周忠良，孫業(yè)棟，王瑞明，李夢(mèng)宇

(國(guó)網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院，石家莊 050021)

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電能計(jì)量設(shè)備立體庫(kù)房周轉(zhuǎn)箱自動(dòng)清洗系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用

周忠良，孫業(yè)棟，王瑞明，李夢(mèng)宇

(國(guó)網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院，石家莊 050021)

針對(duì)電能計(jì)量設(shè)備立體庫(kù)房大量周轉(zhuǎn)箱清洗時(shí)存在人工效率低、資源浪費(fèi)等問(wèn)題，提出一種電能計(jì)量設(shè)備立體庫(kù)房周轉(zhuǎn)箱自動(dòng)清洗系統(tǒng)的研究方案，從清洗系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)、吸霧系統(tǒng)等方面對(duì)該方案進(jìn)行分析，認(rèn)為該方案能夠?qū)崿F(xiàn)高效、環(huán)保地清潔周轉(zhuǎn)箱的目的。

電能計(jì)量；立體庫(kù)房；周轉(zhuǎn)箱；自動(dòng)清洗系統(tǒng)

近年，各網(wǎng)省公司計(jì)量中心成立后，對(duì)計(jì)量終端及電能表進(jìn)行集中檢定和倉(cāng)儲(chǔ)。配置的周轉(zhuǎn)箱中，50%處于物流運(yùn)轉(zhuǎn)中，周轉(zhuǎn)頻率高、時(shí)間長(zhǎng)，難免出現(xiàn)臟污。為滿足倉(cāng)儲(chǔ)及檢定要求，需要及時(shí)清潔周轉(zhuǎn)箱。但周轉(zhuǎn)箱數(shù)量多(數(shù)以萬(wàn)計(jì))，若采用人工清洗，不僅效率低下，而且會(huì)造成水源的極大浪費(fèi)，晾曬周轉(zhuǎn)箱又占地巨大。因此，設(shè)計(jì)一種既能有效保障周轉(zhuǎn)箱清潔度，又能提高流轉(zhuǎn)過(guò)程中的使用效率，且經(jīng)濟(jì)環(huán)保的周轉(zhuǎn)箱自動(dòng)清洗系統(tǒng)顯得尤為重要。

1 周轉(zhuǎn)箱自動(dòng)清洗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

周轉(zhuǎn)箱自動(dòng)清洗系統(tǒng)為單系統(tǒng)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)三維效果如圖1所示。

周轉(zhuǎn)箱自動(dòng)清洗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由進(jìn)箱端傳送單元、清洗單元及出箱端傳送單元組成，工作流程即：進(jìn)箱 → 清洗 → 出箱。

圖1 周轉(zhuǎn)箱自動(dòng)清洗系統(tǒng)三維效果

系統(tǒng)整體特征參數(shù)如表1所示。

1.2 系統(tǒng)功能

1.2.1 進(jìn)箱端傳送單元

1.2.1.1 運(yùn)行原理

進(jìn)箱端傳送單元以不銹鋼的輸送鏈為主體，將待清洗的周轉(zhuǎn)箱以0.25～2.5 m/min的速度傳送進(jìn)入清洗系統(tǒng)，傳輸速度分檔位可調(diào)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)行檔位調(diào)整。

皮帶輸送機(jī)主要由支架、減速機(jī)、鏈條、鏈輪、主軸、軸承等組成。采用電機(jī)配裝擺線針輪減速機(jī)為動(dòng)力源，變頻控制，速度和主機(jī)速度相配。皮帶傳動(dòng)運(yùn)行平穩(wěn)，速度均勻。在上下料處設(shè)急停、啟動(dòng)輸送功能。

表1 周轉(zhuǎn)箱自動(dòng)清洗系統(tǒng)整體特征參數(shù)

系統(tǒng)內(nèi)容性能特征參數(shù)外觀進(jìn)料高度1000(1±10%)mm下料高度1400(1±10%)mm輸送方式通過(guò)式連續(xù)輸送輸送速度0.25～2.5m/min主機(jī)功率≥0.75kW皮帶輸送機(jī)功率≥0.55kW清洗系統(tǒng)通道尺寸720mm×200mm外形尺寸(l×b×h)≤10000mm×1600mm×2500mm電源主回路AC380(1±10%)V50(1±2%)Hz控制回路AC220(1±10%)V50(1±2%)Hz功率整機(jī)峰值功率≈90kW其中加熱功率≈60kW

