浅析粉罐车罐体结构与容积、剩余率关系

何江龙，韦新成

（中国重汽集团柳州运力专用汽车有限公司，广西柳州545112）

浅析粉罐车罐体结构与容积、剩余率关系

何江龙，韦新成

（中国重汽集团柳州运力专用汽车有限公司，广西柳州545112）

通过对粉罐车罐筒拼罐结构、罐体内部流化床结构的浅析，找出粉罐车罐体容积和卸料剩余率受罐体结构的影响因素。

罐体结构；流化床；罐体容积；剩余率

在国家环保节能等政策的引导下，国家快速的城市化建设也向环保节能的建设模式靠拢，其中在城市化建设的过程中粉罐车（全称：粉粒物料运输车）扮演着重要的角色。因此，能够提高运输效率、环保节能的轻量粉罐（全称：粉粒物料运输罐）受到了市场的追捧。

轻量化的粉粒物料运输罐通过对罐体的拼罐结构、罐体内部流化床的简化设计，实现罐体减轻自重的同时，增加罐体的有效容积，控制粉粒物料运输罐的卸料剩余率。本文就粉粒物料运输罐罐体的容积、剩余率与罐体结构关系进行浅析。

1 粉粒物料运输罐的结构特点与容积、剩余率关系分析

粉粒物料运输罐的拼罐结构、罐内的流化床形式构成了不同结构特点的罐体，粉罐汽车罐体结构种类很多，变化很大[1]，在罐体拼接结构上，常见的有直筒结构的罐体（图1）及V型结构的罐体（图2）。

图1 直筒结构罐体

图2 V型结构罐体

对于直筒罐，罐体容积的大小主要受限于罐体封头的大小及直筒罐的直筒长度，其罐体内部所布置的侧滑料板及帆布结构的流化床与罐体之间形成气室占用较大一部分的空间，导致罐体的有效装载容积利用率不高[1]。但该结构的罐体有着卸料剩余率较低的优势。

对于V型结构的罐体，在罐体长度，封头大小，外形尺寸都相同的前提下，可构建形成以下三种结构罐体：（1）单筒对接结构V型罐（图3）；（2）两筒对接结构V型罐（图4）；（3）两筒对接锥形结构V型罐（图5），其优缺点如下：

图3 单筒对接V型罐

图4 两筒对接V型罐

图5 两筒对接锥形结构V型罐

（1）单筒对接结构优点为制作简单、角度大余料少，整体外观协调美观，缺点为罐体有效容积小。

（2）两筒对接结构优点为罐体有效容积较大，缺点为罐体采用两筒拼接结构，需多一道拼接罐体工序，整车角度小余料多，外观不够协调。

（3）两筒对接锥形结构比两筒对接结构更为极端，优点罐体有效容积很大，缺点为加工困难、整车角度小夹角位置有可能出现积料情况余料多，外观不协调。相对于直筒罐，V型罐的罐体装载容积利用率较高。

以下针对含侧滑料板帆布流化床结构直筒罐、含侧滑料板气带式流化床结构V型罐、全气带流化床结构V型罐三种罐体进行对比，分析罐体的容积、卸料剩余率受罐体的结构影响。

1.1 含侧滑料板帆布流化床结构直筒罐

含侧滑料板帆布流化床结构直筒罐如图6所示。罐体拼接为直筒结构，罐体的底部较平、靠近底部的罐壁弧度较小，为了有效降低卸料过程中罐底积料、降低卸料剩余率，因此该结构的罐体需借助较多侧滑料板、封头滑料板及隔仓滑料板。该结构罐体的优点：（1）罐体的侧面都安装有侧滑料板，通过设计控制侧滑料板的倾角α，实现卸料过程中粉粒物料在流化状态下可以快速流动到达卸料吸嘴区域，实现快速卸料并降低卸料剩余率。（2）帆布流化床结构的透气多孔板的设计安装倾角β可控，相对于气带式流化床对罐体底部的倾角依赖较大的情况有着明显的优势，由此可设计控制流化床β角实现降低卸料剩余率的目的。该结构罐体的缺点：（1）罐体的内部结构有较多的侧滑料板，侧滑料板与罐体形成的气室占据罐体的有效使用容积，导致整个直筒粉粒物料运输罐的有效装载容积不大，空间利用率不高。（2）罐体的自重较重，整车整备质量较大，整车在使用过程中会增加油耗，增加运输成本，运输效率不高。（3）罐体内部侧滑料板结构复杂，制造、维修成本高难度大。

