固定式大負載液壓垃圾壓榨機的設計應用
1 設計依據(jù)
(1)目前，城鎮(zhèn)垃圾的處理，多數(shù)采用手推車(三輪車)集中到中轉(zhuǎn)站，散裝入鐵制集裝箱，然后再汽車運至垃圾填埋場傾倒的辦法。這使中轉(zhuǎn)站及運輸途中有垃圾飛揚、滴濺的二次污染；環(huán)衛(wèi)工人勞動強度很大，且因垃圾散裝，增加了運輸量及填埋場空間。
(2)隨著人們生活水平的提高，城鎮(zhèn)建設事業(yè)的發(fā)展，城鎮(zhèn)垃圾的量日益增多，垃圾成份復雜化(有機無機物及各類含建筑垃圾在內(nèi)的硬質(zhì)廢棄物)。
(3)我國在目前還未具備投入巨資普遍對垃圾進行分揀分包，生化處理，合理利用的條件。
于是，我們設計了大負載(600kN以上)液壓垃圾壓榨機。
2 主要技術(shù)經(jīng)濟指標(以800kN機計)
(1)主要技術(shù)參數(shù)
垃圾塊最大重量∶30kN
主油缸最大壓榨力∶800kN
電機功率∶高壓泵5.5kW、低壓泵4kW
壓機主體外形尺寸：6000×4300×8300mm(長×寬×高)
壓機總重量∶145kN
(2)經(jīng)濟指標
與用集裝方式運送垃圾比較：設待處理垃圾量為100kN，用5t汽車裝運，至填埋場單程運距為30km，集裝箱體積為7.4m3，松散垃圾重度為 4.7kN/m3，則每車每只集裝箱能裝35kN，汽車回程時需運回皮重7kN多的集裝箱，經(jīng)壓榨后垃圾密度為10kN/m3，每塊重約25～30kN，每車每次裝兩塊壓縮垃圾，相比每車能多裝凈垃圾15～20kN，提高運輸效率43%～57%。見下表：
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經(jīng)濟指標比較表
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表中對比可知，每處理100kN垃圾，在上述條件下，可節(jié)省金額68.15元，本機設計每小時602.5kN垃圾，則一機一日可節(jié)支340元左右。
3 工作原理及結(jié)構(gòu)
(1)工作原理
將集中于中轉(zhuǎn)站手推車的垃圾倒入壓榨機中的受圾箱，壓臺在液壓缸的推力作用下，把松散垃圾擠壓成塊。擠出的汁水通過地坑流入下水道。由于受圾箱內(nèi)腔高度和液壓缸行程限制，垃圾壓榨需經(jīng)2～3次的邊傾倒垃圾邊間斷擠壓的輪翻過程，每次擠壓至一定程度，必須進行保壓，以促進塊狀垃圾的壓實。
當已壓實的垃圾由底坑內(nèi)提出時，應先將設置于受圾箱兩側(cè)的掛鏈勾于壓臺上，以便依靠壓臺上升將受圾箱同步提升，當受圾箱提升至汽車車箱平面高度后，將推機端部掛鏈掛于受圾箱底部方孔，以防垃圾塊從受圾箱中推出時箱體隨動。推機推板在推出油缸作用下把垃圾塊從箱中推至汽車箱內(nèi)。
(2)結(jié)構(gòu)
本設計壓榨機主要由壓榨裝置、推出裝置及液壓系統(tǒng)組成。
①壓榨裝置。本設計壓機外觀圖(略去液壓控制臺及其管線)如圖1所示。
 圖1 |
以型鋼焊接的機架1上固定壓力油缸2，壓力油缸柱塞端部聯(lián)接壓臺3，壓臺隨柱塞而上下動作，散裝垃圾倒入受圾箱4(此時受圾箱處于地坑內(nèi))后，壓臺即伸入其中壓榨垃圾，待壓榨畢，需移動垃圾塊時，將鐵鏈5掛于壓臺上的鉤塊，當壓臺升起時即將受圾箱拉起至汽車箱高度。
