國內外筒倉清倉工藝設備的研究與分析

◎郭井濤，辛爍軍，隨 賽

（中糧工程科技（鄭州）有限公司，河南 鄭州 450053）

國內外筒倉清倉工藝設備的研究與分析

◎郭井濤，辛爍軍，隨 賽

（中糧工程科技（鄭州）有限公司，河南 鄭州 450053）

本文以筒倉倉型為切入點，介紹了國內外數種清倉工藝設備，重點對其優缺點及使用場合進行了比較分析，以期為我國糧食物流行業在筒倉清出倉設備的選用方面提供借鑒與指導。

筒倉；淺圓倉；國內外；清倉工藝設備；螺旋清倉機；履帶式

近年來，糧食筒倉以其具有機械化程度高、場地利用率高、儲糧性能好、投資相對較低和便于管理等優勢，正逐漸成為我國糧食流通與倉儲行業的主力倉型，其中淺圓倉作為從國外引進的新倉型，更是促進了我國糧食“四散”流通技術的發展與進步。糧食物流作為新興產業，各種先進的糧食物流理念及理論不斷涌現，但作為糧食流通載體的糧食物流設備的發展卻相對緩慢，如淺圓倉清倉等技術水平較高的領域大多被國外產品所占據，國外設備在加工質量等方面比國內設備有優勢，但其價格過高，售后服務等各方面也不盡如人意;國內出倉清倉設備在加工質量與國外設備有差距，但部分產品在性能上已經趕上甚至超越國外設備。相信，經過國內糧食物流裝備行業不懈的努力，物流技術裝備水平將不斷提高，國產淺圓倉清倉設備將成為市場主導。本文通過對國內外筒倉清倉設備的比較與分析，以期為我國糧食物流行業在筒倉清倉設備的選用方面提供借鑒與指導。

1 國內外清倉設備的比較與分析

目前，國內外淺圓倉清倉主要采用的作業方式有鏟車、移動式螺旋清倉機和固定式螺旋清倉機等方式。我國散糧倉儲流通領域淺圓倉清倉主要采用鏟車清倉的作業方式，移動式螺旋清倉機應用較少，固定式螺旋清倉機的市場基本上被進口設備占據。

1.1 鏟車

鏟車清倉（見圖1）是目前國內淺圓倉清倉普遍采用的一種清倉作業方式，主要是依靠人工操作鏟車進行淺圓倉余糧的清倉作業。鏟車清倉具有單臺設備可多倉機動應用，適應性強，作業靈活等優點。但此種作業方式需人工操作鏟車，機械化程度較低，不能實現清倉過程的自動化，效率不高。此外鏟車清倉時，工人需在倉內操作鏟車，倉內粉塵彌漫，工人工作環境惡劣;動力采用柴油動力，環境污染嚴重，且易污染糧食;鏟車鏟斗容易損壞倉內空氣分配器及倉內地面（見圖2）;作業有死角，特別是靠近倉壁的余糧;清理倉壁余糧時鏟斗容易破壞倉壁，一般采用做混凝土斜坡的辦法保護倉壁，但混凝土斜坡需定期維護。鏟車清倉的作業方式，人工成本高，已經不符合現代糧食物流發展的需要，不符合“以人為本”的現代生產工作理念，同時也存在一定安全隱患。

圖1 鏟車清倉圖

圖2 鏟斗對倉面影響圖

1.2 螺旋清倉機

近年來，國內外針對筒倉倉型的結構特點，在螺旋清倉機上的研究力度逐漸加大，出現的螺旋清倉機產品逐漸增多。本文將主要從固定式螺旋清倉機和移動式螺旋清倉機兩種產品類型分析介紹國內外螺旋清倉機的發展現狀。

