侯少帥,劉平穩(wěn),陳傳波,張 晨,朱麗娜,桂九玲

無(wú)錫中糧工程科技有限公司 (無(wú)錫 214035)

斗式提升機(jī)是一類垂直輸送散料的設(shè)備,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,性能可靠,占地面積小,提升高度大且有著良好的密封性,在散糧輸送系統(tǒng)中廣為使用。隨著糧食倉(cāng)儲(chǔ)規(guī)模和接發(fā)產(chǎn)量的不斷擴(kuò)大,對(duì)提升機(jī)的要求也在不斷提高。在工藝設(shè)計(jì)時(shí),物料進(jìn)入提升機(jī)的方式對(duì)其性能有著較大的影響。根據(jù)進(jìn)料口方向,斗式提升機(jī)可分為側(cè)向和正向兩種進(jìn)料方式。

目前糧食系統(tǒng)斗式提升機(jī)的進(jìn)料方式主要采用正向進(jìn)料,然而受場(chǎng)地限制和系統(tǒng)配合等因素的影響,在設(shè)計(jì)中也會(huì)采用側(cè)向進(jìn)料的方式。為了使斗式提升機(jī)在工藝布置中更合理、性能更可靠,筆者此次就側(cè)向進(jìn)料方式在工藝設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題和設(shè)計(jì)思路進(jìn)行了探討。

1 斗式提升機(jī)進(jìn)料方式

對(duì)斗式提升機(jī)的進(jìn)料方式分析,其核心是對(duì)畚斗進(jìn)料狀態(tài)的梳理。斗式提升機(jī)的工作過(guò)程可分為畚斗裝料、提升和卸料這三個(gè)階段。畚斗在裝料過(guò)程中是否裝滿,直接影響提升機(jī)的輸送能力,同時(shí)也影響功率消耗[1]。裝料的工作質(zhì)量可以用裝滿系數(shù)的大小來(lái)衡量,影響充滿系數(shù)的主要因素為物料物理特性、機(jī)座進(jìn)料方式、提升帶帶速和畚斗結(jié)構(gòu)。物料的物理特性主要是其內(nèi)摩擦系數(shù),物料的內(nèi)摩擦系數(shù)越大,料堆的散落性越差,物料進(jìn)入畚斗時(shí)堆積的就會(huì)越多。

提升帶的帶速直接影響畚斗的接料時(shí)間和接料頻率。一般來(lái)說(shuō),斗式提升機(jī)的產(chǎn)量隨帶速的增加而逐步增加,但如果帶速過(guò)快,畚斗接料時(shí)間將會(huì)變短,裝滿系數(shù)將會(huì)快速下降。畚斗結(jié)構(gòu)主要是根據(jù)物料特性和設(shè)備產(chǎn)能而定。通常深型畚斗容積大,裝滿系數(shù)高,但是卸料較為困難;淺型畚斗容積小,裝滿系數(shù)低,但時(shí)卸料較為干凈。由于畚斗結(jié)構(gòu)、提升機(jī)帶速等參數(shù)均由設(shè)備廠家確定,在進(jìn)行工藝布局時(shí)則需要將重點(diǎn)放在機(jī)座的進(jìn)料方式上。

提升機(jī)進(jìn)料是一個(gè)系統(tǒng)性的工程,需要充分考慮到工藝流程和工藝布局。在工程應(yīng)用中,上一道工藝設(shè)備的出料溜管,與斗式提升機(jī)機(jī)座進(jìn)料口的位置關(guān)系,往往對(duì)斗式提升機(jī)的性能有著較大的影響。為了便于研究,可以按照溜管與斗式提升機(jī)機(jī)座進(jìn)料口的位置關(guān)系,將該系統(tǒng)的進(jìn)料方式分為以下兩種。

1.1 正向進(jìn)料

物料溜管與提升機(jī)進(jìn)料口在同一條中心線上,出料口溜管正對(duì)提升機(jī)進(jìn)料口(見(jiàn)圖1)。此時(shí),無(wú)論是畚斗在基座內(nèi)舀取物料,還是在上升過(guò)程中與物料直接迎面接取,此種接料方式可以保證畚斗左右受力均衡,接料順暢,裝滿系數(shù)相對(duì)較高,是最為常見(jiàn)的進(jìn)料方式。

圖1 正向進(jìn)料示意圖

1.2 側(cè)向進(jìn)料

物料溜管與提升機(jī)進(jìn)料口不在同一條中心線上,提升機(jī)偏心進(jìn)料(見(jiàn)圖2)。此時(shí),由于畚斗的背面固定在提升帶上,在斗內(nèi)物料不均衡的重力作用下,會(huì)對(duì)固定構(gòu)件產(chǎn)生一個(gè)力矩,使畚斗產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致撒料,甚至畚斗與機(jī)體外殼相碰,導(dǎo)致?lián)p壞畚斗。在實(shí)際運(yùn)行中,斗式提升機(jī)的其中一個(gè)畚斗損傷,必然造成其他畚斗接料壓力的增加,從而造成多臺(tái)畚斗過(guò)載運(yùn)行,最終影響產(chǎn)量甚至發(fā)生安全事故。本文將重點(diǎn)分析此種進(jìn)料方式存在的隱患和相應(yīng)的解決方案。

圖2 側(cè)向進(jìn)料示意圖

2 斗式提升機(jī)側(cè)向進(jìn)料存在的問(wèn)題

2.1 堵塞

受料斗自身結(jié)構(gòu)影響,側(cè)向進(jìn)料會(huì)使畚斗充滿系數(shù)降低,進(jìn)入機(jī)座的物料不能及時(shí)裝入畚斗提升并卸料,物料在提升機(jī)內(nèi)不斷集聚,從而降低輸送機(jī)產(chǎn)量,增加動(dòng)力消耗,加劇機(jī)殼和皮帶的磨損[2]。

