料仓储存防拱综述

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1、仓料储存防拱及破拱技术综述王顺喜（教授）罗大龙（中国农业大学）摘要：原料的仓储及物料的连续供应是物料加工和物流业中非常重要的一个环节，当料仓内物料在料斗的出料口附近出现结拱现象时，物料无法正常卸出，导致料仓功能失效，使料仓因为结拱而出现生产停顿，甚至造成生产事故，影响生产安全、食品安全和企业经济效益。如何提高仓储防拱能力，降低仓储事故，已经成为当今料仓制造和生产中的重大热点问题。关键字：仓储、流动、结拱、防拱、破拱在料仓的设计中经常会涉及到料仓内物料结拱现象,当料仓内水分过高或当物料为不易流动的物料时，往往在料斗的出料口附近，容易出

2、现起拱现象，从而严重影响物料的流动，导致仓料无法正常供应。为此本文将分别介绍料仓的设计要求、物料在料仓内的流动形式、结拱原因、防拱和破拱技术，以及相关专利。一、料仓要求及物料流动料仓不只是储放物料的容器，更重要的是要具备相关的工艺功能[1]。因此，料仓设计时应满足以下三方面的要求：能储存规定数量的仓料；有足够的强度来承受料仓内物料所产生的压力以及外届自然环境可能施加在料仓上的力；在从料仓卸料时，物料能够顺畅而均衡地从料仓出口流出，且出料速度均匀可控。物料在料仓中的流动性，是料仓性能的一个重要指标。实际生产中有的料仓不能很好地排料，从

3、而出现结拱现象，引起严重的堵塞，有的形成管斗(也叫鼠洞)，使得料仓中大部分料不能排除，大大降低料仓的储料功能，这种的现象出现从很大程度上讲是因为料仓内物料的流动性差所致。据目前归类总结，我们可以把料仓内物体的流动形式主要分为两种：整体流动和中心流动[2]。（一）整体流动所谓的整体流动就是指：卸料时所有物料均向卸料口流动，不存在“死区”，料位均匀下降，卸料流动稳定均匀。理想的料流形态应为整体流动，这样保证了物料以先进先出的顺序均匀卸出，而且具有卸料速率稳定，卸料密度均匀，仓料储存时间基本一致等优点。（二）中心流动中心流动即卸料开始时，

4、只有位于库顶的物料处于运动状态，位于四周的物料向中心滑动、下降，形成中心通道，这样一来，只有中心部位的物料向卸料口流动，在该“流动区”以外的部分为流动“死区”。中心流动主要特点[1]：①先进后出的流动顺序。因为仓壁附近的物料可能静止不流动，所以先进仓的物料有可能后出来。②产生鼠洞。由于出现漏斗流，如果物料有足够的黏性，仓壁附近的物料就不会流出。③不均衡流动。漏斗流料仓中，四周的物料是靠超过物体本身的休止角而塌落下来的，所以卸料时是不均衡的，此外塌落料的冲击力会进一步压实料仓出料口的物料并使之结拱。④涌流。如果所储存的物料粒度很细，塌

5、下来时会气化，使其流动性能变得和流体一样好，从而由料仓出口涌出。⑤分层。由于漏斗流料仓卸料时是中部和四周的物料不规则地交替流出，料仓加料时形成分层问题。下图为整体流动、中心流动及结拱的示意图。影响物料流动性因素主要有两点：物料性质[3]和料斗形状[1]。1、物料性质是影响料仓流动性的最主要因素，具体有下列几个方面：稳定流动时物料与内壁的摩擦系数；物料与仓壁的静摩擦角；压实性，与料仓内储存物料的高度有关；透气性，如果物料颗粒很细时，物料透气性变差，物料在仓内形成负压，在料仓出口处形成结拱。2、料斗形状的影响主要体现在料斗倾角、料斗大小

6、和料斗形状三方面：料斗的倾角大，料流的速度较快，流动的形态主要是整体流，当料斗的倾角较小时，料仓流出的速度也较慢，尤其是靠近仓壁处速度可能为零，形成中心流动；料斗的出料口越小，料仓的流速也越小，并有可能结拱，料仓下部接近料斗处结拱也会越严重；料斗出口的形状也是影响物料流动性的一个因素，圆形的出口比长方形出口更容易结拱。二、结拱原因及其类型结拱的因素很多，其主要因素有三点：物料储存时间的过长，水分增加导致物料结块；物料与仓壁的黏着作用；料仓的结构造型，导致物料无法顺利流通，局部会因为压力过大而结拱。（一）、存储时间的影响在一般情况下存

7、储时间越长,物料的压实性越强，同时由于密封性等原因使得内部湿度增加，导致仓料的流动性变差,也就越容易形成拱。因此，我们要在一定程度上降低仓料储存的时间，同时料仓储存量要合理，在生产调度中，合理掌握料库储量，并安排料库搭配使用，不致因物料存放时间过长，而造成压缩起拱，使物料无法卸出。（二）、物料与仓壁的黏着性影响由于物料与仓壁之间存在黏着性，致使物料粘附在料仓内壁，导致结拱。目前有采用超高分子量聚乙烯板(LHMWPE)作为料仓的衬里，利用其优异的机械性能，降低物料与料仓内表面间的阻力，从而起到防拱的作用。（三）、料仓的结构对物料结拱的

8、影响料仓结构主要就是影响物料的流动性和压实性，这在前面已经介绍过。料仓结拱的类型主要有四种：一、压缩拱，即粉体因受到压力的作用，使固结强度增加而导致结拱；二、楔形拱，颗粒状物相互啮合达到力平衡状态所形成的料拱；三、粘结粘附拱，粘结性强