CN110482084A - 垃圾压实器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾压实器。本发明的垃圾压实器，采用双泵组合结合伺服容积调速的方式驱动压头进行垃圾压缩作业和驱动行走小车行走，在压头进行压缩作业和行走小车移动时，液压系统没有变量节流能耗；电机响应快速，在待机上料时可休眠不转，系统无能耗；采用双联内啮合齿轮泵，噪声更低、流量脉动更小；在重载或轻载时双泵合流低压高速运行，入箱压垃圾时小泵高压低速运行，相对于单泵系统可以减小电机的输出扭矩，降低了电机的运营成本，并且产生的热量更少，无需安装散热器，降低了压实器的制造成本；在行走小车移动时单独加载双联内啮合齿轮泵的小泵，电机输出较低转速，从而获得稳定的小流量，行走小车的行走速度重复稳定性较好。

Description

垃圾压实器

技术领域

本发明涉及垃圾压实器技术领域，特别地，涉及一种垃圾压实器。

背景技术

随着《生活垃圾分类制度实施方案》的执行，垃圾中转压缩站也逐步形成干垃圾中转站和湿垃圾中转站两大类。其中，厨余垃圾、果皮等湿垃圾主要采用竖直压缩工艺进行转运，竖直压缩转运工艺流程是：装满垃圾的收集车进入中转站卸料平台将垃圾直接卸入竖直放置的垃圾箱内，无污水排放，环保性好；移动式压实器可压缩不同泊位垃圾箱内垃圾；垃圾箱装满后，由带钢丝牵引装置的转运车(或翻转装置和勾臂车)将满垃圾箱转移到车上，然后将垃圾箱远距离转运至垃圾处置场。其中，移动式压实器是竖直压缩转运工艺中不可缺少的设备，现有的移动式压实器主要由泊位钢架、压头(压锤)、行走小车、液压系统、电气系统组成，液压系统的压缩油缸伸缩驱动压头的下压/上提，实现对工作泊位中垃圾箱的垃圾进行压缩，液压马达旋转驱动行走小车携带压头在泊位钢架的轨道上移动，实现压头在不同泊位进行作业。

现有的压实器的液压系统由三相异步电机、负载敏感变量泵、电磁溢流阀、比例节流阀、平衡阀、分流集流阀、电液换向阀、压缩油缸、液压马达、独立风冷散热器等元件组成，现有的压实器的液压系统存在以下缺点：

1)、三相异步电机不宜频繁启动且响应时间长，压实器在待机上料时电动机保持1450r/min，不仅电机持续存在能量损耗，并且变量泵用来维持变量和内泄的小流量低压油也会实造成能量损耗；

2)、压实器在压缩和小车行走时，虽然依靠变量泵和比例节流阀实现了压头空载高速下压、重载低速下压、匀速上提与行走小车左右移，但工作时，压力油需持续通过比例节流阀，形成约25bar的压损，系统存在较大的变量节流能耗；

3)、系统能耗较大，温升快，需要提供冷却系统，增加产品成本；

4)、压实器安装在封闭厂房上空，电机、变量泵在待机上料、压缩、小车行走时保持高速转动，持续输出噪声。变量泵受内部结构限制，在高压高速时制造的噪声较高，设备易对操作人员形成长期噪声污染；

5)、压实器的压头下压/上提动作和行走小车左移/右移动作所需流量相差较大，比例节流阀依大流量选型，受比例节流阀小流量重复精度差、比例电磁铁温升、液压油温度变化等因素影响导致行走小车的行走速度重复稳定性较差，尤其在低速阶段。

发明内容

本发明提供了一种垃圾压实器，以解决现有的压实器的液压系统存在的能量损耗大、噪声大、行走小车的行走速度重复稳定性差的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种垃圾压实器，包括泊位钢架、液压系统、电气系统、行走小车、压头，所述泊位钢架包括多个用于放置待压缩垃圾箱的工位，所述液压系统、电气系统和压头均设置在所述行走小车上，所述液压系统用于驱动所述行走小车在所述泊位钢架上行走以移动至不同工位的垃圾箱的上方以及用于驱动所述压头上下移动以进行垃圾压缩作业，

所述液压系统包括电机、联轴器、双联内啮合齿轮泵、控制阀组、主平衡阀、压缩油缸、分流集流阀和液压马达，所述电机通过联轴器与双联内啮合齿轮泵连接，所述双联内啮合齿轮泵通过控制阀组分别与主平衡阀、压缩油缸、分流集流阀连接，所述主平衡阀还与所述压缩油缸连接，所述分流集流阀与液压马达连接，所述压缩油缸用于驱动所述压头上下移动，所述液压马达用于驱动所述行走小车行走，所述电机、控制阀组均与所述电气系统电连接，所述电气系统可通过所述控制阀组控制所述双联内啮合齿轮泵的大泵和小泵同时输出液压油或者单独输出液压油或者均不输出液压油。

