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（山東黃金礦業(yè)（萊州）有限公司焦家金礦）

焦家金礦建材公司作為一家井下充填膠凝材料生產(chǎn)企業(yè)，多年來(lái)在原料和成品的倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中，因天氣、粉料濕度及特性經(jīng)常發(fā)生倉(cāng)內(nèi)結(jié)穹和倉(cāng)壁黏附現(xiàn)象。雖然在設(shè)計(jì)安裝之初，為防止此類(lèi)情況和保障下料均勻，安裝有高壓空氣噴嘴，但由于高壓空氣中含水汽，易與粉料發(fā)生凝結(jié)，且噴嘴停吹后有回料現(xiàn)象，粉料進(jìn)入噴嘴硬結(jié)造成堵塞，很快失效。同時(shí)，倉(cāng)內(nèi)更換噴嘴耗時(shí)耗力，且操作困難，存在一定的危險(xiǎn)性，給均勻下料造成不良影響。實(shí)際生產(chǎn)中，噴嘴噴吹面積較小，需布置足夠數(shù)量的噴嘴才能達(dá)到一定的效果，安裝和維護(hù)成本較高。因此，需設(shè)計(jì)制造一種更加高效實(shí)用的均化裝置。

研制板式均化裝置是基于氣力鼓動(dòng)粉料形成具有一定流動(dòng)性的流體狀態(tài)，既可以破除倉(cāng)內(nèi)粉料成穹、倉(cāng)壁黏料，又能使氣體與粉料混合增加流動(dòng)，便于下料和輸送。在實(shí)際操作中，用空氣斜槽進(jìn)行氣力鼓動(dòng)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)均化效果良好，通過(guò)板式均化裝置的研制，制作一種新式的均化板，替代噴嘴式均化裝置，優(yōu)化倉(cāng)內(nèi)均化性能，延長(zhǎng)使用壽命，降低維護(hù)成本。為此，進(jìn)行一種全新的板式均化裝置研究。

1 均化板的研究與設(shè)計(jì)

1.1 研制原理

粉料倉(cāng)中的粉料由于自身重力、黏結(jié)性、濕度等因素，會(huì)在倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中產(chǎn)生結(jié)塊和黏附［1］，對(duì)下料產(chǎn)生負(fù)面影響，而利用壓縮空氣可對(duì)粉料產(chǎn)生沖擊并形成一種氣體與粉體的混合體，出現(xiàn)一種液態(tài)化的效果。均化板利用透氣布將壓縮空氣導(dǎo)入進(jìn)料倉(cāng)底部，壓縮空氣經(jīng)透氣布沖入料倉(cāng)粉料中，利用壓縮空氣的沖力破除倉(cāng)內(nèi)料的穹拱和鼓動(dòng)粉料，達(dá)到均化的目的。

透氣布具有良好的透氣性，做成板狀均化板可以以面狀提供均化氣體，使進(jìn)氣量更加豐富。同時(shí)，透氣布出氣點(diǎn)多以及自身的柔性特征，具有自?xún)艋Ч?，不易堵塞，較噴嘴式均化裝置具有明顯的優(yōu)勢(shì)。據(jù)以上原理，設(shè)計(jì)一種以透氣布為出氣材料的均化裝置，因透氣布以平面形式安裝在基體上，稱(chēng)其為均化板，在均化板的氣腔部接入進(jìn)氣管，進(jìn)氣由電氣控制閥和PLC控制系統(tǒng)控制，壓縮空氣按設(shè)定進(jìn)入均化板經(jīng)透氣布噴向粉料，實(shí)現(xiàn)破拱和均化工作。

1.2 材料選用

改進(jìn)料倉(cāng)均化效果，需在以下方面進(jìn)行改進(jìn)：①有盡可能大的出氣面積；②不易堵死；③結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單；④牢固耐用；⑤安裝方便。顯然，噴嘴無(wú)法克服以上缺點(diǎn)，透氣布的特性可彌補(bǔ)以上不足。

料倉(cāng)中的粉料在生產(chǎn)中存在一定的余溫，透氣布的選用應(yīng)具有一定的耐熱性，故選用的透氣布應(yīng)耐瞬間溫度達(dá)200℃，恒溫約180℃。新型透氣布采用優(yōu)質(zhì)棉紗和耐熱、耐腐蝕的化學(xué)合成纖維在專(zhuān)用設(shè)備上按特定要求紡織而成（圖1）。新型透氣布主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

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由表1可知，新型透氣布的技術(shù)性能和產(chǎn)品質(zhì)量均已達(dá)國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品先進(jìn)水平。該類(lèi)透氣布具有布紋清晰、不易變形、面料平整、尺寸穩(wěn)定、透氣性好、氣流均勻、耐磨、耐腐蝕、耐高溫、不吸濕、不返灰等特點(diǎn)，且耗能少、壽命長(zhǎng)、維修量少、成本低等。

1.3 透氣度測(cè)試及要求

在透氣布使用前進(jìn)行透氣性測(cè)試，在透氣布兩面規(guī)定的壓力差下，流過(guò)透氣布單位面積的空氣體積與時(shí)間的比值作為衡量透氣布透氣性的指標(biāo)。透氣布的透氣性測(cè)試［2］通常采用正壓差法，采用GELLOWEN透氣性測(cè)試儀，按GB/T5453進(jìn)行透氣測(cè)試。

首先將試樣平整地夾持在圓臺(tái)上，啟動(dòng)吸風(fēng)機(jī)并調(diào)節(jié)流量，調(diào)整壓力達(dá)到規(guī)定數(shù)值，測(cè)得氣流流量，在同樣的測(cè)試條件下，對(duì)于同一個(gè)透氣布的不同部位進(jìn)行重復(fù)測(cè)定不低于10次，計(jì)算測(cè)定值的算術(shù)平均值qv和變異系數(shù)。按下式計(jì)算透氣率

