现有的压缩式城市生活垃圾中转站普遍采用平面压头，其主要缺点是靠近压头的垃圾压缩倍数于远离压头的垃圾压缩倍数，造成垃圾压缩不均匀，整体压缩倍数较小，普遍反映压缩效果不理想果通过增大压力来提高压缩倍数，势必要提高垃圾集装箱等受力件的强度，加大动力源，从而使整个中转站的成本上升。为此我们提出了一种新的压缩方式，通过改变压头的结构形式来改善压缩效果，达到在不增加成本的前提下提高压缩倍数。
1 楔形压头的提出
针对现有压缩式垃圾中转站存在的主要问题，提出了一种新型压头结构——楔形压头。该楔形压头可以明显改善垃圾的压缩效果。原理图如图1所示(虚线为平面压头)，它的工作原理是通过楔形压头的作用可以有效地压缩靠近垃圾集装箱壁的垃圾，改善整箱垃圾的受力状况，达到在压头最大截面尺寸相同的情况下，提高垃圾压缩倍数的效果。试验也表明，在相同压力作用下，与平面压头相比，楔形压头可以加大垃圾集装箱中靠近侧面垃圾的压缩效果，明显提高了垃圾的压缩倍数。
 图1 楔型压头示意图 |
2 试验研究
我们研制了城市生活垃圾压缩试验台，采集多处居民小区的生活垃圾做了压缩试验。以下介绍的实验生活垃圾来源于淄博市二棉生活小区，该小区普遍采用集中供暖，其垃圾成份在淄博市及许多大中城市具有一定的代表性，
实际测得垃圾密度为0.25t/m3 ，说明垃圾密度符合逐渐降低的趋势，垃圾的压缩收集势在必行。
试验原理：在垃圾集装箱的不同部位取点，安装传感器，通过应变片的应变值来确定不同部位垃圾的受力情况，以此来确定相应部位的压缩状况。由于垃圾集装箱的横截面左右对称，我们取10个点为测试点，即在后端的上、左、下、中分别取点，记为1#，2#，3#，4#；在上表面取两个点，记为5#，8#；侧面取两个点，记为6#，9#；底面取两个点，记为7#，10#，分别在这10个位置安装传感装置。由于涉及到的数据较多，现以具有代表性的2#，6#测试点为例进行分析。在实验前进行了三次标定(标定压力58.8n)，2#应变片的应变为45、46、43，6#应变片的应变为35、34、33。可以算得2#应变片的平均应变为：(45+46+43)/3=44.67；6#应变片的平均应变为： (35+34+33)/3=34。该试验为对比试验，即在压头为平面和楔形的情况下分别进行试验，对得出的数据进行对比。试验数据如表1，表2所示。由标定值和应变值算得受力情况如表3、表4所示。
表1 平面压头时的应变值 |
表2 楔形压头时的应变值 |
表3 平面压头作用下的受力值 n |
表4 楔形压头下的受力值 n |
受力值随垃圾量的变化关系曲线如图2、图3所示(点线为平面压头的情况，细实线为楔形压头的情况)，由于垃圾的成份比较复杂，去除不确定因素的影响，通过以上曲线可以看出，随着压入垃圾的增多，在平面压头的作用下，2#和6#应变片的应变值变化不明显，2#应变片的最大受力为 151.41n，6#为103.78n，初始垃圾装入量为120kg，经压缩后装入220kg，压缩倍数为1.83；而在楔形压头的作用下，应变值变化迅速，2#应变片的最大受力为224.71n，6#为138.38n，初始垃圾装入量为110kg，压缩后装入250kg，压缩倍数为2.27。与平面压头相比，在楔形压头的作用下，2#和6#应变片的最大应变值都有所提高，垃圾的压缩倍数提高了24.04%，达到了预期的效果。
 图2 2#应变片受力的变化曲线 图3 6#应变片受力的变化曲线 |
3 结论
本文提出的楔形压头具有显著的压缩效果，是一种很有发展前途的压缩结构形式，正在进行推广应用。通过研究和实验分析，得出如下结论：(1)城市生活垃圾的产生量成逐年上升趋势，而垃圾的密度成逐年下降趋势，垃圾的压缩转运势在必行。垃圾的压缩转运可以解决垃圾运输的亏载问题以及垃圾运输过程中的二次污染问题；(2)通过改变压头的结构形状，可以改善垃圾的受力状况，从而可以提高垃圾的压缩倍数。楔形压头与平面压头相比可以提高压缩倍数20%以上；(3)生活垃圾中塑料成份占的比重较大，可以考虑对其分拣回收，进行资源化利用。
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