国内外散粮集装箱运输概况和装卸粮方式综述

◎ 高 兰，王佩琦，赵瑞营，陈 艺，随 赛

（郑州中粮科研设计院有限公司，河南 郑州 450001）

1 散粮集装箱运输概况

散粮集装箱作为现代化粮食物流运输方式，因具有机械化程度高、装卸效率髙等优点，近年来在国内外粮食物流运输中发展迅速。

1.1 国际粮食集装箱运输概况

粮食集装箱运输最早由加拿大曼尼托巴大学运输学院院长Barry Prentice于20世纪70年代提出[1]，经过多年的理论创新和业务实践，目前已在部分发达国家得到较为成熟的应用。2008年加拿大建成了鲁伯特王子港集装箱码头，该码头的修建为加拿大国家出口粮食到亚洲提供了更快更短的路线。2013年，加拿大出口粮食中集装箱的运量占比为8%，据预测，2025年加拿大粮食集装箱运输量占粮食总运量的比重将达到15%左右。根据美国农业部的粮食运输监测数据显示，2013年美国出口谷物中集装箱运输量占比为10%，运到亚洲的谷物集装箱量占美国出口亚洲谷物总量的16%。目前，澳大利亚出口的谷物中已有20%左右采用集装箱运输[2]。

1.2 国内散粮集装箱运输概况

我国从20世纪90年代中后期开始粮食集装箱运输试点，伴随着粮食流通市场化改革和集装箱运能运力的提高，以及港口、航线的成熟，粮食集装箱运输规模不断提高。

我国东北粮食产区，粮食集装箱运输量逐年增长，2014年粮食集装箱运输量占集装箱出港总量的32%，已超过集装箱总出港量的增长速度。辽宁营口港自2018年以来玉米集装箱年运量约3 000万t，黑龙江绥化车务段2018年粮食集装箱铁路运输量约55万t。成都是我国西南地区主要的粮食物流集散地，2013年成为国内第一个开展铁路散粮集装箱运输试点工作的城市，2020年散粮铁路集装箱运量达到650万t。重庆万州港针对进口粮食开行集装箱运输班列，2018年散粮集装箱运量达50万t，2019年突破80万t。

2 散粮集装箱装粮作业方式

目前，国内散粮集装箱装粮主要采用集装箱水平装粮和集装箱倾斜装粮两种方式。

2.1 集装箱水平装粮

集装箱水平装粮作业方式采用集装箱平装工艺，见图1。集装箱平放在集装箱车上，用隔板或包粮将集装箱后门的下半部分挡上，通过伸入集装箱内的移动式皮带机或移动式伸缩皮带机进行散粮装粮作业，见图2。在装箱过程中，皮带机需要随着集装箱内粮食的装箱情况不断更换位置，调整皮带机的伸缩机构，以确保散粮能够装满集装箱。这种作业方式存在装箱效率低、人工劳动强度大、粉尘污染严重、装箱量不足等问题[3]，但由于基础设施要求简单，且费用低廉，目前仍有部分库点或农户采用。

图1 集装箱平装工艺图

图2 移动式伸缩皮带机装粮作业图

2.2 集装箱倾斜装粮

集装箱倾斜装粮作业方式主要通过液压翻板、液压支撑臂或吊装机械操控集装箱，使其翻转一定倾角后实现散粮自动装箱作业。这种作业方式是目前国内外散粮集装箱用户采用的最多的装粮作业形式。目前，常见的集装箱倾斜装粮作业方式主要有以下几种。

2.2.1 固定式液压翻板+斗式提升机+伸缩溜管组合装粮集装箱散粮装箱作业时，用集装箱角件将集装箱固定在液压翻板平台上，打开集装箱门后，启动液压翻板升降系统，将集装箱举升至倾斜角度60°～90°的合适位置后锁定，然后操作装粮溜管，开始对集装箱装粮，装粮溜管可在电动推杆的作用下摆动，保证粮食能够装满集装箱；装满后，皮带输送机和斗式提升机停机，关闭集装箱门后启动液压系统，将集装箱及液压翻板支撑平台降落至水平位置，完成集装箱散粮装箱作业[4]。这种集装箱散粮装箱作业方式可实现散粮集装箱达到装满系数，同时伸缩溜管可直接伸入集装箱内，减少装箱过程中粮食破碎和粉尘外逸，见图3。

