地埋式垃圾箱压缩装置的液压系统设计

李芳

摘要：针对我国的垃圾处理需求及垃圾处理设备研发情况，设计地埋式垃圾压缩装置，由压缩装置使垃圾变成具有一定密度的块，通过减小垃圾体积增大垃圾转运量。根据分析压缩过程的负载和运动，设计各部分的液压回路，实现垃圾的压缩处理。

关键词：压缩装置;生活垃圾;设计;液压

中图分类号：X705    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2019）06-0024-03

当前，发达国家的综合垃圾处理设施比较完善，垃圾压缩装置自动化和机械化程度高，但价格比较昂贵。我国的垃圾处理装置主要借鉴国外的技术和理论，以模仿和改造压缩装置为主，在垃圾处理方面有待完善。针对国垃圾转运问题，设计地埋式垃圾压缩装置，由压缩装置使垃圾变成具有一定密度的块，通过减小垃圾体积增大垃圾转运量，提高转运效率。

1 地埋式垃圾压缩装置的总体设计方案

1.1 垃圾压缩装置工作原理

地埋式垃圾压缩装置主要是由举升部分、压缩装置、箱体、开关门部分和锁门部分组成。其工作流程如图1所示。

首先，打开储存部分的门，垃圾车将松散垃圾从箱体顶部的入料口倒入储存部分，盖上盖子。压缩装置工作，在液压缸推动下将垃圾反复推压成块，箱满时蜂鸣报警，提示将垃圾块推出。垃圾压缩装置在顶升油缸的驱动下举升出地面，推出装置的出料口与垃圾转运车对接。出料口闸门处的锁紧扣打开后，闸门在液压缸控制下开启，将垃圾块推至垃圾车，再自动将垃圾箱回位。如此循环，完成垃圾的压缩、推出、转运。

1.2 垃圾压缩装置

垃圾压缩装置由双作用伸缩式多级液压缸、压缩头等构成，由液压站提供动力实现压缩头往复运动，完成垃圾的压缩和推出。压缩头由型钢和钢板焊接而成，上下各有2个导槽，其在轨道上的运动使压缩头按照一定方向运动。

1.3 举升装置

举升装置由8个焊接支架连接举升臂组成。举升臂主采用型钢焊接结构，由热轧矩形钢、钢板、普通结构钢焊接成架体。固定液压缸的固定块分为2部分，一部分焊接在举升臂上，一部分焊接在举升臂上。举升架固定在底部基座上，通过地脚螺栓固定在地坑内。基座上设有2个焊接有限位架的滚轮槽，使举升架满足活动架的运动和举升要求。4个伸缩式液压缸必须同步运动，以消除液压缸之间的相互干扰。

1.4 箱体盖开关装置

开关门装置式由2个尾部固定的普通活塞式液压缸组成，配合其他运动机构实现集装箱门的开启和关闭。2个液压缸采用同步运动回路。锁门机构设置在集装箱门的下端，其锁动由固定在门上的双活塞杆液压缸驱动。其中一个为柱式，另一个为套式，以满足双活塞杆液压缸的工作特点。

2 地埋式垃圾压缩装置液压系统设计

2.1 压缩过程负载和运动分析

垃圾收集过程需压缩装置中的压缩头往复运动，使垃圾在每次倾倒后压缩1次，直至集满箱。箱体长度决定液压缸行程，为有效实现垃圾压缩，采用双作用的伸缩式多级液压缸驱动压缩头。根据多级液压缸的结构特点，较粗的伸缩套筒先伸出，工作过程为第一级压缩→第二级压缩→第三级压缩→返回。

2.2 压缩液压缸压力设计

压缩液压缸根据载荷和设备类型选择液压缸的压力。根据最大工作负载机计算结果，选择其设计压力为16 MPa。

2.3 液压回路设计

2.3.1 压缩装置液压回路选择 压缩过程中的功率较大，负载为阻力负载，且为变载，故采用回油节流调速回路。为使压缩缸快速返回，在节流阀一侧并联1个单向阀。为使液压缸在最大压力时停止压缩并返回，在进油路上安装压力继电器。当达到调定压力时，压力继电器控制换向阀动作，使液压缸停止前进并返回。压缩装置的液压回路如图2所示。

2.3.2 举升装置液压回路选择 举升过程中，2个单作用伸缩液压缸必须同步运动，故采用进油路安装节流阀的同步运动回路，并串联1个单向阀，确保举升暂停时压力不变。由于是单作用缸，液压缸返回时在垃圾集装箱的重力作用下，将油液经一个二位二通换向阀压回油箱。回油路上的节流阀作用时，集装箱以一定速度缓慢下降，防止冲击。举升装置的液压回路如图3所示。

2.3.3 换向与速度换接回路选择 根据液压缸的动作特点，为保证各部分动作互不干扰，各装置均采用O型机能的电磁换向阀，其中举升装置回路采用二位二通电磁换向阀，其余均为三位四通电磁换向阀。根据压缩过程的压力变化，压缩装置回路的换向阀受压力继电器控制。回路确定后，将其组成液压回路，如图4所示。2.3.4 液压系统油源形式选择 各执行部分液压缸的运动相对对立，高压小流量工况及低压大流量工况不会同时出现，故采用单泵供油的定量泵。

2.3.5 压力控制回路选择 开门装置和锁门装置的液压缸工作压力较低，为满足不同的压力要求，泵出口并联一组串联的溢流阀，第一个溢流阀使系统产生低压，供开门和锁门装置使用;第二个溢流阀的调定压力较高，供压缩和举升装置使用。液压系统的各元件动作由PLC控制。

3 结论

借鉴国内外先进技术设计的液压式垃圾转运设备，各装置均由液压驱动。液压式垃圾转运设备集垃圾收集压缩和转运于一体，能够高效进行城镇生活垃圾转运处理。其特有垃圾压缩功能，将垃圾以很大的压缩比进行压缩处理，可以大大提高垃圾集装箱的储备能力。垃圾转运设备操作方便，工作可靠，日處理能力大，可广泛应用于城镇生活垃圾转运站，解决我国大部分城镇垃圾集中转运效率低的问题。

收稿日期：2019-10-08

作者简介：李   芳（1982—），女，硕士，助教，从事机械制造和机电工程技术方面的研究。

參考文献

[1] 杨鹏.垃圾压块机液压控制系统的设计与研究[D].青岛：青岛科技大学，2012.

[2] 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（1）：45-47.

[3] 胡彩云.新型水平垃圾压缩机的设计与研究[D].长沙：中南大学，2013.

[4] 宋曼，吴驰宇，阎文舟，等.地埋式垃圾收集系统研究进展[J].轻工机械，2014（4）：105-109.

Design of Hydraulic System of Buried Garbage Can Compression Device

LI Fang

（School of Mechanical Engineering Yangzhou Vocational University， Yangzhou Jiangsu 225000， China）

Abstract： According to the demand of waste treatment in China and the research and development of waste treatment equipment， the buried waste compression device is designed to make the waste become a block with a certain density， and the volume of garbage can be increased by reducing the volume of garbage. According to the analysis of the compression process of the load and movement， the hydraulic circuit of each part is designed to realize the compression treatment of garbage.

Key words： compression device; household garbage; device; hydraulic