CN104975579B - 道路落叶收集压块车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工程机械技术领域，公开了一种道路落叶收集压块车，包括：收集装置、输送带、预压缩装置、压缩成型装置、切断刀、集料箱、底盘组成，其作业过程中，随着车辆V型收集台的推进、两侧扫刷连续转动将V型收集台前方地面落叶清扫、汇集于收集台中部，拨料轮连续转动将汇集于V型收集台中部的落叶推送到输送带上，落叶被输送到位于车辆中部的预压缩装置，在预压缩装置内落叶被输送、切碎、搅拌卷曲或揉搓成球，经预压缩后推送到压缩成型装置中高压压缩成型，达到预设长度后由切断刀快速往复运动切断成高密度空心圆柱落叶块落入集料箱内，实现连续清扫、收集、输送、预压缩、成型压缩、切断、集料，道路落叶高密度成型的联合作业。
Description
技术领域
本发明涉及一种道路落叶收集压块车，属于工程机械技术领域。特别涉及一种道路落叶连续清扫、收集、输送、预压缩、成型压缩、切断、集料的联合作业车辆。
背景技术
随着我国城市化进程的加快，园林绿化由于在改善城市环境质量、缓解城市热岛效应，维持城市生态平衡方面的特殊作用而日益受到人们的重视，不断快速地发展，随之而来的，植物废弃物如枯枝落叶、树枝修剪物、草坪修剪物、杂草、种子和残花等的量越来越大，以往通常将枯枝落叶以填埋和焚烧的方式处理，这不仅造成了环境的污染也带来资源的浪费，更使绿地生态系统的物质循环和能量流动断裂，土壤肥力得不到自我维持。我国每年城市落叶量高达几十亿吨，北京市一年产出2306万吨以落叶为主的绿化废弃物，其中，城八区约有167万吨，而随着京城绿地面积逐年大幅度增长和落叶树木的增加，绿化废弃物也呈逐年上升趋势。天津市每年落叶量约1000万吨，石家庄市每天落叶量约200吨，落叶每吨可产生热量2000大卡，3.5吨落叶相当于1吨标准煤；除了填埋和焚烧以外，目前主要处理方法还有：裸露堆置、高温堆肥，以及通过生物处理堆成有机肥等。
考虑到环境保护的迫切性及城区特殊的地理环境，填埋、焚烧的处理方式受到严格限制，高温堆肥等处理方式则需要将城市道路落叶集中到指定地点，落叶密度30—50kg/m3，如对其进行压缩后，密度可达到800—1300kg/m3；通过联合作业的收集压缩方式，单位重量的落叶体积大大减小，较以往的处理方式而言，更容易集料、运输及再利用。通过控制含水率等因素，被压缩成型后的树叶可直接作为生物质燃料使用，因此从植物废弃物再利用及循环经济的客观要求出发，对植物废弃物的收集模式、处理技术及产品应用的综合研究，建立具有一定普适性的资源再生循环利用的技术平台，解决植物废弃物的处置问题，具有显著的节本增效功能及广泛的社会意义。
发明内容
本发明的目的是要提供一种道路落叶收集压块车，通过连续清扫、收集、输送、预压缩、成型压缩、切断、集料，实现道路落叶高密度成型的联合作业。
为了达到本发明的目的所采取的技术方案如下：
道路落叶收集压块车包括：收集装置1、输送带2、预压缩装置3、压缩成型装置4、切断刀5、集料箱6、底盘7，自走、轮式底盘7上前端设置有收集装置1，收集装置1关于车辆中央纵向铅锤面对称并与底盘7的车架在车辆纵向铅垂面内B点转动联接、转动轴线BB，收集装置1的姿态由夹角g控制并锁定，底盘7中部由前向后依次设置有输送带2、预压缩装置3、压缩成型装置4、集料箱6，并分别与底盘7的车架固连，纵向布置于底盘7上的输送带2一端接收来源于收集装置1上的落叶、另一端将其输送到水平横置的预压缩装置3的喂料口，预压缩装置3的出料口连接于压缩成型装置4的喂料口，压缩成型装置4纵向倾斜布置、其出料口处设置有往复运动的切断刀5，切断成型的高密度落叶块由集料箱6收集暂存。
所述的收集装置1包括：收集台101、扫刷102、拨料轮103，两组转向相反的扫刷102分别沿V型收集台101的V型方向对称布置，各个扫刷102分别与收集台101转动联接，两组扫刷102连续转动将收集台1前方地面落叶汇集到收集台101中部，位于收集台101中部上方的拨料轮103与收集台101在车辆纵向铅垂面内A点转动联接、转动轴线AA，拨料轮103连续转动将汇集于收集台101中部的落叶推送到输送带2的输入端，收集装置1由收集台101与底盘7的车架转动联接。
