國內(nèi)外散糧集裝箱運輸概況和裝卸糧方式綜述

◎ 高 蘭，王佩琦，趙瑞營，陳 藝，隨 賽

（鄭州中糧科研設計院有限公司，河南 鄭州 450001）

1 散糧集裝箱運輸概況

散糧集裝箱作為現(xiàn)代化糧食物流運輸方式，因具有機械化程度高、裝卸效率髙等優(yōu)點，近年來在國內(nèi)外糧食物流運輸中發(fā)展迅速。

1.1 國際糧食集裝箱運輸概況

糧食集裝箱運輸最早由加拿大曼尼托巴大學運輸學院院長Barry Prentice于20世紀70年代提出[1]，經(jīng)過多年的理論創(chuàng)新和業(yè)務實踐，目前已在部分發(fā)達國家得到較為成熟的應用。2008年加拿大建成了魯伯特王子港集裝箱碼頭，該碼頭的修建為加拿大國家出口糧食到亞洲提供了更快更短的路線。2013年，加拿大出口糧食中集裝箱的運量占比為8%，據(jù)預測，2025年加拿大糧食集裝箱運輸量占糧食總運量的比重將達到15%左右。根據(jù)美國農(nóng)業(yè)部的糧食運輸監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，2013年美國出口谷物中集裝箱運輸量占比為10%，運到亞洲的谷物集裝箱量占美國出口亞洲谷物總量的16%。目前，澳大利亞出口的谷物中已有20%左右采用集裝箱運輸[2]。

1.2 國內(nèi)散糧集裝箱運輸概況

我國從20世紀90年代中后期開始糧食集裝箱運輸試點，伴隨著糧食流通市場化改革和集裝箱運能運力的提高，以及港口、航線的成熟，糧食集裝箱運輸規(guī)模不斷提高。

我國東北糧食產(chǎn)區(qū)，糧食集裝箱運輸量逐年增長，2014年糧食集裝箱運輸量占集裝箱出港總量的32%，已超過集裝箱總出港量的增長速度。遼寧營口港自2018年以來玉米集裝箱年運量約3 000萬t，黑龍江綏化車務段2018年糧食集裝箱鐵路運輸量約55萬t。成都是我國西南地區(qū)主要的糧食物流集散地，2013年成為國內(nèi)第一個開展鐵路散糧集裝箱運輸試點工作的城市，2020年散糧鐵路集裝箱運量達到650萬t。重慶萬州港針對進口糧食開行集裝箱運輸班列，2018年散糧集裝箱運量達50萬t，2019年突破80萬t。

2 散糧集裝箱裝糧作業(yè)方式

目前，國內(nèi)散糧集裝箱裝糧主要采用集裝箱水平裝糧和集裝箱傾斜裝糧兩種方式。

2.1 集裝箱水平裝糧

集裝箱水平裝糧作業(yè)方式采用集裝箱平裝工藝，見圖1。集裝箱平放在集裝箱車上，用隔板或包糧將集裝箱后門的下半部分擋上，通過伸入集裝箱內(nèi)的移動式皮帶機或移動式伸縮皮帶機進行散糧裝糧作業(yè)，見圖2。在裝箱過程中，皮帶機需要隨著集裝箱內(nèi)糧食的裝箱情況不斷更換位置，調(diào)整皮帶機的伸縮機構，以確保散糧能夠裝滿集裝箱。這種作業(yè)方式存在裝箱效率低、人工勞動強度大、粉塵污染嚴重、裝箱量不足等問題[3]，但由于基礎設施要求簡單，且費用低廉，目前仍有部分庫點或農(nóng)戶采用。

圖1 集裝箱平裝工藝圖

圖2 移動式伸縮皮帶機裝糧作業(yè)圖

2.2 集裝箱傾斜裝糧

集裝箱傾斜裝糧作業(yè)方式主要通過液壓翻板、液壓支撐臂或吊裝機械操控集裝箱，使其翻轉(zhuǎn)一定傾角后實現(xiàn)散糧自動裝箱作業(yè)。這種作業(yè)方式是目前國內(nèi)外散糧集裝箱用戶采用的最多的裝糧作業(yè)形式。目前，常見的集裝箱傾斜裝糧作業(yè)方式主要有以下幾種。

2.2.1 固定式液壓翻板+斗式提升機+伸縮溜管組合裝糧集裝箱散糧裝箱作業(yè)時，用集裝箱角件將集裝箱固定在液壓翻板平臺上，打開集裝箱門后，啟動液壓翻板升降系統(tǒng)，將集裝箱舉升至傾斜角度60°～90°的合適位置后鎖定，然后操作裝糧溜管，開始對集裝箱裝糧，裝糧溜管可在電動推桿的作用下擺動，保證糧食能夠裝滿集裝箱；裝滿后，皮帶輸送機和斗式提升機停機，關閉集裝箱門后啟動液壓系統(tǒng)，將集裝箱及液壓翻板支撐平臺降落至水平位置，完成集裝箱散糧裝箱作業(yè)[4]。這種集裝箱散糧裝箱作業(yè)方式可實現(xiàn)散糧集裝箱達到裝滿系數(shù)，同時伸縮溜管可直接伸入集裝箱內(nèi)，減少裝箱過程中糧食破碎和粉塵外逸，見圖3。

