淺圓倉“眾”字形防破碎無動力勻料入倉布料器試驗(yàn)*

劉育森 徐擎宇 張孟華 連建清 張 勇

(1 中央儲備糧長樂直屬庫有限公司)(2 中儲糧成都儲藏研究院有限公司 610091)

淺圓倉具有占地面積小，單倉儲存數(shù)量大，結(jié)構(gòu)受力合理，抗震能力強(qiáng)，密閉性能好，糧食出入庫機(jī)械化、自動化程度高等優(yōu)點(diǎn)[1]。在近年來的建倉任務(wù)中，淺圓倉比例越來越大，福建轄區(qū)擴(kuò)建或新建的倉型全部都是淺圓倉。

稻谷、玉米、小麥、大豆都是非均質(zhì)顆粒聚集體，糧堆里有糧粒、雜質(zhì)和蟲霉等，糧粒也有輕重、大小、完整度不同，因此在糧食入倉過程中，彼此散落性、受力情況不同，會自然引起糧堆組分重新分布，形成自然分級現(xiàn)象[2]。以長樂直屬庫有限公司為例，淺圓倉的入倉方式為常見的倉頂定點(diǎn)進(jìn)糧，當(dāng)糧食從高處自然落下入倉流散時，由于自動分級現(xiàn)象導(dǎo)致較重雜質(zhì)、粉雜、無機(jī)雜及飽滿顆粒集中在糧堆圓錐中心部位，而輕雜則下滑至圓錐邊緣并最終散落聚集在倉壁處。雜質(zhì)集聚部位孔隙小、吸濕強(qiáng)、帶菌多，既容易發(fā)熱霉變，又影響通風(fēng)降溫、熏蒸殺蟲和充氮?dú)庹{(diào)等儲糧技術(shù)的應(yīng)用，存在較大的糧食儲藏安全隱患。

此外，為減少入倉糧食破碎率，附壁折板式入倉是應(yīng)用在現(xiàn)有淺圓倉的一種常見糧食入倉方式。根據(jù)我司的長期使用經(jīng)驗(yàn)，這種入倉方式主要存在落料點(diǎn)少、雜質(zhì)聚集。附壁折板式淺圓倉僅兩處落料點(diǎn)，在入倉過程中，由于糧食的自動分級現(xiàn)象，使得雜質(zhì)沿著側(cè)壁垂直集中散落，聚集于側(cè)壁部位，形成圓柱狀的雜質(zhì)聚集區(qū)，影響通風(fēng)降溫、熏蒸殺蟲、氣調(diào)儲糧效果及糧堆內(nèi)微氣流的正常運(yùn)動，不利于儲糧安全。

目前，查閱相關(guān)資料，減輕淺圓倉自動分級現(xiàn)象的方法多為使用入倉布料器，增加糧食落點(diǎn)使入倉糧食分散。而市場上現(xiàn)有入倉布料設(shè)備單一、體積大、造價高、維護(hù)不便。為有效解決淺圓倉糧食入倉存在的熱點(diǎn)、難點(diǎn)、痛點(diǎn)問題，中央儲備糧長樂直屬庫有限公司以“眾”字為理念，設(shè)計(jì)了淺圓倉“眾”字形糧食防破碎無動力勻料入倉布料器，如圖1所示。

圖1 “眾”字形無動力布料器模型圖

通過對該布料器進(jìn)行糧食入倉試驗(yàn)，觀察試驗(yàn)過程并對所形成的糧堆進(jìn)行檢驗(yàn)分析，在實(shí)踐中驗(yàn)證該布料器對減少自動分級現(xiàn)象的成效，為淺圓倉糧食安全儲藏奠定基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)準(zhǔn)備

1.1 糧食倒倉準(zhǔn)備

長樂直屬庫有限公司一期淺圓倉于2014年投入使用，一期、二期工藝設(shè)備經(jīng)過PLC系統(tǒng)集成，在工作塔二樓的中控室集中遠(yuǎn)程操控，實(shí)現(xiàn)了流程智能化。成套工藝設(shè)備設(shè)計(jì)流量800 t/h，主要由輸送系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、真空清掃系統(tǒng)、收放系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，為本庫淺圓倉進(jìn)出倉提供設(shè)備支撐。淺圓倉設(shè)計(jì)倉容8330 t，直徑25 m，檐高25 m。

本次試驗(yàn)，選用正在進(jìn)倉的102號淺圓倉作為試驗(yàn)倉。以未進(jìn)倉的2000 t小麥作為試驗(yàn)對象，將其中300 t小麥倒入汽車接發(fā)站卸糧坑，其余小麥貨柜于卸糧坑外等待卸貨。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備與器材

以102號淺圓倉原有附壁折板及“人”字形溜槽為主體，通過在兩側(cè)溜槽處各開3個0.5 m×0.5 m的落料口，每個落料口下方安裝臂長0.3 m、夾角為90°的“人”字形雙口分配器，使得糧食入倉的落料點(diǎn)由原先的2個增加到12個，改造成淺圓倉“眾”字形防破碎無動力勻料入倉布料器。

2 試驗(yàn)方法

2.1 倒倉過程

2.1.1 做好糧食倒倉前的準(zhǔn)備工作 將凹面填平，整倉糧面平整，調(diào)試工藝設(shè)備及PLC系統(tǒng)集成，根據(jù)規(guī)范要求做好通風(fēng)道的檢查、糧情檢測系統(tǒng)的檢查、氣密性能檢查及倉儲設(shè)施、設(shè)備的清掃及消毒工作等[3]。

