應(yīng)用圓管皮帶機(jī)推動(dòng)物料輸送的技術(shù)進(jìn)步

劉德華

（山東省惠通消防工程有限公司，山東 濟(jì)南250014）

應(yīng)用圓管皮帶機(jī)推動(dòng)物料輸送的技術(shù)進(jìn)步

劉德華

（山東省惠通消防工程有限公司，山東 濟(jì)南250014）

本文介紹了圓管形皮帶輸送機(jī)的原理，通過(guò)與普通皮帶機(jī)的性能對(duì)比和國(guó)內(nèi)外圓管形皮帶機(jī)的應(yīng)用實(shí)例，闡述了大力發(fā)展圓管形皮帶的實(shí)際意義和積極作用。

圓管皮帶機(jī)；環(huán)境；造價(jià)

Abstract:This thesis introduces the principle of pipe conveyer,expound the practical significance and positive action comparing the function with ordinary belt conveyer and some example of application incountry and overseas.

Key words:Pipe conveyer；Environment；Cost

1.普通皮帶輸送機(jī)的應(yīng)用回顧

1.1 普通皮帶機(jī)的結(jié)構(gòu)和輸送方式。散裝物料的中、短距離搬運(yùn)過(guò)程中，目前采用最廣泛的是皮帶輸送機(jī)，如圖1所示，鋼鐵行業(yè)的鐵前系統(tǒng)更是如此。在鋼企的原料、燒結(jié)、球團(tuán)、焦化、煉鐵等單位正在運(yùn)行著多條普通的皮帶輸送機(jī)，這種皮帶機(jī)通?；蛘甙惭b在皮帶廊內(nèi)，或者安裝在混凝土、鋼結(jié)構(gòu)作成的支架上。

1.2 普通皮帶機(jī)的功能缺陷。第一是運(yùn)行方向受到限制。普通皮帶機(jī)的行走路線是一條直線，因此采用這種普通皮帶機(jī)，在最初裝料點(diǎn)到最終卸料點(diǎn)的路途上，遇到水平投影面、垂直投影面內(nèi)存在障礙物時(shí)，處理起來(lái)比較困難，不能象下圖3這樣的圓管皮帶機(jī)進(jìn)行空間轉(zhuǎn)彎。解決措施通常是采用多級(jí)接力，各級(jí)皮帶之間又要增加一套轉(zhuǎn)運(yùn)裝置。

第二是密封不良，普通皮帶機(jī)運(yùn)行時(shí)的物料面是敞開(kāi)的，在搬運(yùn)易揚(yáng)塵的物料或?qū)λ徇\(yùn)物料保潔要求高的場(chǎng)合，通常需要建設(shè)皮帶長(zhǎng)廊進(jìn)行密封，以符合環(huán)保的要求。

2.圓管形皮帶機(jī)的產(chǎn)生

隨著人們對(duì)環(huán)境和節(jié)能的重視以及制造技術(shù)的進(jìn)步，自上世紀(jì)七十年代初，在國(guó)外一些如德國(guó)的PHW公司、日本的石橋公司等，相繼開(kāi)始研發(fā)能夠克服普通皮帶機(jī)缺點(diǎn)的新型皮帶機(jī)——最具代表性的圓管形皮帶機(jī)應(yīng)運(yùn)誕生了，見(jiàn)圖3和圖4。

圖1 普通皮帶機(jī)運(yùn)輸方式Figure1 Transportation form of ordinary belt conveyer

普通皮帶機(jī)的托輥結(jié)構(gòu)一般如下圖2所示：

圖2 普通皮帶機(jī)的托輥結(jié)構(gòu)Figure 2 The roller structure of ordinary belt conveyer

圖3 具有彎曲柔性的圓管皮帶機(jī)Figure3 Pipe conveyer which have flexible function

圖4 圓管皮帶機(jī)的外形和內(nèi)孔支撐結(jié)構(gòu)Figure4 External and internal form supporting structure of pipe conveyer

3.圓管皮帶機(jī)的成型原理和過(guò)程

這種圓管形的皮帶機(jī)，就是將平面形的皮帶在周圈托輥的約束下，圍成一個(gè)截面呈圓形的輸送管，下圖5是由平面皮帶逐漸卷合成圓管形皮帶的清晰成型過(guò)程：

