圆管带式输送机回程带料在火车装车中的应用

崔建勋，梁孝诚

（中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300220）

引言

随着我国经济的发展和环保要求的提高，针对大宗散货远距离输送也提出了将公路运输转换为铁路运输的要求。采用圆管带式输送机（以下简称“管带机”）+装车楼的火车配套装车系统具有高效、环保、精准、快捷等特点，尤其适合远距离输送。但装车楼装车作业完成后，装车楼缓冲仓内会留有部分余料，为保证后续装车作业的顺利进行需要在下一次装车作业开始前完成缓冲仓内余料的清理作业。由于管带机自身具有双向成管的特点，管带机回程段通过设置翻带装置、给料装置及卸料装置后也具备输送物料的功能，由此打破管带机上管段单向输送物料的常规作业模式，利用管带机上下管状段均可输送物料的特性，使管带机回程段能够在封闭、环保的环境下实现余料的输送，减少了流动机械的作业量，降低运行成本和维护成本。

1 常规火车装车楼余料清理方式

火车装车作业中，通常由堆场的堆取料机或取料机（以下简称“取料设备”）为火车装车楼持续供料，取料设备通过外伸臂上的皮带秤的称量结果统计取料量；装车楼内设置计量仓对装车物料进行称量，由于装车楼的称量精度大于堆场取料设备的称量精度，为保证取料量能够完成装车作业，避免取料不足，取料设备及管带机二次启动的情况，取料设备往往稍多取料，装车作业完成后，装车楼内的缓冲仓一般会留有少量物料。若下次装车的货种及货主都相同，则缓冲仓内的余料可直接用于装车作业；若下次装车的货种及货主不同，前次装车作业完成后的余料若不及时清理就会造成下次装车物料的污染和前次货种的损耗增加等现象，故需要配备装车完成后余料清理回送堆场的作业方式。

目前，可用于清理装车楼余料的作业方式主要有以下两种：1）直接自卸汽车倒运；2）带式输送机输送至装车楼附近空地，再由自卸汽车倒运。

针对大宗散货运输方式“公转铁”的调整，港区铁路疏港量越来越大，铁路布置越来越复杂。若采用常规的自卸汽车倒运余料的作业方式，自卸汽车的行车路线及作业时间都会受到其他正在作业的铁路装车作业线的影响，导致余料不能及时倒运至堆场，增加下一次装车作业的等待时间，降低了装车效率；若采用带式输送机输送至装车楼附近空地，再由汽车倒运的作业形式，可以把余料及时输送至临时堆场，自卸汽车也可根据现场情况选择作业时间，但用于输送余料的带式输送机均为高架皮带，需跨域电气化铁路，带式输送机建设难度大，投资高，且临时堆场需配置单斗装载机配合作业，投入成本较大。

2 管带机回程带料在余料清理中的应用

针对管带机+装车楼的火车配套装车系统，可利用管带机双向成管的特点，在管带机回程段设置翻带装置、给料装置、卸料装置使其具备输送物料的功能，实现管带机承载段与回程段同时输送物料的功能，这种作业模式具有双向、环保、封闭输送物料的效果，管带机回程带料的工艺布置工作原理见图1。

图1 管带机回程带料工艺原理图

管带机通过尾部装载点接料后，由于成管段托辊的作用，胶带由槽型逐渐被六边形托辊组平缓的卷成圆管状，物料在封闭的管状胶带内输送，直到靠近头部卸料点时。由展开段托辊将胶带平缓的展开成槽形，到头部卸料点卸料，然后经过翻带装置的作用使胶带的承载面恢复朝上，经过回程装载点接受物料后被成管段托辊卷成圆管状，将物料在封闭圆管内输送到回程卸料点卸料。再由翻带装置的作用，使胶带的承载面朝下，经过尾部滚筒后，回到尾部装载点受料，实现管带机承载段、回程段双向输送。

