◎郭井濤，辛爍軍，隨 賽

（中糧工程科技（鄭州）有限公司，河南 鄭州 450053）

國內(nèi)外筒倉清倉工藝設(shè)備的研究與分析

◎郭井濤，辛爍軍，隨 賽

（中糧工程科技（鄭州）有限公司，河南 鄭州 450053）

本文以筒倉倉型為切入點，介紹了國內(nèi)外數(shù)種清倉工藝設(shè)備，重點對其優(yōu)缺點及使用場合進行了比較分析，以期為我國糧食物流行業(yè)在筒倉清出倉設(shè)備的選用方面提供借鑒與指導。

筒倉；淺圓倉；國內(nèi)外；清倉工藝設(shè)備；螺旋清倉機；履帶式

近年來，糧食筒倉以其具有機械化程度高、場地利用率高、儲糧性能好、投資相對較低和便于管理等優(yōu)勢，正逐漸成為我國糧食流通與倉儲行業(yè)的主力倉型，其中淺圓倉作為從國外引進的新倉型，更是促進了我國糧食“四散”流通技術(shù)的發(fā)展與進步。糧食物流作為新興產(chǎn)業(yè)，各種先進的糧食物流理念及理論不斷涌現(xiàn)，但作為糧食流通載體的糧食物流設(shè)備的發(fā)展卻相對緩慢，如淺圓倉清倉等技術(shù)水平較高的領(lǐng)域大多被國外產(chǎn)品所占據(jù)，國外設(shè)備在加工質(zhì)量等方面比國內(nèi)設(shè)備有優(yōu)勢，但其價格過高，售后服務(wù)等各方面也不盡如人意;國內(nèi)出倉清倉設(shè)備在加工質(zhì)量與國外設(shè)備有差距，但部分產(chǎn)品在性能上已經(jīng)趕上甚至超越國外設(shè)備。相信，經(jīng)過國內(nèi)糧食物流裝備行業(yè)不懈的努力，物流技術(shù)裝備水平將不斷提高，國產(chǎn)淺圓倉清倉設(shè)備將成為市場主導。本文通過對國內(nèi)外筒倉清倉設(shè)備的比較與分析，以期為我國糧食物流行業(yè)在筒倉清倉設(shè)備的選用方面提供借鑒與指導。

1 國內(nèi)外清倉設(shè)備的比較與分析

目前，國內(nèi)外淺圓倉清倉主要采用的作業(yè)方式有鏟車、移動式螺旋清倉機和固定式螺旋清倉機等方式。我國散糧倉儲流通領(lǐng)域淺圓倉清倉主要采用鏟車清倉的作業(yè)方式，移動式螺旋清倉機應(yīng)用較少，固定式螺旋清倉機的市場基本上被進口設(shè)備占據(jù)。

1.1 鏟車

鏟車清倉（見圖1）是目前國內(nèi)淺圓倉清倉普遍采用的一種清倉作業(yè)方式，主要是依靠人工操作鏟車進行淺圓倉余糧的清倉作業(yè)。鏟車清倉具有單臺設(shè)備可多倉機動應(yīng)用，適應(yīng)性強，作業(yè)靈活等優(yōu)點。但此種作業(yè)方式需人工操作鏟車，機械化程度較低，不能實現(xiàn)清倉過程的自動化，效率不高。此外鏟車清倉時，工人需在倉內(nèi)操作鏟車，倉內(nèi)粉塵彌漫，工人工作環(huán)境惡劣;動力采用柴油動力，環(huán)境污染嚴重，且易污染糧食;鏟車鏟斗容易損壞倉內(nèi)空氣分配器及倉內(nèi)地面（見圖2）;作業(yè)有死角，特別是靠近倉壁的余糧;清理倉壁余糧時鏟斗容易破壞倉壁，一般采用做混凝土斜坡的辦法保護倉壁，但混凝土斜坡需定期維護。鏟車清倉的作業(yè)方式，人工成本高，已經(jīng)不符合現(xiàn)代糧食物流發(fā)展的需要，不符合“以人為本”的現(xiàn)代生產(chǎn)工作理念，同時也存在一定安全隱患。

圖1 鏟車清倉圖

圖2 鏟斗對倉面影響圖

1.2 螺旋清倉機

近年來，國內(nèi)外針對筒倉倉型的結(jié)構(gòu)特點，在螺旋清倉機上的研究力度逐漸加大，出現(xiàn)的螺旋清倉機產(chǎn)品逐漸增多。本文將主要從固定式螺旋清倉機和移動式螺旋清倉機兩種產(chǎn)品類型分析介紹國內(nèi)外螺旋清倉機的發(fā)展現(xiàn)狀。

1.2.1 固定式螺旋清倉機

固定式螺旋清倉機固定安裝于糧倉內(nèi)部，每個倉需配一臺設(shè)備。固定式螺旋清倉機以淺圓倉中心出料口為定位中心，采用長度略小于淺圓倉半徑的螺旋輸送機構(gòu)，安裝于倉底部，其一端與中心固定裝置相連，另一端設(shè)置有行走裝置。糧食自流完成后，開始清倉作業(yè)，啟動螺旋清倉機，螺旋自傳實現(xiàn)糧食向中心出料口輸送，設(shè)備繞倉中心公轉(zhuǎn)一周完成整倉清倉作業(yè)。

1.2.1.1 國內(nèi)固定式螺旋清倉機產(chǎn)品

1）國內(nèi)某公司研制開發(fā)的埋式螺旋清倉機，如圖3所示。主要包括螺旋輸送機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)定心機構(gòu)、主機驅(qū)動機構(gòu)、行走機構(gòu)和控制系統(tǒng)等組成。主機驅(qū)動部分和行走驅(qū)動部分均采用電驅(qū)動，減少了氣動驅(qū)動行走機構(gòu)所配備的各種氣閥和氣泵站等，節(jié)省了投資成本;且為防止行走結(jié)構(gòu)工作時與倉底地面打滑，在行走箱體內(nèi)裝有適當?shù)呐渲罔F，以保證其正常工作。該固定式螺旋清倉機結(jié)構(gòu)緊湊，提高了清倉效率，其清倉產(chǎn)量最高可達200 t／h。

圖3 埋式螺旋清倉機圖

2）國內(nèi)另一家公司研發(fā)的固定式螺旋清倉機產(chǎn)品（見圖4）。螺旋清倉機料槽是半敞開式C形結(jié)構(gòu)，由于采用特殊的斷面結(jié)構(gòu)使受壓面積小，并具有很強的耐壓強度、剛度，確保設(shè)備埋在倉內(nèi)不變形;清倉機行走裝置和料槽支撐輪都設(shè)置在料槽的后面，清倉機前進時阻力小，特別有利于清理易板結(jié)的物料;料槽支撐輪為彈性支撐輪，采用可升降結(jié)構(gòu)，并裝有蝶形彈簧，料槽對地面的高度可以調(diào)整，對地面不平度使用性強。

圖4 固定式螺旋清倉機圖

3）中糧工程科技（鄭州）有限公司設(shè)計的履帶式螺旋清倉機（主要有中心回轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)、螺旋清倉機構(gòu)、螺旋驅(qū)動機構(gòu)、履帶式行走驅(qū)動裝置和智能自動控制系統(tǒng)等組成，如圖5所示。適用于所有平底圓倉（倉直徑可達35.0 m，產(chǎn)量達300 t／h），倉內(nèi)無需改造（新建倉無預埋，已建倉不改造）;安裝簡單快捷，無需配套輔助設(shè)施（軌道或者地面鋪設(shè)鋼板）;能解決局部結(jié)拱糧食出倉問題;履帶式行走機構(gòu)，確保行走驅(qū)動力及爬坡能力，屬行業(yè)首創(chuàng);采用螺旋葉片變螺距、螺旋葉片變直徑等措施提高效率，降低能耗;智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)倉外智能控制，倉內(nèi)設(shè)備自動化作業(yè)，無需人工干預。解決了淺圓倉出倉作業(yè)方式落后、效率低、工作環(huán)境差等難題，實現(xiàn)了淺圓倉清倉作業(yè)倉內(nèi)無人化。相對于國內(nèi)外類似螺旋清倉機產(chǎn)品，技術(shù)水平居于領(lǐng)先地位。

1.2.1.2 國外固定式螺旋清倉機

國外固定式螺旋清倉機的研發(fā)比較豐富，主要產(chǎn)品介紹如下。

1）Springland公司的行走輪驅(qū)動螺旋清倉機，如圖6所示。該螺旋清倉機適應(yīng)倉徑較小，最大倉徑為18.5 m，最大功率15 kW，產(chǎn)量較小。適合于國外個人農(nóng)場儲糧，不適應(yīng)于我國糧食倉儲行業(yè)。

2）美國GSI公司的X系列螺旋清倉機，如圖7所示。GSI在中國設(shè)有加工廠，其產(chǎn)品線比較全，其主推的X系列螺旋清倉機市場占有率較高。X系列螺旋清倉機采用的行走驅(qū)動方式為立式軌道驅(qū)動，制造相對簡單，清倉作業(yè)殘留量大，后期清掃難度大。螺旋機殼的支撐采用前后腳輪支撐，此支撐方式簡單、成本低，但對于倉底地面的平整度要求很高。

