地铁车站清洁设备研制-项目小结

上海地铁车站清洁设备研制上海地铁车站清洁设备研制 主要研究单位：上海地铁清洁工程有限公司 上海万飞电机控制设备有限公司 主要研究人员：伏胜民、李 超、钱华文、顾国荣、叶全征、余良正 、研究背景及研究背景及项项目来源目来源 （1（项目背景 地铁作为上海市服务行业的窗口单位，环境卫生安全的重要性不言而喻。困扰 着地铁环境的因素主要由垃圾清运、车站顶部清洗和车站环境空气质量组成。国内 的垃圾清运设备体积大，占地面积广，上海地铁每通一条新线就要增加 20 个左右的 车站，随着客流大量地增加，生活垃圾也随之迅速增多，给生活垃圾的运输带来极大 的负担。地铁清洁工程有限公司从地铁运营以来，一直在为擦亮地铁窗口而在努力 着。地铁车站立体环境的清洁工作几年来一直是一个薄弱环节，顶面的清洁由于施 工的难度和各方面的原因，地铁车站顶面的清洁工作没有达到应有的效果。而顶部 小型清洗机国内外目前均还没有参考样机，所以地铁车站空调净化节能装置的现状 是设备结构复杂，价格昂贵，治标不治本。本项目借鉴北京举办奥运会的经验和需要， 以及外籍参与者和观光者注重的公共环境和空气质量，准备研制的空调净化与节能 装置关键点是从源头上隔断污染空气进入通风管道达到节能的目的。 （2（立项依据及必要性 近年来，上海城市轨道交通建设得到了高速发展，为上海 2500 万市民带来了出 行的便捷。但是随着人们出行频率的大幅度增长，地铁各车站的生活垃圾也随之增 多，对于这些生活垃圾的运输管理要求也越来越高。据不完全统计，到 2010 年底上 海地铁 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11 线共计 191 个车站，每天产生约 1719 包垃圾 （除节假日外的日平均包数），每包约 10 公斤，共计 17190 公斤的生活垃圾。而且车 站生活垃圾的体积较大，基本以一次性塑料袋、纸盒、报纸等为主，且呈蓬松状态。 每包垃圾的体积是 0.15 立方（0.50.50.6=0.15 立方）1719 包=257.9 立方。由于是泡 货，现有车辆的容积为 11 立方（长 3.3宽 1.80高 1.85=10.989 立方），共 6 辆车。每 天每辆车需 3.9 个车次方能把这些垃圾从各个车站运至梅陇基地的垃圾堆放场。由 于地铁的特殊性，这些工作只能在地铁运营结束后方能进行，而每日近 17 吨垃圾， 每天来回行使近 1000 公里（每百公里耗油 16 公升），日耗油 160 公升，每月近 4800 公升能耗，在目前国际油高油价前提下，按目前 7.5 元的价格每月需支出 3.6 万元， 每年需 43.2 万元油耗支出。 目前现有的垃圾压缩设备均为垃圾收集场地使用的大型压缩设备，机器使用占 地面积大，不适合在上海地铁车站内使用。垃圾的输送需在夜间地铁运营结束后的 几个小时内，利用地铁清洁公司的有限车辆将当日的垃圾运完。鉴于上述情况，在车 站內缩小垃圾体积，提高地铁车站生活垃圾运输能力迫在眉睫。 上海地铁作为上海城市服务的窗口单位，营造一个给舒适的乘车环境，是摆在 上海地铁人面前的一个严峻课题。怎样提供一种环境卫生，清洗方便，低碳节约的清 洗工具是迫在眉睫的工作。传统的清洁方式已经跟不上日新月异的环境要求，地铁 车站穹顶部的清洁，一直地铁清洁的一个难题。地铁车站的顶部清洁工作长期以来 依靠人工+抹布的方式来进行，耗时, 耗力。车站顶部的结构不但结构多样，高度又 高，传统的清洗方式危险性大。我们考察了多个地铁站的顶部结构（见图），其构造形 式多样，有条状形、方形、开放式、封闭式等，且几何尺寸大小不一。这给地铁车站的 顶部清洗带来了困难，急需一种较为方便的洗洁设备加以辅助。 、主要研究内容主要研究内容 （1（完成情况 本研究项目根据现有经验与当今形势，针对上海轨道交通车站目前清运与清洁 现状，主要重点解决以下两方面的问题： 1）研制适用于地铁车站灵活简便的机械装置，将垃圾进行压缩， ，缓解目前地铁 清洁工程公司运送垃圾的运输压力，提高运力，节约能源，控制废气排放。 2）针对目前地铁车站实际的情况，研制车站顶部清洁机，对地铁车站顶面的灰 尘进行有效的清扫吸除，保证地铁车站立体环境的清洁质量，创造空气卫生达标的 地铁车站环境。 地铁车站垃圾压缩装置的研制于 2009 年 10 月正式启动。首先开展的是对地铁 车站垃圾收集、堆放的调查，提出初步的垃圾压缩设想，并进行相应的模拟研究，压 缩试验；2009 年 10 月，开展前期方案设计制造；2009 年 12 月，对前期方案制造的产 品进行了试用及评审，提出了一些改进建议；2010 年 2 月开始车站垃圾压缩装置的 设计工作；2010 年 5 月开始制造，至 2010 年 11 月完工；2010 年 11 月经试用达到了 预定的效果。 地铁车站顶部清洁装置的研制于 2009 年 8 月正式启动。