进一步地，所述控制阀组包括第一溢流阀、第二溢流阀、第一单向阀、第二单向阀、泄压电磁阀、第三单向阀、电液换向阀、电磁换向阀及双向平衡阀，所述第一单向阀分别与所述双联内啮合齿轮泵的大泵、电液换向阀、电磁换向阀连接，所述电液换向阀分别与所述压缩油缸和主平衡阀连接，所述第一溢流阀设置在所述第一单向阀与双联内啮合齿轮泵的大泵连接的管路上，所述第二单向阀分别与所述双联内啮合齿轮泵的小泵、电液换向阀、电磁换向阀连接，所述第二溢流阀设置在所述第二单向阀与所述双联内啮合齿轮泵的小泵连接的管路上，所述电磁换向阀与所述双向平衡阀连接，所述双向平衡阀与所述分流集流阀连接，所述第三单向阀与所述电磁换向阀连接并起止回作用，所述泄压电磁阀分别与所述第一单向阀和第二单向阀连接并用于在待机时卸掉管路内的压力油。

进一步地，所述液压系统还包括分别用于检测所述双联内啮合齿轮泵的大泵和小泵的压油口油压的大泵压力变送器和小泵压力变送器，所述大泵压力变送器和小泵压力变送器与所述电气系统连接，所述电气系统根据所述大泵压力变送器和小泵压力变送器采集到的油压控制所述控制阀组和所述电机的工作状态。

进一步地，所述压头上设置有与所述电气系统连接并用于检测所述压头的运动行程的行程检测传感器，所述电气系统根据所述行程检测传感器检测到的压头的运动行程控制所述双联内啮合齿轮泵的大泵和小泵的输出状态及控制所述电机的转速。

进一步地，所述泊位钢架的多个工位上均设置有与所述电气系统连接的称重传感器，所述电气系统根据所述称重传感器检测到的垃圾箱的垃圾载重量和所述行程检测传感器检测到的压头的行程计算出当前工位的垃圾箱的剩余垃圾载重量。

进一步地，所述电气系统采用以下公式计算出当前工位的垃圾箱的剩余垃圾载重量：

G₁＝G_总-G_p

G＝min(G₁,G₂)

其中，G表示垃圾箱的剩余垃圾载重量，G_p表示每一次压缩循环后称重传感器测量的垃圾箱的垃圾载重量，P2为所述压头低速下压时的最大工作压力，G_总表示垃圾箱允许的最大垃圾载重量，S_p2表示所述双联内啮合齿轮泵的小泵的压油口油压为P2时所述压头的行程，S1表示所述压缩油缸的最大行程，S3表示所述压头的压满报警下限行程。

进一步地，所述液压系统还包括分别与所述电液换向阀和所述主平衡阀连接并起到液压阻尼作用的节流阀。

进一步地，所述泊位钢架的多个工位上均设置有感应条，所述行走小车上设置有第一行走接近开关、第二行走接近开关、第三行走接近开关和第四行走接近开关，所述第一行走接近开关、第二行走接近开关、第三行走接近开关和第四行走接近开关均与所述电气系统连接，所述电气系统根据所述第一行走接近开关和第二行走接近开关的感应结果控制所述行走小车平稳启停，根据所述第三行走接近开关和第四行走接近开关的感应结果判断所述行走小车所处的工位。

进一步地，所述液压系统还包括用于起到过滤作用的吸油过滤器和用于控制油路通断的蝶阀，所述吸油过滤器分别与所述双联内啮合齿轮泵和油箱连接，所述蝶阀设置在所述吸油过滤器与所述双联内啮合齿轮泵连接的管路上。

进一步地，所述行程检测传感器为激光测距传感器或者磁滞伸缩传感器。

本发明具有以下有益效果：

本发明的垃圾压实器，采用双泵组合结合伺服容积调速的方式驱动压头进行垃圾压缩作业和驱动行走小车行走，垃圾压实器的流量由电机的转速和双联内啮合齿轮泵的大小泵的加载系数决定，在压头进行压缩作业和行走小车移动时，液压系统没有变量节流能耗；并且，电机响应快速，在待机上料时可休眠不转，系统无能耗，更加节能；另外，采用双联内啮合齿轮泵，其独特的内部结构比柱塞泵、外啮合齿轮泵噪声更低、流量脉动更小，所以具有很好的低噪性能；另外，在空行程时双泵合流低压高速下行，入箱压垃圾时小泵高压低速下行，相对于单泵系统可以降低电机的输出扭矩，降低了电机的运营成本，并且产生的热量更少，降低了散热性要求，无需安装散热器，降低了压实器的制造成本；另外，在行走小车移动时单独加载双联内啮合齿轮泵的小泵，电机则输出较低转速，从而获得稳定的小流量，行走小车的行走速度重复稳定性较好。