所述的预压缩装置3包括：预压缸体301、预压喂料口302、预压出料口303、预压螺旋轴304、输送螺旋叶片305、切碎动刀306、切碎定刀307、搅拌动杆308、搅拌定杆309、预压螺旋叶片310，空心圆柱预压缸体301为预压缩装置3的机体，预压缸体301末端缩径为空心圆台、其最小直径处为预压出料口303，预压缸体301首端上方沿径向固连有预压喂料口302，预压螺旋轴304与预压缸体301同轴线转动联接，输送螺旋叶片305、切碎动刀306、搅拌动杆308和预压螺旋叶片310依次序分别固连在预压螺旋轴304上并随其同轴线转动，预压缸体301内沿轴线方向与切碎动刀306、搅拌动杆308分别对应位置处径向固连着切碎定刀307和搅拌定杆309，预压缩装置3通过预压缸体301与底盘7的车架固连。
其中，所述的预压缩装置3中：输送螺旋叶片305和预压螺旋叶片310螺旋方向相同，m(m≥3)根切碎动刀306固连于预压螺旋轴304上沿轴线方向等距分布、绕轴线径向均布、且与螺旋叶片旋向相同，相同数量m根切碎定刀307固连于预压缸体301内同一半径方向、沿轴线方向与切碎动刀306分别对应等距线性布置；n(n≥3)根搅拌动杆308固连于预压螺旋轴304上并沿轴线方向等距分布、绕轴线径向均布、且与螺旋叶片旋向相同，相同数量n根搅拌定杆309固连于预压缸体301内同一半径方向、沿轴线方向与搅拌动杆308分别对应等距线性布置。
其中，所述的预压缩装置3工作中：来源于输送带2上的落叶经预压喂料口302进入到预压缸体301内，在输送螺旋叶片305的推送下，进入由切碎动刀306和切碎定刀307组成的切碎区切碎，再经过搅拌动杆308和搅拌定杆309组成的搅拌区搅拌卷曲、揉搓成球，切碎后经搅拌或揉搓处理的物料在预压螺旋叶片310的作用下被压缩，预压缩后的物料经预压出料口303被推送至压缩成型装置4的喂料口。
所述的压缩成型装置4包括：成型缸体401、成型喂料口402、成型出料口403、成型螺旋轴404、压缩螺旋叶片405，成型缸体401为压缩成型装置4的机体，成型缸体401首段为内径d1空心圆柱、末段为内径d2空心圆柱、中段由空心圆台过渡段构成，三段同轴线、且d1>d2，成型缸体401首端径向设置有成型喂料口402、轴向末端为成型出料口403，成型螺旋轴404与成型缸体401同轴线转动联接，压缩螺旋叶片405固连在成型螺旋轴404上并随其同轴线转动，压缩成型装置4通过成型缸体401与底盘7的车架固连。
其中，所述的压缩成型装置4中，压缩螺旋轴外径为d，压缩螺旋叶片405为压缩比p>1的变螺距螺旋叶片，成型缸体401的内径d1圆柱腔为压缩腔、内径d2圆柱腔为保压腔、圆台腔为成型腔，成型压缩比q＝(d12-d2)/(d22-d2)，压缩成型装置4的总压缩比i＝p*q。
其中，所述的压缩成型装置4工作中：由预压缩装置3预压缩后的物料经成型喂料口402进入到成型缸体401内，物料在压缩腔内被压缩螺旋叶片405推送、压缩，完成一级致密压缩后物料进入成型腔内完成二级成型压缩，压缩成型的物料经过保压腔保压以减少应力松弛，最后经成型出料口403排出。
上述的道路落叶收集压块车作业过程中，随着车辆V型收集台的推进、两侧扫刷连续转动将V型收集台前方地面落叶清扫、汇集于收集台中部，拨料轮连续转动将汇集于V型收集台中部的落叶推送到输送带上，落叶被匀速输送到位于车辆中部的预压缩装置，在预压缩装置内落叶被输送、切碎、搅拌卷曲或揉搓成球，经预压缩后推送到压缩成型装置中高压压缩成型，达到预设长度后由切断刀快速往复运动切断成高密度空心圆柱落叶块落入集料箱内，实现连续清扫、收集、输送、预压缩、成型压缩、切断、集料，道路落叶高密度成型的联合作业。
