潘 宸，馬建新，李天楊

（華能國際電力江蘇能源開發(fā)有限公司南通電廠，江蘇南通 226003）

0 引言

為提高粉塵污染治理水平，華能國際電力江蘇能源開發(fā)有限公司南通電廠（以下簡稱為“公司”）加大環(huán)保方面投入，近期完成了煤場全封閉、含煤廢水處理等重大環(huán)境保護改造項目，同時購置HYS5180TXCE5 型清掃吸塵車投入運行，定期、定時對公司內(nèi)部道路及粉塵污染嚴(yán)重的生產(chǎn)區(qū)域進行清掃吸塵作業(yè)，解決公司區(qū)域內(nèi)的粉塵污染問題，以達到環(huán)保治理要求。

該清掃吸塵車是在純吸式吸塵車基礎(chǔ)上研發(fā)的車型，存在清掃與吸塵效果不理想等問題，需要對該設(shè)備進行分析與改進。主要設(shè)計思路是：在該車前方兩側(cè)加裝徑向旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷，用以克服粘連在地面上的泥土、石塊以及樹葉、樹枝等雜物難以清掃的問題。主要工作原理是：首先雜物被刷子掃起，然后被后面兩側(cè)和中間的吸塵端口吸入垃圾箱。吸塵采用負(fù)壓純吸原理，避免清掃時的二次揚塵污染，用以提高清掃吸塵效果。

1 存在問題及分析

目前的清掃吸塵車存在以下6 種問題：

（1）清掃吸塵車行駛作業(yè)兩側(cè)徑向旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷轉(zhuǎn)動時，有大量粉塵、雜物從后部兩側(cè)吸塵端口四周飛濺，沒被吸入垃圾箱。通常制造商和維修人員采取的措施是，增加水壓、提高噴霧效果，或在兩側(cè)徑向旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷與后部兩側(cè)吸塵端口之間加裝噴霧裝置，進一步提高噴霧效果。但大量霧水易將粉塵、雜物等沖擊在地面上，粉塵、雜物被沖擊水流帶向路邊下水道，造成二次污染，雖然達到了抑塵效果，但后部兩側(cè)吸塵端口沒吸到粉塵、雜物。其根本原因是清掃吸塵車兩側(cè)徑向旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷與后部兩側(cè)吸塵端口的距離較大。

（2）清掃吸塵車行駛作業(yè)中間吸塵端口吸塵效果差。其根本原因是清掃車中間沒有清掃裝置，直接影響中間吸塵端口吸塵效果。

（3）清掃吸塵車行駛作業(yè)時，存在邊清掃邊揚塵的現(xiàn)象，容易造成揚塵二次污染，沒有達到清掃吸塵效果。其根本原因是清掃吸塵車兩側(cè)徑向旋轉(zhuǎn)的清掃圓毛刷，與后部吸塵端口沒有導(dǎo)流裝置。粉塵、雜物從中間吸塵端口上部飛出，在車輛后部兩輪間形成一條污染帶。

（4）在對燃煤電廠脫硫石膏作業(yè)場進行清掃作業(yè)時，清掃吸塵效果較差。其根本原因是由于脫硫石膏粘性較大，使用普通清掃盤，無法將石膏粉剝離地面。

（5）清掃吸塵車行駛作業(yè)時，經(jīng)常被雜物卡住，駕駛?cè)藛T操作中極易造成的吸塵端口損壞，影響清掃吸塵正常作業(yè)。其根本原因是清掃吸塵車中間吸塵端口的行走輪分布以及輪冠形狀不合理。

（6）清掃吸塵車噴灑水箱加注水，卸拔注水管接頭時，及易將水管內(nèi)存水噴灑到駕駛室傾翻鎖扣拉索里，造成拉索銹蝕，影響正常工作。其根本原因是注水管接頭固定位置不夠合理。

2 改進措施

2.1 粉塵、雜物飛濺問題解決方案

改進措施1：將原有后部兩側(cè)吸塵端口改成扇形吸塵端口，此方案改進簡單有效。但由于端口距離較大，提高效果不明顯。

改進措施2：將后部兩側(cè)吸塵端口接口上部的波形塑料軟管根部分別加裝一個直徑為130 mm 的等徑三通及分流塑料軟管，為兩側(cè)旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷后部加裝扇形吸塵端口提供吸塵負(fù)壓。用0.5～1 mm 厚不銹鋼加工兩側(cè)扇形吸塵端口，并對吸塵端口形狀進行改進，使吸塵端口圓弧狀和旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷弧狀一致（圖1）。扇形吸塵端口扇形弧形端面呈開口狀，扇形吸塵端口底部是密封狀態(tài)，有利于清掃盤后扇形吸塵端口前端負(fù)壓形成，集中吸力提高吸塵效果。

