在填埋垃圾的表面覆盖薄膜的机器与方法

专利名称：在填埋垃圾的表面覆盖薄膜的机器与方法
〔所属技术领域〕本发明的涉及一种在填埋垃圾的表面覆盖一层聚烯烃薄膜的机器和方法。特别是在被压实的填埋垃圾和废料的敝开表面覆盖聚烯烃薄膜，利用现有的尘土、石子、固体或其混合物将膜固定在填埋垃圾的表面的机器与方法。
〔背景技术〕垃圾填理已被严格地加以管理。环境的要求已导致在实践中对被填埋的垃圾底部敷设衬垫。聚烯烃薄膜已被用作垃圾填埋坑底部的衬垫，但被衬垫是一次性的而且其目的在于使填埋物不渗漏，防止渗沥液进入地下水层。因此所用的聚烯烃薄膜较之本发明所应用的作为覆盖物的薄膜要厚得多，不仅如此，作为衬垫的薄膜为使其幅向没有液体渗漏的缝隙相邻幅面之间被热封作为连续的衬底。
所有的垃圾填埋均利用压实机作为一个操作设备。作为压实机的设备体积大小各异，但均具有一个共同的特征，即压实机包括一个拖拉机和一个推土铲用以将垃圾和废物放入预定的位置。推土铲的推挤作用和拖拉机在堆积的垃圾和废物辗压上的作用使得填埋垃圾被压实。
垃圾填埋场被要求将每天填埋的垃圾与废物在夜间或不进行填埋作业时被覆盖。如所周知，填埋壮圾的表面是被压实的垃圾与废物，大多数情况下，垃圾被装在塑料袋中，但是填埋垃圾中也包括树枝、罐头盒、小用具，木头木瓦，各种建筑材料、污物、废料及各种其它允许掩埋的材料。填埋物被压实机利用平面作业法，沟填作业法或斜坡作业法在一个倾斜角为5°至20°的坡面压实。常规方法是每天利用泥土对填埋垃圾进行覆盖。按EPA的标准，应以6英寸的泥土对填埋垃圾加以覆盖。也有利用特殊材料如帆布或特殊设备对填埋垃圾加以覆盖。
本发明的目的是利用本发明所提出的薄膜在每天夜里当垃圾填埋结束之后十分容易地将垃圾填埋的作业面加以覆盖。本发明所提出的薄膜厚度仅为1-20密尔，它可以防止垃圾被吹起或逸出垃圾填埋场。不仅如此，本发明提出的薄膜还可防止鸟类或啮齿动物进入和寻找食物，从而将垃圾或其中所含的病菌传布到附近区域。膜的覆盖同时还抑制了填埋垃圾的气味的散发。优选的薄膜是聚烯烃薄膜。
聚烯烃薄膜一直被用作农用覆盖物。农用薄膜用来覆盖在植物表面以上以增强和加速植物的发芽与生长。在该项应用中，农用薄膜利用翻土压在薄膜边缘的方法加以固定。在垃圾填埋时上述方法不能采用，因为在填埋垃圾表面上没有土。且在覆盖填埋垃圾时，膜的幅之间必须加以搭接。
〔发明的目的〕本发明涉及一种装于压实机的机器，用来在填埋垃圾的表面覆盖一层薄膜。特别是本发明涉及在填埋垃圾的表面覆盖一层聚烯烃薄膜，并利用现有的固体材料如废屑，粘土，石子和其它固体材料分布在薄膜边缘之间的表面上以将其固定在填埋垃圾表面的机器与方法。
〔附图的简要说明〕

图1为压实机和装于压实机推土铲上用以在填埋垃圾的表面覆盖薄膜的本发明机器的一个实施例的侧视图。
图2为图1所示机器的正视图。
图3为图1所示机器的顶视图。
图4为在运行中的图1所示机器的正视图。
图5为装有用来将已覆盖于填埋垃圾表面的薄膜卷起以便再次应用的滚筒的本发明机器的正视图。
图6是本发明机器的后视图，图中示出自备马达，燃油箱和液压油箱。
图7为螺旋加料器的顶视图，图中所示加料器上的门用以关闭料斗。
图8为料斗和具有转动门的螺旋加料器的剖视图。
〔最佳实施例的说明〕图1所示为装有本发明的机器10的压实机2。压实机2由拖拉机4和用来将垃圾推入垃圾填埋场工作面的推土铲6组成。压实机2通常由柴油机驱动，推土铲6可以在拖拉机4的驾驶室利用液力管道和常规的电气系统控制其升降，因此压实机2本身即具有液压和电气能源。本发明的机器10被安装在压实机2上，通常借助于链条8将机器10挂在推土铲或拦废物栅6上。机器10操作所需的液压和是能可借助常规的液力和电力管线由压实机2取得。在本发明的另一个实施例中，动力，燃料和液压系统均包括在机器10中。
