何江龍，韋新成

（中國(guó)重汽集團(tuán)柳州運(yùn)力專用汽車有限公司，廣西柳州545112）

淺析粉罐車罐體結(jié)構(gòu)與容積、剩余率關(guān)系

何江龍，韋新成

（中國(guó)重汽集團(tuán)柳州運(yùn)力專用汽車有限公司，廣西柳州545112）

通過對(duì)粉罐車罐筒拼罐結(jié)構(gòu)、罐體內(nèi)部流化床結(jié)構(gòu)的淺析，找出粉罐車罐體容積和卸料剩余率受罐體結(jié)構(gòu)的影響因素。

罐體結(jié)構(gòu)；流化床；罐體容積；剩余率

在國(guó)家環(huán)保節(jié)能等政策的引導(dǎo)下，國(guó)家快速的城市化建設(shè)也向環(huán)保節(jié)能的建設(shè)模式靠攏，其中在城市化建設(shè)的過程中粉罐車（全稱：粉粒物料運(yùn)輸車）扮演著重要的角色。因此，能夠提高運(yùn)輸效率、環(huán)保節(jié)能的輕量粉罐（全稱：粉粒物料運(yùn)輸罐）受到了市場(chǎng)的追捧。

輕量化的粉粒物料運(yùn)輸罐通過對(duì)罐體的拼罐結(jié)構(gòu)、罐體內(nèi)部流化床的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)罐體減輕自重的同時(shí)，增加罐體的有效容積，控制粉粒物料運(yùn)輸罐的卸料剩余率。本文就粉粒物料運(yùn)輸罐罐體的容積、剩余率與罐體結(jié)構(gòu)關(guān)系進(jìn)行淺析。

1 粉粒物料運(yùn)輸罐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與容積、剩余率關(guān)系分析

粉粒物料運(yùn)輸罐的拼罐結(jié)構(gòu)、罐內(nèi)的流化床形式構(gòu)成了不同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的罐體，粉罐汽車罐體結(jié)構(gòu)種類很多，變化很大[1]，在罐體拼接結(jié)構(gòu)上，常見的有直筒結(jié)構(gòu)的罐體（圖1）及V型結(jié)構(gòu)的罐體（圖2）。

圖1 直筒結(jié)構(gòu)罐體

圖2 V型結(jié)構(gòu)罐體

對(duì)于直筒罐，罐體容積的大小主要受限于罐體封頭的大小及直筒罐的直筒長(zhǎng)度，其罐體內(nèi)部所布置的側(cè)滑料板及帆布結(jié)構(gòu)的流化床與罐體之間形成氣室占用較大一部分的空間，導(dǎo)致罐體的有效裝載容積利用率不高[1]。但該結(jié)構(gòu)的罐體有著卸料剩余率較低的優(yōu)勢(shì)。

對(duì)于V型結(jié)構(gòu)的罐體，在罐體長(zhǎng)度，封頭大小，外形尺寸都相同的前提下，可構(gòu)建形成以下三種結(jié)構(gòu)罐體：（1）單筒對(duì)接結(jié)構(gòu)V型罐（圖3）；（2）兩筒對(duì)接結(jié)構(gòu)V型罐（圖4）；（3）兩筒對(duì)接錐形結(jié)構(gòu)V型罐（圖5），其優(yōu)缺點(diǎn)如下：

圖3 單筒對(duì)接V型罐

圖4 兩筒對(duì)接V型罐

圖5 兩筒對(duì)接錐形結(jié)構(gòu)V型罐

（1）單筒對(duì)接結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)為制作簡(jiǎn)單、角度大余料少，整體外觀協(xié)調(diào)美觀，缺點(diǎn)為罐體有效容積小。

（2）兩筒對(duì)接結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)為罐體有效容積較大，缺點(diǎn)為罐體采用兩筒拼接結(jié)構(gòu)，需多一道拼接罐體工序，整車角度小余料多，外觀不夠協(xié)調(diào)。

（3）兩筒對(duì)接錐形結(jié)構(gòu)比兩筒對(duì)接結(jié)構(gòu)更為極端，優(yōu)點(diǎn)罐體有效容積很大，缺點(diǎn)為加工困難、整車角度小夾角位置有可能出現(xiàn)積料情況余料多，外觀不協(xié)調(diào)。相對(duì)于直筒罐，V型罐的罐體裝載容積利用率較高。

以下針對(duì)含側(cè)滑料板帆布流化床結(jié)構(gòu)直筒罐、含側(cè)滑料板氣帶式流化床結(jié)構(gòu)V型罐、全氣帶流化床結(jié)構(gòu)V型罐三種罐體進(jìn)行對(duì)比，分析罐體的容積、卸料剩余率受罐體的結(jié)構(gòu)影響。

