应用圆管皮带机推动物料输送的技术进步

刘德华

（山东省惠通消防工程有限公司，山东 济南250014）

应用圆管皮带机推动物料输送的技术进步

刘德华

（山东省惠通消防工程有限公司，山东 济南250014）

本文介绍了圆管形皮带输送机的原理，通过与普通皮带机的性能对比和国内外圆管形皮带机的应用实例，阐述了大力发展圆管形皮带的实际意义和积极作用。

圆管皮带机；环境；造价

Abstract:This thesis introduces the principle of pipe conveyer,expound the practical significance and positive action comparing the function with ordinary belt conveyer and some example of application incountry and overseas.

Key words:Pipe conveyer；Environment；Cost

1.普通皮带输送机的应用回顾

1.1 普通皮带机的结构和输送方式。散装物料的中、短距离搬运过程中，目前采用最广泛的是皮带输送机，如图1所示，钢铁行业的铁前系统更是如此。在钢企的原料、烧结、球团、焦化、炼铁等单位正在运行着多条普通的皮带输送机，这种皮带机通常或者安装在皮带廊内，或者安装在混凝土、钢结构作成的支架上。

1.2 普通皮带机的功能缺陷。第一是运行方向受到限制。普通皮带机的行走路线是一条直线，因此采用这种普通皮带机，在最初装料点到最终卸料点的路途上，遇到水平投影面、垂直投影面内存在障碍物时，处理起来比较困难，不能象下图3这样的圆管皮带机进行空间转弯。解决措施通常是采用多级接力，各级皮带之间又要增加一套转运装置。

第二是密封不良，普通皮带机运行时的物料面是敞开的，在搬运易扬尘的物料或对所搬运物料保洁要求高的场合，通常需要建设皮带长廊进行密封，以符合环保的要求。

2.圆管形皮带机的产生

随着人们对环境和节能的重视以及制造技术的进步，自上世纪七十年代初，在国外一些如德国的PHW公司、日本的石桥公司等，相继开始研发能够克服普通皮带机缺点的新型皮带机——最具代表性的圆管形皮带机应运诞生了，见图3和图4。

图1 普通皮带机运输方式Figure1 Transportation form of ordinary belt conveyer

普通皮带机的托辊结构一般如下图2所示：

图2 普通皮带机的托辊结构Figure 2 The roller structure of ordinary belt conveyer

图3 具有弯曲柔性的圆管皮带机Figure3 Pipe conveyer which have flexible function

图4 圆管皮带机的外形和内孔支撑结构Figure4 External and internal form supporting structure of pipe conveyer

3.圆管皮带机的成型原理和过程

这种圆管形的皮带机，就是将平面形的皮带在周圈托辊的约束下，围成一个截面呈圆形的输送管，下图5是由平面皮带逐渐卷合成圆管形皮带的清晰成型过程：

图5 圆管皮带的成型过程Figure5 The shaping process of pipe belt

具体运行过程如下：皮带在装料端经过一个过渡段，皮带由平面形逐步过渡到圆管形，这条携带物料的圆管在周圈诸多托辊的限制下向前运行；在卸料端则相反，由圆管形逐步释放为平面形，在回程经过涨紧后又卷成圆管形，如此循环运送物料，见图6所示。

图6 圆形皮带机的运行原理图Figure6 sketch map of pipe conveyer operating

4.圆管形皮带机的特点

圆管皮带机所输送的物料被封闭在一个圆管内，又能在空间转弯病可以做蛇形运动，不难看出圆管皮带机有以下特点：

4.1 极大地降低了污染。所输送的物料不易产生扬尘，少量的挥发气体对环境够不成污染；安装在露天时，所输送的物料也不会受到外界环境的干扰，雨雪大风气象条件下可正常运行。

4.2 圆管皮带具有可以蛇形的特点，可在装、卸地之间遇到障碍时能够上下左右绕行，具有在三维空间顺利输送物料的独特优点。与普通平皮带机相比，采用圆管皮带机时不需要中间转运装置，可减少皮带机的数目，如图7所示。

