一种锥形环保料场的制作方法

本发明属于散状物料的存储与输送设施技术领域，具体涉及一种带有封闭罩的锥形环保料场，适用于各种散状物料的储存、堆取料作业。

背景技术：

目前，我国采用的环保型料场(或料仓、料库)主要包括：方形原料仓库、带密封罩的条形料场、圆筒钢仓或砼仓和带封闭罩的圆形料场。

方形原料仓库是通过安装在屋架上的胶带机移动卸矿车往料池卸料、桥式抓斗吊取料、料池外设矿槽、圆盘给料机和输出胶带机，完成受料和输送。

带密封罩的条形料场是采用堆取料机完成堆、取料作业，其密封罩的结构形式有轻钢网架结构、膜式结构等，典型堆取料机的形式可分为：堆取合一斗轮式堆取料机、堆取功能分开的堆料机和斗轮取料机(两者相间布置)、带移动卸矿车的胶带机堆料和刮板机取料(刮板取料机有门式、半门式、桥式，堆场有单料条和双料条)、悬臂堆料机和双斗轮混匀取料机、悬臂堆料机和滚筒式混匀取料机以及其它派生堆取料设备。

圆筒钢仓或砼仓目前最大直径已达到φ45m，通常是仓顶进料、仓底出料。

带封闭罩的圆形料场主要包括普通圆形堆场和圆形均化料场。其中，普通圆形堆场目前国内最大直径为φ127m，带轻钢结构穹顶，储量约20万m³，周边设钢筋砼高挡墙，中心设旋转臂式堆料机，采用半门架刮板取料机实现侧料。圆形均化料场目前国内最大直径为φ110m，带轻钢结构穹顶，储量约10万m³，周边无高挡墙，中心设旋转臂式堆料机，采用门架刮板取料机实现端部取料。

上述形式的料场，各有不同的特点，在不同的时期不同条件下发挥了各自的积极作用，但从用户反映的意见看，这些料场在技术方案比选或生产实践中或多或少暴露出一些问题，存在的主要问题如下：

1)圆筒钢仓或砼仓单套设施储量太小、老式方形原料仓库单套堆取作业强度不够往往难以满足规模要求；

2)堆取合一或堆取分开的条形料场占地面积大、场地利用率低；

3)圆筒钢仓或砼仓单位储量投资偏高，当资金紧张时，项目难以实施；

4)多料条组成的条形堆场和圆形料场封闭罩跨度大，造价高，资金受限时，影响环保措施的落实；

5)大储量超长条形煤场封闭罩面积过大，明显违背建筑防火分区规范要求；

6)大部分料场控制水平低，配套监测、安全、防火防爆措施不完善，一般情况下，堆取料设备和输送设备需要专业人员进行巡检，难以实现无人化操作。

技术实现要素：

基于上述问题，本发明的目的是为散状物料储存提供一种锥形环保料场，采用的堆取料原理、设备及组合方式、料堆剖面形状、屋面结构形式都不同于传统圆形料场，相比传统储存工艺，本发明的料场更加安全环保、自动化程度更高，同等储存能力的锥形料场在工艺和结构上比圆形料场更节省投资，更具市场竞争力。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种锥形环保料场，该料场包括刮板取料机1、旋转布料器2、中心立柱3、环形转载机6、输出胶带机7、转运站8和输入胶带机9，其中，所述中心立柱3位于料场的中心，旋转布料器2与中心立柱3的上部套接固定，旋转布料器2的进料口上方设有转运站8，输入胶带机9的通廊与转运站8连接，并向下倾斜与外部供料设备连接；刮板取料机1的顶端位于旋转布料器2的下方，且与中心立柱3的上部转动连接，刮板取料机1的底端位于环形转载机6进料口的上方，环形转载机6的出料口位于输出胶带机7的上方。

