圓管帶式輸送機(jī)回程帶料在火車裝車中的應(yīng)用

崔建勛，梁孝誠

（中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，天津 300220）

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和環(huán)保要求的提高，針對大宗散貨遠(yuǎn)距離輸送也提出了將公路運(yùn)輸轉(zhuǎn)換為鐵路運(yùn)輸?shù)囊蟆２捎脠A管帶式輸送機(jī)（以下簡稱“管帶機(jī)”）+裝車樓的火車配套裝車系統(tǒng)具有高效、環(huán)保、精準(zhǔn)、快捷等特點(diǎn)，尤其適合遠(yuǎn)距離輸送。但裝車樓裝車作業(yè)完成后，裝車樓緩沖倉內(nèi)會留有部分余料，為保證后續(xù)裝車作業(yè)的順利進(jìn)行需要在下一次裝車作業(yè)開始前完成緩沖倉內(nèi)余料的清理作業(yè)。由于管帶機(jī)自身具有雙向成管的特點(diǎn)，管帶機(jī)回程段通過設(shè)置翻帶裝置、給料裝置及卸料裝置后也具備輸送物料的功能，由此打破管帶機(jī)上管段單向輸送物料的常規(guī)作業(yè)模式，利用管帶機(jī)上下管狀段均可輸送物料的特性，使管帶機(jī)回程段能夠在封閉、環(huán)保的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)余料的輸送，減少了流動機(jī)械的作業(yè)量，降低運(yùn)行成本和維護(hù)成本。

1 常規(guī)火車裝車樓余料清理方式

火車裝車作業(yè)中，通常由堆場的堆取料機(jī)或取料機(jī)（以下簡稱“取料設(shè)備”）為火車裝車樓持續(xù)供料，取料設(shè)備通過外伸臂上的皮帶秤的稱量結(jié)果統(tǒng)計(jì)取料量；裝車樓內(nèi)設(shè)置計(jì)量倉對裝車物料進(jìn)行稱量，由于裝車樓的稱量精度大于堆場取料設(shè)備的稱量精度，為保證取料量能夠完成裝車作業(yè)，避免取料不足，取料設(shè)備及管帶機(jī)二次啟動的情況，取料設(shè)備往往稍多取料，裝車作業(yè)完成后，裝車樓內(nèi)的緩沖倉一般會留有少量物料。若下次裝車的貨種及貨主都相同，則緩沖倉內(nèi)的余料可直接用于裝車作業(yè)；若下次裝車的貨種及貨主不同，前次裝車作業(yè)完成后的余料若不及時清理就會造成下次裝車物料的污染和前次貨種的損耗增加等現(xiàn)象，故需要配備裝車完成后余料清理回送堆場的作業(yè)方式。

目前，可用于清理裝車樓余料的作業(yè)方式主要有以下兩種：1）直接自卸汽車倒運(yùn)；2）帶式輸送機(jī)輸送至裝車樓附近空地，再由自卸汽車倒運(yùn)。

針對大宗散貨運(yùn)輸方式“公轉(zhuǎn)鐵”的調(diào)整，港區(qū)鐵路疏港量越來越大，鐵路布置越來越復(fù)雜。若采用常規(guī)的自卸汽車倒運(yùn)余料的作業(yè)方式，自卸汽車的行車路線及作業(yè)時間都會受到其他正在作業(yè)的鐵路裝車作業(yè)線的影響，導(dǎo)致余料不能及時倒運(yùn)至堆場，增加下一次裝車作業(yè)的等待時間，降低了裝車效率；若采用帶式輸送機(jī)輸送至裝車樓附近空地，再由汽車倒運(yùn)的作業(yè)形式，可以把余料及時輸送至臨時堆場，自卸汽車也可根據(jù)現(xiàn)場情況選擇作業(yè)時間，但用于輸送余料的帶式輸送機(jī)均為高架皮帶，需跨域電氣化鐵路，帶式輸送機(jī)建設(shè)難度大，投資高，且臨時堆場需配置單斗裝載機(jī)配合作業(yè)，投入成本較大。

