料仓内的物流与料仓结构

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料仓在现代饲料工业生产中被广泛采用，凡涉及筛分、粉碎、配料、混合、制粒和装袋等单元操作时均采用料仓，以获得连续生产。料仓的功用包括对粉、粒体物料的接收、贮存、卸出和料位指示等。在饲料行业中，主车间应用的料仓有原料仓、配料仓、缓冲仓(中间仓)和成品仓等。大型饲料厂中还设有立筒仓。中小型饲料厂则多用房式仓贮存原料及袋装成品。 在建造料仓时，应考虑仓体结构、尺寸、仓容，物料的流动及料位指示等问题。 第一节料仓内的物流与料仓结构 一、料仓内粉体流动形式 粉体在仓内的重力流动系统典型(图3—1)有整体流与漏斗流两种。整体流(群流)的特点是符合“先进先出"的原则，即先进仓的物料先流出去，物料批次之间、不同高度料层之间基本上无交叉。整体流的定义是料仓中所有的物料都沿仓斗壁而运动，为此料斗壁必须陡峭而光滑，粉体方能像水那样均匀下降排出。整体流因先进先出、进出均匀而不产生偏析或倾泻、结拱或抽心，流出的物料是充分脱气并结构致密，故其排速一定而不残留粉体。整体流程适合于粉体的连续过程，适于处理经时间会发生变化的产品。因此是我们在设计和建造饲料工厂料仓时所适宜的形式。 反之，如仓内粉体层的流动区域呈漏斗状，即仅有料仓中央部分形成料流，而其他区域的粉体或料流顺序紊乱或停滞不动，引起“先进后出”的，称“漏斗流”或“部分流”。漏斗流实际上减少了料仓的有效容积，会引起偏析，物料容重变化，易因贮存而结块，易突然涌动流出，发生塌落、结拱等不稳定流动，操作控制困难，甚至不能工作。因此漏斗流不适于饲料工厂的粉体过程，应尽可能避免。 影响粉料在料仓内的流动性质的重要因素是粉体的重力流动性。后者是指粉体由于自身重力克服粉体层内力所具有的流动性，粉体可以从料仓内卸出靠的就是这种流动性；而有时仓内粉体不能卸出，主要是粉体层的内力远大于其重力的缘故。此处内力系由内摩擦力、粘结力和静电力等构成。 登录/注册后可看大图 IMG_0706.jpg (46.26 KB, 下载次数: 0) 下载附件 2013-8-5 14:13 上传 20世纪上半叶，人们对粉体重力流动的认识仅局限于粉体的休止角。并以此来设计料仓，但结果仓内粉体流动的情况并不理想，有的甚至根本无法卸料。为此许多粉体工程的学者做了大量的试验研究工作，提出了描述和量化粉体在料仓内流动性的方法，其中以卡尔法与詹尼克(Jenike)法最具代表性。而后者更适用于细颗粒粉粒(dp<0.84mm)，可以解决更多的实际问题，所以应用更广。 1961年付诸实用的詹尼克理论认为，粉体在料仓中发生闭塞(结拱和抽心)现象，是因为粉体层受到压缩而引起的。概言之，可把闭塞看成是由于粉体的自由表层的抗弯抗剪强度大于其所承受的应力所致。即当强度大于应力时，物料不会塌落，当然也就不会发生流动。詹尼克提出并试验了一整套表示料仓内粉体流动性的参数，并提出了料仓定量设计的方法和理论。詹尼克流动性参数包括：粉体的内摩擦角 登录/注册后可看大图 1.jpg (427 Bytes, 下载次数: 0) 下载附件 2013-8-5 14:24 上传 ，有效内摩擦角 登录/注册后可看大图 2.jpg (464 Bytes, 下载次数: 0) 下载附件 2013-8-5 14:24 上传 ，壁摩擦角 登录/注册后可看大图 3.jpg (424 Bytes, 下载次数: 0) 下载附件 2013-8-5 14:25 上传 ，容积密度 登录/注册后可看大图 4.jpg (420 Bytes, 下载次数: 0) 下载附件 2013-8-5 14:25 上传 ，开放屈服强度 登录/注册后可看大图 5.jpg (438 Bytes, 下载次数: 0) 下载附件 2013-8-5 14:25 上传 ，可压缩性因素 登录/注册后可看大图 6.jpg (444 Bytes, 下载次数: 0) 下载附件 2013-8-5 14:26 上传 和透气性因素 登录/注册后可看大图 7.jpg (451 Bytes, 下载次数: 0) 下载附件 2013-8-5 14:26 上传 共7个。 