斗式粉粒物料运输半挂车结构和工作原理
徐华春
(南京航天晨光股份有限公司 江苏南京 211100)
摘 要:介绍了斗式粉粒物料运输半挂车的构造和工作原理。
关键词:粉粒物料运输半挂车 构造 工作原理
中图分类号:U4691
5
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3103 文献标识码:B 文章编号:100420226(2003)0620033202
收稿日期:20032082
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作者简介:徐华春,男,1974年生,本科,工程师,从事专用汽车新产品开发。
公路货物运输有其独特的快捷灵活性,运输效率高,成本低,及时性强,因而被广大运输业人士所接受。目前世界各国都以公路运输为主,而且车型在向大型、重型方向发展。随着我国高等级公路的快速发展,中重型运输半挂车将是公路运输的主要形式。国家有关部门已将大功率的重型牵引车和高等级公路用半挂车作为专用汽车产品的发展重点。斗式粉粒物料运输半挂车主要用于运输或短时贮存散装粉粒状物质,如聚酯切片、PTA粉末、水泥、煤灰、各种矿粉或化工原料等,并能运用气力输送方式将罐内粉粒物料排出。随着我国国民经济的快速发展,石油、化工、建筑、电力等行业必将迅猛发展,粉粒物料运输半挂车将在这些行业得到广泛应用。1 主要结构斗式粉粒物料半挂运输车(见图1),挂车主要由粉料罐总成、气力输送系统、挂车底盘、电路系统、制动系统等组成。图1 斗式粉粒物料运输半挂车11支承装置 21气力输送系统 31粉料罐总成41挂车底盘 51进气快速接头 61泄料快速接头粉料罐整体结构为承载式,前面有牵引鞍座,配有牵引销,可方便快捷地与牵引车鞍座相连。在粉料罐前部设有两根支腿,当车头与粉料罐分开时,必须把支腿支起。在粉料罐后部设支撑架,支撑架落在后部挂车底盘的车架上。111 粉料罐总成粉料罐(见图2)由罐体和支撑焊接而成。
图2 粉料罐的结构图
11鞍座支撑架 21人孔 31罐体 4
1蝶形封头
51走台 61隔仓板 71锥筒 8
1后支撑架
罐体由中心线呈水平位置的直圆筒和与中心线
垂直的锥筒组合而成,材料使用必需满足装载介质
要求。隔仓板将罐体内部隔成三个仓,上半部为圆
筒形,下半部由三条母线与水平面夹角为47°(根据
装载粉粒物料的安息角确定)的锥筒组成,锥筒的锥
面向上延升分别与筒身、隔仓板和封头相交,在两个
锥筒之间覆有圆形的夹层(从横向截面看)。在粉料
罐上方设有人孔,人孔配有快开式人孔盖。在锥筒
的下方装有蝶形封头,封头内设置了流化床。流化
床(见图3)由流化布、多孔板、压板和螺栓组成。它
的作用是与蝶形封头壁构成气室,使压缩气体形成
微细均匀的气流进入粉料中,使粉料流态化。
封头底部中央开泄料孔,用来卸料,侧面开进气
孔,用来通入压缩气体,将粉粒物料挤压出罐外。罐
体后部装有防滑人梯,顶部装有走台。
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挂车底盘
该车为承载式半挂车,挂车底盘用来支撑承受
半挂车自重及其装载物料的重量。挂车底盘主要由
车架、悬挂系统、车轴、轮辋和轮胎等组成。
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气力输送系统原理
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2003・6 专用汽车 SpecialPurposeVehicle
图3 流化装置
11进气孔 21蝶形封头 31泄料孔 4
1流化床
气力输送系统主要由气源(外接压缩氮气)、安