1.2.1.2 流程描述

傳送帶載入待清洗周轉(zhuǎn)箱 → 經(jīng)過(guò)90°轉(zhuǎn)彎，將周轉(zhuǎn)箱調(diào)整為水平倒置位置 → 調(diào)整周轉(zhuǎn)箱位置，使其平穩(wěn)地進(jìn)入清洗系統(tǒng)。

1.2.2 清洗單元

1.2.2.1 運(yùn)行原理

清洗單元主要由清洗系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、吸霧系統(tǒng)等部分組成，實(shí)現(xiàn)了完全自動(dòng)的周轉(zhuǎn)箱清理作業(yè)。該系統(tǒng)在無(wú)人干預(yù)的情況下按規(guī)定、自動(dòng)執(zhí)行控制的全過(guò)程，并達(dá)到高效、可靠、平穩(wěn)的特點(diǎn)。

清洗系統(tǒng)采取兩種不同清洗工藝，第1階段采用水基無(wú)腐蝕性清洗液對(duì)周轉(zhuǎn)箱表面的油污、淤泥、灰塵進(jìn)行清洗，采用六方向全方位噴洗，噴洗壓力P≥0.48 MPa，噴洗流量Q≥42 m3/h。第2階段采用工業(yè)用水對(duì)周轉(zhuǎn)箱表面的附著物進(jìn)行清洗，采用六方向全方位噴洗，噴洗壓力P≥0.48 MPa，噴洗流量Q≥42 m3/h。清洗過(guò)程結(jié)束，周轉(zhuǎn)箱無(wú)附著油污和雜質(zhì)，把手、溝槽處無(wú)淤泥。

清洗系統(tǒng)特征參數(shù)如表2所示。

干燥系統(tǒng)采取3種不同清洗工藝，第1階段采用毛刷滾掃方式，去除周轉(zhuǎn)箱表面的積水，滾掃速度≧30 r/min，毛刷滾掃主要由毛刷、減速機(jī)、鏈條、鏈輪、軸承等組成。采用電機(jī)配裝擺線針輪減速機(jī)為動(dòng)力源，運(yùn)行平穩(wěn)。第2階段采用高壓空氣除水方式，去除周轉(zhuǎn)箱表面附著的水滴，吹壓P≥6 422 Pa，風(fēng)量Q≥1 125 m3/h。高壓風(fēng)機(jī)切水方式風(fēng)道離工件距離小于50 mm,以提高切水效果。切水部分可配置手搖升降裝置，以去除工件表面的積水。第3階段采用熱風(fēng)烘干除水方式，對(duì)周轉(zhuǎn)箱進(jìn)行徹底烘干。烘干是利用熱風(fēng)對(duì)流的傳遞方式進(jìn)行。由特種離心通風(fēng)機(jī)和不銹鋼電加熱管組成的熱風(fēng)爐，把加熱的空氣引入烘干室內(nèi)，對(duì)工件進(jìn)行熱風(fēng)循環(huán)烘干。干燥過(guò)程結(jié)束后，箱體無(wú)附著水珠，箱底、把手、溝槽處無(wú)積水。干燥系統(tǒng)特征參數(shù)如表3所示。

表2 清洗系統(tǒng)特征參數(shù)

系統(tǒng)內(nèi)容性能特征參數(shù)清洗系統(tǒng)工作方式壓力清洗噴射式壓力P≥0.48MPa流量Q≥42m3/h功率N≥11kW噴嘴銅噴管鍍鋅管液箱≥2m3清洗液溫度常溫～60℃±5℃加熱方式電加熱功率≥5kW×3×2工作方式強(qiáng)制正壓過(guò)濾,三級(jí)處理過(guò)濾精度集渣網(wǎng)筐(≥20目)/不銹鋼濾網(wǎng)(≥40目)過(guò)濾能力100%

表3 干燥系統(tǒng)特征參數(shù)

