固定式大负载液压垃圾压榨机的设计应用

摘要：本文论及一种城镇垃圾中转站的散装垃圾压榨成块机械，此机对提高垃圾运输效率，降低工人劳动强度，消除中转二次污染及减少填埋场地占地均具积极意义。
关键词：散装垃圾　液压压榨

1　设计依据

　　(1)目前，城镇垃圾的处理，多数采用手推车(三轮车)集中到中转站，散装入铁制集装箱，然后再汽车运至垃圾填埋场倾倒的办法。这使中转站及运输途中有垃圾飞扬、滴溅的二次污染；环卫工人劳动强度很大，且因垃圾散装，增加了运输量及填埋场空间。
　　(2)随着人们生活水平的提高，城镇建设事业的发展，城镇垃圾的量日益增多，垃圾成份复杂化(有机无机物及各类含建筑垃圾在内的硬质废弃物)。
　　(3)我国在目前还未具备投入巨资普遍对垃圾进行分拣分包，生化处理，合理利用的条件。
　　于是，我们设计了大负载(600kN以上)液压垃圾压榨机。

2　主要技术经济指标(以800kN机计)

　　(1)主要技术参数
　　垃圾块最大重量∶30kN
　　主油缸最大压榨力∶800kN
　　电机功率∶高压泵5.5kW、低压泵4kW
　　压机主体外形尺寸：6000×4300×8300mm(长×宽×高)
　　压机总重量∶145kN
　　(2)经济指标
　　与用集装方式运送垃圾比较：设待处理垃圾量为100kN，用5t汽车装运，至填埋场单程运距为30km，集装箱体积为7.4m3，松散垃圾重度为4.7kN/m3，则每车每只集装箱能装35kN，汽车回程时需运回皮重7kN多的集装箱，经压榨后垃圾密度为10kN/m3，每块重约25～30kN，每车每次装两块压缩垃圾，相比每车能多装净垃圾15～20kN，提高运输效率43%～57%。见下表：

经济指标比较表

　　表中对比可知，每处理100kN垃圾，在上述条件下，可节省金额68.15元，本机设计每小时602.5kN垃圾，则一机一日可节支340元左右。

3　工作原理及结构

　　(1)工作原理
　　将集中于中转站手推车的垃圾倒入压榨机中的受圾箱，压台在液压缸的推力作用下，把松散垃圾挤压成块。挤出的汁水通过地坑流入下水道。由于受圾箱内腔高度和液压缸行程限制，垃圾压榨需经2～3次的边倾倒垃圾边间断挤压的轮翻过程，每次挤压至一定程度，必须进行保压，以促进块状垃圾的压实。
　　当已压实的垃圾由底坑内提出时，应先将设置于受圾箱两侧的挂链勾于压台上，以便依靠压台上升将受圾箱同步提升，当受圾箱提升至汽车车箱平面高度后，将推机端部挂链挂于受圾箱底部方孔，以防垃圾块从受圾箱中推出时箱体随动。推机推板在推出油缸作用下把垃圾块从箱中推至汽车箱内。

　　(2)结构
　　本设计压榨机主要由压榨装置、推出装置及液压系统组成。
　　①压榨装置。本设计压机外观图(略去液压控制台及其管线)如图1所示。

图1

　　以型钢焊接的机架1上固定压力油缸2，压力油缸柱塞端部联接压台3，压台随柱塞而上下动作，散装垃圾倒入受圾箱4(此时受圾箱处于地坑内)后，压台即伸入其中压榨垃圾，待压榨毕，需移动垃圾块时，将铁链5挂于压台上的钩块，当压台升起时即将受圾箱拉起至汽车箱高度。
　　压台为压榨装置主部件之一，如图2所示。压台箱体7由钢板及内支撑5焊接而成的封闭体，箱体与压力油缸2的柱塞端部球头联接，以便当压台在动作时可使二者间相对摆动。压台箱上平面四角焊有导向脚1与挂钩6，每只导向脚上安装有导向轮3及调节螺丝4，扳拧调节螺丝可使导轮作微量伸缩，以使轮子贴紧机架立柱。
　　受圾箱也是压榨装置主部件，如图3所示。受圾箱为钢板焊接的U字形箱体。散装垃圾由上而下倒入箱体，二侧无钢板，可供垃圾成块后推出，压榨时，受圾箱处于地坑内，此无钢板二侧面则由地坑侧板贴住，阻挡垃圾漏出。受圾箱体上部的四角焊有护围3，侧边护围中焊有四根挂勾轴5，轴上挂有铁链4，供受圾箱吊起时挂于压台上之用。护围四角焊有导向座6，以供受圾箱上下运动时抗摆动。2为铁链钩孔，当推机推移垃圾块时，不使箱体晃摆。
　　②推出装置。参照图1，推出油缸7固定于混凝土台上，其柱塞前部装有推板。柱塞、推板、推机架8三件固接，柱塞前行时，推板、推机架同步向前运动，直至把受圾箱中垃圾块推上汽车。为防在推、卸过程中，受圾箱(不与汽车箱板贴住)随动，此时把铁链6挂于箱体下部孔内。
　　③液压系统。本机设计考虑了目前城镇垃圾转运站实现中等规模站一般设置二坑双机，则液压系统控制为：两机共用二个油泵和泵站。系统图如图4所示。

图2

图3

　　本液压系统配备一台高压叶片泵PV2R-23，压力为21MPa，一台低压叶片泵YB1-50，压力为6.3MPa。当图示左边压榨机工作时，启动上述两泵工作，扳三位四通手动阀V4手柄至右位，V5亦至右位，高压油便经单向阀V3、阀V4、V5流入压力油缸上腔，同步，低压油经卸荷溢流阀V1、阀V4、V5到达油缸上腔。由二股大流量油流作用，油缸柱塞下行(快速)、油缸下腔回油则经单向顺序阀V9，阀V5回油箱。当柱塞下的压台开始压榨垃圾时，油管中油压升高、卸荷阀V1打开，低压泵供油后直接卸回油箱，高压泵注入之高压油单独工作，此时管路中流量减少，柱塞下行放慢。当压榨力超过溢流阀调定压力时，则供油返回油箱。压榨结束，需保压扳阀V5手柄至中位即可。
　　压榨毕，扳V5阀手柄至左位，油缸上腔压力油经阀V5回油箱，压力油打入油缸下腔，由于压榨力下调，低压泵供油恢复，二股大流量油液使柱塞快速上行。
　　当推机工作时，阀V4处于中位，压力油不进压机油缸(回返)，使三位四通阀处右位，高压泵单独供油，经单向节流阀V10入推机油缸左腔，右腔回油直接入油箱，推出结束，阀V6阀芯处左位，则压力油入右腔，推机后退回位。
　　当欲使图示右边压机工作，则只需将阀V4阀芯处于左位，其余程序如左机动作，便可完成压榨、推卸工作。

图4

4　结束语

　　本压榨机已形成批量生产。该项目开发之初，即于94年获宁波市科技进步奖。该机已产生了很好的社会效益与经济效益。