潘 宸，马建新，李天杨

（华能国际电力江苏能源开发有限公司南通电厂，江苏南通 226003）

0 引言

为提高粉尘污染治理水平，华能国际电力江苏能源开发有限公司南通电厂（以下简称为“公司”）加大环保方面投入，近期完成了煤场全封闭、含煤废水处理等重大环境保护改造项目，同时购置HYS5180TXCE5 型清扫吸尘车投入运行，定期、定时对公司内部道路及粉尘污染严重的生产区域进行清扫吸尘作业，解决公司区域内的粉尘污染问题，以达到环保治理要求。

该清扫吸尘车是在纯吸式吸尘车基础上研发的车型，存在清扫与吸尘效果不理想等问题，需要对该设备进行分析与改进。主要设计思路是：在该车前方两侧加装径向旋转清扫盘毛刷，用以克服粘连在地面上的泥土、石块以及树叶、树枝等杂物难以清扫的问题。主要工作原理是：首先杂物被刷子扫起，然后被后面两侧和中间的吸尘端口吸入垃圾箱。吸尘采用负压纯吸原理，避免清扫时的二次扬尘污染，用以提高清扫吸尘效果。

1 存在问题及分析

目前的清扫吸尘车存在以下6 种问题：

（1）清扫吸尘车行驶作业两侧径向旋转清扫盘毛刷转动时，有大量粉尘、杂物从后部两侧吸尘端口四周飞溅，没被吸入垃圾箱。通常制造商和维修人员采取的措施是，增加水压、提高喷雾效果，或在两侧径向旋转清扫盘毛刷与后部两侧吸尘端口之间加装喷雾装置，进一步提高喷雾效果。但大量雾水易将粉尘、杂物等冲击在地面上，粉尘、杂物被冲击水流带向路边下水道，造成二次污染，虽然达到了抑尘效果，但后部两侧吸尘端口没吸到粉尘、杂物。其根本原因是清扫吸尘车两侧径向旋转清扫盘毛刷与后部两侧吸尘端口的距离较大。

（2）清扫吸尘车行驶作业中间吸尘端口吸尘效果差。其根本原因是清扫车中间没有清扫装置，直接影响中间吸尘端口吸尘效果。

（3）清扫吸尘车行驶作业时，存在边清扫边扬尘的现象，容易造成扬尘二次污染，没有达到清扫吸尘效果。其根本原因是清扫吸尘车两侧径向旋转的清扫圆毛刷，与后部吸尘端口没有导流装置。粉尘、杂物从中间吸尘端口上部飞出，在车辆后部两轮间形成一条污染带。

（4）在对燃煤电厂脱硫石膏作业场进行清扫作业时，清扫吸尘效果较差。其根本原因是由于脱硫石膏粘性较大，使用普通清扫盘，无法将石膏粉剥离地面。

（5）清扫吸尘车行驶作业时，经常被杂物卡住，驾驶人员操作中极易造成的吸尘端口损坏，影响清扫吸尘正常作业。其根本原因是清扫吸尘车中间吸尘端口的行走轮分布以及轮冠形状不合理。

（6）清扫吸尘车喷洒水箱加注水，卸拔注水管接头时，及易将水管内存水喷洒到驾驶室倾翻锁扣拉索里，造成拉索锈蚀，影响正常工作。其根本原因是注水管接头固定位置不够合理。

2 改进措施

2.1 粉尘、杂物飞溅问题解决方案

改进措施1：将原有后部两侧吸尘端口改成扇形吸尘端口，此方案改进简单有效。但由于端口距离较大，提高效果不明显。

改进措施2：将后部两侧吸尘端口接口上部的波形塑料软管根部分别加装一个直径为130 mm 的等径三通及分流塑料软管，为两侧旋转清扫盘毛刷后部加装扇形吸尘端口提供吸尘负压。用0.5～1 mm 厚不锈钢加工两侧扇形吸尘端口，并对吸尘端口形状进行改进，使吸尘端口圆弧状和旋转清扫盘毛刷弧状一致（图1）。扇形吸尘端口扇形弧形端面呈开口状，扇形吸尘端口底部是密封状态，有利于清扫盘后扇形吸尘端口前端负压形成，集中吸力提高吸尘效果。

