礦石碼頭裝車樓二次稱重不同系統的分析比較

王鑫 喬宏琦 劉勇

摘 要：文章介紹了大連港礦石碼頭裝車樓系統的主要結構，針對二次稱重系統進行了詳細的分析，列舉了國內一些其他港口二次稱重系統，舉出其二次稱重的不同，方便大家對不同裝車系統的學習。

關鍵詞：裝車樓系統；二次稱重；定量倉

引言

裝車樓系統是一種自動化的火車自動裝載系統，能夠快速、連續、準確的將固體物料按照預先設定的裝載值裝載到以一定速度行駛的列車車皮中，在國內外廣泛的應用與礦山、碼頭等場所，尤其是在礦石、煤炭等裝卸領域中應用較多。目前國內有4座裝車樓應用在港口碼頭，分別是大連港、營口港、秦皇島港、寧波港。

大連港礦石碼頭裝車樓為30萬噸級礦石項目，已建2座4500噸/小時裝車樓，成為大連港對外鐵路運輸的重要環節。

1 礦石裝車樓的組成以及裝車工藝流程

礦石裝車樓主要結構包括給料系統（包括緩沖倉、緩沖倉給料閘門）、稱重系統（包括定量倉、定量倉卸料閘門、稱重傳感器和控制器、側重砝碼）、裝車樓溜槽、液壓系統、PLC控制系統。

緩沖倉主要功能是用來接收皮帶機系統運送來的物料，為裝車樓實現聯續裝車起到儲存和緩沖的作用。緩沖倉內裝有高料位傳感器，能夠實現高料位報警和急停，防止緩沖倉內物料超量。

緩沖倉底部裝有弧形閘門，能夠實現緩沖倉到定量倉物料流的精確控制，緩沖倉給料閘門通過PLC系統控制液壓缸動作，在倉壁裝有限位開關，可以實現從緩沖倉到稱重倉的精確配料。液壓中的蓄能器可以給各個閘門提供所需要的壓力，保證給料閘門能夠及時關閉。

定量倉是位于緩沖倉與溜槽之間的獨立倉體，能夠儲存100噸物料，它由4個傳感器支承在裝車樓的金屬結構上，稱重傳感器可以準確的測量出稱重倉的物料重量。

定量倉底部安裝有2個水平卸料閘門，用于控制從稱重倉到溜槽的物料，通過2個液壓缸的動作實現水平閘門的開閉，進而物料進入擺動溜槽。

擺動溜槽是位于稱重倉閘門底部，由一個可以擺動的活動倉組成，這樣在裝車作業的時候可以及時將不平整的地方用擺動溜槽將其填平，保證裝車的平整。

當皮帶機輸送物料首先進入緩沖倉，緩沖倉內的物料積攢到一定程度的時候，有司機掌握物料量，在司機室控制臺啟動批量自動裝車系統氣動。按照車皮所需要的目標重量的噸位，當達到目標噸位的時候，緩沖倉閘門關閉，鐵礦石從緩沖倉進入稱重倉，在此過程中從緩沖倉配料存在一個精確配料，在下面的部分進行闡述，從而完成配料過程。這時緩沖倉閘門全部關閉，定量倉水平閘門打開，進過溜槽卸料閘門按車皮所需目標重量進行裝車。裝車完畢后定量倉閘門關閉，緩沖倉閘門打開，開始從新一次配料過程。在這個過程中，緩沖倉閘門與定量倉閘門在PLC程序上存在一定的互鎖，也就是說緩沖倉閘門關閉時定量倉閘門才允許打開。大連港礦石碼頭裝車樓裝車效率為4500噸/小時。

2 礦石裝車樓二次稱重不同系統的原理介紹及分析比較

2.1 礦石稱重系統的原理

稱重系統是整個裝車系統中最重要的部分，整個裝車的精度都由此部分控制。下面列舉2種不同的裝車系統和大家進行分析比較。

例子1

如圖1所示，圖中液壓缸1和2安裝在緩沖倉給料閘門兩側，由電液比例方向閥5控制，實現緩沖倉閘門開關的調節。其開口的大小由編碼器實時檢測，油缸3和油缸4帶有手動控制裝置的電液換向閥6控制，實現定量倉卸料閘門的開閉，差動回路可以實現卸料閘門的快速關閉。當稱重傳感器檢測放入定量倉內達到目標重量，液壓缸1和2活塞桿伸出，緩沖倉給料閘門關閉。發出卸料信號時，電磁閥6得電，液壓缸3、4活塞桿收回，定量倉卸料閘門完全打開，完成卸料過程。

1、2緩沖倉給料閘門油缸3、4定量倉卸料閘門油缸5、電液比例閥6、電液換向閥7、截止閥8、比例放大器

2.2 存在問題

上面采用的裝車樓稱重系統中采用由緩沖倉向定量倉預先裝物料，并通過控制定量倉閘門開閉來完成整個裝車過程。在整個裝車過程中，物料的比重、粒度、流動性、粘度等特性對裝車的影響都比較大，例如有的鐵礦石流動性差，粘結性較強，自然息角較大，從緩沖倉到定量倉裝礦石時比較難控制，經常出現超噸現象。由于定量閘門只有開閉2種狀態，當閘門打開后，定量倉中的物料全部通過裝車樓溜槽流入車皮中。而操作人員無能為力，有時還需要人工將多余的料清理，降低裝車質量和裝車效率。

例子2

如圖2所示。從左到右依次為緩沖倉閘門C1A、C1B、C2A、C2B，緩沖倉公有4個下料口，下料口兩側分別C1A、C1B、C2A、C2B，共8個液壓缸驅動閘門的開閉，其中C2B閘門油缸由一個三位四通換向閥控制，其他3個閘門為兩位四通換向閥控制。當進行配料時定量倉閘門D1A、D1B關閉，緩沖倉4個閘門打開，此時緩沖倉開始向定量倉配料，這時處于自動裝車模式，系統由PLC控制，進行自動裝車，當定量倉物料達到PLC設定的預動值1時，閘門C1B和閘門C2A關閉，其他兩個閘門繼續配料，當定量倉物料達到PLC設定的預動值2時，閘門C2B關閉一半和閘門C1A全部關閉，此時進入精確配料過程，當定量倉物料達到目標重量時，閘門C2B全部關閉，完成此次配料，這時定量倉閘門D1A、D1B全部打開，開始裝車，完成整個配料過程。

2.3 兩種不同裝車系統的分析比較

例子1與例子2進行比較分析可以得出，例子2可以完全避免由于物料難以控制而發生的超噸現象，大大的提高了裝車效率，避免人工清料的情況發生，整個過程的實現完全有PLC程序控制。

3 結束語

裝車系統的應用，在國內外礦石運輸工程中發揮著重要的作用，其中二次稱重系統的應用，提高了卸料的可控性和裝車精度，減少了工人的勞動程度，提高裝車作業的自動化程度。通過對以上2種二次稱重系統的比較，可以看出二次稱重系統是整個裝車作業精度的核心部分，因此在日后的工作學習中應著重學習。

參考文獻

[1]液壓與氣壓傳動，華中科技大學

[2]何存興.液壓原理.

[3]機械設計手冊.第5版，機械工業出版社.

[4]大連港礦石碼頭裝車樓操作手冊.