大豆入仓、出仓过程及清仓机的操作
 
对于食用油脂的油籽压榨加工厂，当原料进厂后，要马上输送到立式原料筒仓或平房仓中。本文以平底，且直径较大的立式筒仓为例，探讨大豆原料被输送进筒仓和出仓加工时的过程，以及在此过程中可能出现的问题和解决方法。
1.  大豆进入筒仓Soybean silo loading in
 
在如图-1所示，大豆一般由筒仓顶部的入口输入筒仓。大豆垂直下落致地面后，在仓底的位置开始形成圆锥形堆积。同时，大豆中混入的杂质和粉尘与飞溅出的大豆颗粒在仓底各处散落。随着大豆不断的进入筒仓，以及杂质的自动分级，仓底面上堆积的杂质和粉尘会增多，形成一层由大豆、粉尘和杂质混合形成的杂质层。直至整个底面被大豆铺满，如图-2所示。这个杂质层，如果不能定期清理，经过一段时间后，由于水分、压力、温度等因素的作用，可能变硬，较难清除。
随着大豆的持续进仓，其中的杂质，在自动分级的作用下，大多数流向了仓壁。如图-3所示，使靠近仓壁处的大豆中的杂质含量大大高于中部大豆中的杂质含量。这也是所谓部分大豆挂壁的起因之一。
 
2.  大豆自流出仓Soybean discharging by gravity
 
 
如平底筒仓一般会沿直径方向在仓底设计一排出料口。按筒仓直径的大小，出料口的数量可能有5个，7个或9个。出料时，应首先打开靠近中间的出料口，以避免在出料过程中，仓内大豆对仓壁所产生的侧压力失衡，造成筒体损坏。在出料过程中，位于大豆会自上而下首先出仓，形成倒锥形出料，如图-4所示。
当大豆流出到某种程度时，聚集在仓壁处、并裸露出的杂质开始以不规则的形态或大或小，成团的、且不定时的流向倒锥的中部，并随着倒锥体中的大豆出仓，如图-5所示。当这些成团的杂质流动到出料口时，可能会阻碍大豆的正常出仓。若阻

发生，则需要操作工及时到现场疏通，避免影响正常的生产加工。

阻碍大豆正常出仓的原因，除少量杂质的尺寸较大外，还与出料阀的设计有关。现有的筒仓出料阀大多是按正方形闸板阀设计的，尺寸多为300mm X 300mm，或400mm X 400mm，如图6所示。大豆出仓时，按所需流量的大小，闸板的开度可能在80mm – 130mm之间，使出料的有效面积成长方形，如图-6中阴影所示。由于闸板在其运动方向的开度较小，就容易使杂质团中较大尺寸的杂质在通过时受到阻挡，造成出料阻碍。为消除因为杂质团在出料口造成的阻碍，须对出料阀门进行设计改进、或对现有的阀门进行改装。关键是将出料口有效面积的形状由较细的长方形尽量变为近似于方形或圆形。

对于现有的闸板阀，改进方法之一，是在闸板阀的框架上，再固定一个U形板，如图-7所示；在闸板的前沿割出半圆形，如图-8所示。圆的半径的大小，应按生产所需流量确定。开闸时，出料口变成圆形或椭圆形，避免了在某一方向的开度过小所造成的阻碍；方法之二，只是将图-7中的固定U形板换成上下各固定一块长条板，而闸板的形状不变，其效果与圆形出口类似。对于新安装的筒仓，只要将出料阀由正方形设计成长方形的即可。例如：将上下尺寸由300mm变为200-250mm。
仓中部出料口流出大豆结束后，操作工应依次轮流、依次打开其两侧的出料口，使尽量多的大豆依靠自身重量自流出仓。
 
3.  清仓机扫料出仓Silo sweep augers operation
 

大豆依靠自重从各个出料口自流出仓后，仍然有部分大豆会存留在仓底两侧，如图-9所示。需要人工、或使用铲车、或使用清仓机辅助，才能彻底清理干净。用人工或铲车清理时，工人须进入到仓内作业。