式中，qv為平均氣流量，dm3/min；A為試驗(yàn)面積，cm2；167為由dm3/min×cm2換算成mm/s的換算系數(shù)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)得出試驗(yàn)結(jié)果。由于對(duì)于透氣度要求不是絕對(duì)的，實(shí)際應(yīng)用中廠家供應(yīng)的用于空氣斜槽、罐車(chē)上的此類(lèi)透氣布均能達(dá)到使用要求，可直接使用。

2 制作方法與安裝

2.1 均化板的制作

均化板采用Q235鐵板制作箱形基體，鐵板厚度一般在2 mm以上，均化板的整體厚度不超過(guò)5 cm，以確保均化板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和承受風(fēng)壓能力。在實(shí)際制作過(guò)程中，可直接采用空氣斜槽成品下體氣腔部分，根據(jù)需要可截取1.0，1.5，1.8，2.0 m不等長(zhǎng)度，對(duì)兩端進(jìn)行封閉，把透氣布用2 mm厚的條形扁鐵通過(guò)螺栓壓實(shí)到板體上，確保不漏風(fēng)泄氣，裁剪透氣布的尺寸應(yīng)稍大于均化板承壓面的大小，留出一定的余量，防止脫落，并根據(jù)需要制成不同規(guī)格的均化板［3］（圖2）。

均化板的寬度應(yīng)盡可能地保持在30 cm以?xún)?nèi)，保持透氣布的張緊度，防止粉料擠壓變形，如果尺寸較大，需在透氣布下加裝支撐鋼柵網(wǎng)。

2.2 均化板的安裝

把制作好的均化板固定到料倉(cāng)錐形底部和向上一部分直筒部分，水泥料倉(cāng)應(yīng)提前設(shè)置好安裝點(diǎn)，鋼倉(cāng)可直接焊接到倉(cāng)壁上，按一定間距進(jìn)行環(huán)形排列，1排達(dá)不到要求可安裝2排或3排，噴吹均化氣體管路從倉(cāng)體下部進(jìn)入料倉(cāng)后分別連接到各均化板上，確保通風(fēng)順暢。安裝時(shí)應(yīng)盡可能地把均化板貼近料倉(cāng)壁，這樣可以防止其存料，減少下料阻擋。

3 實(shí)際應(yīng)用與效果

3.1 應(yīng)用與改進(jìn)

（1）更換均化板后，對(duì)相應(yīng)的進(jìn)氣管路和控制系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)安裝，在底部安裝了用透氣布制作的氣床，從最底部通入高壓氣體，消除沉積死角。整體安裝結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3，用電控開(kāi)關(guān)和控制電路［4］進(jìn)行通氣次序控制，均化作業(yè)時(shí)只要按下電控按鈕即可（圖3）。

（2）電動(dòng)控制裝置控制各電動(dòng)閥門(mén)［5］開(kāi)啟，在日常配料和放料時(shí)，均化裝置電動(dòng)閥門(mén)打開(kāi)進(jìn)風(fēng)，鼓動(dòng)倉(cāng)內(nèi)粉料進(jìn)行混合，加入脈沖控制儀，每隔5 min供時(shí)5 min的壓縮空氣。料倉(cāng)放料裝車(chē)時(shí)，均化和噴吹電動(dòng)閥門(mén)［4］打開(kāi)，在倉(cāng)內(nèi)粉料和壓縮空氣的共同作用下，從放料管涌入罐車(chē)，放料完成后自動(dòng)關(guān)閉。

3.2 作用與效果

新型均化板的出氣部分為透氣布的布紋孔，因比較細(xì)膩，具有一定的過(guò)濾作用，可防止粉料進(jìn)入均化板內(nèi)。同時(shí)，由于透氣布具有彈性，在氣體的鼓脹作用下，能夠抖落吸附在上面的粉料，因?yàn)橥笟獠际腔w制品，不會(huì)發(fā)生銹蝕等化學(xué)反應(yīng)，因而不易出現(xiàn)堵死現(xiàn)象。由于透氣布的堅(jiān)韌特性更加耐用，經(jīng)改造使用2 a以來(lái)，未進(jìn)行更換維護(hù)，使用效果良好。

3.3 注意事項(xiàng)

均化板在倉(cāng)內(nèi)安裝注意事項(xiàng)：①支撐應(yīng)牢固，防止上層料塌落造成沖擊脫落；②間隔距離應(yīng)適中，盡量減少均化盲區(qū)；③均化板數(shù)量較多，進(jìn)氣管要相應(yīng)加粗或增加供氣管路；④選用優(yōu)質(zhì)耐高溫透氣布，防止因高溫熔化造成強(qiáng)度下降而損壞［6-9］。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）均化板均化裝置是對(duì)噴嘴式均化裝置的全新改進(jìn)，有效地克服了原有噴嘴均化裝置存在的弊端，把點(diǎn)狀均化改成面狀均化，在使用性能、壽命、維護(hù)上均取得了較大的改進(jìn)和提升。

（2）將原有手動(dòng)供風(fēng)控制改進(jìn)為PLC電控，提高了自動(dòng)化水平，減少了人工作業(yè)量，優(yōu)化了出料噴吹模式，提升了出料效率。均化板在料倉(cāng)中的應(yīng)用，突破了常規(guī)思維模式，從新的角度對(duì)工藝進(jìn)行了全新解讀，引入了不同的解決方案，取得較好的應(yīng)用效果。