判别整体流动的方法，有Jenike判定法及Johanmn修正法。后者是在料仓的内部插入一个锥形体，以使料仓流动状态接近整体流的一种修正法。图3-2是詹尼克料仓流动形式的判定图。当已确定仓壁摩擦角虬和仓斗的半顶角 登录/注册后可看大图 8.jpg (420 Bytes, 下载次数: 0) 下载附件 2013-8-5 14:28 上传 之后，可以判定某种物料(其有效内摩擦角=60°，50°，40°，30°；大者为粘性物料，小者为自由流动物料)在料仓内的流动形式。可见，当物料一定时，降低壁摩擦角如，和料斗的半顶角01，可获得整体流料仓。 此外，过小的卸料口将使料仓流动发生堵塞。在料仓和卸料器的连接部位，由于卸料器的结构，可使卸料器中产生粉体局部崩溃，形成与漏斗流相同的现象。 登录/注册后可看大图 IMG_0707.jpg (27.57 KB, 下载次数: 0) 下载附件 2013-8-5 14:30 上传 有效内摩擦角6与物料的内摩擦角的关系可查试验表格。不过，大致上可以认为内摩擦角+5。可以等于。另外，表3-1中的外摩擦系数，如果仓壁不经表面处理，可以认为即是tan。 二、料仓的种类和结构 按料仓仓体的截面形状，料仓有圆形和矩形(含方形)两类。与矩形仓比较，圆形仓的优点是：在容积、高度和仓斗倾角(即半顶角的余角)相同时，仓壁面积较小；仓斗无棱角故易排空；仓体侧壁所受到的弯应力较小，故在仓容不大时可采用无骨架的钢板料仓；对相同的仓壁厚度，圆仓比矩形(平壁)仓的强度大。据介绍，即使贮存松的、软的物料，也以圆仓较好，因为它不存在死角并具有较优越的卸料性能。圆形仓的缺点是组成仓群时，空间利用程度较差；除非批量生产，否则制造较难些。 对于仓群，因矩形仓可相互利用仓壁，占地面积小，故多用之。此外还有六角形仓。排列方式除单体、联壁外．还可有星形圆仓，如图3-3。 登录/注册后可看大图 IMG_0710.jpg (29.39 KB, 下载次数: 0) 下载附件 2013-8-5 14:36 上传 按建造材料，料仓可分为钢筋混凝土结构、钢结构、木结构和混合结构等几种。当前饲料厂用立筒仓以钢筋混凝土结构和钢结构居多，配料仓、中间仓及成品仓则以钢结构的居多。钢仓自重轻，占地少，适于工业化制造，成本较低；缺点是不适于贮存较潮湿物料。钢筋混凝土仓的造价较高。 对配料仓、缓冲仓和成品仓等板式仓，一般采用热轧钢板制造。必要时(例如防腐蚀)用镀锌钢板或不锈钢板制造。钢板仓的优点是建造快、维修费用低、表面滑动性好、耐磨、容易改装。目前我国大多采用现场焊接装配而成，施工期长、劳动强度大、劳动条件差。在引进饲料厂成套设备中，多采用装配式料仓(图3-4)，可节约投资、缩短工期；但要求制造时使用专用夹具和模具，以保证装配尺寸的精确性和良好的装配性能。 登录/注册后可看大图 IMG_0710.jpg (34.09 KB, 下载次数: 0) 下载附件 2013-8-5 14:38 上传 在中小型饲料厂中，原料仓及成品仓多为房式仓。其平面设计为矩形，一般是高度无落差的单层建筑。其主参数一般为：跨度6m或12m，柱距6m，檐高(靠墙的房间高度)3．6m。但在利用地方材料的木排架房仓中，允许柱距小于6m,也允许在满足使用要求有根据时，增加墙的高度。存放的原料堆顶部表面至屋顶承重结构的下沿，应有O．5m的距离。房式仓的大门应设计为反开门，门的数目按工艺设计确定，一般在两端各设一个大门。 筒仓的正名是立筒库。狭义的筒仓可理解为直立柱状或棱柱状的容器，供贮存谷物等散粒状物料之用。设计立筒库时，应采用以下尺寸：钢筋混凝土立筒库并联筒群的中心定位轴线网尺寸为3m×3m、6m×6m、9m×9m、12m×12m。筒仓的外径为6m、9m、12m、18m和24m。仓壁、筒下层和筒上层的高度为0．6m的倍数。仓斗顶至筒顶板的板底高度H>1．5征(F为筒仓水平截面面积)；当直径为12m或更大时，H不低于15m。筒仓高度H一般有15m、30m等。在一定范围内，仓体愈高(称深仓)单位仓容的造价愈低。但大截面和矮体筒仓(称浅仓)的卸料性能较好。