另外，基于行程检测传感器和小泵压力变送器、称重传感器的检测结果来实现上料能力的计算，从而可以实现垃圾压实器的精准控料，防止出现堵料的情况，可靠性更好。

另外，通过第一行走接近开关和第二行走接近开关的感应结果来控制行走小车的平稳启停，还通过第三行走接近开关和第四行走接近开关的感应结果来判定行走小车左移还是右移，可以更加智能化地控制行走小车的运动。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的垃圾压实器的结构示意图。

图2是本发明优选实施例的图1中的垃圾压实器去除泊位钢架后的结构示意图。

图3是本发明优选实施例的垃圾压实器的模块结构示意图。

图4是本发明优选实施例的图1中的液压系统的连接结构示意图。

图5是本发明优选实施例的垃圾压实器的压头进行压缩作业的控制流程示意图。

图6是本发明优选实施例的垃圾压实器的行走小车进行移动的控制流程示意图。

附图标号说明

1、泊位钢架；2、液压系统；3、电气系统；4、行走小车；5、压头；11、第一工位；12、第二工位；13、第三工位；14、称重传感器；41、第一行走接近开关；42、第二行走接近开关；43、第三行走接近开关；44、第四行走接近开关；21、吸油过滤器；22、蝶阀；23、电机；231、编码器；24、联轴器；25、双联内啮合齿轮泵；26、大泵压力变送器；27、小泵压力变送器；28、控制阀组；29、节流阀；30、主平衡阀；31、压缩油缸；32、分流集流阀；33、液压马达；34、回油过滤器；281、第一溢流阀；282、第二溢流阀；283、第一单向阀；284、第二单向阀；285、泄压电磁阀；286、第三单向阀；287、电液换向阀；288、电磁换向阀；289、双向平衡阀。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1至图4所示，本发明的优选实施例提供一种垃圾压实器，其包括泊位钢架1、液压系统2、电气系统3、行走小车4、压头5，所述泊位钢架1包括多个用于放置待压缩垃圾箱的工位，所述液压系统2、电气系统3和压头5均设置在所述行走小车4上以随行走小车4一起移动，所述液压系统2与所述行走小车4连接以驱动所述行走小车4在所述泊位钢架1上行走从而移动至不同工位的垃圾箱的上方，所述液压系统2还与所述压头5连接以驱动所述压头5上下移动从而对垃圾箱进行垃圾压缩作业，所述液压系统2还与所述电气系统3连接。可以理解，在本发明的优选实施例中，所述泊位钢架1包括第一工位11、第二工位12和第三工位13，其中第一工位11为维修工位，第二工位12和第三工位13为工作工位，在本发明的其他实施例中，所述泊位钢架1还可以包括两个工位或者三个以上的工位，具体的工位数量在此不做具体限定。可以理解，所述电气系统3包括PLC控制器，由PLC控制器来实现控制功能。

其中，所述液压系统2包括电机23、联轴器24、双联内啮合齿轮泵25、控制阀组28、主平衡阀30、压缩油缸31、分流集流阀32和液压马达33，所述电机23通过联轴器24与双联内啮合齿轮泵25连接，所述双联内啮合齿轮泵25还与油箱连接以从油箱中抽取液压油进行输送，所述双联内啮合齿轮泵25与所述控制阀组28连接，所述控制阀组28分别与主平衡阀30、压缩油缸31、分流集流阀32连接，所述主平衡阀30还与所述压缩油缸31连接，所述分流集流阀32与液压马达33连接，所述压缩油缸31与所述压头5连接以驱动所述压头5上下移动，所述液压马达33与所述行走小车4连接以驱动所述行走小车4行走，所述电机23、控制阀组28还均与所述电气系统3电连接，所述电气系统3可通过所述控制阀组28控制所述双联内啮合齿轮泵25的大泵和小泵同时输出液压油或者单独输出液压油或者均不输出液压油。可以理解，所述分流集流阀32可以与多个液压马达33连接，所述分流集流阀32可按照固定比例将液压油分配给多个液压马达33，在本优选实施例中，所述液压马达33的数量为两个，所述分流集流阀32按照1:1的比例将液压油分配给两个液压马达33。

可以理解，作为优选的，所述液压系统2还包括用于起到过滤作用的吸油过滤器21和用于控制油路通断的蝶阀22，所述吸油过滤器21分别与所述双联内啮合齿轮泵25和油箱连接，所述吸油过滤器21可以防止污染颗粒物进入液压系统2中，所述蝶阀22设置在所述吸油过滤器21与所述双联内啮合齿轮泵25连接的管路上。另外，所述液压系统2还包括回油过滤器34，所述回油过滤器34设置在液压系统2与油箱连接的回油管路上并起到过滤作用，防止污染颗粒物回流至油箱中。

