一种真空管道垃圾收运系统的垃圾排空顺序控制方法.pdf

一种真空管道垃圾收运系统的垃圾排空顺序控制方法，在系统结构上，设置室内垃圾管道(3)、垃圾投料门(2)、垃圾重力缓冲管(23)、室内垃圾暂存器(5)及其料阀(6)、垃圾高度感应器(4)、风速测试管(15)、斧头铡(18)、垃圾分路器(17)、垃圾分离收集器(20)、离心风机(22)等，每个垃圾暂存器分别设置预排空高度L1、高限排空高度L2、限定投放高度L3，并由高度感应器来感应、收集垃圾高度数据并传输到中央控制主机，中央控制主机读取数据后运行特定的优化排空顺序控制程序以确定整个系统中暂存器的垃圾排空顺序，解决了现有垃圾排空控制方法与装置存在的不稳定、故障率高、不易维护等技术缺陷，应用前景广阔。

1、  一种真空管道垃圾收运系统的垃圾排空顺序控制方法，其特征在于：在系统结构上，设置一系列装置，包括室内垃圾管道(3)及与其顶端相连的楼顶通风管(1)，每单元每层楼的室内垃圾管道(3)都设置一个垃圾投料门(2)，室内垃圾管道(3)底端与垃圾重力缓冲管(23)相接，垃圾重力缓冲管(23)、垃圾紧急出口管(8)、室内垃圾暂存器(5)相连接构成三通式，在垃圾暂存器(5)底端设有一个料阀(6)、在其中部设置1#垃圾高度感应器(4)，垃圾暂存器(5)通过室内管道(3)与地下管道(24)相接，地下管道(24)一端设置室内进风口(7)，另一端与垃圾输送分管道(11)相连接，所有单位的垃圾输送分管道(11)都与室外垃圾输送主管道(14)相连，垃圾输送分管道(11)和室外垃圾输送主管道(14)每间隔一定距离都设置风速测试管(15)，室外垃圾输送主管道(14)分别与并排设立的带有1#斧头铡(18)、2#斧头铡(19)的垃圾分路器(17)、垃圾分离收集器(20)、离心风机(22)连接。

2、  采用权力要求1所述的装置进行垃圾排空顺序的控制，其特征在于：以每一栋楼的垃圾输送分管道为一个基本单元，每个单元上包括数量相同或不同的暂存器，每个垃圾暂存器分别设置预排空高度L1、高限排空高度L2、限定投放高度L3，并以与之相连的高度感应器来感应、收集暂存器中的垃圾沉积高度数据，然后将数据发送到与之相连的中央控制主机，控制主机读取高度数据后运行以L1、L2、L3等参数的相关限定条件为基础的优化排空顺序控制程序以确定整个系统中暂存器的垃圾排空顺序，同时发出排空指令进行排空。

3、  根据权力要求2所述的垃圾排空顺序控制方法，其特征在于：预排空高度L1、高限排空高度L2、限定投放高度L3的取值范围分别设定为：1.2～1.8m、2.4～3.2m、2.8～3.5m。

4、  根据权力要求2所述的垃圾排空顺序控制方法，其特征在于：当单个暂存器达到限定排放高度L3时，其排空设定为最优先，所在单元也是最优先排空，并按照此高度先到先排空，当暂存器达到高限排空高度L2时，其排空顺序次之。

5、  根据权利要求2所述的垃圾排空顺序控制方法，其特征在于：当不同单元的暂存器同时达到限定排空高度L3时，按照下面方式确定排空先后顺序：第一、按达到限定排空高度的暂存器数量多少确定排空顺序，数量多的列入优先排空；第二、当达到限定排空高度L3的暂存器数量相同时，根据实际检测到的各单元达到高限排空高度L2的暂存器数量来确定排空顺序，数量多的列为优先排空；第三、当前述两项均相同时，按照各单元中达到预排空高度L1的暂存器数量来确定排空顺序，数量多的列为优先排空。

6、  根据权利要求2所述的垃圾排空顺序控制方法，其特征在于：当权利要求5所述的情况完全相同而不能确定排空顺序时，按统计到各单元的垃圾实际高度值总和的大小确定排空顺序，总和数值大列为优先。

7、  根据权利要求2所述的垃圾排空顺序控制方法，其特征在于：设定垃圾排空顺序时，只要各单元中有达到高限排空高度L2的垃圾暂存器就进入排空序列，等候系统确定排空顺序及发出排空指令。

8、  根据权利要求2所述的垃圾排空顺序控制方法，其特征在于：某一单元进入排空状态时，该单元所有达到预排空高度L1的暂存器均进行排空，单元内的暂存器排空顺序按照该暂存器距离垃圾运输主管道的距离远近确定排空顺序，距离远的列为优先，未达到预排空高度L1设定值的暂存器不予排空。

