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大豆入倉、出倉過(guò)程及清倉機的操作
2024-05-21
1. 大豆進(jìn)入筒倉Soybean silo loading in
在如圖-1所示，大豆一般由筒倉頂部中心的入口輸入筒倉。大豆垂直下落致地面后，在倉底的中心位置開(kāi)始形成圓錐形堆積。同時(shí)，大豆中混入的雜質(zhì)和粉塵與飛濺出的大豆顆粒在倉底各處散落。隨著(zhù)大豆不斷的進(jìn)入筒倉，以及雜質(zhì)的自動(dòng)分級，倉底面上堆積的雜質(zhì)和粉塵會(huì )增多，形成一層由大豆、粉塵和雜質(zhì)混合形成的雜質(zhì)層。直至整個(gè)底面被大豆鋪滿(mǎn)，如圖-2所示。這個(gè)雜質(zhì)層，如果不能定期清理，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，由于水分、壓力、溫度等因素的作用，可能變硬，較難清除。
隨著(zhù)大豆的持續進(jìn)倉，其中的雜質(zhì)，在自動(dòng)分級的作用下，大多數流向了倉壁。如圖-3所示，使靠近倉壁處的大豆中的雜質(zhì)含量大大高于中部大豆中的雜質(zhì)含量。這也是所謂部分大豆掛壁的起因之一。
2. 大豆自流出倉Soybean discharging by gravity
如平底筒倉一般會(huì )沿直徑方向在倉底設計一排出料口。按筒倉直徑的大小，出料口的數量可能有5個(gè)，7個(gè)或9個(gè)。出料時(shí)，應首先打開(kāi)靠近中間的出料口，以避免在出料過(guò)程中，倉內大豆對倉壁所產(chǎn)生的側壓力失衡，造成筒體損壞。在出料過(guò)程中，位于中心部位的大豆會(huì )自上而下首先出倉，形成倒錐形出料，如圖-4所示。
當大豆流出到某種程度時(shí)，聚集在倉壁處、并裸露出的雜質(zhì)開(kāi)始以不規則的形態(tài)或大或小，成團的、且不定時(shí)的流向倒錐的中部，并隨著(zhù)倒錐體中的大豆出倉，如圖-5所示。當這些成團的雜質(zhì)流動(dòng)到出料口時(shí)，可能會(huì )阻礙大豆的正常出倉。若阻礙發(fā)生，則需要操作工及時(shí)到現場(chǎng)疏通，避免影響正常的生產(chǎn)加工。
阻礙大豆正常出倉的原因，除少量雜質(zhì)的尺寸較大外，還與出料閥的設計有關(guān)?，F有的筒倉出料閥大多是按正方形閘板閥設計的，尺寸多為300mm X 300mm，或400mm X 400mm，如圖6所示。大豆出倉時(shí)，按所需流量的大小，閘板的開(kāi)度可能在80mm – 130mm之間，使出料的有效面積成長(cháng)方形，如圖-6中陰影所示。由于閘板在其運動(dòng)方向的開(kāi)度較小，就容易使雜質(zhì)團中較大尺寸的雜質(zhì)在通過(guò)時(shí)受到阻擋，造成出料阻礙。為消除因為雜質(zhì)團在出料口造成的阻礙，必須對出料閥門(mén)進(jìn)行設計改進(jìn)、或對現有的閥門(mén)進(jìn)行改裝。關(guān)鍵是將出料口有效面積的形狀由較細的長(cháng)方形盡量變?yōu)榻朴诜叫位驁A形。
對于現有的閘板閥，改進(jìn)方法之一，是在閘板閥的框架上，再固定一個(gè)U形板，如圖-7所示；在閘板的前沿割出半圓形，如圖-8所示。圓的半徑的大小，應按生產(chǎn)所需流量確定。開(kāi)閘時(shí)，出料口變成圓形或橢圓形，避免了在某一方向的開(kāi)度過(guò)小所造成的阻礙；方法之二，只是將圖-7中的固定U形板換成上下各固定一塊長(cháng)條板，而閘板的形狀不變，其效果與圓形出口類(lèi)似。對于新安裝的筒倉，只要將出料閥由正方形設計成長(cháng)方形的即可。例如：將上下尺寸由300mm變?yōu)?00-250mm。
倉中部出料口流出大豆結束后，操作工應依次輪流、依次打開(kāi)其兩側的出料口，使盡量多的大豆依靠自身重量自流出倉。
3. 清倉機掃料出倉Silo sweep augers operation
