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廣州港新沙港務(wù)有限公司

1 引言

為落實(shí)國家運(yùn)輸結(jié)構(gòu)調(diào)整計(jì)劃,國內(nèi)各沿海碼頭均在積極建設(shè)散改集系統(tǒng),以便實(shí)現(xiàn)大宗散貨的鐵路運(yùn)輸。目前的糧食散改集系統(tǒng)有筒倉皮帶系統(tǒng)出倉的散改集,抓斗卸船機(jī)或門座起重機(jī)經(jīng)漏斗灌入集裝箱的散改集等工藝[1-2]。

廣東某港區(qū)是國內(nèi)進(jìn)口糧食接卸的主要碼頭之一,糧食存儲(chǔ)以多功能平房倉和筒倉為主。多功能平房倉內(nèi)沒有皮帶輸送系統(tǒng),擬建設(shè)一條以汽車供料為基礎(chǔ),裝卸效率為250 t/h,散裝糧食灌裝集裝箱速度約10 箱/h的散改集系統(tǒng)。

2 工藝設(shè)計(jì)方案

2.1 工藝方案

散改集的工藝為散裝糧食依次通過卸糧坑、皮帶輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、卸糧溜管、存料斗、氣動(dòng)閘門、集裝箱翻箱機(jī)后裝入集裝箱內(nèi),工程配套相關(guān)除塵裝置。

集裝箱牽引車將集裝箱運(yùn)送至翻箱機(jī)下,翻箱機(jī)抓起集裝箱后,牽引車駛離翻箱機(jī);翻箱機(jī)將集裝箱豎立起來灌箱。自卸車將糧食卸入地坑式受料斗中,經(jīng)皮帶輸送機(jī)輸送至斗輪提升機(jī)底座,提升糧食至上部的存料斗中,經(jīng)氣動(dòng)閘門卸入集裝箱中;裝滿集裝箱后,牽引車行駛至翻箱機(jī)下,翻箱機(jī)將集裝箱放至牽引車,運(yùn)出灌箱區(qū),并經(jīng)過附近的地中衡稱重計(jì)量。卸料自卸車運(yùn)行路線及功能區(qū)總體布置見圖1。

1.空箱存儲(chǔ)區(qū) 2.集裝箱運(yùn)輸車運(yùn)行路線 3.卸料自卸車運(yùn)行路線 4.灌箱區(qū) 5.糧食提升區(qū) 6.糧食卸料區(qū) 7.稱重地中衡圖1 散改集功能區(qū)布置圖

灌箱區(qū)為雙工位設(shè)計(jì),同時(shí)滿足2個(gè)集裝箱的灌箱要求。散改集系統(tǒng)設(shè)備安裝布置見圖2。

1.斗提機(jī) 2.除塵氣管 3.除塵罐 4.自卸車 5.地坑受料斗6.皮帶輸送機(jī) 7.溜槽 8.存料斗 9.氣動(dòng)閘門 10.集裝箱11.集裝箱翻轉(zhuǎn)機(jī)圖2 散改集系統(tǒng)設(shè)備安裝布置圖

2.2 設(shè)備選型

2.2.1 地坑受料斗

受到碼頭結(jié)構(gòu)影響,斗輪提升機(jī)地坑挖深不能超過4.5 m。在符合糧食堆積角的情況下,以漏斗高度最小為目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。自卸車的糧食載重量為15 t,卸車過程中物料輸送走50%,卸料結(jié)束后漏斗存料約7.5 t。糧食容重按照0.75 t/m3計(jì)算,受料斗的容積設(shè)計(jì)為10 m3。

為了減少自卸車車輪對(duì)糧食的污染,減少物料破損,采用過車翻板式受料斗結(jié)構(gòu)(見圖3)。自卸車通過卸糧坑時(shí),左側(cè)翻板和右側(cè)翻板是閉合的。車輛到達(dá)卸料位后,系統(tǒng)將自動(dòng)檢測(cè)并控制過車翻板打開,此時(shí)車輛可正常卸貨,自卸車完成卸貨離開后翻板會(huì)自動(dòng)閉合。該裝置可避免汽車車身夾帶的雜物落入卸糧坑污染糧食,且在卸料過程中會(huì)形成一個(gè)相對(duì)受限空間,將粉塵抑制在過車翻板和車廂尾板中間,由兩側(cè)的除塵系統(tǒng)將粉塵收集處理,能夠有效消除粉塵擴(kuò)散。

1.支架 2.鉸座 3.左側(cè)翻板 4.右側(cè)翻板圖3 受料斗過車翻板

2.2.2 皮帶輸送機(jī)選型

按照自卸車卸料過程中輸送走7.5 t糧食設(shè)計(jì),耗時(shí)25 s,則皮帶機(jī)的輸送能力為1 080 t/h。選用1 200 t/h輸送機(jī)。皮帶機(jī)的輸送距離為12 m,爬坡角度為7°,帶寬1 800 mm,帶速2 m/s。