所述中心立柱3包括下部的砼管柱3-1和上部的钢管柱3-2。

所述刮板取料机1为外刮式半门架刮板取料机，其包括轴承1-1、走行轮1-2、第一环形轨道1-3、车轮1-4、第二环形轨道1-5、三合一驱动装置1-6、卷扬系统1-7、刮板1-8和骨架1-9；

所述刮板取料机1的顶端通过轴承1-1与中心立柱3上部的钢管柱3-2根部转动连接；

轴承1-1的外侧设有走行轮1-2，走行轮1-2支撑于中心立柱3下部的砼管柱3-1顶面的第一环形轨道1-3上，刮板取料机1的底端设有单轮缘的车轮1-4，行走在料场周边地面的第二环形轨道1-5上，车轮1-4上设有三合一驱动装置1-6，刮板1-8通过设在骨架1-9上的卷扬系统1-7实现垂直方向的落下和提升。

所述旋转布料器2包括环形槽体2-1、溜管2-2和伸缩筒2-3，溜管2-2的顶端与环形槽体2-1连接，溜管2-2的底端设有伸缩筒2-3。

所述环形转载机6为台车式环形转载机，其包括犂式卸料器6-1；

所述犂式卸料器6-1落料点处设有单机布袋除尘器。

该料场还包括围墙11，围墙11围在料场的外围，所述围墙11的形状为圆形。

该料场还包括封闭罩5，所述封闭罩5设置于输入胶带机9的下侧，以中心立柱3顶端的转运站8为中心，上端与转运站8的周边钢结构连接，沿径向呈放射状向下延伸至围墙12，形成锥形的密闭空间。

所述封闭罩5包括钢构5-1和面材5-2，面材5-2位于钢构5-1的外侧，钢构5-1采用网架或管绗架，面材5-2采用彩板或膜结构。

该料场还包括干雾抑尘装置10，所述干雾抑尘装置10设置于旋转布料器2的溜管2-2的周边，干雾抑尘装置10包括干雾喷嘴10-1。

该料场还包括红外检测系统和喷水防火系统，红外检测装置和喷水系统可覆盖料场整个平面；

该料场采用全分布式光纤拉曼温度传感网在料场建立分布式光纤温度监控系统；

该料场各部件的润滑均采用分散式智能润滑系统。

本发明的有益效果在于：

1)本发明的锥形环保料场以中心立柱为核心圆锥形堆料，区别于圆形料场以周边挡墙为依靠的堆料，相比圆形料场节省了挡墙。

2)本发明的锥形环保料场采取旋转布料器来实现360度旋转布料，区别于圆形料场的悬臂式堆料机，结构形式更为简单。

3)本发明的锥形环保料场采取半门架式刮板取料机结合环形转载机的360度旋转卸料方式，区别于圆形料场的门架式刮板取料机结合中心受料斗、地下通廊的中心卸料方式，取消地下通廊，结构形式更为简单、可靠，并且检修方便。

4)本发明的锥形环保料场利用中心立柱上方的转运站周边钢结构作为圆锥形料场密闭罩网架结构的中心支点，相比于中心无支点的穹顶网架结构形式跨度减少一半、受力条件优越，其抗风抗震效果更好，并且节省投资。

5)本发明的锥形环保料场采用的旋转布料器、刮板取料机、环形转载机、胶带机等均属于简易设备，其动作都是一维、两维，比起堆取料机之类三维操作设备，实现现场无人化即遥控操作更有优势。自动化控制专业的设计充分利用PLC的功能，将程控操作与各种监控信号相结合，使堆、取料作业线的各种组态模块化，通过光缆将信号传输到中控室，对料库的堆取料作业实行遥控操作，现场不需设专人对设备进行操作。堆取料作业无人化操作和设备无人化巡检的实现，大大减少了工厂储运系统的劳动定员，提高了劳动生产率，节省储运生产成本。