圖5 圓管皮帶的成型過(guò)程Figure5 The shaping process of pipe belt

具體運(yùn)行過(guò)程如下：皮帶在裝料端經(jīng)過(guò)一個(gè)過(guò)渡段，皮帶由平面形逐步過(guò)渡到圓管形，這條攜帶物料的圓管在周圈諸多托輥的限制下向前運(yùn)行；在卸料端則相反，由圓管形逐步釋放為平面形，在回程經(jīng)過(guò)漲緊后又卷成圓管形，如此循環(huán)運(yùn)送物料，見(jiàn)圖6所示。

圖6 圓形皮帶機(jī)的運(yùn)行原理圖Figure6 sketch map of pipe conveyer operating

4.圓管形皮帶機(jī)的特點(diǎn)

圓管皮帶機(jī)所輸送的物料被封閉在一個(gè)圓管內(nèi)，又能在空間轉(zhuǎn)彎病可以做蛇形運(yùn)動(dòng)，不難看出圓管皮帶機(jī)有以下特點(diǎn)：

4.1 極大地降低了污染。所輸送的物料不易產(chǎn)生揚(yáng)塵，少量的揮發(fā)氣體對(duì)環(huán)境夠不成污染；安裝在露天時(shí)，所輸送的物料也不會(huì)受到外界環(huán)境的干擾，雨雪大風(fēng)氣象條件下可正常運(yùn)行。

4.2 圓管皮帶具有可以蛇形的特點(diǎn)，可在裝、卸地之間遇到障礙時(shí)能夠上下左右繞行，具有在三維空間順利輸送物料的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。與普通平皮帶機(jī)相比，采用圓管皮帶機(jī)時(shí)不需要中間轉(zhuǎn)運(yùn)裝置，可減少皮帶機(jī)的數(shù)目，如圖7所示。

圖7 在三維空間做蛇形輸送的圓管皮帶機(jī)Figure7 Pipe conveyer wriggling movement in 3D

4.3 由于圓管皮帶機(jī)的上、下分支皮帶均能包裹形成圓管，如在回程段加裝受料口，能雙向同時(shí)輸送物料，在較小投資情況下可實(shí)現(xiàn)一機(jī)兩用。

4.4 對(duì)所搬運(yùn)的物料具有保溫、保濕等作用，運(yùn)行平穩(wěn)無(wú)噪音，節(jié)能效果明顯。

4.5 皮帶的托輪結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，與普通皮帶機(jī)相比，圓管皮帶機(jī)的造價(jià)較高，但是，圓管皮帶機(jī)把支撐和卷圓合為一體，在轉(zhuǎn)彎處也不需要中間轉(zhuǎn)運(yùn)裝置，工程總造價(jià)反而要低。

4.6 對(duì)皮帶的性能要求嚴(yán)格，即要有足夠的強(qiáng)度承受拉力，又要有足夠的韌性承受圈圓、放平過(guò)程的變形。

5.圓管皮帶機(jī)在國(guó)外的發(fā)展及應(yīng)用情況

日本國(guó)是開(kāi)發(fā)圓管皮帶機(jī)較早的國(guó)家之一，最早起源于上世紀(jì)的70年代。日本國(guó)的石橋公司在25年間的時(shí)間里先后生產(chǎn)了近800條圓管皮帶機(jī)提供給當(dāng)?shù)丶捌渌鼑?guó)家。三菱公司在1979年到1993年間就有262臺(tái)投入運(yùn)行。日本生產(chǎn)圓管皮帶機(jī)的管徑通常在150—250mm，最大可達(dá)350mm；最長(zhǎng)運(yùn)距可達(dá)2005m；最大運(yùn)輸量可達(dá)1500t/h。

德國(guó)開(kāi)始研究圓管皮帶機(jī)也比較早，PHW公司自1986年研制出第一臺(tái)傾角在450、管徑60mm、帶寬220mm、帶速 3.5m/s、運(yùn)量28m3/h的試驗(yàn)機(jī)以來(lái)，現(xiàn)已生產(chǎn)400多臺(tái)。在德國(guó)，圓管皮帶機(jī)的運(yùn)行產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益非常顯著，和同容量、同運(yùn)距、同帶速的普通皮帶機(jī)經(jīng)濟(jì)效益比較結(jié)果見(jiàn)下表：

