散粮筒仓降碎装置应用分析及优化设计研究

2017-06-27张鹏

中国设备工程 2017年12期

关键词：筒仓粮仓储存

张鹏

（中交机电工程局有限公司，北京 100088）

散粮筒仓降碎装置应用分析及优化设计研究

张鹏

（中交机电工程局有限公司，北京 100088）

粮食的收购以及质量衡量的标准就是破损率，破损率决定粮食的买卖过程中价格的高低，破损的粮食也会给存储带来不便。由于粮食在运输过程中受力以及所受重力加速度的影响都会给粮食带来或多或少的破损，造成粮食的损失。因此在散粮筒仓内部设置降碎装置来减少粮食的破损率，从而高效存储粮食，提高散粮筒仓的存储性能。本文阐述采用降碎装置对粮食存储的必然性，又对降碎装置的不同设计方案进行应用分析比较，重点对扶壁折返溜槽降碎装置进行深入计分析并对其进行优化，从而更进一步降低粮食的破损率。

降碎装置；对比分析；扶壁折返式

20世纪90年代开始，我国开始大量修建粮仓，但是由于当时社会的技术发展不够先进，致使当时的粮仓没有设置降碎装置，导致粮食在储存过程中没有经过一定程序的设备进行处理，难以保证粮食的破损率。相关调查显示，对于粮仓而言，安装降碎装置对粮食的经济效益起着决定性作用。因此，在对粮食进行储存的过程中，要根据粮仓的实际情况安装相应的降碎装置，从而保证粮食的储存良好。在粮食储存过程中，造成粮食产生破损情况的原因一部分是由于粮食提升机在运输过程中速度过高导致粮食破损，一部分是由于输送机在输送过程中对粮食反复挤压，导致粮食破损，还有一些重力加速度方面的原因等，这些情况的出现都会导致粮食的破损。因此要通过粮食筒仓内设置降碎装置来减少粮仓的破损率。

1 粮食储存采用降碎装置的必然性

在对粮食储存装置粮仓的设计中，针对降碎装置的安装实验早在2001年就开始实行，当时国内修建了大量的散粮筒仓。在建成之后才发现，由于没有降碎装置的安装，导致粮食在运输储藏过程中存在着严重的破损现象。据当年调查结果显示，某地的粮食仓库实际测量玉米的入仓破损率竟然达到了19.15%，增碎9.65%。根据相关规定，粮食不能超过5%的虫粒、霉粒、芽粒等不完整粒，从而导致玉米的破损率严重超标。

从这一事件中我们可以看出粮食破损率超标引发的问题。由于粮食质量等级在运输过程中大幅度下降，导致不符合粮食的质量要求，从而造成大量的经济损失；粮食造成破损情况之后，在储存运输的过程中会致使粮食发生质量上的改变，比如变霉、长芽等的产生，因此需要及时给粮仓进行通风工作，与粮食破损率较低的粮仓相比，破损率高的粮仓大大增加了通风工作的次数，不仅浪费了工作资源，还加快了设备的磨损问题以及粮食的破损现象；粮食的大量破损使得粮食在存储过程中，增加了系统作业中的危险性。

在粮食储存作业中产生的粉尘多分布在粮仓的进出口以及运输机的转接处等地方，如果粉尘的浓度接近爆炸浓度数据，那么粉尘就会导致爆炸。因此，为了减少粮食的破损率，减少粉尘爆炸所带来的危险，对粮仓安装降碎装置很有必要。

2 降碎装置设计安装方案对比分析

给粮仓安装降碎装置主要有两种方式，一种是安装可伸缩活动的降碎装置，一种是固定于粮仓扶壁式的溜槽降碎装置。

2.1 可伸缩性降碎装置

可伸缩性互动的降碎装置是由多个可以折叠的缓冲小斗组合而成的，各个小斗之间由各种丝绳组合连接，做伸缩性动作，通过固定于粮仓顶部的卷扬机来得以实现。降碎装置的下端安装有传感器，以此来确保降碎装置随着粮仓粮食表面的高低而进行相应伸缩。其具备多种优点，比如降碎装置的负重量是由粮仓顶部来承受的，对粮仓的扶壁没有任何影响；由于降碎装置是安装于粮仓中心顶上的，因此不会发生粮食一边倒的情况；此降碎装置可以随着粮仓的粮食层面的高度变换而伸缩，因此不会被埋没于粮食下边。

