◎ 张 晗,张 镇
(郑州中粮科研设计院有限公司,河南 郑州 450001)
汽车运输是我国内陆主要的散粮短程运输形式之一,不论是田间收粮、粮库运粮,还是往加工厂发粮,都离不开散粮汽车的运输。大部分粮库或粮食中转企业均设置了散粮汽车装、卸设施,且根据车型、作业方式、作业量等因素的不同,散粮汽车的装、卸方式及装备具有多种多样的形式。粮食企业根据自身需求,采用合适的散粮汽车装、卸方式,能够提升作业效率,提高企业效益。
散粮汽车的装车受车型影响较小,大部分装车系统都能够满足不同车型的装车,其多采用移动设备装车、侧壁发放装车、发放仓装车等[1]。
大部分采用堆场、平房仓、楼房仓和落地浅圆仓存储的粮食,装车时多采用移动设备装车。对于堆场或仓库内的粮食,多通过扒谷机、吸粮机等设备输送至移动皮带机上,再采用移动皮带机搭接至装车点位进行装车。在装车过程中,车辆需要根据车斗内粮食堆积情况移动,以装满车厢。该种装车形式工艺灵活性高,对现场设施要求低,但该种形式受移动设备自身效率限制,产量大多为100 t/h,且车辆需要频繁移动,平均效率为70 t/h,适用于对装车效率要求不高的储备粮库。
当前,浅圆仓、大直径筒仓和立筒仓大部分都配备有侧壁发放功能,通过在筒仓侧壁开口,粮食可以无动力自溜出仓装车。装车效率可根据开口大小调节,一般为200~500 t/h,并且出口配备有手动和自动闸门,可根据需要实时调节流量。侧壁发放装车一般采用固定溜管,可在出口处安装抑尘料斗,以减少装车过程的粉尘外溢情况,改善作业环境,降低粉爆风险。
侧壁发放装车能够实现大部分粮食的无动力发放,根据仓型的不同,侧发比例也有所不同,一般浅圆仓和大直径筒仓的侧发比例在50%~60%,立筒仓为60%~75%,是最经济的装车方式之一[2]。
具备机械化出仓能力的仓房一般都配备有专用发放仓,仓内粮食通过发放系统输送至发放仓暂存缓冲,车辆行驶至发放仓下方进行装车发放。这种发放形式自动化程度高,可根据需要配备带有计量功能的发放仓设备,实现定量发放。发放效率根据发放仓出口大小,一般为200~500 t/h。
散粮汽车的卸车形式受车型影响较大。粮食生产区的储备粮库在收粮季收购当地农民的粮食,到库车辆多样,从农业三轮车到大型货车均有,配备的卸车装置需要适应多种车型。粮食销售区的储备粮库在收粮季一般通过专业车队外调粮食入库,也可委托物流企业经过铁路或水路枢纽短倒入库,车型较为统一,能够根据车型配备针对性卸车设备,以提高卸车效率。部分粮食物流企业在厂区内部有车队进行短倒作业,车型针对散粮运输有针对性改装,卸车效率更高。根据所建卸车设施的不同,卸车形式主要分为移动式设备卸车、液压翻板卸车、自卸车卸粮、直通式卸粮坑卸车和集装箱车辆卸车[3]。
一般采用平房仓和堆场进行存粮的企业,多采用移动设备进行卸车,可采用的设备有移动式接粮机、移动式液压翻板、吸粮机等设备,主要通过移动皮带机将物料输送至平房仓内或堆场上。部分建设筒仓或机械化平房仓的企业,通过移动设备卸车后,将粮食输送至提升机进行入仓。采用移动式设备卸车时,卸车效率受移动输送设备的产量限制,一般为100 t/h,效率较低,且粉尘外溢情况严重,作业环境较差,受天气影响较大,有一定的粉爆风险。
液压翻板是常用的卸车设备,散粮运输车辆在液压翻板上固定后,通过液压翻板将车辆一端抬高,使散粮快速自溜出车厢,并通过液压翻板端部的卸粮坑运输至中转系统内。液压翻板根据翻转方向不同,可分为后翻式液压翻板和侧翻式液压翻板。
目前,在粮食行业采用的液压翻板多为后翻式液压翻板,配合建设专用的卸粮站或卸粮罩棚,可实现全天候作业。同时,可在卸粮坑附近设置吸风除尘设备,达到抑制粉尘的目的,改善作业环境。后翻式液压翻板的翻转角度一般为36~45°,粮食可完全自溜出车厢,对于部分流动性差或压实板结的粮食,也可通过人工辅助的形式实现卸粮。液压翻板卸粮对车型有一定要求,一般适用于载重在30~60 t的散粮车辆,额定效率最高为200 t/h。考虑车辆固定、翻转和解锁时间,平均卸车效率为150 t/h。建议在配套中转设施时,按照单车道150 t/h进行组合配置[4]。