附图说明

图1为本发明的锥形环保料场的剖视图；

图2为本发明的锥形环保料场的半门架刮板取料机底端部分部件的局部示意图；

图3为本发明的锥形环保料场半门架刮板取料机顶端部分部件的局部示意图；

图4为本发明的锥形环保料场旋转布料器溜管、伸缩筒及干雾逸尘装置的布置关系示意图；

图5为传统圆形料场的剖视图。

附图标记说明

1 刮板取料机

1-1 轴承

1-2 走行轮

1-3 第一环形轨道

1-4 车轮

1-5 第二环形轨道

1-6 三合一驱动装置

1-7 卷扬系统

1-8 刮板

1-9 骨架

2 旋转布料器

2-1 环形槽体

2-2 溜管

2-3 伸缩筒

3 中心立柱

3-1 砼管柱

3-2 钢管柱

4 散状物料

5 密闭罩

5-1 钢构

5-2 面材

6 环形转载机

6-1 犁式卸料器

7 输出胶带机

8 转运站

9 输入胶带机

9-1 头部漏斗

10 干雾抑尘装置

10-1 干雾喷嘴

11 围墙

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

如图1-4所示，本发明的锥形环保料场包括刮板取料机1、旋转布料器2、中心立柱3、封闭罩5、环形转载机6、输出胶带机7、转运站8、输入胶带机9、干雾抑尘装置10和围墙11。

所述中心立柱3位于料场的中心，旋转布料器2与中心立柱3的上部钢管柱3-2套接固定，旋转布料器2的进料口上方设有转运站8，输入胶带机9的通廊与转运站8连接，并向下倾斜与外部供料设备(图中未示出)连接；刮板取料机1的顶端位于旋转布料器2的下方，且与中心立柱3上部钢管柱3-2的根部转动连接，刮板取料机1的底端位于环形转载机6进料口的上方，环形转载机6的出料口位于输出胶带机7的上方。

所述中心立柱3包括下部的砼管柱3-1和上部的钢管柱3-2。

所述刮板取料机1优选为外刮式半门架刮板取料机，其包括轴承1-1、走行轮1-2、第一环形轨道1-3、车轮1-4、第二环形轨道1-5、三合一驱动装置1-6、卷扬系统1-7、刮板1-8和骨架1-9；刮板取料机1的顶端通过轴承1-1与中心立柱3上部的钢管柱3-2根部转动连接，可绕钢管柱3-2旋转。轴承1-1的外侧设有走行轮1-2，走行轮1-2支撑于中心立柱3下部的砼管柱3-1顶面的第一环形轨道1-3上，该走行轮1-2优选为无轮缘不带驱动的被动轮，刮板取料机1的底端设有单轮缘的车轮1-4，行走在料场周边地面的第二环形轨道1-5上，车轮1-4上设有三合一驱动装置1-6，刮板1-8通过设在骨架1-9上的卷扬系统1-7实现垂直方向的落下和提升。

所述旋转布料器2包括环形槽体2-1、溜管2-2和伸缩筒2-3，溜管2-2的顶端与环形槽体2-1连接，溜管2-2的底端设有伸缩筒2-3，伸缩筒2-3可随卸载散装物料4的落差收放伸缩。由于旋转布料器2实行定点堆料时，离地面高度较高，在溜管2-2的底端设置伸缩筒2-3可以避免因落差大而出现的扬尘问题。

所述环形转载机6优选为台车式环形转载机，其包括犂式卸料器6-1。所述犂式卸料器6-1落料点处设有单机布袋除尘器(图中未示出)。

所述输入胶带机9包括头部漏斗9-1，头部漏斗9-1位于转运站8的上方。

所述围墙11围在料场的外围，围墙11的形状优选为圆形。

所述封闭罩5设置于输入胶带机9的下侧，以中心立柱3的顶端的转运站8为中心，上端与转运站8的周边钢结构连接，沿径向呈放射状向下延伸至围墙11，形成锥形的密闭空间。封闭罩5包括钢构5-1和面材5-2，面材5-2位于钢构5-1的外侧，主要起防风防雨和防止粉尘扩散的环保作用。钢构5-1采用网架或管绗架，面材5-2采用彩板或膜结构。近几年来膜结构在大型料场的应用越来越多，膜材除具有强度高、防腐、阻燃、质轻、透光等优点外，采用膜作为面材还可加大钢骨架间距、省去大量檩条，降低结构造价。所以为提高封闭罩5的防腐、抗风、抗雪载性能，所述封闭罩5的面材5-2优选为张拉膜结构。