圖1 改進后的扇形吸塵端口

第1 種安裝方法：扇形吸塵端口與兩側(cè)旋轉(zhuǎn)清掃盤用筋板固定相連，可以與兩側(cè)旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷同步進行上下、伸縮操作，并在吸塵端口下部安裝3 只滑輪，減少扇形吸塵端口對兩側(cè)旋轉(zhuǎn)清掃盤的負(fù)重。吸塵端口滑輪的安裝底座高度可以調(diào)整，與旋轉(zhuǎn)清掃盤連接筋板前后也可以調(diào)整，便于吸塵端口與徑向旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷始終保持合適距離和相對位置，確保吸塵效果。徑向旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷磨損時，可以及時調(diào)整扇形吸塵端口與徑向旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷高度與距離，保持吸塵效果最佳狀態(tài)。但徑向旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷伸縮液壓缸為四連桿軟連接，負(fù)重較大，影響伸縮動作。

第2 種安裝方法：加裝的扇形吸塵端口，一端鉸接固定在中間吸塵端口前側(cè)兩端角。扇形吸塵端口另一端與液壓缸推桿連接，液壓缸固定在中間吸塵端口上，可以調(diào)整扇形吸塵端口展開的角度，以適應(yīng)道路寬度變化。但此種方法需要充分考慮液壓缸固定在中間吸塵端口上的固定點，并調(diào)整避開液壓缸展開的死點，防止死點造成液壓缸無法正常動作。

本文推薦采用第2 種安裝方法。此改進方案兩側(cè)徑向旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷與加裝的扇形吸塵端口距離較近，結(jié)構(gòu)合理且清掃吸塵工作效率顯著提高。同時將徑向旋轉(zhuǎn)清掃盤毛刷噴霧裝置移至扇形吸塵端口后端，實現(xiàn)清掃、吸塵、噴霧流程，能夠減少二次水源污染。

2.2 中間吸塵端口吸塵效果差問題解決方案

改進措施1：在清掃吸塵車后部中間吸塵端口前部安裝軸向旋轉(zhuǎn)清掃裝置。由于清掃車與吸塵車底盤一般都采用普通中型貨車底盤，底盤較低，并且排煙管與消聲器及制動儲氣罐都安裝在下部，加裝軸向旋轉(zhuǎn)大直徑清掃毛刷，必須將車輛底盤的排煙管與消聲器通過軟金屬管上移至駕駛室與車廂之間，剎車儲氣罐上移或串聯(lián)2 只小容量制動儲氣罐，以便騰出空間。大直徑清掃毛刷軸左、右兩側(cè)安裝2 只軸承座，固定在后部中間吸塵端口前部的可上下調(diào)節(jié)的支架上，可以根據(jù)大直徑清掃毛刷的磨損情況上下調(diào)整，保持大直徑清掃毛刷與行駛地面的良好接觸，確保清掃效率。由電機或液壓馬達驅(qū)動皮帶輪，通過皮帶連接大直徑清掃毛刷軸一側(cè)的皮帶輪，驅(qū)動的大直徑清掃毛刷。大直徑清掃毛刷直徑350～400 mm，長度1600 mm，毛刷把雜物掃起，接著在導(dǎo)流板引導(dǎo)作用下，被后部中間吸塵端口將粉塵、雜物吸入垃圾箱（圖2）。

圖2 加裝導(dǎo)流板與清掃毛刷結(jié)構(gòu)

大直徑清掃毛刷方案實施簡單，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的清掃吸塵車中間沒有清掃能力，直接提高中間吸塵端口吸塵效果。由于大直徑清掃毛刷直徑大，對粉塵、雜物剝離能力強，提高了清掃能力。大直徑清掃毛刷安裝在中間吸塵端口外部，清掃毛刷磨損情況比較直觀，清理清掃毛刷上纏繞物比較方便。對其存在的揚塵二次污染問題，可通過安裝導(dǎo)流裝置來解決。

