一种新型环保压缩式垃圾车

刘中华 张寅

关键词：垃圾分类 污水滴漏 后门装置 提桶装置 压缩装置

1前言

近年来，随着国家颁布垃圾分类相关的法律法规，各地逐渐实施实行分类收集。以上海为典型，推出干湿垃圾分类法，即先将专项收集的有害垃圾、可回收物单独收集后，把生活垃圾分类为厨余、果皮垃圾（湿垃圾）和其他垃圾（干垃圾）两类，干湿分类法为国内各地的垃圾分类的主要推行方法。分类湿垃圾主要是剩饭、剩菜、菜皮、果皮及过期食品等厨余果类，垃圾含水率与厨余相关性大，研究发现分类湿垃圾含水率相对较高，其值高达72%。

现有湿垃圾的收运主要采用传统后装压缩式垃圾车或者后高位自装卸式垃圾车：前者垃圾箱和填装器结合面大，垃圾压缩时压缩力大（>0.2 MPa），产生的大量高浓度污水易从结合面处溢出，在垃圾收转运过程中出现污水滴漏现象;后者在收运过程投料口处于敞露状态，垃圾及污水可以从敞口飘洒。同时，两者均无法做到收运过程全密闭，箱体内恶臭肆意，对周围环境及人员产生影响。垃圾分类后，由于湿垃圾含水高，污水滴漏及异昧外溢问题更为严重，造成环境二次污染。本文针对湿垃圾特性，设计出一种针对湿垃圾收运的新型环保压缩式垃圾车，解决湿垃圾收运过程中污水滴漏等难题。

2新型环保压缩式垃圾车

2.1组成和工作原理

新型环保压缩式垃圾车主要由底盘、垃圾箱、液压系统、推板、压缩装置、提桶装置、后门装置等组成，如图1所示。

该新型环保压缩式垃圾车采用二类底盘，并加装新型环卫箱体，箱体内侧前端设有推板，顶部布置了压缩装置，后部连接后门装置及提桶装置，提桶装置布置于后门装置上。

其工作原理示意图如图2所示。提桶装置挂上桶装垃圾，通过液压系统驱动向上提起，提桶装置翻转垃圾桶，将垃圾倒入箱体内;当箱体后部垃圾堆积到一定程度时，操作压缩装置完成压缩循环动作，压缩装置将垃圾从后部往箱体前端填入并压紧，如此反复装载上料和压填垃圾直至垃圾填满整个箱体，再运送至垃圾卸料场，打开后门装置，推板向后推出，将箱体内垃圾卸除。

2.2后门装置

本新型环保压缩式垃圾车后门装置兼具了箱体尾部密封、投料口及污水滴漏收集功能，其结构及组成如图3所示。

该后门装置由料斗、锁紧装置、后盖、挡桶杆及污水收集装置等组成。料斗顶部铰点与垃圾箱连接，底部设计有锁紧机构，实现料斗的锁止，料斗与箱体结合面采用密封条密封，为防止密封条老化等原因产生滴漏，料斗底部设置有污水收集装置用于收集滴漏的污水;料斗上部为投料口，为防止料口垃圾的飘洒及异味的外溢，加装了后盖，后盖与提桶装置联动，提桶装置提升时打开，回落后盖紧，保证了垃圾转运的密闭性;挡桶杆铰接于后盖上，后盖关闭时，通过料斗上的限位和自重作用紧贴于后盖下方;后盖打开时，挡桶杆随之上升，并因自重顺时针旋转至后盖上的限位杆位置，实现“挡桶”目的，防止翻转的垃圾桶因惯性继续翻转而损坏甚至掉落。

2.3新型提桶装置

该新型提桶装置采用平面四杆机构演化型式中的曲柄滑块机构原理.由挂齿架、滑轨架、翻转架、摇臂和摆臂组成。新型提桶装置结构组成如图4所示。

整个上料过程采用了三组液压缸驱动完成，可实现对垃圾桶装载压紧、垂直提升及翻转倒料，可有效解决传统后装压缩式垃圾车凸轮式四连杆结构提桶装置上料过程洒料的问题。新型提桶装置工作原理如图5所示。