1.2.1 固定式螺旋清倉機

固定式螺旋清倉機固定安裝于糧倉內部，每個倉需配一臺設備。固定式螺旋清倉機以淺圓倉中心出料口為定位中心，采用長度略小于淺圓倉半徑的螺旋輸送機構，安裝于倉底部，其一端與中心固定裝置相連，另一端設置有行走裝置。糧食自流完成后，開始清倉作業，啟動螺旋清倉機，螺旋自傳實現糧食向中心出料口輸送，設備繞倉中心公轉一周完成整倉清倉作業。

1.2.1.1 國內固定式螺旋清倉機產品

1）國內某公司研制開發的埋式螺旋清倉機，如圖3所示。主要包括螺旋輸送機構、旋轉定心機構、主機驅動機構、行走機構和控制系統等組成。主機驅動部分和行走驅動部分均采用電驅動，減少了氣動驅動行走機構所配備的各種氣閥和氣泵站等，節省了投資成本;且為防止行走結構工作時與倉底地面打滑，在行走箱體內裝有適當的配重鐵，以保證其正常工作。該固定式螺旋清倉機結構緊湊，提高了清倉效率，其清倉產量最高可達200 t／h。

圖3 埋式螺旋清倉機圖

2）國內另一家公司研發的固定式螺旋清倉機產品（見圖4）。螺旋清倉機料槽是半敞開式C形結構，由于采用特殊的斷面結構使受壓面積小，并具有很強的耐壓強度、剛度，確保設備埋在倉內不變形;清倉機行走裝置和料槽支撐輪都設置在料槽的后面，清倉機前進時阻力小，特別有利于清理易板結的物料;料槽支撐輪為彈性支撐輪，采用可升降結構，并裝有蝶形彈簧，料槽對地面的高度可以調整，對地面不平度使用性強。

圖4 固定式螺旋清倉機圖

3）中糧工程科技（鄭州）有限公司設計的履帶式螺旋清倉機（主要有中心回轉支撐機構、螺旋清倉機構、螺旋驅動機構、履帶式行走驅動裝置和智能自動控制系統等組成，如圖5所示。適用于所有平底圓倉（倉直徑可達35.0 m，產量達300 t／h），倉內無需改造（新建倉無預埋，已建倉不改造）;安裝簡單快捷，無需配套輔助設施（軌道或者地面鋪設鋼板）;能解決局部結拱糧食出倉問題;履帶式行走機構，確保行走驅動力及爬坡能力，屬行業首創;采用螺旋葉片變螺距、螺旋葉片變直徑等措施提高效率，降低能耗;智能控制系統實現倉外智能控制，倉內設備自動化作業，無需人工干預。解決了淺圓倉出倉作業方式落后、效率低、工作環境差等難題，實現了淺圓倉清倉作業倉內無人化。相對于國內外類似螺旋清倉機產品，技術水平居于領先地位。

1.2.1.2 國外固定式螺旋清倉機

國外固定式螺旋清倉機的研發比較豐富，主要產品介紹如下。

1）Springland公司的行走輪驅動螺旋清倉機，如圖6所示。該螺旋清倉機適應倉徑較小，最大倉徑為18.5 m，最大功率15 kW，產量較小。適合于國外個人農場儲糧，不適應于我國糧食倉儲行業。

2）美國GSI公司的X系列螺旋清倉機，如圖7所示。GSI在中國設有加工廠，其產品線比較全，其主推的X系列螺旋清倉機市場占有率較高。X系列螺旋清倉機采用的行走驅動方式為立式軌道驅動，制造相對簡單，清倉作業殘留量大，后期清掃難度大。螺旋機殼的支撐采用前后腳輪支撐，此支撐方式簡單、成本低，但對于倉底地面的平整度要求很高。

圖5 履帶式螺旋清倉機圖

3）美國GSI公司SA系列軌道式清倉機如圖8所示，適用于一般自流性較好的物料（如大豆、玉米、小麥等）。軌道式清倉機采用立面軌道設計，運行平穩，不存在打滑現象。但軌道對倉底面平整度要求較高，多應用于農業、糧油、食品、飼料、釀酒、生物能源和港口物流等行業。