系統(tǒng)內(nèi)容性能特征參數(shù)毛刷滾掃系統(tǒng)工作方式毛刷滾掃切水毛刷直徑Φ200mm速度≥30r/min功率N≥0.55kw風(fēng)機(jī)除水系統(tǒng)介質(zhì)空氣壓力P≥6422Pa風(fēng)量Q≥1125m3/h功率N≥4kW熱風(fēng)烘干系統(tǒng)工作形式熱風(fēng)內(nèi)置循環(huán)加熱方式加熱管2.5kW×3×4風(fēng)機(jī)N≥1.1kW

吸霧系統(tǒng)采取風(fēng)壓P≥1 250 Pa，風(fēng)量Q≥1 650 m3/h的吸霧措施，通道外端加裝引風(fēng)機(jī)組吸收兩端霧氣，通過(guò)外接排氣管排放，保障倉(cāng)庫(kù)區(qū)域的干燥環(huán)境。

吸霧系統(tǒng)特征參數(shù)如表4所示。

表4 吸霧系統(tǒng)特征參數(shù)

系統(tǒng)內(nèi)容性能特征參數(shù)吸霧系統(tǒng)壓力/PaP≥1250風(fēng)量/(m3·h-1)Q≥1650功率/kWN≥1.1

1.2.2.2 流程描述

清洗液噴洗 → 清水清洗 → 毛刷滾掃 → 高壓空氣除水 → 熱風(fēng)烘干 → 吸霧處理 → 周轉(zhuǎn)箱輸出。

1.2.3 出箱端傳送單元

1.2.3.1 運(yùn)行原理

出箱端傳送單元以不銹鋼的輸送鏈為主體，將待清洗的周轉(zhuǎn)箱以0.25～2.5 m/min的速度輸出周轉(zhuǎn)箱，并與伸縮鏈板機(jī)對(duì)接，使周轉(zhuǎn)箱平穩(wěn)的進(jìn)入鏈板機(jī)傳輸帶。傳輸速度分檔位可調(diào)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)行檔位調(diào)整。

皮帶輸送機(jī)主要由支架、減速機(jī)、鏈條、鏈輪、主軸、軸承等組成。采用電機(jī)配裝擺線針輪減速機(jī)為動(dòng)力源，變頻控制，速度和主機(jī)速度相配。皮帶傳動(dòng)運(yùn)行平穩(wěn)，速度均勻。在上下料處設(shè)急停、啟動(dòng)輸送功能。

1.2.3.2 流程描述

傳送帶輸出周轉(zhuǎn)箱 → 經(jīng)過(guò)90°轉(zhuǎn)彎，將周轉(zhuǎn)箱調(diào)整為水平位置 → RFID卡自動(dòng)監(jiān)測(cè) → 傳送帶與伸縮鏈板機(jī)對(duì)接，使周轉(zhuǎn)箱平穩(wěn)地進(jìn)入鏈板機(jī)傳輸帶。

2 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 清洗系統(tǒng)水循環(huán)利用

清洗系統(tǒng)噴淋后的清洗液由清洗室底部出液口匯集進(jìn)入水槽，水槽上方設(shè)置方形過(guò)濾框，進(jìn)行一級(jí)過(guò)濾，水槽內(nèi)設(shè)置第2層過(guò)濾，經(jīng)第2層過(guò)濾后的清洗液再由離心泵輸送經(jīng)筒式過(guò)濾器進(jìn)行循環(huán)清洗。

2.2 干燥系統(tǒng)溫度控制

干燥系統(tǒng)電加熱功率三相動(dòng)平衡處理，溫度由數(shù)顯溫控儀控制，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的上限時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉兩組加熱元件，由一組加熱元件進(jìn)行保溫工作。當(dāng)溫度下降到設(shè)定的下限時(shí)，電加熱元件自動(dòng)開(kāi)啟，重新加熱至設(shè)定的上限溫度。采用連續(xù)控制及自動(dòng)延時(shí)，溫度可設(shè)定、自控(常溫～100 ℃)。

2.3 干燥系統(tǒng)余熱循環(huán)利用

干燥系統(tǒng)熱風(fēng)循環(huán)風(fēng)機(jī)與加熱器采用聯(lián)鎖保護(hù)及自動(dòng)延時(shí)控制。熱風(fēng)烘干雙層結(jié)構(gòu)，專用風(fēng)道、風(fēng)刀，為不銹鋼材質(zhì)，并增設(shè)不銹鋼氣流反射板、導(dǎo)流板，利用余熱再循環(huán)，提高熱效率，以便充分利用熱能，降低生產(chǎn)成本。

