封闭式垃圾压缩储存设备

目前，北京城区的垃圾收集主要采用垃圾中转站，俗称“垃圾楼”，清洁工人用手推车将小区垃圾送至中转站，工人将散装的垃圾装入集装箱，整理压平后封盖，再用起重机将集装箱吊到卡车上，运至垃圾处理厂处理。这种“垃圾楼”主要存在以下问题：(1)“垃圾楼”是开放式的，收集垃圾时的气味、洒漏等对周围环境造成严重污染；(2)垃圾未经压缩，1辆标准载重量5t的集装箱式垃圾清运车，实际上最多运送2.5 t左右的垃圾，集装箱运力浪费严重；(3)吊装设备无法与新型后装式垃圾压缩车接轨，后装式垃圾压缩车的作用不能得到充分发挥。 
随着2008年奥运会的临近，开发出一种新型垃圾压缩储存设备解决以上问题已迫在眉睫。我们研制的垃圾压缩储存设备符合北京市政府“密闭、压缩、环保”的要求。这种设备既可以与后装式垃圾压缩车对接，又能满足在旧垃圾楼中摆放；既可以自动收集垃圾，自动压缩，又可以将压缩过程中的垃圾液直接排放到下水道，保证周围环境的清洁；既节约大量运力，也大大减少垃圾清运产生的尾气排放、垃圾液遗洒等二次污染。 
1 垃圾压缩储存设备的机械结构组成及工作原理 
新型封闭式垃圾压缩储存设备由箱体、支柱、垃圾投入及提升系统、自动开门系统、垃圾压缩系统、垃圾排出系统等组成，如图1所示。 
1.1　箱体 
封闭式垃圾压缩储存设备的箱体采用钢板焊接而成。为了满足在现有垃圾楼中存放，长、宽、高定为：5000 mm×1500 mm×1500 mm；为了保证垃圾压缩时箱体的抗挤压强度，采用5 mm的钢板，并在箱体四周用槽钢焊接加强筋；为了保证箱体内垃圾液的自动排放，在箱体底部开有孔，装上过滤网和孔接头后，垃圾液可直接排放至下水道。 
1，7.压缩缸　2.斗式提升系统　3.箱体　4.排出门系统　5.投入门系统　6.桶式提升系统 
1.2　支柱 
封闭式垃圾压缩储存设备的箱体靠6个支柱支撑，保证箱体上的垃圾排出口的高度能与后装式垃圾压缩车直接接轨。支柱采用空心方钢，通过计算其抗压强度来确定方钢的截面积。在方钢两端焊接钢板，与箱体底部用螺栓连接。 
1.3　垃圾投入及提升系统 
根据各小区垃圾收集的情况不同，垃圾投入及提升系统分为桶式和斗式2种。桶式提升系统是针对小区中采用标准垃圾桶收集垃圾的方式而设计的，系统中设有放置垃圾桶的框架，当装满垃圾的垃圾筒被放上时，将自动被卡紧，此时启动电机，电机驱动链轮链条传动，带动垃圾桶提升，到达一定高度后，通过导向轨道方向的改变实现自动倾翻，将垃圾筒中的垃圾倒进箱体顶部的垃圾口，然后电机反转，带动垃圾桶下降。斗式提升系统是针对小区中采用人工小车收集垃圾的方式而设计的，工人将垃圾投入到垃圾斗中，斗的容积约为0.75 m3。斗中装满垃圾后，按下启动按钮，提升斗系统的液压缸驱动链条系统将垃圾斗举升至一定高度，通过一个特殊机构使垃圾斗倾翻，将垃圾倒入箱体顶端的投入口，然后液压缸收缩，垃圾斗下降。 
1.4　自动开门系统 
箱体顶端设置2个自动开门系统，当垃圾斗或垃圾桶提升到指定高度后，箱体顶端的垃圾投入门自动开启，垃圾斗或垃圾桶中的垃圾倾倒干净后，门自动关闭，保证密封储存。自动开门系统通过电机带动钢丝绳绳轮传动，通过电机的正反转实现垃圾投入门的自动开启和关闭。门底下装有滑轮，箱体上端装有导轨，以减小门开启和关闭时的摩擦阻力。 
1.5　垃圾压缩系统 
垃圾通过箱体顶端的垃圾投入口投进箱体后，位于两端的液压缸使垃圾压缩铲伸出压缩垃圾，液压缸头部的压力达到一定值后，液压缸自动缩回。垃圾压缩系统的工作原理见图2。 


图2　垃圾压缩及排出系统原理图 
1、7.压缩缸　2、5.压缩铲　3.排出铲4.排出缸　6.箱体 
垃圾压缩液压控制回路如图3所示。按下启动按钮， y1、y2同时得电，液压缸7、8压缩垃圾，定时压缩后，松开按钮，液压缸7、8退回。为了保证液压缸工作平稳性，采用进口节流调速回路。 


图3　垃圾压缩液压控制回路 
1.液压泵　2.溢流阀　3、4.电磁换向阀5、6.单向节流阀　7、8.双作用液压缸 
1.6　垃圾排出系统 
垃圾装满箱体后，启动垃圾排出按钮，则箱体顶端的液压缸驱动，通过连杠机构带动箱体前端的排出门打开，箱体后端的排出液压缸伸出，带动排出铲斗将垃圾排出到后装式垃圾压缩车中，同时，左右两端的压缩铲也工作，后边铲斗排出，两边铲斗压缩，将箱体中的垃圾排净。垃圾排出系统的工作原理见图2。 
2 封闭式垃圾压缩储存设备的自动控制 
采用可编程控制器(PLC)实现自动控制，控制过程见图4。垃圾投入时，启动“垃圾投入”开关按钮，箱体顶端的投入门打开，斗(桶)式提升系统提升、倾翻、下降，投入门关闭，压缩铲伸缩一个回程。垃圾排出时，启动“垃圾排出”开关按钮，箱体前端的排出门打开，排出铲工作，同时压缩铲伸缩2个回程。

3 结论 
与传统的垃圾堆放场或垃圾中转站相比，这种新型封闭式垃圾压缩储存设备不仅能自动收集垃圾、密封储存垃圾、自动排出垃圾，而且操作简便、外形美观；能与新型后装式垃圾压缩车接轨，适合在北京市现有垃圾楼或新小区中放置；节省了大量的人力、财力和土地资源，美化了城市环境，必将得到广泛应用。