2.1.2 開啟設(shè)備流程，確保流程所含設(shè)備全部啟動運(yùn)行平穩(wěn)。

2.1.3 逐步開啟卸料斗閘門，卸糧坑內(nèi)小麥隨設(shè)備運(yùn)行入倉，運(yùn)行過程中繼續(xù)于卸糧坑內(nèi)倒入小麥。觀察設(shè)備所示流量讀數(shù)，以100 t/h～200 t/h的逐漸增速的流量將糧食輸送至102號倉。

2.2 試驗(yàn)觀測

試驗(yàn)過程中，在倉內(nèi)入人口平臺對入倉糧食流動情況及落料分布位置進(jìn)行觀察攝像；試驗(yàn)后，對倉內(nèi)12處糧堆抽樣，根據(jù)GB 1351-2008對小麥雜質(zhì)與破碎粒指標(biāo)進(jìn)行檢測；使用紅外線測距儀對糧堆體積進(jìn)行測定。

3 試驗(yàn)結(jié)果

3.1 入倉糧食流動情況

糧食經(jīng)分配器后分為12股流量基本一致的糧食流入倉內(nèi)。

3.2 糧食分布情況

糧食呈內(nèi)、中、外三圈分布于倉內(nèi)，各圈分為東南西北四處糧堆，糧堆大小由內(nèi)圈至外圈逐漸減小，各圈四處糧堆大小基本一致。根據(jù)GB 1351-2008對小麥雜質(zhì)與不完善粒指標(biāo)進(jìn)行檢測，12堆糧食的檢驗(yàn)結(jié)果如表1及圖2所示?？梢?2處糧食不完善粒指數(shù)較為接近，雜質(zhì)分布均勻一致。

表1 糧堆質(zhì)量分布情況表(雜質(zhì)，不完善粒) (單位：%)

圖2 糧堆位置分布情況圖

4 改進(jìn)建議

試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，糧堆大小由內(nèi)圈至外圈逐漸減小，分流不夠均勻。且糧堆位置較為聚集，距離倉壁較遠(yuǎn)，分布不夠分散。

因此，通過進(jìn)一步研究，將原有布料器改造為頂部485 mm×485 mm的落料口從而減少內(nèi)圈、中圈分流的糧食，進(jìn)一步均衡各處糧堆大小。每個落料口下方安裝臂長1.2 m、夾角為90°的“人”字形雙口分配器，使糧食流經(jīng)分配器可以拋射更遠(yuǎn)，各處糧堆更加遠(yuǎn)離倉房中心，進(jìn)一步分散糧堆分布位置。改進(jìn)后淺圓倉“眾”字形防破碎無動力勻料入倉布料器，如圖3所示，并已成功申請專利，專利號202022045906.9。

圖3 布料器改進(jìn)后入倉糧堆位置分布情況圖

5 結(jié)論

5.1 試驗(yàn)布料器可實(shí)現(xiàn)糧食在倉內(nèi)位置均勻且分散分布，且12處糧食數(shù)量與質(zhì)量基本一致。

5.2 傳統(tǒng)附壁折板式淺圓倉改裝為“眾”字形防破碎無動力均料入倉布料器并改進(jìn)后，糧食分流成12股入倉，從而在倉內(nèi)形成12個落料點(diǎn)，使原先糧倉中心的重雜聚集區(qū)分散，顯著降低自動分級現(xiàn)象。由于糧堆的雜質(zhì)分布相對均勻，提高了糧堆的通透性，能夠有效通風(fēng)降溫，避免大范圍板結(jié)，從而大大地改善了糧食的儲存品質(zhì)，同時減小糧食出倉過程中由于大范圍板結(jié)而帶來的危險。

5.3 糧食流經(jīng)布料器均料后，由45°斜向下溜管流出，呈拋物線入倉形成糧堆，避免糧食在布料器內(nèi)受到?jīng)_擊，也使糧食不會垂直沖入倉內(nèi)，減少糧食垂直方向的動力勢能從而減少糧食落地的沖力，降低糧食破碎率，且裝置內(nèi)不會有糧食殘留。

5.4 該布料器不需要?dú)鈩庸艿阑螂姎庠O(shè)備，安裝完成后可隨時投入使用，無控制信號故障風(fēng)險，排除了由電火花帶來的各類安全隱患，環(huán)保耐用，符合綠色儲糧要求。

5.5 糧食經(jīng)由溜槽滑落式布料，避免撞擊產(chǎn)生二次破碎。

5.6 該布料器安裝成本低，保養(yǎng)維護(hù)簡單。

通過本次試驗(yàn)，雖然在解決淺圓倉入倉防分級問題上取得了初步成果，但在進(jìn)一步增加落料點(diǎn)減少糧食自動分級現(xiàn)象方面仍有改進(jìn)的空間，仍要堅(jiān)持科技儲糧、改革創(chuàng)新，針對本地區(qū)氣候和倉房特點(diǎn)，優(yōu)化入倉措施，降低后期可能出現(xiàn)的儲糧管理風(fēng)險。今后將不斷進(jìn)行裝置改進(jìn)、試驗(yàn)研究，總結(jié)并積累經(jīng)驗(yàn)，持續(xù)發(fā)明減少糧食入倉防分級現(xiàn)象的新方法。