散粮物流枢纽企业一般配备专用的散粮运输车队,车辆具备自卸功能。车辆行驶至卸粮站或卸粮罩棚内,通过自卸车自带的液压装置将车斗翻转,使粮食快速自溜出车厢达到卸车目的。自卸车载重一般在30 t,卸车效率高,车辆可快速卸车后驶出卸粮站,待粮食全部落入卸粮坑,下一辆车辆即可行驶进入进行接续卸粮。该种卸粮形式的效率一般受卸粮坑大小的限制,卸粮坑较大,斗容达到15 t时,粮堆可快速落入坑内,不影响后续车辆接续进入,单车道卸车效率最大可达500 t/h。较大的卸粮斗势必需要较深的基坑,当基坑超过4.5 m时,根据规范需视为深基坑,施工费用将大幅提高。因此,建设单位需根据自身需求及投资情况进行取舍。
一般产区散粮企业入厂车辆较为多样,为适应多种车型的卸粮,同时兼顾卸车效率,一般采用直通式卸粮坑卸车。直通式卸粮坑长度一般为12~15 m,宽度为4~6 m。该种卸粮设施可满足农用三轮车、大型箱式货车、货箱下方设有开口的专用散粮汽车、集装箱散粮车和包装粮运输车。卸车形式无论是后卸式、侧卸式均可满足,“包改散”车辆也可在卸粮站内进行拆包作业。该种卸车设施通用性强、卸车效率高,但卸粮坑、基坑面积大,投资较高,建设时可根据车型情况进行取舍。
部分沿海城市的散粮企业有集装箱卸粮的情况,一般需要配备集装箱翻转机进行卸粮。集装箱翻转机有桁车式和夹具式2种,桁车式需要在卸粮站上方设置吊物桁车,卸车时桁车将集装箱吊起,通过调节吊绳长度,使集装箱一端抬高,从而使粮食自溜出集装箱。该种形式的集装箱翻转设备在设置时,不占用卸粮站车道宽度空间,可兼顾多种车型的卸粮,但需要抬高卸粮站的高度,一般要求卸粮站内部净高为15 m。夹具式翻转机在卸粮时,需要车辆驶入翻转机下方,翻转机的夹具将集装箱固定后,横移至临近车道,或车辆驶出车道腾出卸粮空间,之后翻转机通过液压装置进行最大90°的翻转,将粮食卸出。该种翻转机不占用卸粮站高度空间,但要占用宽度空间,卸粮站车道需要至少6 m。集装箱翻转机卸粮考虑集装箱的固定、翻转等工序,平均卸粮效率为150 t/h。考虑到集装箱翻转卸粮的使用场景有限,一般不会设置专门的集装箱卸粮站,设置集装箱翻转设备时,通常要考虑兼顾其他车型的卸粮[5]。
为提高散粮装、卸车效率,目前,在该领域有一批新型设备正在逐渐走向市场,主要包括计量抑尘斗和板链机。
为避免车辆多装超载或少装亏车,传统侧发装车和发放仓装车需要在装车后,通过地磅计量并根据计量结果卸掉超载部分或补装亏车部分,会在一定程度上影响车辆运输效率。针对此问题,目前已有企业研发出具备计量功能的抑尘斗,在保证抑尘效果的情况下,可以根据不同车型设置定量装车,并实时监控装车量。同时,也可通过自动识别和声光设施指挥车辆移车来装满车厢,大大提高装车效率,避免出现超载和亏车现象。计量抑尘斗体积较小,精度可达95%,可以应用在侧壁发放出口和发放仓出口,提高装车精准度。
板链机在国外已有广泛应用,但在国内散粮行业应用较少。该设备可视为一个长宽约为3 m×6 m的方形料斗(尺寸可根据需要定制),整个料斗底部为输送板链,自卸车卸车时,可将车厢直对板链机料斗卸车,一次性将物料全部堆积至板链机内,再经板链输送至前端与其他输送设备连接。这种方式较传统移动式接粮机料斗尺寸大,卸粮效率高,最高可达500 t/h。应用在卸粮站内时,可省去深基坑的施工费用,只需要下挖2 m的板链机安装空间即可,极大地节约了建设成本。
链板机应用在平房仓、堆场和落地浅圆仓等需要移动设备装车的场景时,因其料斗尺寸大,可同时由多辆装载机或扒谷机等设备喂料装车,装车效率最高可达500 t/h。
汽车运输是粮食物流的重要组成部分,解决运输流程两端的装、卸问题,是提高运输效率、减少货损、改善作业环境的重要措施,需要企业根据所处产销区域的不同、车型不同及生产习惯的不同,选取适合自身发展的装、卸措施。同时,随着机械化程度要求及环保要求的不断提高,散粮汽车装、卸设备目前正处于快速发展的阶段,未来会有越来越多的新设备及新思路得到运用,从而不断提高该领域的技术水平,助力我国粮食物流行业不断发展。