電能計量設(shè)備立體庫房周轉(zhuǎn)箱自動清洗系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用

周忠良，孫業(yè)棟，王瑞明，李夢宇

(國網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院，石家莊 050021)

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電能計量設(shè)備立體庫房周轉(zhuǎn)箱自動清洗系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用

周忠良，孫業(yè)棟，王瑞明，李夢宇

(國網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院，石家莊 050021)

針對電能計量設(shè)備立體庫房大量周轉(zhuǎn)箱清洗時存在人工效率低、資源浪費等問題，提出一種電能計量設(shè)備立體庫房周轉(zhuǎn)箱自動清洗系統(tǒng)的研究方案，從清洗系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)、吸霧系統(tǒng)等方面對該方案進行分析，認為該方案能夠?qū)崿F(xiàn)高效、環(huán)保地清潔周轉(zhuǎn)箱的目的。

電能計量；立體庫房；周轉(zhuǎn)箱；自動清洗系統(tǒng)

近年，各網(wǎng)省公司計量中心成立后，對計量終端及電能表進行集中檢定和倉儲。配置的周轉(zhuǎn)箱中，50%處于物流運轉(zhuǎn)中，周轉(zhuǎn)頻率高、時間長，難免出現(xiàn)臟污。為滿足倉儲及檢定要求，需要及時清潔周轉(zhuǎn)箱。但周轉(zhuǎn)箱數(shù)量多(數(shù)以萬計)，若采用人工清洗，不僅效率低下，而且會造成水源的極大浪費，晾曬周轉(zhuǎn)箱又占地巨大。因此，設(shè)計一種既能有效保障周轉(zhuǎn)箱清潔度，又能提高流轉(zhuǎn)過程中的使用效率，且經(jīng)濟環(huán)保的周轉(zhuǎn)箱自動清洗系統(tǒng)顯得尤為重要。

1 周轉(zhuǎn)箱自動清洗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

周轉(zhuǎn)箱自動清洗系統(tǒng)為單系統(tǒng)設(shè)計，系統(tǒng)三維效果如圖1所示。

周轉(zhuǎn)箱自動清洗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由進箱端傳送單元、清洗單元及出箱端傳送單元組成，工作流程即：進箱 → 清洗 → 出箱。

圖1 周轉(zhuǎn)箱自動清洗系統(tǒng)三維效果

系統(tǒng)整體特征參數(shù)如表1所示。

1.2 系統(tǒng)功能

1.2.1 進箱端傳送單元

1.2.1.1 運行原理

進箱端傳送單元以不銹鋼的輸送鏈為主體，將待清洗的周轉(zhuǎn)箱以0.25～2.5 m/min的速度傳送進入清洗系統(tǒng)，傳輸速度分檔位可調(diào)，可根據(jù)現(xiàn)場實際進行檔位調(diào)整。

皮帶輸送機主要由支架、減速機、鏈條、鏈輪、主軸、軸承等組成。采用電機配裝擺線針輪減速機為動力源，變頻控制，速度和主機速度相配。皮帶傳動運行平穩(wěn)，速度均勻。在上下料處設(shè)急停、啟動輸送功能。

表1 周轉(zhuǎn)箱自動清洗系統(tǒng)整體特征參數(shù)

系統(tǒng)內(nèi)容性能特征參數(shù)外觀進料高度1000(1±10%)mm下料高度1400(1±10%)mm輸送方式通過式連續(xù)輸送輸送速度0.25～2.5m/min主機功率≥0.75kW皮帶輸送機功率≥0.55kW清洗系統(tǒng)通道尺寸720mm×200mm外形尺寸(l×b×h)≤10000mm×1600mm×2500mm電源主回路AC380(1±10%)V50(1±2%)Hz控制回路AC220(1±10%)V50(1±2%)Hz功率整機峰值功率≈90kW其中加熱功率≈60kW

1.2.1.2 流程描述

傳送帶載入待清洗周轉(zhuǎn)箱 → 經(jīng)過90°轉(zhuǎn)彎，將周轉(zhuǎn)箱調(diào)整為水平倒置位置 → 調(diào)整周轉(zhuǎn)箱位置，使其平穩(wěn)地進入清洗系統(tǒng)。

1.2.2 清洗單元

1.2.2.1 運行原理

清洗單元主要由清洗系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、吸霧系統(tǒng)等部分組成，實現(xiàn)了完全自動的周轉(zhuǎn)箱清理作業(yè)。該系統(tǒng)在無人干預(yù)的情況下按規(guī)定、自動執(zhí)行控制的全過程，并達到高效、可靠、平穩(wěn)的特點。

清洗系統(tǒng)采取兩種不同清洗工藝，第1階段采用水基無腐蝕性清洗液對周轉(zhuǎn)箱表面的油污、淤泥、灰塵進行清洗，采用六方向全方位噴洗，噴洗壓力P≥0.48 MPa，噴洗流量Q≥42 m3/h。第2階段采用工業(yè)用水對周轉(zhuǎn)箱表面的附著物進行清洗，采用六方向全方位噴洗，噴洗壓力P≥0.48 MPa，噴洗流量Q≥42 m3/h。清洗過程結(jié)束，周轉(zhuǎn)箱無附著油污和雜質(zhì)，把手、溝槽處無淤泥。