首先对地铁车站不同顶 部构造进行了分类调研，提出初步清洗设备的设想，并进行相应的模拟研究以及清 洗试验；2009 年 8 月开展前期方案设计制造；2009 年 9 月对前期方案制造的产品进 行试用及评审，提出了一些改进建议；2009 年 11 月开始车站顶部清洁装置的设计工 作；2010 年 4 月开始制造，至 2010 年 11 月完工；2010 年 11 月经试用达到了预定的 效果。 （2（关键技术 垃圾压缩装置研制的关键技术为其“压缩动力及传递机构”，该项技术的合理选 定，是垃圾压缩装置成功的关键。经比较，采用液压油缸直接驱动压缩板的方案较符 合上海地铁的实际情况。 车站顶部清洁装置研制的关键技术主要有：1）为减轻清洗装置的重量，采用小车 平台的操作方式，降低有效操作高度，减轻清洗工人的劳动强度；2）采用软轴传动机 构带动刷子旋转，并将软轴合理地穿入吸尘管内，在结构设计上有所创新，取得较好 的效果。 （3（技术难点 本项目研究内容的技术难点主要包括： （1）垃圾压缩机体积要小，造价要低（该设备体积只有立式冰箱大小，专业厂家 生产的压缩设备价格高、体积大，不适合在地铁车站使用）。每个车站线路长，分布广， 运输时间受限制，运输车辆少，每天产生垃圾的数量不等，配置好压缩设备的极限参 数。 （2）各车站顶部构造多样，尺寸大小不一，给设计带来了一定程度上的困难。 （4（创新点 1、垃圾压缩机 目前市场现有的垃圾压缩机械大部分为液压式结构，地铁车站垃圾压缩装置用 液压作为压缩动力, 由油缸直接带动压缩板, 采用上下结构, 垃圾由投入口投入，外 壳采用不锈钢材料, 以防腐蚀；装置釆用微电脑控制, 装有漏电保护开关, 并设置多 种保护措施确保安全使用。 目前国内大部分垃圾压缩装置为大型的垃圾堆场使用, 体积大、占地面积大，不 适合地铁车站使用。而国外亦很少有类似的产品和资料。综合上海地铁生活垃圾的 分布情况，成分构成和各车站垃圾产生的数量，目前运输能力及管理人员的组成等 因素，该装置在国内有其一定的独特性。 2、顶部清洗机 地铁车站顶部清洁装置针对不同的地铁顶部构造, 提供不同的刷头方案来满足 对顶面灰尘的清洗，解决了地铁车站顶面灰尘的清洗问题, 摆脱了传统的清洗方式 不能有效清洗的难题。该装置在使用后, 各种特殊构造顶面的清洗起到了相当的作 用, 亦提高了劳动效率, 减轻了清洗工人的劳动强度。 目前国内外的吸尘设备一般都靠人工去尘后再将灰尘吸走. 本装置采用主动去 尘和吸尘合二为一的装置, 在进口设备上及有关资料上未曾出现，在国内清洗设备 应属首次采用；本装置中使刷头的旋转的软轴直接穿于吸尘管内, 经过一定的结构连 接, 使吸尘和刷头旋转为一体，在结构上有一定的先进性及独特性。 、主要研究成果主要研究成果 （1）主要完成了对垃圾压缩装置及车站顶部清洁装置的研制工作。 研究的垃圾压缩装置，基本达到了项目任务书所制定的技术要求：1）采用微电脑 控制的机电一体化设备, 外形尺寸:580x560x1790mm, 重量约 100 公斤；2）采用不锈 钢材料, 具有坑腐蚀性, 外观美观耐用；3）工作电源为单相 220V, 并装有漏电保护等 安全装置；4）带有紫外光消毒功能；5）大部分垃圾压缩比大于 5:1， 最大压缩力:1000 公斤。 研究的车站顶部清洁装置，总体上达到了项目任务书中所提的技术指标要求：1） 采用清洗吸尘一体化结构, 一次完成清洗及吸尘；2）借用专用的清洗平台能清洗高度 在 4.5 米以下的顶面；3）工作电源为单相 220V；4）带有多种清洗刷头, 以适应不同的 顶面构造；5）清洗平面拆装方便, 便于搬动。并满足了其装置设备需确保安全的要求。 （2）这两项研究成果在 1 号线莲花路站进行了试点应用。研制的垃圾压缩装置外 形尺寸长 60 公分，宽 60 公分，高 180 公分，压缩后的垃圾体积为长 40 公分，宽 30 公分，高 30 公分，重量在 15 公斤左右，便于搬运工搬运，垃圾体积压缩后能提高运 能，节约能源，减少燃油支出与废气排放。 研制的车站顶部清洁装置，组件外形尺寸长 30 公分宽 40 公分高 60 公分（二组）， 清扫机由传动系统（36V 安全电源,以此确保设备的安全系数），清扫机升降部分、清 扫机变向部分等三个部分组成。一人就可操作，配上不同的清洁剂，能去除尘埃、油 渍、重污垢等。两者均有非常明显的应用效果。 （3）形成上海地铁车站清洁设备研制报告（主要包括设计原理、参照资料、试 验数据、应用效果等方面内容）。 （4）形成垃圾压缩装置操作手册与车站顶部清洁装置使用操作手册（主要包 括操作步骤、注意事项、安全手册、维护保养等方面内容）。 、应应用前景与效益用前景与效益预测预测 垃圾压缩装置以五比一的压缩比估计可提高四倍运输能力，每月减少燃油 3600 公升，约合 2.7 万元（2.712 月=32.4 万元），一年节约 32.4 万元，也减少了废气排污。 减少人力年成本 50%，约 5.4 万元。减少车辆的折旧，延长车辆的使用年限等。 随着地铁车站的增多，对垃圾运输的压力越来越大。地铁车站垃圾压缩装置的