2 管帶機(jī)回程帶料在余料清理中的應(yīng)用

針對管帶機(jī)+裝車樓的火車配套裝車系統(tǒng)，可利用管帶機(jī)雙向成管的特點(diǎn)，在管帶機(jī)回程段設(shè)置翻帶裝置、給料裝置、卸料裝置使其具備輸送物料的功能，實(shí)現(xiàn)管帶機(jī)承載段與回程段同時輸送物料的功能，這種作業(yè)模式具有雙向、環(huán)保、封閉輸送物料的效果，管帶機(jī)回程帶料的工藝布置工作原理見圖1。

圖1 管帶機(jī)回程帶料工藝原理圖

管帶機(jī)通過尾部裝載點(diǎn)接料后，由于成管段托輥的作用，膠帶由槽型逐漸被六邊形托輥組平緩的卷成圓管狀，物料在封閉的管狀膠帶內(nèi)輸送，直到靠近頭部卸料點(diǎn)時。由展開段托輥將膠帶平緩的展開成槽形，到頭部卸料點(diǎn)卸料，然后經(jīng)過翻帶裝置的作用使膠帶的承載面恢復(fù)朝上，經(jīng)過回程裝載點(diǎn)接受物料后被成管段托輥卷成圓管狀，將物料在封閉圓管內(nèi)輸送到回程卸料點(diǎn)卸料。再由翻帶裝置的作用，使膠帶的承載面朝下，經(jīng)過尾部滾筒后，回到尾部裝載點(diǎn)受料，實(shí)現(xiàn)管帶機(jī)承載段、回程段雙向輸送。

結(jié)合管帶機(jī)回程帶料的工作原理及火車裝車樓的工作特點(diǎn)，采用管帶機(jī)回程帶料的方式輸送裝車樓余料的工藝布置如圖2 所示。

圖2 火車裝車樓余料輸送系統(tǒng)工藝布置簡圖

本系統(tǒng)的工藝流程如下：

1）火車裝車樓完成裝車作業(yè)后，待火車駛出裝車樓作業(yè)區(qū)域后，緩沖倉內(nèi)余料通過裝車樓溜槽落料至鐵路軌道下方的地坑內(nèi)；

2）啟動地坑內(nèi)刮板機(jī)，由刮板機(jī)將余料輸送至斗提機(jī)；

3）斗提機(jī)將余料垂直提升至位于裝車樓頂部的暫存斗內(nèi)，并在斗內(nèi)短期存儲；

4）待下次裝車作業(yè)開始時，由振動給料機(jī)將余料輸送給轉(zhuǎn)接皮帶機(jī)；

5）轉(zhuǎn)接皮帶機(jī)將余料輸送至回程管帶的受料點(diǎn)；

6）余料通過回程管帶輸送至回程落料點(diǎn)，將余料輸送至自卸汽車；

7）由自卸汽車將物料運(yùn)送至堆場。

本系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是在常規(guī)管帶機(jī)+裝車樓的火車配套裝車系統(tǒng)中增加了裝車樓下方的地坑、刮板機(jī)、斗提機(jī)、暫存斗+振動給料機(jī)、轉(zhuǎn)接皮帶機(jī)以及管帶機(jī)回程帶料系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)裝車后余料輸送至管帶機(jī)回程受料點(diǎn)、余料的定時輸送等。

在裝車樓溜槽落料點(diǎn)對應(yīng)的鐵路軌道下方設(shè)置余料接收地坑，地坑內(nèi)布置刮板機(jī)。地坑的作用是收集余料并確保余料全部落至刮板機(jī)；刮板機(jī)的作用是將余料以最短的距離輸送至斗提機(jī)。另外地坑還可用于裝車樓在裝車過程中由故障等因素造成物料灑落的收集和清理。

斗提機(jī)可以將余料提升至位于裝車樓上方的暫存斗，采用斗提機(jī)的優(yōu)勢是可以實(shí)現(xiàn)余料的垂直提升，縮短余料的輸送距離，同時斗提機(jī)可與裝車樓合建，其布置不受鐵路線路的影響。

暫存斗+振動給料機(jī)可以將余料儲存在暫存斗內(nèi)，由振動給料機(jī)實(shí)現(xiàn)余料定時、均勻輸送的功能。

振動給料機(jī)將余料輸送給轉(zhuǎn)接皮帶機(jī)。由于回程管帶的受料點(diǎn)與火車裝車樓之間需布置驅(qū)動裝置、拉緊裝置及翻帶裝置，故暫存斗內(nèi)余料需通過轉(zhuǎn)接皮帶機(jī)輸送至回程受料點(diǎn)。

