地埋式垃圾收集系统研究进展_宋曼

1—地面盖板； 2—大投放口盖板； 3—锁钩； 4—连杆机构； 5—驱动轴； 6—气弹簧
图 1 大投放口结构示意图 Figure 1 Structure schematic of disposal
device with big opening 小投放口如图 2 所示，投放者拉动把手将投放口 盖板 2 打开，通过连杆 3 和 4 将运动传递给保护挡板 5，保护挡板 5 闭合实现投放口与垃圾桶内胆的隔离， 投入垃圾后，垃圾位于保护挡板 5 上，如出现误投则将 误投物品取出，松开把手后垃圾靠重力落下［17］； 此结 构简单、成本低且易维护，能够有效解决拾荒者乱翻的 问题，对垃圾异味和误投问题也有所帮助。
文献标志码： A
文章编号： 1005-2895（ 2014） 04-0105-05
Ｒesearch of Underground or Semi-Underground Ｒefuse Collection System
SONG Man，WU Chiyu，YAN Wenzhou，ZHAN Jianchao，GU Daqiang
装置采用剪叉式升降机构； 姚广辉等分别通过卷扬 机［22］、配重块［23］、液压装置［24-25］等利用钢丝绳将地埋 式垃圾收集装置提升至地面或以上； 陈杰［26］设计的地 埋式垃圾转运装置利用液压缸驱动，整个工作过程大 约需要 2 min，日常操作和管理仅需 1 人； 方学军［27］从 液压和电气 2 个方面实现了地下容器的升降。托举机 构大大提高了地埋式垃圾收集系统的容量，降低了环 卫工人的劳动频率和强度，但是每个地埋式垃圾收集 装置都需要有一套托举机构，成本较高； 通过起重臂吊 起的地埋式垃圾收集装置不需要配备托举装置且容量 更大。
作者给出了进一步简化垃圾容器装置的内部结构 的设计，如图 3 所示，外吊杆 1 固定于支架 9 上，内吊
［综述·专论］
宋 曼，等： 地埋式垃圾收集系统研究进展
杆 10 嵌套在外吊杆 1 内部并与内吊杆梁 8 固定连接， 下开门 3 和 4 通过起重链 7 与内吊杆 8 连接，内吊杆 梁 8 与立杆 6 形成滑动副，内吊杆 10 可带动内吊杆梁 8 沿立杆 6 上下滑动，进而控制下开门的开闭； 为了保 证该机构的顺畅运行，在内吊杆梁 8 外部设计护板 2， 保护内吊杆梁 8 及其滑行轨道不受内部垃圾的堵塞和 腐蚀［36］。
收稿日期： 2013-12-10； 修回日期： 2014-02-20 作者简介： 宋曼（ 1989） ，河南漯河人，硕士研究生，主要从事机电产品开发与研究。E-mail： songman@ zju． edu． cn
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பைடு நூலகம்
轻工机械 Light Industry Machinery
2014 年第 4 期
作者设计了混凝土配重块驱动的地面安全保护装 置，如图 4 所示，外筒 5 为六边形，钢丝绳 9 以一定方 式通过滑轮组 3，4 和 6 将每块配重块与其在防护盘 7 上的所在边和对边连接，每块配重块综合控制相对两 边的升降，配重块 1 共有 3 块，间隔分布在支架 2 的 3 条边上。起重臂将垃圾容器系统吊起时，防护盘随之 向上移动，直至与地面平齐； 起重臂将垃圾容器系统放 回防护盘上时，防护盘随之下沉至地坑底部。
控制垃圾收集容器的下开门结构，在地坑中设置混凝土块驱动的安全保护装置及其他辅助装置。地埋式垃圾收集系统
在城市居民垃圾收集领域具有广阔发展空间，垃圾压缩装置等将成为今后垃圾收集系统中不可缺少的部分。
关 键 词： 城市生活垃圾; 地埋式收集系统; 下开门容器; 安全保护装置
中图分类号： TH122； X33
地埋式垃圾收集系统一般容积较大（ 可高达 5 m3 左右） ，可 容 纳 一 定 服 务 范 围 内 1 ～ 2 天 的 生 活 垃 圾［15］，为了适用于不同人群使用和不同体积垃圾的投 放，提出了大、小 2 种投放口的设计方案。
大投放口采用连杆机构和气弹簧实现开闭，如图 1 所示，由钥匙转动驱动轴 5，通过连杆机构 4 将锁钩 3 打开，此时气弹簧 6 驱动盖板 2 打开，投放垃圾结束 后，将盖板 2 压下，通过锁钩 3 即可将盖板 2 锁住［16］； 该投放口与地面平齐且尺寸大，可接受宽约 1m 的农 用三轮车或清洁三轮车直接倾倒垃圾。
吴芸等设计了带有门栓的垃圾箱门［28］，手动打开 垃圾箱门，内部垃圾依靠重力落下； 张开明等［29］、周小 平等［30］设计的全 液 压 下 开 门 结 构 采 用 液 压 驱 动 和 连 杆传动实现下开门结构的开闭； 许楗昀等［31］和 Plastic omnium 公司［32-34］分别开发的地埋式垃圾收集装置的 垃圾容器均利用起重臂内的驱动装置驱动螺旋传动， 控制垃圾容器的下开门结构的开合，实现清空垃圾的 功能； Schiphorst，Johannes Gerardus Maria 设计的将控 制机构简化并布置在起重臂上［35］。
3 地埋式垃圾收集系统的安全保护装置