上述的道路落叶收集压块车中，i＝p*q是车辆设计性能参数，通过改变压缩比p或改变成型压缩比q，以适应不同含水量的落叶高压致密成型，工作过程中不能改变；高密度空心圆柱落叶块的长度是由长度计数器设定，工作过程中可以根据需要改变，通过夹角g实现V型收集台对地面仿形，提升V型收集台后车辆由收集压块作业变为转场运输状态。
本发明的有益效果在于，所提出的一种道路落叶收集压块车，通过连续清扫、收集、输送、预压缩、成型压缩、切断、集料，实现道路落叶高密度成型的联合作业。应用于城市街道、公园辅路等路面的落叶清扫作业中，成型后的高密度空心圆柱落叶块便于运输、储存及资源再利用。
附图说明
图1为道路落叶收集压块车主视原理图；
图2为道路落叶收集压块车俯视原理图；
图3为预压缩装置组成原理图；
图4为压缩成型装置组成原理图；
图5为预压缩装置的工作原理图；
图6为压缩成型装置的工作原理图；
图7为道路落叶收集压块车运输状态图。
图中，1：收集装置；101：收集台；102：扫刷；103：拨料轮；2：输送带；3：预压缩装置；301：预压缸体；302：预压喂料口；303：预压出料口；304：预压螺旋轴；305：输送螺旋叶片；306：切碎动刀；307：切碎定刀；308：搅拌动杆；309：搅拌定杆；310：预压螺旋叶片；4：压缩成型装置；401：成型缸体；402：成型喂料口；403：成型出料口；404：成型螺旋轴；405：压缩螺旋叶片；5：切断刀；6：集料箱；7：底盘。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图1所示的道路落叶收集压块车主视原理图，道路落叶收集压块车包括：收集装置1、输送带2、预压缩装置3、压缩成型装置4、切断刀5、集料箱6、底盘7，自走、轮式底盘7上前端设置有收集装置1，收集装置1关于车辆中央纵向铅锤面对称并与底盘7的车架在车辆纵向铅垂面内B点转动联接、转动轴线BB(如图2所示)，收集装置1的姿态由夹角g控制并锁定，底盘7中部由前向后依次设置有输送带2、预压缩装置3、压缩成型装置4、集料箱6，并分别与底盘7的车架固连，其中预压缩装置3和压缩成型装置4分别通过预压缸体和成型缸体与底盘7的车架固连，纵向布置于底盘7上的输送带2一端接收来源于收集装置1上的落叶、另一端将其输送到水平横置的预压缩装置3的喂料口，预压缩装置3的出料口连接于压缩成型装置4的喂料口，压缩成型装置4纵向倾斜布置、其出料口处设置有往复运动的切断刀5，切断成型的高密度落叶块由集料箱6收集暂存，收集装置1、输送带2、预压缩装置3、压缩成型装置4、切断刀5的驱动力来源于底盘7的发动机动力。
图1、2所示的道路落叶收集压块车主视及俯视原理图中，收集装置1包括：收集台101、扫刷102、拨料轮103，两组转向相反的扫刷102分别沿V型收集台101的V型方向对称布置，各个扫刷102分别与收集台101转动联接，每组3个两组共6个扫刷102连续转动将收集台1前方地面落叶汇集到收集台101中部，位于收集台101中部上方的拨料轮103与收集台101在车辆纵向铅垂面内A点转动联接、转动轴线AA，拨料轮103连续转动将汇集于收集台101中部的落叶推送到输送带2的输入端，收集装置1由收集台101与底盘7的车架转动联接。
图3所示的预压缩装置组成原理图，预压缩装置3包括：预压缸体301、预压喂料口302、预压出料口303、预压螺旋轴304、输送螺旋叶片305、切碎动刀306、切碎定刀307、搅拌动杆308、搅拌定杆309、预压螺旋叶片310，空心圆柱预压缸体301为预压缩装置3的机体，预压缸体301末端缩径为空心圆台、其最小直径处为预压出料口303，预压缸体301首端上方沿径向固连有楔形预压喂料口302，预压螺旋轴304与预压缸体301同轴线转动联接，输送螺旋叶片305、切碎动刀306、搅拌动杆308和预压螺旋叶片310依次序分别固连在预压螺旋轴304上并随其同轴线转动，预压缸体301内沿轴线方向与切碎动刀306、搅拌动杆308分别对应位置处径向固连着切碎定刀307和搅拌定杆309。