項(xiàng)目比較 普通帶式輸送機(jī) 圓管輸送機(jī)投資總額 100% 75%動(dòng)力費(fèi)用 5% 6%維修費(fèi)用 7% 5%人工費(fèi)用 22% 5%總成本 34% 16%

6.圓管皮帶機(jī)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用情況

由于圓管皮帶機(jī)的性能優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)也有少數(shù)廠家開(kāi)始涉及這一生產(chǎn)領(lǐng)域，從上世紀(jì)90年代淮南礦務(wù)局新莊孜煤礦使用第一條圓管形皮帶機(jī)以來(lái)，到現(xiàn)在已有二十多年的時(shí)間。二十年多的使用探索，在我國(guó)已認(rèn)識(shí)到了圓管皮帶機(jī)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，已在多個(gè)領(lǐng)域使用，案例見(jiàn)下表：

序號(hào)使用單位主要參數(shù)制造廠1 淮南礦務(wù)局新莊孜煤礦2 邯鄲水泥廠 D=350mm Gs=600T/h U=2.92m/s L=243.7m H=12.25m 水泥熟料 淮南煤機(jī)廠3 黃石華新水泥廠 D=150mm L=660m 水泥熟料 淮南煤機(jī)廠4 渭南化肥廠 D=350mm L=120m β=22°運(yùn)煤 淮南煤機(jī)廠5 吉林市化肥廠 D=220mm L=3817m 運(yùn)煤 吉林市機(jī)械廠6 貴州甕福磷肥廠 D=250mm Gs=140T/h L=1906m硫鐵礦渣、污泥廢渣 自貢運(yùn)輸機(jī)械廠D=350mm Gs=600T/h U=2.92m/s L=227.655mβ=12°運(yùn)煤 淮南煤機(jī)廠

由于近年人們對(duì)環(huán)境的重視和節(jié)能意識(shí)的提高，圓形皮帶機(jī)的應(yīng)用呈現(xiàn)出快速發(fā)展的趨勢(shì)，比如青海鹽礦已采用圓管皮帶機(jī)運(yùn)鹽，以求對(duì)輸送物料的保潔；山東地區(qū)的濟(jì)寧和聊城發(fā)電廠也已選用圓管形皮帶機(jī)輸送發(fā)電用煤，節(jié)能與環(huán)保效益明顯；其它電力、冶金行業(yè)也都開(kāi)始關(guān)注圓管皮帶機(jī)的使用情況。

7.圓管皮帶機(jī)在國(guó)內(nèi)的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)情況

90年代初我國(guó)的淮南煤機(jī)廠、自貢運(yùn)輸機(jī)械廠先后與日本石橋公司進(jìn)行技術(shù)合作，生產(chǎn)圓管皮帶機(jī)，皮帶由日本石橋公司提供。近幾年華電工程（集團(tuán)）公司又和日本石橋公司合作，在國(guó)內(nèi)承攬圓管皮帶機(jī)的工程項(xiàng)目，皮帶由日本提供或由國(guó)內(nèi)制造，華電工程（集團(tuán)）公司利用日本的技術(shù)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)和工程總承包。

對(duì)于組成圓管皮帶機(jī)的關(guān)鍵要件之一的皮帶，目前國(guó)內(nèi)的青島華夏膠帶廠、遼寧的阜新橡膠制品廠都能夠生產(chǎn)該種皮帶，沈陽(yáng)長(zhǎng)橋膠帶公司已有生產(chǎn)這種皮帶的業(yè)績(jī)。

8.推廣應(yīng)用圓管皮帶機(jī)，是未來(lái)物料輸送工程的發(fā)展方向

8.1 圓管皮帶機(jī)可以在三維空間連續(xù)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)，決定了它適用的地域和地形環(huán)境廣闊。在物料輸送工程的技術(shù)改造和技術(shù)引進(jìn)過(guò)程中，采用新技術(shù)、新工藝、新材料是我們遵循的技術(shù)原則，在諸多企業(yè)的物料輸送過(guò)程中，最需要解決的是避開(kāi)已建建筑物的限制、實(shí)現(xiàn)三維空間轉(zhuǎn)彎等難題，而現(xiàn)在的圓管皮帶機(jī)不但能夠很好的解決這些技術(shù)難點(diǎn)，它可繞過(guò)各種障礙物和設(shè)施而不需要多臺(tái)轉(zhuǎn)載，跨過(guò)公路、鐵路、河流和山坡等，可以設(shè)計(jì)出非常經(jīng)濟(jì)的總體布置方案，以較小的曲率半徑實(shí)現(xiàn)空間彎曲的布置線路，總體降低了輸送功率和工程造價(jià)并減少了后期的運(yùn)行成本。

