种新型环保集装箱设计

刘荣

随着人民生活水平和环保意识的提高，城市垃圾处理越来越规范。目前，许多城市采用垃圾运输车到各个垃圾中转站收集垃圾并运输至垃圾处理点的方式集中处理垃圾。传统的城市垃圾处理方式存在以下缺点：第一，垃圾运输车的运输效率较低且密封性较差，在运输途中存在垃圾散落和污水渗漏的情况；第二，生活垃圾通常处于松散状态，采用垃圾运输车装载垃圾无法有效地对垃圾进行压缩打包处理，导致垃圾运输车的吨位利用率较低。对于人口密集的大城市来说，生活垃圾处理是环保面临的一大难题。太仓中集特种物流装备有限公司在充分调研市场的基础上，利用公司在特种集装箱研发方面的优势，结合城市垃圾处理现状，研发出一种城市垃圾运输专用集装箱。该新型环保集装箱具有应用范围广、装载量大、密封性能好等优点，具体表现为：采用水平压缩打包和垂直压缩打包两种垃圾装载方式，可实现生活垃圾装卸自动化；端门采用特殊的密封结构，可防止运输过程中垃圾散落或污水渗漏。

1 新型环保集装箱总体设计思路

城市垃圾中转站垃圾压缩打包通常有两种方式：一种是水平压缩打包方式，另一种是垂直压缩打包方式。在水平压缩打包方式下，运输车将集装箱运至垃圾压缩机的工位，压缩机将垃圾挤压打包成块状后从水平方向推入集装箱内；在垂直压缩打包工艺下，运输车翻转集装箱，使其垂直于装载工位，通过油缸机构将端门打开，从顶部装载垃圾，再通过压头压缩箱内垃圾。垂直压缩打包工艺的设备投入相对较少，在城市特别是中小城市垃圾处理系统中的应用更为普遍。鉴于此，太仓中集特种物流装备有限公司在研发新型环保集装箱时主要考虑将其应用于垂直压缩工艺垃圾中转站，兼用于水平压缩工艺垃圾中转站。

2 新型环保集装箱设计方案

2.1 设计标准及主要技术参数

新型环保集装箱设计依据ISO 1496-1：2013《系列1货运集装箱 技术要求和试验方法 第1部分：通用集装箱》和相关船级社的要求，主要技术参数如下：外形尺寸为 讇？ 438 mm；开门尺寸为？ 054 mm；箱内容积为3；箱体总质量为25 000 kg；箱体结构强度满足满载重箱堆码3层的要求。

2.2 技术方案

新型环保集装箱采用两端开门结构，兼容垂直压缩打包和水平压缩打包工艺方案；其一端采用单扇侧开门结构，另一端采用上翻门结构。垂直压缩打包工艺方案如下：首先，通过专用运输车将集装箱翻转垂直于垃圾装料工位，并通过油缸操作机构打开后端箱门装料；然后，通过顶部液压压头压缩箱内垃圾；最后，关闭后端箱门，通过专用运输车将箱体翻转放平，运出装料工位。新型环保集装箱也可采用水平压缩打包工艺方案，门锁机构采用自动开闭与手动开闭相结合的操作方式。由于新型环保集装箱的一端采用上翻门结构，垃圾运输车将垃圾运至焚烧场或填埋场后，可通过自卸车上的油缸操作系统解锁上翻门的锁紧机构，实现自卸车倾斜卸料。

2.3 结构设计

（1）箱體为平板加背梁结构，在满足强度要求的前提下追求箱体自重最小化，以达到增加垃圾装载量、降低用箱成本的目的。

（2）箱内顶部、底部、前端均为斜角过渡，不留死角，方便卸载垃圾和清洗集装箱。

（3）后端单扇箱门为水平开闭式，铰链轴布置在箱体左侧，箱门能从关闭状态旋转270暗酱锝籼涮遄蟛嗲降奈恢茫涿诺撞可柚霉┒孛胖赶迦氲幕邸？

（4）箱门配置人工操作与自动化相结合的锁紧机构，不仅能保证箱门上的密封条紧压在箱口上从而起到密封作用，而且在箱体发生碰擦时能有效避免门锁被打开的安全隐患。

（5）后端箱门锁杆采用专用的连杆机构，由上、中、下3组钩板构成，保证门扇能关闭锁紧到位；锁杆底部设置传动机构，能将油缸的直线运动变为锁杆的旋转运动，以配合自卸车实现液压自动开关门。

