中型自动化洗桶车的设计探究

中型自动化洗桶车的设计探究

陈建军李征文孙春林

（烟台海德专用汽车有限公司，山东烟台264100）

摘要：论述了中型自动化洗桶车的洗桶舱、水箱、动力舱的布局与设计，可应用于大部分规格垃圾桶的洗桶作业，可同时清洗两只120L或240L，大大提高了洗桶作业效率。

关键词：洗桶车；垃圾桶；清洗

引言

垃圾桶在我们的日常生活中随处可见，而大多数洗桶设备以三轮清洗车为主，自动化程度低，而且清洗后的污水无法得到统一的回收，因此设计带污水收集的自动化洗桶的洗桶车，在现场对垃圾桶进行清洗，提高水资源的利用率，避免清洗后的污水对路面造成二次污染。

图1

1总体方案设计

高压水射流清洗是目前国际上占绝对优势的一项清洗技术。到目前为止，高压水射流清洗已经成为西方发达国家的主流清洗技术，占到了清洗业市场份额的80%以上[1]。因此本文设计的洗桶车采用高压清洗技术，在江铃底盘的基础上开发，如图1所示，上装主要由洗桶舱、水箱、动力舱等组成，洗桶舱内涵盖了大部分关于洗桶作业所需执行机构。水箱用于存储洗桶作业所需的清水和洗桶作业完成后的污水，动力舱内设置了洗桶作业所需的水、气、液的动力元件。

2洗桶舱设计

垃圾桶就是在洗桶舱内进行系统作业。洗桶舱内设有桶外清洗装置、桶内清洗装置、桶提升装置及污水泵，为提高洗桶效率，本文所设计的洗桶舱内可清洗生活中常见的120L、240L、660L甚至1100L垃圾桶，可同时清洗两只120L或240L，大大提高了洗桶作业效率。

2.1桶外洗桶装置设计

为了实现垃圾桶四周表面能全部被清洗到，本文所设计的垃圾桶在洗桶舱的四周均设有带平移装置的喷杆，洗桶作业时，各喷杆在各自平移装置上往复移动，进行垃圾桶各个面的清洗。

2.2桶内洗桶装置设计

本设计的桶内喷水洗桶采用旋转喷头，由表1的对比分析可知，多级行星轮系旋转喷头综合性能较好，为了确保旋转喷头旋转部位能得到较大的输出扭矩，因此本设计采用双级行星轮系。

以意大利某公司旋转喷头为例，其旋转喷头的喷头体，导流板，叶轮，一级行星轮系，二级行星轮系，旋转座，旋转头；其工作原理是高压水经过导流板导流后冲击位于喷头入口的叶轮，叶轮经过一级行星轮系和二级行星轮系减速增扭后驱动旋转座旋转，旋转头在旋转座的驱动下一边绕旋转座公转，一边绕自身转轴自转[2]。

表1旋转喷头不用减速传动方式的综合对比分析

2.3垃圾桶提升装置设计

本文设计的提升装置适用于多种规格垃圾桶的提升。该装置包括翻桶装置、提桶装置。

提桶装置用于定位垃圾桶，并在油缸的带动下实现提桶和落桶作业；翻桶装置用于翻转垃圾桶，并通过提桶框架定位和引导提桶装的提桶和落桶作业。

2.4污水泵设计

洗桶舱底部设有污水泵，用于抽吸作业后污水，污水泵根据叶轮形式可分为闭式和开式，其中闭式叶轮的缺点是易被垃圾桶缠绕，抗堵塞性能较差，由于开式叶轮对污水的抗缠绕、通过能力更强，且外形紧凑，因此本车选用开式叶轮污水泵。

3水箱设计

水箱用于存储洗桶作业所需的清水和洗桶作业完成后的污水，分清洗水箱和污水箱，水箱设计结构采用清水箱侧置污水箱中置方式布局，箱体通过折弯及卷弧工艺增强强度，箱体材料采用304不锈钢，通过氩弧焊焊接工艺拼接而成，其中两侧清水箱通过底部连通槽相通。清水箱与污水箱的顶部均设有用于透气的呼吸口，其中污水箱顶部设有直径400mm的检修人口盖，污水箱内部还设有便于检修人员进入的检修梯及减弱箱内的水因车辆行驶而产生冲击的防浪板。

4动力舱设计

动力舱内设置了洗桶作业所需的水、气、液的动力元件，包含高压水泵动力总成、空压机动力总成、及加热器总成。

4.1高压水泵动力总成设计

高压水泵动力总成原理如图所示，气控比例处于中位时，会直接通过卸油管将液压泵泄压；气控比例阀处于左位时，液压泵全功率驱动水泵马达带动高压水泵工作。

4.2空压机动力总成设计

通常使用的空压机根据其结构原理分为两种，一种是螺杆式空压机，这种空压机能耗低，气压脉动小，但是辅助设备较多，控制较复杂；另一种是活塞式空压机，这种空压机能耗较高，但是控制简单[3]。活塞式空压机根据润滑新式不同又分两种，一种是无油活塞式空压机，另一种是油润滑活塞式空压机，有研究发现在相同工况下，有油空压机比无油空压机的排气量高，因此本文选用有油活塞式空压机。

4.3加热器总成设计

当前国内小型加热器可分为两种，一种是电加热器，这种加热器以电源作动力，其效率较高、运行成本比燃油加热器略低，但体积比燃油加热器大，电功率过大，不适合外出作业的要求；另一种是燃油加热器，每1kg柴油燃烧的热量相当于10度的电能，比电加热器节能50%[4]。因此本文设计加热器总成采用燃油加热器总成，其原理是风机电机在驱动风机工作运行的同时驱动燃油泵工作，燃油泵输出一定压力的燃油在燃烧室内雾化燃烧，加热盘管内的循环水。

5总结

本文所设计的洗桶车可清洗120L、240L、660L甚至1100L等各种垃圾桶，对于重油污垃圾桶可开启加热器清洗，清洗后的污水可以收集到污水箱内，清洗后的固体垃圾可通过洗桶舱底部排污门实现定点排放。将在环卫专用车领域具有非常广阔的市场前景。

参考文献

[1]周雅文.中国工业清洗技术应用现状与发展趋势[J].中国洗涤用品工业，2010，(1):33－36.

[2]石熠.机械清洗用旋转喷头的结构对比分析研究[J].石油机械,1997,44(1):97-102.

[3]王飞.活塞式空压机与螺杆式空压机使用比较[J].机械工程,2012,(8):155-156.

[4]谢新民.新型燃油加热器研制[J].节能技术,2004,22(128):42-46.