筒倉儲(chǔ)存干法機(jī)制砂物料防離析方法探討

汪良強(qiáng)，歐陽振奎，符海龍

（1.河南三和水工機(jī)械有限公司；2.鄭州三和水工機(jī)械有限公司，河南 鄭州 450000）

1 目前限制筒倉在干法機(jī)制砂儲(chǔ)料上大規(guī)模應(yīng)用的原因

筒倉越做越大，正在逐漸解決儲(chǔ)存量少的問題，配套的皮帶機(jī)或斗式提升機(jī)的可靠性也越來越高，解決了機(jī)械設(shè)備上料時(shí)的故障問題。目前，唯一限制筒倉推廣的難題就是物料離析問題。

2 筒倉在干法機(jī)制砂上應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)的三種離析現(xiàn)象

干的機(jī)制砂物料屬于混合物料，它由多種大小位于不同直徑區(qū)間的石子和石粉組成，石子最大直徑一般不超過4.75mm，石粉最小直徑在0.075mm 以下。筒倉式儲(chǔ)存機(jī)制砂物料時(shí)會(huì)存在進(jìn)料離析、存料離析及出料離析等三種離析現(xiàn)象：（1）進(jìn)料離析現(xiàn)象；（2）儲(chǔ)存離析現(xiàn)象；（3）出料離析現(xiàn)象。

3 出現(xiàn)這三種離析現(xiàn)象的原因分析

（1）進(jìn)料離析現(xiàn)象原因分析。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因主要是因?yàn)樵谕矀}內(nèi)物料的堆積過程大顆粒石子由于其動(dòng)能較大，相對(duì)滾動(dòng)阻力較小，都沿圓錐斜面向底部滾動(dòng)，最后停留在筒倉周邊，而小顆粒石粉由于其動(dòng)能較少，相對(duì)滾動(dòng)阻力較大，大部分堆積在圓錐頂部。這樣的結(jié)果是石粉大部在中間部位，形成一個(gè)圓柱狀粉心，此處相對(duì)細(xì)度模粗?jǐn)?shù)較小，而較大顆粒的石子則圍繞圓柱狀粉心形成一個(gè)粗石子料環(huán)，其相對(duì)細(xì)度模數(shù)則較大。

（2）儲(chǔ)存離析現(xiàn)象原因分析。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因主要是因?yàn)殡S著時(shí)間的推移，由于大顆粒石子間總是存在一定間隙不可能被完全填滿，在重力作用和人為振動(dòng)因素（比如行車產(chǎn)生的振動(dòng)、施工產(chǎn)生的振動(dòng)等）的影響下，機(jī)制砂中的小顆粒石子和石粉會(huì)逐漸下沉，逐漸填補(bǔ)下方大顆粒石子間的這些間隙，宏觀看，就形成了小顆粒石子和石粉往向筒倉底部聚集現(xiàn)象。

（3）出料離析現(xiàn)象原因分析。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因主要是因?yàn)榇箢w粒物料較重，體積也較大，相對(duì)小顆粒物料需要的支撐力更大，一旦出現(xiàn)支撐力不足時(shí)，便會(huì)優(yōu)先下落，而且下落后由于其動(dòng)能又相對(duì)較大，滾動(dòng)阻力卻相對(duì)較小，所以下落后比小顆粒物料能滾動(dòng)的較遠(yuǎn)，所以宏觀看起來便是更容易下落。

4 防止出現(xiàn)這三種離析現(xiàn)象的解決辦法

通過上面分析各現(xiàn)象的原因，找出對(duì)應(yīng)的解決方法。

（1）對(duì)于進(jìn)料離析現(xiàn)象，我們可以看到出現(xiàn)的原因一個(gè)是有料錐出現(xiàn)，一個(gè)是進(jìn)料時(shí)大顆粒物料動(dòng)能較大。

