。第六，改善城市卫生环境。对城市垃圾采用压缩设备进行压缩以后，在大风天气下不会出现垃圾飞扬的现象，也不会出现污水滴漏产生的二次污染现象发生，所以对环卫工人的健康及城市卫生环境的提高都非常有利。

4、结语

随着城市化进程的加快，城市垃圾产量不断增多，传统垃圾处理模式与当前城市化发展的需求已经难以适应，在此背景下，新型密闭式垃圾压缩存贮设备的出现，与城市发展的需求更加符合，新型设备的使用能够有效的降低人力劳动强度、减少垃圾榆树费用，且设备投资额不大，运行灵活方便，在大城市居民区内的应用效果非常好，与我国城市经济发展水平相适应，在我国城市环境卫生水平的提升方面发挥着重要作用。

参考文献：

[1]徐贵平，王晓芳，宁海峰.垃圾压缩设备中车厢锁紧机构的改进设计[J].专用汽车，2012，01（14）：75-77.

[2]卢清华，陈智益，范彦斌，张宪民.城市生活垃圾压缩设备的压头及箱体设计与分析[J].工程设计学报，2012，05（17）：356-361+378.

[3]罗龙明.压缩式垃圾车垃圾桶提升机构的设计[J].机电技术，2013，02（16）：79-80.

[4]阮劲松，王传华，吴克.生活垃圾压缩设备研究现状及发展[J].环境卫生工程，2015，01（18）：45-47.

[5]范晓波，郭文卫.移动式垃圾压缩设备智能称重实现方法[J].机械研究与应用，2014，01（09）：82-84.