所述干雾抑尘装置10设置于旋转布料器2的溜管2-2的周边，干雾抑尘装置10包括干雾喷嘴10-1，当旋转布料器2完成定点堆料、进入移动堆料(此时伸缩筒2-3已收起)阶段时，会有不同程度的扬尘，开启设于旋转布料器溜管上方的干雾抑尘装置10，通过设于溜筒周边的干雾喷嘴10-1，可形成长筒形雾罩，有效地控制布料扬尘。

本发明的锥形环保料场还包括红外检测系统和喷水防火系统，红外检测装置和喷水系统可覆盖料场整个平面，一旦红外检测系统检测到料堆的某个点温度升高，操作室可以发出报警信号，监视器自动显示料场温升部位，当温升超过设定值需要进行处理时，可自动或人工控制喷水防火系统的相应喷头对温升部位喷水降温。本发明的锥形环保料场用于储煤，可有效控制煤的自燃引起的火灾隐患，能够实现自动防爆防火功能。

图5为传统圆形料场的剖视图，通过对比图1和图5可以看出，本发明的锥形料场是以中心立柱为核心堆料，圆形料场是靠近周边挡墙堆料，从结构上来讲，锥形料场相比圆形料场除增加了一台环形转载机外，省去了造价较高的挡墙，屋架结构由中部无支撑变为有支撑，堆料机变为旋转布料器，取消了地下设施，整体构造上变得更为简单。

本发明的圆锥形环保料场的工作过程如下：

堆料阶段：外部供料设备将散装物料4卸载至输入胶带机9的底端，输入胶带机9向上运动通过头部漏斗9-1将散装物料4运至转运站8并进一步卸载至旋转布料器2的环形槽体2-1中；旋转布料器2作360度旋转，通过旋转布料器2的溜管2-2及伸缩筒2-3将散状物料4沿中心立柱3的外侧均匀卸至整个料场，形成锥台形的料堆；

取料阶段：启动刮板取料机1围绕中心立柱3做360度回转，由刮板取料机1的刮板1-8从料堆的外侧由上往下将散状物料4从料堆中心向外缘刮取。

出料阶段：刮板1-8取到的散状物料卸至环形转载机6，通过环形转载机6和输出胶带机7将散状物料运出，送往用户。

本发明的锥形环保料场能够实现无人化巡检，主要从两个方面着手：

1)建立分布式光纤温度监控系统

鉴于本发明的锥形环保料场采用的主要堆取料设备薄弱环节都是转动部位，设计采用全分布式光纤拉曼温度传感网关键技术在料场建立分布式光纤温度监控系统，对设备上最容易出现故障的转动部件的轴承温度进行在线监测。一旦某个轴承温度超过设定值，计算机会自动报警并显示所在位置，以便及时更换部件，平时不需专人巡检，而且避免人员因疏忽大意造成的漏检。光纤测温技术采用的探测光纤具有体积小、重量轻、结构简单、耐高压高温和抗电磁干扰，系统安全可靠等优点，在长距离监测中具有较高灵敏度。

2)采用智能润滑系统

本发明的锥形环保料场内设备的所有滚筒、电机、车轮等(如轴承1-1、走行轮1-2、车轮1-4、三合一驱动装置1-6、卷扬系统1-7、旋转布料器2、环形转载机6、输出胶带机7、输入胶带机9的转动部位)的润滑均采用分散式智能润滑系统，兼有测压、补油、备油功能，只需定期更换油包，可大大减少因轴承缺油引起的温升和烧损，减少80％以上的故障。