图3 固定式液压翻板+斗式提升机+伸缩溜管组合装粮图

2.2.2 固定式液压翻板+缓存斗+集装箱吊运机构组合装粮

固定式液压翻板+缓冲斗+集装箱吊运机构组合系统，也称为固定式多工位集装箱装粮系统、固定式散粮集装箱装箱站，主要由料仓、电动葫芦、横梁、吊架、底架、振动系统、液压系统及控制系统等组成。散粮集装箱装粮作业时，将集装箱汽车停在中间车道上，吊装行走机构移动到空集装箱正上方，放下专用吊具锁紧集装箱，提升、移动，将空集装箱放到液压翻转平台上固定，打开箱门并锁紧。启动液压系统，将液压翻转平台举升至规定高度并锁定。启动筒仓出仓系统，将粮食输送至缓存抑尘斗内，打开缓存抑尘斗下方闸门，向集装箱内装粮，粮食装满后关闭箱门，启动液压系统将液压翻转平台降落至水平位置。启动吊装行走机构，将集装箱移动到汽车上运走，装粮作业完成。这种散粮集装箱装粮作业方式装粮效率高、安全性好、装满系数高、粉尘污染小，是目前国内粮食港口库、大型粮食中转库在散粮集装箱运输业务发展中采用的较多的方式之一，见图4。

图4 固定式液压翻板+缓存斗+集装箱吊运机构组合装粮图

2.2.3 集装箱翻转机装粮

集装箱翻转机是专用于集装箱翻转和装卸的设备，适用于集装箱卡车散粮的装卸箱作业。该设备一般为可拆解的分体式结构，分件运输，在现场组装后，固定于某处使用，见图5。设备各部件采用优质型钢、钢板及特种高强度钢材组合焊接而成，部件间采用钢结构高强度螺栓、法兰连接，具有较强的承载能力和稳定性。该设备在集装箱装粮作业时，配置皮带机等散粮输送设备，通过液压操作台进行散粮集装箱的起降、翻转，实现散粮集装箱的装粮作业。该设备按跨度可分为单车道和双车道两种形式，按翻转角度可分为单向和双向两种形式，可组合成4种规格型号的装卸机。①单工位单向翻转装卸机指设备内宽只允许通过一辆集装箱车，翻转角度为单向0～90°的设备。适用于效率要求不高、大部分通过车型为单集装箱车的用户。②单工位双向翻转装卸机指设备内宽只允许通过一辆集装箱车，翻转角度为双向0～90°的设备。适用于场地受限、但仍希望装卸效率提高、通过车型为单集装箱车或双集装箱车的用户。③双工位单向翻转装卸机指设备内宽允许通过两辆集装箱车，翻转角度为单向0～90°的设备。适用于效率要求较高、场地不受限、大部分通过车型为单集装箱车的用户。④双工位双向翻转装卸机指设备内宽允许通过两辆集装箱车，翻转角度为双向0～90°的设备。适用于效率要求最高、场地不受限、通过车型为单集装箱车或双集装箱车的用户。

图5 集装箱翻转机图

2.2.4 移动式液压支撑臂+移动式皮带机组合装粮

移动式液压支撑臂主要由集装箱侧面夹紧机构、双侧液压缸同步顶升系统、集装箱升降安全机构、集装箱门自动开关门机构及远程控制系统等组成，见图6。这种作业方式适合散粮集装箱汽车运输装粮作业，当集装箱散粮装箱作业时，移动式液压支撑臂在集装箱双侧用配套的锁杆锁紧集装箱底部4个角件，从集装箱车上卸下集装箱，两侧液压缸同步升降，进行集装箱倾斜翻转，实现集装箱装粮。这种散粮集装箱装粮作业方式，具有作业场地占用土地面积小、作业场地易于更换、投资成本低等特点，可满足粮食储存仓库为平房仓的粮食企业散粮集装箱装粮作业需求。