首先一组液压缸驱动挂齿架沿滑轨架轨道向上提起，直至压桶板压住桶沿，防止桶的脱落;另一组液压缸驱动摇臂，整个装置向上摆动至投料口，摇臂、摆臂及翻转架形成平行四连杆结构，因此垃圾桶在整个过程竖直向上升起，杜绝了垃圾及污水的洒出。在此过程中，由于后盖通过连杆与摇臂连接，后盖也将随摇臂动作向上打开。同时挡桶杆铰接于后盖上，随后盖向上打开并因自身重力向下摆动至挡桶位置。以上动作完成后，翻转液压缸驱动滑轨架实现垃圾桶翻转直至桶沿触碰到挡桶杆，桶装垃圾倒入箱体内;挡桶杆对垃圾桶的限位，有效提高垃圾桶倾翻的稳定性，也避免了垃圾桶因惯性力导致桶沿折弯脆断。反向操作，提桶装置复位，上料作业完成一次循环动作。垃圾桶在整个提升过程为竖直向上升起，有效避免湿垃圾的高位上料污水及垃圾飘洒问题。为保证提桶装置的安全性能和使用性能，对翻桶架、滑轨架两个主要受力件进行有限元分析，计算其结构强度，受力云图如图6所示。

经过计算，图6a为翻转架受力云图，在极限工况下，翻转架上最大应力为280MPa，使用材料为Q355B，屈服应力为345MPa，因此满足使用要求;图6b为滑轨架受力云图，在极限工况下，滑轨架上最大应力位于图示横梁上，为310MPa，横梁处使用材料为Q460，屈服应力为460MPa，因此满足使用要求。

2.4压缩装置

该新型环保压缩式垃圾车压缩装置布置于箱体后端上部，由刮板和滑板组成，其结构与工作原理如图7所示。

行车时压缩装置位于待作业区，当后部垃圾堆积到一定程度时，执行压缩循环，滑板液压缸驱动滑板沿箱体轨道向后滑动至后部指定位置，刮板刮合向内刮合垃圾，而后滑板沿箱体轨道向前滑动至初始位置，将垃圾填入箱体前端并压紧，最后刮板张开，以此循环，达到将垃圾填满箱体的效果。

传统后装压缩式垃圾车压缩装置压缩垃圾的位置在填装器与箱体结合面，故垃圾对结合面用于密封的密封条产生极大的压力，导致污水从结合面处挤出导致滴漏，甚至损坏密封条，产生污水喷洒。另外填装器里的污水在压缩机构压缩垃圾时留在了填装器内，无法填入垃圾箱，因此污水滴漏问题难以解决。

本新型环保压缩式垃圾车压缩装置对垃圾的压实主要是在滑板沿箱体轨道向前滑动时，该动作过程压缩装置全部位于箱体内，对料斗与箱体結合面处的密封条产生的压力很小，保证了密封条密封的效果，同时，压缩装置顶部加装了盖板，起到了密闭效果，有效防止了臭气从顶部外溢。另外本新型环保压缩式垃圾车后门代替传统后装压缩式垃圾车填装器，整备质量大为降低，核定载质量提升。鉴于压缩装置布置于箱体顶部，可视性较差，本车在驾驶室配备了监控系统，可实时查看上料与压填情况。

3结语

本文针对垃圾分类中湿垃圾特性，设计了一款新型环保压缩式垃圾车，分别详述了该车的后门机构、提桶装置、压缩装置结构组成及其工作原理，介绍了该装置在应对污水滴漏及异味外溢的针对性设计，解决了传统压缩式垃圾车及其他垃圾车湿垃圾收运污水滴漏和臭气外溢导致的环境二次污染等问题，是一款值得推广的环保型压缩式垃圾车。通过设计人员的不断努力，新型环保压缩式垃圾车将不断向着精细化、模块化和智能化的方向发展。