李維強

（上海海豐米業(yè)有限公司，江蘇 大豐 224153）

清糠倉內的物料在出料過程中， 有時會在出料口上方形成“料拱”， 即“結拱”或“架橋”。 料拱的形成是由于粉料之間的相互粘結或大塊物料在出料時偶然連結所致。料拱是特別有害的因素，它不但破壞了料倉工作的可靠性， 導致物料流動的中斷， 而且在破拱時物料塌下的瞬間還會對倉壁產生很大的壓力，從而影響物料卸出，破壞散裝機裝卸的連續(xù)性。

1 粉狀物料結拱因素

料倉中物料結拱有三個方面的因素： 一是料倉設計不合理，不適應物料本身的性質；二是料倉安裝位置所限，不適應物料性質；三是物料的存儲時間過長，在自重作用下固結，自行鎖死。

1.1 料倉設計不合理

一般料倉上部結構為方形或圓形，下部呈錐形（圓錐或者是變截面）。由于物料在自身重力、含水量、粒度分布、粘性、休止角和與倉壁之間的摩擦系數等性質的綜合影響下需要的錐面角度（半頂角）小于料倉設計的錐體角度（半頂角），以及料倉出口過小，從而導致了料倉中物料的結拱。可以說這種結拱是設計失誤所致。

1.2 料倉安裝位置所限

料倉作為整個生產系統中的一種設備， 其設計需要匹配整個生產系統的設計要求和運行經濟性等指標，料倉的安裝空間不會無限大，料倉的結構設計（半頂角、料斗大小和料斗形狀等）就會受到一定的限制， 從而在某種程度上增加了料倉結拱幾率。

1.3 物料的存儲時間過長

由于物料存在“自壓實”現象，物料的存儲時間過長，沒有及時清空，導致物料之間接觸更緊密，流動性變差，嚴重時甚至會形成“板結”自行鎖死。

2 物料的流動形式

物料的流動形式是料倉的流動性的外在體現。整體流和中心流作為這兩種流動形式分別代表了料倉的不同流動性。整體流是指物料整體往下移動，均勻的排隊流出卸料口，沒有任何死區(qū)。這是比較理想的料倉流動形式。 中心流是指物料靠近料倉壁基本上形成死區(qū)不參與流動， 只是料倉中間部位的物料往出料口方向移動，流出料倉，形成中心流，也有的將中心流稱之為“鼠洞”流，這種流動形式，降低了料倉的實際應用效果，生產效率低下。整體流是工藝實現過程中最理想的流動狀態(tài)。預防結拱，就需要采取一定措施使物料成整體流動狀態(tài)。

3 預防結拱

預防結拱需從三方面入手， 一是合理設計料倉的結構形式，二是選取合適的料倉材料，三是采取合適的料倉加工工藝。

3.1 結構形式

目前常見的料倉外形結構有圓筒、方形和矩形，在卸料截面積相同條件下， 形狀不同的料倉結構卸料能力也不同，因為方形倉在交接處容易形成死角，而圓形倉無此弊病，并且圓形倉利于物料卸出，故圓形倉比方形倉和矩形倉結構圓滑，死角較少，在同樣的面積下，圓形倉的流通性要好。料斗處盡量選用雙曲線形式。針對物料的特性和現場安裝空間。盡量加大出料口尺寸和選取合適的半頂角。 大型料倉要采用“減壓錐”，或采用多出口等措施，使物料順暢流出。 對易于固結的物料，在出料口上方設置擋板，使物料從擋板四周流向出料口， 這樣減輕了出料口處的物料壓力，減小了固結傾向，因此不易結拱。

3.2 材質

物料與倉壁的摩擦系數是影響物料流通性的眾多因素之一，所以在保證料倉強度的要求、物料對料倉材質要求和參考經濟性指標下， 盡量選用摩擦系數較小的材質。 改變料倉內壁的材料可以有效預防結拱，料倉的內壁表面材料越光滑，物料與料倉的摩擦力就會越小， 阻力也就越小， 物料就會越容易流動，從而一定程度上抑制結拱，因此，只要在滿足強度的前提下， 采用不銹鋼材質能降低倉內表面的摩擦系數，進而解決堵塞問題，降低物料與料倉內壁表面之間的滑動阻力，從而起到防拱作用。

3.3 科學的料倉加工工藝

在滿足設計工藝和加工工藝要求的前提下，料斗的傾角盡量大，出料口尺寸也可以適當增大，另外料斗出口的形狀最好設計為長方形， 因為長方形的出口比圓形出口不容易結拱，或者從某個角度出發(fā)，改進卸料裝置，這些都可以有效防止結拱，采用一定的結構形式，使物料出口處處于一定的負壓，從而使物料在自重的作用下順暢流出。