改進措施2：在清掃吸塵車后部中間吸塵端口內(nèi)部安裝軸向旋轉(zhuǎn)清掃裝置。將直徑100～150 mm，長度1600 mm 的小直徑清掃毛刷安裝在中間吸塵端口內(nèi)部。毛刷軸與中間吸塵端口前后面平行布置，中間吸塵端口前后面與車輛驅(qū)動橋也平行。在中間吸塵端口左右兩側(cè)安裝2 只軸承座，小直徑清掃毛刷安裝在2 只軸承座之間。毛刷軸的其中一端連接皮帶輪，通過皮帶與電機或液壓馬達皮帶輪相連，或由液壓馬達直接驅(qū)動小直徑清掃毛刷旋轉(zhuǎn)。毛刷把粉塵、雜物掃起，在負(fù)壓作用下，將雜物吸入垃圾箱。建議采用毛刷軸與液壓馬達直接相連的方式，該方式結(jié)構(gòu)簡單、易操作。

改進時將小直徑清掃毛刷與兩端軸承座及液壓馬達先固定在長1700 ～1800 mm，寬120 mm，厚6 mm 的鋼板底座上，然后通過鋼板底座上調(diào)整固定螺栓連接在中間吸塵端口板面，以避免由于中間吸塵端口板面不平整，造成小直徑清掃毛刷不能平行于地面。根據(jù)小直徑清掃毛刷磨損情況，可以在中間吸塵端口外部上下調(diào)整固定螺栓，保持小直徑清掃毛刷與行駛地面的良好接觸，確保中間清掃吸塵效率。液壓馬達進出油管都分成兩段，外部進出油管通過加裝的固定在中間吸塵端口板面上管接頭，與內(nèi)部進出油管相連，再與液壓馬達相連。避免液壓油管直接穿過中間吸塵端口上部開孔，影響吸塵端口負(fù)壓壓力，同時有利于小直徑清掃毛刷等更換及維修。

此方案結(jié)構(gòu)簡單、合理，解決了現(xiàn)有技術(shù)清掃吸塵車中間沒有清掃能力的問題，通過增加中間吸塵端口清掃吸塵效果，提高了整車吸塵工作效率。

2.3 揚塵問題解決方案

如果單獨采取在清掃吸塵車后部中間吸塵端口前端安裝軸向旋轉(zhuǎn)清掃裝置。這樣中間清掃效果明顯提高，吸塵效果也達到，但極易造成一定量的揚塵從車廂后部兩輪之間揚出，一邊清掃一邊揚塵，形成二次污染。需要安裝導(dǎo)流裝置配合解決。

改進措施：將車輛底盤的消聲器用軟金屬管上移或前移，剎車儲氣罐上移，騰出空間后，底座連接在后部中間吸塵端口外部兩側(cè)，由電機或液壓馬達帶動皮帶，驅(qū)動直徑350 ～400 mm，長1600 mm 的清掃毛刷。同時在清掃毛刷上部安裝導(dǎo)流裝置，導(dǎo)流裝置的支架安裝車架留置的固定孔上，導(dǎo)流板上端固定在支架上，下端固定在中間吸塵端口前端下部。中間通過滾動托輥支承，在后部兩側(cè)、中間吸塵端口上下動作時，減小導(dǎo)流板的滑動摩擦力，減少兩側(cè)、中間的吸塵端口上下的阻力，保持吸塵端口本身前后端平衡。

因為后部兩側(cè)、中間的吸塵端口通過液壓缸與鉸鏈連接懸掛在車架上，是一種動態(tài)裝置。車輛正常行駛時處于吊起狀態(tài)，清掃吸塵工作時，司機通過操作液壓系統(tǒng)將其放下，所以導(dǎo)流裝置與兩側(cè)、中間吸塵端口必需都是軟連接的動態(tài)裝置。導(dǎo)流板可以采用橡膠輸送帶制作，橡膠輸送帶具有耐磨性、耐腐性和柔軟性。毛刷把粉塵、雜物掃起，揚起的灰塵、雜物碰到導(dǎo)流板后沿板下落，接著在導(dǎo)流板引導(dǎo)作用下，被后部中間吸塵端口吸入垃圾箱。在底盤空間不夠?qū)捲５那闆r下，導(dǎo)流板可采用更柔軟的材料，不安裝中間滾動托輥支撐。遇到底盤較低的車輛時，需要考慮將導(dǎo)流板分成左、右兩部分，以避讓后橋上的動力驅(qū)動軸。

