國(guó)內(nèi)外散糧集裝箱運(yùn)輸概況和裝卸糧方式綜述

◎ 高 蘭，王佩琦，趙瑞營(yíng)，陳 藝，隨 賽

（鄭州中糧科研設(shè)計(jì)院有限公司，河南 鄭州 450001）

1 散糧集裝箱運(yùn)輸概況

散糧集裝箱作為現(xiàn)代化糧食物流運(yùn)輸方式，因具有機(jī)械化程度高、裝卸效率髙等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外糧食物流運(yùn)輸中發(fā)展迅速。

1.1 國(guó)際糧食集裝箱運(yùn)輸概況

糧食集裝箱運(yùn)輸最早由加拿大曼尼托巴大學(xué)運(yùn)輸學(xué)院院長(zhǎng)Barry Prentice于20世紀(jì)70年代提出[1]，經(jīng)過(guò)多年的理論創(chuàng)新和業(yè)務(wù)實(shí)踐，目前已在部分發(fā)達(dá)國(guó)家得到較為成熟的應(yīng)用。2008年加拿大建成了魯伯特王子港集裝箱碼頭，該碼頭的修建為加拿大國(guó)家出口糧食到亞洲提供了更快更短的路線。2013年，加拿大出口糧食中集裝箱的運(yùn)量占比為8%，據(jù)預(yù)測(cè)，2025年加拿大糧食集裝箱運(yùn)輸量占糧食總運(yùn)量的比重將達(dá)到15%左右。根據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部的糧食運(yùn)輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，2013年美國(guó)出口谷物中集裝箱運(yùn)輸量占比為10%，運(yùn)到亞洲的谷物集裝箱量占美國(guó)出口亞洲谷物總量的16%。目前，澳大利亞出口的谷物中已有20%左右采用集裝箱運(yùn)輸[2]。

1.2 國(guó)內(nèi)散糧集裝箱運(yùn)輸概況

我國(guó)從20世紀(jì)90年代中后期開(kāi)始糧食集裝箱運(yùn)輸試點(diǎn)，伴隨著糧食流通市場(chǎng)化改革和集裝箱運(yùn)能運(yùn)力的提高，以及港口、航線的成熟，糧食集裝箱運(yùn)輸規(guī)模不斷提高。

我國(guó)東北糧食產(chǎn)區(qū)，糧食集裝箱運(yùn)輸量逐年增長(zhǎng)，2014年糧食集裝箱運(yùn)輸量占集裝箱出港總量的32%，已超過(guò)集裝箱總出港量的增長(zhǎng)速度。遼寧營(yíng)口港自2018年以來(lái)玉米集裝箱年運(yùn)量約3 000萬(wàn)t，黑龍江綏化車(chē)務(wù)段2018年糧食集裝箱鐵路運(yùn)輸量約55萬(wàn)t。成都是我國(guó)西南地區(qū)主要的糧食物流集散地，2013年成為國(guó)內(nèi)第一個(gè)開(kāi)展鐵路散糧集裝箱運(yùn)輸試點(diǎn)工作的城市，2020年散糧鐵路集裝箱運(yùn)量達(dá)到650萬(wàn)t。重慶萬(wàn)州港針對(duì)進(jìn)口糧食開(kāi)行集裝箱運(yùn)輸班列，2018年散糧集裝箱運(yùn)量達(dá)50萬(wàn)t，2019年突破80萬(wàn)t。