圖3 固定式液壓翻板+斗式提升機+伸縮溜管組合裝糧圖

2.2.2 固定式液壓翻板+緩存斗+集裝箱吊運機構組合裝糧

固定式液壓翻板+緩沖斗+集裝箱吊運機構組合系統(tǒng)，也稱為固定式多工位集裝箱裝糧系統(tǒng)、固定式散糧集裝箱裝箱站，主要由料倉、電動葫蘆、橫梁、吊架、底架、振動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等組成。散糧集裝箱裝糧作業(yè)時，將集裝箱汽車停在中間車道上，吊裝行走機構移動到空集裝箱正上方，放下專用吊具鎖緊集裝箱，提升、移動，將空集裝箱放到液壓翻轉(zhuǎn)平臺上固定，打開箱門并鎖緊。啟動液壓系統(tǒng)，將液壓翻轉(zhuǎn)平臺舉升至規(guī)定高度并鎖定。啟動筒倉出倉系統(tǒng)，將糧食輸送至緩存抑塵斗內(nèi)，打開緩存抑塵斗下方閘門，向集裝箱內(nèi)裝糧，糧食裝滿后關閉箱門，啟動液壓系統(tǒng)將液壓翻轉(zhuǎn)平臺降落至水平位置。啟動吊裝行走機構，將集裝箱移動到汽車上運走，裝糧作業(yè)完成。這種散糧集裝箱裝糧作業(yè)方式裝糧效率高、安全性好、裝滿系數(shù)高、粉塵污染小，是目前國內(nèi)糧食港口庫、大型糧食中轉(zhuǎn)庫在散糧集裝箱運輸業(yè)務發(fā)展中采用的較多的方式之一，見圖4。

圖4 固定式液壓翻板+緩存斗+集裝箱吊運機構組合裝糧圖

2.2.3 集裝箱翻轉(zhuǎn)機裝糧

集裝箱翻轉(zhuǎn)機是專用于集裝箱翻轉(zhuǎn)和裝卸的設備，適用于集裝箱卡車散糧的裝卸箱作業(yè)。該設備一般為可拆解的分體式結構，分件運輸，在現(xiàn)場組裝后，固定于某處使用，見圖5。設備各部件采用優(yōu)質(zhì)型鋼、鋼板及特種高強度鋼材組合焊接而成，部件間采用鋼結構高強度螺栓、法蘭連接，具有較強的承載能力和穩(wěn)定性。該設備在集裝箱裝糧作業(yè)時，配置皮帶機等散糧輸送設備，通過液壓操作臺進行散糧集裝箱的起降、翻轉(zhuǎn)，實現(xiàn)散糧集裝箱的裝糧作業(yè)。該設備按跨度可分為單車道和雙車道兩種形式，按翻轉(zhuǎn)角度可分為單向和雙向兩種形式，可組合成4種規(guī)格型號的裝卸機。①單工位單向翻轉(zhuǎn)裝卸機指設備內(nèi)寬只允許通過一輛集裝箱車，翻轉(zhuǎn)角度為單向0～90°的設備。適用于效率要求不高、大部分通過車型為單集裝箱車的用戶。②單工位雙向翻轉(zhuǎn)裝卸機指設備內(nèi)寬只允許通過一輛集裝箱車，翻轉(zhuǎn)角度為雙向0～90°的設備。適用于場地受限、但仍希望裝卸效率提高、通過車型為單集裝箱車或雙集裝箱車的用戶。③雙工位單向翻轉(zhuǎn)裝卸機指設備內(nèi)寬允許通過兩輛集裝箱車，翻轉(zhuǎn)角度為單向0～90°的設備。適用于效率要求較高、場地不受限、大部分通過車型為單集裝箱車的用戶。④雙工位雙向翻轉(zhuǎn)裝卸機指設備內(nèi)寬允許通過兩輛集裝箱車，翻轉(zhuǎn)角度為雙向0～90°的設備。適用于效率要求最高、場地不受限、通過車型為單集裝箱車或雙集裝箱車的用戶。

圖5 集裝箱翻轉(zhuǎn)機圖

2.2.4 移動式液壓支撐臂+移動式皮帶機組合裝糧

移動式液壓支撐臂主要由集裝箱側(cè)面夾緊機構、雙側(cè)液壓缸同步頂升系統(tǒng)、集裝箱升降安全機構、集裝箱門自動開關門機構及遠程控制系統(tǒng)等組成，見圖6。這種作業(yè)方式適合散糧集裝箱汽車運輸裝糧作業(yè)，當集裝箱散糧裝箱作業(yè)時，移動式液壓支撐臂在集裝箱雙側(cè)用配套的鎖桿鎖緊集裝箱底部4個角件，從集裝箱車上卸下集裝箱，兩側(cè)液壓缸同步升降，進行集裝箱傾斜翻轉(zhuǎn)，實現(xiàn)集裝箱裝糧。這種散糧集裝箱裝糧作業(yè)方式，具有作業(yè)場地占用土地面積小、作業(yè)場地易于更換、投資成本低等特點，可滿足糧食儲存?zhèn)}庫為平房倉的糧食企業(yè)散糧集裝箱裝糧作業(yè)需求。

