大型平底筒倉清倉裝置淺析

韓建斌

摘 要：本文介紹了大型平底筒倉清倉裝置的現狀，重點分析了埋刮板清倉裝置的組成及功能，說明其為目前較理想的清倉設備。

關鍵詞：平底筒倉；埋刮板清倉裝置；驅動裝置；機架；刮板；鏈輪與鏈條

中圖分類號：TU473 文獻標識碼：A

1.背景

隨著城市用地日益緊張，土地使用的機會成本越來越高，新的形勢迫切要求積極探索研究物料堆放、貯存的新方法、新工藝。采用大型筒倉作為煤炭等散貨堆放貯存的工藝方案，是解決煤炭在露天儲存時對環境造成嚴重污染的有效手段，不僅可以將煤炭封閉地倉儲起來，避免了粉塵飛揚造成煤炭質量的損失和環境污染，而且與大多數倉儲系統相比容量最高，單倉儲量可達100000m3以上，并可節約占地40%以上，是最經濟高效的儲存方式。

筒倉倉底基本上有兩種形式：錐底和平底。錐底筒倉物料完全依靠自重流出筒倉，無需動力，但這種倉型有倉容損失，有效容積使用率低，特別是大直徑的筒倉。平底筒倉中大部分物料都可以依靠重力自然流動出倉，但有一部分物料由于自然堆積角不能自流出倉，形成死角。對一般筒倉來說，這部分殘留物料相對量并不是很大，占總倉容量的10%左右，但絕對數量卻很大，從幾十噸到幾百噸不等；對大直徑圓倉來說，絕對數量甚至達到上千噸。解決好這部分物料的出倉問題，充分利用筒倉的有效容積，就成為清倉裝置研究的關鍵。

2.現狀

目前國內外清倉裝置基本上有以下兩種：螺旋清倉機和鼓氣式出倉裝置。但這兩種清倉方式投資都比較大，能耗較高，輸送能力有限，對于鼓氣式清倉機一般不適合于筒倉直徑大于30m的情況，因為這會對鼓氣膜有更高層次的要求，而且放置于筒倉內的鼓氣膜也會占據筒倉壁一定的空間，每次清倉過后還要人工把鼓氣膜放置到原來的位置，費時費力。而螺旋式清倉機存在的主要問題是工程造價和運營成本較高，且充滿度低，輸送能力小，適應性較差等，在大型化、全封閉、安全、效率、經濟性和適應性等方面仍然存在著各種問題和不足。為了克服上述清倉裝置的缺點，更好的解決現有清倉難的問題，埋刮板式清倉裝置是較為理想的清倉設備。

3.組成及功能

埋刮板清倉裝置采用設備長度與筒倉半徑相當、以一側全程開口進料方式進行作業，其開口朝向待清理物料，即清倉裝置前進方向。設備運行時，物料受刮板鏈條在運動方向的壓力及物料自身質量的作用，在物料間產生內摩擦力。這種摩擦力足以克服物料在機槽中移動產生的外摩擦阻力，使物料形成連續整體的料流而被輸送。清倉作業時，設備機在行走機構的驅動下，繞筒倉中心轉動的同時通過自身的運行將物料向筒倉中央輸送，再由中央卸料口將物料卸出筒倉，達到清倉的目的。

埋刮板清倉裝置共分為機頭驅動裝置、機架、機架支撐、刮板、鏈條、鏈輪、行走驅動裝置七大部分：

3.1 機頭驅動裝置

機頭驅動裝置安裝于筒倉的中心，是埋刮板清倉裝置驅動鏈輪帶動刮板向筒倉中心輸送煤炭的動力所在，它的組成主要有驅動電機、減速器、驅動電機與減速器之間相連接的皮帶、安裝于驅動電機上的小帶輪、安裝于減速器上的大帶輪以及安裝于減速器輸出軸與鏈輪旋轉軸上的大小錐齒輪組成。機頭驅動裝置中電機與減速器的選擇對刮板是否能夠提供足夠的動力，用于平穩的帶動物料向筒倉中心移動起著至關重要的作用。減速器與電機之間采用皮帶連接是為了防止刮板在運動過程中因出現過載，起到打滑緩沖的作用，對電機甚至整個裝置起到保護作用。

3.2 機架

機架的設計首先應滿足4點要求：（1）清倉裝置易于在圓周方向繞筒倉中心運動時切入待清料堆；（2）整個清倉機架在處于待工作的過程中能夠承受來自清倉裝置上面物料的壓力，以及在工作過程中能夠承受來自物料強大阻力；（3）在物料向筒倉中心輸送的過程中，清倉裝置的機架槽內應能夠盡可能多的吃入物料，以利于物料向中心輸送；（4）機架整體的重量應盡可能的小，因為自身過重會要求驅動行走部分的電機擁有較大的功率，不利于節能環保。因此為滿足清倉裝置在繞筒倉中心圓周方向轉動時，清倉機易于切入無法順利依靠自身重量出倉的物料，整個清倉裝置機架的底端應具有一定角度的傾斜，在機架底端面向待清物料的方向上應有約為機架底板厚度1/3數值的倒角，以減小在機架切入物料的過程中所承受的阻力。

