筒倉儲存干法機制砂物料防離析方法探討

汪良強，歐陽振奎，符海龍

（1.河南三和水工機械有限公司；2.鄭州三和水工機械有限公司，河南 鄭州 450000）

1 目前限制筒倉在干法機制砂儲料上大規模應用的原因

筒倉越做越大，正在逐漸解決儲存量少的問題，配套的皮帶機或斗式提升機的可靠性也越來越高，解決了機械設備上料時的故障問題。目前，唯一限制筒倉推廣的難題就是物料離析問題。

2 筒倉在干法機制砂上應用時出現的三種離析現象

干的機制砂物料屬于混合物料，它由多種大小位于不同直徑區間的石子和石粉組成，石子最大直徑一般不超過4.75mm，石粉最小直徑在0.075mm 以下。筒倉式儲存機制砂物料時會存在進料離析、存料離析及出料離析等三種離析現象：（1）進料離析現象；（2）儲存離析現象；（3）出料離析現象。

3 出現這三種離析現象的原因分析

（1）進料離析現象原因分析。出現這種現象的原因主要是因為在筒倉內物料的堆積過程大顆粒石子由于其動能較大，相對滾動阻力較小，都沿圓錐斜面向底部滾動，最后停留在筒倉周邊，而小顆粒石粉由于其動能較少，相對滾動阻力較大，大部分堆積在圓錐頂部。這樣的結果是石粉大部在中間部位，形成一個圓柱狀粉心，此處相對細度模粗數較小，而較大顆粒的石子則圍繞圓柱狀粉心形成一個粗石子料環，其相對細度模數則較大。

（2）儲存離析現象原因分析。出現這種現象的原因主要是因為隨著時間的推移，由于大顆粒石子間總是存在一定間隙不可能被完全填滿，在重力作用和人為振動因素（比如行車產生的振動、施工產生的振動等）的影響下，機制砂中的小顆粒石子和石粉會逐漸下沉，逐漸填補下方大顆粒石子間的這些間隙，宏觀看，就形成了小顆粒石子和石粉往向筒倉底部聚集現象。

（3）出料離析現象原因分析。出現這種現象的原因主要是因為大顆粒物料較重，體積也較大，相對小顆粒物料需要的支撐力更大，一旦出現支撐力不足時，便會優先下落，而且下落后由于其動能又相對較大，滾動阻力卻相對較小，所以下落后比小顆粒物料能滾動的較遠，所以宏觀看起來便是更容易下落。

4 防止出現這三種離析現象的解決辦法

通過上面分析各現象的原因，找出對應的解決方法。

（1）對于進料離析現象，我們可以看到出現的原因一個是有料錐出現，一個是進料時大顆粒物料動能較大。

針對料錐引起的離析，對應措施如下：

①化有為無。想辦法不讓料錐出現，這樣大顆粒物料就沒有了沿料錐斜面上的水平滾動速度，也就沒有滾動動能，其在沿筒倉直徑方向的滾動距離就會杜絕或減少，這樣就不會出現機制砂物料大小顆粒分離，整個筒倉內也就沒有了物料離析現象。遵循這樣的原則，那么，我們在往筒倉內布料時就需要整個筒倉水平面上均勻布料，這種布料可以是在整個筒倉平面上同時均勻下料，也可以是布料裝置先在半徑長度方向上均勻下料，然后，讓布料裝置繞筒倉中心軸旋轉，讓布料裝置最終掃過整個筒倉水平面，將物料一圈圈地均勻撒在筒倉水平面上。

②化少為多。將原來筒倉內的一個大料錐分解為多個小料錐，這樣大顆粒物料在沿筒倉直徑方向的滾動距離就會大大減少。比如，在水平直徑方向上將原來的一個大料錐分解為六個小料錐，這樣雖然看單個料錐依然會有大小顆粒分離離析現象，但從整個筒倉看離析現象被平均分配到了整個筒倉內六個部分，不再是筒倉內整體單一離析。這樣分解的料錐越多越好。遵循這樣的原則，那么，我們在往筒倉內布料時就需要將原來單一的中心下料口改為筒倉倉項設置多個下料口同時下料，這樣筒倉內就由一個單一的大料錐變成了多個這樣的小料錐。

③化大為小。減小料錐體積，想辦法不讓料錐成長到具有特定安息角的高度，這樣也能避免大部分大顆粒機制砂物料都聚集到筒倉壁周邊。遵循這樣的原則，那么，我們在往筒倉內布料時就需要布料裝置不斷削平料錐的錐頂部分，使其由一個大圓錐變為一個錐臺形狀，將中心的細度模數較小的物料不斷挪移到周邊大顆粒物料處，使其再次混合，減輕離析現象。