圖5 履帶式螺旋清倉機圖

3）美國GSI公司SA系列軌道式清倉機如圖8所示，適用于一般自流性較好的物料（如大豆、玉米、小麥等）。軌道式清倉機采用立面軌道設(shè)計，運行平穩(wěn)，不存在打滑現(xiàn)象。但軌道對倉底面平整度要求較高，多應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、糧油、食品、飼料、釀酒、生物能源和港口物流等行業(yè)。

4）美國Hutchinson／Mayrath公司的810系列（見圖9）和NexGen2000系列（見圖10）。810系列屬于輕型化清倉設(shè)備，設(shè)備體積較小，功率較小，中間支撐采用前后萬向輪支撐，行走方式采用單輪尾端支撐行走，適應(yīng)倉徑可達28.0 m，但是螺旋轉(zhuǎn)速在300 rpm以上，容易對糧食造成破碎，不適合于我國倉儲行業(yè)國情。NexGen2000系列清倉機中間無支撐機構(gòu)，行走驅(qū)動采用四橡膠輪式小車驅(qū)動，對倉底面平整度要求較低，行走輪采用橡膠材料，能有效減少糧食的破碎;該設(shè)備適應(yīng)倉徑最高可達47.0 m，當倉直徑在32.0～47.0 m時需用雙行走驅(qū)動型式。該設(shè)備產(chǎn)量可達220 t／h，但螺旋轉(zhuǎn)速也較高，達到230 rpm。

圖6 行走輪驅(qū)動螺旋清倉機圖

圖7 X系列螺旋清倉機圖

圖8 SA系列軌道式清倉機

圖9 810系列螺旋清倉機圖

圖10 NexGen2000系列螺旋清倉機圖

5）德國WELLENBROCK公司的懸臂式雙螺旋清倉機，如圖11所示，可實現(xiàn)雙側(cè)同時清倉。當該螺旋清倉設(shè)備的最大產(chǎn)量僅為100 t／h，不太適合我國糧食倉儲行業(yè)。

6）德國STEROS公司的清倉設(shè)備主要有懸臂無機殼螺旋清倉機（見圖12）和支撐帶罩殼螺旋清倉機（見圖13）兩種型式。懸臂無機殼螺旋清倉設(shè)備可以配雙螺旋（對稱安裝），類似WELLENBROCK公司的懸臂式雙螺旋清倉機。支撐帶罩殼螺旋清倉設(shè)備可以承受物料壓力，保持不變形。行走驅(qū)動輪依據(jù)料倉直徑大小進行合理配置。行走驅(qū)動輪采用鼠籠式滾筒結(jié)構(gòu)，以橡膠材料與地面接觸，以增加摩擦力和保護糧食。

圖11 懸臂式雙螺旋清倉機圖

圖12 懸臂無機殼螺旋清倉機圖

圖13 支撐帶罩殼螺旋清倉機圖

7）法國DENIS公司的螺旋清倉設(shè)備（見圖14）最大產(chǎn)量可達300 t／h，適用于多種物料。該清倉設(shè)備外部裝有外罩，可承受糧食的壓力和沖擊力，其行走驅(qū)動采用橡膠獨輪驅(qū)動，在糧面上行走驅(qū)動力偏低，行走不平穩(wěn)。

圖14 螺旋清倉機圖

8）德國PETKUS公司的螺旋清倉設(shè)備（見圖15），該設(shè)備最大產(chǎn)量為100 t／h，螺旋葉片直徑280 mm，螺旋轉(zhuǎn)速200 rpm。其行走輪采用鼠籠輥筒式結(jié)構(gòu)，與地面接觸部分采用耐磨橡膠，可有效防止行走輪在倉底面出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。

圖15 螺旋清倉機圖

通過對國內(nèi)外固定式螺旋清倉機主要產(chǎn)品的對比，其基本工作原理基本一致，行走驅(qū)動裝置主要有輪式和軌道型式兩種類型。對于輪式行走驅(qū)動裝置，筆者認為適合倉直徑較小的工作環(huán)境，當倉直徑30.0 m或者30.0 m以上時，行走輪易打滑發(fā)生驅(qū)動力不足現(xiàn)象，此時有些公司采用鋪設(shè)輔助鋼板的方式解決打滑問題，由此會帶來投資成本提高;軌道式的行走驅(qū)動裝置，驅(qū)動力充足，但投資成本較高，也存在軌道安裝復雜，軌道靠倉壁側(cè)糧食清理困難等問題;履帶式螺旋清倉機安裝簡單，無需軌道或者輔助鋼板即可保證充足驅(qū)動力，同時投資成本相對較低，是目前較為理想的一種平底淺圓倉清倉作業(yè)設(shè)備。