一种真空管道垃圾收运系统的垃圾排空顺序控制方法
技术领域  本发明涉及一种适用于真空管道垃圾收运系统的垃圾排空顺序控制方法，更具体地说，涉及一种真空垃圾管道收运系统的重要组成部分——垃圾暂存装置中垃圾的排空顺序控制方法。
技术背景  真空管道垃圾收运系统是通过预先铺设好的管道系统及由抽真空而产生的气流将生活垃圾输送至中央垃圾收集站，再由垃圾车运送至垃圾填埋场或焚烧厂进行处理的系统。整个系统的操作是密闭的、自动化的和机械化的，垃圾不经人手处理，免除了传统收运方式中需要大量人力上门收集及费时、费力的中间传送环节，是一种新型的先进、环保的收运系统，也是现行常用的具有诸多弊端的人工上门收集或人工、机械、半机械混合收运等的理想替代方式，可广泛地应用于住宅小区、商业楼宇及机场、车站、医院等特定场所。
目前，一些先进国家如瑞典、美国等在应用该类系统收运城市生活垃圾方面已经取得了较大的进展，其应用效果及带给人们的方便是显而易见的，显示出了良好的社会、生态效应。但从技术上讲，该系统还是一个发展中的系统，是一个包括许多子系统的庞大而复杂的系统，在系统结构、子系统的工艺设计、专用设备的性能与选型等诸多方面都还有待发展和完善，以使整个系统的运行更加协调、平稳和高效。在该系统中，暂存装置中的垃圾排空顺序的控制是保证系统正常运行的关键环节之一。
一般真空管道垃圾输送系统都含有多个主管道，每个主管道含有多个支管道，每个支管道又含有多个(数量相同或不同，根据实际楼宇建造数量确定)直立的垃圾暂存器。在以往针对暂存器中垃圾排空的方式的设计中有两种情况：(1)偏向简单性：该方式一般简单地以单个暂存器为单元作为监控和排空标准，设置时检测到哪个暂存器存满垃圾就排空哪个暂存器；这种方式只适合小范围的真空垃圾收运，属于实验阶段，在实际工程运用中因为楼宇规模相对较大，采用这种方式必然会导致大量电能耗费，中央控制室的大功率风机会因为各个支管道的暂存器垃圾达到排空时间先后不一致而一直处于工作状态，不能有效合理地分配、利用电能；这种设计的优点是中央控制主机运行的相关控制软件编写简单，控制设备要求不高，系统容易维护。(2)偏向复杂性：为了达到最大限度地减小能耗，在真空管道垃圾收运系统的规模越来越大的实际运用中，通常使用各个暂存器高度预测和实际检测双套控制检测的方式，即对各个支管道的垃圾沉积高度实际检测值与预测值分别进行累计，根据比较增长斜率来确定先后排空垃圾的顺序；这种方式对于中央控制主机运行的控制软件编写要求十分严密，在实现过程中要不断地针对楼宇多少调整对应程序，且对控制的设备要求较高；虽然在减小能耗方面有积极的作用，但由于控制程序复杂以及对系统设备要求较高，经常出现系统收集的各个数据在计算过程中出现紊乱、设备故障率高等情况，因而不能有效地满足一般垃圾处理工程所要求的系统运行稳定、故障率低、易维护等要求。
因此，针对同类系统垃圾暂存装置的垃圾排空顺序控制方法所存在的两种极端情况，发明一种新型的、具有操作简单、优化系统资源配置、减少能耗、运行平稳、易维护等特点的垃圾排空控制方法是必要而紧迫的。
发明内容  本发明的目的在于提供一种适用于真空管道垃圾收运系统的垃圾排空控制方法，即提供一种具有操作简单、优化系统资源配置、减少能耗、运行平稳、易维护、效率高等优点的垃圾排空顺序控制方法。
为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：在系统结构上，设置一系列装置，包括室内垃圾管道(3)及与其顶端相连的楼顶通风管(1)，每单元每层楼的室内垃圾管道(3)都设置一个垃圾投料门(2)，室内垃圾管道(3)底端与垃圾重力缓冲管(23)相接，垃圾重力缓冲管(23)、垃圾紧急出口管(8)、室内垃圾暂存器(5)相连接构成三通式，在垃圾暂存器(5)底端设有一个料阀(6)、在其中部设置1#垃圾高度感应器(4)，垃圾暂存器(5)通过室内管道(3)与地下管道(24)相接，地下管道(24)一端设置室内进风口(7)，另一端与垃圾输送分管道(11)相连接，所有单位的垃圾输送分管道(11)都与室外垃圾输送主管道(14)相连，垃圾输送分管道(11)和室外垃圾输送主管道(14)每间隔一定距离都设置风速测试管(15)，室外垃圾输送主管道(14)分别与并排设立的带有1#斧头铡(18)、2#斧头铡(19)的垃圾分路器(17)、垃圾分离收集器(20)、离心风机(22)连接。
