城市生活垃圾处理设备的研发及应用研究

余玉麟（江苏维尔利环保科技股份有限公司,江苏　常州　213200）

城市生活垃圾处理设备的研发及应用研究

余玉麟
（江苏维尔利环保科技股份有限公司,江苏常州213200）

摘要：城市生活垃圾处理的力度直接的决定了一座城市的风貌，如何做好城市生活垃圾的处理工作，不仅关系到城市的环境与面貌，同时也与人们的生活质量有着紧密的联系。城市生活垃圾处理设备致力于处理城市人们生产、生活所产生的各种垃圾，在改善城市环境与提高人们生活质量方面有着重要的作用。本文主要分析了目前城市生活垃圾的处理现状，

关键词：城市生活垃圾；垃圾处理设备；设备研发；设备应用

0　引言

近几年里，随着政府对城市环境建设力度的不断加大，我国城市生活垃圾的治理得到了一定程度的提高，城市面貌以及人们的生活质量都得到了不同的提高。目前我国的城市生活垃圾处理正向着“无害化、资源化、减量化”的方向进行发展。城市生活垃圾的处理是一项系统、繁杂的工作，因此想要彻底的处理好城市生活垃圾，不仅需要依靠政府的大力支持，管理者的全面部署，同时相应的生活垃圾处理设备的研发与应用也有着不可替代的重要地位。

1　城市生活垃圾的分类

城市的生活垃圾大致的可以分为可回收与不可回收两大类，其中可回收的城市生活垃圾又主要包含了金属、布料、玻璃、塑料以及废纸等五大类。金属主要是人们生活所用的罐头盒、易拉罐以及其他废铁等等。布料主要是人们所废弃的衣服，生活中所用的抹布、桌布以及小孩上学使用的书包等等。玻璃主要是人们生活使用的茶杯、花瓶、镜子等等。塑料类的则主要是生活中所使用的各种类型的塑料袋，以及各种饮料瓶等等。废纸则包含了各类杂志、报刊以及其他的生活用纸。

2　国内城市生活垃圾的处理现状

城市生活垃圾主要是指城市中的人们日常生活所产生固体废物，随着城市人口的不断增加，每年城市生活垃圾的增长幅度也越来越大，大量的城市生活垃圾不仅严重的影响了一座城市的市容，同时也给人们的生活环境造成了巨大的污染，也对人们的身体健康形成了巨大的威胁。在我国，由于每个城市的生活垃圾的成分存在着巨大的差异，因此每个城市的生活垃圾处理应该根据各自城市生活垃圾的特点进行选择。生活垃圾的处理方式主要有三大类，分别是堆放、填埋以及焚烧。

3　城市生活垃圾处理设备的研发与应用

3.1城市生活垃圾处理设备推板结构的拓扑优化设计

（1）推板的结构分析。图一是我国某城市的生活垃圾处理设备的推板结构图，生活垃圾处理设备在进行工作时，设备的液压油缸会作用在推板上，从而让推板沿着箭头所指的方向进行移动，从而将垃圾进行压缩，将垃圾中所含有的空气、水分的压出，当液压泵的压强增加到21Mpa时，推板会处于静止的状态，这时生活垃圾由于受到较大的压力，而将体积缩小为最小的状态。推板保持静止10秒以后，再沿着箭头的方向退回到初始位置。其中推板是在钢板上所焊接的矩形钢管，推板的垂直和水平方向都焊接了加强的刚劲，确保推板的强度与刚度。

（2）推板结构的拓扑优化设计。在对城市生活垃圾处理设备的推板进行拓扑优化设计时，首先设计时应该对原有推板进行填充，建立推板进行拓扑优化设计的基本结构，如图2所示，图中所表明的红色区域为非设计区域，设计区域为黄色区域。进行推板的拓扑优化设计时，推板的刚度是最大的目标，约束条件是减少材料体积的百分之六十。并且图中的设计区域的单元是伪密度的设计变量，通过一系列的迭代计算，能够得到推板材料的密度云图，见图3，图中的黄色区域所表示的是需要对推板进行加强筋的位置，而图中的白色区域表示的是可以删除或者是减少材料的部分。

结合计算得出的密度云图以及城市生活垃圾处理设备的具体特点，将推板的结构进行进一步的改善，首先将矩形管改为实心的加强筋，并且将推板与液压缸的链接位置放置在推板的中心部分，从推板的中心部分向四周进行发散性的钢筋加固，同时为了保证对半的推力，还应该对推板水平方向的刚度进行加强。根据密度云图改进后推板结构如图4所示，图5为改善后的推板结构所制成的实际产品。

图1　某生活垃圾处理设备的推板结构示意图

图2　推板拓扑优化的有限元示意图

图3　推板材料的密度云示意图

3.2城市生活垃圾处理设备的应用

城市生活的垃圾处理设备会将城市生活垃圾进行压实，当推板处于静止的状态是，垃圾处理设备的液压缸的压力是恒定的，此时的推板受到的作用力达到最大值，很容易因为手里较大而导致推板受损。为了有效的保证城市生活垃圾处理设备能够得到正常的使用，并且得到长久的使用，建立相应的有限元分析模型是很有必要的。建立有限元分析模型，首先应该选取垃圾处于压实状态时，对推板的前后受力的情况进行有限元分析。在进行推板结构的拓扑优化之前，油缸与推板的连接位置处以及导轨与推板所接触的地方受力较大。因此推板下部的两侧会出现较大的位移，最大的综合位移是位于推板两侧的直角的顶点位置处。优化设计以后的推板结构，推板的受力面积向四周进行扩散，受力面积得到了一定程度的扩大，并且在材料的屈服范围内，推板两侧位移虽然有所增加，但是总体的变化量得到了较小。总而言之，优化以后的推板结构不仅有效的减少了材料的消耗，降低了城市生活垃圾处理设备的生产成本，同时也提高了城市生活垃圾的使用寿命，提高了整体的经济效益。

图4　优化后的推板结构

图5　实际应用中的推板结构

4　结语

综上所述，处理城市生活垃圾在改善城市风貌以及提高人们的生活质量，保障人们的身体健康方面有着非常重要的作用。但是根据相关统计资料表明，历年来，城市生活垃圾的处理都是一项极其繁琐的工作，虽然政府每年都投入了大量的财力与人力进行整治，但是任然有部分城市的生活垃圾处理效果并不明显。城市生活垃圾多种多样，并且随着科学的进步与城市人口的不断增多，城市生活垃圾的种类与数量都在不断的增加，想要进一步的治理好城市生活垃圾，离不开生活垃圾处理设备。本文主要研究了对生活垃圾处理设备中推板结构的优化，希望改进后的推板结构，能够有效的改善生活垃圾处理设备的性能，从而提高对城市生活垃圾处理的能力，改善城市面貌与城市居民的生活环境。

参考文献：

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[2]徐稳.企业需求导向的网上行政审批服务优化研究--以房地产开发报建审批为例[D].广西大学,2014.

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