Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống thu, phân loại và vận chuyển rác ở nhà cao tầng, chung cư

Bài này trình bày về thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống thu, phân loại và vận chuyển rác ở các nhà cao tầng, chung cư. Đó là mô hình nhỏ gọn để cho sinh viên ngành xây dựng, kiến trúc, môi trường và những người khác nghiên cứu, học tập. Thành công của đề tài này là nghiên cứu về cách vận chuyển rác trong ống ngầm chôn dưới đất, giảm thiểu sức lao động con người và cũng góp phần bảo vệ môi trường sống trên mặt đất sạch đẹp, văn minh.

Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một Số 1(44)-2020 THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG THU, PHÂN LOẠI VÀ VẬN CHUYỂN RÁC Ở NHÀ CAO TẦNG, CHUNG CƯ Ngô Bảo(1), Nguyễn Thái Nhật Tâm(1) (1) Trường Đại học Thủ Dầu Một Ngày nhận 20/11/2019; Ngày gửi phản biện 01/12/2019; Chấp nhận đăng 30/12/2020 Liên hệ email: ngobaobk@gmail.com https://doi.org/10.37550/tdmu.VJS/2020.01.015 Tóm tắt Bài trình bày thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống thu, phân loại vận chuyển rác nhà cao tầng, chung cư Đó mơ hình nhỏ gọn sinh viên ngành xây dựng, kiến trúc, môi trường người khác nghiên cứu, học tập Thành công đề tài nghiên cứu cách vận chuyển rác ống ngầm chôn đất, giảm thiểu sức lao động người góp phần bảo vệ môi trường sống mặt đất đẹp, văn minh Từ khóa: chung cư, đường ống ngầm, nhà cao tầng, van chắn rác Abstract DESIGN, FABRICATION OF SYSTEMS FOR COLLECTION, CLASSIFICATION AND TRANSPORTATION OF GARBAGE IN HIGHRISE BUILDINGS AND APARTMENTS This article presents the design, fabrication of systems for collection, classification and transportation of garbage in high-rise buildings and apartments It is a compact model for students in construction, architecture, environment and others to research and study The success of this project is to study how to transport garbage in underground pipes buried underground, reduce human labor capacity and also contribute to protecting the living environment on a clean, civilized and beautiful ground Đặt vấn đề Hiện nay, nhà cao tầng, chung cư, buổi sáng, công nhân phải cực nhọc để đẩy nhiều thùng rác từ phòng rác ngồi, chờ xe tới nhận Khi thùng rác đổ lên xe mùi bốc ra, bay lên cao Cho dù, chung cư cao cấp, chỗ đưa rác lên xe thiết kế kín đáo, khơng thể khơng gây mùi hôi cho nhà dân sống lân cận Đây bất lợi cho người sống tòa nhà gần chỗ xe đổ rác Câu hỏi đặt ta không cho rác đường ống ngầm xa tòa nhà 67 https://doi.org/10.37550/tdmu.VJS/2020.01.015 vài trăm mét đổ rác lên xe để bị ảnh hưởng mùi rác? Đây tốn khó mà nước ta chưa làm Hiện nay, ta có ống dẫn nước, dẫn khí dẫn điện đất ta chưa có ống dẫn rác đất Tuy nhiên, tương lai, người ngày đông, rác thải ngày nhiều, môi trường ngày ô nhiễm người buộc phải xây dựng đường ống ngầm đất để vận chuyển rác Rác vận chuyển đường ống ngầm lòng đất trả lại cho mặt đất sạch, giảm mùi hôi thối, môi trường lành, mức sống mức hưởng thụ người cao Phần đây, nhóm tác giả trình bày mơ hình hệ thống thu, phân loại vận chuyển rác nhà cao tầng điển hình, có trình bày cách vận chuyển rác đường ống ngầm chôn đất Thực trạng phân loại vận chuyển rác nhà cao tầng, chung cư Phần lớn tòa nhà cao tầng, chung cư nước ta có kiểu thu rác sau: Thu rác thang tải riêng: Ngồi thang máy dành cho cư dân, có thang tải riêng để vận chuyển rác từ tầng cao xuống tầng (hình 1) Người dân sống nhà cao tầng, chung cư có cách thu rác kiểu phải vứt rác theo thời gian cố định ngày Họ phải mang rác đoạn xa từ phòng họ tới nơi đổ rác Hình Thang tải rác Thu rác đường ống: Mỗi tòa nhà có ống thu rác nối từ tầng xuống tầng cùng, tầng có lỗ thu rác thơng với đường ống (hình 2) Người dân sống hộ phải mang túi rác tới bỏ vào lỗ thu rác đường ống, rác rơi xuống dưới, lọt vào thùng, xe rác tới chở Việc người dân phải tự mang túi rác xa, băng qua nhiều hộ khác tới nơi bỏ rác thật phiền phức, thời gian, mùi hôi, nước bẩn từ túi rác gây khó chịu cho người Hình Ống thu rác 68 Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một Số 1(44)-2020 Việc phân loại rác chưa thực nguồn (tức chưa phân loại từ tay người dân) tất loại rác theo đường ống rơi vào thùng Hoặc, có nơi, rác phân rác hữu cơ, rác vô rác khác, loại cho vào thùng khác Tuy nhiên, việc phân loại hình thức, chưa thực đến người dân ngại phiền phức, thời gian vứt rác, người quản lý chung cư chưa nghiêm, chưa có chế tài người vứt rác sai quy định Hệ thống vận chuyển rác chung cư q thủ cơng, nhiều sức người, mùi hôi rác chưa xử lý Mỗi lần xe thu rác tới chung cư ngửi mùi hôi rác Ý tưởng thiết kế hệ thống thu, phân loại vận chuyển rác nhà cao tầng, chung cư Để tránh bất tiện thu, phân loại vận chuyển rác nhà cao tầng, chung cư nay, nhóm tác giả đưa phương án đặt thêm nhiều lỗ thu rác tồ nhà, loại rác khác bỏ vào lỗ khác Lấy tòa nhà mơ hình 3(a) làm mẫu, ta thiết kế hệ thống thu, phân loại vận chuyển rác cho tòa nhà theo nguyên lý hình 3(b) Ý tưởng thiết kế mơ hình nhóm tác sau:  Các ống dẫn rác có đường kính 90 mm, vật liệu ống PVC (ống dẫn nước thông thường)  Rác thả từ cửa thu rác, rơi xuống qua đường ống đứng, gần cuối đường ống đứng có lắp van chắn rác, đóng van rác tích trữ ống; mở van rác rơi xuống đường ống nghiêng  Phía đầu đường ống nghiêng ta đặt quạt thổi (công suất HP)  Phía dưới, ta đặt hệ thống ống ngầm để nhận chuyển rác  Khi mở quạt thổi quạt gây áp suất cao để đẩy rác đường ống ngang đưa rác vào thùng chứa Các loại rác khác cho vào thùng khác Hình Sơ đồ ngyên lý thu, phân loại vận chuyển rác đường ống ngầm 69 https://doi.org/10.37550/tdmu.VJS/2020.01.015 Chế tạo mơ hình thành cơng mang tới lợi ích: (1) giúp ta có cách nhìn trực quan, tiếp cận cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống thu, phân loại vận chuyển rác đại chưa có nước ta; (2) làm mơ hình thực tế cho sinh viên ngành xây dựng, kiến trúc, môi trường người quan tâm nghiên cứu, tìm hiểu; (3) làm mơ hình dạy học “Các máy vận chuyển khí” mơn học “Máy xây dựng an tồn lao động” Hình Thiết kế phần (phần ruột) mơ hình Cơ sở thiết kế, tính tốn mơ hình Chọn phương án: Việc thiết kế sản phẩm “Mơ hình hệ thống thu, phân loại vận chuyển rác nhà cao tầng, chung cư” phụ thuộc nhiều vào chi tiết tiêu chuẩn có bán thị trường kinh phí ta có Với điều kiện vậy, ta cân nhắc kỹ chọn phương án thiết kế hình Sau chế tạo xong, kích thước mơ hình cao x dài x rộng = 2600 x 1100 x 340 (mm), phù hợp để cất giữ phòng thí nghiệm Phần ống ngầm chơn đất (gắn lỗ rác hình 5) tháo khơng sử dụng Cơ sở thiết kế, tính tốn Cơ sở vật lý: (1) Sự rơi tự vật; (2) Sự tạo áp suất chất khí đường ống kín để đẩy vật chuyển động ống nghiêng 450 ống ngang Các thông số, vật liệu đầu vào: (1) Rác (hữu cơ, vô rác khác) dạng khơ, ướt, nhớt có, hệ số ma sát (trượt, lăn) rác đường ống lấy lớn k = 0,62; (2) Khối lượng rác lớn để thử nghiệm 3kg; (3) Ống dẫn rác ống nhựa PVC, đường kính 90mm; (4) Các phụ kiện đường ống kèm theo gồm van 90, T90, Y90, co 90 nghiêng 450 Hình Tính tốn chuyển động rác ống 70 Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một Số 1(44)-2020 Các tiêu chí tính tốn  Khối