2 散糧集裝箱裝糧作業(yè)方式

目前，國(guó)內(nèi)散糧集裝箱裝糧主要采用集裝箱水平裝糧和集裝箱傾斜裝糧兩種方式。

2.1 集裝箱水平裝糧

集裝箱水平裝糧作業(yè)方式采用集裝箱平裝工藝，見(jiàn)圖1。集裝箱平放在集裝箱車(chē)上，用隔板或包糧將集裝箱后門(mén)的下半部分擋上，通過(guò)伸入集裝箱內(nèi)的移動(dòng)式皮帶機(jī)或移動(dòng)式伸縮皮帶機(jī)進(jìn)行散糧裝糧作業(yè)，見(jiàn)圖2。在裝箱過(guò)程中，皮帶機(jī)需要隨著集裝箱內(nèi)糧食的裝箱情況不斷更換位置，調(diào)整皮帶機(jī)的伸縮機(jī)構(gòu)，以確保散糧能夠裝滿(mǎn)集裝箱。這種作業(yè)方式存在裝箱效率低、人工勞動(dòng)強(qiáng)度大、粉塵污染嚴(yán)重、裝箱量不足等問(wèn)題[3]，但由于基礎(chǔ)設(shè)施要求簡(jiǎn)單，且費(fèi)用低廉，目前仍有部分庫(kù)點(diǎn)或農(nóng)戶(hù)采用。

圖1 集裝箱平裝工藝圖

圖2 移動(dòng)式伸縮皮帶機(jī)裝糧作業(yè)圖

2.2 集裝箱傾斜裝糧

集裝箱傾斜裝糧作業(yè)方式主要通過(guò)液壓翻板、液壓支撐臂或吊裝機(jī)械操控集裝箱，使其翻轉(zhuǎn)一定傾角后實(shí)現(xiàn)散糧自動(dòng)裝箱作業(yè)。這種作業(yè)方式是目前國(guó)內(nèi)外散糧集裝箱用戶(hù)采用的最多的裝糧作業(yè)形式。目前，常見(jiàn)的集裝箱傾斜裝糧作業(yè)方式主要有以下幾種。

2.2.1 固定式液壓翻板+斗式提升機(jī)+伸縮溜管組合裝糧集裝箱散糧裝箱作業(yè)時(shí)，用集裝箱角件將集裝箱固定在液壓翻板平臺(tái)上，打開(kāi)集裝箱門(mén)后，啟動(dòng)液壓翻板升降系統(tǒng)，將集裝箱舉升至傾斜角度60°～90°的合適位置后鎖定，然后操作裝糧溜管，開(kāi)始對(duì)集裝箱裝糧，裝糧溜管可在電動(dòng)推桿的作用下擺動(dòng)，保證糧食能夠裝滿(mǎn)集裝箱；裝滿(mǎn)后，皮帶輸送機(jī)和斗式提升機(jī)停機(jī)，關(guān)閉集裝箱門(mén)后啟動(dòng)液壓系統(tǒng)，將集裝箱及液壓翻板支撐平臺(tái)降落至水平位置，完成集裝箱散糧裝箱作業(yè)[4]。這種集裝箱散糧裝箱作業(yè)方式可實(shí)現(xiàn)散糧集裝箱達(dá)到裝滿(mǎn)系數(shù)，同時(shí)伸縮溜管可直接伸入集裝箱內(nèi)，減少裝箱過(guò)程中糧食破碎和粉塵外逸，見(jiàn)圖3。

