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分析液压生活垃圾集运站设计思路
分析液压生活垃圾集运站设计思路
分析液压生活垃圾集运站设计思路
划
摘 要:本文就生活垃圾连续贮集、液压集运的方案进行了分析、选优,并介绍了液压垃圾集运站的设计概况
关键词:垃圾; 液压集运站 ; 卸料门; 推料板 ; 安全联锁 ; 多级伸缩式套筒油缸; 注料口盖板 ; 单向刮料
一、课题及其背景
前些年,应某市的邀请,本人和单位几位工程技术人员一起,参加了液压生活垃圾集运站设计方案的制订工作。我们首先对原有的生活垃圾集运状况进行了调查。当时,某市共有生活垃圾(人工)集运站十七座,配有美国福特4000-18后装式封闭压缩垃圾车六台。美国福特垃圾车技术先进、性能优良、效率很高。但当时给这些垃圾车上料的方法却很落后,从集运站辖区内街道及住户清扫、收集来的垃圾,每天定时用手推车运到集运站集中,然后福特车开到集运站,集运站职工再把手推车上的垃圾一车一车喂进福特车的进料口,由福特车吸收、压缩进车箱里去,等福特车装完集运站里的垃圾开出集运站,集运站一天一度的垃圾集运工作即告一段落。
显然,这样的集运站方式存在几个弊病:
1.人工喂料时间太长(给一台福特车上满一车垃圾约需二小时),这就影响了福特车的使用效率;
2.人工上料,垃圾散落,灰尘飞扬,形成垃圾的二次污染;
3.因全市福特车少,每天只能在每一座集运站转运一次,加上集运站又没有垃圾贮集设备,这样,每座集运站辖区内的街道、住户每天只能送出一次垃圾。如果因故错过这次机会,住户、街道的垃圾只能过夜存放,这很不利于居民和市区的环境卫生;
4.人工上料,四、五个人在二小时内把近十吨的垃圾装上车,装车现场尘土飞扬,、臭气熏天,集运站工人既耗费体力,又不利于健康。针对以上情况,某市环卫部门对筹建中的垃圾集运站的使用性能提出了几点要求。
⑴垃圾集运站应能贮存垃圾,以便让街道上、住户的垃圾随时清理、随时集中;
⑵集运站贮集垃圾必须做到封闭、压缩,杜绝垃圾对集运站的污染;
⑶集运站给福特车上料必须用机械化或液压设备,代替人工作业。上料速度要快(上满一车不超过10分钟),上料设备务必安全、实用、快捷、简单;
⑷土建设施尽量利用原有的人工集运站厂房。
二、方案筛选
根据我们通过现场调查掌握的情况,根据业主的要求,我们很快对机械化垃圾集运站确定了这样的设计轮廓:
1.集运站设置一个钢制封闭性垃圾贮槽,贮槽有效容积不小于10m3,贮槽出口高度,出口宽度与福特垃圾车的进料口匹配;
2.垃圾车进入贮槽后必须经过压缩,以便充分利用贮槽的容积。压缩工作,由安装在贮槽内的推料板来完成;
3.垃圾倒入贮槽,垃圾在贮槽内压缩、垃圾推出贮槽(亦即给福特垃圾车上料)、贮槽进料门启闭、贮槽出料门启闭等动作均实行机械化或液压传动。
设计轮廓有了,但在采用什么类型的机械化来实现垃圾进槽、垃圾压缩、垃圾出槽的问题上众说纷纭,提出不少方案,归纳起来,有以下类型:
⑴卷扬机牵引:完成垃圾压缩、垃圾出槽以及贮槽门启闭;
⑵履带传动:完成垃圾压缩和垃圾出槽;
⑶皮带输送:完成垃圾压缩和垃圾出槽;
⑷齿轮—齿条机构:完成垃圾压缩和垃圾出槽;
⑸液压传动:完成垃圾进槽、垃圾压缩和垃圾出槽和贮槽门的启闭。
全面认真分析了以上方案的利弊优劣如下:
A.卷扬机牵引
优点:结构简单