本发明的机器10不论在设计上还是在功能上均十分简单。机器10具有一个框架20，它由基座22和两个侧壁24和26组成，框架由方形管或其它任何合适的支撑构成。基座22不仅在顶部，底部和侧面由方形管构成，并且利用分别平行于侧面、顶部与底部的方管进行加强。基座22作为本机器其他部分的承托，其结构上十分坚固，足以完成上述任务。一个实施例中具有三根均匀分布且平行于纵向方管的附加方管，而横向则有一根附加方管，平行于水平的顶部与底部分管并与二者均匀分布构成纵向五根方管，横向三根方管的结构。框架的基座22安装于压实机2的推土铲6之上。压实机2的推土铲或拦废物栅6有一个短的用于推挤而不是提升的突出部7，当机器10安装于压实机2时，该部靠在框架的基座22底部的水平方管上。链条8安装在框架的基座22的方管上。一个最佳的实施例仅用两根链条8，当然也可采用三个或更多的链条。这些链条可以均装在基座22的同一根方管上，也可装在几根管上。当用链条8将机器10装在压实机2上之后，机器1 0在压实机2的液压缸9的作用下离开地面。机器10的理想地位如图1所示位于突出部7靠在框架基座22的底部水平方管上时，当然假如链条8过紧，机器10被提升到位于推土铲6的突出部7之上的位置时，这同样也是一个满意的位置。假如链条过松，机器10将被链条吊挂，突出部7位于框架基座22底部水平管的上方，此时将推土铲6降低使链条被拉紧。
框架20起着支撑薄膜滚筒的滚筒支架作用和支撑存放和当在薄膜展开和覆盖在垃圾表面时向薄膜边界之内其上部分配固体的料斗的支架作用。一个由基座22伸出的方管21装在基座22(见图2)每个侧面24和26的下部。在框架20的每一端具有一个装在管21上用以支撑薄膜滚筒的构件23。在最佳实施例中上述滚筒支撑构件23由一个由基座22伸出的水平板和一个垂直支架构成，水平板上装有支撑薄膜滚筒的轴承25。上述最佳实施例的结构对于支承宽度为16英尺的薄膜滚筒是足够的。客21和支承薄膜滚筒的构件23最好安装在基座22的端部，但安装在基座22的端部之内也是可以的。料斗的支承构件27则由一个水平伸出的管子和一个或多个最好安装在基座22端部的斜拉条构成。
如图2所示，机器10是由前部装入的。薄膜被卷在一个中空的管上，且以全幅度输送到设计的机器10。薄膜幅宽小于16英尺是可以的，但此时为覆盖某一表面所需的覆盖次数就增加了。更宽的幅宽也是可能的，但是加宽幅度将增加制造费用，同时滚筒的变宽将使得支持宽滚筒的机构变得更为复杂。一个端盖即顶帽32被压装在卷绕薄膜的中空管的端部。端盖32包括有一个直径大于滚筒绕满薄膜后的外径的圆板34，装于轴承25(见图1)中的圆柱体部36，及一个直径略大于圆柱体36的直径以防止滚筒水平方向滑出轴承的端板38。根据制造公差，圆柱体部36的长度应足以保证就位后任一个圆板34均可阻止滚筒逸出轴承25。机器10的最佳实施例中薄膜滚筒没有任何动力，且薄膜的滚筒30利用压实机2的举升能力装于轴承25上。
在薄膜滚筒30下方至少有一个滚筒40，该滚筒40安装在由基座22的每端伸出的方管21上。图1中有三个托架41、42、43用来支承在每个方管21上的滚筒或滚筒组40。因为当薄膜从滚筒30上展开时，膜被向后下方拖曳，故最好采用托架41。装在托架41上的滚筒40可将薄膜尽可能快速和接近的覆盖在填埋垃圾的表面。滚筒40可以安装于托架41、42、43中任一个上面或者可以采用多个滚筒。