垃圾暂存器中的垃圾排空顺序的控制是这样实现的：在系统控制设计时以每一栋楼的垃圾输送分管道为一个基本单元(如说明书附图中的A栋、B栋、C栋……即为A单元、B单元、C单元……)，每个单元上包括数量相同或不同的直立的垃圾暂存器，每个垃圾暂存器分别设置垃圾预排空高度L1、高限排空高度L2、限定投放高度L3，以与之相连高度感应器来感应、读取垃圾暂存器中实际的垃圾沉积高度数据并及时将高度数据传送给中央控制主机，中央控制主机通过读取高度数据、运行特定的排空顺序控制软件来确定是否发出排空指令。垃圾排空时以每个基本单元统一排空为准，基本单元中的暂存器排空垃圾时必须达到预排空高度。暂存器排空垃圾的顺序是这样确定的：
(1)当单个暂存器达到限定排放高度L3时，其排空设定为最优先，所在单元也是最优先排空，一般按照此高度先到先排空；当暂存器达到高限排空高度L2时，其排空顺序次之。
(2)当不同单元的暂存器同时达到限定排空高度L3时，按照下面方式确定排空先后顺序：第一、按达到限定排空高度的暂存器数量多少确定排空顺序，数量多的列入优先排空；第二、当达到限定排空高度L3的暂存器数量相同时，根据实际检测到的各单元达到高限排空高度L2的数量来确定排空顺序，数量多的列为优先排空；第三、当前述两项均相同时，按照各单元中达到预排空高度L1的数量来确定排空顺序，数量多的列为优先排空。
(3)若上述第二种情况均相同时，则按统计到各单元的垃圾实际高度值总和的大小确定排空顺序，总和数值大的列为优先。
设定垃圾排空顺序时，只要各单元中有达到高限排空高度L2的垃圾暂存器时就进入排空序列，等候系统确定排空顺序及发出排空指令。
某一单元进入排空状态时，该单元所有达到预排空高度L1的暂存器均进行排空，单元内的暂存器排空顺序按照该暂存器距离垃圾运输主管道的距离远近确定排空顺序，距离远的列为优先，未达到预排空高度L1设定值的暂存器不予排空。
上述排空控制条件均作为限定条件体现在最终的优化排空控制程序中，控制程序安装在中央控制室的控制主机上，与暂存器相连的高度感应器感应、收集到暂存器中的垃圾高度数据并将其传送到与之相连的中央控制主机，控制主机读取高度数据后运行排空顺序控制程序以确定整个系统中暂存器的垃圾排空顺序，同时发出排空指令进行排空。
与现有的技术相比，本发明具有以下明显的技术优势：(1)能较好地优化系统资源配置，降低能耗；(2)系统装置故障率低、易维护；3、装置结构简单、易安装、操作；4、能在不同载荷条件下保证系统连续、平稳地运行。
附图说明  以下结合本发明的附图进行详细说明：
图1是本发明的结构示意图。图中：1是楼顶通风管，2是垃圾投料门，3是室内垃圾管道，4是1#垃圾高度感应器，5是室内垃圾暂存器，6是料阀，7是进风口，8是垃圾紧急出口管，9是垃圾清理小车，10是A单元垃圾输送分管道，11是B单元垃圾输送分管道，12是2#垃圾高度感应器，13是C单元垃圾输送分管道，14是室外垃圾输送管道，15是风速测试管，16是室外垃圾管道，17是垃圾分路器，18是1#斧头铡，19是2#斧头铡，20是1#号垃圾收集分离器，21是2#号垃圾分离收集器，22是风机，23是垃圾重力缓冲管，24是地下管道。
具体实施方式：以下通过具体的实施方式对本发明进行更加详细的描述：
实例1：
以一个拥有5栋楼、每栋楼10层、每层楼包含2个三房两厅住户的花园小区的真空管道垃圾收运系统为例，每栋楼为一个基本单元，设置编号分别为A、B、……、E等5个单元，每单元设置垃圾暂存器2个，预排空高度L1、高限排空高度L2、限定排空高度L3的设定值分别为1.5m、2.5m、3.5m。排空顺序的控制是这样的：
(1)当其中一个单元的单个暂存器达到限定排放高度3.5m时，其排空设为最优先，所在单元也是最优先排空，并按此高度先到先排空，当暂存器达到高限排空高度2.5m时，其排空顺序次之。