全阀、气路球阀、泄料蝶阀、止回阀、气路管道和粉粒
物料输送管道等组成(见图4)。
图4 粉料罐的结构图
11压力表 21螺纹联接 31法兰联接 4
1安全阀
51球阀 61泄料管 71进气管 8
1泄料蝶阀
91止回阀 101进气快速接头 11
1泄料快速接头
气力输送是靠气流使罐体内粉状或颗粒状物体
流态化,从而实现粉粒物料的输送。该车气源为外
接气源,可以通过进气管道上的螺纹联接、法兰联接
或快速接头与外接气源相连。气体分别通过罐体底
部的蝶形封头内部流化床和罐体顶部的进气管道进
入罐体内部,气体与罐体内粉料混合,呈现流动状
态,然后打开泄料阀泄料,粉料与气体的混合物在罐
内外压差作用下排出。图4中与泄料管相连的两个
球阀用于泄料时起助吹作用,提高泄料速度。
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制动系统
图5 挂车气制动系统原理图
挂车采用双管路气制动系统,工作原理见图
5,
挂车底盘双轴上装有单腔制动气室,半挂车制动控
制采用紧急继动阀作为应急系统,行车制动和应急
制动通过制动气室作用于挂车双轴上,挂车驻车制
动为手制动,作用于第二轴上。牵引车贮气筒引出
的气源通过充气管路(红色),经紧急继动阀至半挂
车贮气筒进行充气,安全起步气压为450kPa(即当
挂车贮气筒内气压达到450MPa时,挂车制动被解
除,挂车车轮处于可行使状态)。当汽车列车行驶需
要制动时,驾驶员踩制动踏板,从牵引车制动阀出来
的压缩空气经信号气路(黄色)至紧急继动阀,通过
紧急继动阀的作用,使挂车贮气筒的压缩空气经紧
急继动阀进入挂车制动气室,实现行车制动;解除制
动时,松开踏板,控制气管内压力下降,制动气室压
缩空气经紧急继动阀排出。当某种情况使主挂车脱
开时,由于充气管路气源中断,压力下降,使紧急继
动阀产生作用,贮气筒的压缩空气进入制动气室,挂
车自行制动,实现应急制动;挂车脱离主车时,顺时
针转动手制动器摇把,即可使挂车驻车制动,逆时针
转动,即可解除制动。
2
工作原理
该车通过罐体顶部的人孔向粉料罐加入粉粒物
料,加入到额定装载量后,关闭顶部的人孔盖。粉粒
物料车泄料时,先关闭所有阀门。用软管快速将粉
粒物料车泄料快速接头与受料装置进料口相联接
;
用软管快速将粉粒物料车进气快速接头与外接气源
装置的出气口相联接。打开一号仓(从图2上看,从
左至右每个锥斗及其上部分别为一、二、三号仓)的
进气球阀,同时打开一号仓卸料蝶阀以及与泄料管
相连的助吹球阀,助吹球阀的开度大小根据输送情
况调节。开度小时,混合比高;开度大时混合比低。
混合比高时输送速度快,但易造成管道堵塞;混合比
低时输送速度慢,但不易造成管道堵塞。所以在输
送过程中适当调节其开度,既要保持较高的混合比
,
又保证不堵塞,使输送速度最快。当一号仓内的粉
粒物料快卸完时,关闭第一号仓的进气球阀和卸料
蝶阀,继续向粉料罐内充氮气。打开第二号仓的进
气球阀和卸料蝶阀,当二号仓卸完后,关闭其进气球
阀和卸料蝶阀。三号仓的操作与二号仓相同。泄料
完毕后,拆除卸料和进气胶管。
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存在的问题及应采取的措施
由于该半挂车车身为承载式,虽然降低了车辆
的自重,增加了装载质量,但由于罐体自身很长,因
此对罐体制造提出了很高的要求。随着有限元理论
的成熟和应用,它在汽车设计中的应用越来越广泛
,
因此利用有限元理论对罐体承载情况进行分析,可
以保证汽车制造和行驶过程中的安全性。
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徐华春:斗式粉粒物料运输半挂车结构和工作原理