如图2与图3所示，框架20的基座22支承着分配机构。最佳实施例的分配机构中包括两个料斗52与54。料斗52和54的形状为各自的下部为圆形(见图上)，向上侧伸展为锥形，而锥形的表面又具有不同的斜度。在底部，每个料斗52与54均有一个外开口56。该开口56位于薄膜滚筒30的上方，这样由于重力下降的材料将落在薄膜边界内的上表面。每个料斗52和54也可以有一个内开口58。在每个料斗52和54的圆形部分中是一个螺旋送料器60。在最佳实施例中，螺旋送料器60具有一个穿过料斗52与54的轴62，该轴由位寺料斗52和54之间的轴62上的链轮64驱动。在每一个料斗中螺旋送料器60的螺旋片均为双向的。大多数的材料将被送入外开口56。另一方面也可以装有不止一个螺旋送料器或沿料斗底部安装不止两个开口，开口的位置也可不在底部而在料斗装有螺旋送料器的圆形部分。螺旋送料器60被一个液力马达66和链条68所驱动。液力马达66具有一个可以从压实机2的驾驶室操纵的电阀70来控制螺旋送料器60的起动，停止，变速和反转。如图1和图4所示，压实机2的推土铲6上的机器10应尽可能靠近填埋垃圾的表面。薄膜30被展开覆盖在被填埋的垃圾的表面。当薄膜与垃圾表面的距离仅为数英寸时，风将不会进入膜的下方并掀动薄膜。固体由开口56和58落下，落在薄膜的上面。利用一个滑道75来确保固体将薄膜固定在填埋垃圾表面。一个装于轭82上且借助于托架84与上支架相连的轮胎80可以用来协助将薄膜固定在填埋垃圾的表面。可以采用多个托架84，其中一个或几个用来拖曳轮胎以压紧薄膜。如图1、2和4所示，可以利用一个滚筒90在压实机2减速或要停车时对滚筒30起制动作用。因为当压实机2开始向下运动时，薄膜滚筒30就可以自由转动，滚筒90则可当压实机2降速或停车时提供足够的摩擦力使薄膜30的滚筒停转。
图5所示为本发明的另一个实施例。该实施例中具有一个装有动力装置的滚筒92，用来将前一天操作中覆盖在垃圾表面的薄膜卷起以供再次使用。机器10的上述修改可以有不同的方案，但是最佳实施例是一个安装在接近基座22且位于滚筒30的位置上方的独立的装有动力装置的滚筒92。该滚筒92与螺旋送料器60的驱动方式相类似，由一个液力马达94和一个电阀驱动。
本发明的另一个实施例如图6所示。在该实施例中机器10的动力供应是机器10本身自备的，此时一个柴油机或汽油机95被用来驱动液力马达66，而不是利用压实机2的液压源。液压箱97和燃料箱99被安装于框架20的基座22上分别向发动机95和液力马达66提供所需的燃料和液压油。
图7和图8中，在料斗54的开口56上有一个门101，该门101最好能盖住料斗54与52的全部开口。门101是一块板，与螺旋送料器60的外圆相连，其长度小于螺旋送料器圆周长的1/4。螺旋送料器备有一个微动开关，该开关装在轴上并位于料斗52与54之间，用以指示门101位于开口之上。门101的设置有如下几个目的。首先，当以固体充填料斗时，当门位于开口之上即在关闭位置时，固体不立即通过开口落下。其次，门和微动开关一起可使螺旋送料器作单转运转。
当开始操作时，控制旋转的次数是有利的，因可使在压实机2和机器10移动前所希望数量的固体落在薄膜上。不仅如此，在覆盖薄膜时固体的分布模式可以利用螺旋送料器的停转伴以门的关闭即位于开口之上来加以控制。
在操作本发明机器10时，料斗52与54装满某种适当的固体以薄膜沿填埋垃圾的表面铺开时固定薄膜，最佳的固体是现在用来覆盖填埋垃圾表面的泥土。许多垃圾填埋场由于没有适于作覆盖材料的泥土而需用卡车运入覆盖材料。对于机器10而言较之作为覆盖所需的材料种类更多的固体可被加以利用。比如坚硬粘土因其粘土含量很高很难撒开所以一般不用作覆盖材料；但该材料可以放入料斗52和54中，因为螺旋送料器可把其加工成适于薄膜固定用的小块。细沙和砾石一般也不用作填埋垃圾的覆盖物，因为它们会使大量的水渗入垃圾但上述材料均可用于本发明的机器10之中。其他可以用在机器10的是那些通常被扔入垃圾的材料如某些制造厂产生的无毒的残渣或废物，这些材料通常其数量不足以或不适于用作常规的6英寸的覆盖材料可以用来作为薄膜的固定材料。任何固体只要其比重大于1而大小可以通过2”的筛子的均是可将薄膜压紧在掩埋垃圾表面的适当材料。