结合管带机回程带料的工作原理及火车装车楼的工作特点，采用管带机回程带料的方式输送装车楼余料的工艺布置如图2 所示。

图2 火车装车楼余料输送系统工艺布置简图

本系统的工艺流程如下：

1）火车装车楼完成装车作业后，待火车驶出装车楼作业区域后，缓冲仓内余料通过装车楼溜槽落料至铁路轨道下方的地坑内；

2）启动地坑内刮板机，由刮板机将余料输送至斗提机；

3）斗提机将余料垂直提升至位于装车楼顶部的暂存斗内，并在斗内短期存储；

4）待下次装车作业开始时，由振动给料机将余料输送给转接皮带机；

5）转接皮带机将余料输送至回程管带的受料点；

6）余料通过回程管带输送至回程落料点，将余料输送至自卸汽车；

7）由自卸汽车将物料运送至堆场。

本系统的主要特点是在常规管带机+装车楼的火车配套装车系统中增加了装车楼下方的地坑、刮板机、斗提机、暂存斗+振动给料机、转接皮带机以及管带机回程带料系统，用于实现装车后余料输送至管带机回程受料点、余料的定时输送等。

在装车楼溜槽落料点对应的铁路轨道下方设置余料接收地坑，地坑内布置刮板机。地坑的作用是收集余料并确保余料全部落至刮板机；刮板机的作用是将余料以最短的距离输送至斗提机。另外地坑还可用于装车楼在装车过程中由故障等因素造成物料洒落的收集和清理。

斗提机可以将余料提升至位于装车楼上方的暂存斗，采用斗提机的优势是可以实现余料的垂直提升，缩短余料的输送距离，同时斗提机可与装车楼合建，其布置不受铁路线路的影响。

暂存斗+振动给料机可以将余料储存在暂存斗内，由振动给料机实现余料定时、均匀输送的功能。

振动给料机将余料输送给转接皮带机。由于回程管带的受料点与火车装车楼之间需布置驱动装置、拉紧装置及翻带装置，故暂存斗内余料需通过转接皮带机输送至回程受料点。

翻带装置是回程带料不可缺少的组成部分，输送带的翻转在设计时最重要的是确定合理的翻转距离，由于翻带装置需将输送带扭转180°，在扭转过程中，会造成输送带边缘部分张力比中间部位张力大，故翻带距离过短，会造成输送带翻转空间不足，扭转应力加大，导致托辊及胶带磨损加大，降低使用寿命，影响输送机正常运行；如果翻带距离过长，空间需求增大，会导致皮带机建设成本增加。按照胶带满足内应力恢复要求的经验估算，钢绳芯输送带翻带装置的翻转长度约为带宽的22 倍。翻带装置的长度决定了转接皮带机的输送距离及管带机展开段封闭廊道的长度，长度越长，投入成本越高。根据装车楼自身高度较高的特点，管带机翻带装置可按照图3 中的布置形式垂直于管带机运行方向布置，这样大大缩短了转接皮带机的输送距离及管带机展开段封闭廊道的长度，节约建设成本。

图3 垂直翻带装置示意图

回程管带可将余料输送至靠近堆场且方便自卸汽车接料运输的位置，直接通过溜槽将余料卸至自卸汽车，由自卸汽车输送至堆场指定位置。

3 推广前景

今后随着铁路运输系统的不断完善，大宗散货将越来越多的采用铁路运输，管带机+装车楼的火车配套装车系统具有适用范围广、全封闭输送物料、输送线路可空间灵活布置、装车效率高、装车精度高等优点，将会广泛应用于火车装车作业中。

管带机回程带料的方式清理火车装车楼的余料因其具有临时存储、定时输送的功能使其能够与装车楼装车作业互不干扰，可减少下一列火车装车作业的准备时间；整个余料输送系统均布置在装车楼和封闭廊道中，真正做到无尘环保；利用回程管带输送余料既能够提高管带机的利用率还能减少流动机械的作业量，降低运营成本和维护成本。

在输送效率和绿色环保要求日益提高的今天，采用管带机回程带料能够有效的解决铁路线路复杂、铁路作业线繁忙等情况下高效快速的清理火车装车楼余料，扩大了装车楼的应用范围，有利于港口的扩大化生产，提高铁路装车能力，进一步提升港口经济效益。

4 结语

由于目前该系统尚无应用实例，无法直接考量其使用效果，但该组合的每个设备（管带机、火车装车楼、刮板机、斗提机、振动给料机、转接皮带机、回程带料系统）都有实际广泛应用的案例，均属于应用较为成熟、稳定的设备产品。本次将这几种设备进行组合应用，为实现特定情况下利用火车装车楼装车系统提供余料清理的设计方案，认为方案所采用的设备无论从设计、制造、使用还是后期的维护保养等方面均较为成熟，风险较小。