此方案結(jié)構(gòu)合理，與大直徑清掃毛刷措施相結(jié)合，清掃與吸塵效果能顯著提高，同時避免粉塵、雜物從中間吸塵端口上部飛出，形成二次揚塵污染。

2.4 脫硫石膏作業(yè)場清掃效果問題解決方案

脫硫石膏是燃煤電廠環(huán)保脫硫的附屬產(chǎn)品，脫硫石作業(yè)場不及時清理將會造成揚塵，污染環(huán)境。用清掃吸塵車對脫硫石膏堆場進行清掃時，由于脫硫石膏黏性較大，難以清掃。清掃吸塵車兩側(cè)旋轉(zhuǎn)的清掃盤毛刷，毛刷刷條材料一般采用塑料絲、塑料波紋絲、尼龍絲、塑料混合扁鋼絲、塑鋼絲等。由于塑料絲、塑料波紋絲、尼龍絲的彈性不夠，不易將石膏粉剝離地面。塑料混合扁鋼絲、塑鋼絲在潮濕環(huán)境不適用，脫硫石膏堆場腐蝕性大，因此更不宜使用。傳統(tǒng)方法是用水沖洗，由于脫硫石膏受潮后粘性更大，所以用水量和廢水處理量較高。

改進措施：由于脫硫石膏粘性較大、脫硫石膏酸性腐蝕大，更換清掃盤毛刷材料，采用彈性高的不銹鋼鋼絲（圖3）。試驗發(fā)現(xiàn)每根鋼絲都呈波浪彈簧狀，進一步增加了清掃盤毛刷的彈性，一方面通過波浪彈簧狀賦予其對地面的預(yù)壓力，提高對石膏粉剝離能力。另一方面通過波浪形，提高毛刷對石膏粉的纏繞性。通過使用波浪彈簧狀不銹鋼毛刷，提高了清掃吸塵車清掃脫硫石膏能力。

圖3 不銹鋼彈簧絲清掃盤

此方案改進方便實用，并可以根據(jù)用戶的不同需求，定制不同材料、不同形狀刷條的圓盤毛刷。采用不銹鋼彈簧絲清掃盤后，及時對脫硫石膏作業(yè)場進行清理，清掃吸塵效果明顯提高。脫硫石膏作業(yè)場工作后，注意及時清理垃圾箱內(nèi)灰塵雜物、空濾及毛刷上的纏繞物。

2.5 吸塵端口損壞問題解決方案

原清掃車的中間吸塵端口行走輪較少，尺寸稍長的雜物容易卡在行走輪之間，損壞中間吸塵端口。原清掃車中間吸塵端口的行走輪直徑較小，遇到較高的障礙物時易受到?jīng)_擊，損壞吸塵端口。原有行走輪為平輪冠，通過傾斜障礙物時不夠流暢，造成中間吸塵端口不平穩(wěn)，影響吸塵效率。

改進措施：在中間吸塵端口的行走輪中間前后加裝一組行走輪，使其遇到較長雜物時不易卡住。加大吸塵端口行走輪直徑，提高爬坡能力。行走輪采用圓弧形，遇到左右傾斜障礙物時的通過能力及平穩(wěn)性。

此方案改進簡單可靠，可避免吸塵端口被拉壞，減少司機下車清理障礙物的次數(shù)，以提高清掃吸塵工作效率，同時避免設(shè)備損壞。

2.6 拉索銹蝕問題解決方案

清掃吸塵車噴灑水箱加注水管安裝在后車廂與駕駛室之間，固定在后車廂上，加注水管快速接頭安裝在距地面高度在1500 mm 處。噴灑水箱加注完成，駕駛?cè)藛T卸拔接頭時，固定在后車廂水管管內(nèi)剩余的存水會發(fā)生倒流。倒流的水噴灑到駕駛室傾翻鎖扣拉索里，造成拉索銹蝕，使拉索內(nèi)的拉繩無法動作，導(dǎo)致駕駛室無法傾翻打開。

改進措施：將固定在清掃吸塵車車廂加注水管，向下延長至距地面500 mm 處，避開駕駛室傾翻鎖扣拉索及其他鉸接活動部件等。此方案改進簡單有效，消除了拉索銹蝕問題，確保車輛正常使用。

3 總結(jié)

貨車式吸塵車改進為清掃吸塵車時，通過吸塵端口行走輪與噴灑水箱加注水管方面的改進，可以提高工作的安全性與可靠性；通過加裝兩側(cè)扇形吸塵端口、加裝中間吸塵端口前部或內(nèi)部旋轉(zhuǎn)清掃裝置、加裝導(dǎo)流裝置，避免了清掃吸塵車工作時二次揚塵污染及二次水源污染。在相同工況下，清掃吸塵車?yán)涞睦砍杀对黾?，清掃吸塵的工作效率顯著提高。對遇到類似問題的解決具有實際參考價值，同時為機械制造企業(yè)將吸塵車改清掃吸塵車，提供了寶貴的實踐經(jīng)驗。