一种360度转向的环卫除尘炮车的研究与应用

一种360度转向的环卫除尘炮车的研究与应用

刘统慧   杨嘉琦   翟鹏  吴子欧  盛昊

宁夏环保集团城市服务有限公司  宁夏银川 750001

摘要：为解决目前环卫除尘炮车喷雾作业状态单一，喷雾作业效果受环境影响较大，作业效率低，对不同应用场景的适配性差，雾炮配件损坏大的问题，研究了一种基于现有环卫除尘炮车结构、机械结构设计等技术的一种360度转向的环卫除尘炮车。理论模拟实践表明：一种360度转向的环卫除尘炮车通过对雾炮主体机械结构优化设计、调整及雾化组件机构设计、联动组件机构设计、喷射组件结构设计，可以丰富喷雾作业状态，降低喷雾作业状态收到环境的影响，提高作业效率，降低雾炮配件损耗，适配多种作业应用场景。

关键词：雾化调整单元；喷雾状态；喷雾作业效率；机械结构 

0  引言

城市车辆运行、煤炭露天开采、工地施工等路面和空中存在大量霾、烟尘等粉尘，公共场所的空气中还存在大量的病菌以及炎热的空气都需要用到洒水车或雾炮车，以便对空气中的粉尘对进行降尘除霾，同时在洒水车或雾炮车的水箱中添加消毒剂以对空气进行消毒杀菌和降温保湿，且洒水车雾炮车还能够对绿植进行清洗和浇水。雾炮车喷射的水雾颗粒极为细小，达到微米级，在雾霾天气可以进行液雾降尘、分解淡化空气中的颗粒浓度、能有效分解空气中的污染颗粒物、尘埃等，能够将漂浮在空气中的污染颗粒物迅速逼降地面达到清洁净化空气的效果。

现有环卫雾炮车仅通过调整喷头的喷口形状以改变水流的压力和流速，从而控制、调节雾炮冲洒的近低或高远，但存在以下缺陷：

1.没有对雾炮车的喷雾状态（喷雾状态为喷出细小水流或雾化水流）进行控制调节，喷雾状态单一；

2.在不同的工作目的和工作环境中作业效果不稳定；

3.喷雾作业效率较差；

4.雾炮配件损耗较大。

针对现有环卫雾炮车的缺陷，无法对雾炮喷雾状态进行有效的控制调节，喷雾状态单一，在不同作业环境下的作业效果不稳定，无法有效的应对不同的应用场景，喷雾状态受环境影响较大，作业效率差，配件损耗大等多个维度方向的问题，宁夏环保集团城市服务有限公司因地制宜，积极探索，鼓励创新，设计了一种360度转向的环卫除尘炮车。本文针对该设计方案进行研究分析，以期为其他方面探索创新、减能增效提供参考。

1  一种360度转向的环卫除尘炮车的设计目的

根据现实环境及环卫保洁作业概况，充分利用机械化结构、电气化机械设计方案等技术，强化技术综合应用，优化功能模块使用方式，对环卫雾炮车进行改造升级，提出解决设计方案。

通过对雾炮喷雾调节控制机构的优化，有效降低雾炮配件损耗，通过对调整组件、雾化组件、联动组件的机构设计，有效提高喷雾状态在不同应用场景下的适配度，降低环境对喷雾状态的影响，通过对喷射组件的结构设计，实现对喷雾状态调节的有效控制，提高环卫雾炮车作业效率。

从而实现提高作业效率、降低环境对喷雾状态的影响、减少配件损耗，丰富喷雾状态的目标。

2  一种360度转向的环卫除尘炮车的设计研究

2.1  雾炮主体机构设计方案研究

雾炮主体机构设计方案研究是一种360度转向的环卫除尘炮车的基础核心内容，首先根据现有环卫雾炮车雾炮主体结构进行分析，以现有雾炮车车体为基础，在车体尾部设置有雾炮，雾炮包括风道，还包括：雾化调整单元，包括调整组件、雾化组件和喷射组件，调整组件设置在风道的一端，调整组件端部设置有雾化组件，雾化组件上设置有喷射组件，调整组件的运动能够调节雾化组件与喷射组件在风道上转动以调整喷洒距离以及雾化状态。

车体上还设置有水箱，雾化组件与水箱相连，风道为一个圆柱筒，且两端分别设置有扩口部与缩口部的壳体，圆柱筒内部两端各设置有一个支撑架，支撑架之间通过轴承设置有旋转轴，旋转轴中部设置有旋转运动件，旋转运动件通过连接架设置在圆柱筒内部，旋转轴靠近缩口部的一侧设置有扇叶，调整组件、雾化组件与喷射组件均设置在缩口部外侧，雾化组件将水箱中储存的水泵入其内，从而使得雾化组件将水箱中的水流雾化喷出，且此时通过旋转运动件带动旋转轴旋转，使得旋转轴带动扇叶旋转，从而使得扇叶在圆柱筒内产生强大气流，且此气流由扩口部流向圆柱筒，最终通过缩口部喷出，如此扩大雾化组件雾化喷出的水流喷洒范围，使得雾化后的水流能够降尘除霾、降温保湿，需要冲洗时，通过调整组件移动，使得调整组件带动雾化组件与喷射组件发生转动，从而使得雾化组件雾化喷出水流的同时，喷射组件能够喷出细小水流，从而使得喷射出的水流能够进行冲洗的同时对其进行浇水。