所述控制阀组28包括第一溢流阀281、第二溢流阀282、第一单向阀283、第二单向阀284、泄压电磁阀285、第三单向阀286、电液换向阀287、电磁换向阀288及双向平衡阀289，所述第一单向阀283分别与所述双联内啮合齿轮泵25的大泵、电液换向阀287、电磁换向阀288连接，通过设置第一单向阀283，仅允许液压油从双联内啮合齿轮泵25的大泵流向电液换向阀287和电磁换向阀288，而无法进行反向流动。所述电液换向阀287分别与所述压缩油缸31和主平衡阀30连接，所述第一溢流阀281设置在所述第一单向阀283与双联内啮合齿轮泵25的大泵连接的管路上以起到限压安全作用和大泵卸荷作用，所述第一溢流阀281还与油箱连接以将溢出的液压油回流至油箱中。所述第二单向阀284分别与所述双联内啮合齿轮泵25的小泵、电液换向阀287、电磁换向阀288连接，通过设置第二单向阀284，仅允许液压油从双联内啮合齿轮泵25的小泵流向电液换向阀287和电磁换向阀288，而无法进行反向流动。所述第二溢流阀282设置在所述第二单向阀284与所述双联内啮合齿轮泵25的小泵连接的管路上以起到限压安全作用和小泵卸荷作用，所述第二溢流阀282还与油箱连接以将溢出的液压油回流至油箱中。所述电磁换向阀288与所述双向平衡阀289连接，所述双向平衡阀289与所述分流集流阀32连接。所述第三单向阀286分别与油箱和所述电磁换向阀288连接以起到止回作用，防止压缩回路工作时产生的回油背压流至液压马达33，致使液压马达33误工作，进而导致行走小车4误动作。所述泄压电磁阀285分别与所述第一单向阀283、第二单向阀284和油箱连接，其用于在待机时卸掉管路内的压力油，防止管路内的压力油通过电液换向阀287流至压缩油缸31中或者通过电磁换向阀288流至液压马达33处，造成误动作。本发明的液压系统2，通过第一单向阀283和第二单向阀284将双联内啮合齿轮泵25的大泵和小泵输出的液压油隔开，并且结合电气系统3控制第一溢流阀281和第二溢流阀282的工作状态实现双泵供油或者单泵供油或者均不供油。

当需要驱动所述压头5上下移动时，所述电机23在电气系统3的控制下开始工作以驱动双联内啮合齿轮泵25从油箱中抽取液压油进行输送，输出的液压油分别经过第一单向阀283、第二单向阀284流至电液换向阀287，所述电气系统3控制所述电液换向阀287的电磁铁YV4得电，则液压油直接进入压缩油缸31的大腔，同时液压油还进入主平衡阀30的控制腔，此时主平衡阀30反向开启，压缩油缸31伸出以驱动压头5下移。当所述电气系统3控制所述电液换向阀287的电磁铁YV5得电时，则液压油通过主平衡阀30的单向阀进入压缩油缸31的小腔，压缩油缸31缩回以驱动压头5上提。另外，当压头5不压缩时，所述主平衡阀30还起到保持压头5不下降的作用，并且在爆管时起到安全阀的作用。可以理解，作为优选的，所述液压系统2还包括分别与所述电液换向阀287和所述主平衡阀30连接，当电液换向阀287的电磁铁YV4得电时，液压油经过节流阀29进入主平衡阀30的控制腔，所述节流阀29起到液压阻尼作用，可以减缓主平衡阀30的阀芯振动。

当需要驱动行走小车4移动时，由于行走小车4移动所需的液压油的流量较小，因此，只需双联内啮合齿轮泵25的小泵输出液压油即可。所述电气系统3控制所述第一溢流阀281失电卸荷，所述双联内啮合齿轮泵25仅小泵输出液压油，输出的液压油经过第二单向阀284、电磁换向阀288、双向平衡阀289、分流集流阀32进入到液压马达33内部。具体地，所述电气系统3控制所述电磁换向阀288的电磁铁YV6得电，液压油通过双向平衡阀289的右平衡阀的单向阀进入液压马达33的B口，同时液压油还进入双向平衡阀289的左平衡阀的控制腔，左平衡阀反向开启，所述液压马达33的A口的液压油通过分流集流阀32、双向平衡阀289的左平衡阀、第三单向阀286回流至油箱，液压马达33驱动行走小车4向左移动。反之，当所述电气系统3控制电磁换向阀288的电磁铁YV7得电时，所述液压马达33驱动行走小车4向右移动。所述双向平衡阀289可以实现行走小车4的软停止和软启动，当行走小车4进行制动时，双向平衡阀289的节流口缓慢减小，逐步提高背压，消耗动能，减小冲击，当行走小车4启动时，双向平衡阀289的节流口缓慢增大，逐步减小背压，缓慢启动，减小冲击。

