一種粉粒物料運(yùn)輸車螺旋助吹式出料管道

郭喜洲 韓月琴 韓永濤

GUO Xi-zhou et al

駐馬店中集華駿車輛有限公司 河南駐馬店 463000

一種粉粒物料運(yùn)輸車螺旋助吹式出料管道

郭喜洲 韓月琴 韓永濤

GUO Xi-zhou et al

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針對目前市場上粉粒物料運(yùn)輸車出料管道助吹方式容易打亂物料流體束形狀，在助吹口處產(chǎn)生瓶頸，從而影響粉粒物料運(yùn)輸車的卸料速度的問題，介紹了一種能夠?qū)崿F(xiàn)螺旋助吹的出料管道，能夠有效提升粉罐車卸料速度，獲得用戶的一致好評。

粉罐 螺旋 助吹 出料管道

1 前言

隨著近幾年我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，大量的城區(qū)改造、公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和大中型項目的開工實施，都離不開水泥、煤灰、礦粉等需求，這些為粉粒物料運(yùn)輸車(粉罐車)提供了廣闊發(fā)展空間。用戶購置粉粒物料運(yùn)輸車除了對常規(guī)的運(yùn)輸功能和外觀質(zhì)量關(guān)注外，還對粉粒物料運(yùn)輸車的吸料和出料是否具有足夠的高效率等專業(yè)性能尤為關(guān)注。粉粒物料運(yùn)輸車生產(chǎn)企業(yè)為了滿足用戶對快速卸料的要求，在提升粉粒物料運(yùn)輸車卸料速度的研發(fā)方面投入了大量的精力，因此，影響卸料速度的出料管道的選擇與設(shè)計顯得尤其重要。

2 常用出料管道介紹

目前市場上的粉粒物料運(yùn)輸車出料管道都帶有助吹管道，而根據(jù)助吹方式不同，主要可分為兩種：一種是在出料管道上直接連通一個助吹管道，且出料管道與助吹管道呈現(xiàn)很小的夾角，稱之為“直吹式”出料管道；而另一種則是在出料管道分段，在分段處的外側(cè)套一層鋼管，出料管道與外側(cè)鋼管之間有一定的夾層，空氣從夾層中直接吹入出料管道，稱之為“環(huán)形助吹”出料管道，如圖1所示。

圖1 “直吹式”和“環(huán)形助吹”出料管道照片

2.1 “直吹式”出料管道

“直吹式”出料管道制作相對簡單，但是由于助吹管道與出料管道之間的角度制作誤差較大，而且助吹氣流直接吹向物流流體束，容易打亂“流體束”原來的運(yùn)行路線，使流體束在助吹口處形成一個瓶頸，縮小物料流體束的截面，從而影響產(chǎn)品的卸料速度，如圖2所示。同時直吹式出料管道也容易使出料管道與助吹管道交叉部位的流體束發(fā)生渦流現(xiàn)象，造成該部位出料管道出現(xiàn)異常磨損，如圖3所示。

圖2 “直吹式”出料管道流體束

圖3 “直吹式”出料管道異常磨損

2.2 “環(huán)形助吹”出料管道

“環(huán)形助吹”出料管道雖然能夠解決“直吹式”管道所產(chǎn)生的異常磨損問題，但是環(huán)形助吹也會在助吹口處使流體束截面縮小，形成一定的瓶頸口，如圖4所示，同樣也會影響產(chǎn)品的卸料性能。

圖4 “環(huán)形助吹”出料管道流體束

以上兩種出料管道各有優(yōu)缺點，如果僅從提升粉粒物料運(yùn)輸車卸料速度方面來講，以上兩種助吹方式均不是最佳方式。因此，在提升產(chǎn)品卸料性能的過程中，設(shè)計人員設(shè)計出一種能夠?qū)崿F(xiàn)粉粒物料流體束做螺旋運(yùn)動的出料管道，下面對這種管道進(jìn)行介紹。

3 “螺旋助吹”式出料管道結(jié)構(gòu)

“螺旋助吹”式出料管道主要由連接法蘭、助吹管密封套管、助吹管道、出料鋼管及外部套管等部件組成，如圖5所示。

圖5 “螺旋助吹”式出料管道照片

其中，連接法蘭與出料鋼管焊接在一起，再通過蝶閥與主出料管道連接在一起。外部套管與助吹管密封套管連接在一起，然后套在出料鋼管外側(cè)，助吹管道焊接到助吹管密封套管缺口上，從而組成了這套螺旋助吹管道。