输送螺旋叶片305和预压螺旋叶片310螺旋方向相同，m(m≥3)根切碎动刀306固连于预压螺旋轴304上沿轴线方向等距分布、绕轴线径向均布、且与螺旋叶片旋向相同，相同数量m根切碎定刀307固连于预压缸体301内同一半径方向、沿轴线方向与切碎动刀306分别对应等距线性布置；n(n≥3)根搅拌动杆308固连于预压螺旋轴304上并沿轴线方向等距分布、绕轴线径向均布、且与螺旋叶片旋向相同，相同数量n根搅拌定杆309固连于预压缸体301内同一半径方向、沿轴线方向与搅拌动杆308分别对应等距线性布置；其中，m＝n＝4，即在切碎区，绕轴线方向每90度径向布置1把共4把切碎动刀306；其后端的搅拌区内，同样绕轴线方向每90度径向布置1根共4根搅拌动杆308。每把切碎定刀307的刀刃均与其对应切碎动刀306的刀刃保持轴向间距为s1，每根搅拌定杆309均与其对应搅拌动刀308保持轴向间距为s2，其中s1约为1-3mm，s2等于相邻搅拌定杆309的间距的一半，预压缩装置3通过预压缸体301与底盘7的车架固连，预压缩装置的驱动力由底盘7上的发动机独立提供。
图4所示的压缩成型装置组成原理图，压缩成型装置4包括：成型缸体401、成型喂料口402、成型出料口403、成型螺旋轴404、压缩螺旋叶片405，成型缸体401为压缩成型装置4的机体，成型缸体401首段为内径d1空心圆柱、末段为内径d2空心圆柱、中段由空心圆台过渡段构成，三段同轴线、且d1>d2，成型缸体401首端径向设置有成型喂料口402、轴向末端为成型出料口403，成型螺旋轴404与成型缸体401同轴线转动联接，压缩螺旋叶片405固连在成型螺旋轴404上并随其同轴线转动，压缩成型装置4通过成型缸体401与底盘7的车架固连，压缩成型装置的成型螺旋轴404驱动力由底盘7上的发动机独立提供。压缩成型装置4中，成型缸体401的内径d1圆柱腔为压缩腔、内径d2圆柱腔为保压腔、圆台腔为成型腔，压缩螺旋轴外径为d、其轴向长度延伸至成型腔内，压缩螺旋叶片405为压缩比p>1的变螺距螺旋叶片，成型压缩比q＝(d12-d2)/(d22-d2)，压缩成型装置4的总压缩比i＝p*q，常取q>p；如：针对生长在河北地区的梧桐树秋季落叶，一般可将产品功能参数设置为p＝2.5,q＝5，以实现落叶压缩的最佳压缩比分配。
图5所示的预压缩装置的工作原理图，预压缩装置3工作中：来源于输送带2上的落叶经预压喂料口302进入到预压缸体301内，在输送螺旋叶片305的推送下，进入由切碎动刀306和切碎定刀307组成的切碎区切碎，成3-6mm宽的细条状，再经过搅拌动杆308和搅拌定杆309组成的搅拌区搅拌卷曲、揉搓成球，增大物料间的交叉嵌入作用、并减小物料间隙，切碎后经搅拌或揉搓处理的物料在预压螺旋叶片310的作用下被压缩，预压缩后的物料经预压出料口303被推送至压缩成型装置4的喂料口。
图6所示的压缩装置的工作原理图，压缩成型装置4工作中：由预压缩装置3预压缩后的物料经成型喂料口402进入到成型缸体401内，物料在压缩腔内被压缩螺旋叶片405推送、压缩，物料间间隙变小，整体密度增大，完成一级致密压缩后物料进入成型腔内完成二级高压成型压缩，整体密度进一步增大，被压实成块，压缩成型的物料经过保压腔保压以减少应力松弛、防止回弹，最后经成型出料口403排出。
结合附图1、2、3、4、5、6所示的道路落叶收集压块车，落叶收集压块作业过程中，随着车辆V型收集台的推进，两侧转向相反、同侧转向相同的扫刷连续转动将V型收集台前方地面落叶清扫、汇集于收集台中部，拨料轮连续转动将汇集于V型收集台中部的落叶推送到输送带上，落叶被匀速输送到位于车辆中部的预压缩装置，在预压缩装置内落叶被输送、切碎成条、搅拌卷曲或揉搓成球，经预压缩后推送到压缩成型装置中高压压缩成型，达到预设长度后由切断刀快速往复运动切断成高密度空心圆柱落叶块落入集料箱内，实现连续清扫、收集、输送、预压缩、成型压缩、切断、集料，道路落叶高密度成型的联合作业。