清洗系統(tǒng)特征參數(shù)如表2所示。

干燥系統(tǒng)采取3種不同清洗工藝，第1階段采用毛刷滾掃方式，去除周轉(zhuǎn)箱表面的積水，滾掃速度≧30 r/min，毛刷滾掃主要由毛刷、減速機、鏈條、鏈輪、軸承等組成。采用電機配裝擺線針輪減速機為動力源，運行平穩(wěn)。第2階段采用高壓空氣除水方式，去除周轉(zhuǎn)箱表面附著的水滴，吹壓P≥6 422 Pa，風量Q≥1 125 m3/h。高壓風機切水方式風道離工件距離小于50 mm,以提高切水效果。切水部分可配置手搖升降裝置，以去除工件表面的積水。第3階段采用熱風烘干除水方式，對周轉(zhuǎn)箱進行徹底烘干。烘干是利用熱風對流的傳遞方式進行。由特種離心通風機和不銹鋼電加熱管組成的熱風爐，把加熱的空氣引入烘干室內(nèi)，對工件進行熱風循環(huán)烘干。干燥過程結(jié)束后，箱體無附著水珠，箱底、把手、溝槽處無積水。干燥系統(tǒng)特征參數(shù)如表3所示。

表2 清洗系統(tǒng)特征參數(shù)

系統(tǒng)內(nèi)容性能特征參數(shù)清洗系統(tǒng)工作方式壓力清洗噴射式壓力P≥0.48MPa流量Q≥42m3/h功率N≥11kW噴嘴銅噴管鍍鋅管液箱≥2m3清洗液溫度常溫～60℃±5℃加熱方式電加熱功率≥5kW×3×2工作方式強制正壓過濾,三級處理過濾精度集渣網(wǎng)筐(≥20目)/不銹鋼濾網(wǎng)(≥40目)過濾能力100%

表3 干燥系統(tǒng)特征參數(shù)

系統(tǒng)內(nèi)容性能特征參數(shù)毛刷滾掃系統(tǒng)工作方式毛刷滾掃切水毛刷直徑Φ200mm速度≥30r/min功率N≥0.55kw風機除水系統(tǒng)介質(zhì)空氣壓力P≥6422Pa風量Q≥1125m3/h功率N≥4kW熱風烘干系統(tǒng)工作形式熱風內(nèi)置循環(huán)加熱方式加熱管2.5kW×3×4風機N≥1.1kW

吸霧系統(tǒng)采取風壓P≥1 250 Pa，風量Q≥1 650 m3/h的吸霧措施，通道外端加裝引風機組吸收兩端霧氣，通過外接排氣管排放，保障倉庫區(qū)域的干燥環(huán)境。

吸霧系統(tǒng)特征參數(shù)如表4所示。

表4 吸霧系統(tǒng)特征參數(shù)

系統(tǒng)內(nèi)容性能特征參數(shù)吸霧系統(tǒng)壓力/PaP≥1250風量/(m3·h-1)Q≥1650功率/kWN≥1.1

1.2.2.2 流程描述

清洗液噴洗 → 清水清洗 → 毛刷滾掃 → 高壓空氣除水 → 熱風烘干 → 吸霧處理 → 周轉(zhuǎn)箱輸出。

1.2.3 出箱端傳送單元

1.2.3.1 運行原理

出箱端傳送單元以不銹鋼的輸送鏈為主體，將待清洗的周轉(zhuǎn)箱以0.25～2.5 m/min的速度輸出周轉(zhuǎn)箱，并與伸縮鏈板機對接，使周轉(zhuǎn)箱平穩(wěn)的進入鏈板機傳輸帶。傳輸速度分檔位可調(diào)，可根據(jù)現(xiàn)場實際進行檔位調(diào)整。

皮帶輸送機主要由支架、減速機、鏈條、鏈輪、主軸、軸承等組成。采用電機配裝擺線針輪減速機為動力源，變頻控制，速度和主機速度相配。皮帶傳動運行平穩(wěn)，速度均勻。在上下料處設(shè)急停、啟動輸送功能。

1.2.3.2 流程描述

傳送帶輸出周轉(zhuǎn)箱 → 經(jīng)過90°轉(zhuǎn)彎，將周轉(zhuǎn)箱調(diào)整為水平位置 → RFID卡自動監(jiān)測 → 傳送帶與伸縮鏈板機對接，使周轉(zhuǎn)箱平穩(wěn)地進入鏈板機傳輸帶。

