電能計量設備立體庫房周轉箱自動清洗系統的研發與應用

周忠良，孫業棟，王瑞明，李夢宇

(國網河北省電力公司電力科學研究院，石家莊 050021)

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電能計量設備立體庫房周轉箱自動清洗系統的研發與應用

周忠良，孫業棟，王瑞明，李夢宇

(國網河北省電力公司電力科學研究院，石家莊 050021)

針對電能計量設備立體庫房大量周轉箱清洗時存在人工效率低、資源浪費等問題，提出一種電能計量設備立體庫房周轉箱自動清洗系統的研究方案，從清洗系統、烘干系統、吸霧系統等方面對該方案進行分析，認為該方案能夠實現高效、環保地清潔周轉箱的目的。

電能計量；立體庫房；周轉箱；自動清洗系統

近年，各網省公司計量中心成立后，對計量終端及電能表進行集中檢定和倉儲。配置的周轉箱中，50%處于物流運轉中，周轉頻率高、時間長，難免出現臟污。為滿足倉儲及檢定要求，需要及時清潔周轉箱。但周轉箱數量多(數以萬計)，若采用人工清洗，不僅效率低下，而且會造成水源的極大浪費，晾曬周轉箱又占地巨大。因此，設計一種既能有效保障周轉箱清潔度，又能提高流轉過程中的使用效率，且經濟環保的周轉箱自動清洗系統顯得尤為重要。

1 周轉箱自動清洗系統結構與功能

1.1 系統結構

周轉箱自動清洗系統為單系統設計，系統三維效果如圖1所示。

周轉箱自動清洗系統結構主要由進箱端傳送單元、清洗單元及出箱端傳送單元組成，工作流程即：進箱 → 清洗 → 出箱。

圖1 周轉箱自動清洗系統三維效果

系統整體特征參數如表1所示。

1.2 系統功能

1.2.1 進箱端傳送單元

1.2.1.1 運行原理

進箱端傳送單元以不銹鋼的輸送鏈為主體，將待清洗的周轉箱以0.25～2.5 m/min的速度傳送進入清洗系統，傳輸速度分檔位可調，可根據現場實際進行檔位調整。

皮帶輸送機主要由支架、減速機、鏈條、鏈輪、主軸、軸承等組成。采用電機配裝擺線針輪減速機為動力源，變頻控制，速度和主機速度相配。皮帶傳動運行平穩，速度均勻。在上下料處設急停、啟動輸送功能。

表1 周轉箱自動清洗系統整體特征參數

系統內容性能特征參數外觀進料高度1000(1±10%)mm下料高度1400(1±10%)mm輸送方式通過式連續輸送輸送速度0.25～2.5m/min主機功率≥0.75kW皮帶輸送機功率≥0.55kW清洗系統通道尺寸720mm×200mm外形尺寸(l×b×h)≤10000mm×1600mm×2500mm電源主回路AC380(1±10%)V50(1±2%)Hz控制回路AC220(1±10%)V50(1±2%)Hz功率整機峰值功率≈90kW其中加熱功率≈60kW

1.2.1.2 流程描述

傳送帶載入待清洗周轉箱 → 經過90°轉彎，將周轉箱調整為水平倒置位置 → 調整周轉箱位置，使其平穩地進入清洗系統。

1.2.2 清洗單元

1.2.2.1 運行原理

清洗單元主要由清洗系統、干燥系統、吸霧系統等部分組成，實現了完全自動的周轉箱清理作業。該系統在無人干預的情況下按規定、自動執行控制的全過程，并達到高效、可靠、平穩的特點。

清洗系統采取兩種不同清洗工藝，第1階段采用水基無腐蝕性清洗液對周轉箱表面的油污、淤泥、灰塵進行清洗，采用六方向全方位噴洗，噴洗壓力P≥0.48 MPa，噴洗流量Q≥42 m3/h。第2階段采用工業用水對周轉箱表面的附著物進行清洗，采用六方向全方位噴洗，噴洗壓力P≥0.48 MPa，噴洗流量Q≥42 m3/h。清洗過程結束，周轉箱無附著油污和雜質，把手、溝槽處無淤泥。

清洗系統特征參數如表2所示。

干燥系統采取3種不同清洗工藝，第1階段采用毛刷滾掃方式，去除周轉箱表面的積水，滾掃速度≧30 r/min，毛刷滾掃主要由毛刷、減速機、鏈條、鏈輪、軸承等組成。采用電機配裝擺線針輪減速機為動力源，運行平穩。第2階段采用高壓空氣除水方式，去除周轉箱表面附著的水滴，吹壓P≥6 422 Pa，風量Q≥1 125 m3/h。高壓風機切水方式風道離工件距離小于50 mm,以提高切水效果。切水部分可配置手搖升降裝置，以去除工件表面的積水。第3階段采用熱風烘干除水方式，對周轉箱進行徹底烘干。烘干是利用熱風對流的傳遞方式進行。由特種離心通風機和不銹鋼電加熱管組成的熱風爐，把加熱的空氣引入烘干室內，對工件進行熱風循環烘干。干燥過程結束后，箱體無附著水珠，箱底、把手、溝槽處無積水。干燥系統特征參數如表3所示。

表2 清洗系統特征參數

系統內容性能特征參數清洗系統工作方式壓力清洗噴射式壓力P≥0.48MPa流量Q≥42m3/h功率N≥11kW噴嘴銅噴管鍍鋅管液箱≥2m3清洗液溫度常溫～60℃±5℃加熱方式電加熱功率≥5kW×3×2工作方式強制正壓過濾,三級處理過濾精度集渣網筐(≥20目)/不銹鋼濾網(≥40目)過濾能力100%