通过雾化调整单元设有的调整组件移动的同时调整雾化组件喷出水流的朝向，从而调整雾炮的喷洒距离，同时调整组件的移动还能够调整雾化调整单元的雾化状态，使得雾化调整单元雾化喷洒或冲洗以适应不同的工作环境。

图1

图2

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2.2  调整及雾化组件机构设计方案研究

调整及雾化组件机构设计方案研究是一种360度转向的环卫除尘炮车的核心内容，调整组件包括多个第一直线驱动件如电动推杆，各第一直线驱动件的输出端共同设置有一个连接环的一个端面，连接环的另一个端面沿其周向均匀设置有多个移动板，移动板远离连接环的另一端设置有调节块。连接环为一环形板，连接环套设在缩口部的外侧，移动板贴合在缩口部的一面设置有第一滑块，第一滑块以滑动的方式设置在缩口部外壁内部，调节块远离缩口部的一端设置有圆环，圆环与调节块之间呈一钝角，雾化组件雾化喷出水流时，通过各第一直线驱动件共同带动连接环沿缩口部外壁向远离圆柱筒的一端移动，使得连接环带动多个移动板的同时沿缩口部外壁向远离圆柱筒的一端移动，使得移动板通过调节块上的圆环带动雾化组件移动，从而使得雾化组件远离缩口部的中轴线，旋转运动件通过旋转轴带动扇叶旋转产生强大气流不能充分接触雾化组件雾化喷出的雾化水流，此时雾炮喷出的雾化水流喷洒距离近，雾炮的工作范围小，方便雾炮对近处的范围进行喷洒；当各第一直线驱动件共同带动连接环沿缩口部外壁向靠近圆柱筒的一端移动，使得连接环带动多个移动板的同时沿缩口部外壁向靠近圆柱筒的一端移动，使得移动板通过调节块上的圆环带动雾化组件移动，从而使得雾化组件靠近缩口部的中轴线，旋转运动件通过旋转轴带动扇叶旋转产生强大气流充分接触雾化组件雾化喷出的雾化水流，此时雾炮喷出的雾化水流喷洒距离远，雾炮的工作范围大，方便雾炮对远处、高处的范围进行喷洒冲洗。

图2

图4

图5

雾化组件包括固定环，固定环设置在雾炮的一端，固定环的一端设置有环形水管，环形水管沿其周向均匀设置有多个雾化喷头，雾化组件还包括水泵，水泵与环形水管之间通过连接管相连通，固定环设置在缩口部外壁上，固定环上远离连接环的一端沿其周向均匀设置有多个球铰，环形水管通过多个球铰设置在固定环上，调节块上的圆环以滑动的方式套设在雾化喷头外侧，移动板以滑动的方式设置在固定环与缩口部的连接处，通过水泵将水箱中的水流泵入连接管内，然后水流经过连接管进入环形水管，最后使得雾化喷头将水流雾化喷出，水流雾化喷出时，当第一直线驱动件通过连接环带动多个移动板同时沿缩口部外壁向远离圆柱筒的一端移动，使得移动板通过调节块上的圆环带动雾化喷头转动，从而使得雾化喷头的喷口处远离缩口部的中轴线，如此旋转运动件通过旋转轴带动扇叶旋转产生强大气流不能充分接触雾化喷头雾化喷出的雾化水流，雾化喷头喷出的雾化水流对近处的范围进行喷洒；当第一直线驱动件通过连接环带动多个移动板同时沿缩口部外壁向靠近圆柱筒的一端移动，使得移动板通过调节块上的圆环带动雾化喷头反向转动，从而使得雾化喷头的喷口处靠近缩口部的中轴线，如此旋转运动件通过旋转轴带动扇叶旋转产生强大气流充分接触雾化喷头雾化喷出的雾化水流，从而使雾化喷头喷出的雾化水流对远处、高处的范围进行喷洒。