机器10利用链条8将基座22安装在推土铲或拦废物栅6，从而固定在压实机2上。假定利用压实机2的动力源，在机器10和压实机2之间应接入液压的和电气的管线。这里是以压实机为例作说明，实际上任何形式的动力装置均可利用。采用如图5所示的自备发动机的原因之一是说明任何形式的装置不论其有没有动力装置均可以使用，而不需限定仅采用那些为机器10特别选用的没有动力源的装置。假定采用有自备发动机的机器10，仅操作开关是由操作人员接入压实机2或其他动力装置之中。推土铲或拦废物栅6被升起并加以检查以确认机器10不摇摆而可靠地安放于推土铲6上或推土铲6靠在框架的基座22的底部的水平方管上。
薄膜滚筒放在进料或装载板上，顶帽或端盖32装于卷绕薄膜的芯子或中空管的端部。装有机器10的压实机2驶近装载板，升起推土铲6将薄膜滚筒30从板上举起。已知该薄膜最好是烯烃薄膜；但任何材料只要其厚度小于1英寸且可以由滚筒上展开均可考虑用作本发明所需的薄膜。
装有机器10和薄膜滚筒30的压实机2开到垃圾填埋场的工作面的顶部。薄膜被从滚筒30上拉出，进入滚筒40之下。薄膜的端部被固定在工作面的顶部。压实机向下退出垃圾填埋场工作面时薄膜从滚筒上被拉出展开，而螺旋送料器60的工作使得固体材料，最好是泥土，在重力作用下经开口56和58落在薄膜边界之内的上表面。沉积在薄膜表面以将其固定在填埋垃圾表面的固体分布的模式随材料，风，雨和温度等条件的不同而不同。理想情况下机器10应具有门101(见图8)，它可以为放置在薄膜上表面的固体提供规范的排列。所谓规范的排列这主要指将固体沿薄膜边缘及按一定的向距间内连续地排列成行，或横跨表面按一定间距断续地堆积成堆(见图5)。螺旋送料器的转动速度或周期性的起停的组合可确定沉积固体的排列模式。一旦到达垃圾填埋场的底部即坡趾，薄膜30将被切断并加以固定。可在基座22上安装一个液动的或气动的自动薄膜剪切机以便在每次运行的终点切断薄膜30。压实机2然后再次运行到垃圾填埋工作面的顶部重复上述操作。当再次向下运行时薄膜应与前已覆盖在垃圾表面的薄膜相搭接。特定填埋垃圾的条件将决定所需的搭接量，但是搭接量应选在6英寸到36英寸之间。上述程序将得复进行直到垃圾填埋场的工作表面全部被薄膜30覆盖为止。垃圾和废物可被在前一天覆盖在填埋垃圾上的薄膜上面堆放，推挤和压实，或该薄膜可在另一个工作面填埋时作为覆盖物。
图5所示的实施例其操作与覆盖薄膜时的操作相反。装有改进了的机器10的压实机2上所安装在推土铲6上的动力滚筒92用来将前一天垃圾填埋工作面上所覆盖的薄膜卷起，使得该薄膜可被再次使用，同时该工作面被打开可进一步填埋垃圾与废物。压实机2和机器10将从工作面的底部即坡趾开始工作。当将薄膜卷绕在滚筒92的同时从工作面间上运行，或以前进的方式而不是倒退的方式在薄膜表面向下运行。为了协助卷起薄膜，在每一个托架41、42、43上装有一个滚筒40。由填埋垃圾表面卷起的薄膜位于托架42和43的滚筒40的上方和托架41上滚筒40的下方。具有一个V型突起的部件98(见图5)被放置在托架42和43之间，使得薄膜上的固体被向外挤使其落到薄膜边缘之外。这样被清除了固体的薄膜由下部穿过托架41上的滚筒40卷绕到滚筒92上。一旦薄膜全部被收回，该长度的薄膜就可重新使用以如前所述的利用滚筒30上薄膜覆盖表面同样的方法由滚筒92上拉出进行覆盖。
利用本发明的机器10，任何材料或薄膜均可从滚筒上展开覆盖在垃圾填埋场的工作面上。聚烯烃薄膜为最适于本发明机器10的材料之一。厚度在1至10密尔的聚乙烯薄膜也是最佳选择之一。本发明的进一步发展是利用可降解的材料作为填埋垃圾表面的覆盖。作为本发明书的参考文献，1994年3月30日题目为“化学可降解聚乙烯薄膜”的国际专利申请WO94/046606所公开的可降解聚乙烯薄膜为本发明增加了另一个重要的优点。对垃圾填埋场塑料含量和垃圾填埋场环境中某些塑料不可降解性质的异议在采用上述美国专利申请所公开的聚乙烯薄膜时被克服了。可降解的填埋拉圾覆盖薄膜或材料厚度最好为1到10密尔。可降解的薄膜可以是生物可降解的，光可降解的或化学可降解的。任何可降解的薄膜或材料均可在本机器上使用。
