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下水道疏通清洗设备的设计制造——车载下水道疏通清洗设备的整体布局(下)

车载下水道疏通清洗设备(整车也称下水道疏通清洗车)比固定设备更加方便快捷,是目前下水道疏通清洗设备的主要形式,但是在整体上比固定设备更加复杂,尤其是动力部分,需要进行无缝匹配。笔者参考了国外较先进案例,包括德国维德曼多功能下水道清洗车等。但实际上,由于国外下水道结构与国内不同、使用习惯不一样以及国内的一-些关键零部件不能达到国外疏通车所要求的性能等原因,按照扬长避短的原则,在国外疏通车的基础_上进行改进,包括取力系统的布置和整体结构的布置等,–些关键性的机构总成零部件也进行厂-内自行设计制作,同时对一些较为复杂的机构总成进行简化,使得机构更加紧凑、实用、美观,而这些对整体布局都具有一定的影响。

下面对笔者已经研制成功的一-款车载下水道疏通清洗设备的整车布局进行简单介绍。

1、高压水泵和真空泵取力方案

由于下水道疏通清洗车均为驻车作业模式,因此高压水泵和真空泵均可从底盘直接取力,无需另外安装副发动机。如图3所示,高压水泵和真空泵作为下水道疏通清洗设备最主要的部件,为方便动力输入,分别布置在底盘左右两侧空位,并由底盘发动机主输出轴提供动力来源。为了将底盘主输出轴动力分别输送给高压水泵和真空泵,需在主输出轴中间安插分动箱,分别为左右两侧的高压水泵和真空泵提供动力,左右两侧动力可单独输出,亦可同时输出。由于传动轴工作时震动大,容易损坏工作部件,需将分动箱输出的动力先经过轴承座(6或9),再由轴承座通过传动皮带(5或10)传递给高压水泵和真空泵,这样可以减少甚至避免传动轴的震动给泵体带来的损坏。

图3真空泵抽吸污水示意图

下水道疏通清洗设备的设计制造——车载下水道疏通清洗设备的整体布局(下)
1.二类底盘2.分动箱3.真空泵4.真空泵传动轴5.真空泵传动皮带6.真空泵轴承座7.高压水泵传动轴8.高压水泵9.高压水泵轴承座10.高压水泵传动皮带

高压水泵和真空泵选型时,需根据底盘发动机功率曲线特性,选择合适功率的机型。其原则是,在某一转速下,高压水泵和真空泵同时运行的最大总功率不大于底盘发动机输出功率,用公式表达如下当高压水泵和真空泵转速分别为n和n时,底盘发动机转速为nd:

下水道疏通清洗设备的设计制造——车载下水道疏通清洗设备的整体布局(下)


式中,Pns为高压水泵在额定转速ns,下维持最高水压输出的功率;Pnz为真空泵在额定转速下nz,维持罐体最大负压的功率;Pnd为底盘发动机在设定转速nd下的输出功率。

2、整体结构方案研究

由于下水道疏通清洗设备在疏通清洗时需要耗费大量的清水,并且需要较大的空间来存放淤积物,罐体都会比较大,因此笔者选用较大吨位的二类底盘进行改装。

图4为下水道疏通清洗设备简图,污水罐采用卷圆罐体配合蝶形封头进行制作,其具有结构简单、外形美观大方、质量轻以及承压性好等优点,后门也相应地采用蝶形封头的形式,整个罐体需设计成可倾翻式,方便倾倒污水和垃圾;车辆两边空间用于放置清水箱,也可将清水箱设置在污水罐前部,成为污水罐—部分,但这样设计的缺点是:倾倒垃圾时需将清水箱一同举起,当举至高位时,下面的水管软管连接处往往受不了高水压而出现爆裂漏水等情况,因此笔者将清水箱与污水罐分开放置;图中的吸污吊臂可进行180°旋转、伸缩和升降,这样的目的是为了更加方便准确地将吸污管放入下水道中,能够更好地配合疏通绞盘进行下水道的疏通清洗工作;为了适应道路情况和下水井在路中间的位置,后门是疏通绞盘的理想位置,同时又可与吸污管进行配合,同时工作。

下水道疏通清洗设备在实际使用过程中,较为影响用户体验的是单罐水的可持续作业时间,可持续使用时间长可以减少加水频次,提高实际工作效率,可持续作业时间可按如下公式计算:

下水道疏通清洗设备的设计制造——车载下水道疏通清洗设备的整体布局(下)

式中,T为单罐水的可持续作业时间,min;V为罐体有效容积,m’;Q为喷嘴喷射流量,L/min;P为额定工作压力,Pa(压力值不变);n为喷嘴指数,不同喷雾形状有不同的指数,通常为0.5。

图4 整体结构布局示意图

下水道疏通清洗设备的设计制造——车载下水道疏通清洗设备的整体布局(下)
1.疏通绞盘2.后门3.吸污吊臂4.污水罐5.清水箱6.二类底盘

结语

经过长时间的研发设计和大量的可靠性试验,笔者按此思路研制的下水道疏通清洗设备(车)顺利投入小批生产,并陆续销往浙江、山西、重庆和新疆等地,在实际的下水道疏通清洗作业中效果良好,也为后续设计系列下水道疏通清洗设备提供了一定的参考依据。当然,目前该设备的研究主要针对下水道的疏通清洗,而对于疏通后的管道内的固体沉积物采用抽吸的办法,抽吸物中水分的含量较高,约占70%~80%,在固体沉积物较多的情况下就会造成车辆的排污频次加大,抽吸效率较低,后续研究方向将基于此问题进行不断改进优化。

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