lượng rác m = 3kg dàng rơi có ma sát ống đứng (đi hết đoạn s1) hay khơng  Khối lượng rác m = 3kg dàng trượt ống nghiêng 450 so với phương ngang (đi hết đoạn s2) hay không  Áp suất đẩy khối lượng rác m = 3kg trượt ống ngầm nằm ngang (đi hết đoạn s3) Kết Sử dụng kiến thức vật lý biến thiên động năng, bảo toàn lượng, ta tính chọn thơng số cần thiết cho mơ hình hệ thống thu, phân loại vận chuyển rác nhà cao tầng, chung cư sau:  Tính áp suất khí cần thiết để làm chuyển động 3kg rác đường ống 3200 Pa Để có áp suất ta cần chọn loại quạt ly tâm có cơng suất cỡ HP  Đã chọn hình dạng hợp lý kích thước bao mơ hình cao x dài x rộng = 2600 x 1100 x 340 (mm)  Đã tính chọn quy cách loại vật tư cần mua  Đã có vẽ đầy đủ kích thước, bảo đảm thuê mướn thợ làm Bản vẽ tổng thể mô hình Hình 6a vẽ lắp tổng thể, hình 6b ảnh chụp mơ hình hệ thống thu, phân loại vận chuyển rác nhà cao tầng, chung cư Mô tả cấu tạo nguyên lý hoạt động mơ sau:  Khi cho rác vào lỗ thu (13) rác rơi xuống phía dưới, rác bị giữ lại cuối đường ống đứng (3) nhờ van chắn (11) (lưu ý người bỏ rác phải phân loại rác trước bỏ rác vào lỗ)  Các ống đứng (3) thiết kế cong lượn để rác không bị va chạm mạnh vào đường ống rơi từ cao xuống  Nhờ quạt hút khí (1) mà mùi rác hút khỏi đường ống  Nhờ van chắn (11) mà rác bị giữ lại cuối đường ống đứng  Khi cần xả rác mở van chắn (11), cho rác tn xuống đường ống nghiêng (7) phía Sau đóng van chắn (11), mở quạt thổi (5), đẩy rác Rác đường ống vài mét, vài chục mét, chí vài trăm mét Rác hứng vào thùng hứng trực tiếp vào xe chở rác 71 https://doi.org/10.37550/tdmu.VJS/2020.01.015 a) b) Hình Hình tổng thể mơ hình hệ thống thu, phân loại vận chuyển rác nhà cao tầng, chung cư Quạt hút; Khung thép; Đường ống đứng dẫn rác; Quạt thổi; Đồng hồ đo áp; Nắp đậy lỗ xử lý rác nghẹt; Ống nghiêng 450; Bánh xe; Cửa tủ; 10 Ống rác (ống nằm ngang chôn ngầm đất); 11 Van chắn rác; 12 Đai thép cố định đường ống vào khung; 13 Lỗ thu rác Hướng phát triển đề tài Có thể dùng cách khác để vận chuyển rác đường ống ngang như:  Dùng đĩa + cáp kéo để lùa rác (hình 7)  Dùng hệ thống khí nén thay cho quạt thổi  Dùng máy hút chân không để hút rác đường ống 72 Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một Số 1(44)-2020 Hình  Dùng xe điều khiển từ xa di chuyển đường ống để đẩy rác (hình 8) Hình TÀI LIỆU THAM KHẢO Đỗ Sanh, Nguyễn Văn Đình, Nguyễn Văn Khang (2007) Cơ học tập I & II NXB Giáo dục Nguyễn Trọng Hữu (2010) Hướng dẫn sử dụng SolidWorks 2010 NXB Giao thông Vận tải Thực trạng rác thải Việt Nam https://sacotec.vn/thuc-trang-rac-thai-o-viet-nam Bách khoa toàn thư mở Wikipedia Phân loại chất thải https://vi.wikipedia.org/wiki/ Phân_loại_chất_thải [5] Giới thiệu hệ thống thu rác nhà cao tầng, truy cập https://loathanh.com.vn/tin-tuc/ gioithieu-he-thong-ong-thu-rac-nha-cao-tang [6] Envac Underground vacuum systems for sustainable waste handling, truy cập www.envacgroup.com/MediaBinaryLoader.axd? 292d [1] [2] [3] [4] 73 ... chung cư ngửi mùi hôi rác Ý tưởng thiết kế hệ thống thu, phân loại vận chuyển rác nhà cao tầng, chung cư Để tránh bất tiện thu, phân loại vận chuyển rác nhà cao tầng, chung cư nay, nhóm tác giả... mơ hình Hình 6a vẽ lắp tổng thể, hình 6b ảnh chụp mơ hình hệ thống thu, phân loại vận chuyển rác nhà cao tầng, chung cư Mô tả cấu tạo ngun lý hoạt động mơ sau:  Khi cho rác vào lỗ thu (13) rác. .. lỗ thu rác nhà, loại rác khác bỏ vào lỗ khác Lấy tòa nhà mơ hình 3(a) làm mẫu, ta thiết kế hệ thống thu, phân loại vận chuyển rác cho tòa nhà theo ngun lý hình 3(b) Ý tưởng thiết kế mơ hình nhóm