电能计量设备立体库房周转箱自动清洗系统的研发与应用

周忠良，孙业栋，王瑞明，李梦宇

(国网河北省电力公司电力科学研究院，石家庄 050021)



电能计量设备立体库房周转箱自动清洗系统的研发与应用

周忠良，孙业栋，王瑞明，李梦宇

(国网河北省电力公司电力科学研究院，石家庄 050021)

针对电能计量设备立体库房大量周转箱清洗时存在人工效率低、资源浪费等问题，提出一种电能计量设备立体库房周转箱自动清洗系统的研究方案，从清洗系统、烘干系统、吸雾系统等方面对该方案进行分析，认为该方案能够实现高效、环保地清洁周转箱的目的。

电能计量；立体库房；周转箱；自动清洗系统

近年，各网省公司计量中心成立后，对计量终端及电能表进行集中检定和仓储。配置的周转箱中，50%处于物流运转中，周转频率高、时间长，难免出现脏污。为满足仓储及检定要求，需要及时清洁周转箱。但周转箱数量多(数以万计)，若采用人工清洗，不仅效率低下，而且会造成水源的极大浪费，晾晒周转箱又占地巨大。因此，设计一种既能有效保障周转箱清洁度，又能提高流转过程中的使用效率，且经济环保的周转箱自动清洗系统显得尤为重要。

1 周转箱自动清洗系统结构与功能

1.1 系统结构

周转箱自动清洗系统为单系统设计，系统三维效果如图1所示。

周转箱自动清洗系统结构主要由进箱端传送单元、清洗单元及出箱端传送单元组成，工作流程即：进箱 → 清洗 → 出箱。

图1 周转箱自动清洗系统三维效果

系统整体特征参数如表1所示。

1.2 系统功能

1.2.1 进箱端传送单元

1.2.1.1 运行原理

进箱端传送单元以不锈钢的输送链为主体，将待清洗的周转箱以0.25～2.5 m/min的速度传送进入清洗系统，传输速度分档位可调，可根据现场实际进行档位调整。

皮带输送机主要由支架、减速机、链条、链轮、主轴、轴承等组成。采用电机配装摆线针轮减速机为动力源，变频控制，速度和主机速度相配。皮带传动运行平稳，速度均匀。在上下料处设急停、启动输送功能。

表1 周转箱自动清洗系统整体特征参数

系统内容性能特征参数外观进料高度1000(1±10%)mm下料高度1400(1±10%)mm输送方式通过式连续输送输送速度0.25～2.5m/min主机功率≥0.75kW皮带输送机功率≥0.55kW清洗系统通道尺寸720mm×200mm外形尺寸(l×b×h)≤10000mm×1600mm×2500mm电源主回路AC380(1±10%)V50(1±2%)Hz控制回路AC220(1±10%)V50(1±2%)Hz功率整机峰值功率≈90kW其中加热功率≈60kW

1.2.1.2 流程描述

传送带载入待清洗周转箱 → 经过90°转弯，将周转箱调整为水平倒置位置 → 调整周转箱位置，使其平稳地进入清洗系统。

1.2.2 清洗单元

1.2.2.1 运行原理

清洗单元主要由清洗系统、干燥系统、吸雾系统等部分组成，实现了完全自动的周转箱清理作业。该系统在无人干预的情况下按规定、自动执行控制的全过程，并达到高效、可靠、平稳的特点。

清洗系统采取两种不同清洗工艺，第1阶段采用水基无腐蚀性清洗液对周转箱表面的油污、淤泥、灰尘进行清洗，采用六方向全方位喷洗，喷洗压力P≥0.48 MPa，喷洗流量Q≥42 m3/h。第2阶段采用工业用水对周转箱表面的附着物进行清洗，采用六方向全方位喷洗，喷洗压力P≥0.48 MPa，喷洗流量Q≥42 m3/h。清洗过程结束，周转箱无附着油污和杂质，把手、沟槽处无淤泥。

清洗系统特征参数如表2所示。

干燥系统采取3种不同清洗工艺，第1阶段采用毛刷滚扫方式，去除周转箱表面的积水，滚扫速度≧30 r/min，毛刷滚扫主要由毛刷、减速机、链条、链轮、轴承等组成。采用电机配装摆线针轮减速机为动力源，运行平稳。第2阶段采用高压空气除水方式，去除周转箱表面附着的水滴，吹压P≥6 422 Pa，风量Q≥1 125 m3/h。高压风机切水方式风道离工件距离小于50 mm,以提高切水效果。切水部分可配置手摇升降装置，以去除工件表面的积水。第3阶段采用热风烘干除水方式，对周转箱进行彻底烘干。烘干是利用热风对流的传递方式进行。由特种离心通风机和不锈钢电加热管组成的热风炉，把加热的空气引入烘干室内，对工件进行热风循环烘干。干燥过程结束后，箱体无附着水珠，箱底、把手、沟槽处无积水。干燥系统特征参数如表3所示。

表2 清洗系统特征参数

系统内容性能特征参数清洗系统工作方式压力清洗喷射式压力P≥0.48MPa流量Q≥42m3/h功率N≥11kW喷嘴铜喷管镀锌管液箱≥2m3清洗液温度常温～60℃±5℃加热方式电加热功率≥5kW×3×2工作方式强制正压过滤,三级处理过滤精度集渣网筐(≥20目)/不锈钢滤网(≥40目)过滤能力100%