2.2 料斗脫落

這種情況主要發(fā)生在多排畚斗的提升機(jī)上。由于提升機(jī)偏心進(jìn)料,將會(huì)導(dǎo)致兩側(cè)畚斗實(shí)際裝料不均衡,接近入料口處畚斗持續(xù)超負(fù)荷做功,升起時(shí)運(yùn)行阻力過(guò)大,料斗運(yùn)行不暢,從而產(chǎn)生料斗脫落。

2.3 皮帶跑偏

畚斗通過(guò)螺栓固定在皮帶上,由于畚斗裝料不均勻,造成皮帶兩側(cè)所受的拉伸力不同,長(zhǎng)期在受力不均的情況下運(yùn)行,容易產(chǎn)生皮帶跑偏甚至撕裂的現(xiàn)象。

3 斗式提升機(jī)側(cè)向進(jìn)料問(wèn)題的解決措施

3.1 增加緩沖裝置

在提升機(jī)進(jìn)料口正上方增加一套緩沖裝置。在現(xiàn)場(chǎng)條件允許的前提下,充分利用高度空間進(jìn)行設(shè)計(jì)。建議緩沖裝置截面長(zhǎng)度同提升機(jī)皮帶的帶寬、截面寬度可根據(jù)物料流量,按填充滿整個(gè)截面計(jì)算,高度1.5～2.0 m為宜。該緩沖裝置的主要作用是減小物料的下滑速度和慣性,穩(wěn)定物料的流量,可以使更多的物料均勻地集聚在進(jìn)料口的上方,從而削弱物料側(cè)向流動(dòng)的強(qiáng)度,避免側(cè)向堆糧、偏心進(jìn)料等情況的發(fā)生。通過(guò)該裝置可以緩沖斗式提升機(jī)進(jìn)料的流量,現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)再結(jié)合斗式提升機(jī)的帶速、畚斗結(jié)構(gòu)、裝料方式、物流的特性等諸多因素合理設(shè)計(jì)截面寬度,可充分保證進(jìn)料的穩(wěn)定。這樣可以使畚斗在提升的過(guò)程中減少振動(dòng),保證畚斗內(nèi)物料堆積的高度,防止物料散落。

3.2 增加勻料裝置

在進(jìn)料口之前增加一套勻料裝置。該裝置由:物料淌板、配重塊、勻料板等構(gòu)件組成(見(jiàn)圖3)。通過(guò)調(diào)節(jié)配重塊的數(shù)量以及分布,從而改變勻料板和物料淌板之間的距離。物料在慣性和配重塊重力的共同作用下,推動(dòng)勻料板,在斗式提升機(jī)的進(jìn)料口上方形成“料柱”,寬度方向上充滿整個(gè)淌板。避免由于斗式提升機(jī)在進(jìn)料過(guò)程中的均勻性不好、料層高低不勻,導(dǎo)致物料輸送量忽大忽小,波動(dòng)較大等情況的發(fā)生。防止物料在斗式提升機(jī)機(jī)座一側(cè)持續(xù)積累,反復(fù)滾動(dòng)堵塞后續(xù)物料,造成提升效率降低,從而影響前端喂料工藝和后方接收工藝。

3.3 設(shè)計(jì)可調(diào)式進(jìn)料斗導(dǎo)料板

對(duì)斗式提升機(jī)進(jìn)料口進(jìn)行改造,在斗式提升機(jī)進(jìn)料口內(nèi)左右兩側(cè)增加可調(diào)節(jié)高度的導(dǎo)料板(見(jiàn)圖4)。物料在進(jìn)入斗式提升機(jī)進(jìn)料斗時(shí),由于側(cè)向進(jìn)料,左右兩側(cè)的物料分別已具有不同的初速度和慣性,再經(jīng)進(jìn)料斗導(dǎo)料板作調(diào)節(jié),沿導(dǎo)料板斜度重新調(diào)整流動(dòng)方向,最終落入斗式提升機(jī)的畚斗中心。 通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓高度來(lái)改變進(jìn)料口處寬度方向的水平傾斜度。當(dāng)斗式提升機(jī)側(cè)向進(jìn)料時(shí),可以調(diào)節(jié)遠(yuǎn)處的螺栓,使該側(cè)導(dǎo)料板高度增加[3],角度變大,物料向近處滑動(dòng),使不同位置的料流速度在導(dǎo)料板上重新分布,并趨于相同。當(dāng)物料離開(kāi)導(dǎo)料板時(shí)可以盡可能地正面沖擊提升帶或畚斗板,并均勻落入畚斗。減少物料與畚斗側(cè)面的碰撞和沖擊,避免畚斗偏心裝料,增加畚斗的裝滿系數(shù)。

圖4 可調(diào)式進(jìn)料斗導(dǎo)料板示意圖

4 結(jié)束語(yǔ)

在工藝設(shè)備布置時(shí),要綜合考慮空間布局與設(shè)備性能等因素的影響。當(dāng)斗式提升機(jī)采用側(cè)向進(jìn)料的方式時(shí),應(yīng)做好預(yù)防措施,保證進(jìn)料口處物料流量穩(wěn)定、供料連續(xù);畚斗裝料均勻、運(yùn)行平穩(wěn);皮帶不受物料側(cè)向沖擊力影響沿中心持續(xù)運(yùn)行。以此來(lái)確保生產(chǎn)的連續(xù)安全,提高企業(yè)效益。