陳猛+楊平

摘 要：針對火車車廂運輸?shù)纳⒘闲盾嚞F(xiàn)狀，本文提出一種不用打開車廂門即可完成卸車工作且環(huán)保無污染的封閉式垂直螺旋卸車機。介紹了封閉式垂直螺旋卸車機的結(jié)構(gòu)和工作原理。該卸車機為今后散料卸車提供一種新的思路。

關(guān)鍵詞：封閉式垂直螺旋卸車機；集料器；喂料器；自動卸車

中圖分類號：U272 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

從歷史發(fā)展來看，散裝物料的裝卸方式從原始的人工裝卸不斷地向機械化方向發(fā)展，我國在90年代以前基本上是人工來裝卸煤、糧食等散裝物料，其工作效率極其低下，后來經(jīng)過機械化的發(fā)展，出現(xiàn)了挖掘機、裝載機等機械化設(shè)備，該種設(shè)備大大提高了卸車速度，即通過鏟斗對物料進(jìn)行裝卸，但是這種方式存在一定的弊端，例如損耗大、物料須二次轉(zhuǎn)移等。

隨后在20世紀(jì)初，人們發(fā)明了水平螺旋卸車機、翻車機、鏈斗式卸車機等等裝卸設(shè)備，其中水平螺旋卸車機是通過水平螺旋機構(gòu)對車廂內(nèi)散料施加推力將貨物推出的卸車方式，而鏈斗式卸車機則是利用旋轉(zhuǎn)鏈斗，將散料從車廂內(nèi)提升到一定高度后卸在輸送皮帶機上，再由皮帶機將物料拋擲到物料堆場，翻車機則是將整個車廂整體翻轉(zhuǎn)將物料倒出的卸車方式，挖掘機則是用挖掘鏟斗或抓斗將散料導(dǎo)出的方式，這些設(shè)備大大提高了裝卸效率，給我國運輸行業(yè)的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，但同時我們也發(fā)現(xiàn)這些設(shè)備存在一些缺點，例如造價高，對車體損害大、物料損失多等缺點，更重要的是環(huán)保效能較差。除翻車機外，其他卸車方式均需要打開車廂門才能卸車，存在安全隱患。

為此，我們設(shè)計了一種不用打開車廂門即可完成卸車工作且環(huán)保無污染的封閉式垂直螺旋卸車機。下面對封閉式垂直螺旋卸車機的結(jié)構(gòu)、工作原理和優(yōu)缺點進(jìn)行分析和探討。

一、封閉式垂直螺旋卸車機的結(jié)構(gòu)及原理介紹

封閉式垂直螺旋卸車機是在鐵路軌道外各布置一條軌道，如圖1所示，軌距符合鐵路限界尺寸，可替代原有鏈斗式卸車機。

如圖2所示，封閉式垂直螺旋卸車機由垂直螺旋機構(gòu)、密封倉及導(dǎo)向架、提升機構(gòu)、水平螺旋機構(gòu)、移動式門架組成。其中垂直螺旋機構(gòu)由集料器、喂料器、垂直螺旋輸送機組成。

封閉式垂直螺旋卸車機通過門架移動至卸車地點，提升機構(gòu)將垂直螺旋機構(gòu)放入車廂中，與車廂適配的集料器將物料收集并傳遞給喂料器，由喂料器將物料送入垂直螺旋輸送機，物流通過垂直螺旋輸送機出料口進(jìn)入密封倉轉(zhuǎn)運至水平螺旋輸送機，最終通過水平螺旋出料口進(jìn)入封閉式皮帶輸送機。

集料器轉(zhuǎn)速低，在工作過程中，不會攪起粉塵即可滿足生產(chǎn)率要求。對于微粉物料也可加裝負(fù)壓除塵裝置，經(jīng)試驗，環(huán)保效果明顯。密封倉無故障密封結(jié)構(gòu)保證物料轉(zhuǎn)運過程中無粉塵泄漏。水平螺旋出料口處也可加裝負(fù)壓除塵裝置去除落料口物料產(chǎn)生的粉塵。封閉式皮帶輸送機自帶張緊式覆蓋橡膠板，卸料過程中無粉塵溢出。

二、封閉式垂直螺旋卸車機的優(yōu)缺點

封閉式垂直螺旋卸車機的優(yōu)點：

（一）無須打開車廂門即可完成卸車。垂直螺旋機構(gòu)自車廂上方進(jìn)入卸車，并將物料通過密閉輸送至指定地點。略過打開與關(guān)閉車廂門的流程，節(jié)省卸車時間，并消除工作失誤未關(guān)好車廂帶來的安全隱患。物料不卸至鐵路軌道旁，省略二次搬運及清理軌道過程，無物料損耗。

（二）處進(jìn)料口外，物料流通全封閉，進(jìn)料口處也可加裝負(fù)壓除塵，完美解決卸車帶來的環(huán)境污染及物料損耗，極大減輕對大氣空間環(huán)境的污染。

（三）單臺生產(chǎn)率可達(dá)800t/h。除翻車機外，生產(chǎn)率遠(yuǎn)高于其他卸車設(shè)備。

（四）設(shè)備及軌道基礎(chǔ)造價低，無須地下基礎(chǔ)輸送設(shè)施，地上輸送設(shè)施投資少，檢修方便。造價不足翻車機投資的1/4。

（五）自動定位自動卸車系統(tǒng)，由PLC程序控制的自動定位系統(tǒng)精準(zhǔn)識別車廂輪廓位置，與車廂無碰撞，并自動完成卸車工作。

（六）集料器、喂料器底部可加裝破凍組件，適用于東北寒冷地區(qū)冬天物料凍結(jié)后的卸車工作。

封閉式垂直螺旋卸車機的缺點：

（一）集料器為圓形工作面，車廂四角有余料，卸車后車廂內(nèi)物料不足1t，無法做到無殘留。鏈斗式卸車機、水平螺旋卸車機、翻車機同樣存在此缺點，且只有翻車機剩余物料少于1t。

（二）大塊物料（粒度≥200mm）無法卸車。

結(jié)語

經(jīng)過多年的調(diào)研，國內(nèi)需要更新的設(shè)備約有5000臺，需要新增的設(shè)備約有2000臺以上，目前，在需要更新的設(shè)備中，大部分是技術(shù)含量不高的陳舊設(shè)備，其效率低、污染重，因此可以發(fā)現(xiàn)，我國散料運輸裝卸行業(yè)急需環(huán)保卸車產(chǎn)品來更新?lián)Q代，市場需求量大，且具有長期性和連續(xù)性。

封閉式垂直螺旋卸車機是一款劃時代的環(huán)保卸車設(shè)備，將極大滿足交通、鐵路、發(fā)電、機械、生物等多領(lǐng)域散裝物料的卸車需求，推動整個散裝物料裝卸行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。

對于目前卸車設(shè)備存在的余料問題，我們后續(xù)開發(fā)清車機輔助清理，組成自動卸車清車系統(tǒng)，實現(xiàn)無殘留卸車。

參考文獻(xiàn)

[1]畢庶賢，陳猛.一種垂直升降封閉式垂直螺旋卸車機[P].中國專利：CN201520548556.4，2015-12-02.

[2]楊平，陳猛.一種清車機大車自動識別火車車廂的控制裝置[P].中國專利：CN201620811258.4，2016-12-28.

[3]何仲儒.封閉式垂直螺旋卸車機喂料清車裝置[P].中國專利：ZL96116092.6，2000-03-03.

[4] Q/0600 YTF002-2016，封閉式垂直螺旋卸車機[S].