从现场改进探讨硅砂输送结构设计

兰春雷

（中国建材国际工程集团有限公司 上海 200063）

0 引言

玻璃厂的原料工艺中使用多种送料溜子，其中用量最大的是硅砂原料，在硅砂输送过程中，硅砂溜子的结构形式决定硅砂输送的通畅度，对原料操作者的劳动强度也有很大影响。通常硅砂溜子是封闭式的四方形管道，局部管道内部铺设PE板。一般情况下硅砂含有水份，有一定附着性和粘滞性，而且冬季零度以下容易冻结，所以实际生产过程中硅砂的输送有一定难度，特别是冬季会大幅度增加操作人员的工作量。

在洛玻集团某分厂的技术改造过程中，对原设计的部分硅砂溜子进行了现场改进，取得了良好效果。

1 硅砂输送原设计结构及流程

原设计结构如图1所示。

工作流程：

（1）硅砂由均化库用皮带机运输到2楼封闭间，靠近皮带机机头处有一个皮带下托辊。

（2）硅砂由皮带机进入封闭的带式输送机出料溜子F2。

（3）硅砂通过气动正三通闸门4分料后进入中间料仓进料溜子F5，并进入楼下的中间料仓。这里的房屋是三面封闭，正面敞开的结构。

（4）硅砂在中间料仓储存后，通过料仓出料溜子F7进入振动给料机5，然后通过节流落到平面摇筛6上。

（5）硅砂经过平面摇筛筛分后进入出料溜子F8，接着进入斗提机进料溜子F9，并落入斗提机。

（6）斗提机将硅砂提升进入原料车间混料工序。

2 原设计存在问题

2.1 中间料仓进料溜子F5

该溜子原设计是一条由大到小逐步收窄的长条形溜子，上口600 mm×600 mm；下口400 mm×400 mm；总长度4 000 mm，下倾角60°。

在安装制作过程中，负责生产维护的现场工程师依据过去经验提出该料仓过分细长，冬季容易造成集料堵塞，轻者需要专人看护并不停敲打震料，重则有可能堵塞管道，引起气动正三通闸门以上集料，要求进行结构改造。

在使用过程中发现，原设计溜子落料位置相对于中间料仓过分靠边，在连续下料时中间料仓呈现偏料现象并经常从料仓溢料，所以倾斜角度也需要改动。

2.2 平面摇筛出料溜子F8

该溜子原设计为一个大小头斗形开口，上口600 mm×600 mm；下口400 mm×400 mm，高度200 mm，安装位置为正上下开口。试生产期间，发现F8溜子的倾斜侧板处集料，集料始终没有因为后续落料重量加大而下落，而是形成一定状态的集料堆，见图2。冬季此处不仅会集料而且会冻结，这样会导致开口处集料增加后使后续硅砂溢出。

2.3 皮带机下托辊

皮带机下托辊的作用主要是减少皮带从机头返回时放松下落的程度，并减少皮带牵引的拉力损失。试生产期间发现皮带机粘结的极小部分硅砂在经过托辊时产生摩擦和粘连，被托辊甩落下去，形成料堆。经过观察发现，几个小时以后，料堆加大到10 cm高度，清扫以后继续堆积，见图3。由于经常清扫，加大操作者工作强度，并且长期落料造成硅砂损失。

3 改进方案

现场对工艺过程中的溜子F5、F8及皮带下托辊处做了改进。改进效果图见图4。

3.1 中间料仓进料溜子F5

该溜子工作在上面封闭下面敞口的厂房，能够有效防止异物、雨水进入料仓，但是下面料仓上部空气对流是不可避免的，如果要避免可以后期对厂房敞口进行遮挡。鉴于此硅砂全封闭输送没有必要，细长的输送管道可以局部敞口并且根本不需要逐步收口，改进方案决定采用上部保持原设计的封闭模式，下部在距离中间楼板300 mm距离以下去掉溜子上部侧板，使上部敞口形成流道式溜子，为了防止落料多时敞口溢出，在溜子敞口段侧壁加高加宽，形成梯形流道。为了防止中间料仓偏料溢料，决定将下倾角改成50°。见图4中部改进1，梯形溜子剖面见图4左上角。