1.1 含側(cè)滑料板帆布流化床結(jié)構(gòu)直筒罐

含側(cè)滑料板帆布流化床結(jié)構(gòu)直筒罐如圖6所示。罐體拼接為直筒結(jié)構(gòu)，罐體的底部較平、靠近底部的罐壁弧度較小，為了有效降低卸料過程中罐底積料、降低卸料剩余率，因此該結(jié)構(gòu)的罐體需借助較多側(cè)滑料板、封頭滑料板及隔倉(cāng)滑料板。該結(jié)構(gòu)罐體的優(yōu)點(diǎn)：（1）罐體的側(cè)面都安裝有側(cè)滑料板，通過設(shè)計(jì)控制側(cè)滑料板的傾角α，實(shí)現(xiàn)卸料過程中粉粒物料在流化狀態(tài)下可以快速流動(dòng)到達(dá)卸料吸嘴區(qū)域，實(shí)現(xiàn)快速卸料并降低卸料剩余率。（2）帆布流化床結(jié)構(gòu)的透氣多孔板的設(shè)計(jì)安裝傾角β可控，相對(duì)于氣帶式流化床對(duì)罐體底部的傾角依賴較大的情況有著明顯的優(yōu)勢(shì)，由此可設(shè)計(jì)控制流化床β角實(shí)現(xiàn)降低卸料剩余率的目的。該結(jié)構(gòu)罐體的缺點(diǎn)：（1）罐體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有較多的側(cè)滑料板，側(cè)滑料板與罐體形成的氣室占據(jù)罐體的有效使用容積，導(dǎo)致整個(gè)直筒粉粒物料運(yùn)輸罐的有效裝載容積不大，空間利用率不高。（2）罐體的自重較重，整車整備質(zhì)量較大，整車在使用過程中會(huì)增加油耗，增加運(yùn)輸成本，運(yùn)輸效率不高。（3）罐體內(nèi)部側(cè)滑料板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造、維修成本高難度大。

圖6 側(cè)滑料板帆布流化床結(jié)構(gòu)直筒罐

1.2 含側(cè)滑料板氣帶式流化床結(jié)構(gòu)V型罐

含側(cè)滑料板氣帶式流化床V型罐如圖7所示。罐體內(nèi)部?jī)蓚?cè)存在由側(cè)滑料板組成的氣室，氣帶流化床緊貼罐底內(nèi)部鋪設(shè)在兩側(cè)側(cè)滑料板之間，卸料時(shí)壓縮空氣進(jìn)入氣室再通過封頭氣室上的各氣帶連接管進(jìn)入氣帶流化床，罐體壓力達(dá)到卸料壓力時(shí)，開啟卸料閥門，流體便在罐體內(nèi)外壓差的作用下經(jīng)吸嘴管道卸入固定容器中，從而達(dá)到快速卸料的目的。

圖7 側(cè)滑料板氣帶式流化床V型罐

該結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：（1）側(cè)滑料板與罐體之間夾角較大，粉粒物料流化角度大，罐體側(cè)面不積料，卸料干凈，剩余率低。（2）氣帶流化床相對(duì)于帆布流化床可有效的減輕自重。該結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)：（1）罐體內(nèi)部有側(cè)滑料板增加整車重量。（2）罐體內(nèi)部側(cè)滑料板占用罐體有效容積，整車有效容積小。（3）流化床角度對(duì)罐體的V型結(jié)構(gòu)的角度依賴性較大，罐體V型角度過大會(huì)提高整車的重心。

1.3 全氣帶流化床結(jié)構(gòu)V型罐

全氣帶流化床結(jié)構(gòu)V型罐如圖8所示。罐體內(nèi)部無(wú)側(cè)滑料板，通過增加緊貼罐體底部安裝的氣帶流化床的氣帶數(shù)量來實(shí)現(xiàn)降低卸料余量的目的。增加氣帶鋪設(shè)罐底的覆蓋面，使流化床覆蓋到罐體側(cè)面弧度較小的罐體內(nèi)壁，通過流化床的工作輔助卸料過程中形成流化狀態(tài)的粉粒流動(dòng)，有效解決罐體底部側(cè)面積料的問題。該結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：（1）無(wú)側(cè)滑料板結(jié)構(gòu)整車重量輕，該結(jié)構(gòu)是現(xiàn)在輕量化車型主流結(jié)構(gòu)。（2）無(wú)側(cè)滑料板組成的氣室，不占用罐體空間，有效容積大。（3）無(wú)側(cè)滑料板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作、生產(chǎn)、維修成本低。該結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)：（1）氣帶流化床的傾角主要靠罐體之間的V型夾角控制，罐體角度大會(huì)加大整車高度，提高整車重心。（2）橫向角度主要靠罐體底部圓弧大小及氣袋數(shù)量控制，罐體兩側(cè)的流化角度小，卸料剩余率較有側(cè)滑料板結(jié)構(gòu)的罐體大。

圖8 全氣帶流化床結(jié)構(gòu)V型罐

2 結(jié)束語(yǔ)

通過上述對(duì)粉粒物料運(yùn)輸罐的分析，粉粒物料運(yùn)輸罐可實(shí)現(xiàn)多種結(jié)構(gòu)多形式化的設(shè)計(jì)，由此可以根據(jù)不同階段的市場(chǎng)需求及不同用戶群對(duì)于粉粒物料運(yùn)輸罐的性能指標(biāo)要求做出不同的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，迎合市場(chǎng)的多樣化需求。同時(shí)根據(jù)粉粒物料運(yùn)輸罐的使用環(huán)境做出設(shè)計(jì)選擇，實(shí)現(xiàn)粉粒物料運(yùn)輸過程的高效、節(jié)能、環(huán)保模式。

[1]徐達(dá)，叢錫堂.專用汽車構(gòu)造與設(shè)計(jì)[M].北京：人民交通出版社，2010:131-135.

Analysis of Powder Tank Car Body Structure and Volume，Residual Rate

HE Jiang-long，WEI Xing-cheng
（SINOTRUK Liuzhou Yunli Special Vehicle Co.，Ltd.，Liuzhou Guangxi 545112，China）

In this paper，the influent factors of the powder tank volume and the unload residual rate by tank structure will be found through analyses the structure of the silt materials transport tank body and the structure of the air fluidized bed inside the tank.

tank structure；air fluidized bed；tank volume；residual rate

T H715

A

1672-545X（2016）09-0140-03

2016-06-02

何江龍（1988-），男，四川眉山人，本科，主要研究方向：專用汽車；韋新成（1990-），男，廣西河池人，本科，主要研究方向：專用汽車。