散粮发放计量抑尘系统研发与应用

2023-03-27任守华邓小易原富林徐川川

现代食品 2023年2期

◎任守华，邓小易，原富林，徐川川

（1.郑州中粮科研设计院有限公司，河南郑州 450001；2.东莞深赤湾港务有限公司，广东东莞 523000；3.中粮工科茂盛装备（河南）有限公司，河南开封 475200）

我国是粮食生产和消费大国，年生产并消费粮食近6 亿t，粮食从主产区到主销区抑或是进口的粮食运输到国内都需要经过多次的接收和发放环节，内陆运输多以散粮汽车为主。筒仓或发放仓在进行散粮发放装车时会产生大量的粉尘，易导致环境污染、危害作业人员健康且存在粉尘爆炸危险。此外，在散粮发放装车时由于装车过程中没有计量装置，仅由装车工作人员凭经验进行装粮，经常会出现装多或装少的情况，经地磅称重后要进行补装或卸料，有时需要进行几次往返调整，效率低，劳动强度大。因此，散粮装车作业长期存在的粉尘污染及无法准确控制装车量的问题，已经成为了行业急需解决的痛点问题。

1 散粮发放计量抑尘系统

针对上述问题，深入了解行业的痛点和客户的需求，我们联合攻关，研究开发了散粮发放计量抑尘系统（已申报发明专利）。系统产量可达100～500 t/h，综合计量误差不超过1%，抑尘效果≥85%（常规天气），较好的解决了散粮汽车发放环节准确控制汽车装车量的同时抑制粉尘的污染，保证良好的工作环境。

1.1 结构形式

散粮发放计量抑尘系统主要由手动闸门、气动闸门、计量秤、无动力抑尘斗及出口气动闸门等组成（如图1 所示）。

图1 散粮发放计量抑尘系统结构形式图

1.2 产品特点

1.2.1 结构简单、自重轻、体积小、密闭性能好

该装置体积小、自重轻，适用于狭小空间的安装，基本无需改造土建结构，尤其在侧壁发放处使用时依靠溜管自身强度基本可以满足要求。整体采用密闭结构，防尘防雨。

1.2.2 作业效率高、抑尘效果好，可实现精准定量连续发放

产量100 t/h～500 t/h，综合计量误差不超过1%，抑尘效果≥85%（常规天气），通过系统可设定装车量，达到预设的装车量后自动停止作业，实现定量发放，整个发放过程连续无间断。

1.2.3 运行及维保成本低

该装置无需配备动力装置及吸风除尘系统，运行成本低。产品活动构件少，故障点少，维修保养成本低。

1.2.4 可通过远程控制实现无人值守自动装车

1.3 技术方案

1.3.1 整体方案

计量秤进口处设手动闸门及气动闸门，手动闸门进口与筒仓或发放仓出口溜管连接，计量秤出口与无动力抑尘斗进口连接，无动力抑尘斗出口设气动闸门。

系统开始作业时，先将手动闸门打开到初始位置（根据产量实际调整），再打开气动闸门，粮食从筒仓或发放仓内流出，进入计量秤，经计量作业后进入无动力抑尘斗。抑尘斗出口的气动闸门预设一定的延时后打开，开始装车作业。

计量秤上方的气动闸门负责粮流的打开或关闭，用于控制装车发放及停止发放作业，手动闸门用来调节粮食流量。

无动力抑尘斗出口的气动闸门主要用于保证系统启停时的抑尘效果和紧急情况的停止作业。

现场设置粉尘防爆型称重仪表箱，可设定装车量，并显示实时产量、已装量、剩余量信息。当发放量达到系统设定的值后，会自动关闭实现装车定量发放。仪表箱可通过光纤或通讯协议与中控系统对接，也可在中控室设置工控机进行独立远程控制。再通过配备视频监控及声光报警系统，可实现散粮装车发放无人值守作业。

1.3.2 计量秤

为节约计量秤的体积和重量，且此处的计量仅用于装车量的控制以避免汽车往返过磅补卸，并不用于商业贸易结算，因此计量秤摒弃了皮带秤和非连续累计料斗秤的方案，采用溜管式连续计量的结构形式，综合计量精度不超过1%。

物料流过滑槽后被相应位置的传感器感知，通过特殊的算法生成与质量流量成正比的流量信号输出，经过复杂的数学运算得出物料流量，并通过仪表显示装置显示出称量结果。

1.3.3 抑尘斗

为节约运行成本，降低产品重量和体积，该系统的抑尘斗采用无动力抑尘斗，结构形式见图2。

图2 无动力抑尘斗结构示意图

经计量秤称重后的粮食进入无动力抑尘斗，在其内部结构的作用下，混杂在散粮中的空气被排出，同时保证了装载物料均匀，防止物料分级。出口采用内缩的结构设计能够使粮流形成密实料柱，阻止粉尘飞扬，达到发放过程抑尘的效果。

2 项目应用

本产品在东莞深赤湾港务有限公司已经得到了应用，系统产量400 t/h。表1 为装车作业的实测数据。

表1 400t/h 散粮发放计量抑尘系统实测数据表

从图3 项目现场使用情况来看，设备运行平稳，抑尘效果良好，产品计量精度控制在0.2%～0.8%之间，设备可靠性高，受到了业主的好评。

图3 现场安装及使用实物图

3 筒仓侧壁发放专用计量抑尘系统

相比于发放仓直上直下式的作业工况，筒仓的侧壁发放大部分的溜管主要为倾斜布置，如图4 所示。若在垂直段溜管处安装计量抑尘系统，会导致下方高度空间不够使得车辆无法通过。因此，我们专门针对筒仓侧壁的实际工况，研发设计了侧壁发放专用计量抑尘系统，如图5 所示。该产品可充分利用筒仓侧壁的倾斜段溜管空间来节约安装高度，保证车辆的通过性。产品重量轻，利用溜管自身强度基本可以满足安装使用要求。