可以理解，作为优选的，所述液压系统2还包括分别用于检测所述双联内啮合齿轮泵25的大泵和小泵的压油口油压的大泵压力变送器26和小泵压力变送器27，所述大泵压力变送器26和小泵压力变送器27与所述电气系统3连接，所述电气系统3根据所述大泵压力变送器26和小泵压力变送器27采集到的油压控制所述控制阀组28和所述电机23的工作状态。

可以理解，作为优选的，所述压头5上设置有与所述电气系统3连接并用于检测所述压头5的运动行程的行程检测传感器51，所述电气系统3根据所述行程检测传感器51检测到的压头5的运动行程控制所述双联内啮合齿轮泵25的大泵和小泵的输出状态及控制所述电机23的转速。所述行程检测传感器51为激光测距传感器或者磁滞伸缩传感器。

可以理解，作为优选的，所述泊位钢架1的多个工位上均设置有与所述电气系统3连接的称重传感器14，所述电气系统3根据所述称重传感器14检测到的垃圾箱的垃圾载重量和所述行程检测传感器51检测到的压头5的行程计算出当前工位的垃圾箱的剩余垃圾载重量。其中，所述电气系统3采用以下公式计算出当前工位的垃圾箱的剩余垃圾载重量：

G₁＝G_总-G_p

G＝min(G₁,G₂)

公式组1

其中，G表示垃圾箱的剩余垃圾载重量，Gp表示每一次压缩循环后称重传感器14测量的垃圾箱的垃圾载重量，P2为所述压头5低速下压时的最大工作压力，G总表示垃圾箱允许的最大垃圾载重量，Sp2表示所述双联内啮合齿轮泵25的小泵的压油口油压为P2时所述压头5的行程，S1表示所述压缩油缸31的最大行程，S3表示所述压头5的压满报警下限行程。

可以理解，作为优选的，所述泊位钢架1的多个工位上均设置有感应条，所述行走小车4上设置有第一行走接近开关41、第二行走接近开关42、第三行走接近开关43和第四行走接近开关44，所述第一行走接近开关41、第二行走接近开关42、第三行走接近开关43和第四行走接近开关44均与所述电气系统3连接，所述电气系统3根据所述第一行走接近开关41和第二行走接近开关42的感应结果控制所述行走小车4平稳启停，根据所述第三行走接近开关43和第四行走接近开关44的感应结果判断所述行走小车4所处的工位，进而判定行走小车4移动至目标工位时需左移还是右移。

如图5所示，本发明的垃圾压实器进行垃圾压缩作业时的流程具体为：电气系统3对比行程检测传感器51检测到的压头5的行程是否大于S1，S1表示压缩油缸31的最大行程，若大于则控制压头5上提，若小于则判定压头5可进行高速下压阶段，此时，第一溢流阀281的电磁铁YV1、第二溢流阀282的电磁铁YV2、泄压电磁阀285的电磁铁YV3及电液换向阀287的电磁铁YV4得电，双联内啮合齿轮泵25的双泵合流输出液压油。在压头5高速下压的过程中，电气系统3对比压头5高速下压时的工作压力是否大于等于高速下压最大工作压力，若大于则控制压头5进入低速下压阶段，此时，第二溢流阀282的电磁铁YV2、泄压电磁阀285的电磁铁YV3和电液换向阀287的电磁铁YV4得电，双联内啮合齿轮泵25的小泵单独输出液压油。电气系统3继续对比压头5的行程是否大于压缩油缸31的最大行程，若仍然小于则进一步检测压头5低速下压时的工作压力是否大于等于低速下压最大工作压力，若是则继续检测压头5的运动行程。首先判定压头5的运动行程是否大于S2且小于等于S1，S2表示压满报警上限行程，若是则进行上料能力计算，若否则进一步判定压头5的运动行程是否大于等于S3且小于等于S2，具体采用上述的公式组1计算垃圾箱的剩余垃圾装载量，同时进入保压阶段，保压阶段为断油保压，所有电磁铁均失电，电机23休眠不转，当保压时间达到保压超时时间后再控制压头5上提，压头5上提时，第一溢流阀281的电磁铁YV1、泄压电磁阀285的电磁铁YV3和电液换向阀287的电磁铁YV5得电，双联内啮合齿轮泵25的大泵单独输出液压油，并通过行程检测传感器51检测压头5是否回缩到位。若判定出压头5的运动行程时大于等于S3且小于等于S2时，S3表示压满报警下限行程，则发出压满报警提醒并进入保压阶段，否则进一步判定压头5的运动行程是否小于S3。若判定出压头5的运动行程小于S3时进入强压模式，此时，第二溢流阀282的电磁铁YV2、泄压电磁阀285的电磁铁YV3和电液换向阀287的电磁铁YV4得电，双联内啮合齿轮泵25的小泵单独工作，电机23以低转速运行。若判定压头5的运动行程大于等于S3时则发出压满报警并进入保压阶段，如果压头5的运动行程仍然小于S3，则在强压时间超过强压超时时间后发出堵料报警提醒。另外，当检测出压头5的运动行程大于等于S3时则发出测距故障报警提醒。

