一種環(huán)保型汽車衡的研制與應(yīng)用

生活垃圾計(jì)量工作，是垃圾處理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。建立準(zhǔn)確、高效、環(huán)保的智能型稱量系統(tǒng)，已成為國內(nèi)各垃圾處理機(jī)構(gòu)不斷追求的目標(biāo)。設(shè)計(jì)制造適應(yīng)現(xiàn)代垃圾處理稱量工藝要求的智能化環(huán)保型汽車衡稱量系統(tǒng)，具有實(shí)際意義。垃圾處理站的現(xiàn)場空氣污濁，環(huán)境惡劣，現(xiàn)有汽車衡技術(shù)不能滿足現(xiàn)場使用要求，需設(shè)計(jì)新型環(huán)保型的稱重衡器來滿足現(xiàn)場使用條件。
一、前言

生活垃圾計(jì)量工作，是垃圾處理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是建立垃圾處理管理臺(tái)帳的保障，對(duì)科學(xué)、準(zhǔn)確分析垃圾處理設(shè)施的使用效率和制定科學(xué)的作業(yè)規(guī)劃發(fā)揮積極的作用。建立高精確度、高效率的智能型稱重系統(tǒng)已成為國內(nèi)各垃圾處理廠不斷追求的目標(biāo)。特別是近年來 BOT 合作模式的推廣，各地環(huán)衛(wèi)改革不斷從 “養(yǎng)人 ”轉(zhuǎn)化到“養(yǎng)事”中，各地政府對(duì)垃圾量的監(jiān)管力度越來越大，如何建立一套精確、高效、智能的稱重系統(tǒng)已成為環(huán)衛(wèi)管理部門的當(dāng)務(wù)之急。BOT 合作模式，即民間興建營運(yùn)后轉(zhuǎn)移模式，是一種公共建設(shè)的運(yùn)用模式。

城市衛(wèi)生部門，為了對(duì)城市的所有垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站進(jìn)行科學(xué)管理，能準(zhǔn)確地掌握市區(qū)垃圾運(yùn)輸統(tǒng)計(jì)情況，通過每個(gè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站聯(lián)網(wǎng)可以了解任一時(shí)段的垃圾量，為各個(gè)區(qū)域居民生活垃圾產(chǎn)生量以及垃圾成分的調(diào)研工作提供可靠的數(shù)據(jù)，以指導(dǎo)環(huán)衛(wèi)清潔服務(wù)公司掌握車輛運(yùn)行情況、合理分配運(yùn)輸經(jīng)費(fèi)、考核駕駛員工作績效等。

針對(duì)上述管理技術(shù)需要，設(shè)計(jì)制造適應(yīng)現(xiàn)代垃圾處理稱量工藝要求的智能化環(huán)保型地磅稱量系統(tǒng)，具有實(shí)際意義。
二、現(xiàn)場環(huán)境狀況
（一）垃圾處理現(xiàn)場，汽車衡安裝空間極其有限，空間狹小，如圖 1 所示。

（二）生活垃圾處理站的現(xiàn)場腐蝕性強(qiáng)，空氣污濁；另外，在處理垃圾稱重過程中，常有垃圾掉落至秤臺(tái)上或秤臺(tái)旁，需經(jīng)常對(duì)秤臺(tái)及四周圍進(jìn)行清洗，以保證現(xiàn)場干凈、整潔；而為了使在清洗過程中的污水及垃圾能更好的清理出來，地磅安裝位置的基礎(chǔ)面為傾斜面；且需經(jīng)常對(duì)汽車衡秤體底下隱形的污水井中的污水進(jìn)行定期排水或抽樣化驗(yàn)。
（三）汽車在過秤時(shí)，在駛上和駛下秤臺(tái)的時(shí)候，由于顛簸振動(dòng)，車上的垃圾會(huì)有些掉落，這些垃圾容易掉進(jìn)秤臺(tái)下方而造成二次污染，而且這些垃圾的堆積、腐蝕也會(huì)極大地影響垃圾站的工作環(huán)境。
（四）垃圾站現(xiàn)場有一定的坡度，秤臺(tái)安裝于無基坑地平表面上，因此需設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)裝置，用來調(diào)節(jié)現(xiàn)場的坡度。
現(xiàn)有的汽車衡不能滿足現(xiàn)場使用要求，需設(shè)計(jì)新型環(huán)保型的汽車衡來滿足現(xiàn)場使用條件。
三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與功能
（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
環(huán)保汽車衡稱量系統(tǒng)，主要由地磅秤體機(jī)械部分和稱量控制系統(tǒng)組成。其中汽車衡秤體機(jī)械部分由秤體、提升機(jī)、傳感器、底腳調(diào)節(jié)器、基礎(chǔ)件及其他附件構(gòu)成；稱量控制系統(tǒng)，由攝像系統(tǒng)、語音系統(tǒng)、刷卡系統(tǒng)、稱量控制軟件及打印機(jī)組成。
（二）工作過程原理
垃圾車從引坡駛上地磅，停于地磅上，駕駛員下車離開地磅，稱量數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，語音提示“請刷卡”，刷卡后系統(tǒng)記錄稱量數(shù)據(jù)，同時(shí)攝像機(jī)抓拍車輛牌號(hào)并存儲(chǔ)，同時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)至總控制臺(tái)，現(xiàn)場儀表、大屏幕顯示器顯示稱量重量，打印機(jī)對(duì)其稱量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行打印。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖 2 所示。
由圖 2 可知，環(huán)保汽車衡稱量系統(tǒng)，由 1- 秤體，2- 操作柜（2.1- 電腦，2.2- 稱重儀表，2.3- 打印機(jī)），3- 稱重傳感器，4- 秤臺(tái)提升機(jī) （4a- 提升機(jī)控制臺(tái)，4b- 提升機(jī)液壓泵），5- 刷卡裝置，6-攝像頭，7- 顯示器，8- 接線盒，9- 車輛引坡，10-底腳調(diào)節(jié)裝置，11- 定位板，12- 防滑條等組成。