图7 在三维空间做蛇形输送的圆管皮带机Figure7 Pipe conveyer wriggling movement in 3D

4.3 由于圆管皮带机的上、下分支皮带均能包裹形成圆管，如在回程段加装受料口，能双向同时输送物料，在较小投资情况下可实现一机两用。

4.4 对所搬运的物料具有保温、保湿等作用，运行平稳无噪音，节能效果明显。

4.5 皮带的托轮结构相对复杂，与普通皮带机相比，圆管皮带机的造价较高，但是，圆管皮带机把支撑和卷圆合为一体，在转弯处也不需要中间转运装置，工程总造价反而要低。

4.6 对皮带的性能要求严格，即要有足够的强度承受拉力，又要有足够的韧性承受圈圆、放平过程的变形。

5.圆管皮带机在国外的发展及应用情况

日本国是开发圆管皮带机较早的国家之一，最早起源于上世纪的70年代。日本国的石桥公司在25年间的时间里先后生产了近800条圆管皮带机提供给当地及其它国家。三菱公司在1979年到1993年间就有262台投入运行。日本生产圆管皮带机的管径通常在150—250mm，最大可达350mm；最长运距可达2005m；最大运输量可达1500t/h。

德国开始研究圆管皮带机也比较早，PHW公司自1986年研制出第一台倾角在450、管径60mm、带宽220mm、带速 3.5m/s、运量28m3/h的试验机以来，现已生产400多台。在德国，圆管皮带机的运行产生的经济效益非常显著，和同容量、同运距、同带速的普通皮带机经济效益比较结果见下表：

项目比较 普通带式输送机 圆管输送机投资总额 100% 75%动力费用 5% 6%维修费用 7% 5%人工费用 22% 5%总成本 34% 16%

6.圆管皮带机在国内的应用情况

由于圆管皮带机的性能优势，近年来在国内也有少数厂家开始涉及这一生产领域，从上世纪90年代淮南矿务局新庄孜煤矿使用第一条圆管形皮带机以来，到现在已有二十多年的时间。二十年多的使用探索，在我国已认识到了圆管皮带机应用优势，已在多个领域使用，案例见下表：

序号使用单位主要参数制造厂1 淮南矿务局新庄孜煤矿2 邯郸水泥厂 D=350mm Gs=600T/h U=2.92m/s L=243.7m H=12.25m 水泥熟料 淮南煤机厂3 黄石华新水泥厂 D=150mm L=660m 水泥熟料 淮南煤机厂4 渭南化肥厂 D=350mm L=120m β=22°运煤 淮南煤机厂5 吉林市化肥厂 D=220mm L=3817m 运煤 吉林市机械厂6 贵州瓮福磷肥厂 D=250mm Gs=140T/h L=1906m硫铁矿渣、污泥废渣 自贡运输机械厂D=350mm Gs=600T/h U=2.92m/s L=227.655mβ=12°运煤 淮南煤机厂

由于近年人们对环境的重视和节能意识的提高，圆形皮带机的应用呈现出快速发展的趋势，比如青海盐矿已采用圆管皮带机运盐，以求对输送物料的保洁；山东地区的济宁和聊城发电厂也已选用圆管形皮带机输送发电用煤，节能与环保效益明显；其它电力、冶金行业也都开始关注圆管皮带机的使用情况。

7.圆管皮带机在国内的开发生产情况

90年代初我国的淮南煤机厂、自贡运输机械厂先后与日本石桥公司进行技术合作，生产圆管皮带机，皮带由日本石桥公司提供。近几年华电工程（集团）公司又和日本石桥公司合作，在国内承揽圆管皮带机的工程项目，皮带由日本提供或由国内制造，华电工程（集团）公司利用日本的技术进行工程设计和工程总承包。

对于组成圆管皮带机的关键要件之一的皮带，目前国内的青岛华夏胶带厂、辽宁的阜新橡胶制品厂都能够生产该种皮带，沈阳长桥胶带公司已有生产这种皮带的业绩。

8.推广应用圆管皮带机，是未来物料输送工程的发展方向

8.1 圆管皮带机可以在三维空间连续运行的优点，决定了它适用的地域和地形环境广阔。在物料输送工程的技术改造和技术引进过程中，采用新技术、新工艺、新材料是我们遵循的技术原则，在诸多企业的物料输送过程中，最需要解决的是避开已建建筑物的限制、实现三维空间转弯等难题，而现在的圆管皮带机不但能够很好的解决这些技术难点，它可绕过各种障碍物和设施而不需要多台转载，跨过公路、铁路、河流和山坡等，可以设计出非常经济的总体布置方案，以较小的曲率半径实现空间弯曲的布置线路，总体降低了输送功率和工程造价并减少了后期的运行成本。

