一种粉粒物料运输车螺旋助吹式出料管道

郭喜洲 韩月琴 韩永涛

GUO Xi-zhou et al

驻马店中集华骏车辆有限公司 河南驻马店 463000

一种粉粒物料运输车螺旋助吹式出料管道

郭喜洲 韩月琴 韩永涛

GUO Xi-zhou et al

驻马店中集华骏车辆有限公司 河南驻马店 463000

针对目前市场上粉粒物料运输车出料管道助吹方式容易打乱物料流体束形状，在助吹口处产生瓶颈，从而影响粉粒物料运输车的卸料速度的问题，介绍了一种能够实现螺旋助吹的出料管道，能够有效提升粉罐车卸料速度，获得用户的一致好评。

粉罐 螺旋 助吹 出料管道

1 前言

随着近几年我国国民经济的高速发展和城市化进程的加快，大量的城区改造、公共基础设施建设和大中型项目的开工实施，都离不开水泥、煤灰、矿粉等需求，这些为粉粒物料运输车(粉罐车)提供了广阔发展空间。用户购置粉粒物料运输车除了对常规的运输功能和外观质量关注外，还对粉粒物料运输车的吸料和出料是否具有足够的高效率等专业性能尤为关注。粉粒物料运输车生产企业为了满足用户对快速卸料的要求，在提升粉粒物料运输车卸料速度的研发方面投入了大量的精力，因此，影响卸料速度的出料管道的选择与设计显得尤其重要。

2 常用出料管道介绍

目前市场上的粉粒物料运输车出料管道都带有助吹管道，而根据助吹方式不同，主要可分为两种：一种是在出料管道上直接连通一个助吹管道，且出料管道与助吹管道呈现很小的夹角，称之为“直吹式”出料管道；而另一种则是在出料管道分段，在分段处的外侧套一层钢管，出料管道与外侧钢管之间有一定的夹层，空气从夹层中直接吹入出料管道，称之为“环形助吹”出料管道，如图1所示。

图1 “直吹式”和“环形助吹”出料管道照片

2.1 “直吹式”出料管道

“直吹式”出料管道制作相对简单，但是由于助吹管道与出料管道之间的角度制作误差较大，而且助吹气流直接吹向物流流体束，容易打乱“流体束”原来的运行路线，使流体束在助吹口处形成一个瓶颈，缩小物料流体束的截面，从而影响产品的卸料速度，如图2所示。同时直吹式出料管道也容易使出料管道与助吹管道交叉部位的流体束发生涡流现象，造成该部位出料管道出现异常磨损，如图3所示。

图2 “直吹式”出料管道流体束

图3 “直吹式”出料管道异常磨损

2.2 “环形助吹”出料管道

“环形助吹”出料管道虽然能够解决“直吹式”管道所产生的异常磨损问题，但是环形助吹也会在助吹口处使流体束截面缩小，形成一定的瓶颈口，如图4所示，同样也会影响产品的卸料性能。

图4 “环形助吹”出料管道流体束

以上两种出料管道各有优缺点，如果仅从提升粉粒物料运输车卸料速度方面来讲，以上两种助吹方式均不是最佳方式。因此，在提升产品卸料性能的过程中，设计人员设计出一种能够实现粉粒物料流体束做螺旋运动的出料管道，下面对这种管道进行介绍。

3 “螺旋助吹”式出料管道结构

“螺旋助吹”式出料管道主要由连接法兰、助吹管密封套管、助吹管道、出料钢管及外部套管等部件组成，如图5所示。

图5 “螺旋助吹”式出料管道照片

其中，连接法兰与出料钢管焊接在一起，再通过蝶阀与主出料管道连接在一起。外部套管与助吹管密封套管连接在一起，然后套在出料钢管外侧，助吹管道焊接到助吹管密封套管缺口上，从而组成了这套螺旋助吹管道。

螺旋气流产生原理：出料钢管上有8组螺旋状的长槽铣孔，槽深只有3 mm左右，外部钢管紧紧套在钢管螺旋槽上，然后将外部套管和出料钢管槽与槽之间接触的部位通焊，从而使空气只能沿螺旋沟槽流动。外部套管另一端焊接一个助吹管密封套管，使密封套管与出料管道之间形成一定的空腔，空腔与出料管道上的螺旋长孔连通。这样，空气进入密封空腔后，沿着螺旋沟槽急速形成一股螺旋气流进入到主出料管道中，从而带动物料流体束做螺旋运行，螺旋气流不仅会带动物料流体束表层进行螺旋运行，同时会带动物料流体束内部的物料一块进行螺旋运动，从而实现物料做“龙卷风”式螺旋卸料，加速卸料速度，如图6所示。

为了更加清晰地检验螺旋效果，将制作好的一套出料管道连接到水管上，接通水源后，可以清晰地观测到水流的螺旋状态，如图7所示。

图6 螺旋气流产生原理图

图7 螺旋状水流螺旋水流情况

4 试验对比情况

为了对比“螺旋助吹式”出料管道与“直吹式”出料管道对卸料速度的影响，在同一台38 m³的粉罐半挂车上进行对比试验，每种出料管道连续试验两次，然后取两组数据的平均值作为该出料管道的平均卸料速度。

图8 试验数据对比

为了提高试验准确性，使每组试验在接近于同等试验条件下进行，试验选择在天气、气温、空气湿度均比较接近的两天连续进行，水泥（425#水泥）的潮湿程度比较接近，所有粉罐车的操作均由同一人完成，操作流程如下：每次试验确保空压机转速控制在850 rad/min，当压力达到0.1 MPa时，依次打开二次助吹管道和蝶阀，开始卸料。当压力降至0.06 MPa时,关闭蝶阀、二次助吹管道及柴油机，卸料完成。每组试验均不进行二次扫灰。其中卸料时间的计算是从打开柴油机开始至柴油机关闭，即卸料时间包含打气时间。

通过试验得知：

a.“直吹式”出料管道的平均卸料速度为：1.463 t/min，平均剩余量为：160 kg；

b.“螺旋助吹式”出料管道的平均卸料速度为：1.588 t/min，平均剩余量为：135 kg,如图8数据详表所示。

5 结语

通过在同一台车上进行试验数据对比可见，“螺旋助吹式”出料管道比“直吹式”出料管道的平均卸料速度提升8.6%，剩余量降低15.26%。由此可见，“螺旋助吹式”出料管道在提升粉罐车卸料速度方面具有较大优势。通过对个别区域进行小批量投放试验，从使用3～5个月后进行电话回访的情况来看，目前“螺旋助吹式”出料管道的卸料速度非常出色，达到了前期产品结构改进的预期效果，同时也得到了用户的一致好评，具有较强的市场竞争力。

Spiral Supporting blowing Discharge Pipe for Powder Tank Trailer

Regarding to the unloading pipeline which would interrupt material shape in the current bulk material tanker market, bottlenecks were formed in the buzzer, thus affecting the powder unloading speed of the tank semi - trailer. This paper mainly introduce s a kind of discharge pipe which can realize helical blowing, accelerating unloading speed and well

by customer.

powder tank; spiral; supporting blowing; out of the pipeline

U463.83+4.02

A

1004-0226(2017)12-0086-03

郭喜洲，男，1968年生，工程师，现从事专用汽车产品研发管理工作。

2017-10-20