圖6 移動式液壓臂+移動式皮帶機組合裝糧圖

3 散糧集裝箱卸糧作業(yè)方式

散糧集裝箱卸糧作業(yè)主要根據(jù)糧食自流性特點，通過液壓翻板、液壓支撐臂、散糧集裝箱自卸車等專用設備實現(xiàn)散糧集裝箱傾斜后自動卸糧，常用的有以下幾種傾斜卸糧作業(yè)方式。

3.1 固定式液壓翻板平臺卸糧

當進行散糧集裝箱卸糧作業(yè)時，散糧集裝箱汽車按指令開上液壓翻板平臺，液壓翻板平臺上的擋輪器根據(jù)汽車后懸（后輪外緣至車廂尾端距離）的長度選擇相應的位置，汽車就位后起升擋輪器，擋輪器擋住汽車后輪，主液壓缸舉升翻板平臺到規(guī)定角度，集裝箱門打開后散糧自動卸出，當糧食卸完后，翻板平臺落下復位，汽車開下翻板平臺，擋輪器收回，卸糧作業(yè)完成，見圖7。

圖7 固定式液壓翻板平臺卸糧圖

3.2 移動式液壓支撐臂卸糧

移動式液壓支撐臂卸糧作業(yè)，與移動式液壓支撐臂裝糧作業(yè)裝置結構基本相同，主要由集裝箱側(cè)面夾緊機構、雙側(cè)液壓缸同步頂升系統(tǒng)、集裝箱升降安全機構、集裝箱門自動開關門機構及遠程控制系統(tǒng)等組成，見圖8。但液壓支撐臂散糧集裝箱裝糧裝置主要實現(xiàn)集裝箱門開口傾斜向上，滿足集裝箱裝糧作業(yè)。液壓臂散糧集裝箱卸糧裝置主要實現(xiàn)集裝箱門開口傾斜向下，實現(xiàn)散糧集裝箱卸糧作業(yè)。具體作業(yè)過程為：在集裝箱的雙側(cè)用本裝置配套的鎖桿鎖緊集裝箱底部4個角件，從集裝箱車卸下集裝箱，兩側(cè)液壓缸同步升降實現(xiàn)集裝箱的傾斜向下，人工打開集裝箱門通過糧食自流卸出糧食。

圖8 移動式液壓支撐臂卸糧圖

3.3 集裝箱翻轉(zhuǎn)機卸糧

集裝箱翻轉(zhuǎn)機是專用于集裝箱翻轉(zhuǎn)和裝卸的設備，適用于集裝箱卡車散糧裝卸箱作業(yè)，其結構型式見2.2.3散糧集裝箱翻轉(zhuǎn)機裝糧部分介紹。本部分重點介紹散糧集裝箱翻轉(zhuǎn)機卸糧作業(yè)流程和特點。

集裝箱翻轉(zhuǎn)機用于卸糧作業(yè)時，要求固定安裝在卸糧坑上方。進行卸糧作業(yè)時，散糧集裝箱卡車先駛?cè)敕D(zhuǎn)機卸糧作業(yè)工位，并打開集裝箱與卡車的連接鎖具，然后通過操作翻轉(zhuǎn)機液壓控制系統(tǒng)，使集裝箱吊具鎖緊散糧集裝箱，進行散糧集裝箱的起降、翻轉(zhuǎn)，實現(xiàn)集裝箱的卸糧作業(yè)。散糧集裝箱翻轉(zhuǎn)機完成一個集裝箱卸糧作業(yè)的時間約30 min。

3.4 散糧集裝箱自卸車卸糧

散糧集裝箱自卸車是一種集裝箱專用運輸車，具有底盤后翻功能，散糧集裝箱通過角件固定在自卸車上，當進行散糧集裝箱卸糧作業(yè)時，自卸車自動后翻傾斜，散糧集裝箱門打開后，糧食通過自流卸出。散糧集裝箱自卸車的最大翻轉(zhuǎn)角度為45°，見圖9。

圖9 散糧集裝箱自卸車卸糧圖

4 結語

本文通過對國內(nèi)外散糧集裝箱運輸概況、裝卸糧作業(yè)方式的研究進行總結，發(fā)現(xiàn)散糧集裝箱運輸作為一種現(xiàn)代化糧食物流方式，正在我國乃至全球快速發(fā)展，散糧集裝箱裝卸糧作業(yè)方式正在朝著自動化、方便、快捷、高效的方向發(fā)展。隨著全球物聯(lián)網(wǎng)、智能化、信息化技術的快速發(fā)展，我國散糧集裝箱運輸技術將會得到更快、更現(xiàn)代化的發(fā)展。