城市生活垃圾中轉(zhuǎn)站新型壓縮裝置
現(xiàn)有的壓縮式城市生活垃圾中轉(zhuǎn)站普遍采用平面壓頭，其主要缺點(diǎn)是靠近壓頭的垃圾壓縮倍數(shù)于遠(yuǎn)離壓頭的垃圾壓縮倍數(shù)，造成垃圾壓縮不均勻，整體壓縮倍數(shù)較小，普遍反映壓縮效果不理想果通過(guò)增大壓力來(lái)提高壓縮倍數(shù)，勢(shì)必要提高垃圾集裝箱等受力件的強(qiáng)度，加大動(dòng)力源，從而使整個(gè)中轉(zhuǎn)站的成本上升。為此我們提出了一種新的壓縮方式，通過(guò)改變壓頭的結(jié)構(gòu)形式來(lái)改善壓縮效果，達(dá)到在不增加成本的前提下提高壓縮倍數(shù)。
1 楔形壓頭的提出
針對(duì)現(xiàn)有壓縮式垃圾中轉(zhuǎn)站存在的主要問(wèn)題，提出了一種新型壓頭結(jié)構(gòu)——楔形壓頭。該楔形壓頭可以明顯改善垃圾的壓縮效果。原理圖如圖1所示(虛線為平面壓頭)，它的工作原理是通過(guò)楔形壓頭的作用可以有效地壓縮靠近垃圾集裝箱壁的垃圾，改善整箱垃圾的受力狀況，達(dá)到在壓頭最大截面尺寸相同的情況下，提高垃圾壓縮倍數(shù)的效果。試驗(yàn)也表明，在相同壓力作用下，與平面壓頭相比，楔形壓頭可以加大垃圾集裝箱中靠近側(cè)面垃圾的壓縮效果，明顯提高了垃圾的壓縮倍數(shù)。
 圖1 楔型壓頭示意圖 |
2 試驗(yàn)研究
我們研制了城市生活垃圾壓縮試驗(yàn)臺(tái)，采集多處居民小區(qū)的生活垃圾做了壓縮試驗(yàn)。以下介紹的實(shí)驗(yàn)生活垃圾來(lái)源于淄博市二棉生活小區(qū)，該小區(qū)普遍采用集中供暖，其垃圾成份在淄博市及許多大中城市具有一定的代表性，
實(shí)際測(cè)得垃圾密度為0.25t/m3 ，說(shuō)明垃圾密度符合逐漸降低的趨勢(shì)，垃圾的壓縮收集勢(shì)在必行。
試驗(yàn)原理：在垃圾集裝箱的不同部位取點(diǎn)，安裝傳感器，通過(guò)應(yīng)變片的應(yīng)變值來(lái)確定不同部位垃圾的受力情況，以此來(lái)確定相應(yīng)部位的壓縮狀況。由于垃圾集裝箱的橫截面左右對(duì)稱(chēng)，我們?nèi)?0個(gè)點(diǎn)為測(cè)試點(diǎn)，即在后端的上、左、下、中分別取點(diǎn)，記為1#，2#，3#，4#；在上表面取兩個(gè)點(diǎn)，記為5#，8#；側(cè)面取兩個(gè)點(diǎn)，記為6#，9#；底面取兩個(gè)點(diǎn)，記為7#，10#，分別在這10個(gè)位置安裝傳感裝置。由于涉及到的數(shù)據(jù)較多，現(xiàn)以具有代表性的2#，6#測(cè)試點(diǎn)為例進(jìn)行分析。在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行了三次標(biāo)定(標(biāo)定壓力58.8N)，2#應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?5、46、43，6#應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?5、34、33？梢运愕2#應(yīng)變片的平均應(yīng)變?yōu)椋?45+46+43)/3=44.67；6#應(yīng)變片的平均應(yīng)變?yōu)椋骸 ?35+34+33)/3=34。該試驗(yàn)為對(duì)比試驗(yàn)，即在壓頭為平面和楔形的情況下分別進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1，表2所示。由標(biāo)定值和應(yīng)變值算得受力情況如表3、表4所示。
表1 平面壓頭時(shí)的應(yīng)變值 |
表2 楔形壓頭時(shí)的應(yīng)變值 |
表3 平面壓頭作用下的受力值 N |
表4 楔形壓頭下的受力值 N |
受力值隨垃圾量的變化關(guān)系曲線如圖2、圖3所示(點(diǎn)線為平面壓頭的情況，細(xì)實(shí)線為楔形壓頭的情況)，由于垃圾的成份比較復(fù)雜，去除不確定因素的影響，通過(guò)以上曲線可以看出，隨著壓入垃圾的增多，在平面壓頭的作用下，2#和6#應(yīng)變片的應(yīng)變值變化不明顯，2#應(yīng)變片的最大受力為 151.41N，6#為103.78N，初始垃圾裝入量為120kg，經(jīng)壓縮后裝入220kg，壓縮倍數(shù)為1.83；而在楔形壓頭的作用下，應(yīng)變值變化迅速，2#應(yīng)變片的最大受力為224.71N，6#為138.38N，初始垃圾裝入量為110kg，壓縮后裝入250kg，壓縮倍數(shù)為2.27。與平面壓頭相比，在楔形壓頭的作用下，2#和6#應(yīng)變片的最大應(yīng)變值都有所提高，垃圾的壓縮倍數(shù)提高了24.04%，達(dá)到了預(yù)期的效果。
 圖2 2#應(yīng)變片受力的變化曲線 圖3 6#應(yīng)變片受力的變化曲線 |
3 結(jié)論
本文提出的楔形壓頭具有顯著的壓縮效果，是一種很有發(fā)展前途的壓縮結(jié)構(gòu)形式，正在進(jìn)行推廣應(yīng)用。通過(guò)研究和實(shí)驗(yàn)分析，得出如下結(jié)論：(1)城市生活垃圾的產(chǎn)生量成逐年上升趨勢(shì)，而垃圾的密度成逐年下降趨勢(shì)，垃圾的壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)勢(shì)在必行。垃圾的壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)可以解決垃圾運(yùn)輸?shù)奶澼d問(wèn)題以及垃圾運(yùn)輸過(guò)程中的二次污染問(wèn)題；(2)通過(guò)改變壓頭的結(jié)構(gòu)形狀，可以改善垃圾的受力狀況，從而可以提高垃圾的壓縮倍數(shù)。楔形壓頭與平面壓頭相比可以提高壓縮倍數(shù)20%以上；(3)生活垃圾中塑料成份占的比重較大，可以考慮對(duì)其分揀回收，進(jìn)行資源化利用。
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