缓冲装置

多功能减压管及其在立筒仓和浅圆仓中的应用

李国长 1乔占民1王保祥1徐晓娟1张冉1陈西雷1

胡健2张国民2赵平2

（1. 河南国家粮食储备库，河南郑州，450047；

2. 河南大公粮食机械工程有限公司，河南郑州，450003）

摘要在立筒仓及浅圆仓中安装多功能通风熏蒸减压降碎装置，可以有效降低粮食入库破碎率、减少自动分级影响、减缓出库时粮堆整体移动产生的动载荷，保护仓内设施，延长筒仓及浅圆仓使用寿命。同时利用多功能减压管进行内环流熏蒸及通风降温降湿进一步完善了立筒仓及浅圆仓储粮性能，提高了储粮稳定性。

关键词多功能减压管立筒仓及浅圆仓储粮应用

钢筋砼立筒仓及浅圆仓，因其占地面积少、容量大、机械化程度高、便于“四散”作业、储备和中转功能兼备等优点，近年来得到了大范围的推广应用，成为港口码头、中转库及粮食加工行业的中转设施和大型粮库长期储粮设施。在国外，立筒仓及浅圆仓主要作为中转库使用，储存期短、周转快，对其仓内通风熏蒸等装备水平要求不高，但作为长期储粮设施，则要求其具有良好的通风、熏蒸、降碎等性能，而立筒仓及浅圆仓在应用过程中一般都存在自动分级严重、破碎率高、出库时对仓壁动压力大、通风熏蒸操作难等问题。对此，河南国家粮食储备库对建成后的立筒仓、浅圆仓安装了多功能减压管，经过几年的实际应用，对多功能减压管做了进一步改进，提高了其综合使用性能，较好地解决了立筒仓及浅圆仓存在的前面讲述的问题，提高了立筒仓及浅圆仓安全性及储粮性能。

1 多功能减压管的结构分析

1.1 立筒仓多功能通风熏蒸减压管

1.1.1 安装方式

立筒仓内的安装形式是支承与吊挂相结合，即管道的上端固定于仓顶板（或梁）上，下端支承在仓底锥斗部位（见图 1 ）。承受管道重力的主要部位是仓底。

1.1.2 结构分析

如图1，多功能通风熏蒸降碎减压装置，其结构采用中心导流上层卸料的独特方式。其结构主要有上部固定装置、汇风悬挂装置、标准进出粮减压管装置、通风过渡装置、下部支承装置和进风投药底盘装置等。

整套装置全部安装在仓内，上下固定采用两级固定联结，不改变和影响仓内 李国长，河南国家粮食储备库,教授级高级工程师,河南郑州郑汴路624号,65811107。

外原有设施，几乎不占仓容，无需单独操作，安全可靠。

1.1.3 对仓顶仓底增加的荷载分析

对仓顶仓底的荷载有管

道本身的重量、装粮时由于粮

食的压缩下沉而对管道形成

的向下的摩擦力及出仓时的

径向力。经计算与实际验证，

管道的总载荷约为标准规格

管道自身重量的5～7倍，管

道的载荷仅占其承受粮食重

量的1/100～1/50，对仓顶仓

底是安全的。

1.1.4 与进出仓设备的衔接

问题

立筒仓多功能减压管上

端进料口通过一个直溜管或

两个斜溜管与仓顶埋刮板输

送机卸料口相连（溜管上装有

手动自动闸阀门），下端出口

通过直溜管（装有手动自动闸

门）与仓底气垫输送机进料口

相连。

1.2 浅圆仓多功能熏蒸防破碎减压管

1.2.1 安装方式

如图2上所示，浅圆仓的安装形式是采用吊挂与活支承相结合的方式，将管道的上端用四个连接板吊挂在仓顶预制件上，使上部处于自由悬挂状态，补偿出入粮时动载荷引起的轻微摆动，下中部用四根钢丝绳吊挂在仓顶与仓壁结合处的圈梁上，下端采用活动的支承。在出入粮时，将活动的支架支在减压管的下端，承受管道的部分重力，减轻仓顶载荷，活动支架（底部5米）可以移开，便于安装清仓设备或进行仓内设施维修。承受管道重力的主要部位是仓顶与仓壁结合处的圈梁。