圖3 固定式液壓翻板+斗式提升機(jī)+伸縮溜管組合裝糧圖

2.2.2 固定式液壓翻板+緩存斗+集裝箱吊運(yùn)機(jī)構(gòu)組合裝糧

固定式液壓翻板+緩沖斗+集裝箱吊運(yùn)機(jī)構(gòu)組合系統(tǒng)，也稱(chēng)為固定式多工位集裝箱裝糧系統(tǒng)、固定式散糧集裝箱裝箱站，主要由料倉(cāng)、電動(dòng)葫蘆、橫梁、吊架、底架、振動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等組成。散糧集裝箱裝糧作業(yè)時(shí)，將集裝箱汽車(chē)停在中間車(chē)道上，吊裝行走機(jī)構(gòu)移動(dòng)到空集裝箱正上方，放下專(zhuān)用吊具鎖緊集裝箱，提升、移動(dòng)，將空集裝箱放到液壓翻轉(zhuǎn)平臺(tái)上固定，打開(kāi)箱門(mén)并鎖緊。啟動(dòng)液壓系統(tǒng)，將液壓翻轉(zhuǎn)平臺(tái)舉升至規(guī)定高度并鎖定。啟動(dòng)筒倉(cāng)出倉(cāng)系統(tǒng)，將糧食輸送至緩存抑塵斗內(nèi)，打開(kāi)緩存抑塵斗下方閘門(mén)，向集裝箱內(nèi)裝糧，糧食裝滿(mǎn)后關(guān)閉箱門(mén)，啟動(dòng)液壓系統(tǒng)將液壓翻轉(zhuǎn)平臺(tái)降落至水平位置。啟動(dòng)吊裝行走機(jī)構(gòu)，將集裝箱移動(dòng)到汽車(chē)上運(yùn)走，裝糧作業(yè)完成。這種散糧集裝箱裝糧作業(yè)方式裝糧效率高、安全性好、裝滿(mǎn)系數(shù)高、粉塵污染小，是目前國(guó)內(nèi)糧食港口庫(kù)、大型糧食中轉(zhuǎn)庫(kù)在散糧集裝箱運(yùn)輸業(yè)務(wù)發(fā)展中采用的較多的方式之一，見(jiàn)圖4。

圖4 固定式液壓翻板+緩存斗+集裝箱吊運(yùn)機(jī)構(gòu)組合裝糧圖

2.2.3 集裝箱翻轉(zhuǎn)機(jī)裝糧

集裝箱翻轉(zhuǎn)機(jī)是專(zhuān)用于集裝箱翻轉(zhuǎn)和裝卸的設(shè)備，適用于集裝箱卡車(chē)散糧的裝卸箱作業(yè)。該設(shè)備一般為可拆解的分體式結(jié)構(gòu)，分件運(yùn)輸，在現(xiàn)場(chǎng)組裝后，固定于某處使用，見(jiàn)圖5。設(shè)備各部件采用優(yōu)質(zhì)型鋼、鋼板及特種高強(qiáng)度鋼材組合焊接而成，部件間采用鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓、法蘭連接，具有較強(qiáng)的承載能力和穩(wěn)定性。該設(shè)備在集裝箱裝糧作業(yè)時(shí)，配置皮帶機(jī)等散糧輸送設(shè)備，通過(guò)液壓操作臺(tái)進(jìn)行散糧集裝箱的起降、翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)散糧集裝箱的裝糧作業(yè)。該設(shè)備按跨度可分為單車(chē)道和雙車(chē)道兩種形式，按翻轉(zhuǎn)角度可分為單向和雙向兩種形式，可組合成4種規(guī)格型號(hào)的裝卸機(jī)。①單工位單向翻轉(zhuǎn)裝卸機(jī)指設(shè)備內(nèi)寬只允許通過(guò)一輛集裝箱車(chē)，翻轉(zhuǎn)角度為單向0～90°的設(shè)備。適用于效率要求不高、大部分通過(guò)車(chē)型為單集裝箱車(chē)的用戶(hù)。②單工位雙向翻轉(zhuǎn)裝卸機(jī)指設(shè)備內(nèi)寬只允許通過(guò)一輛集裝箱車(chē)，翻轉(zhuǎn)角度為雙向0～90°的設(shè)備。適用于場(chǎng)地受限、但仍希望裝卸效率提高、通過(guò)車(chē)型為單集裝箱車(chē)或雙集裝箱車(chē)的用戶(hù)。③雙工位單向翻轉(zhuǎn)裝卸機(jī)指設(shè)備內(nèi)寬允許通過(guò)兩輛集裝箱車(chē)，翻轉(zhuǎn)角度為單向0～90°的設(shè)備。適用于效率要求較高、場(chǎng)地不受限、大部分通過(guò)車(chē)型為單集裝箱車(chē)的用戶(hù)。④雙工位雙向翻轉(zhuǎn)裝卸機(jī)指設(shè)備內(nèi)寬允許通過(guò)兩輛集裝箱車(chē)，翻轉(zhuǎn)角度為雙向0～90°的設(shè)備。適用于效率要求最高、場(chǎng)地不受限、通過(guò)車(chē)型為單集裝箱車(chē)或雙集裝箱車(chē)的用戶(hù)。

