粮食动态连续定量装车关键技术的研究.pdf
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1、 粮食流通及仓储 ,N o 收稿日期:;修回日期:基金项目:中国煤科集团重点项目(T D Z D );中煤科工智能储装技术有限公司面上项目(K G C Z M S ).作者简介:武徽(),副研究员,理学硕士,研究方向为控制理论与控制工程.d o i:/j i s s n 粮食动态连续定量装车关键技术的研究武徽(煤炭科学研究总院储装技术研究分院/中煤科工智能储装技术有限公司,北京 )摘要:为提高粮食转运的效率,针对粮食装车高效定量,且称量准确度等级高的需求,结合散粮专用车的特点,设计了动态装车工艺,研制了专用的机械设备,确定了工艺时序图.研究了基于D EM分析技术的散粮堆积形态控制方法,掌握了动
2、态连续装车条件下车厢位移和车厢内物料堆积重量之间的关系.研究了基于非连续累计计量的自动配仓技术,以及基于车厢位移检测技术的卸料控制方法.最终实现了粮食火车发放系统的动态连续定量装车.关键词:粮食装车;动态工艺;非连续累计;堆积形态控制;散粮装用车中图分类号:T S 文献标志码:A文章编号 ()R e s e a r c ho nk e y t e c h n o l o g i e so fd y n a m i cc o n t i n u o u sq u a n t i t a t i v e l o a d i n go f g r a i nWU H u i(S t o r a g
3、ea n dl o a d i n gB r a n c ho fC h i n aC o a lR e s e a r c hI n s t i t u t e/C C T E GI n t e l l i g e n tS t o r a g e&L o a d i n gT e c h n o l o g yC o,L T DB e i j i n g ,C h i n a)A B S T R A C T:I no r d e r t or e a l i z ee f f i c i e n tg r a i nt r a n s p o r t a t i o n,a c c o r
4、 d i n gt ot h er e q u i r e m e n t so fe f f i c i e n tg r a i nl o a d i n ga n dh i g hw e i g h i n ga c c u r a c y l e v e l,c o m b i n e dw i t ht h ec h a r a c t e r i s t i c so f s p e c i a l b u l kg r a i nv e h i c l e s,ad y n a m i c l o a d i n gp r o c e s s i sd e s i g n e d
5、,s p e c i a lm e c h a n i c a l e q u i p m e n t i sd e v e l o p e d,a n dt h ep r o c e s ss e q u e n c ed i a g r a mi sd e t e r m i n e d T h ec o n t r o lm e t h o do fb u l kg r a i ns t a c k i n gs h a p eb a s e do nD EMa n a l y s i s t e c h n o l o g y i s s t u d i e d,a n d t h e
6、 r e l a t i o n s h i pb e t w e e n t h e c a r r i a g ed i s p l a c e m e n t a n d t h em a t e r i a l s t a c k i n gw e i g h t i n t h e c a r r i a g eu n d e r t h e c o n d i t i o no f d y n a m i c c o n t i n u o u s l o a d i n g i sm a s t e r e d T h e a u t o m a t i cb i na l l