8.2 应用新型的圆管皮带机对于改善作业环境、避免散装物料输送过程的扬尘与撒落等环节起到了积极的正面作用。因回程分支输送带也成圆管状，所以不必担心粘附在输送带上的物料洒落在输送线路上，实现无害化输送，净化了环境，环保效益明显，这是普通皮带机无法具备的优势。例如钢企焦化煤调试项目中，为提高焦碳产量、质量和减少废水，钢企利用焦化烟道余热对煤进行调湿，其重要指标就是调湿后的煤必须相对干燥，这种状态下的煤很容易产生扬尘，有的钢企没能很好的解决这一问题，致使该输送过程被称作一条“黑龙”。而采用圆管皮带机输送调湿后的煤，可以顺利地解决这一生产实践中的环保瓶颈。

8.3 保持物料清洁是圆管皮带机的一大优点。由于物料在输送过程中均被密封在管状皮带内，因此物料不受外部环境的影响，特别是对于清洁度要求较高的物料来说，采用圆管皮带机输送可完全避免外界环境的污染、侵蚀等，可防止外部杂物混入输送物料，避免输送的物料遭受雨淋或日晒等损害。

8.4 保温节能效果明显。选用耐温的皮带，减少远距离低温下输送过程的温降，能够达到良好的节能效果。日本普利斯通公司耐温皮带的耐温技术指标已经达到1000C，可以用来长时间输送温度为600C左右的经过调湿的煤到焦炉煤仓，特殊规格输送带工作环境温度可达160℃；大批量输送时，节能效果更佳突出；当然，其它需要保温的场合都可采用。

9.小结

综上所述，大力推广发展新型圆管皮带机，对降低物料输送工程的建设成本、运行维护成本十分有益，在环境保护、保持物料清洁等诸多方面具有普通皮带机无法具备的优点，故采用圆管皮带机是一种推动物料输送技术进步的有效手段，对物料输送业的发展具有正面的推动作用，具有良好的经济价值和社会价值，可广泛地在港口、冶金、建材、电力、粮食及石化等行业用来输送煤、精选煤、焦炭、矿粉、石油焦，石灰石、沙石料、石渣、加湿灰、化肥、盐、废纸、磷石膏、硫铁矿渣等各种散体物料。

[1]王鹰、邓春芳、鲁言文.圆管带式输送机功率计算的几种方法比较 [C].2004年中国机械工程学会年会论文集，大连，2004.10.

[2].张志威、彭方辉.长距离大运量管状带式输送机及其应用 [J].起重运输机械，2003（9）：59-60.

[3]孙厚炳.管状带式输送机在输送灰渣时的应用[J].电力建设，2001,22（5）：54-57.

[4]孟文俊、吴志方.管状带式输送机的调整和维护[J].煤矿机械，2003，（3）：32-35.

[5]李志平.管状带式输送机在物料输送中的应用[J].电力勘测设计，2003，（1）：48-52.

[6]金丰民主编，《带式输送机实用技术》，冶金工业出版社，2012.2.1出版.

[7]宋伟刚、于野、战悦晖.圆管带式输送机的发展及其关键技术.《水泥工程》2005 第 4 期，文号 1007-0389（2005）04-0042-06.

[8]R.M.Horak.A New Technology for Pipe or Tube Conveyors[J].Bulk Solids Handling,2003,23(3):174-180.

编辑：董刚

Apply Pipe Conveyer to Push on Material Transportation Technology Progresses

LIU Dehua
（ShanDong Province Hui Tong Fire protection engineering Co Ltd，Jinan Shandong 250014）

TH22

A

2095-7327（2017）-07-0031-04

刘德华（1965-），男，山东济南人，山东省惠通消防工程有限公司工程师，研究方向：机械制造技术、消防工程等。