如图6所示，本发明的垃圾压实器在控制行走小车4行走时的控制流程具体为：假设泊位钢架1包括四个工位，分别为工位a、工位b、工位c和工位d，由于行走小车4所在的工位是由第三行走接近开关43和第四行走接近开关44的感应结果判定的，当第三行走接近开关43和第四行走接近开关44输出的信号为00时则判定在工位a，当输出的信号为01时则判定在工位b，当输出的信号为10时则判定在工位c，当输出的信号为11时则判定在工位d。假设行走小车4目前所处工位为工位a，目标工位为工位b，即行走小车4要从工位a移动至工位b。首先，通过行程检测传感器51检测压头5是否回缩到位，若否则控制压头5上提，若是则判定b-a是否大于0，若b-a大于0则需控制行走小车4右移，否则需控制行走小车4左移。当需控制行走小车4右移时，控制行走小车4慢速启动，所述双向平衡阀289的节流口缓慢增大，逐步减小背压，缓慢启动，减小冲击。在行走小车4逐步向右移动的过程中，所述第一行走接近开关41无法感应到工位a的感应条，因此，第一行走接近开关41的信号1失电，此时进入快速移动阶段，若第一行走接近开关41的信号1未失电，则进一步判定慢速启动时间是否大于等于慢速启动超时时间，若是则发出故障报警。另外，当在行走小车4向右移动一定距离后，所述第二行走接近开关42的信号2也失电。慢速启动和快速移动阶段，所述第二溢流阀282的电磁铁YV2、泄压电磁阀285的电磁铁YV3和电磁换向阀288的电磁铁YV7得电，双联内啮合齿轮泵25的小泵单独工作，并且慢速启动阶段电机23的转速从0斜坡加速到n1，快速移动时电机23的转速从n1斜坡加速到n2。当行走小车4移动至接近工位b的位置时，所述第二行走接近开关42感应到工位b处的感应条，第二行走接近开关42的信号2得电，并判断行走小车4在快速移动阶段的行走用时是否大于等于快速行走超时时间，若是则发出故障报警提醒。在第二行走接近开关42的信号2得电后控制行走小车4减速移动，在行走小车4逐步靠近工位b的过程中，所述第一行走接近开关41的信号1也得电，此时控制行走小车4刹车，同时判定行走小车4的减速移动用时是否大于等于减速移动超时时间，若是则发出故障报警提醒。另外，在行走小车4刹车后判断是否停车到位，若否则发出故障报警提醒。在减速的过程中，所述第二溢流阀282的电磁铁YV2、泄压电磁阀285的电磁铁YV3和电磁换向阀288的电磁铁YV7得电，双联内啮合齿轮泵25的小泵单独工作，电机23的转速从n2斜坡减速到n1。在刹车时，所有的电磁铁均失电，由双向平衡阀289来制动行走小车4，实现其软停止，防止出现大的冲击。当第一行走接近开关41的信号1和第二行走接近开关42的信号2同时得电时，行走小车4制动到位，即停在工位b处。行走小车4向左移动的控制过程与其向右移动的控制过程基本相同，区别点仅在于，在行走小车4向左移动时，所述第二行走接近开关42的信号2先失电，然后再第一行走接近开关41的信号1失电，当靠近工位b时，所述第一行走接近开关41的信号1先得电，然后再第二行走接近开关42的信号2得电。

在压头5进行压缩作业和行走小车4进行移动时均需对双联内啮合齿轮泵25的转速进行精准控制，即需对电机23的转速进行精准控制。所述电机23为伺服电机，所述电机23的编码器231与电气系统3连接，电气系统3还与电机23的伺服驱动器连接。电气系统3可通过编码器231获取电机23的转速反馈，然后再输出控制信号至伺服驱动器，伺服驱动器输出激励信号驱动电机23转动。具体地，所述电气系统3采用PI控制算法对电机23的转速进行精准控制，

i_n＝l_P×(n₀-n)+l_I∑(n₀-n)

公式2

i_n表示电气系统3的输出信号，l_P表示比例控制增益，为常数，l_I表示积分控制增益，为常数，n₀表示目标转速，n表示编码器231反馈的电机23的转速。

可以理解，还可以采用旋转变压器来替代编码器231，另外，作为一种选择，可以采用变频电机和变频控制器来替代伺服电机和伺服驱动器，同样可以实现容积调速控制。

可以理解，作为优选的，所述垃圾压实器还包括与电气系统3连接的显示屏，所述显示屏可以显示行走小车4当前所处的工位信息、故障报警信息、电机转速信息、液压系统2的流量信息等。作为一种选择，可以用语音提示器来替代显示屏，通过语音播报的方式来向用户传递信息。