2 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 清洗系統(tǒng)水循環(huán)利用

清洗系統(tǒng)噴淋后的清洗液由清洗室底部出液口匯集進入水槽，水槽上方設(shè)置方形過濾框，進行一級過濾，水槽內(nèi)設(shè)置第2層過濾，經(jīng)第2層過濾后的清洗液再由離心泵輸送經(jīng)筒式過濾器進行循環(huán)清洗。

2.2 干燥系統(tǒng)溫度控制

干燥系統(tǒng)電加熱功率三相動平衡處理，溫度由數(shù)顯溫控儀控制，當達到設(shè)定的上限時，自動關(guān)閉兩組加熱元件，由一組加熱元件進行保溫工作。當溫度下降到設(shè)定的下限時，電加熱元件自動開啟，重新加熱至設(shè)定的上限溫度。采用連續(xù)控制及自動延時，溫度可設(shè)定、自控(常溫～100 ℃)。

2.3 干燥系統(tǒng)余熱循環(huán)利用

干燥系統(tǒng)熱風循環(huán)風機與加熱器采用聯(lián)鎖保護及自動延時控制。熱風烘干雙層結(jié)構(gòu)，專用風道、風刀，為不銹鋼材質(zhì)，并增設(shè)不銹鋼氣流反射板、導(dǎo)流板，利用余熱再循環(huán)，提高熱效率，以便充分利用熱能，降低生產(chǎn)成本。

3 應(yīng)用效果

以河北省南部電網(wǎng)計量中心立體庫房為例，配置周轉(zhuǎn)箱100 000余只。依據(jù)全自動立體倉儲庫房現(xiàn)場實際，周轉(zhuǎn)箱自動清洗系統(tǒng)設(shè)計放置于庫房西南角部分，規(guī)劃區(qū)域33 m2(3 m×11 m)，區(qū)域內(nèi)預(yù)先安裝380 V電源及設(shè)備用水出入口。設(shè)備規(guī)劃沿墻體內(nèi)側(cè)放置，與伸縮式鏈板機搭接，使清洗后的周轉(zhuǎn)箱經(jīng)傳送設(shè)備直接入庫。

周轉(zhuǎn)箱自動清洗系統(tǒng)設(shè)計運轉(zhuǎn)速度為200個周轉(zhuǎn)箱/h，日清理量可達1 600個，按照同等效率計算，可節(jié)省洗箱人員4名、除水人員4名、搬運人員4名，合計12人。

為實現(xiàn)節(jié)約用水，洗箱系統(tǒng)采用清洗水及廢水單獨管路設(shè)計，采用光電感應(yīng)技術(shù)控制清洗水的開關(guān)，使循環(huán)水箱的水得到最佳的經(jīng)濟利用。按照0.7 m3/h的耗水量計算，每天可節(jié)約5.6 t的水。同時為保證清洗的質(zhì)量，根據(jù)循環(huán)水特點設(shè)置多處過濾裝置對箱體上被沖刷下來的污物過濾清潔。為滿足周轉(zhuǎn)箱自動清洗系統(tǒng)全天候運轉(zhuǎn)要求，設(shè)計加入電加熱棒設(shè)備，可實現(xiàn)加熱預(yù)約功能，溫度40～60 ℃可調(diào)。輸送速度變頻0.25～2.5m/min可調(diào)，可以根據(jù)生產(chǎn)實際最大化發(fā)揮機器的功效，確保清洗及吸干效果。

4 結(jié)束語

計量中心智能立體庫房承載著計量表計存儲、檢定輸入輸出、配送出庫等工作，立庫庫容量大，設(shè)備運轉(zhuǎn)要求可靠、穩(wěn)定、高效。而電能計量設(shè)備立體庫房周轉(zhuǎn)箱自動清洗系統(tǒng)就是針對人工清洗作業(yè)效率低下、資源浪費、工作現(xiàn)場混亂等弊端而進行的設(shè)計。

本文責任編輯：羅曉曉

下 期 要 目

一起110 kV變壓器直流電阻試驗數(shù)據(jù)異常缺陷分析 水平旋轉(zhuǎn)式隔離開關(guān)閘口發(fā)熱的分流裝置分析 熱電集中供熱系統(tǒng)變頻節(jié)能改造分析

Research and Application on Automatic Cleaning System of Electrical Energy Measuring Equipment High-rise Warehouse Circulation Box

Zhou Zhongliang,Sun Yedong, Wang Ruiming, Li Mengyu

(State Grid Hebei Electric Power Research Institute, Shijiazhuang 050021, China)

There are problems of low labor efficiency and waste of resources when cleaning the circulation boxes of the electrical energy measuring equipment high-rise warehouse, so a circulation box automatic cleaning system design scheme is presented. This paper analyses the cleaning system, the drying system and the smoke absorbing system of the design scheme,considers that the design scheme can cleaning the circulation boxes efficiently and environmentally.

electrical energy measuring;high-rise warehouse;circulation box;automatic cleaning system

2016-04-15

周忠良(1982-)，男，工程師，主要從事自動化設(shè)備維護與研究工作。

TM933.4

B

1001-9898(2016)05-0031-03