張明環(huán)，任守華，胡鵬程

（1.中糧工科茂盛裝備（河南）有限公司，河南 開封 475200；2.鄭州中糧科研設(shè)計(jì)院有限公司，河南 鄭州 450001）

1 管鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的發(fā)展歷程

在國(guó)外，管鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛，國(guó)內(nèi)從事管鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)制作的廠家最長(zhǎng)不超過(guò)10 年。國(guó)內(nèi)企業(yè)在管鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的研發(fā)和制造上與國(guó)外相比存在較大差距。國(guó)內(nèi)外的管鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)在大產(chǎn)量且長(zhǎng)距離輸送的情況下，廠家不能做到三維物料的輸送。鏈條式管鏈機(jī)適用于小產(chǎn)量、短距離輸送，可實(shí)現(xiàn)三維輸送。板鏈?zhǔn)焦苕湙C(jī)適用于大產(chǎn)量、長(zhǎng)距離輸送，只能實(shí)現(xiàn)二維輸送。經(jīng)過(guò)多方了解，管鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)可做成水平、垂直、傾斜等多種形式[1]。綜合考慮目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)平房倉(cāng)的長(zhǎng)度、倉(cāng)容利用率以及設(shè)備的產(chǎn)量情況，本文針對(duì)管鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)進(jìn)行研發(fā)。

2 管鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀

管鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)是一種可以連續(xù)輸送粉狀物料、小顆粒物料和小塊物料的輸送設(shè)備，其設(shè)備形式可以是水平的、垂直的、傾斜的或三維的。

由于平房倉(cāng)具有便于儲(chǔ)存和經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，一直是我國(guó)建倉(cāng)的主力倉(cāng)型，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展出了樓房倉(cāng)，降低了占地面積?，F(xiàn)有的平房倉(cāng)和樓房倉(cāng)在倉(cāng)儲(chǔ)項(xiàng)目中具有很高的占比。傳統(tǒng)的平房倉(cāng)進(jìn)出倉(cāng)作業(yè)主要由移動(dòng)式輸送機(jī)搭接，一次作業(yè)需要多次移動(dòng)設(shè)備，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，業(yè)主單位急需能夠連續(xù)進(jìn)出倉(cāng)的機(jī)械化設(shè)備，而現(xiàn)有的在淺圓倉(cāng)上使用的各種連續(xù)進(jìn)出倉(cāng)設(shè)備，如多出口刮板式輸送機(jī)、各種形式的多點(diǎn)卸料皮帶機(jī)等設(shè)備由于自重大、體積大，無(wú)法滿足平房倉(cāng)倉(cāng)頂受力要求。管鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)與現(xiàn)有多點(diǎn)卸料設(shè)備相比，自身重量輕，輸送過(guò)程全密閉，可沿空間線路進(jìn)行物料輸送[2]。由此本文提出了利用管鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)實(shí)現(xiàn)平房倉(cāng)機(jī)械化進(jìn)出倉(cāng)的思路。管鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)入倉(cāng)和傳統(tǒng)移動(dòng)設(shè)備入倉(cāng)的對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 管鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)入倉(cāng)和傳統(tǒng)移動(dòng)設(shè)備入倉(cāng)的對(duì)比表

3 管鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)針對(duì)性優(yōu)化設(shè)計(jì)

管鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)可用于平房倉(cāng)的散糧機(jī)械化進(jìn)出倉(cāng)，也適用于樓房倉(cāng)，一臺(tái)設(shè)備具有多點(diǎn)進(jìn)料以及多點(diǎn)出料的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)上層倉(cāng)的出倉(cāng)作業(yè)以及本層倉(cāng)的入倉(cāng)作業(yè)，工藝布置靈活，設(shè)備緊湊，安裝方便[3]。在新型管鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的設(shè)計(jì)中要滿足平房倉(cāng)或樓房倉(cāng)的穿倉(cāng)熱橋、設(shè)備殘留、增碎率以及氣密性要求。因此，本文針對(duì)使用要求進(jìn)行了多個(gè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

3.1 穿倉(cāng)熱橋問(wèn)題的優(yōu)化

多數(shù)項(xiàng)目的管鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的布置方式為平面環(huán)形布置，管道穿出墻壁構(gòu)成大回環(huán)。冬季及夏季倉(cāng)房的內(nèi)外溫差大，而管鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的管道材質(zhì)為碳鋼，熱導(dǎo)性好，因此容易產(chǎn)生熱橋現(xiàn)象。其優(yōu)化方案是在倉(cāng)外緊鄰穿出倉(cāng)壁1 000 mm 處將管鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的管道斷開，斷開接縫處采用高分子聚乙烯隔熱圈（圖1），并在兩側(cè)安裝橡膠密封墊，厚度比隔熱圈外圈略厚，然后用長(zhǎng)抱箍將斷開的管道抱緊連接（圖2），達(dá)到斷橋隔熱的目的。長(zhǎng)抱箍至倉(cāng)壁的管道采用保溫處理。此結(jié)構(gòu)優(yōu)化解決了管鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的穿倉(cāng)熱橋問(wèn)題。