四、秤體與安裝結(jié)構(gòu)
（一）秤體安裝結(jié)構(gòu)如圖 3 所示（二）汽車衡安裝的地面為斜坡，所以基礎(chǔ)件需特殊設(shè)計(jì)成可調(diào)節(jié)式基礎(chǔ)件，（圖 3 中調(diào)節(jié)裝置 10），可調(diào)節(jié)高度為 30mm。

地基礎(chǔ) （坡度墊腳調(diào)節(jié)）與秤臺(tái)安裝，地面基礎(chǔ)→地腳螺栓與底腳基礎(chǔ)調(diào)節(jié)器連接→底腳基礎(chǔ)調(diào)節(jié)器（2 套）；

秤臺(tái)水平調(diào)節(jié)時(shí)，調(diào)整底腳基礎(chǔ)調(diào)節(jié)器，使秤臺(tái)保持水平位置（首次安裝與平時(shí)校準(zhǔn)時(shí)，均可調(diào)整）。

（三）秤體提升機(jī)及其提升控制為了便于垃圾站的工作人員進(jìn)行清理垃圾和檢驗(yàn)污水，在地磅秤體底部安裝提升機(jī)，清理
工作時(shí)，可操作秤體提升，提升高度可達(dá) 1.9m。提升機(jī)安裝結(jié)構(gòu)，如圖 4 所示。

舉升機(jī)與秤臺(tái)連接安裝，地面基礎(chǔ)→地腳螺栓與提升機(jī)安裝基礎(chǔ)板（有斜度）連接→安裝剪叉式提升機(jī)→通過連接板與秤臺(tái)相連（安裝于秤臺(tái)中部）。

秤臺(tái)需舉升時(shí)，通過電動(dòng)液壓推桿推動(dòng)剪叉機(jī)構(gòu)舉升平臺(tái)→推動(dòng)秤臺(tái)上升；秤臺(tái)回落后，剪叉機(jī)構(gòu)舉升平臺(tái)收藏于秤臺(tái)中間內(nèi)部。

五、主要功能與技術(shù)指標(biāo)

（一）主要技術(shù)指標(biāo)

（1）量程 0t～10t；
（2）綜合準(zhǔn)確度：Ⅲ級(jí)；
（3）分度值：10kg；
（4）工作電源：220AC 或 DC；
（5）額定過載：150%，極限過載：200%；
（6）工作溫度：常溫 -10℃～+65℃。
（二）稱重系統(tǒng)主要功能：汽車衡稱重系統(tǒng)主體結(jié)構(gòu)與聯(lián)接如圖 5 所示。由承重秤體、稱重傳感器（4 組）、稱重信號(hào)接線盒、稱重顯示控制器、大屏顯示器、打印機(jī)等組成，稱重?cái)?shù)字信號(hào)可上傳到上位工控計(jì)算機(jī)。

