城市生活垃圾转运站压缩装置研究

4压缩试验结果与分析
针对现有压缩式垃圾转运站存在的主要问题，在大量研究的基础上，我们提出了一种新型压头结构――楔形压头。通过对目前常用的普通平压头和新型楔形压头进行对比试验和数据分析，新型压头可以明显改善垃圾的压缩效果。
4.1普通平压头压缩试验
目前城市生活垃圾压缩转运站采用的都是普通平压头对垃圾进行压缩，普通平压头压缩装置如图1所示。压缩过程如下：垃圾倒入预压箱，液压站提供压力，由液压缸推动压头将预压箱内垃圾推压入压缩垃圾箱内，经过多次压缩，直到垃圾充满垃圾压缩箱。试验是先从液压站加压1Mpa开始，然后压力每增加1Mpa分别记录压入垃圾箱中垃圾的重量，算出垃圾箱内垃圾在不同压力时的压实密度。如在液压站加压2Mpa时，也即压头施加于垃圾的压力为0.1Mpa时，通过装入垃圾多次压缩，直到压头推不动垃圾为止，这时垃圾箱可多装入垃圾60千克，可知此时的压实垃圾密度为0.4375吨/立方米，垃圾的体积压缩比r为：

式（1）中：V i——压缩前垃圾的初始体积；
Vf——压缩后垃圾的最终体积；
V0——压缩垃圾箱的体积；
W0——压缩垃圾箱容纳不压缩的最大平均垃圾重量；
W——压缩垃圾箱比不压缩多容纳的压缩垃圾重量。
通过计算不同压力下的数据，得到施加于垃圾的压力与压实垃圾密度之间的关系，如图2所示。
由图2可以看出，随着压力的增加，压缩垃圾的密度的变化趋势逐渐减缓，在施加压力较小的范围内（0～0.4Mpa），施加压力对压实后的密度变化较为明显，但随着压力的增加，这一影响逐渐减小，说明过高的压力对增加垃圾的压实密度效果变化已不明显。考虑到压缩装置的经济性和压缩效果等多方面的因素，选择压头的压力一般在0.1～0.2Mpa范围内较好。
4.2楔形压头压缩试验
楔形压头如图3所示，可通过调整角度α来试验垃圾的压缩效果。同样在液压站加压2Mpa的情况下，通过进行楔形压头压缩试验，经过多次试验，得出在角度=α30度时压缩效果较好，这时可以多装入垃圾100千克，故此时的压缩比为1.87。
比较普通平压头和楔形压头的压缩效果，可以看出在相同的压缩条件下，楔形压头多压入垃圾量是普通平压头多压入垃圾量的1.67倍。通过试验，还得到：用普通平压头要同样多压入100千克的垃圾，需要2.6MPa的压力，由此可知楔形压头比普通平压头压缩时能节省30%的功率。
4.3测量数据分析
为了测量压缩垃圾箱内垃圾压力变化情况，在压缩垃圾箱上安装了十个压力传感器，1、5和8号传感器位于顶面的中心线上，2、6和9号传感器位于前侧面的中心线上，3、7和10号传感器位于底面的中心线上，4号传感器位于后侧面的中心上，其安装位置如图4所示。对不同压头分别进行压缩试验，并根据垃圾装载量的多少和加载压力大小分别记录各个时刻传感器的压力值。表2数据是三种不同压缩情况时记录的传感器压力值。
表2三种不同情况压缩时传感器的压力值

分析表2的数据可以得出一些规律：
第二组数据的压力值大都比第一组测试数据的压力值有所降低，这是由于在楔形压头的作用下改变了压缩垃圾箱内部垃圾的压力分布，破坏了平压头对垃圾构成的平衡，使垃圾箱两侧的压力增大（6号传感器位置），而其它部位的压力减小。随着垃圾量的继续压入，直到又达到新的平衡，这时的第三组数据可以看出，除中心位置的4号传感器压力减小外，其余的压力都有所增加，尤其是边角部分的压力增加较为显著，这样也就增加了边角部分垃圾的压实度，从而达到了增加垃圾装载量的效果，这与前面的压缩垃圾装载量试验是一致的。
5结论
综合本文试验和数据分析，得出如下结论：
（1）我国的城市生活垃圾密度越来越低，通过对其进行压缩可以有效提高垃圾压实度和转运效率。
（2）我国的城市生活垃圾可回收成分越来越多，对其进行资源化回收是非常必要的。
（3）对城市生活垃圾施加压力范围在0～0.3MPa时，垃圾的压缩效果变化比较明显，结合压缩的经济性，对垃圾进行压缩的压力选择在0.1～0.2MPa较合适。
（4）楔形压头能有效提高垃圾的压缩效果和集装箱的装载容量，节省能源，建议大量推广应用。
参考文献略