邵建文，吳茂林

（中交西安筑路機(jī)械有限公司，陜西 西安710200）

0 引言

瀝青攪拌設(shè)備粉料倉（筒）外形尺寸需符合《強(qiáng)制間歇式瀝青混合料攪拌設(shè)備》（JT/Y270-2002）規(guī)定：5.1.1.5各移動(dòng)單元的尺寸界限為：總高不大于4.5 m（包括運(yùn)輸車輛高度），總寬不大于3.5 m，總長不大于20 m.并依據(jù)《固體料倉》（NB/T 47003.2-2009）進(jìn)行設(shè)計(jì)校核。

瀝青攪拌設(shè)備通常使用的粉料有：回收粉、礦粉、消石灰、水泥等四種粉料[1]?；厥辗鄹叩燃?jí)公路禁止使用，一般鄉(xiāng)村道路段可以使用，提高經(jīng)濟(jì)性。常用粉料中消石灰粘結(jié)性最大，吸潮性強(qiáng)，易結(jié)拱；回收粉流動(dòng)性最好，吸潮性差[2]。粉料倉（筒）設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮粉料的流動(dòng)特性，為用戶根據(jù)配方更換不同種類粉料做準(zhǔn)備。比如，前期裝入礦粉，后期更換為消石灰。這就要求設(shè)計(jì)時(shí)考慮到粉料倉（筒）的適應(yīng)性，確保粉料整體流、順暢、足量卸出[3]。

1 粉料倉（筒）外形

瀝青攪拌設(shè)備粉料供給系統(tǒng)中常見粉料倉（筒）外形為：矩形、正方形、圓筒形[4-5]。其外形根據(jù)設(shè)備整體視角風(fēng)格搭配及與主樓設(shè)備整體外形、連接方式綜合考慮，無明確依據(jù)。

瀝青攪拌設(shè)備粉料倉（筒）常見布置形式為并列倉為方倉、高低倉為圓倉，見圖1、圖2、圖3。倉體外形尺寸根據(jù)（JT/Y270-2002）設(shè)計(jì)，并同時(shí)滿足公路運(yùn)輸要求。若為出口設(shè)備方案設(shè)計(jì)之初應(yīng)考慮海運(yùn)裝箱，粉料倉（筒）最好按集裝箱式外形設(shè)計(jì)，便于海運(yùn)。圓倉、方倉優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比見下表1。

表1 圓倉、方倉優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

圖1 矩形粉料倉

圖2 圓筒形粉料倉

圖3 方倉脹倉

2 容積確定

標(biāo)準(zhǔn)（JT/Y270-2002）中沒有規(guī)定粉料倉（筒）容積要求，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值及參考目前市場(chǎng)主流粉料罐車的容積設(shè)計(jì)。市場(chǎng)較常見粉料罐車容積40 m3，出口壓力0.2 MPa，因此單倉設(shè)計(jì)容積不小于40 m3為宜。

3 倉壁板材

粉料倉（筒）壁材料需有利于粉料滑落、不掛粉料、強(qiáng)度足夠、經(jīng)濟(jì)性好[6-10]。根據(jù)相關(guān)資料倉壁材料優(yōu)先采用：聚四氟乙烯＞不銹鋼＞鋁合金＞碳鋼，在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到用戶接受程度肯定首選碳鋼。在錐部可考慮全部采用不銹鋼或部分使用襯板使粉料順暢卸出。

粉料倉（筒）一般分：直段和錐段兩部分。其直段截面直徑或邊長決定其容量大?。诲F段影響粉料流動(dòng)狀態(tài)、難易程度和卸料速度。綜合考慮各方面因素結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，粉料倉直徑與重量及壁厚，經(jīng)驗(yàn)值推薦見表2。錐段錐角55°～60°度比較合適。考慮錐段卸料順暢，可增加助流裝置，如導(dǎo)流板、流化風(fēng)、振動(dòng)、促流等構(gòu)件，促使粉料無阻礙、均勻、順利卸料。

粉料倉（筒）壁厚：根據(jù)等強(qiáng)度原理，不同受力區(qū)段壁厚不同比較經(jīng)濟(jì)。但倉壁厚度種類過多給采購及材料的周轉(zhuǎn)率帶來麻煩。在實(shí)際使用中一般分為3個(gè)規(guī)格壁厚。中間段在下表此基礎(chǔ)上壁厚減小一個(gè)規(guī)格，最上段再減小一個(gè)規(guī)格。

