散粮筒仓降碎装置的开发
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摘 要：破碎率一直是衡量粮食等级的一个重要标准，同时破碎的粮食也不易储存和买卖。粮食的破碎分为两种，一种是输送设备造成的粮食破碎。另一种是粮食进仓造成的破碎。粮食中转筒仓就存在着粮食进仓后的破碎现象，由于粮食经输送设备卸料后从高处落下，所以粮食很容易破碎，给储存带来了不便，造成了损失。
当前针对散装粮食筒仓的粮食防破碎要求，通常采用溜槽折返导引方式，通过粮食在溜槽中沿仓壁反复的折返流至仓底，解决原筒仓粮食从高处直接落入仓造成的粮食破碎问题。
据试验考证，散粮自高空降落产生破碎的极限高度约为6m，因此，本文针对这一点防破碎要求，在折返式溜槽型式的基础上，研究开发了两种防破碎装置：一种是新型吊斗式，一种是改进型折返溜槽式。
关键词：粮食防破碎；新型吊斗式；改进型折返溜槽式
1 基本原理
1.1 吊斗式降碎装置
结构见图1，主要由以下部分组成：
降碎斗自上而下分为一级、二级、三级、四级，每级斗内均设有折返挡板，前三级为2组折返挡板，第四级为3组折返挡板，每级降碎斗间距为6米左右，第一级固定于吊梁上，其余三级通过吊链相连，并通过钢丝绳、滑轮组由力矩绞车牵拉，可做上下升降运动。
力矩绞车固定于仓外地面上，它的拉力应能预先设定，当荷载超过设定拉力时，绞车卷筒放绳，钢丝绳将随荷载移动，当荷载小于设定拉力时，卷筒即收绳。
滑轮组共分为6组，其中4组安装在吊梁桁架上，为主要受力组件，2组安装于舱壁顶端，主要起钢丝绳导向作用。
固定溜管上端与入料皮带机溜管相接，下端出口在一级降碎斗之上，出口附近两侧溜管壁开有辅助出料口。
护架罩在仓中心的出料口上，固定于仓内地面，主要作用是防止降碎斗下降时落入中心出料口内将其堵住。
工作过程：
进料开始前，设为空仓，各级降碎斗处于图1所示状态，力矩绞车拉力设为3个降碎斗和吊链自重、3倍料流冲击力及适当富裕量之和。
进料时，料流通过固定溜管流入一级斗中，由于料流此时为竖向落体运动，故不会从辅助出料口中流出。在一级斗中经过2次折返减速后，从斗下溜管自由降落6米左右，落入二级斗中，在二级斗中经过2次折返减速后又落入三级斗中，如此反复，经过4个降碎斗减速后，料流落到仓底。此后，随着料堆不断增高，四级斗的出口将会被堵住，此时，料流迅速填满四级斗，随后的料流将会从斗的上部汇入料堆，四级斗即逐渐被埋入料堆中而不再起作用。料位不断升高，各级降碎斗逐次被埋入料堆中，当料最后将一级斗埋入后，固定溜管出料口也会被堵住，此时，料流即会从辅助出料口中流出，当料位再升高到辅助出料口附近时，已经处于基本满仓状态，进料停止。此时，埋入料堆中的3个斗虽然受到料的挤压，但由于斗内外均充满料，内外压力一致并相互抵消，故斗结构受力并不大，斗体既不能上升也不能下降，“悬浮”于料堆中。
出料时，无论开启哪个出料口，都会使得料堆下部变得松散，压力减小，上部料堆会向下压，料位下降，此时，埋入料内的斗上部受到料的压力，将会随着料位一起向下移动，由于此压力已经超过了力矩绞车的设定值，故绞车放绳，任由斗下降，当四级斗碰到护架时，因护架阻挡，使得四级斗逐渐翻倒于护架附近地面上，随着料位不断下降，其余斗也将会如此动作，最后，因料的不断减少，斗上所受压力也逐渐减小，当压力减小到小于绞车设定值时，绞车收绳，将各斗吊起，重新恢复到初始状态。
1.2 改进型折返溜槽式降碎装置
改进型折返溜槽式降碎装置主要由以下部分组成（图2）：
改进型折返溜槽式降碎装置结构特点：通过建立桁架结构支撑溜管及溜槽完成降碎过程。其原理与传统折返溜槽稍有不同。
工作原理：
如图2，改进型折返溜槽式降碎装置分三级降碎过程，每一级的工作原理相同，均是利用导料溜管降低落料高度从而达到减少灰尘的扬洒及防降碎的目的，最终通过斜长的喂料溜槽完成喂料入仓。其工作顺序如下：空仓时，料流从仓口进入，由三通溜管分料后分两路经第一级喂料溜槽（此时溜槽不能向外喂料）流至仓两侧，之后沿导料溜管竖直向下折返两次从而降低落料高度（使喂料溜槽出料点距仓内物料堆最高点高差达到防破碎有效高度即可），最后从第三级喂料溜槽出料入仓。当料堆高度堆到将第三级喂料溜槽完全覆盖时，第三级喂料溜槽不能再喂料了，则物料在第二级喂料溜槽与第三级喂料溜槽之间的导料溜管中堆积，直至堆积至第二级喂料溜槽三通处，则从第二级喂料溜槽流出，由第二级喂料溜槽继续向仓内堆料。同样原理，当第二级喂料完成后再由第一级喂料溜槽喂料，最终可完成整仓入料过程。
按此工作原理设计图2的结构，其三级喂料溜槽之间的高差可依据防降碎安全高差的经验值设计。这里取为6m。此降碎系统最大优点是仓内大大降低了折返落料时的扬灰，同时由于折返次数较传统的降碎装置明显减少，防破碎效果会有很大提高。
2 结 论
经以上研究开发的两种散粮筒仓降碎装置，虽然有其小小的缺陷，但相信深入实施研究的话，必将应用于实际工程之中。
作者简介：孔祥伟（1981-），男，工程师，2004年7月毕业于大连理工大学机械工程学院，目前就职于大连港口设计研究院有限公司水运二所，从事港口设备和工艺设计工作。