图6 侧滑料板帆布流化床结构直筒罐

1.2 含侧滑料板气带式流化床结构V型罐

含侧滑料板气带式流化床V型罐如图7所示。罐体内部两侧存在由侧滑料板组成的气室，气带流化床紧贴罐底内部铺设在两侧侧滑料板之间，卸料时压缩空气进入气室再通过封头气室上的各气带连接管进入气带流化床，罐体压力达到卸料压力时，开启卸料阀门，流体便在罐体内外压差的作用下经吸嘴管道卸入固定容器中，从而达到快速卸料的目的。

图7 侧滑料板气带式流化床V型罐

该结构优点：（1）侧滑料板与罐体之间夹角较大，粉粒物料流化角度大，罐体侧面不积料，卸料干净，剩余率低。（2）气带流化床相对于帆布流化床可有效的减轻自重。该结构缺点：（1）罐体内部有侧滑料板增加整车重量。（2）罐体内部侧滑料板占用罐体有效容积，整车有效容积小。（3）流化床角度对罐体的V型结构的角度依赖性较大，罐体V型角度过大会提高整车的重心。

1.3 全气带流化床结构V型罐

全气带流化床结构V型罐如图8所示。罐体内部无侧滑料板，通过增加紧贴罐体底部安装的气带流化床的气带数量来实现降低卸料余量的目的。增加气带铺设罐底的覆盖面，使流化床覆盖到罐体侧面弧度较小的罐体内壁，通过流化床的工作辅助卸料过程中形成流化状态的粉粒流动，有效解决罐体底部侧面积料的问题。该结构优点：（1）无侧滑料板结构整车重量轻，该结构是现在轻量化车型主流结构。（2）无侧滑料板组成的气室，不占用罐体空间，有效容积大。（3）无侧滑料板结构简单，制作、生产、维修成本低。该结构缺点：（1）气带流化床的倾角主要靠罐体之间的V型夹角控制，罐体角度大会加大整车高度，提高整车重心。（2）横向角度主要靠罐体底部圆弧大小及气袋数量控制，罐体两侧的流化角度小，卸料剩余率较有侧滑料板结构的罐体大。

图8 全气带流化床结构V型罐

2 结束语

通过上述对粉粒物料运输罐的分析，粉粒物料运输罐可实现多种结构多形式化的设计，由此可以根据不同阶段的市场需求及不同用户群对于粉粒物料运输罐的性能指标要求做出不同的产品设计，迎合市场的多样化需求。同时根据粉粒物料运输罐的使用环境做出设计选择，实现粉粒物料运输过程的高效、节能、环保模式。

[1]徐达，丛锡堂.专用汽车构造与设计[M].北京：人民交通出版社，2010:131-135.

Analysis of Powder Tank Car Body Structure and Volume，Residual Rate

HE Jiang-long，WEI Xing-cheng
（SINOTRUK Liuzhou Yunli Special Vehicle Co.，Ltd.，Liuzhou Guangxi 545112，China）

In this paper，the influent factors of the powder tank volume and the unload residual rate by tank structure will be found through analyses the structure of the silt materials transport tank body and the structure of the air fluidized bed inside the tank.

tank structure；air fluidized bed；tank volume；residual rate

T H715

A

1672-545X（2016）09-0140-03

2016-06-02

何江龙（1988-），男，四川眉山人，本科，主要研究方向：专用汽车；韦新成（1990-），男，广西河池人，本科，主要研究方向：专用汽车。