表2 直徑與重量及錐段和直筒段最下面3 m的壁厚

4 常用四種粉料參數(shù)對(duì)比

下表為實(shí)際生產(chǎn)中用于粉料參數(shù)對(duì)比見表3。

表3 四種常用粉料參數(shù)對(duì)比見

（1）流動(dòng)性差，完全依靠重力下料困難，必須增加助流裝置防止結(jié)拱、架橋。

（2）流動(dòng)性一般，依靠重力可有效下粉，偶爾出現(xiàn)架橋、結(jié)拱。設(shè)置助流裝置可以順利下粉。

（3）流動(dòng)性很好，僅依靠重力可順利下粉，不架橋、不結(jié)拱。

5 設(shè)計(jì)實(shí)例

例，某用戶非標(biāo)要求增加一粉料倉，用于儲(chǔ)存礦粉。參數(shù)要求：容積為80 t；粉料倉（筒）高架；目前裝入礦粉后期有可能裝入消石灰或水泥。要求卸料速度不小于60 t/h。

根據(jù)以上參數(shù)分析，從經(jīng)濟(jì)性、制作周期及難易程度綜合考慮，粉料倉設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

（1）選擇外形為圓形，直徑為φ3 000 mm；

（2）整體流錐段最大半頂角選擇：

式中：α為料斗半頂角，φ為壁面摩擦角，δ為粉體物料的有效內(nèi)摩擦角，單位均為度。

四種常見粉料參數(shù)代入公式（1）得：消石灰δ=32.4°；水泥δ=30.8°；礦粉δ=30.9°；回收粉α=36.4°。取值時(shí)理論半頂角一般增加3°～5°，考慮通用性取半頂角為δ=30°。

（3）卸料出口尺寸。考慮卸料出口產(chǎn)量要求，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式選擇出口尺寸為φ300 mm，保證卸料流量。

（4）粉料倉（筒）其它參數(shù)。粉料倉（筒）具備（JT/Y270-2002）其中5.10規(guī)定之外，還具備其它功能：（a）高料位自動(dòng)斷粉、報(bào)警；（b）粉料疏松裝置；（c）分料裝置；（d）整體流；（e）錐部增加襯板。

（5）經(jīng)過強(qiáng)度及穩(wěn)定性校核后，提供了兩種設(shè)計(jì)方案。圖4為底架為圓筒，圖5底架為四肢格構(gòu)式柱結(jié)構(gòu)，圖6為錐部剖視圖。

根據(jù)以上分析實(shí)際生產(chǎn)用圖4制作。

圖4 底架為圓筒結(jié)構(gòu)

圖5 底架為四肢格構(gòu)式柱結(jié)構(gòu)

圖6 錐體內(nèi)部剖視圖

6 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

粉料倉（筒）設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮粉料結(jié)拱、整體流。產(chǎn)生結(jié)拱的原因是粉料與粉料之間的摩擦力以及粉料與倉壁之間的摩擦力大于粉料的重力，使粉料無法下落從而產(chǎn)生結(jié)拱。雖結(jié)拱問題的解決方法各不相同，但其原理均是通過打破粉料的摩擦力與重力之間的平衡來實(shí)現(xiàn)破拱。除此之外還需考慮以下問題。

（1）水泥等易吸潮、凝固粉料，需進(jìn)行防潮，防結(jié)塊，以及避免打粉通道堵塞。

（2）上粉管道需增加高料位報(bào)警系統(tǒng)，防止粉料倉（筒）打爆。

（3）支腿和倉體的連接：（a）直接與倉體焊接；（b）與倉體上的支腿螺栓連接。四肢格構(gòu)式柱結(jié)構(gòu)必須確保支腿中心軸線與倉體外圓對(duì)齊，支腿與倉體的焊接體中必須有一部分在筒體直段，并且確保在筒體直段上的焊縫，能夠獨(dú)立承擔(dān)連接處的全部壓力，以保證支撐處的局部穩(wěn)定性。

（4）直筒段接縫處必須有加強(qiáng)箍，可在外也可在內(nèi)。筒體接縫處加強(qiáng)槽鋼不低于φ6 mm，角鋼不小于L63 mm×63 mm×6 mm。加強(qiáng)箍在倉外焊接時(shí)，上部連續(xù)焊下部分段焊。

（5）錐段整體流的最大半頂角通過公式（1）計(jì)算，否則物料不能完全卸出。

（6）粉料結(jié)拱類型及措施見表4。

表4 結(jié)拱類型、措施及效果

7 結(jié)束語

本文就瀝青攪拌設(shè)備粉料倉（筒）設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)介紹并結(jié)合實(shí)例進(jìn)行說明。隨著技術(shù)進(jìn)步，瀝青攪拌設(shè)備不斷從模塊化、集成化向環(huán)保化、智能化、信息化方向發(fā)展，這對(duì)粉料倉的設(shè)計(jì)提出了更高的要求，粉料倉設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮增加環(huán)保除塵措施，粉料量計(jì)量統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，防爆安全系統(tǒng)等，進(jìn)一步提高瀝青攪拌設(shè)備環(huán)?；?、信息化、安全化水平。