無濾布船用水泥罐進氣裝置設計分析

郭 軍，黃 玲，王佩瑾

（1.威爾達（撫順）重工有限公司，遼寧 撫順 113122；2.撫順職業技術學院，遼寧 撫順 113122）

無濾布船用水泥罐進氣裝置設計分析

郭 軍1，黃 玲2，王佩瑾3

（1.威爾達（撫順）重工有限公司，遼寧 撫順 113122；2.撫順職業技術學院，遼寧 撫順 113122）

充氣濾網船用水泥罐具有比濾布式船用水泥罐測量精度高，使用方便等優點，為了保證無濾布船用水泥罐充氣效果，設計出一套無濾布船用水泥罐進氣裝置，保證了工作效率。

船水泥罐；濾布；進氣裝置；設計分析

近幾年，隨著市場對散裝水泥需求量的增多，海洋散裝物料運輸船舶發展迅猛。散裝物料船舶主要由船用水泥罐、物料管路、動力源等幾部分組成，用于完成物料的裝卸、運輸、貯存干粉水泥、膨潤土、重晶石等物料,以供海上鉆井平臺施工使用。該裝置輸送物料過程采用全自動化智能控制，以壓縮空氣為動力介質，使粉狀物料在海上平臺與供應船之間快速、無損耗傳輸，從而實現遠距離、高效率的循環運輸作業，確保海上油田勘探、開采等工程能長期安全的連續運行，以降低營運成本和滿足環境保護的需要。

1 無慮布船用散裝水泥罐結構原理

船用水泥罐結構如圖1所示，主要由封頭、筒體、進氣管路、排氣管路、出料管路、充壓管路、遠程壓力傳感器、安全閥及壓力表等組成。在工作過程中，為了保證所運粉狀物料在罐內保持絮狀狀態，壓縮充氣管道在罐底部充入高壓氣流，使罐內的絮裝物料均勻分布并高速流動，在物料自身的重力作用下流向罐底部中心點最低處，出料管路的入口通常設置在底部中心處，物料下落到罐底附近時，通過出料管路抽出罐外，輸送至海上工作平臺，從而完成海上遠距離的物料傳輸作業。

在整個運輸系統，船用水泥罐主要起到計量物料流量的作用。運料過程中，進入水泥罐的物料被壓縮空氣充分吹攪成絮狀均勻分布，通過傳感器對罐內壓力和出料管路流量的測量，計算出散裝物料的總輸出量。

圖1 無慮布船用水泥罐結構示意圖

2 無慮布船用散裝水泥罐進氣裝置設計

2.1 船用散裝水泥結構改進必要性

在水泥罐的制造過程中，安裝濾布的時間通常占整個制造周期的1/3以上，而且在安裝濾布前，要求對罐內進行清理，而在實際制造過程中，由于格柵安裝后，尚需要多次的拆裝，因此很難保證罐內的清潔。格柵在安裝的時候，由于罐體已經封閉，只能采用人工搬運，而且在罐內操作空間狹小，環境惡劣，操作者勞動強度很大。采用絲網管作為氣體分布裝置，取消了支撐格柵，降低水泥罐在制造過程中的難度，減少了制造工序，縮短了制造周期，降低了采購成本及人工費用。由于更換濾布時需要拆卸、緊固大量的螺栓，而濾布在水泥的物料的磨蝕下需要經常更換，水泥罐維護的工作量大部分都在更換濾布上。本專利采用無濾布均壓的方式，取消了現有水泥罐的格柵總成。因格柵的體積較大，無法通過水泥罐的人孔放入水泥罐內，需要在罐體封閉前將格柵放入罐中。因格柵無法更換，而水泥罐的使用工況又決定了格柵極易磨損，所以在水泥罐的制造過程中，對格柵的防腐有著特殊要求。本專利采用絲網管進行均壓，而絲網管的更換非常簡單，在絲網管與進氣管之間，采用螺紋接頭連接，當絲網管需要更換時，操作者僅需要擰下舊的絲網管，換上相同規格的新絲網管即可。絲網管采用不銹鋼材料制成，這又決定了絲網管的使用壽命大大的高于傳統的濾布，大大的延長了充氣系統的維護間隔周期。