道路落叶收集压块车中，i＝p*q是车辆设计性能参数，通过改变压缩比p或改变成型压缩比q，以适应不同含水量的落叶高压致密成型，工作过程中不能改变；高密度空心圆柱落叶块的长度是由长度计数器设定，长度计数器可以采用接触式机械齿轮型转动齿数计数触发器或非接触式电磁脉冲信号计数触发器，工作过程中可以根据需要改变，通过夹角g实现V型收集台对地面仿形，由液压油缸提升V型收集台后车辆由收集压块作业变为转场运输状态(如图7所示)。
Claims (2)
1.道路落叶收集压块车，其特征在于，包括：收集装置、输送带、预压缩装置、压缩成型装置、切断刀、集料箱、底盘，自走、轮式底盘上前端设置有收集装置，收集装置关于车辆中央纵向铅锤面对称并与底盘的车架在车辆纵向铅垂面内B点转动联接、转动轴线BB，收集装置的姿态由夹角g控制并锁定，底盘中部由前向后依次设置有输送带、预压缩装置、压缩成型装置、集料箱，并分别与底盘的车架固连，纵向布置于底盘上的输送带一端接收来源于收集装置上的落叶、另一端将其输送到水平横置的预压缩装置的喂料口，预压缩装置的出料口连接于压缩成型装置的喂料口，压缩成型装置纵向倾斜布置、其出料口处设置有往复运动的切断刀，切断成型的高密度落叶块由集料箱收集暂存；
所述的收集装置包括：收集台、扫刷、拨料轮，两组转向相反的扫刷分别沿V型收集台的V型方向对称布置，各个扫刷分别与收集台转动联接，两组扫刷连续转动将收集台前方地面落叶汇集到收集台中部，位于收集台中部上方的拨料轮与收集台在车辆纵向铅垂面内A点转动联接、转动轴线AA，拨料轮连续转动将汇集于收集台中部的落叶推送到输送带的输入端，收集装置由收集台与底盘的车架转动联接；
所述的预压缩装置包括：预压缸体、预压喂料口、预压出料口、预压螺旋轴、输送螺旋叶片、切碎动刀、切碎定刀、搅拌动杆、搅拌定杆、预压螺旋叶片，空心圆柱预压缸体为预压缩装置的机体，预压缸体末端缩径为空心圆台、其最小直径处为预压出料口，预压缸体首端上方沿径向固连有预压喂料口，预压螺旋轴与预压缸体同轴线转动联接，输送螺旋叶片、切碎动刀、搅拌动杆和预压螺旋叶片依次序分别固连在预压螺旋轴上并随其同轴线转动，预压缸体内沿轴线方向与切碎动刀、搅拌动杆分别对应位置处径向固连着切碎定刀和搅拌定杆，预压缩装置通过预压缸体与底盘的车架固连；
其中，所述的预压缩装置中：输送螺旋叶片和预压螺旋叶片螺旋方向相同，m(m≥3)根切碎动刀固连于预压螺旋轴上沿轴线方向等距分布、绕轴线径向均布、且与螺旋叶片旋向相同，相同数量m根切碎定刀固连于预压缸体内同一半径方向、沿轴线方向与切碎动刀分别对应等距线性布置；n(n≥3)根搅拌动杆固连于预压螺旋轴上并沿轴线方向等距分布、绕轴线径向均布、且与螺旋叶片旋向相同，相同数量n根搅拌定杆固连于预压缸体内同一半径方向、沿轴线方向与搅拌动杆分别对应等距线性布置；
所述的压缩成型装置包括：成型缸体、成型喂料口、成型出料口、成型螺旋轴、压缩螺旋叶片，成型缸体为压缩成型装置的机体，成型缸体首段为内径d1空心圆柱、末段为内径d2空心圆柱、中段由空心圆台过渡段构成，三段同轴线、且d1>d2，成型缸体首端径向设置有成型喂料口、轴向末端为成型出料口，成型螺旋轴与成型缸体同轴线转动联接，压缩螺旋叶片固连在成型螺旋轴上并随其同轴线转动，压缩成型装置通过成型缸体与底盘的车架固连；
其中，所述的压缩成型装置中，压缩螺旋轴外径为d，压缩螺旋叶片为压缩比p>1的变螺距螺旋叶片，成型缸体的内径d1圆柱腔为压缩腔、内径d2圆柱腔为保压腔、圆台腔为成型腔，成型压缩比q＝(d12-d2)/(d22-d2)，压缩成型装置的总压缩比i＝p*q。
2.根据权利要求1所述的道路落叶收集压块车，其特征在于，压缩成型装置的总压缩比i是车辆设计性能参数，通过改变压缩比p或改变成型压缩比q，以适应不同含水量的落叶高压致密成型，工作过程中不能改变；高密度空心圆柱落叶块的长度是由长度计数器设定，工作过程中可以根据需要改变；通过夹角g实现V型收集台对地面仿形，提升V型收集台后车辆由收集压块作业变为转场运输状态。
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