翻帶裝置是回程帶料不可缺少的組成部分，輸送帶的翻轉(zhuǎn)在設(shè)計(jì)時最重要的是確定合理的翻轉(zhuǎn)距離，由于翻帶裝置需將輸送帶扭轉(zhuǎn)180°，在扭轉(zhuǎn)過程中，會造成輸送帶邊緣部分張力比中間部位張力大，故翻帶距離過短，會造成輸送帶翻轉(zhuǎn)空間不足，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力加大，導(dǎo)致托輥及膠帶磨損加大，降低使用壽命，影響輸送機(jī)正常運(yùn)行；如果翻帶距離過長，空間需求增大，會導(dǎo)致皮帶機(jī)建設(shè)成本增加。按照膠帶滿足內(nèi)應(yīng)力恢復(fù)要求的經(jīng)驗(yàn)估算，鋼繩芯輸送帶翻帶裝置的翻轉(zhuǎn)長度約為帶寬的22 倍。翻帶裝置的長度決定了轉(zhuǎn)接皮帶機(jī)的輸送距離及管帶機(jī)展開段封閉廊道的長度，長度越長，投入成本越高。根據(jù)裝車樓自身高度較高的特點(diǎn)，管帶機(jī)翻帶裝置可按照圖3 中的布置形式垂直于管帶機(jī)運(yùn)行方向布置，這樣大大縮短了轉(zhuǎn)接皮帶機(jī)的輸送距離及管帶機(jī)展開段封閉廊道的長度，節(jié)約建設(shè)成本。

圖3 垂直翻帶裝置示意圖

回程管帶可將余料輸送至靠近堆場且方便自卸汽車接料運(yùn)輸?shù)奈恢茫苯油ㄟ^溜槽將余料卸至自卸汽車，由自卸汽車輸送至堆場指定位置。

3 推廣前景

今后隨著鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的不斷完善，大宗散貨將越來越多的采用鐵路運(yùn)輸，管帶機(jī)+裝車樓的火車配套裝車系統(tǒng)具有適用范圍廣、全封閉輸送物料、輸送線路可空間靈活布置、裝車效率高、裝車精度高等優(yōu)點(diǎn)，將會廣泛應(yīng)用于火車裝車作業(yè)中。

管帶機(jī)回程帶料的方式清理火車裝車樓的余料因其具有臨時存儲、定時輸送的功能使其能夠與裝車樓裝車作業(yè)互不干擾，可減少下一列火車裝車作業(yè)的準(zhǔn)備時間；整個余料輸送系統(tǒng)均布置在裝車樓和封閉廊道中，真正做到無塵環(huán)保；利用回程管帶輸送余料既能夠提高管帶機(jī)的利用率還能減少流動機(jī)械的作業(yè)量，降低運(yùn)營成本和維護(hù)成本。

在輸送效率和綠色環(huán)保要求日益提高的今天，采用管帶機(jī)回程帶料能夠有效的解決鐵路線路復(fù)雜、鐵路作業(yè)線繁忙等情況下高效快速的清理火車裝車樓余料，擴(kuò)大了裝車樓的應(yīng)用范圍，有利于港口的擴(kuò)大化生產(chǎn)，提高鐵路裝車能力，進(jìn)一步提升港口經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

由于目前該系統(tǒng)尚無應(yīng)用實(shí)例，無法直接考量其使用效果，但該組合的每個設(shè)備（管帶機(jī)、火車裝車樓、刮板機(jī)、斗提機(jī)、振動給料機(jī)、轉(zhuǎn)接皮帶機(jī)、回程帶料系統(tǒng)）都有實(shí)際廣泛應(yīng)用的案例，均屬于應(yīng)用較為成熟、穩(wěn)定的設(shè)備產(chǎn)品。本次將這幾種設(shè)備進(jìn)行組合應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)特定情況下利用火車裝車樓裝車系統(tǒng)提供余料清理的設(shè)計(jì)方案，認(rèn)為方案所采用的設(shè)備無論從設(shè)計(jì)、制造、使用還是后期的維護(hù)保養(yǎng)等方面均較為成熟，風(fēng)險較小。