2.2 無慮布船用散裝水泥罐進氣裝置設計

本設計保留水泥罐氣室的分腔隔板，取消氣室的格柵結構，采用進氣管末端加裝絲網管，實現水泥罐充壓管路的均壓要求。在絲網管內部加裝加強筋，在絲網管周圍加裝支撐骨架，以提高其強度，延長絲網管的使用壽命，結構如圖2所示。

圖2 無慮布船用散裝水泥罐進氣裝置設計

3 加工制造分析

取消現有充氣格柵的濾布、格柵、支撐板、壓板及密封膠條。如圖2所示，本實用新型所述的船用水泥罐充氣管路，可以根據罐底充壓管路的不同，采用不同的布置方式。帶罐外充壓盤管的水泥罐，每個分腔的壓力源是獨立的，可以采用單絲網管的結構，在每個氣室設置一個獨立的絲網管。對于采用多管路充壓的水泥罐，可以根據需要，采用絲網管樹狀分布的結構。利用絲網管對高壓氣流進行均勻分布，在絲網管與進氣管路之間采用管箍連接，以滿足絲網管快速更換的要求，在絲網管磨損后，僅需將絲網管擰下，換上新絲網管即可。在絲網管內部，要增加加強筋的數量，在絲網管周圍，應適當布置支撐骨架，對于絲網管的間隙，應根據罐體的直徑與設備的進氣流量，進行單獨計算，在保證高壓氣流可以均勻分布的同時，保證其流量可以滿足系統的要求。

本實用新型的工作過程是：在開啟電磁閥，打開進氣管路，高壓氣流進入充氣管路，在經過罐外盤管后，進入罐體下封頭上的進氣口，經接管、管箍后進入絲網管，通過絲網管的二次分布，均勻的進入罐內。此時，物料通過罐體頂部的進料口散布進罐內，依靠自身的重力下落。通過罐體底部絲網管流出的高壓氣流對沉積在罐體底部的物料進行吹掃，通過高壓氣流的攪動使物料混合為絮狀漂浮在罐體內，并均勻流向罐底部中心最低點。當打開出料管路的時候，物料通過出料管路輸送往海上平臺。

4 結束語

目前，船用散裝水泥罐是水泥運輸行業中重要的中運輸設備，它可以使散裝水泥在水上完成運輸裝載，省去水泥包裝環節，節約運輸成本。本項研究從結構上對船用散裝水泥罐進氣系統進行改進，設計了一套船用水泥罐的充氣管路，可以根據罐底充壓壓力的不同，采用不同的布置方式，提高設備的測量精度，保證運輸效率。

[1]郭 軍，黃 玲.船用水泥罐充氣濾網設計及加工工藝分析[J].船舶職業教育，2013（05）:46-49.

[2]方光才.船用水泥罐結構分析與選型[J].江蘇船舶，2010（04）：16-17.

[3]張曉峰.淺析內河船用水泥槽罐的設計安全性[J].江蘇船舶，2011（06）：31-32.

[4]威爾達（撫順）重工有限公司.無慮布船用水泥罐進氣裝置[P].中國：201220537413.X，2012.

Cloth Free Ship Device Design Analysis of InletCement Tank

GUO Jun1，HUANG Ling2，WANG Pei-jin3
(1.Wilda(Fushun)Co.，Ltd.，Fushun Liaoning 113122，China；2.Fushun Vocational Technology Institute，Fushun Liaoning 113122，China)

Inflatable screen marine cement tank compared with the filter cloth type marinecement tank with high measurement precision,convenient to use,in order to ensure no clothmarine cement tank filling effect,design the air cement tank device a cloth free ship,ensurethework efficiency.

ship cement tank；filter；air inletdevice；design and analysis

U674.3

B

1672-545X（2014）03-0110-02

2014-01-09

郭 軍（1977—），男，本科，工程師,從事壓力容器設計工作；黃 玲（1978—），女，研究生，講師，從事工科類高職教育；王佩瑾（1965—），男，專科，工程師，從事壓力容器設計工作。