表3 干燥系統特征參數

系統內容性能特征參數毛刷滾掃系統工作方式毛刷滾掃切水毛刷直徑Φ200mm速度≥30r/min功率N≥0.55kw風機除水系統介質空氣壓力P≥6422Pa風量Q≥1125m3/h功率N≥4kW熱風烘干系統工作形式熱風內置循環加熱方式加熱管2.5kW×3×4風機N≥1.1kW

吸霧系統采取風壓P≥1 250 Pa，風量Q≥1 650 m3/h的吸霧措施，通道外端加裝引風機組吸收兩端霧氣，通過外接排氣管排放，保障倉庫區域的干燥環境。

吸霧系統特征參數如表4所示。

表4 吸霧系統特征參數

系統內容性能特征參數吸霧系統壓力/PaP≥1250風量/(m3·h-1)Q≥1650功率/kWN≥1.1

1.2.2.2 流程描述

清洗液噴洗 → 清水清洗 → 毛刷滾掃 → 高壓空氣除水 → 熱風烘干 → 吸霧處理 → 周轉箱輸出。

1.2.3 出箱端傳送單元

1.2.3.1 運行原理

出箱端傳送單元以不銹鋼的輸送鏈為主體，將待清洗的周轉箱以0.25～2.5 m/min的速度輸出周轉箱，并與伸縮鏈板機對接，使周轉箱平穩的進入鏈板機傳輸帶。傳輸速度分檔位可調，可根據現場實際進行檔位調整。

皮帶輸送機主要由支架、減速機、鏈條、鏈輪、主軸、軸承等組成。采用電機配裝擺線針輪減速機為動力源，變頻控制，速度和主機速度相配。皮帶傳動運行平穩，速度均勻。在上下料處設急停、啟動輸送功能。

1.2.3.2 流程描述

傳送帶輸出周轉箱 → 經過90°轉彎，將周轉箱調整為水平位置 → RFID卡自動監測 → 傳送帶與伸縮鏈板機對接，使周轉箱平穩地進入鏈板機傳輸帶。

2 系統關鍵技術

2.1 清洗系統水循環利用

清洗系統噴淋后的清洗液由清洗室底部出液口匯集進入水槽，水槽上方設置方形過濾框，進行一級過濾，水槽內設置第2層過濾，經第2層過濾后的清洗液再由離心泵輸送經筒式過濾器進行循環清洗。

2.2 干燥系統溫度控制

干燥系統電加熱功率三相動平衡處理，溫度由數顯溫控儀控制，當達到設定的上限時，自動關閉兩組加熱元件，由一組加熱元件進行保溫工作。當溫度下降到設定的下限時，電加熱元件自動開啟，重新加熱至設定的上限溫度。采用連續控制及自動延時，溫度可設定、自控(常溫～100 ℃)。

2.3 干燥系統余熱循環利用

干燥系統熱風循環風機與加熱器采用聯鎖保護及自動延時控制。熱風烘干雙層結構，專用風道、風刀，為不銹鋼材質，并增設不銹鋼氣流反射板、導流板，利用余熱再循環，提高熱效率，以便充分利用熱能，降低生產成本。

3 應用效果

以河北省南部電網計量中心立體庫房為例，配置周轉箱100 000余只。依據全自動立體倉儲庫房現場實際，周轉箱自動清洗系統設計放置于庫房西南角部分，規劃區域33 m2(3 m×11 m)，區域內預先安裝380 V電源及設備用水出入口。設備規劃沿墻體內側放置，與伸縮式鏈板機搭接，使清洗后的周轉箱經傳送設備直接入庫。

周轉箱自動清洗系統設計運轉速度為200個周轉箱/h，日清理量可達1 600個，按照同等效率計算，可節省洗箱人員4名、除水人員4名、搬運人員4名，合計12人。

為實現節約用水，洗箱系統采用清洗水及廢水單獨管路設計，采用光電感應技術控制清洗水的開關，使循環水箱的水得到最佳的經濟利用。按照0.7 m3/h的耗水量計算，每天可節約5.6 t的水。同時為保證清洗的質量，根據循環水特點設置多處過濾裝置對箱體上被沖刷下來的污物過濾清潔。為滿足周轉箱自動清洗系統全天候運轉要求，設計加入電加熱棒設備，可實現加熱預約功能，溫度40～60 ℃可調。輸送速度變頻0.25～2.5m/min可調，可以根據生產實際最大化發揮機器的功效，確保清洗及吸干效果。

4 結束語

計量中心智能立體庫房承載著計量表計存儲、檢定輸入輸出、配送出庫等工作，立庫庫容量大，設備運轉要求可靠、穩定、高效。而電能計量設備立體庫房周轉箱自動清洗系統就是針對人工清洗作業效率低下、資源浪費、工作現場混亂等弊端而進行的設計。

本文責任編輯：羅曉曉

下 期 要 目

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Research and Application on Automatic Cleaning System of Electrical Energy Measuring Equipment High-rise Warehouse Circulation Box

Zhou Zhongliang,Sun Yedong, Wang Ruiming, Li Mengyu

(State Grid Hebei Electric Power Research Institute, Shijiazhuang 050021, China)

There are problems of low labor efficiency and waste of resources when cleaning the circulation boxes of the electrical energy measuring equipment high-rise warehouse, so a circulation box automatic cleaning system design scheme is presented. This paper analyses the cleaning system, the drying system and the smoke absorbing system of the design scheme,considers that the design scheme can cleaning the circulation boxes efficiently and environmentally.

electrical energy measuring;high-rise warehouse;circulation box;automatic cleaning system

2016-04-15

周忠良(1982-)，男，工程師，主要從事自動化設備維護與研究工作。

TM933.4

B

1001-9898(2016)05-0031-03