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地埋式垃圾箱压缩装置的液压系统设计

范文

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

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[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

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