圖5 集裝箱翻轉(zhuǎn)機(jī)圖

2.2.4 移動(dòng)式液壓支撐臂+移動(dòng)式皮帶機(jī)組合裝糧

移動(dòng)式液壓支撐臂主要由集裝箱側(cè)面夾緊機(jī)構(gòu)、雙側(cè)液壓缸同步頂升系統(tǒng)、集裝箱升降安全機(jī)構(gòu)、集裝箱門(mén)自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)機(jī)構(gòu)及遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)等組成，見(jiàn)圖6。這種作業(yè)方式適合散糧集裝箱汽車(chē)運(yùn)輸裝糧作業(yè)，當(dāng)集裝箱散糧裝箱作業(yè)時(shí)，移動(dòng)式液壓支撐臂在集裝箱雙側(cè)用配套的鎖桿鎖緊集裝箱底部4個(gè)角件，從集裝箱車(chē)上卸下集裝箱，兩側(cè)液壓缸同步升降，進(jìn)行集裝箱傾斜翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)集裝箱裝糧。這種散糧集裝箱裝糧作業(yè)方式，具有作業(yè)場(chǎng)地占用土地面積小、作業(yè)場(chǎng)地易于更換、投資成本低等特點(diǎn)，可滿(mǎn)足糧食儲(chǔ)存?zhèn)}庫(kù)為平房倉(cāng)的糧食企業(yè)散糧集裝箱裝糧作業(yè)需求。

圖6 移動(dòng)式液壓臂+移動(dòng)式皮帶機(jī)組合裝糧圖

3 散糧集裝箱卸糧作業(yè)方式

散糧集裝箱卸糧作業(yè)主要根據(jù)糧食自流性特點(diǎn)，通過(guò)液壓翻板、液壓支撐臂、散糧集裝箱自卸車(chē)等專(zhuān)用設(shè)備實(shí)現(xiàn)散糧集裝箱傾斜后自動(dòng)卸糧，常用的有以下幾種傾斜卸糧作業(yè)方式。

3.1 固定式液壓翻板平臺(tái)卸糧

當(dāng)進(jìn)行散糧集裝箱卸糧作業(yè)時(shí)，散糧集裝箱汽車(chē)按指令開(kāi)上液壓翻板平臺(tái)，液壓翻板平臺(tái)上的擋輪器根據(jù)汽車(chē)后懸（后輪外緣至車(chē)廂尾端距離）的長(zhǎng)度選擇相應(yīng)的位置，汽車(chē)就位后起升擋輪器，擋輪器擋住汽車(chē)后輪，主液壓缸舉升翻板平臺(tái)到規(guī)定角度，集裝箱門(mén)打開(kāi)后散糧自動(dòng)卸出，當(dāng)糧食卸完后，翻板平臺(tái)落下復(fù)位，汽車(chē)開(kāi)下翻板平臺(tái)，擋輪器收回，卸糧作業(yè)完成，見(jiàn)圖7。