壓臺為壓榨裝置主部件之一，如圖2所示。壓臺箱體7由鋼板及內(nèi)支撐5焊接而成的封閉體，箱體與壓力油缸2的柱塞端部球頭聯(lián)接，以便當壓臺在動作時可使二者間相對擺動。壓臺箱上平面四角焊有導向腳1與掛鉤6，每只導向腳上安裝有導向輪3及調(diào)節(jié)螺絲4，扳擰調(diào)節(jié)螺絲可使導輪作微量伸縮，以使輪子貼緊機架立柱。
受圾箱也是壓榨裝置主部件，如圖3所示。受圾箱為鋼板焊接的U字形箱體。散裝垃圾由上而下倒入箱體，二側(cè)無鋼板，可供垃圾成塊后推出，壓榨時，受圾箱處于地坑內(nèi)，此無鋼板二側(cè)面則由地坑側(cè)板貼住，阻擋垃圾漏出。受圾箱體上部的四角焊有護圍3，側(cè)邊護圍中焊有四根掛勾軸5，軸上掛有鐵鏈4，供受圾箱吊起時掛于壓臺上之用。護圍四角焊有導向座6，以供受圾箱上下運動時抗擺動。2為鐵鏈鉤孔，當推機推移垃圾塊時，不使箱體晃擺。
②推出裝置。參照圖1，推出油缸7固定于混凝土臺上，其柱塞前部裝有推板。柱塞、推板、推機架8三件固接，柱塞前行時，推板、推機架同步向前運動，直至把受圾箱中垃圾塊推上汽車。為防在推、卸過程中，受圾箱(不與汽車箱板貼住)隨動，此時把鐵鏈6掛于箱體下部孔內(nèi)。
③液壓系統(tǒng)。本機設計考慮了目前城鎮(zhèn)垃圾轉(zhuǎn)運站實現(xiàn)中等規(guī)模站一般設置二坑雙機，則液壓系統(tǒng)控制為：兩機共用二個油泵和泵站。系統(tǒng)圖如圖4所示。
 圖2 |
 圖3 |
本液壓系統(tǒng)配備一臺高壓葉片泵PV2R-23，壓力為21MPa，一臺低壓葉片泵YB1-50，壓力為 6.3MPa。當圖示左邊壓榨機工作時，啟動上述兩泵工作，扳三位四通手動閥V4手柄至右位，V5亦至右位，高壓油便經(jīng)單向閥V3、閥V4、V5流入壓力油缸上腔，同步，低壓油經(jīng)卸荷溢流閥V1、閥 V4、V5到達油缸上腔。由二股大流量油流作用，油缸柱塞下行(快速)、油缸下腔回油則經(jīng)單向順序閥V9，閥V5回油箱。當柱塞下的壓臺開始壓榨垃圾時，油管中油壓升高、卸荷閥V1打開，低壓泵供油后直接卸回油箱，高壓泵注入之高壓油單獨工作，此時管路中流量減少，柱塞下行放慢。當壓榨力超過溢流閥調(diào)定壓力時，則供油返回油箱。壓榨結(jié)束，需保壓扳閥V5手柄至中位即可。
壓榨畢，扳V5閥手柄至左位，油缸上腔壓力油經(jīng)閥V5回油箱，壓力油打入油缸下腔，由于壓榨力下調(diào)，低壓泵供油恢復，二股大流量油液使柱塞快速上行。
當推機工作時，閥V4處于中位，壓力油不進壓機油缸(回返)，使三位四通閥處右位，高壓泵單獨供油，經(jīng)單向節(jié)流閥V10入推機油缸左腔，右腔回油直接入油箱，推出結(jié)束，閥V6閥芯處左位，則壓力油入右腔，推機后退回位。
當欲使圖示右邊壓機工作，則只需將閥V4閥芯處于左位，其余程序如左機動作，便可完成壓榨、推卸工作。
 圖4 |
4 結(jié)束語
本壓榨機已形成批量生產(chǎn)。該項目開發(fā)之初，即于94年獲寧波市科技進步獎。該機已產(chǎn)生了很好的社會效益與經(jīng)濟效益。
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