地埋式垃圾收集系统容积较大，用于安放容器装 置的地坑面积可达 3 m2 ，安全保护装置是不可缺少的 部分。具有升降机构的容器装置中，放置地下容器的 平台即可行使地面保护平台的功能，由起重臂吊起的 地埋式垃圾收集装置则需要另行布置地面保护装置。
由于安全保护装置的保护对象多为行人，承重要 求较低，可采用混凝土配重块、弹簧等成本低且节能的 驱动方式。
（ Department of Mechanical Engineering，Zhejiang University，Hangzhou 310027，China）
Abstract： The underground or semi-underground refuse collection system （ UＲCS ） ，which is divided into disposal device，container device and safety protection device，transfers parts of refuse collection process to underground，in case of throwing something wanted，rummaged by junkmen，odor pollutants and secondary pollution，etc． It reviewed the existing typical structure of UＲCS and proposed the new structure scheme，which included a container with two downward swing doors controlled by cargo boom，safety protection device settled in the pit driven by concrete counterweight and other additional devices． UＲCS reduced the cleaning frequency and the cost of refuse collection，and improved the environment． It made use of the underground space more effectively，and had a broad space for development． The garbage compress device would be an indispensable unit of the waste recovery system． Key words： municipal solid waste （ MSW ） ； underground or semi-underground refuse collection system （ UＲCS ） ； container with downward swing doors； safety protection device
桶内胆隔离； Ｒ． Vijande DI'az 等人设计的脚踏式投放 装置采用链传动和不完全齿轮控制投放装置内部的 2 块保护板，其投放口采用旋转滚筒结构，滚筒的旋转速 度满足快开慢闭［13］； Plastic Omnium 公司设计了具有 多个不同高度的垃圾投放口的投放装置； 近年来出现 的光机电等一体的智能投放口可以避免投放者与垃圾 收集装置的接触，减少病菌传染，智能投放口一般采用 单片机、PLC、红 外 感 应、投 放 者 刷 卡 等 方 式 实 现 投 放 口的自动开闭，梁建和等［14］设计的投放口能够实现投 放者走近时自动打开，自动完成将垃圾桶举至清运车 上、倾倒垃圾和复位过程。使用电机、控制单元、感应 装置等使自动化程度提高，但是也导致其成本和维护 难度的增加，并带来设备防盗等问题。
1—挡板； 2—小投放口盖板； 3，4—连杆； 5—保护挡板； 6，7—支架
图 2 小投放口结构示意图 Figure 2 Structure schematic of disposal
device with small opening
2 地埋式垃圾收集系统的容器装置
杜干在文 献［18］ 中 综 合 介 绍 了 齿 轮 齿 条 式、柱 塞 式、剪叉式、丝杠式、钢丝绳、链条式以及刚柔双属性升 降结构等多种升降机构； 小容积的容器装置可以采用 人力通过省力机构提升［19-20］，大容积的地下容器需通 过升降机构移至地面或清运车辆上，也可以通过起重 臂直接吊装到 清 运 车 辆 上。 许 楗 昀 等［21］ 设 计 的 容 器
( 浙江大学 机械工程学系，浙江 杭州 310027)
摘 要： 地埋式垃圾收集系统将垃圾回收系统的部分或全部过程转移到地下，可解决现有垃圾回收系统中的误投、拾荒
者翻动、占地面积大、异味四散和二次污染等问题，改善了居住环境并降低了垃圾回收成本。分别从投放装置、容器装置
和安全保护装置等方面对其国内外研究现状进行了论述，介绍了地埋式垃圾收集系统的新型结构方案，方案通过起重臂