圖1 熱橋結(jié)構(gòu)隔熱圈剖面圖

圖2 熱橋結(jié)構(gòu)優(yōu)化圖

3.2 氣密性問(wèn)題的優(yōu)化

在儲(chǔ)備庫(kù)使用的管鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)，倉(cāng)內(nèi)物料存儲(chǔ)周期較長(zhǎng)，需進(jìn)行熏蒸或氣調(diào)處理，因此倉(cāng)內(nèi)管道及進(jìn)出料口處的氣密性會(huì)直接影響熏蒸或氣調(diào)效果。其優(yōu)化方案見(jiàn)圖3。在所有管道連接處采用抱箍加橡膠密封墊或其他密封材料，保證在連接處不漏氣以及管道的同心性。在出料閥處，出料口與管道滿焊后打密封膠或聚氨酯膠，在出料口處增加一道氣密門，在需要熏蒸或氣調(diào)時(shí)關(guān)閉氣密門并壓緊把手，實(shí)現(xiàn)密閉處理。在進(jìn)料口處，進(jìn)料口與管道設(shè)計(jì)為滿焊連接，頂部與溜管連接處可配套氣密閘門密封。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，滿足《糧油儲(chǔ)藏 平房倉(cāng)氣密性要求》（GB/T 25229—2010）中的氣調(diào)倉(cāng)三級(jí)氣密性等級(jí)[4]。

圖3 進(jìn)料口氣密結(jié)構(gòu)優(yōu)化圖

3.3 設(shè)備殘留問(wèn)題的優(yōu)化

設(shè)備殘留主要存在于設(shè)備轉(zhuǎn)角處、鏈條鏈板上以及管道內(nèi)這3 個(gè)環(huán)節(jié)。其優(yōu)化方案如下。①設(shè)備轉(zhuǎn)角箱設(shè)置防積料裝置，主要結(jié)構(gòu)由中間高分子彎頭和兩側(cè)連接管組成，3 個(gè)組件通過(guò)法蘭連接，磨損后可以打開后側(cè)檢修門進(jìn)行更換，彎頭及連接管內(nèi)表面與刮板形狀完全貼合，糧食經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)角后全部被輸送走，避免了在轉(zhuǎn)角處的存料。轉(zhuǎn)角防積料結(jié)構(gòu)優(yōu)化見(jiàn)圖4。②在整個(gè)進(jìn)倉(cāng)作業(yè)最后一個(gè)出料口處，設(shè)置鏈條自動(dòng)清料裝置，主要結(jié)構(gòu)由鏈輪組件、增速機(jī)構(gòu)和螺旋清理刷組成。其中，鏈輪組件將鏈條運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力傳遞到增速機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)螺旋清理刷在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中和鏈條的同步，并將鏈條上的存料清理干凈。鏈條清掃結(jié)構(gòu)優(yōu)化見(jiàn)圖5。③針對(duì)管道內(nèi)的殘留，新設(shè)計(jì)了柔性清掃板，尺寸和管道內(nèi)徑相同。設(shè)備輸送完畢后再多運(yùn)轉(zhuǎn)幾圈，可以清理掉管道內(nèi)的大部分殘留，滿足用戶的使用要求。

圖4 轉(zhuǎn)角防積料結(jié)構(gòu)優(yōu)化圖

圖5 鏈條清掃結(jié)構(gòu)優(yōu)化圖

3.4 減小增碎率的優(yōu)化

管鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的鏈條設(shè)計(jì)在刮板中間位置，由刮板支撐在管道壁上而實(shí)現(xiàn)無(wú)導(dǎo)軌運(yùn)行，因此不會(huì)出現(xiàn)鏈條將物料碾碎的問(wèn)題，只有在多個(gè)出料口處糧食受到?jīng)_擊，將會(huì)存在物料破碎的可能。分析糧食在出料口的運(yùn)行情況，優(yōu)化出料口結(jié)構(gòu)為沿運(yùn)行方向?qū)⒊隽峡谑湛s為水滴形，減少糧食受到刮板與出口管側(cè)的剪切，降低管鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)輸送中的增碎率，同時(shí)保證糧食的完全卸出。優(yōu)化后的出料口制作完畢，在工廠搭建試驗(yàn)線進(jìn)行測(cè)試，測(cè)出原糧的增碎率平均值為1%[5]。出料口水滴形結(jié)構(gòu)優(yōu)化見(jiàn)圖6。

圖6 出料口水滴形結(jié)構(gòu)優(yōu)化圖

4 結(jié)語(yǔ)

糧食的溫度和水分含量會(huì)影響糧食的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。氣密性問(wèn)題對(duì)糧食熏蒸、糧食水分、糧食溫度、作業(yè)人員安全起著決定性作用；設(shè)備殘留、破碎率直接影響糧食的品質(zhì)及產(chǎn)量。經(jīng)過(guò)以上的優(yōu)化設(shè)計(jì)，管鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)在平房倉(cāng)儲(chǔ)糧性能方面有了極大的提升，保證了儲(chǔ)糧的安全及品質(zhì)。