對于一些儲料容量比較大的料倉， 通常在料斗的中下部位置加改流體， 其作用就是改善料斗內物料的流動形態(tài)， 減輕物料在流出時對料倉出口的壓力，改流體可以是水平的擋板、垂直的擋板或傾斜的擋板， 水平的擋板在長時間使用時上方會形成一個物料堆，容易變質結塊。 為了防止這種情況發(fā)生，將擋板結構做成一個圓錐形，這就是常說的減壓錐。減壓錐下部會形成一個環(huán)形空間， 可以減少物料的壓力， 垂直和傾斜的擋板可以消除部分物料間的橫向壓力，物料被分成幾股料流分別流出，減小了它們間的摩擦力和剪切力，從而減少了結拱的可能性，使出口物料形態(tài)比較松散，有利于流出。

4 破拱方法

盡管在設計中采取了一定預防結拱措施， 但生產過程中還是會出現一定的結拱現象。 這就需要采用一定的破拱方案，使物料順暢流動。

破拱的原理是消除或削弱料拱線垂直面上的壓應力，減小物料之間，物料與倉壁之間的摩擦力。 常用的破拱方法有： 人工破拱、 機械振動法及其他措施。用機械的方式使料倉及倉內物料振動，可以有效地防止結拱。

4.1 人工破拱

當遇到起拱情況時，最傳統，最原始的破拱辦法是靠人工實現。 一般情況下在料倉卸料口的斜壁上預留若干個孔，一旦料倉起拱，即用工具插入倉內靠人工捅動，使物料拱卸落。 該方法簡單方便靈活，費用低，但破拱效果差，而且人工疏通費時費力，勞動強度大，效率低，易污染環(huán)境，不能實現自動破拱，并且在疏通物料后，可能會有大量的物料下沖，易產生泄漏、粉塵污染等，存在很大的安全問題。 人工破拱在一些小型工廠或試驗臺等非自動化系統中還有出現，隨著技術的進步，機械自動化程度的提高，各種新的破拱方法和破拱裝置應運而生。

4.2 機械破拱

在料倉中加入攪拌設施，使物料動起來。有垂直式和水平式。

垂直式是指將帶葉片的豎直軸放入倉中， 在電動機的作用下，葉片攪動著物料運動。水平式是指將帶攪拌器的水平軸放入倉中，在電動機的作用下，葉片攪動著物料運動。優(yōu)點是自動攪拌，使物料形成流動狀態(tài)，缺點是消耗一定能源，有一定盲區(qū)。

4.3 振動破拱

機械振動破拱法有兩種基本形式， 即振動倉壁和直接振動倉內的物料。 將振動器安裝在料倉錐體部分的倉壁上，對倉壁進行振動，達到防拱破拱及清倉的目的。常用的振動器類型有氣動式、電磁式和偏心旋轉式三種。 氣動活塞振動器是用錘頭振打倉壁的外表面。電磁振動器與其類似，兩者均垂直于倉壁產生振動。偏心旋轉振動器結構較為復雜，它是將高速旋轉的偏心塊產生的慣性力傳遞給倉壁使之產生振動。 與其他類型振動器相比，其振幅小、頻率高。

另一種破拱的方法是直接振動倉內物料。 這種設備叫做“倉底振動卸料器”。 振動卸料器不但能夠通過振動防拱破拱， 而且在一定范圍內可以通過改變工作參數來調節(jié)物料卸出量。 其振動頻率一般在25～50 Hz 之間。 需要注意的是，采用機械振動法破拱出倉時， 振動器最好與料倉閘門或給料機連鎖起來，使振動器只在閘門打開時才工作。如果振動器在閘門關閉時工作， 料倉下部的物料可能會因受振而變得更加密實，出倉更加困難。

5 結論

對于料倉的使用來說, 防止“結拱”是主要的、積極的；而破拱是消極的，是防“結拱”無效時所采取的必要補救措施。 如果我們能在倉型和卸料孔設計上，較好按防結拱要求去做，就能最大限度地防止或減少“結拱”現象?！敖Y拱” 現象產生的原因是極其復雜的，諸如物料含水率、物料的粒度、物料貯存時間、物料表面形狀、物料密實度、物料的內、外摩擦系數、料倉的材質等，均會對物料“結拱”產生影響。本文僅對“結拱”及破拱措施初步探討。 由于料倉結拱的問題比較突出，很多廠家都設計了一些破拱方案，甚至申請了專利。但是各有優(yōu)缺點，目前各個方案都有自己的適用場合和不利場所。 破拱仍需業(yè)內同行針對不同的物料和適用場合進行探索。