（6）箱门上镶嵌密封胶条，可防止箱内液体渗漏；同时，特殊密封圈的截面压缩量大，可有效阻止雨水进入箱内或箱内垃圾异味散发和污水外溢。

（7）后端单扇箱门锁杆锁紧机构亦可采取手动操作模式，单人可直接通过手柄或加力杆轻松开关箱门。

（8）前端箱门采用上翻门结构，由专用自卸车将集装箱运至垃圾填埋场卸料。

（9）前端上翻门的锁紧机构采用侧锁与底锁联动结构，门内侧装配密封胶条，以免当集装箱处于垂直装料工位时发生污水渗漏现象。

（10）在采用垂直压缩打包工艺方案时，通过自动开关油缸机构实现前端箱门的锁紧和打开。

（11）在操作工位设置转运导轨和操作平台。在采用垂直压缩打包工艺方案时，可将箱门打开至一定角度，通过导轨将集装箱推至装料工位；装料完毕后，将集装箱推出至专门工位关门，然后再装车，形成流水化作业。

2.4 设计创新点

（1）箱体结构设计兼容水平压缩打包工艺和垂直压缩打包工艺。

（2）后端箱门结构设计同时满足手动和自动开关门操作要求。

（3）前端箱门上翻门结构满足自卸车自动卸料要求。

（4）两端开门结构和特殊密封胶条满足箱体运输过程中的密封要求，防止垃圾散落或污水渗漏。

（5）前端上翻门采用侧锁与底锁联动结构。

（6）集装箱与垃圾压缩机和运输车的接口配套。

3 新型环保集装箱样箱试验

设计完成的新型环保集装箱（见图1）正式投入使用前，依据ISO 1496-1：2013《系列1货运集装箱 技术要求和试验方法 第1部分：通用集装箱》和船舶检验局的相关要求，针对样箱堆码、横向刚性、纵向刚性、吊顶、吊底、侧板、端板等进行相应的强度试验，试验结果符合标准要求。此外，针对箱体的密封要求，除了进行常规的水密试验外，还在箱内注水至一定高度后检查集装箱在静态下和运输过程中是否存在渗漏情况。在样箱盛水试验过程中发现，端门下角部有轻微渗漏现象。通过反复的路试及静态试验，多次改进箱门框及密封胶条结构，使样箱密封性能达到相关标准要求。

4 新型环保集装箱市场应用与推广

太仓中集特种物流装备有限公司研发的新型环保集装箱获批多项发明专利，保护内容包括后端箱门锁杆自动锁紧和打开操作机构、前后端箱门特殊密封胶条结构及前端上翻门侧锁与底锁联动操作机构等。具体来讲，新型环保集装箱主要具有以下优点：自动化程度高，作业人员只须在驾驶室内控制操作按钮，即可通过油缸系统开闭后端箱门和前端箱门，从而有利于提高作业效率，保障作业人员人身安全；密封性能良好，端门和门框采用特殊结构，且端门四周装配特殊密封胶条，以免因运输途中垃圾散落或污水渗漏而造成环境污染。目前，新型环保集装箱已实现批量化生产，应用范围日益广泛，并逐渐得到越来越多客户的青睐。随着城市规模的不断扩大以及人民生活水平的日益提高，人们对城市的环保要求不断提高；在此背景下，该产品无疑会对城市环境美化及综合治理产生深远影响。展望未来，新型环保集装箱的市场前景一片光明。

（编辑：曹莉琼 收稿日期：2018-06-25）