可伸缩性降碎装置在具有多种优点的同时，也具备其缺点，比如各个小斗之间由于其重叠式的构造，使得粮食中的杂物会对其造成堵塞，在粮仓中难以清理；可伸缩性降碎装置需要借助动力设备和料位传感器完成降碎工作，因此当出现电力问题或者机器故障的时候，粮仓内的部分都会难以得到维修；伸缩管在使用过程中可以缩到最短位置，但是也一定会占用粮仓的高度，从而影响粮仓的粮食储存利用率。

2.2 固定式溜槽降碎装置

固定式溜槽降碎装置区别于可伸缩性降碎装置，其优点在于不需要借助电力动力，设置的结构较为简单，在运作过程中，很难出现问题，使用故障率较低，这种固定式降碎装置一般分为粮仓的筒仓中央固定式以及仓边的固定扶壁式两种。

筒仓中央固定式的降碎装置的优点有，它的降碎装置的载重量是由粮仓的顶部和锥底所承受的，对粮仓扶壁来说不会产生直接的影响；装载粮食也会比较均匀，不会导致粮食出现一边倒的现象，使得粮仓的扶壁受力均衡，其具备的缺点就是降碎装置的安装截面相对来说会比较大，与粮食的接触面也会很大，因此流动的粮食会对降碎装置产生很大的摩擦拉力，所以就要求该降碎装置的承载能力很大。

粮仓仓边固定式降碎装置所表象的优点就是由粮仓和底部圈梁所承受，以此扶壁式降碎装置最大的优点就是在粮仓流动的时候，装置的向下拉力较小，因此基础的设置造价就低于中央固定式，其缺点在于装粮食时极易造成粮食偏向一边的情况。

3 扶壁折返溜槽降碎装置

3.1 降碎装置设置安装

扶壁折返溜槽式降碎装置的主要构成部分是溜管、导料溜管、溜槽以及钢结构四部分，主要运用时呈现的特点是通过钢结构衍架来支持溜管或者溜槽的降碎过程。在使用过程中，降碎效果较为明显，质量也比较有保障，在对此降碎装置进行安装之后，使用的期限较长，且操作简便使用较为方便，不需要对其进行定期保养，也不需要耗费人力资源。但是在安装时所投资的一次性费用较高，但是由于此种装置的降碎功能显著，且利于后期维护，也不需要耗费其他动力资源，因此在粮仓降碎装置设置中已广泛采用这种装置。

这种降碎装置的工作使用原理主要分为三种各不相同的降碎过程。每种之间的降碎原理是一样的，都是为了达到扬洒粮食以及防止粮食破损的情况出现。当粮食需要入储粮仓时，通过将粮食导流入粮仓的仓口，然后通过降碎装置的溜管进行分粮过程，在这一过程进行中不能由外喂粮，因此粮食会分为两路流至粮仓的两侧。通过保证喂料的草甸距离粮仓内粮食堆积最高点的距离相差在防破损的高度之内，随着溜管流入折返两次后降落粮食的高度，在保证粮食滑落到一定高度之后，保证粮食进入粮仓。因此，当粮食溜槽被覆盖无法继续输送粮食时，在第二级以及第三级被粮食在溜管中堆积，在第三级向第二级溜槽喂料的时候，同上给溜槽进行喂料，直到完成粮食入仓的全过程。

3.2 降碎装置优化改进

优化改进后的扶壁折返溜槽降碎装置其工作原理与传统的折返溜槽降碎装置原理有所不同，如图1所示。

图1

改进型折返溜槽降碎装置与传统的有所不同，分为三级降碎的过程，在每一级工作的原理都是相同的，都是利用溜管的落料高度来达到减少粮仓飞尘以及防止粮食破损，最终通过粮食喂料的溜槽完成整个入料程序。

工作顺序为，粮仓处于空仓状态下，粮食从仓口进入，经过溜管对粮食进行分料之后经第一级喂料溜管将粮食流到两侧，之后沿着溜管的竖直向下继续折返至第二级倒料溜管，达到落料高度之后，向第三级喂料溜槽出料进而入仓。当粮食堆积高度已经与第三级溜槽完全覆盖的时候，第三极喂料溜槽就不能再进行喂料，二级一级的喂料情况也如上。依据同样的原理，当第二级喂料完成之后由第一级喂料溜槽进行喂料，最终完成粮食入仓的整个过程。此种降碎装置大大降低了折返时所产生的飞尘，也由于折返次数较多，使得传统的降碎装置明显减少，从而提高粮仓的防破碎效果。