图3

图4

2.3  联动组件机构设计方案研究

联动组件机构设计方案研究是一种360度转向的环卫除尘炮车的核心内容，联动组件包括转动板，转动板设置在球阀上，喷射头外侧设置有导向板，转动板的一侧设置有导向杆，导向杆滑动设置在导向板内，导向杆外侧套设有弹性件如弹簧，且调整组件端部的一侧设置有控制杆，每一个调节块的一侧各设置有一个控制杆，控制杆的末端贴合在转动板靠近固定环的一侧，导向杆为四分之一的圆环杆，导向板的中部设置有圆孔，导向杆固定设置在转动板另一侧面，导向杆以滑动的方式设置在导向板的圆孔内，旋转板与导向板之间设置有弹性件，弹性件套设在导向杆外侧，当各第一直线驱动件共同带动连接环沿缩口部外壁向远离圆柱筒的一端移动，使得连接环带动多个移动板同时沿缩口部外壁向远离圆柱筒的一端移动，使得移动板通过调节块上的圆环带动雾化喷头远离缩口部的中轴线，与此同时移动板通过调节块带动控制杆移动，使得控制杆挤压转动板，使得转动板带动导向杆挤压弹性件向导向板转动，从而使得转动板打开球阀，使得水流进入喷射头内，方便喷射头喷射出细小水流，如此旋转运动件通过旋转轴带动扇叶旋转产生强大气流不能充分接触雾化喷头雾化喷出的雾化水流，也即扇叶旋转产生强大气流减少接触雾化水流，加入并接触细小水流，方便雾炮对距离近处的范围进行喷洒，并通过增加细小水流的方式增加雾炮的冲洗能力；当各第一直线驱动件共同带动连接环沿缩口部外壁向靠近圆柱筒的一端移动，使得连接环带动多个移动板同时沿缩口部外壁向靠近圆柱筒的一端移动，使得移动板通过调节块上的圆环带动雾化喷头靠近缩口部的中轴线，与此同时调节块带动控制杆移动并远离旋转板，使得控制杆不挤压转动板，使得弹性件伸长复位，从而使得弹性件带动转动板与导向杆转动复位，使得转动板关闭球阀，使得喷射头不喷射细小水流，仅通过雾化喷头喷出雾化水流，增加喷洒范围的同时加大雾化水流的喷出，提升雾炮除尘降霾、降温保湿的能力。

多个联动组件均匀设置在调整组件端部的一侧，喷射组件的工作状态基于调整组件带动联动组件的运动行程，联动组件的数量与移动板的数量一致，每一个移动板的侧边均设置有一个联动组件，每一个联动组件均与喷射组件相连，各第一直线驱动件共同带动连接环沿缩口部外壁移动，使得连接环带动多个移动板同时沿缩口部外壁移动，使得移动板通过调节块上的圆环带动雾化喷头移动，从而使得圆环调节雾化喷头远离或靠近缩口部的中轴线，与此同时，移动板带动联动组件调节喷射组件，使得喷射组件喷射细小水流。

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2.4  喷射组件结构设计方案研究

喷射组件结构设计方案研究是一种360度转向的环卫除尘炮车的主要内容，喷射组件包括多个喷射头，多个喷射头均匀设置在雾化组件上，每一个喷射头内各设置有一个球阀，喷射头包括伸缩段和喷射段，喷射段以转定的方式设置在缩口部的端部，喷射头沿缩口部周向均匀布置，喷射段通过伸缩段与环形水管相连通，且喷射头与雾化喷头沿环形水管周向间隔布置，球阀设置在喷射段，第一直线驱动件共同带动连接环沿缩口部外壁移动，使得连接环带动多个移动板同时沿缩口部外壁移动，使得移动板带动联动组件控制球阀的开启与闭合，从而控制喷射头是否喷出细小水流（非雾化水流）；当移动板通过联动组件开启球阀，使得水流经过伸缩段进入喷射段并通过喷射段喷射出细小水流时，移动板通过调节块上的圆环带动雾化喷头的喷口处最大程度的靠近缩口部的中轴线，如此，旋转运动件通过旋转轴带动扇叶旋转产生强大气流能够充分接触雾化喷头雾化喷出的雾化水流，雾化喷头喷出的雾化水流与喷射头喷射出的细小水流的范围增大，从而使得雾化水流与细小水流能够对高处、远处进行喷洒和冲洗。

图6

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3  结论

通过上述对一种360度转向的环卫除尘炮车的研究和分析，得出该360度转向的环卫除尘炮车具备以下特点：

（1）相对于现在使用的环卫雾炮车，雾炮主体的优化设计方案中雾炮调节控制机构与液体接触时间及接触强度明显降低，喷射组件承受的水流压力和流速明显降低，有效减小喷头及水流传输机构的损耗，减少因损耗导致的配件维修和更换频率，实现降低雾炮配件损耗的设计目的。

（2）雾炮调整及雾化组件机构设计方案中通过调整组件对雾化组件的控制，调整喷出的雾化水流距离雾炮中心轴的远近，控制雾化效果，达到对雾炮喷雾状态的控制，实现丰富喷雾状态，降低环境对雾炮喷雾状态影响的设计目的。

（3）雾炮联动组件机构及喷射组件结构设计方案中通过联动组件对转动板的控制，达到对联通喷射组件球阀的控制，从而达到对喷射组件喷雾状态的控制，实现丰富喷雾状态，降低环境对雾炮喷雾状态影响，提高作业效率的设计目的。