2.2.3 斗輪提升機(jī)選型

斗輪提升機(jī)提升高度為22 m,流量同上游皮帶機(jī)的流量1 200 t/h。選用自清式斗輪提升機(jī)。傳統(tǒng)的斗輪提升機(jī)底座與畚斗取料點(diǎn)距離是固定的,一般在200～500 mm之間,在作業(yè)完畢后斗輪提升機(jī)底部會(huì)殘留大量糧食余料,需耗費(fèi)人力物力清理。而自清式斗輪提升機(jī)的底座設(shè)計(jì)有可以上下活動(dòng)的內(nèi)膽,正常工作的狀況下,畚斗取料點(diǎn)與斗輪提升機(jī)內(nèi)膽的距離是300 mm,可保證斗輪提升機(jī)取料效率。當(dāng)作業(yè)結(jié)束時(shí),系統(tǒng)控制底座內(nèi)膽上升,可有效清理斗輪提升機(jī)底部的糧食積料。底部余料與普通斗輪提升機(jī)相比可降低94%以上,單次清理時(shí)間同比減少約25 min。

2.2.4 存料斗設(shè)計(jì)

單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱裝0.75 t/m3糧食的載重量為25 t,體積為33.3 m3。存料斗的設(shè)計(jì)容量為67 m3,滿足2個(gè)工位集裝箱灌箱物料供應(yīng)的要求。在自卸車運(yùn)輸來糧不及時(shí)的情況下,可保持灌箱區(qū)的作業(yè)不間斷,滿足連續(xù)灌箱要求。存料斗內(nèi)布置料位傳感器及落料翻板,當(dāng)一臺(tái)灌箱機(jī)停止工作時(shí),糧食全部從溜管落入另一側(cè)的漏斗中,避免漏斗積料。

2.2.5 翻箱機(jī)

翻箱機(jī)設(shè)計(jì)為軌道式可移動(dòng)翻箱機(jī),適用于24 ft集裝箱。牽引車運(yùn)輸集裝箱至翻箱機(jī)下方時(shí),每一次集裝箱的位置都不能固定。為了保證翻箱機(jī)能準(zhǔn)確地抓取集裝箱,需要翻箱機(jī)的吊具在水平2個(gè)方向平移。翻箱機(jī)在沿著牽引車行駛方向的軌道上可短距離行駛,用于在該方向調(diào)整抓取集裝箱的位置。垂直于集裝箱牽引車行駛方向的距離及角度調(diào)整,則由安裝在吊具上的2個(gè)液壓油缸控制。集裝箱吊起及翻轉(zhuǎn)動(dòng)作由液壓驅(qū)動(dòng)。采用軌道式短距移動(dòng)翻箱機(jī)可有效減少牽引車停放位置對(duì)灌箱效率的影響。翻箱機(jī)在箱底部配裝了震箱裝置,以提高單箱裝箱量。以灌裝容重為0.75 t/m3的玉米為例,沒有震箱裝置時(shí),標(biāo)準(zhǔn)集裝箱的裝箱容量為25.5 t/箱;采用震箱裝置以后,平均裝載容量為26.7 t/箱。

2.2.6 除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在散改集系統(tǒng)中容易產(chǎn)生粉塵的部位設(shè)置密閉罩和除塵裝置,密閉為主,吸風(fēng)為輔。對(duì)帶式輸送機(jī)輸送接口與斗式提升機(jī)連接處,及斗式提升機(jī)的卸料處,進(jìn)行密閉處理并配置風(fēng)網(wǎng),避免粉塵外溢。為減少除塵設(shè)備的數(shù)量、降低投資,共用一套風(fēng)網(wǎng)。除塵器收集的粉塵采用灰塵回流的形式,將灰塵回流至氣墊帶式輸送機(jī)或斗式提升機(jī)。除塵器及風(fēng)機(jī)按照處理風(fēng)量20 000 m3/h選型使用。

3 結(jié)語

該糧食裝集裝箱工藝及其設(shè)備已投入使用16個(gè)月,最高灌箱效率為12 箱/h。單箱裝載量從25.5 t/箱提升到26.7 t/箱,比傳統(tǒng)工藝更加環(huán)保,沒有粉塵外溢。項(xiàng)目設(shè)計(jì)的過車翻板式抑塵受料斗、震箱裝置均可單獨(dú)或集成應(yīng)用在散貨作業(yè)的各種場(chǎng)景中,適用性好。一體化散糧裝箱系統(tǒng)可提升作業(yè)效率、節(jié)省人力成本、改善作業(yè)環(huán)境,可在有散改集需求的港口、糧庫等物流企業(yè)推廣應(yīng)用。