3.3 機架支撐

機架支撐對于機架承擔來自頂部物料的壓力，又使機架順利行走起著至關重要的作用，它是保證機架在物料重力的壓力下不向底面彎曲的關鍵所在。機架支撐應滿足下面3點要求：（1）支撐輪應可以在筒倉底面上3600無死角轉動，因為清倉裝置在筒倉內的行走路線是弧線，而有時機架在繞筒倉中心轉動時，不可避免地會出現機架下面有一定數量的物料無法進入機架槽內，在此情況下勢必會阻礙機架下支撐輪的行走，采用3600無死角轉動可以使支撐輪繞過阻礙順利前行；（2）機架支撐輪所使用的材料要具有不會因輕微的摩擦而產生火花，因為整個裝置不可避免地會在工作過程中與煤炭產生一定的摩擦，煤炭極易燃，防止火花的產生是設計應考慮的重中之重；（3）機架支撐輪在機架上的安裝應均勻固定在機架底端，以較為均勻地承受來自外部的壓力，安裝高度應與清倉裝置機頭驅動的支撐部分處于同一水平面上，這樣才可以讓支撐輪來分擔機頭的重量，從而減少機頭支撐的承載力，提高機頭支撐的工作壽命，保證工作可靠性。

3.4 刮板

刮板是整個清倉裝置輸送物料的關鍵所在，它是把筒倉內剩余物料輸送出倉的直接推動者，因此它布置的是否合理，安裝的是否穩定直接決定著整個清倉裝置能否具有足夠的有效輸送能力。對于刮板來說，結構的設計應滿足與鏈板之間的固定穩定，并且在工作過程中不能因承受來自物料方向過大的阻力而出現斷裂或脫落于鏈板的現象。刮板的形狀正如同清倉裝置機架面向物料底端一樣，直接切入物料的刮板也應有一定弧度，前端應適當薄以利于在切入料堆時受到物料的阻力較小，使機架槽內快速充滿物料，然后通過電機的驅動把動力傳輸到鏈輪的驅動軸上，從而帶動鏈輪轉動，利用鏈板上安裝的刮板把已經進入到刮板前端槽內的物料帶到筒倉外部。

3.5 鏈輪與鏈條

鏈輪與鏈條是一組互為配合的關系，在清倉裝置中擔任著把機頭電機中的輸出動力傳遞給刮板，然后利用刮板把筒倉內剩余物料清理出倉的任務。因此鏈輪與鏈條的配合對于刮板來說尤為重要，鏈輪的選取要以鏈條而定，只有把鏈板上刮板的厚度確定好之后才可以得到有效的節距，節距又是鏈條與鏈輪配合的重要依據，因此只有把鏈板上的參數確定好之后才可以確定鏈輪及其齒數。

3.6 行走驅動裝置

行走驅動裝置是驅動清倉裝置繞筒倉中心轉動的動力提供者，其合理的設計計算是保證整個裝置能在圓周方向運動的前提。行走驅動裝置與機頭驅動裝置在清倉裝置中具有類似的作用，都是清倉裝置的動力提供者，一個是驅動清倉裝置圓周方向行走，一個是驅動清倉裝置的輸送刮板轉動。行走驅動裝置主要包括驅動電機、減速器、驅動輪、驅動小車殼體，合理設計選型是行走驅動裝置的關鍵所在。與機頭驅動裝置一樣，行走驅動裝置同樣要滿足以下幾點要求：（1）行走驅動裝置在驅動行駛的過程中速度要平穩，要具有足夠的驅動力，避免在驅動的過程中出現打滑而停止不前的現象，從而影響到整個清倉工作的效率；（2）殼體的設計應盡量避開來自頂部物料對小車的壓力，不能因為頂部過重的壓力而對小車裝置造成損壞；（3）驅動輪材料的選擇要與機架支撐輪材料相同，要有一定的摩擦因數，防止出現打滑；要有吸振的能力，因為驅動小車在行駛的過程中，會因筒倉底部有一定數量沒有清理干凈的物料，使得小車在行走時會產生一定的上下浮動，因此驅動輪材料的選擇對于小車的平穩工作具有重要作用。

結語

在當前國家高度重視環保問題的形勢下，散裝物料采用大型平底筒倉儲存具有儲存量大、密閉環保、避免物料質量損失等優點，是未來的發展方向，埋刮板清倉裝置利用其在工作過程中平穩、安全、可靠、高效，安裝簡單，操作簡便，適應性強，自動化程度高的特點，必將成為今后大型平底筒倉清倉設備的主流發展方向。

參考文獻

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