一種一體化散糧裝箱系統工藝設計

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廣州港新沙港務有限公司

1 引言

為落實國家運輸結構調整計劃,國內各沿海碼頭均在積極建設散改集系統,以便實現大宗散貨的鐵路運輸。目前的糧食散改集系統有筒倉皮帶系統出倉的散改集,抓斗卸船機或門座起重機經漏斗灌入集裝箱的散改集等工藝[1-2]。

廣東某港區是國內進口糧食接卸的主要碼頭之一,糧食存儲以多功能平房倉和筒倉為主。多功能平房倉內沒有皮帶輸送系統,擬建設一條以汽車供料為基礎,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。

2 工藝設計方案

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、斗式提升機、卸糧溜管、存料斗、氣動閘門、集裝箱翻箱機后裝入集裝箱內,工程配套相關除塵裝置。

集裝箱牽引車將集裝箱運送至翻箱機下,翻箱機抓起集裝箱后,牽引車駛離翻箱機;翻箱機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,經皮帶輸送機輸送至斗輪提升機底座,提升糧食至上部的存料斗中,經氣動閘門卸入集裝箱中;裝滿集裝箱后,牽引車行駛至翻箱機下,翻箱機將集裝箱放至牽引車,運出灌箱區,并經過附近的地中衡稱重計量。卸料自卸車運行路線及功能區總體布置見圖1。

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

灌箱區為雙工位設計,同時滿足2個集裝箱的灌箱要求。散改集系統設備安裝布置見圖2。

1.斗提機 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 7.溜槽 8.存料斗 9.氣動閘門 10.集裝箱11.集裝箱翻轉機圖2 散改集系統設備安裝布置圖

2.2 設備選型

2.2.1 地坑受料斗

受到碼頭結構影響,斗輪提升機地坑挖深不能超過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進行設計。自卸車的糧食載重量為15 t,卸車過程中物料輸送走50%,卸料結束后漏斗存料約7.5 t。糧食容重按照0.75 t/m3計算,受料斗的容積設計為10 m3。

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

1.支架 2.鉸座 3.左側翻板 4.右側翻板圖3 受料斗過車翻板

2.2.2 皮帶輸送機選型

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

2.2.3 斗輪提升機選型

斗輪提升機提升高度為22 m,流量同上游皮帶機的流量1 200 t/h。選用自清式斗輪提升機。傳統的斗輪提升機底座與畚斗取料點距離是固定的,一般在200～500 mm之間,在作業完畢后斗輪提升機底部會殘留大量糧食余料,需耗費人力物力清理。而自清式斗輪提升機的底座設計有可以上下活動的內膽,正常工作的狀況下,畚斗取料點與斗輪提升機內膽的距離是300 mm,可保證斗輪提升機取料效率。當作業結束時,系統控制底座內膽上升,可有效清理斗輪提升機底部的糧食積料。底部余料與普通斗輪提升機相比可降低94%以上,單次清理時間同比減少約25 min。

2.2.4 存料斗設計

單個標準集裝箱裝0.75 t/m3糧食的載重量為25 t,體積為33.3 m3。存料斗的設計容量為67 m3,滿足2個工位集裝箱灌箱物料供應的要求。在自卸車運輸來糧不及時的情況下,可保持灌箱區的作業不間斷,滿足連續灌箱要求。存料斗內布置料位傳感器及落料翻板,當一臺灌箱機停止工作時,糧食全部從溜管落入另一側的漏斗中,避免漏斗積料。

2.2.5 翻箱機

翻箱機設計為軌道式可移動翻箱機,適用于24 ft集裝箱。牽引車運輸集裝箱至翻箱機下方時,每一次集裝箱的位置都不能固定。為了保證翻箱機能準確地抓取集裝箱,需要翻箱機的吊具在水平2個方向平移。翻箱機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整,則由安裝在吊具上的2個液壓油缸控制。集裝箱吊起及翻轉動作由液壓驅動。采用軌道式短距移動翻箱機可有效減少牽引車停放位置對灌箱效率的影響。翻箱機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,標準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 除塵系統設計

在散改集系統中容易產生粉塵的部位設置密閉罩和除塵裝置,密閉為主,吸風為輔。對帶式輸送機輸送接口與斗式提升機連接處,及斗式提升機的卸料處,進行密閉處理并配置風網,避免粉塵外溢。為減少除塵設備的數量、降低投資,共用一套風網。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或斗式提升機。除塵器及風機按照處理風量20 000 m3/h選型使用。

3 結語

該糧食裝集裝箱工藝及其設備已投入使用16個月,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,比傳統工藝更加環保,沒有粉塵外溢。項目設計的過車翻板式抑塵受料斗、震箱裝置均可單獨或集成應用在散貨作業的各種場景中,適用性好。一體化散糧裝箱系統可提升作業效率、節省人力成本、改善作業環境,可在有散改集需求的港口、糧庫等物流企業推廣應用。