图6 移动式液压臂+移动式皮带机组合装粮图

3 散粮集装箱卸粮作业方式

散粮集装箱卸粮作业主要根据粮食自流性特点，通过液压翻板、液压支撑臂、散粮集装箱自卸车等专用设备实现散粮集装箱倾斜后自动卸粮，常用的有以下几种倾斜卸粮作业方式。

3.1 固定式液压翻板平台卸粮

当进行散粮集装箱卸粮作业时，散粮集装箱汽车按指令开上液压翻板平台，液压翻板平台上的挡轮器根据汽车后悬（后轮外缘至车厢尾端距离）的长度选择相应的位置，汽车就位后起升挡轮器，挡轮器挡住汽车后轮，主液压缸举升翻板平台到规定角度，集装箱门打开后散粮自动卸出，当粮食卸完后，翻板平台落下复位，汽车开下翻板平台，挡轮器收回，卸粮作业完成，见图7。

图7 固定式液压翻板平台卸粮图

3.2 移动式液压支撑臂卸粮

移动式液压支撑臂卸粮作业，与移动式液压支撑臂装粮作业装置结构基本相同，主要由集装箱侧面夹紧机构、双侧液压缸同步顶升系统、集装箱升降安全机构、集装箱门自动开关门机构及远程控制系统等组成，见图8。但液压支撑臂散粮集装箱装粮装置主要实现集装箱门开口倾斜向上，满足集装箱装粮作业。液压臂散粮集装箱卸粮装置主要实现集装箱门开口倾斜向下，实现散粮集装箱卸粮作业。具体作业过程为：在集装箱的双侧用本装置配套的锁杆锁紧集装箱底部4个角件，从集装箱车卸下集装箱，两侧液压缸同步升降实现集装箱的倾斜向下，人工打开集装箱门通过粮食自流卸出粮食。

图8 移动式液压支撑臂卸粮图

3.3 集装箱翻转机卸粮

集装箱翻转机是专用于集装箱翻转和装卸的设备，适用于集装箱卡车散粮装卸箱作业，其结构型式见2.2.3散粮集装箱翻转机装粮部分介绍。本部分重点介绍散粮集装箱翻转机卸粮作业流程和特点。

集装箱翻转机用于卸粮作业时，要求固定安装在卸粮坑上方。进行卸粮作业时，散粮集装箱卡车先驶入翻转机卸粮作业工位，并打开集装箱与卡车的连接锁具，然后通过操作翻转机液压控制系统，使集装箱吊具锁紧散粮集装箱，进行散粮集装箱的起降、翻转，实现集装箱的卸粮作业。散粮集装箱翻转机完成一个集装箱卸粮作业的时间约30 min。

3.4 散粮集装箱自卸车卸粮

散粮集装箱自卸车是一种集装箱专用运输车，具有底盘后翻功能，散粮集装箱通过角件固定在自卸车上，当进行散粮集装箱卸粮作业时，自卸车自动后翻倾斜，散粮集装箱门打开后，粮食通过自流卸出。散粮集装箱自卸车的最大翻转角度为45°，见图9。

图9 散粮集装箱自卸车卸粮图

4 结语

本文通过对国内外散粮集装箱运输概况、装卸粮作业方式的研究进行总结，发现散粮集装箱运输作为一种现代化粮食物流方式，正在我国乃至全球快速发展，散粮集装箱装卸粮作业方式正在朝着自动化、方便、快捷、高效的方向发展。随着全球物联网、智能化、信息化技术的快速发展，我国散粮集装箱运输技术将会得到更快、更现代化的发展。