[科普中国]-缓冲仓

简介

缓冲仓是箕斗定量装载系统中的关键部件，物料的不同载荷作用将导致缓冲仓发生破坏。缓冲仓由筒仓和漏斗组成。 对于不设加劲筋的筒仓仓壁 ，根据薄膜理论计算筒仓仓壁的强度 。缓冲仓的最大等效应力并不是位于筒仓最底部与环梁相接处，而是距离环梁约1.8m处，此处引起仓璧应力的急剧变化，产生“象腿”破坏现象。缓冲仓发生结构屈曲破坏主要由径向大变形引起，随着储料载荷的增大，结构在发生屈曲破坏前已出现强度破坏，缓冲仓的主要破坏形式为强度破坏。1

缺陷缓冲仓属于简仓结构，在实际使用中经常出现筒仓破坏现象，如1997年法国的一起粮食简仓倒塌事故甚至造成了严重的人员伤亡。因此，简仓的强度和稳定性是需要考虑的重要指标。1

研究Janssen提出的静压理论至今仍是简仓设计规范的基础；八旬隆道研究筒仓仓璧压力时指出筒仓卸料时由于流动中的散体形成的拱体，会在仓璧上产生异常超压，考虑了散体重力流动规律与仓璧压力变化的关系；Sanjay等研究了非粘性应力颗粒对倾斜储料仓壁的静载荷时指出储料仓的应力分布预测在工业应用中非常重要,推导出有效应力系数表达式。常双君分析了大直径圆简仓结构边缘受力效应，根据计算模型得到相应的沿仓璧高度的边缘效应分布曲线;俞激采用数值分析方法研究了仓壁柱支承钢筒仓的强度和稳定性，详细分析了筒仓各主要几何参数以及初始几何缺陷对结构受力行为的影响。1

影响缓冲仓的设置，却给系统的可靠性分析带来一定的困难。这是因为虽然它在空间物理上是串联结构，但其可靠性功能不是串联性质，因缓冲仓故障，并不一定影响生产线的生产；它具有并联备分或贮备备分的作用，但又并非是并联部件或贮备部件，因为缓冲仓既不能代替生产线生产，也不能代替运输系统把物料运送出去。2

应用生产线系统集或分运物料、运输方式转换外，更重要的作用是提高整个生产和物流系统的可靠性。在生产线物流系统中，若不设置缓冲仓，物流系统是一串联系统，可靠性分析较容易。但众所周知串联系统的可靠性是较低的，因任一环节发生故障，都将影响整个系统的生产和运输。为提高系统的可靠性，最重要的措施之一就是在物流系统中设置缓冲仓。2

露天矿破碎站破碎站是露天矿半连续工艺系统中的关键环节。在应用最为广泛的电铲 - 卡车 - 破碎机 - 胶带机 - 排土机半连续工艺系统中，破碎机之前的物流为间断物流，其后的物流为连续物流。为了减少间断部分与连续部分之间的相互影响，一般在破碎机前设置缓冲仓。缓冲仓的容量过去一般凭经验而定。破碎机前设置缓冲仓可以减少间断工艺和连续工艺间的相互影响，缓冲仓容量越大，其间影响越小。3

矸石缓冲仓揭煤矸石缓冲仓类似于立井，其揭煤过程类似于一般石门揭煤施工，都是按照揭煤程序进行，在保证无瓦斯突出的前提下揭开煤层。过程中为防止煤段垮塌，在矸石仓扩刷前对煤段进行套管加固，其有效地解决了煤体可能垮塌带来的困扰，在矸石缓冲仓、煤仓等类似立井工程揭煤施工中值得借鉴。4

箕斗定量装载系统箕斗定量装载系统是广泛应用于建筑、煤炭、粮食、电力、化工等行业的贮装与计量装置,其工作要求是实现定量、定时、准确和快速的装载。目前，在煤矿领域,.综合PLC和液压控制技术提高了装载系统的自动化称量技术，但在定量斗装卸过程中，一方面含水量较高的粉末煤质经常导致定量斗堵塞滞煤现象,另一方面煤块对定量斗有一定的冲击作用，在长期频繁的工作下,该冲击瞬时力将严重影响称重系统的精度。针对上述问题，在现有装载系统的基础上,提出一种新的结构设计方法,即在定量斗上方安装一个小型缓冲仓。1