大豆依靠自重從各個(gè)出料口自流出倉后，仍然有部分大豆會(huì )存留在倉底兩側，如圖-9所示。需要人工、或使用鏟車(chē)、或使用清倉機輔助，才能徹底清理干凈。用人工或鏟車(chē)清理時(shí)，工人必須進(jìn)入到倉內作業(yè)。
因倉內的光照和空氣質(zhì)量較差，會(huì )有一定的安全風(fēng)險。另外，由于存放一段時(shí)間后，倉內大豆可能發(fā)生板結，其堆積角度大大超過(guò)自流角，甚至出現結拱。如果派遣操作工進(jìn)入倉內清理，稍有不慎，極易造成板結大豆的滑動(dòng)，甚至坍塌，可能導致人員傷亡。為安全起見(jiàn)，建議各加工廠(chǎng)應采用清倉機自動(dòng)清理，在清理期間，嚴格禁止任何人員進(jìn)入筒倉。這樣做即安全，又可提高工作效率。
本文試圖以螺旋輸送設計（絞龍）的清倉機為例，探討筒倉安全清理的過(guò)程。
首先，清倉機的設計制作和選擇非常重要：
1）一定要確保行走機構堅實(shí)、可靠、耐用。即使負載較大，也能正常向前推進(jìn)，而不會(huì )打滑，無(wú)需人員入倉輔助推進(jìn)；
2）動(dòng)力設計強勁，不易因過(guò)載而停機；
3）清倉機支架剛性足夠強大，以確保絞龍在旋轉過(guò)程中，即使底部出現較硬的雜質(zhì)層時(shí)，也不會(huì )在垂直方向和水平方向產(chǎn)生彎曲；
4）絞龍軸本身的抗扭強度和螺旋葉片的厚度要足夠強大；
5）自控系統設計合理、有效，使絞龍的旋轉時(shí)的負荷大小與行走機構的配合恰到好處；
6）絞龍軸連接的吊軸承（和聯(lián)軸器）的設計、選型合理，減少物料在此處堆積的處理方式正確，以減少設備磨損和動(dòng)力消耗等。
清倉機運行過(guò)程中，可能會(huì )遇到四種狀況：
（1）絞龍前方的大豆已清空，絞龍在空轉；
（2）進(jìn)入螺旋葉片中的大豆占其體積容量的一半左右，清倉機正常工作；
（3）進(jìn)入螺旋葉片中的大豆全部占滿(mǎn)螺旋葉片的空間，使絞龍滿(mǎn)負荷運轉；
（4）由于大豆在筒倉中存放時(shí)間較長(cháng)而板結，使絞龍前方的大豆不能靠自流進(jìn)入到葉片輸送區，而需清倉機行走機構的強力推動(dòng)，才能使絞龍葉片勉強進(jìn)入料堆，將大豆“挖”下來(lái)。圖-10簡(jiǎn)單標示了這四種狀況。
在實(shí)際操作中，若絞龍前方的大豆已清空，如圖-11所示，則絞龍旋轉電機的電流顯示為空轉電流。此時(shí)，行走機構應自動(dòng)推進(jìn)絞龍前行。當大豆進(jìn)入到螺旋葉片中，清倉機正常操作時(shí)，如圖-12所示，行走機構的驅動(dòng)電機應依據絞龍負載、或絞龍旋轉電機電流值的大小來(lái)判定應暫?；蚶^續推動(dòng)前行,使清倉工作能夠保持順利進(jìn)行。圖-13表示，清倉機行進(jìn)過(guò)快，大豆充滿(mǎn)了整個(gè)絞龍空間，使絞龍滿(mǎn)負荷工作。這種狀態(tài)，可能造成絞龍因超載而停機或設備損壞。自控系統的設計要及時(shí)停止推進(jìn)，防止絞龍的滿(mǎn)負荷運轉。實(shí)際操作中，大豆板結現象時(shí)有發(fā)生，清倉過(guò)程中很可能出現圖-14所示的狀況。而且，板結大豆可能突然崩塌，將清倉機掩埋，甚至無(wú)法繼續工作。
假設發(fā)生坍塌，清倉機被埋而不能繼續工作，操作工必須嚴格按照安全規程，采取安全措施，并經(jīng)審批后進(jìn)入倉內，靠人工將清倉機后部過(guò)多的大豆清除，再讓行走機構適當后退，才能再次啟動(dòng)絞龍旋轉電機。這樣操作，還是存在一定的安全風(fēng)險。為防止大豆板結現象的發(fā)生，對于可能存放較久的大豆，除設計強制通風(fēng)外，還應在筒倉的設計階段就考慮加裝自循環(huán)系統，并定期按照各出料口由中間向兩側的順序，依次進(jìn)行循環(huán)倒倉，避免板結。對于已經(jīng)使用的筒倉，為確保安全，建議根據各自筒倉群的布置，設法加裝自循環(huán)系統，或簡(jiǎn)單采取用卡車(chē)在出口接料，再從原料接收進(jìn)口處倒入筒倉的方式進(jìn)行循環(huán)，以防不測。
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