1.2.2 移動式螺旋清倉機

移動式螺旋清倉機（見圖16）的工作原理與固定式螺旋清倉機類似，不同處在于移動式螺旋清倉機，多采用分段設(shè)計，各組成部件平時存放于設(shè)備倉庫中，需清倉時運至倉內(nèi)，現(xiàn)場組裝，完成清倉后拆分，運至設(shè)備倉庫或者其他待清倉。在工作時，移動式螺旋清倉的旋轉(zhuǎn)支撐是要固定于糧倉的中心出料口，使整機在驅(qū)動裝置的驅(qū)動下繞旋轉(zhuǎn)支撐做水平圓周運動。單臺設(shè)備可機動用于多倉，一次投資成本低、設(shè)備利用率相對較高。

但移動式螺旋清倉機工作時對地面平整度要求高，設(shè)備一次清倉作業(yè)需多次拼裝、拆裝，耗時長，需人工操作，產(chǎn)量相對較小，運行成本較高，屬于半機械化出倉，移動螺旋清倉機適用于糧食周轉(zhuǎn)頻率低的場合。目前移動式螺旋清倉機的使用較少。

2 各種設(shè)備的應(yīng)用前景分析

綜合上述比較分析可知:1）推糧機或鏟車清倉作業(yè)方式比較落后，機械化程度較低，工人工作環(huán)境惡劣，不符合“以人為本”的現(xiàn)代生產(chǎn)工作理念，應(yīng)逐漸被淘汰。

圖16 移動式螺旋清倉機圖

2）從以上分析可以看出，在筒倉倉型余糧清倉處理設(shè)備上螺旋清倉機的研發(fā)與應(yīng)用備受推崇。這不僅受益于國家政策的支持，更是由糧食倉儲行業(yè)的迫切需求所促成的;同時相比于移動式螺旋清倉機，固定式螺旋清倉機的清倉作業(yè)自動化程度相對較高，可實現(xiàn)倉內(nèi)無人化管理作業(yè)，清倉效率也相對較高，同時長期運行成本和人力成本相對其余作業(yè)方式也明顯較低。當糧食周轉(zhuǎn)頻率高時，采用固定式螺旋清倉機的作業(yè)方式效果則更顯著。

3）對于同類型筒倉清倉工藝設(shè)備，國外的整體質(zhì)量性能相對國內(nèi)較高，但其價格也相對較高，同時其配件供應(yīng)、售后服務(wù)等也相對不便。所以對于選擇何種清倉設(shè)備，實際上應(yīng)以能夠滿足自己的實際需要為主，并綜合考慮糧庫或企業(yè)的經(jīng)濟能力和使用情況，合理有效地選用筒倉清出倉設(shè)備。

4）履帶式螺旋清倉機相對于國內(nèi)外固定式螺旋清倉機，從設(shè)計理念和結(jié)構(gòu)型式上更符合我國糧食倉儲行業(yè)國情需求，可滿足清倉功能需求，大幅降低企業(yè)的投資成本;從技術(shù)細節(jié)角度上已經(jīng)超越國內(nèi)外同類產(chǎn)品，居于領(lǐng)先地位。

[1]白雪峰.一種新型的埋式螺旋清倉機[J].糧食流通技術(shù)，2006（6）:11-13.

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[4]王榮清.CQC系列移動式螺旋清倉機的研制[J].糧油食品科技，2004（2）:19-20. [5]王蓉.清倉機在淺圓倉的應(yīng)用[J].糧食流通技術(shù)，2004（1）:10-11.

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Research and Analysis of the Clearance Process Equipment for the Silo at Home and Abroad

Guo Jingtao, Xin Shuojun, Sui Sai
（COFCO Engineering & Technology (Zhengzhou) CO.,Ltd, Henan Zhengzhou 450053, China）

The silo was considered as the breakthrough point in the present paper and several clearance process equipment at home and abroad were introduced. A comparative analysis was focused on of the advantages, disadvantages and application occasions of the clearance process equipment, which provided logistics industry.

Silo; Squat silo; Home and abroad; Clearance process equipment; Screw cleaning equipment; Crawler-type

TS210.3

本文受到科技部2013年公益性行業(yè)科研專項基金資助，項目名稱：“北糧南運”關(guān)鍵物流裝備研究開發(fā)（編號：201313010）.

郭井濤（1980-），男，助理工程師，主要研究方向：糧食倉儲物流技術(shù)及裝備研發(fā)；辛爍軍（1980-），男，工程師，主要研究方向：糧食倉儲物流技術(shù)及裝備研發(fā)（主研筒倉進出倉及房式倉技術(shù)和裝備）。