針對(duì)料錐引起的離析，對(duì)應(yīng)措施如下：

①化有為無。想辦法不讓料錐出現(xiàn)，這樣大顆粒物料就沒有了沿料錐斜面上的水平滾動(dòng)速度，也就沒有滾動(dòng)動(dòng)能，其在沿筒倉直徑方向的滾動(dòng)距離就會(huì)杜絕或減少，這樣就不會(huì)出現(xiàn)機(jī)制砂物料大小顆粒分離，整個(gè)筒倉內(nèi)也就沒有了物料離析現(xiàn)象。遵循這樣的原則，那么，我們?cè)谕矀}內(nèi)布料時(shí)就需要整個(gè)筒倉水平面上均勻布料，這種布料可以是在整個(gè)筒倉平面上同時(shí)均勻下料，也可以是布料裝置先在半徑長度方向上均勻下料，然后，讓布料裝置繞筒倉中心軸旋轉(zhuǎn)，讓布料裝置最終掃過整個(gè)筒倉水平面，將物料一圈圈地均勻撒在筒倉水平面上。

②化少為多。將原來筒倉內(nèi)的一個(gè)大料錐分解為多個(gè)小料錐，這樣大顆粒物料在沿筒倉直徑方向的滾動(dòng)距離就會(huì)大大減少。比如，在水平直徑方向上將原來的一個(gè)大料錐分解為六個(gè)小料錐，這樣雖然看單個(gè)料錐依然會(huì)有大小顆粒分離離析現(xiàn)象，但從整個(gè)筒倉看離析現(xiàn)象被平均分配到了整個(gè)筒倉內(nèi)六個(gè)部分，不再是筒倉內(nèi)整體單一離析。這樣分解的料錐越多越好。遵循這樣的原則，那么，我們?cè)谕矀}內(nèi)布料時(shí)就需要將原來單一的中心下料口改為筒倉倉項(xiàng)設(shè)置多個(gè)下料口同時(shí)下料，這樣筒倉內(nèi)就由一個(gè)單一的大料錐變成了多個(gè)這樣的小料錐。

③化大為小。減小料錐體積，想辦法不讓料錐成長到具有特定安息角的高度，這樣也能避免大部分大顆粒機(jī)制砂物料都聚集到筒倉壁周邊。遵循這樣的原則，那么，我們?cè)谕矀}內(nèi)布料時(shí)就需要布料裝置不斷削平料錐的錐頂部分，使其由一個(gè)大圓錐變?yōu)橐粋€(gè)錐臺(tái)形狀，將中心的細(xì)度模數(shù)較小的物料不斷挪移到周邊大顆粒物料處，使其再次混合，減輕離析現(xiàn)象。

針對(duì)進(jìn)料時(shí)大顆粒物料動(dòng)能較大引起的離析，采用如下結(jié)果方法：

①化有為無。想辦法不讓水平滾動(dòng)速度出現(xiàn)，這個(gè)問題同樣可以歸結(jié)到料錐的形成上，其解決辦法同上，要讓布料裝置在整個(gè)筒倉水平面上下料，不能讓料錐形成。

②化快為慢。想辦法降低大顆粒的水平滾動(dòng)速度，使其無法滾動(dòng)到筒倉周邊位置，從而盡量降低周邊物料的細(xì)度模數(shù)，減輕離析程度。遵循這樣的原則，那么，我們?cè)O(shè)計(jì)筒倉內(nèi)的布料裝置時(shí)，就需要考慮如何能阻攔大顆粒物料的滾動(dòng)，或增加其滾動(dòng)阻力，讓其盡快停止?jié)L動(dòng)。比如，在筒倉內(nèi)部設(shè)計(jì)一個(gè)與筒倉等高且同心的筒狀網(wǎng)，大顆粒物料先落在筒狀網(wǎng)內(nèi)，形成小料錐，網(wǎng)內(nèi)的大顆粒物料往網(wǎng)周邊滾動(dòng)時(shí)，一部分會(huì)被網(wǎng)阻擋一下從而速度降低，從而有效減少大顆粒物料在水平方向的滾動(dòng)距離，減輕了離析程度。

（2）對(duì)于儲(chǔ)存離析現(xiàn)象，我們可以看到出現(xiàn)的原因一個(gè)是停放時(shí)間過長，一個(gè)是停放位置有振動(dòng)發(fā)生。所以我們需要重點(diǎn)從這兩方面來解決。

針對(duì)停放時(shí)間過長原因，解決方法如下：

①化有為無。讓筒倉沒有物料，也就不會(huì)有離析現(xiàn)象發(fā)生。這就要求我們及時(shí)了解用戶需求，合理安排生產(chǎn)，隨產(chǎn)隨用，盡量減少筒倉內(nèi)的物料儲(chǔ)存量。