问题:从设备配置上看,推料板须用两台慢速卷扬机从两侧同时牵引;另外贮槽进料门、贮槽出料门还得各用一台小卷扬机,这些设备占地面积大,购置费用也不低,且至少得两人操作;
B.履带传动
优点:设备耐用
问题:履带链较长,不可能很平稳,即使传送带上加罩,垃圾泄漏在所难免。同时履带传动噪音大,不适合在市区运行。另外,为了满足贮存10 m3垃圾的要求,履带链必须做得很宽、很长。这样,履带、驱动轮、导向轮及张紧装置都得了专门设计、制作,这样的非标制作,成本太高;
C.皮带输送
优点:结构简单、造价低
问题:皮带承载能力有限,难以承受10 m3压缩垃圾的载荷;
D.齿轮—-齿条机构
优点:传动可靠、结构简单
问题:现场灰尘多,传动件易磨损。另外,齿轮、齿条安装在未经加工的铆焊件上,调整难度大,容易产生较大的传动间隙,形成较大的冲击和噪音;
E、液压传动
优点:动作平稳、结构简单,可以调压、调速,有利于选用最佳的技术参数;可以实现动作联锁,有利于安全操作;可以实现过载保护,可以实现半自动化操作。
问题:推料板液压行程较大,安装有一定难度;因厂房条件的限制,一些集运站,只能安装多级伸缩式双作用油缸,油缸总行程达5米,制造难度大。
经过以上方案比较,我们认为A、B、C、D四种方案弊病较多,不宜采用,而液压传动优点较多,虽有技术难点,但可以克服,因此是可以实施的。
三、方案的细化
1.运作模式和基本参数 (方案一) 附图一
(方案二) 附图二
附图三
附图四
令推料液压缸暂时停前进。就是说,通过点动电磁方向阀按钮,可以较方便地实行推料板断续推动,直到贮槽内垃圾全部推出为止。
生活垃圾集运站设备采用集中操作台操制,为了防止操作人员误操作,设备各相关动作设置安全联锁装置。
为了能在出现异常情况时(如停电、设备故障),生活垃圾集运站仍能实施生活垃圾转运,我们在方案中专门留下应急手推车通道(通道大于1.5 m)。
为了使垃圾初步压缩泄漏出来的脏水能及时排走,在槽底推料板初始位置有地漏,通市区下水道。
由于市内各生活垃圾集运站所处环境各不相同,特别是部分生活垃圾集运站土建施工已经完成,土建结构模式不尽相同,针对这一情况,我们在坚持统一的设计基本模式的原则下,各生活垃圾集运站设计方案在某些问题上要因地制宜地予以考虑,以适应各种不同的环境,各种不同的工况。
2.动力
推料板进退、卸料门启闭、垃圾槽内初步压缩均采用液压动力。液压系统传动原理见附图五,液压系统工作循环电磁阀动作见附表一。 液压传动系统 附图五
3.电气控制及安全联锁装置
⑴卸料门:设抱闸、门的上、下限位装置。
a.当抱闸松开后,卸料门可上、下开关门;
b.当卸料门完全关闭后,由上限位装置停止油缸的关门动作。
⑵注料口盖板:设关闭装置。
a.当推料板在初始位置时,才允许打开盖板;
b.当推料板在工作过程中盖板不能打开。
⑶推料板:设初始位置和终止位置装置。
a.当注料口盖板关闭,卸料门关闭后,推料板在主油缸的低压力下进行垃圾初压缩、如油压力达到规定值后,主油缸返回带动推料板返回初始位置;
b.当注料盖板关闭、卸料门开后,推料板在主油缸的强力推动下进行垃圾出料,当推料板推到终止位置后停止推进,并返加初始位置。
4.推料板
推料板用八只轮子悬挂在贮槽内槽钢导轨上(其中四只轮子有突缘),以防止推料板前后左右歪斜发卡。
为防止推料板后退时将残留在槽底的垃圾刮到槽体后部,推料板设置专门装置(见附图三),可使推料板后退时,能抬起刮刀片,就是说,推料板后退时