螺旋氣流產(chǎn)生原理：出料鋼管上有8組螺旋狀的長槽銑孔，槽深只有3 mm左右，外部鋼管緊緊套在鋼管螺旋槽上，然后將外部套管和出料鋼管槽與槽之間接觸的部位通焊，從而使空氣只能沿螺旋溝槽流動。外部套管另一端焊接一個助吹管密封套管，使密封套管與出料管道之間形成一定的空腔，空腔與出料管道上的螺旋長孔連通。這樣，空氣進(jìn)入密封空腔后，沿著螺旋溝槽急速形成一股螺旋氣流進(jìn)入到主出料管道中，從而帶動物料流體束做螺旋運(yùn)行，螺旋氣流不僅會帶動物料流體束表層進(jìn)行螺旋運(yùn)行，同時會帶動物料流體束內(nèi)部的物料一塊進(jìn)行螺旋運(yùn)動，從而實現(xiàn)物料做“龍卷風(fēng)”式螺旋卸料，加速卸料速度，如圖6所示。

為了更加清晰地檢驗螺旋效果，將制作好的一套出料管道連接到水管上，接通水源后，可以清晰地觀測到水流的螺旋狀態(tài)，如圖7所示。

圖6 螺旋氣流產(chǎn)生原理圖

圖7 螺旋狀水流螺旋水流情況

4 試驗對比情況

為了對比“螺旋助吹式”出料管道與“直吹式”出料管道對卸料速度的影響，在同一臺38 m3的粉罐半掛車上進(jìn)行對比試驗，每種出料管道連續(xù)試驗兩次，然后取兩組數(shù)據(jù)的平均值作為該出料管道的平均卸料速度。

圖8 試驗數(shù)據(jù)對比

為了提高試驗準(zhǔn)確性，使每組試驗在接近于同等試驗條件下進(jìn)行，試驗選擇在天氣、氣溫、空氣濕度均比較接近的兩天連續(xù)進(jìn)行，水泥（425#水泥）的潮濕程度比較接近，所有粉罐車的操作均由同一人完成，操作流程如下：每次試驗確保空壓機(jī)轉(zhuǎn)速控制在850 rad/min，當(dāng)壓力達(dá)到0.1 MPa時，依次打開二次助吹管道和蝶閥，開始卸料。當(dāng)壓力降至0.06 MPa時,關(guān)閉蝶閥、二次助吹管道及柴油機(jī)，卸料完成。每組試驗均不進(jìn)行二次掃灰。其中卸料時間的計算是從打開柴油機(jī)開始至柴油機(jī)關(guān)閉，即卸料時間包含打氣時間。

通過試驗得知：

a.“直吹式”出料管道的平均卸料速度為：1.463 t/min，平均剩余量為：160 kg；

b.“螺旋助吹式”出料管道的平均卸料速度為：1.588 t/min，平均剩余量為：135 kg,如圖8數(shù)據(jù)詳表所示。

5 結(jié)語

通過在同一臺車上進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)對比可見，“螺旋助吹式”出料管道比“直吹式”出料管道的平均卸料速度提升8.6%，剩余量降低15.26%。由此可見，“螺旋助吹式”出料管道在提升粉罐車卸料速度方面具有較大優(yōu)勢。通過對個別區(qū)域進(jìn)行小批量投放試驗，從使用3～5個月后進(jìn)行電話回訪的情況來看，目前“螺旋助吹式”出料管道的卸料速度非常出色，達(dá)到了前期產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改進(jìn)的預(yù)期效果，同時也得到了用戶的一致好評，具有較強(qiáng)的市場競爭力。

Spiral Supporting blowing Discharge Pipe for Powder Tank Trailer

Regarding to the unloading pipeline which would interrupt material shape in the current bulk material tanker market, bottlenecks were formed in the buzzer, thus affecting the powder unloading speed of the tank semi - trailer. This paper mainly introduce s a kind of discharge pipe which can realize helical blowing, accelerating unloading speed and well

by customer.

powder tank; spiral; supporting blowing; out of the pipeline

U463.83+4.02

A

1004-0226(2017)12-0086-03

郭喜洲，男，1968年生，工程師，現(xiàn)從事專用汽車產(chǎn)品研發(fā)管理工作。

2017-10-20