图1 改进后的扇形吸尘端口

第1 种安装方法：扇形吸尘端口与两侧旋转清扫盘用筋板固定相连，可以与两侧旋转清扫盘毛刷同步进行上下、伸缩操作，并在吸尘端口下部安装3 只滑轮，减少扇形吸尘端口对两侧旋转清扫盘的负重。吸尘端口滑轮的安装底座高度可以调整，与旋转清扫盘连接筋板前后也可以调整，便于吸尘端口与径向旋转清扫盘毛刷始终保持合适距离和相对位置，确保吸尘效果。径向旋转清扫盘毛刷磨损时，可以及时调整扇形吸尘端口与径向旋转清扫盘毛刷高度与距离，保持吸尘效果最佳状态。但径向旋转清扫盘毛刷伸缩液压缸为四连杆软连接，负重较大，影响伸缩动作。

第2 种安装方法：加装的扇形吸尘端口，一端铰接固定在中间吸尘端口前侧两端角。扇形吸尘端口另一端与液压缸推杆连接，液压缸固定在中间吸尘端口上，可以调整扇形吸尘端口展开的角度，以适应道路宽度变化。但此种方法需要充分考虑液压缸固定在中间吸尘端口上的固定点，并调整避开液压缸展开的死点，防止死点造成液压缸无法正常动作。

本文推荐采用第2 种安装方法。此改进方案两侧径向旋转清扫盘毛刷与加装的扇形吸尘端口距离较近，结构合理且清扫吸尘工作效率显著提高。同时将径向旋转清扫盘毛刷喷雾装置移至扇形吸尘端口后端，实现清扫、吸尘、喷雾流程，能够减少二次水源污染。

2.2 中间吸尘端口吸尘效果差问题解决方案

改进措施1：在清扫吸尘车后部中间吸尘端口前部安装轴向旋转清扫装置。由于清扫车与吸尘车底盘一般都采用普通中型货车底盘，底盘较低，并且排烟管与消声器及制动储气罐都安装在下部，加装轴向旋转大直径清扫毛刷，必须将车辆底盘的排烟管与消声器通过软金属管上移至驾驶室与车厢之间，刹车储气罐上移或串联2 只小容量制动储气罐，以便腾出空间。大直径清扫毛刷轴左、右两侧安装2 只轴承座，固定在后部中间吸尘端口前部的可上下调节的支架上，可以根据大直径清扫毛刷的磨损情况上下调整，保持大直径清扫毛刷与行驶地面的良好接触，确保清扫效率。由电机或液压马达驱动皮带轮，通过皮带连接大直径清扫毛刷轴一侧的皮带轮，驱动的大直径清扫毛刷。大直径清扫毛刷直径350～400 mm，长度1600 mm，毛刷把杂物扫起，接着在导流板引导作用下，被后部中间吸尘端口将粉尘、杂物吸入垃圾箱（图2）。

图2 加装导流板与清扫毛刷结构

大直径清扫毛刷方案实施简单，解决了现有技术中的清扫吸尘车中间没有清扫能力，直接提高中间吸尘端口吸尘效果。由于大直径清扫毛刷直径大，对粉尘、杂物剥离能力强，提高了清扫能力。大直径清扫毛刷安装在中间吸尘端口外部，清扫毛刷磨损情况比较直观，清理清扫毛刷上缠绕物比较方便。对其存在的扬尘二次污染问题，可通过安装导流装置来解决。