7、o c a t i o nt e c h n o l o g yb a s e do nd i s c o n t i n u o u sc u m u l a t i v em e a s u r e m e n ta n dt h eu n l o a d i n gc o n t r o lm e t h o db a s e do nc a r r i a g ed i s p l a c e m e n td e t e c t i o nt e c h n o l o g ya r es t u d i e d F i n a l l y,t h ed y n a m i cc o
8、 n t i n u o u sq u a n t i t a t i v e l o a d i n go fg r a i nt r a i nd i s t r i b u t i o ns y s t e mi sr e a l i z e d K E YWO R D S:g r a i n l o a d i n g;d y n a m i cp r o c e s s;d i s c o n t i n u o u s t o t a l i z i n g;a c c u m u l a t i o nf o r mc o n t r o l;s p e c i a l v e
9、h i c l e f o rb u l kg r a i n受疫情蔓延、极端天气、地缘冲突等因素叠加影响,粮食安全挑战的担忧不断上升.近年来突发公共事件频发,粮食的应急保供问题成为全社会关注的焦点.我国的粮食流通系统在总体上能满足应对突发公共事件的需求,但也存在缺陷.粮食物流体系存在硬件设施跨地区衔接度低的不足.年钱煜昊等在 中国粮食物流体系现代化建设策略一文中指出,必须提升粮食物流体系建设系统化水平,增强粮食流通和提高粮食物流设施建设专业化水平,提升物流体系效能,提高粮食物流设施跨区域衔接度.常规的粮食外运装车多属于静态装车,时间偏长.粮食的动态连续定量装车将极大提高粮食发运的速度,提高跨
10、区衔接效率.火车粮食装车系统设备组成为配合动态连续定量的火车粮食装车,装车系统主要包括缓冲仓、散料秤、秤下缓冲斗、装车闸门、装车溜槽等主要设备.缓冲仓位于装车系统的最上方,主要目的是保证粮食供给,保证装车称量的连续性.其与平台安装的粮食皮带输送机相连,保证输送的粮食到缓冲仓内储存,下方设有连接口,与散料秤相连接.散料秤是一种对粮食进行自动称量的非连续累加自动衡器.散料秤上部拥有一对进料闸门,与缓冲仓相连,采用多级控制,用来控制进入散料秤的粮食总量.散料秤下部拥有放料闸门,可将秤内粮食卸入到秤下缓冲斗中.秤下缓冲斗的作用在于提前为下一个循环的装车流程做好物料填充准备,保证下一循环的装车过程不停车
11、,同时保证物料武徽:粮食动态连续定量装车关键技术的研究/年第期 在车厢中的分布不偏载.秤下缓冲仓中的粮食通过控制装车卸料闸门进入溜槽.装车卸料闸门采用气动执行装置实现开关,其根据装车逻辑完成开闭动作.装车溜槽安装在缓冲斗下平板闸门的下方,采用液压伺服驱动方式,精度c m,可伸入到散粮专用车中,通过调整溜槽高度,可适应不同车型装车作业.溜槽一方面用于引导粮食进入车厢中,另一方面用于车厢内粮面刮平.火车粮食装车系统机械设备布置如图.缓冲仓;散料秤;秤下缓冲斗;气动装车闸门;装车溜槽;散粮专用车图火车粮食装车系统工艺机械布置图动态装车工艺待装车辆在经过粮食发放站下方时,不停顿连续行进状态下进行装车称
12、之为动态装车,也就是说在粮食装入车厢过程中车厢处于慢速运动状态.动态连续装车工艺最大的优点是装车效率高.目前大宗散料装车如煤炭、矿石等的快速装车大多采用此种方式.粮食智能化装车主要面对的是L 和L 这两种散粮专用车(见表)及其混编车型,特点是顶部卸料通道贯通,方便溜槽进入并连续性放料作业.物料为流动性好的颗粒粮食(如大豆、玉米、小麦等),采 用 公 铁 两 用 车 牵 引,单 套 系 统 装 车 速度 t/h.表L 、L 铁路散粮专用车参数表车型 载重/t容积/m长/mm高/mm宽/mm装货口尺寸(长宽)/mmL L 非连续累计计量技术火车粮食装车采用了按照散粮专用车的载重进行定量投放的模式,
13、精准高效,不会因为超载或欠载而重复作业.火车粮食装车的称重系统一般由定量仓体、称重传感器组、接线盒、称重仪表、砝码校验装置等部分组成,见图(a).对于动态装车过程,往往配置一个大型定量仓(t),对物料进行一次性投放,保证配料的时间和卸料的时间.但这种模式往往采用超大型的锥形 或 者 圆 形 仓,其 计 量 准 确 度 一 般 只 能 达 到 级.为保证粮食称重的高精度计量,在配备了 级计量准确度的矩形散料秤的同时,选择了非连续累计自动秤的工艺模式,保证装车效率,兼顾贸易需求.粮食动态装车的称重系统,见图(b).归属于O I ML R “非连续累计自动衡器”,符合计量准确度 级标准.以L 散粮专
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