表3 干燥系统特征参数

系统内容性能特征参数毛刷滚扫系统工作方式毛刷滚扫切水毛刷直径Φ200mm速度≥30r/min功率N≥0.55kw风机除水系统介质空气压力P≥6422Pa风量Q≥1125m3/h功率N≥4kW热风烘干系统工作形式热风内置循环加热方式加热管2.5kW×3×4风机N≥1.1kW

吸雾系统采取风压P≥1 250 Pa，风量Q≥1 650 m3/h的吸雾措施，通道外端加装引风机组吸收两端雾气，通过外接排气管排放，保障仓库区域的干燥环境。

吸雾系统特征参数如表4所示。

表4 吸雾系统特征参数

系统内容性能特征参数吸雾系统压力/PaP≥1250风量/(m3·h-1)Q≥1650功率/kWN≥1.1

1.2.2.2 流程描述

清洗液喷洗 → 清水清洗 → 毛刷滚扫 → 高压空气除水 → 热风烘干 → 吸雾处理 → 周转箱输出。

1.2.3 出箱端传送单元

1.2.3.1 运行原理

出箱端传送单元以不锈钢的输送链为主体，将待清洗的周转箱以0.25～2.5 m/min的速度输出周转箱，并与伸缩链板机对接，使周转箱平稳的进入链板机传输带。传输速度分档位可调，可根据现场实际进行档位调整。

皮带输送机主要由支架、减速机、链条、链轮、主轴、轴承等组成。采用电机配装摆线针轮减速机为动力源，变频控制，速度和主机速度相配。皮带传动运行平稳，速度均匀。在上下料处设急停、启动输送功能。

1.2.3.2 流程描述

传送带输出周转箱 → 经过90°转弯，将周转箱调整为水平位置 → RFID卡自动监测 → 传送带与伸缩链板机对接，使周转箱平稳地进入链板机传输带。

2 系统关键技术

2.1 清洗系统水循环利用

清洗系统喷淋后的清洗液由清洗室底部出液口汇集进入水槽，水槽上方设置方形过滤框，进行一级过滤，水槽内设置第2层过滤，经第2层过滤后的清洗液再由离心泵输送经筒式过滤器进行循环清洗。

2.2 干燥系统温度控制

干燥系统电加热功率三相动平衡处理，温度由数显温控仪控制，当达到设定的上限时，自动关闭两组加热元件，由一组加热元件进行保温工作。当温度下降到设定的下限时，电加热元件自动开启，重新加热至设定的上限温度。采用连续控制及自动延时，温度可设定、自控(常温～100 ℃)。

2.3 干燥系统余热循环利用

干燥系统热风循环风机与加热器采用联锁保护及自动延时控制。热风烘干双层结构，专用风道、风刀，为不锈钢材质，并增设不锈钢气流反射板、导流板，利用余热再循环，提高热效率，以便充分利用热能，降低生产成本。

3 应用效果

以河北省南部电网计量中心立体库房为例，配置周转箱100 000余只。依据全自动立体仓储库房现场实际，周转箱自动清洗系统设计放置于库房西南角部分，规划区域33 m2(3 m×11 m)，区域内预先安装380 V电源及设备用水出入口。设备规划沿墙体内侧放置，与伸缩式链板机搭接，使清洗后的周转箱经传送设备直接入库。

周转箱自动清洗系统设计运转速度为200个周转箱/h，日清理量可达1 600个，按照同等效率计算，可节省洗箱人员4名、除水人员4名、搬运人员4名，合计12人。

为实现节约用水，洗箱系统采用清洗水及废水单独管路设计，采用光电感应技术控制清洗水的开关，使循环水箱的水得到最佳的经济利用。按照0.7 m3/h的耗水量计算，每天可节约5.6 t的水。同时为保证清洗的质量，根据循环水特点设置多处过滤装置对箱体上被冲刷下来的污物过滤清洁。为满足周转箱自动清洗系统全天候运转要求，设计加入电加热棒设备，可实现加热预约功能，温度40～60 ℃可调。输送速度变频0.25～2.5m/min可调，可以根据生产实际最大化发挥机器的功效，确保清洗及吸干效果。

4 结束语

计量中心智能立体库房承载着计量表计存储、检定输入输出、配送出库等工作，立库库容量大，设备运转要求可靠、稳定、高效。而电能计量设备立体库房周转箱自动清洗系统就是针对人工清洗作业效率低下、资源浪费、工作现场混乱等弊端而进行的设计。

本文责任编辑：罗晓晓

下 期 要 目

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Research and Application on Automatic Cleaning System of Electrical Energy Measuring Equipment High-rise Warehouse Circulation Box

Zhou Zhongliang,Sun Yedong, Wang Ruiming, Li Mengyu

(State Grid Hebei Electric Power Research Institute, Shijiazhuang 050021, China)

There are problems of low labor efficiency and waste of resources when cleaning the circulation boxes of the electrical energy measuring equipment high-rise warehouse, so a circulation box automatic cleaning system design scheme is presented. This paper analyses the cleaning system, the drying system and the smoke absorbing system of the design scheme,considers that the design scheme can cleaning the circulation boxes efficiently and environmentally.

electrical energy measuring;high-rise warehouse;circulation box;automatic cleaning system

2016-04-15

周忠良(1982-)，男，工程师，主要从事自动化设备维护与研究工作。

TM933.4

B

1001-9898(2016)05-0031-03