針對進料時大顆粒物料動能較大引起的離析，采用如下結果方法：

①化有為無。想辦法不讓水平滾動速度出現，這個問題同樣可以歸結到料錐的形成上，其解決辦法同上，要讓布料裝置在整個筒倉水平面上下料，不能讓料錐形成。

②化快為慢。想辦法降低大顆粒的水平滾動速度，使其無法滾動到筒倉周邊位置，從而盡量降低周邊物料的細度模數，減輕離析程度。遵循這樣的原則，那么，我們設計筒倉內的布料裝置時，就需要考慮如何能阻攔大顆粒物料的滾動，或增加其滾動阻力，讓其盡快停止滾動。比如，在筒倉內部設計一個與筒倉等高且同心的筒狀網，大顆粒物料先落在筒狀網內，形成小料錐，網內的大顆粒物料往網周邊滾動時，一部分會被網阻擋一下從而速度降低，從而有效減少大顆粒物料在水平方向的滾動距離，減輕了離析程度。

（2）對于儲存離析現象，我們可以看到出現的原因一個是停放時間過長，一個是停放位置有振動發生。所以我們需要重點從這兩方面來解決。

針對停放時間過長原因，解決方法如下：

①化有為無。讓筒倉沒有物料，也就不會有離析現象發生。這就要求我們及時了解用戶需求，合理安排生產，隨產隨用，盡量減少筒倉內的物料儲存量。

②化多為少。讓筒倉內儲存的物料盡量少，也會減輕離析現象程度。這也要求我們合理安裝生產，隨產隨用。

③化靜為動。讓筒倉儲存的物料動起來，每間隔一定時間對筒倉內的物料進行倒倉，這種方法實現起來有一定的難度，不僅僅投資增加，而且還會消耗一定的能源，使用成本較高，效果也最不理想。

針對停放位置有振動發生的原因，解決方法如下：

①化有為無。讓筒倉盡量遠離振動源，沒有了振動源，離析現象也會減輕。

②化重為輕。將振動源傳到筒倉上的振動盡量減輕?？梢栽谕矀}支架與地面接觸位置之間墊上減震墊，減輕或消除振動，減輕離析程度。

（3）對于出料離析現象，我們可以看到出現的原因一個是有中間物料空洞，一個是出料時大顆粒物料優先下落。根據不同的原因，有如下解決方案。

針對筒倉下料時中間有物料空洞，解決方法如下：

①最好的辦法還是化有為無。有下料空洞，是因為下料口小的原因。如果下料口和筒倉直徑一樣大，下料空洞就無法形成，也就不存在筒倉內的物料誰先下誰后下的問題，離析問題也就不存在了。遵循這樣的原則，那么，我們設計筒倉內的出料裝置時，就需要考慮不能單純做成一個出料口，而應該是一個能保證筒倉整個水平面整體下料的裝置。比如，直徑與筒倉直徑一樣大的圓盤式給料機等，能保證整個筒倉整體下料?；蛘咴谕矀}內出料口上方做上一個出料正圓錐，這樣也可以有效防止出料口上方出現物料空洞，減輕離析程度。

②化少為多。下料口盡量做多，這樣保證了在筒倉內部同時形成多個下料空洞，然后，將這些下來的物料再混合通過一個總下料口出來。

③化小為大。盡量將下料空洞變大，下料空洞越大越好，下料空洞越大，表示能同時下料的物料越多，由上可知，這些下來的物料離析現象就越不嚴重。遵循這樣的原則，那么我們設計筒倉內的出料口時要盡量大，保證能同時下較多的物料，通過這樣的方法可以減輕離析程度。

針對筒倉下料時大顆粒物料優先下落原因，通過以下幾個辦法解決。

①化有為無。大顆粒物料優先下落還是因為有下料空洞，沒有了下料空洞，大顆粒物料的優先下落也就不存在了。所以還是回到了上述解決下料空洞形成的辦法上來，按上述辦法防止下料空洞的產生。

②化快為慢。增加大顆粒物料的支撐力及下落阻力，通過在筒倉底部水平面上設置大網眼阻攔網，即對物料起了有效支撐作用，同時，還能降低大顆粒物料的下落速度，能有效地降低離析程度。

4 結語

綜上所述，通過統籌考慮進料、儲存和下料方法，并采用適當的裝置就能夠杜絕和減少離析現象的發生，從而真正實現筒倉在機制砂儲存領域的推廣應用。