3.2 平面摇筛出料溜子F8

经过观察发现，F8的敞口尺寸与平面摇筛筛分行程吻合，正常使用不会有硅砂甩出敞口的情况，目前主要问题就是侧壁集料无法靠自重滑入斗提机进料溜子F9。原因是侧壁垂直倾斜角度过大，所以决定保持上部600 mm×600 mm的尺寸，将F8加长后再与F9合并，高度由200 mm加长为700 mm，减小侧壁倾斜角，形成一个比较长的收口溜子，让硅砂靠自重就可以下落。见图4下部改进2。

3.3 皮带机下托辊处

首先考虑的就是回收集料，在堆料处依据集料情况，制作一个溜子斜向下与F5在楼板上部的封闭段连接，让集料随时直接通过F5落入中间料仓。见图4右上角改进3。

4 改进评价

（1）实际应用效果：所有改进在2015年3月29日生产线点火投产前完成，目前已经使用数年，完全达到了改造的目的。

（2）技术经济分析：本次三处改造，两处是对已有的溜子进行结构改造，一处是增加一个长度小于2 m的溜子，改造费用较少，技术复杂程度较低，但是大幅度降低了操作者的劳动强度，而且每年回收的集料产生的收益远大于投入改造的费用。

5 结语

设计进步一般来源于两方面，一方面是设计人员的经验和设计相结合，另一方面就是后期成功改进的应用，并能够推动设计的精细化使之趋向于具有完备的操作性和适用性。就本次改进对设计进步的作用分析：

（1）长条形硅砂溜子设计分析

方形长条硅砂溜子无论用在什么地方，首先考虑的应该是集料问题。本次长条溜子F5产生集料的可能性有两个方面：

①自身集料：冬季由于硅砂在溜子中粘滞作用，在下料间隙逐步粘料冻积，然后集料堵塞。

②溜子下口堵料：当中间料仓下料速度小于皮带机下料速度时，中间料仓形成偏料，在造成料仓边沿漏料的同时首先封堵溜子下部出口，然后硅砂沿着溜子形成回堵现象。

设计启发：

①下料流量较大的长条输送溜子不采用下收口结构，尽量采用适度的下扩口结构。

②下料流量较大的长条输送溜子不采用紧靠料仓壁的下料结构，如果条件允许尽量使下料入仓点接近料仓中部，便于料分流，杜绝料仓偏料。

③对于封闭式输送要求不很严格的环境，为了便于输料顺畅可以采用局部敞口的流道式溜子。不仅可以保证下料顺畅，而且便于即时分料，减少下料口处堆料过多而引起料仓偏料。

（2）斗形收料口设计分析

斗形收料口在原料输送过程中广泛使用，一般上开口考虑的是适应收料范围，下开口用于与其他溜子或设备连接。设计要点一方面是收料范围和连接接口问题，另一方面就是收料顺畅度问题。本次斗形收集口F8发生的主要问题是收料顺畅度不够。

斗形收料口落料顺畅度主要是依据硅砂颗粒度和水份及粘结度，控制斗形侧板落料角度，为了保证落料顺畅，如果条件允许尽量减小侧板垂直倾斜度并增加溜子长度。

（3）漏料收集设计分析

漏料收集设计是完美的原料输送设计的重要方面。

漏料不仅增加操作人员清理的工作量而且损失合格原料，所以原料设计人员应该在主体设计完成后对程序中可能漏料点进行分析，并提出合理的收集设计或收集建议。

在与原料直接接触的设备部件，离开原料后微小的粘结料可能在附近泄漏并堆积。在条件允许的情况下尽可能设计收集构件；如果没有实例可以提出建议，或在实际试生产过程中依据漏料程度进行改造。