4）美國Hutchinson／Mayrath公司的810系列（見圖9）和NexGen2000系列（見圖10）。810系列屬于輕型化清倉設備，設備體積較小，功率較小，中間支撐采用前后萬向輪支撐，行走方式采用單輪尾端支撐行走，適應倉徑可達28.0 m，但是螺旋轉速在300 rpm以上，容易對糧食造成破碎，不適合于我國倉儲行業國情。NexGen2000系列清倉機中間無支撐機構，行走驅動采用四橡膠輪式小車驅動，對倉底面平整度要求較低，行走輪采用橡膠材料，能有效減少糧食的破碎;該設備適應倉徑最高可達47.0 m，當倉直徑在32.0～47.0 m時需用雙行走驅動型式。該設備產量可達220 t／h，但螺旋轉速也較高，達到230 rpm。

圖6 行走輪驅動螺旋清倉機圖

圖7 X系列螺旋清倉機圖

圖8 SA系列軌道式清倉機

圖9 810系列螺旋清倉機圖

圖10 NexGen2000系列螺旋清倉機圖

5）德國WELLENBROCK公司的懸臂式雙螺旋清倉機，如圖11所示，可實現雙側同時清倉。當該螺旋清倉設備的最大產量僅為100 t／h，不太適合我國糧食倉儲行業。

6）德國STEROS公司的清倉設備主要有懸臂無機殼螺旋清倉機（見圖12）和支撐帶罩殼螺旋清倉機（見圖13）兩種型式。懸臂無機殼螺旋清倉設備可以配雙螺旋（對稱安裝），類似WELLENBROCK公司的懸臂式雙螺旋清倉機。支撐帶罩殼螺旋清倉設備可以承受物料壓力，保持不變形。行走驅動輪依據料倉直徑大小進行合理配置。行走驅動輪采用鼠籠式滾筒結構，以橡膠材料與地面接觸，以增加摩擦力和保護糧食。

圖11 懸臂式雙螺旋清倉機圖

圖12 懸臂無機殼螺旋清倉機圖

圖13 支撐帶罩殼螺旋清倉機圖

7）法國DENIS公司的螺旋清倉設備（見圖14）最大產量可達300 t／h，適用于多種物料。該清倉設備外部裝有外罩，可承受糧食的壓力和沖擊力，其行走驅動采用橡膠獨輪驅動，在糧面上行走驅動力偏低，行走不平穩。

圖14 螺旋清倉機圖

8）德國PETKUS公司的螺旋清倉設備（見圖15），該設備最大產量為100 t／h，螺旋葉片直徑280 mm，螺旋轉速200 rpm。其行走輪采用鼠籠輥筒式結構，與地面接觸部分采用耐磨橡膠，可有效防止行走輪在倉底面出現打滑現象。

圖15 螺旋清倉機圖

通過對國內外固定式螺旋清倉機主要產品的對比，其基本工作原理基本一致，行走驅動裝置主要有輪式和軌道型式兩種類型。對于輪式行走驅動裝置，筆者認為適合倉直徑較小的工作環境，當倉直徑30.0 m或者30.0 m以上時，行走輪易打滑發生驅動力不足現象，此時有些公司采用鋪設輔助鋼板的方式解決打滑問題，由此會帶來投資成本提高;軌道式的行走驅動裝置，驅動力充足，但投資成本較高，也存在軌道安裝復雜，軌道靠倉壁側糧食清理困難等問題;履帶式螺旋清倉機安裝簡單，無需軌道或者輔助鋼板即可保證充足驅動力，同時投資成本相對較低，是目前較為理想的一種平底淺圓倉清倉作業設備。

1.2.2 移動式螺旋清倉機

移動式螺旋清倉機（見圖16）的工作原理與固定式螺旋清倉機類似，不同處在于移動式螺旋清倉機，多采用分段設計，各組成部件平時存放于設備倉庫中，需清倉時運至倉內，現場組裝，完成清倉后拆分，運至設備倉庫或者其他待清倉。在工作時，移動式螺旋清倉的旋轉支撐是要固定于糧倉的中心出料口，使整機在驅動裝置的驅動下繞旋轉支撐做水平圓周運動。單臺設備可機動用于多倉，一次投資成本低、設備利用率相對較高。