本发明的垃圾压实器，通过采用双泵组合结合伺服容积调速的方式驱动压头5进行垃圾压缩作业和驱动行走小车4行走，其中，

Q＝l₁×Q_大泵+l₂×Q_小泵

公式组3

n表示电机23的实际转速，V_大泵表示双联内啮合齿轮泵25的大泵排量，V_小泵表示双联内啮合齿轮泵25的小泵排量，Q_大泵表示双联内啮合齿轮泵25的大泵流量，Q_小泵表示双联内啮合齿轮泵25的小泵流量，l₁表示大泵加载系数，当第一溢流阀281卸荷时，l₁＝0，不卸荷时为1，l₂表示小泵加载系数，当第二溢流阀282卸荷时，l₂＝0，不卸荷时为1，Q表示液压系统2的工作流量。通过上述公式组3可知，垃圾压实器的流量由电机23的转速和大小泵的加载系数决定，在压头5进行压缩作业和行走小车4移动时，液压系统2没有变量节流能耗。并且，电机23响应快速，在待机上料时可休眠不转，系统无能耗，更加节能。另外，采用双联内啮合齿轮泵25，其独特的内部结构比柱塞泵、外啮合齿轮泵噪声更低、流量脉动更小，所以具有很好的降噪功能。

另外，本发明的垃圾压实器在压头5下压时，压缩油缸31有较长的空载行程可高速下行，压头5入箱后负载逐步正大，液压系统2的压力逐步增大，此时

T_电机表示电机23的轴端输出扭矩，p_大泵表示大泵压力，p_小泵表示小泵压力，V_大泵表示大泵排量，V_小泵表示小泵排量，η_m表示双联内啮合齿轮泵25的机械效率。通过公式4可知，在空行程双泵合流低压高速下行，入箱压垃圾时小泵高压低速下行，相对于单泵系统可以降低电机23的输出扭矩，降低了电机23的运营成本，并且产生的热量更少，降低了散热性要求，无需安装散热器，降低了压实器的制造成本。

另外，内啮合齿轮泵都有最低稳定转速要求，一般为200r/min，如果采用单泵伺服容积调速的方式，则单泵排量大，液压系统2不能输出行走小车4移动时所需的稳定小流量。而本发明的垃圾压实器通过采用多泵组合结合伺服容积调速的方式，在行走小车4移动时单独加载小泵，电机23则输出较低转速，从而获得稳定的小流量，行走小车4的行走速度重复稳定性较好。

另外，基于行程检测传感器51和小泵压力变送器27、称重传感器14的检测结果来实现上料能力的计算，从而可以实现垃圾压实器的精准控料，防止出现堵料的情况，可靠性更好。

另外，通过第一行走接近开关41和第二行走接近开关42的感应结果来控制行走小车4的平稳启停，还通过第三行走接近开关43和第四行走接近开关44的感应结果来判定行走小车4左移还是右移，可以更加智能化地控制行走小车4的运动，可靠性更好。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种垃圾压实器，包括泊位钢架(1)、液压系统(2)、电气系统(3)、行走小车(4)、压头(5)，所述泊位钢架(1)包括多个用于放置待压缩垃圾箱的工位，所述液压系统(2)、电气系统(3)和压头(5)均设置在所述行走小车(4)上，所述液压系统(2)用于驱动所述行走小车(4)在所述泊位钢架(1)上行走以移动至不同工位的垃圾箱的上方以及用于驱动所述压头(5)上下移动以进行垃圾压缩作业，其特征在于，

所述液压系统(2)包括电机(23)、联轴器(24)、双联内啮合齿轮泵(25)、控制阀组(28)、主平衡阀(30)、压缩油缸(31)、分流集流阀(32)和液压马达(33)，所述电机(23)通过联轴器(24)与双联内啮合齿轮泵(25)连接，所述双联内啮合齿轮泵(25)通过控制阀组(28)分别与主平衡阀(30)、压缩油缸(31)、分流集流阀(32)连接，所述主平衡阀(30)还与所述压缩油缸(31)连接，所述分流集流阀(32)与液压马达(33)连接，所述压缩油缸(31)用于驱动所述压头(5)上下移动，所述液压马达(33)用于驱动所述行走小车(4)行走，所述电机(23)、控制阀组(28)均与所述电气系统(3)电连接，所述电气系统(3)可通过所述控制阀组(28)控制所述双联内啮合齿轮泵(25)的大泵和小泵同时输出液压油或者单独输出液压油或者均不输出液压油。