(2)当不同单元的暂存器同时达到限定排空高度3.5m时，按照下列方式确定排空先后顺序：第一、按达到限定排空高度3.5m的暂存器数量多少确定排空顺序，数量多的列入先排空；第二、达到限定排空高度3.5m的暂存器数量相同时，根据实际检测到的各单元达到高限排空高度2.5m的数量来确定排空顺序，数量多的列为优先；第三、当前述两项均相同时，按照各单元中达到预排空高度1.5m的暂存器数量来确定排空，数量多的列为优先。
(3)若上述第二种情况均相同时，则按统计到各单元的垃圾实际高度值总和的大小确定排空顺序，总和数值大的列为优先。
在设定垃圾排空顺序时，只要各单元中有达到高限排空高度2.5m的垃圾暂存器时就进入排空序列，等候系统确定排空顺序及发出排空指令。
当某一单元进入排空状态时，该单元所有达到预排空高度1.5m的暂存器均进行排空，单元内的暂存器排空顺序按照该暂存器距离垃圾运输主管道的距离远近确定排空顺序，距离远的列为优先，未达到预排空高度1.5m的暂存器不予排空。
实例2：
以一个拥有10栋楼、每栋楼15层、每层楼包含4个三房两厅住户的花园小区的真空管道垃圾收运系统为例，每栋楼为一个基本单元，设置编号分别为A、B、……、J等10个单元，每单元设置垃圾暂存器4个，预排空高度L1、高限排空高度L2、限定排空高度L3的设定值分别为1.6m、2.8m、3.5m。排空顺序是这样确定的：
(1)当其中一个单元的单个暂存器达到限定排放高度3.5m时，其排空设为最优先，所在单元也是最优先排空，并按此高度先到先排空，当暂存器达到高限排空高度2.8m时，其排空顺序次之。
(2)当不同单元的暂存器同时达到限定排空高度3.5m时，按照下列方式确定排空顺序：第一、按达到限定排空高度3.5m的暂存器数量多少确定排空顺序，数量多的列入先排空；第二、当达到限定排空高度3.5m的暂存器数量都相同时，根据实际检测到的各单元达到高限排空高度2.8m的暂存器数量来确定排空顺序，数量多的列为优先；第三、当前述两项均相同时，按照各单元中达到预排空高度1.6m的暂存器数量来确定顺序，数量多的列为优先。
(3)若上述第二种情况均相同时，则按统计到各单元的垃圾实际高度值总和的大小确定排空顺序，总和数值大的列为优先。
在设定垃圾排空顺序时，只要各单元中有达到高限排空高度2.8m的垃圾暂存器时就进入排空序列，等候系统确定排空顺序及发出排空指令。
当某一单元进入排空状态时，该单元所有达到预排空高度1.6m的暂存器均进行排空，单元内的暂存器排空顺序按照该暂存器距离垃圾运输主管道的距离远近确定排空顺序，距离远的列为优先，未达到预排空高度1.6m的暂存器不予排空。
实例3：
以一个拥有20栋楼、每栋楼20层、每层楼包含4个三房两厅住户的花园小区的真空管道垃圾收运系统为例，每栋楼为一个基本单元，设置编号为A、B、……、T等20个单元，每单元设置垃圾暂存器4个，预排空高度L1、高限排空高度L2、限定排空高度L3的设定值分别为1.9m、2.8m、3.5m。排空顺序是这样确定的：
(1)当其中一个单元的单个暂存器达到限定排放高度3.5m时，其排空设为最优先，所在单元也是最优先排空，并按此高度先到先排空，当暂存器达到高限排空高度2.8m时，其排空顺序次之。
(2)当不同单元的暂存器同时达到限定排空高度3.5m时，按照下列方式确定排空顺序：第一、按达到限定排空高度3.5m的暂存器数量多少确定排空顺序，数量多的列入先排空；第二、当达到限定排空高度3.5m的暂存器数量都相同时，根据实际检测到的各单元达到高限排空高度2.8m的暂存器数量来确定排空顺序，数量多的列为优先；第三、当前述两项均相同时，按照各单元中达到预排空高度1.9m的暂存器数量来确定顺序，数量多的列为优先。
(3)若上述第二种情况均相同时，则按统计到各单元的垃圾实际高度值总和的大小确定排空顺序，总和数值大的列为优先。
在设定垃圾排空顺序时，只要各单元中有达到高限排空高度2.8m的垃圾暂存器时就进入排空序列，等候系统确定排空顺序及发出排空指令。
当某一单元进入排空状态时，该单元所有达到预排空高度1.9m的暂存器均进行排空，单元内的暂存器排空顺序按照该暂存器距离垃圾运输主管道的距离远近确定排空顺序，距离远的列为优先，未达到预排空高度1.6m的暂存器不予排空。