3 應(yīng)用效果

以河北省南部電網(wǎng)計(jì)量中心立體庫(kù)房為例，配置周轉(zhuǎn)箱100 000余只。依據(jù)全自動(dòng)立體倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)房現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，周轉(zhuǎn)箱自動(dòng)清洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)放置于庫(kù)房西南角部分，規(guī)劃區(qū)域33 m2(3 m×11 m)，區(qū)域內(nèi)預(yù)先安裝380 V電源及設(shè)備用水出入口。設(shè)備規(guī)劃沿墻體內(nèi)側(cè)放置，與伸縮式鏈板機(jī)搭接，使清洗后的周轉(zhuǎn)箱經(jīng)傳送設(shè)備直接入庫(kù)。

周轉(zhuǎn)箱自動(dòng)清洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)速度為200個(gè)周轉(zhuǎn)箱/h，日清理量可達(dá)1 600個(gè)，按照同等效率計(jì)算，可節(jié)省洗箱人員4名、除水人員4名、搬運(yùn)人員4名，合計(jì)12人。

為實(shí)現(xiàn)節(jié)約用水，洗箱系統(tǒng)采用清洗水及廢水單獨(dú)管路設(shè)計(jì)，采用光電感應(yīng)技術(shù)控制清洗水的開(kāi)關(guān)，使循環(huán)水箱的水得到最佳的經(jīng)濟(jì)利用。按照0.7 m3/h的耗水量計(jì)算，每天可節(jié)約5.6 t的水。同時(shí)為保證清洗的質(zhì)量，根據(jù)循環(huán)水特點(diǎn)設(shè)置多處過(guò)濾裝置對(duì)箱體上被沖刷下來(lái)的污物過(guò)濾清潔。為滿足周轉(zhuǎn)箱自動(dòng)清洗系統(tǒng)全天候運(yùn)轉(zhuǎn)要求，設(shè)計(jì)加入電加熱棒設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)加熱預(yù)約功能，溫度40～60 ℃可調(diào)。輸送速度變頻0.25～2.5m/min可調(diào)，可以根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際最大化發(fā)揮機(jī)器的功效，確保清洗及吸干效果。

4 結(jié)束語(yǔ)

計(jì)量中心智能立體庫(kù)房承載著計(jì)量表計(jì)存儲(chǔ)、檢定輸入輸出、配送出庫(kù)等工作，立庫(kù)庫(kù)容量大，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)要求可靠、穩(wěn)定、高效。而電能計(jì)量設(shè)備立體庫(kù)房周轉(zhuǎn)箱自動(dòng)清洗系統(tǒng)就是針對(duì)人工清洗作業(yè)效率低下、資源浪費(fèi)、工作現(xiàn)場(chǎng)混亂等弊端而進(jìn)行的設(shè)計(jì)。

本文責(zé)任編輯：羅曉曉

下 期 要 目

一起110 kV變壓器直流電阻試驗(yàn)數(shù)據(jù)異常缺陷分析 水平旋轉(zhuǎn)式隔離開(kāi)關(guān)閘口發(fā)熱的分流裝置分析 熱電集中供熱系統(tǒng)變頻節(jié)能改造分析

Research and Application on Automatic Cleaning System of Electrical Energy Measuring Equipment High-rise Warehouse Circulation Box

Zhou Zhongliang,Sun Yedong, Wang Ruiming, Li Mengyu

(State Grid Hebei Electric Power Research Institute, Shijiazhuang 050021, China)

There are problems of low labor efficiency and waste of resources when cleaning the circulation boxes of the electrical energy measuring equipment high-rise warehouse, so a circulation box automatic cleaning system design scheme is presented. This paper analyses the cleaning system, the drying system and the smoke absorbing system of the design scheme,considers that the design scheme can cleaning the circulation boxes efficiently and environmentally.

electrical energy measuring;high-rise warehouse;circulation box;automatic cleaning system

2016-04-15

周忠良(1982-)，男，工程師，主要從事自動(dòng)化設(shè)備維護(hù)與研究工作。

TM933.4

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1001-9898(2016)05-0031-03