本发明的一个重要优点是较之需用6英寸泥土作为覆盖物，利用1至10密尔厚的薄膜将节约垃圾填埋的空间。因为空间就是金钱，十分时显越多的垃圾和废物可被压实在一个给定的区间就载省钱。另一个优点就是压实机仅需在工作面上通过一次，而当用泥土覆盖时，泥土必须先被推到工作面上然后再撒开。十分明显压实机是一个推挤和压实的机械，并不具备提升和装运泥土的料斗。通常用土填埋的操作需要两个不同的机械来进行垃圾填埋一个进行压实而另一个作覆盖。
权利要求
1.一种用于在填埋垃圾表面覆盖薄膜的机器，包括用于卷绕上述垃圾填埋表面覆盖的薄膜的机构；当上述薄膜展开时利用重力将固体以一定模式分配于薄膜边界之内的表面上以将薄膜固定在垃圾填埋场表面的机构。
2.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，所述分配机构具有一个用来存放固体的料斗。
3.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，所述分配机构包括一个料斗和一个装于该料斗之中用于通过料斗的开口分配固体的螺旋送料器。
4.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，所述机构具有两个料斗，在料斗中装有一个用来通过料斗的开口吩配固体的螺旋送料器和一个重力滑道用来将固体撒布在薄膜边界之内的表面上。
5.根据权利要求4所述的机器，其特征在于，所述分配机构还包括一个驱动螺旋送料器的液力马达。
6.根据权利要求4所述的机器，其特征在于，所述分配机构还包括一个用以驱动螺旋送料器的液力马达和一个驱动该马达的发动机。
7.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，所述卷绕薄膜的机构包括一个用来支承薄膜滚筒和一个当薄膜被展开时保持薄膜贴近填埋垃圾表面的第二滚筒的滚筒支架。
8.一种用来在填埋垃圾表面覆盖薄膜的机器，包括具有一个基座和两个侧面的框架；在上述框架的每个侧面装有支承一个薄膜滚筒的滚筒支架；存放固体并当薄膜展开时将固体分配到薄膜上表面边缘内侧以将薄膜固定在垃圾填埋物表面的料斗机构。
9.根据权利要求8所述的机器，其特征在于，还包括一个固定在所述框架两则和滚筒支架下方的滚筒，用以在薄膜展开时保持薄膜贴近上述填埋垃圾的表面。
10.根据权利要求8所述的机器，其特征在于，所述料斗机构包括两个装于薄膜滚筒上方的料斗和一个安装在该料斗中的螺旋送料器用来分配固体使其通过料斗的开口借助重力落在薄膜上表面。
11.根据权利要求8所述的用于对填埋垃圾表面覆盖的薄膜进行覆盖或重卷的机器，其特征在于，它还包括一个用于将填埋垃圾表面所覆盖的薄膜重新卷起的从动滚筒。
12.一种用于在填埋垃圾表面覆盖薄膜的方法，包括在所述表面上展开薄膜；当薄膜展开时将固体以一定的模式放置在其边缘之内以将薄膜固定在填埋垃圾的表面。
13.一种用于覆盖填埋垃圾的方法，包括在对垃圾的敞开表面操作期间向垃圾填埋场填埋垃圾；在填埋垃圾的敝开表面覆盖可降解材料制成的薄膜；在进一步操作期间在可降解材料之上继续填埋垃圾。
全文摘要
本发明公开了一种安装在压实机(2)上用来在填埋垃圾的表面覆盖薄膜的机器(10)。特别是本发明公开了一种用来在填埋垃圾的表面覆盖聚烯烃薄膜和利用现存的固体如尘土，砾石或其它固体材料撒布在薄膜边界内的表面上将薄膜固定在填埋垃圾表面的机器(10)和方法。
文档编号C08K5/098GK1149268SQ94194771
公开日1997年5月7日 申请日期1994年12月8日 优先权日1993年12月9日
发明者阿维尔·J·拉默斯, 罗德里戈·A·加西亚, 约瑟夫·G·高 申请人:Epi环境产品有限公司