②化多為少。讓筒倉內(nèi)儲(chǔ)存的物料盡量少，也會(huì)減輕離析現(xiàn)象程度。這也要求我們合理安裝生產(chǎn)，隨產(chǎn)隨用。

③化靜為動(dòng)。讓筒倉儲(chǔ)存的物料動(dòng)起來，每間隔一定時(shí)間對(duì)筒倉內(nèi)的物料進(jìn)行倒倉，這種方法實(shí)現(xiàn)起來有一定的難度，不僅僅投資增加，而且還會(huì)消耗一定的能源，使用成本較高，效果也最不理想。

針對(duì)停放位置有振動(dòng)發(fā)生的原因，解決方法如下：

①化有為無。讓筒倉盡量遠(yuǎn)離振動(dòng)源，沒有了振動(dòng)源，離析現(xiàn)象也會(huì)減輕。

②化重為輕。將振動(dòng)源傳到筒倉上的振動(dòng)盡量減輕?？梢栽谕矀}支架與地面接觸位置之間墊上減震墊，減輕或消除振動(dòng)，減輕離析程度。

（3）對(duì)于出料離析現(xiàn)象，我們可以看到出現(xiàn)的原因一個(gè)是有中間物料空洞，一個(gè)是出料時(shí)大顆粒物料優(yōu)先下落。根據(jù)不同的原因，有如下解決方案。

針對(duì)筒倉下料時(shí)中間有物料空洞，解決方法如下：

①最好的辦法還是化有為無。有下料空洞，是因?yàn)橄铝峡谛〉脑?。如果下料口和筒倉直徑一樣大，下料空洞就無法形成，也就不存在筒倉內(nèi)的物料誰先下誰后下的問題，離析問題也就不存在了。遵循這樣的原則，那么，我們?cè)O(shè)計(jì)筒倉內(nèi)的出料裝置時(shí)，就需要考慮不能單純做成一個(gè)出料口，而應(yīng)該是一個(gè)能保證筒倉整個(gè)水平面整體下料的裝置。比如，直徑與筒倉直徑一樣大的圓盤式給料機(jī)等，能保證整個(gè)筒倉整體下料。或者在筒倉內(nèi)出料口上方做上一個(gè)出料正圓錐，這樣也可以有效防止出料口上方出現(xiàn)物料空洞，減輕離析程度。

②化少為多。下料口盡量做多，這樣保證了在筒倉內(nèi)部同時(shí)形成多個(gè)下料空洞，然后，將這些下來的物料再混合通過一個(gè)總下料口出來。

③化小為大。盡量將下料空洞變大，下料空洞越大越好，下料空洞越大，表示能同時(shí)下料的物料越多，由上可知，這些下來的物料離析現(xiàn)象就越不嚴(yán)重。遵循這樣的原則，那么我們?cè)O(shè)計(jì)筒倉內(nèi)的出料口時(shí)要盡量大，保證能同時(shí)下較多的物料，通過這樣的方法可以減輕離析程度。

針對(duì)筒倉下料時(shí)大顆粒物料優(yōu)先下落原因，通過以下幾個(gè)辦法解決。

①化有為無。大顆粒物料優(yōu)先下落還是因?yàn)橛邢铝峡斩?，沒有了下料空洞，大顆粒物料的優(yōu)先下落也就不存在了。所以還是回到了上述解決下料空洞形成的辦法上來，按上述辦法防止下料空洞的產(chǎn)生。

②化快為慢。增加大顆粒物料的支撐力及下落阻力，通過在筒倉底部水平面上設(shè)置大網(wǎng)眼阻攔網(wǎng)，即對(duì)物料起了有效支撐作用，同時(shí)，還能降低大顆粒物料的下落速度，能有效地降低離析程度。

4 結(jié)語

綜上所述，通過統(tǒng)籌考慮進(jìn)料、儲(chǔ)存和下料方法，并采用適當(dāng)?shù)难b置就能夠杜絕和減少離析現(xiàn)象的發(fā)生，從而真正實(shí)現(xiàn)筒倉在機(jī)制砂儲(chǔ)存領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。