1.2.2 结构分析

多功能降碎减压管，其结构采用中心导流进料、下部卸料方式，整体结构组成大致同立筒仓多功能减压管，主要有上部固定部分、汇风悬挂部分、标准进出粮减压装置、下部支承装置等组成。其不同之处主要是顶部固定采用套装铰接方式，中部稳定调节装置、下部采用可移动式支承装置，这主要是根据浅圆仓仓型特点确定的。由于浅圆仓的高径比≤1.5，粮食出仓形式有所改变，其次是浅圆仓

底部是平底，粮食出仓不能全部自流，近1/3的粮食靠清仓绞龙和装仓机以及人工清理出仓，所以下支承装置采用可移动支承装置，不影响清仓设备的使用。

图2

1.2.3 对仓顶仓底增加的荷载分析

对浅圆仓仓顶、仓底的荷载，主要有该装置的自重力和粮食沉降时对该装置的摩擦力以及出仓时的径向力。由于浅圆仓的长径比≤1.5，粮食在沉降过程中不象立筒仓那样出现整体下移，而浅圆仓的粮食沉降时不是沿半径方向全部作用到该装置上，仅有部分径向力作用在该装置上。由于该装置顶部采用的是套装铰接式，允许有部分位移，所以，整个受力传到仓顶上的力是很小的。

1.2.4 与进出仓设备的衔接问题

浅圆仓多功能减压管上端通过直溜管与仓顶气垫输送机斜料口相接，下端出口正对着仓底中部卸料口。

2 多功能减压管的作用原理

2.1 降低粮食入仓时的破碎率

河南国家粮食储备库立筒仓及浅圆仓装粮高度25米左右，入仓时，粮食自

仓顶卸粮口呈自由落体运动携带空气一起向下运动，下落速度很快，粮食在落到仓底或粮堆时要承受很大的冲击力。如图3所示，粮食在入仓时，多功能减压管将粮食限制在竖直管内下落，通过其中的溢流缓冲器和导向缓冲器，采用溢流缓冲和导流缓冲，使粮食呈曲线状下落，减缓了物料的下落速度，实际降低了粮食的单程降落高度，溢流缓冲器上存有的粮食减缓了粮食直接冲击力，这些均对降低粮食入仓时的破碎率起到了至关重要的作用，经实际检测，平均增碎率小于1%。减压管原理图见图3

2.2 减少粮食出仓时对仓壁

形成的动压力

粮食“结拱”是由多种因

素引起的复杂现象，在粮食出

仓时，仓内的粮食由于受到较

大的压力以及粮食颗粒间存

在微小的粘结性（自动分级引

起局部杂质积聚或局部湿热

积聚会加剧这种粘结性），因

卸料不均等因素在粮食内部

形成“料拱（架桥）”，卸粮时，

料拱突然坍塌造成其上免的

粮食急剧下沉，这种快速整体

流动现象对仓体造成突然间

的载荷，这就是动压，在卸粮

过程中，料拱不断地形成，又

不断地坍塌，动压也就不断地出现，该压力一般是静态压力的3～10倍，能使筒仓（浅圆仓）内壁开裂和仓壁表面磨损，使仓内测温电缆和固定设施损坏，直接影响筒仓（浅圆仓）的使用寿命和储粮稳定性。而多功能减压管位于筒仓（浅圆仓）的中心部位，正对着出料口。当仓底闸门打开后，顶部的粮食首先从减压管中流出，而不是整体流动，管内粮食向下流动，管外粮食因粮食内部压力作用会在减压管管壁的排料孔周围形成小的料拱，阻止了粮食直接向管内流动（如图5所示）。同时在粮食的表层，由于粮食呈松散状，可以通过排料孔进入减压管内，补充管内已卸出的粮食，因此所有的粮食均是从粮堆表面流进减压管，再由减压管卸出，避免了严重结拱现象的发生，有效消除动压力（如图3B所示）。

2.3 减缓粮食的自动分级

立筒仓及浅圆仓粮食入库时，由于落差大，粮食和杂质出现严重的自动分级