因仓内的光照和空气质量较差，会有一定的风险。另外，由于存放一段时间后，仓内大豆可能发生板结，其堆积角度大大超过自流角，甚至出现结拱。如果派遣操作工进入仓内清理，稍有不慎，极易造成板结大豆的滑动，甚至坍塌，可能导致人员伤亡。为起见，建议各加工厂应采用清仓机自动清理，在清理期间，严格禁止任何人员进入筒仓。这样做即安全，又可提高工作效率。（油脂工程师之家注：参见..，李健, 严济: 散料出仓螺旋输送装置. 江苏通惠机电设备有限公司, January 16, 2013: CN201210369076.2）
 
本文试图以螺旋输送设计（绞龙）的清仓机为例，探讨筒仓清理的过程。
首先，清仓机的设计制作和选择非常重要：
1）一定要确保行走机构坚实、可靠、耐用。即使负载较大，也能正常向前推进，而不会打滑，无需人员入仓辅助推进；
2）动力设计强劲，不易因过载而停机；
3）清仓机支架刚性足够强大，以确保绞龙在旋转过程中，即使底部出现较硬的杂质层时，也不会在垂直方向和水平方向产生弯曲；
4）绞龙轴本身的抗扭强度和螺旋叶片的厚度要足够强大；
5）自控系统设计合理、有效，使绞龙的旋转时的负荷大小与行走机构的配合恰到好处；
6）绞龙轴连接的吊轴承（和联轴器）的设计、选型合理，减少物料在此处堆积的处理方式正确，以减少设备磨损和动力消耗等。（油脂工程师之家注：参见..：李健, 严济: 一种用于豆粕出仓机的螺旋轴用联轴器. 江苏通惠机电设备有限公司, January 16, 2013: CN201210369091.7）
清仓机运行过程中，可能会遇到四种状况：
（1）绞龙前方的大豆已清空，绞龙在空转；
（2）进入螺旋叶片中的大豆占其体积容量的一半左右，正常工作；
       （3）进入螺旋叶片中的大豆全部占满螺旋叶片的空间，使绞龙满负荷运转；

       （4）由于大豆在筒仓中存放时间较长而板结，使绞龙前方的大豆不能靠自流进入到叶片输送区，而需行走机构的强力推动，才能使绞龙叶片勉强进入料堆，将大豆“挖”下来。图-10简单标示了这四种状况。

在实际操作中，若绞龙前方的大豆已清空，如图-11所示，则绞龙旋转电机的电流显示为空转电流。此时，行走机构应自动推进绞龙前行。当大豆进入到螺旋叶片中，正常操作时，如图-12所示，行走机构的驱动电机应依据绞龙负载、或绞龙旋转电机电流值的大小来判定应暂停或继续推动前行,使工作能够保持顺利进行。图-13表示，大豆充满了整个绞龙空间，使绞龙满负荷工作。这种状态，可能造成绞龙因超载而停机或设备损坏。自控系统的设计要及时停止推进，防止绞龙的满负荷运转。实际操作中，大豆板结现象时有发生，过程中很可能出现图-14所示的状况。而且，板结大豆可能突然崩塌，甚至无法继续工作。
假设发生坍塌，被埋而不能继续工作，操作工须严格按照规程，采取措施，并经审批后进入仓内，靠人工将部过多的大豆清除，再让行走机构适当后退，才能再次启动绞龙旋转电机。这样操作，还是存在一定的风险。为防止大豆板结现象的发生，对于可能存放较久的大豆，除设计强制通风外，还应在筒仓的设计阶段就考虑加装自循环系统，并定期按照各出料口由中间向两侧的顺序，依次进行循环倒仓，避免板结。对于已经使用的筒仓，建议根据各自筒仓群的布置，设法加装自循环系统，或简单采取用卡车在出口接料，再从原料接收进口处倒入筒仓的方式进行循环，以防不测。
——作者：严济，原任邦基（Bunge）中国区CTO

文章来源：油脂工程师之家