改进措施2：在清扫吸尘车后部中间吸尘端口内部安装轴向旋转清扫装置。将直径100～150 mm，长度1600 mm 的小直径清扫毛刷安装在中间吸尘端口内部。毛刷轴与中间吸尘端口前后面平行布置，中间吸尘端口前后面与车辆驱动桥也平行。在中间吸尘端口左右两侧安装2 只轴承座，小直径清扫毛刷安装在2 只轴承座之间。毛刷轴的其中一端连接皮带轮，通过皮带与电机或液压马达皮带轮相连，或由液压马达直接驱动小直径清扫毛刷旋转。毛刷把粉尘、杂物扫起，在负压作用下，将杂物吸入垃圾箱。建议采用毛刷轴与液压马达直接相连的方式，该方式结构简单、易操作。

改进时将小直径清扫毛刷与两端轴承座及液压马达先固定在长1700 ～1800 mm，宽120 mm，厚6 mm 的钢板底座上，然后通过钢板底座上调整固定螺栓连接在中间吸尘端口板面，以避免由于中间吸尘端口板面不平整，造成小直径清扫毛刷不能平行于地面。根据小直径清扫毛刷磨损情况，可以在中间吸尘端口外部上下调整固定螺栓，保持小直径清扫毛刷与行驶地面的良好接触，确保中间清扫吸尘效率。液压马达进出油管都分成两段，外部进出油管通过加装的固定在中间吸尘端口板面上管接头，与内部进出油管相连，再与液压马达相连。避免液压油管直接穿过中间吸尘端口上部开孔，影响吸尘端口负压压力，同时有利于小直径清扫毛刷等更换及维修。

此方案结构简单、合理，解决了现有技术清扫吸尘车中间没有清扫能力的问题，通过增加中间吸尘端口清扫吸尘效果，提高了整车吸尘工作效率。

2.3 扬尘问题解决方案

如果单独采取在清扫吸尘车后部中间吸尘端口前端安装轴向旋转清扫装置。这样中间清扫效果明显提高，吸尘效果也达到，但极易造成一定量的扬尘从车厢后部两轮之间扬出，一边清扫一边扬尘，形成二次污染。需要安装导流装置配合解决。

改进措施：将车辆底盘的消声器用软金属管上移或前移，刹车储气罐上移，腾出空间后，底座连接在后部中间吸尘端口外部两侧，由电机或液压马达带动皮带，驱动直径350 ～400 mm，长1600 mm 的清扫毛刷。同时在清扫毛刷上部安装导流装置，导流装置的支架安装车架留置的固定孔上，导流板上端固定在支架上，下端固定在中间吸尘端口前端下部。中间通过滚动托辊支承，在后部两侧、中间吸尘端口上下动作时，减小导流板的滑动摩擦力，减少两侧、中间的吸尘端口上下的阻力，保持吸尘端口本身前后端平衡。

因为后部两侧、中间的吸尘端口通过液压缸与铰链连接悬挂在车架上，是一种动态装置。车辆正常行驶时处于吊起状态，清扫吸尘工作时，司机通过操作液压系统将其放下，所以导流装置与两侧、中间吸尘端口必需都是软连接的动态装置。导流板可以采用橡胶输送带制作，橡胶输送带具有耐磨性、耐腐性和柔软性。毛刷把粉尘、杂物扫起，扬起的灰尘、杂物碰到导流板后沿板下落，接着在导流板引导作用下，被后部中间吸尘端口吸入垃圾箱。在底盘空间不够宽裕的情况下，导流板可采用更柔软的材料，不安装中间滚动托辊支撑。遇到底盘较低的车辆时，需要考虑将导流板分成左、右两部分，以避让后桥上的动力驱动轴。