2.如权利要求1所述的垃圾压实器，其特征在于，

所述控制阀组(28)包括第一溢流阀(281)、第二溢流阀(282)、第一单向阀(283)、第二单向阀(284)、泄压电磁阀(285)、第三单向阀(286)、电液换向阀(287)、电磁换向阀(288)及双向平衡阀(289)，所述第一单向阀(283)分别与所述双联内啮合齿轮泵(25)的大泵、电液换向阀(287)、电磁换向阀(288)连接，所述电液换向阀(287)分别与所述压缩油缸(31)和主平衡阀(30)连接，所述第一溢流阀(281)设置在所述第一单向阀(283)与双联内啮合齿轮泵(25)的大泵连接的管路上，所述第二单向阀(284)分别与所述双联内啮合齿轮泵(25)的小泵、电液换向阀(287)、电磁换向阀(288)连接，所述第二溢流阀(282)设置在所述第二单向阀(284)与所述双联内啮合齿轮泵(25)的小泵连接的管路上，所述电磁换向阀(288)与所述双向平衡阀(289)连接，所述双向平衡阀(289)与所述分流集流阀(32)连接，所述第三单向阀(286)与所述电磁换向阀(288)连接并起止回作用，所述泄压电磁阀(285)分别与所述第一单向阀(283)和第二单向阀(284)连接并用于在待机时卸掉管路内的压力油。

3.如权利要求2所述的垃圾压实器，其特征在于，

所述液压系统(2)还包括分别用于检测所述双联内啮合齿轮泵(25)的大泵和小泵的压油口油压的大泵压力变送器(26)和小泵压力变送器(27)，所述大泵压力变送器(26)和小泵压力变送器(27)与所述电气系统(3)连接，所述电气系统(3)根据所述大泵压力变送器(26)和小泵压力变送器(27)采集到的油压控制所述控制阀组(28)和所述电机(23)的工作状态。

4.如权利要求3所述的垃圾压实器，其特征在于，

所述压头(5)上设置有与所述电气系统(3)连接并用于检测所述压头(5)的运动行程的行程检测传感器(51)，所述电气系统(3)根据所述行程检测传感器(51)检测到的压头(5)的运动行程控制所述双联内啮合齿轮泵(25)的大泵和小泵的输出状态及控制所述电机(23)的转速。

5.如权利要求4所述的垃圾压实器，其特征在于，

所述泊位钢架(1)的多个工位上均设置有与所述电气系统(3)连接的称重传感器(14)，所述电气系统(3)根据所述称重传感器(14)检测到的垃圾箱的垃圾载重量和所述行程检测传感器(51)检测到的压头(5)的行程计算出当前工位的垃圾箱的剩余垃圾载重量。

6.如权利要求5所述的垃圾压实器，其特征在于，

所述电气系统(3)采用以下公式计算出当前工位的垃圾箱的剩余垃圾载重量：

G₁＝G_总-G_p

G＝min(G₁,G₂)

其中，G表示垃圾箱的剩余垃圾载重量，G_p表示每一次压缩循环后称重传感器(14)测量的垃圾箱的垃圾载重量，P2为所述压头(5)低速下压时的最大工作压力，G_总表示垃圾箱允许的最大垃圾载重量，S_p2表示所述双联内啮合齿轮泵(25)的小泵的压油口油压为P2时所述压头(5)的行程，S1表示所述压缩油缸(31)的最大行程，S3表示所述压头(5)的压满报警下限行程。

7.如权利要求2所述的垃圾压实器，其特征在于，

所述液压系统(2)还包括分别与所述电液换向阀(287)和所述主平衡阀(30)连接并起到液压阻尼作用的节流阀(29)。

8.如权利要求1～7任一项所述的垃圾压实器，其特征在于，

所述泊位钢架(1)的多个工位上均设置有感应条，所述行走小车(4)上设置有第一行走接近开关(41)、第二行走接近开关(42)、第三行走接近开关(43)和第四行走接近开关(44)，所述第一行走接近开关(41)、第二行走接近开关(42)、第三行走接近开关(43)和第四行走接近开关(44)均与所述电气系统(3)连接，所述电气系统(3)根据所述第一行走接近开关(41)和第二行走接近开关(42)的感应结果控制所述行走小车(4)平稳启停，根据所述第三行走接近开关(43)和第四行走接近开关(44)的感应结果判断所述行走小车(4)所处的工位。

9.如权利要求1所述的垃圾压实器，其特征在于，

所述液压系统(2)还包括用于起到过滤作用的吸油过滤器(21)和用于控制油路通断的蝶阀(22)，所述吸油过滤器(21)分别与所述双联内啮合齿轮泵(25)和油箱连接，所述蝶阀(22)设置在所述吸油过滤器(21)与所述双联内啮合齿轮泵(25)连接的管路上。

10.如权利要求4所述的垃圾压实器，其特征在于，

所述行程检测传感器(51)为激光测距传感器或者磁滞伸缩传感器。