但移動式螺旋清倉機工作時對地面平整度要求高，設備一次清倉作業需多次拼裝、拆裝，耗時長，需人工操作，產量相對較小，運行成本較高，屬于半機械化出倉，移動螺旋清倉機適用于糧食周轉頻率低的場合。目前移動式螺旋清倉機的使用較少。

2 各種設備的應用前景分析

綜合上述比較分析可知:1）推糧機或鏟車清倉作業方式比較落后，機械化程度較低，工人工作環境惡劣，不符合“以人為本”的現代生產工作理念，應逐漸被淘汰。

圖16 移動式螺旋清倉機圖

2）從以上分析可以看出，在筒倉倉型余糧清倉處理設備上螺旋清倉機的研發與應用備受推崇。這不僅受益于國家政策的支持，更是由糧食倉儲行業的迫切需求所促成的;同時相比于移動式螺旋清倉機，固定式螺旋清倉機的清倉作業自動化程度相對較高，可實現倉內無人化管理作業，清倉效率也相對較高，同時長期運行成本和人力成本相對其余作業方式也明顯較低。當糧食周轉頻率高時，采用固定式螺旋清倉機的作業方式效果則更顯著。

3）對于同類型筒倉清倉工藝設備，國外的整體質量性能相對國內較高，但其價格也相對較高，同時其配件供應、售后服務等也相對不便。所以對于選擇何種清倉設備，實際上應以能夠滿足自己的實際需要為主，并綜合考慮糧庫或企業的經濟能力和使用情況，合理有效地選用筒倉清出倉設備。

4）履帶式螺旋清倉機相對于國內外固定式螺旋清倉機，從設計理念和結構型式上更符合我國糧食倉儲行業國情需求，可滿足清倉功能需求，大幅降低企業的投資成本;從技術細節角度上已經超越國內外同類產品，居于領先地位。

[1]白雪峰.一種新型的埋式螺旋清倉機[J].糧食流通技術，2006（6）:11-13.

[2]姜永順，譚華業，康凱.幾種淺圓倉清倉設備的比較[J].糧油食品科技，2005（4）:15-17.

[3]柴文福，王永昌，閭維健.淺圓倉清倉作業機械的選擇[J].糧食與食品工業，2003（4）:44-47.

[4]王榮清.CQC系列移動式螺旋清倉機的研制[J].糧油食品科技，2004（2）:19-20. [5]王蓉.清倉機在淺圓倉的應用[J].糧食流通技術，2004（1）:10-11.

[6]孫傳民，王勇，劉勇獻.淺圓倉出糧技術初探[J].糧食流通技術，2001（3）:10-13.

Research and Analysis of the Clearance Process Equipment for the Silo at Home and Abroad

Guo Jingtao, Xin Shuojun, Sui Sai
（COFCO Engineering & Technology (Zhengzhou) CO.,Ltd, Henan Zhengzhou 450053, China）

The silo was considered as the breakthrough point in the present paper and several clearance process equipment at home and abroad were introduced. A comparative analysis was focused on of the advantages, disadvantages and application occasions of the clearance process equipment, which provided logistics industry.

Silo; Squat silo; Home and abroad; Clearance process equipment; Screw cleaning equipment; Crawler-type

TS210.3

本文受到科技部2013年公益性行業科研專項基金資助，項目名稱：“北糧南運”關鍵物流裝備研究開發（編號：201313010）.

郭井濤（1980-），男，助理工程師，主要研究方向：糧食倉儲物流技術及裝備研發；辛爍軍（1980-），男，工程師，主要研究方向：糧食倉儲物流技術及裝備研發（主研筒倉進出倉及房式倉技術和裝備）。