此方案结构合理，与大直径清扫毛刷措施相结合，清扫与吸尘效果能显著提高，同时避免粉尘、杂物从中间吸尘端口上部飞出，形成二次扬尘污染。

2.4 脱硫石膏作业场清扫效果问题解决方案

脱硫石膏是燃煤电厂环保脱硫的附属产品，脱硫石作业场不及时清理将会造成扬尘，污染环境。用清扫吸尘车对脱硫石膏堆场进行清扫时，由于脱硫石膏黏性较大，难以清扫。清扫吸尘车两侧旋转的清扫盘毛刷，毛刷刷条材料一般采用塑料丝、塑料波纹丝、尼龙丝、塑料混合扁钢丝、塑钢丝等。由于塑料丝、塑料波纹丝、尼龙丝的弹性不够，不易将石膏粉剥离地面。塑料混合扁钢丝、塑钢丝在潮湿环境不适用，脱硫石膏堆场腐蚀性大，因此更不宜使用。传统方法是用水冲洗，由于脱硫石膏受潮后粘性更大，所以用水量和废水处理量较高。

改进措施：由于脱硫石膏粘性较大、脱硫石膏酸性腐蚀大，更换清扫盘毛刷材料，采用弹性高的不锈钢钢丝（图3）。试验发现每根钢丝都呈波浪弹簧状，进一步增加了清扫盘毛刷的弹性，一方面通过波浪弹簧状赋予其对地面的预压力，提高对石膏粉剥离能力。另一方面通过波浪形，提高毛刷对石膏粉的缠绕性。通过使用波浪弹簧状不锈钢毛刷，提高了清扫吸尘车清扫脱硫石膏能力。

图3 不锈钢弹簧丝清扫盘

此方案改进方便实用，并可以根据用户的不同需求，定制不同材料、不同形状刷条的圆盘毛刷。采用不锈钢弹簧丝清扫盘后，及时对脱硫石膏作业场进行清理，清扫吸尘效果明显提高。脱硫石膏作业场工作后，注意及时清理垃圾箱内灰尘杂物、空滤及毛刷上的缠绕物。

2.5 吸尘端口损坏问题解决方案

原清扫车的中间吸尘端口行走轮较少，尺寸稍长的杂物容易卡在行走轮之间，损坏中间吸尘端口。原清扫车中间吸尘端口的行走轮直径较小，遇到较高的障碍物时易受到冲击，损坏吸尘端口。原有行走轮为平轮冠，通过倾斜障碍物时不够流畅，造成中间吸尘端口不平稳，影响吸尘效率。

改进措施：在中间吸尘端口的行走轮中间前后加装一组行走轮，使其遇到较长杂物时不易卡住。加大吸尘端口行走轮直径，提高爬坡能力。行走轮采用圆弧形，遇到左右倾斜障碍物时的通过能力及平稳性。

此方案改进简单可靠，可避免吸尘端口被拉坏，减少司机下车清理障碍物的次数，以提高清扫吸尘工作效率，同时避免设备损坏。

2.6 拉索锈蚀问题解决方案

清扫吸尘车喷洒水箱加注水管安装在后车厢与驾驶室之间，固定在后车厢上，加注水管快速接头安装在距地面高度在1500 mm 处。喷洒水箱加注完成，驾驶人员卸拔接头时，固定在后车厢水管管内剩余的存水会发生倒流。倒流的水喷洒到驾驶室倾翻锁扣拉索里，造成拉索锈蚀，使拉索内的拉绳无法动作，导致驾驶室无法倾翻打开。

改进措施：将固定在清扫吸尘车车厢加注水管，向下延长至距地面500 mm 处，避开驾驶室倾翻锁扣拉索及其他铰接活动部件等。此方案改进简单有效，消除了拉索锈蚀问题，确保车辆正常使用。

3 总结

货车式吸尘车改进为清扫吸尘车时，通过吸尘端口行走轮与喷洒水箱加注水管方面的改进，可以提高工作的安全性与可靠性；通过加装两侧扇形吸尘端口、加装中间吸尘端口前部或内部旋转清扫装置、加装导流装置，避免了清扫吸尘车工作时二次扬尘污染及二次水源污染。在相同工况下，清扫吸尘车垃圾箱的垃圾量成倍增加，清扫吸尘的工作效率显著提高。对遇到类似问题的解决具有实际参考价值，同时为机械制造企业将吸尘车改清扫吸尘车，提供了宝贵的实践经验。