8.2 應(yīng)用新型的圓管皮帶機(jī)對(duì)于改善作業(yè)環(huán)境、避免散裝物料輸送過(guò)程的揚(yáng)塵與撒落等環(huán)節(jié)起到了積極的正面作用。因回程分支輸送帶也成圓管狀，所以不必?fù)?dān)心粘附在輸送帶上的物料灑落在輸送線路上，實(shí)現(xiàn)無(wú)害化輸送，凈化了環(huán)境，環(huán)保效益明顯，這是普通皮帶機(jī)無(wú)法具備的優(yōu)勢(shì)。例如鋼企焦化煤調(diào)試項(xiàng)目中，為提高焦碳產(chǎn)量、質(zhì)量和減少?gòu)U水，鋼企利用焦化煙道余熱對(duì)煤進(jìn)行調(diào)濕，其重要指標(biāo)就是調(diào)濕后的煤必須相對(duì)干燥，這種狀態(tài)下的煤很容易產(chǎn)生揚(yáng)塵，有的鋼企沒(méi)能很好的解決這一問(wèn)題，致使該輸送過(guò)程被稱(chēng)作一條“黑龍”。而采用圓管皮帶機(jī)輸送調(diào)濕后的煤，可以順利地解決這一生產(chǎn)實(shí)踐中的環(huán)保瓶頸。

8.3 保持物料清潔是圓管皮帶機(jī)的一大優(yōu)點(diǎn)。由于物料在輸送過(guò)程中均被密封在管狀皮帶內(nèi)，因此物料不受外部環(huán)境的影響，特別是對(duì)于清潔度要求較高的物料來(lái)說(shuō)，采用圓管皮帶機(jī)輸送可完全避免外界環(huán)境的污染、侵蝕等，可防止外部雜物混入輸送物料，避免輸送的物料遭受雨淋或日曬等損害。

8.4 保溫節(jié)能效果明顯。選用耐溫的皮帶，減少遠(yuǎn)距離低溫下輸送過(guò)程的溫降，能夠達(dá)到良好的節(jié)能效果。日本普利斯通公司耐溫皮帶的耐溫技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到1000C，可以用來(lái)長(zhǎng)時(shí)間輸送溫度為600C左右的經(jīng)過(guò)調(diào)濕的煤到焦?fàn)t煤倉(cāng)，特殊規(guī)格輸送帶工作環(huán)境溫度可達(dá)160℃；大批量輸送時(shí)，節(jié)能效果更佳突出；當(dāng)然，其它需要保溫的場(chǎng)合都可采用。

9.小結(jié)

綜上所述，大力推廣發(fā)展新型圓管皮帶機(jī)，對(duì)降低物料輸送工程的建設(shè)成本、運(yùn)行維護(hù)成本十分有益，在環(huán)境保護(hù)、保持物料清潔等諸多方面具有普通皮帶機(jī)無(wú)法具備的優(yōu)點(diǎn)，故采用圓管皮帶機(jī)是一種推動(dòng)物料輸送技術(shù)進(jìn)步的有效手段，對(duì)物料輸送業(yè)的發(fā)展具有正面的推動(dòng)作用，具有良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值，可廣泛地在港口、冶金、建材、電力、糧食及石化等行業(yè)用來(lái)輸送煤、精選煤、焦炭、礦粉、石油焦，石灰石、沙石料、石渣、加濕灰、化肥、鹽、廢紙、磷石膏、硫鐵礦渣等各種散體物料。

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編輯：董剛

Apply Pipe Conveyer to Push on Material Transportation Technology Progresses

LIU Dehua
（ShanDong Province Hui Tong Fire protection engineering Co Ltd，Jinan Shandong 250014）

TH22

A

2095-7327（2017）-07-0031-04

劉德華（1965-），男，山東濟(jì)南人，山東省惠通消防工程有限公司工程師，研究方向：機(jī)械制造技術(shù)、消防工程等。