稱重傳感器可根據(jù)安裝位置的不同選擇剪切梁式、柱式或橋式結(jié)構(gòu)的稱重傳感器。
稱重系統(tǒng)具有如下功能：
（1）具有全面板參數(shù)設(shè)置功能；
（2）采用全數(shù)字稱重標(biāo)定技術(shù)，可對(duì)稱量值進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)標(biāo)定；
（3）具有自動(dòng)回零功能，方便操作，確保稱量（配料）的準(zhǔn)確性；
（4）具有一路標(biāo)準(zhǔn)模擬量信號(hào)，可擴(kuò)展至兩路
（選配件），便于現(xiàn)場靈活應(yīng)用；
（5）具有四路控制設(shè)定開關(guān)量輸出，可選配稱量設(shè)定值自動(dòng)修正功能；
（6）可選配串行數(shù)據(jù)通訊接口，便于同工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、顯示器聯(lián)網(wǎng)；
（7）采用帶硬件保護(hù)的 EEPROM 存儲(chǔ)器，具有掉電數(shù)據(jù)保護(hù)功能；
（8）采用獨(dú)特的輸出保護(hù)電路，具有良好的抗干擾性，可在惡劣的環(huán)境中使用；
（9）具有稱量動(dòng)態(tài)檢測、數(shù)據(jù)穩(wěn)定化處理的功能；
（10）具有自檢功能，便于變送器檢測維修。
（三）控制系統(tǒng)主要功能
（1）可以實(shí)行駕駛員下車刷卡稱重，可實(shí)現(xiàn)垃圾車分類計(jì)量，自動(dòng)讀數(shù)保存，毛重凈重的累計(jì)報(bào)表，數(shù)據(jù)自動(dòng)上報(bào)遠(yuǎn)傳；
（2）具有視頻抓拍功能，用于對(duì)過磅車輛進(jìn)行車號(hào)監(jiān)控和圖像抓拍，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)有效真實(shí)性，做到有據(jù)可查；
（3）設(shè)計(jì)增加舉升裝置，對(duì)秤體進(jìn)行升降作業(yè)，有效實(shí)現(xiàn)對(duì)秤體下的隱形垃圾的清掃工作，避免二次污染；
（4）可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場打印功能。
六、技術(shù)設(shè)計(jì)特點(diǎn)
（一）所有機(jī)械零部件全部采用不銹鋼等環(huán)保型材料，具有極強(qiáng)的抗腐蝕能力。適用于城市垃圾處理站等現(xiàn)場場所。秤臺(tái)面板采用鏡面不銹鋼，表面不做任何化學(xué)處理，實(shí)現(xiàn)零污染表面處理，秤臺(tái)面進(jìn)行牢固的防滑處理。
（二）選用剪叉式提升機(jī)，提升機(jī)設(shè)計(jì)安裝在秤體的中腹部，不工作時(shí)，與秤體脫離，不會(huì)影響秤體的正常使用，當(dāng)提升機(jī)工作上升時(shí)，接觸并頂起秤體上升，且不會(huì)影響秤體的外形及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。在基礎(chǔ)件上設(shè)計(jì)安裝環(huán)形限位裝置，保障秤體在每次上升、下降后能停留在上升前固定位置。
（三）秤體可安裝在斜坡上，設(shè)計(jì)可調(diào)式基礎(chǔ)件，可應(yīng)用于各種現(xiàn)場環(huán)境。
（四）稱量系統(tǒng)軟件可對(duì)稱量過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可實(shí)現(xiàn)無人值守作業(yè)。
七、結(jié)束語
環(huán)保型汽車衡技術(shù)項(xiàng)目，申請了國家發(fā)明專利。
環(huán)保汽車衡技術(shù)項(xiàng)目屬于稱重設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域是一種環(huán)保型汽車衡，主要適用于垃圾處理廠或城市垃圾處理站的垃圾處理稱重計(jì)量。
秤體可安裝在斜坡上，設(shè)計(jì)了可調(diào)式基礎(chǔ)件，可應(yīng)用于各種不規(guī)則場合。
稱重過程可自主完成，駕駛員及車輛信息和稱重?cái)?shù)據(jù)自動(dòng)記錄，自動(dòng)化程度較高，通過聯(lián)網(wǎng)，提高管理效能，降低運(yùn)行成本。
秤臺(tái)下方設(shè)計(jì)安裝提升機(jī)，方便工作人員對(duì)秤體下面的衛(wèi)生死角進(jìn)行打掃，有效防止垃圾在秤體下面堆積、腐爛而造成的二次污染。
環(huán)保汽車衡技術(shù)項(xiàng)目，已在廣州市環(huán)衛(wèi)部門安裝運(yùn)行了 17 臺(tái)套，并進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)管理。

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