圖7 固定式液壓翻板平臺(tái)卸糧圖

3.2 移動(dòng)式液壓支撐臂卸糧

移動(dòng)式液壓支撐臂卸糧作業(yè)，與移動(dòng)式液壓支撐臂裝糧作業(yè)裝置結(jié)構(gòu)基本相同，主要由集裝箱側(cè)面夾緊機(jī)構(gòu)、雙側(cè)液壓缸同步頂升系統(tǒng)、集裝箱升降安全機(jī)構(gòu)、集裝箱門(mén)自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)機(jī)構(gòu)及遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)等組成，見(jiàn)圖8。但液壓支撐臂散糧集裝箱裝糧裝置主要實(shí)現(xiàn)集裝箱門(mén)開(kāi)口傾斜向上，滿(mǎn)足集裝箱裝糧作業(yè)。液壓臂散糧集裝箱卸糧裝置主要實(shí)現(xiàn)集裝箱門(mén)開(kāi)口傾斜向下，實(shí)現(xiàn)散糧集裝箱卸糧作業(yè)。具體作業(yè)過(guò)程為：在集裝箱的雙側(cè)用本裝置配套的鎖桿鎖緊集裝箱底部4個(gè)角件，從集裝箱車(chē)卸下集裝箱，兩側(cè)液壓缸同步升降實(shí)現(xiàn)集裝箱的傾斜向下，人工打開(kāi)集裝箱門(mén)通過(guò)糧食自流卸出糧食。

圖8 移動(dòng)式液壓支撐臂卸糧圖

3.3 集裝箱翻轉(zhuǎn)機(jī)卸糧

集裝箱翻轉(zhuǎn)機(jī)是專(zhuān)用于集裝箱翻轉(zhuǎn)和裝卸的設(shè)備，適用于集裝箱卡車(chē)散糧裝卸箱作業(yè)，其結(jié)構(gòu)型式見(jiàn)2.2.3散糧集裝箱翻轉(zhuǎn)機(jī)裝糧部分介紹。本部分重點(diǎn)介紹散糧集裝箱翻轉(zhuǎn)機(jī)卸糧作業(yè)流程和特點(diǎn)。

集裝箱翻轉(zhuǎn)機(jī)用于卸糧作業(yè)時(shí)，要求固定安裝在卸糧坑上方。進(jìn)行卸糧作業(yè)時(shí)，散糧集裝箱卡車(chē)先駛?cè)敕D(zhuǎn)機(jī)卸糧作業(yè)工位，并打開(kāi)集裝箱與卡車(chē)的連接鎖具，然后通過(guò)操作翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓控制系統(tǒng)，使集裝箱吊具鎖緊散糧集裝箱，進(jìn)行散糧集裝箱的起降、翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)集裝箱的卸糧作業(yè)。散糧集裝箱翻轉(zhuǎn)機(jī)完成一個(gè)集裝箱卸糧作業(yè)的時(shí)間約30 min。

3.4 散糧集裝箱自卸車(chē)卸糧

散糧集裝箱自卸車(chē)是一種集裝箱專(zhuān)用運(yùn)輸車(chē)，具有底盤(pán)后翻功能，散糧集裝箱通過(guò)角件固定在自卸車(chē)上，當(dāng)進(jìn)行散糧集裝箱卸糧作業(yè)時(shí)，自卸車(chē)自動(dòng)后翻傾斜，散糧集裝箱門(mén)打開(kāi)后，糧食通過(guò)自流卸出。散糧集裝箱自卸車(chē)的最大翻轉(zhuǎn)角度為45°，見(jiàn)圖9。

圖9 散糧集裝箱自卸車(chē)卸糧圖

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外散糧集裝箱運(yùn)輸概況、裝卸糧作業(yè)方式的研究進(jìn)行總結(jié)，發(fā)現(xiàn)散糧集裝箱運(yùn)輸作為一種現(xiàn)代化糧食物流方式，正在我國(guó)乃至全球快速發(fā)展，散糧集裝箱裝卸糧作業(yè)方式正在朝著自動(dòng)化、方便、快捷、高效的方向發(fā)展。隨著全球物聯(lián)網(wǎng)、智能化、信息化技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)散糧集裝箱運(yùn)輸技術(shù)將會(huì)得到更快、更現(xiàn)代化的發(fā)展。