淺析粉罐車罐體結構與容積、剩余率關系

何江龍，韋新成

（中國重汽集團柳州運力專用汽車有限公司，廣西柳州545112）

淺析粉罐車罐體結構與容積、剩余率關系

何江龍，韋新成

（中國重汽集團柳州運力專用汽車有限公司，廣西柳州545112）

通過對粉罐車罐筒拼罐結構、罐體內部流化床結構的淺析，找出粉罐車罐體容積和卸料剩余率受罐體結構的影響因素。

罐體結構；流化床；罐體容積；剩余率

在國家環保節能等政策的引導下，國家快速的城市化建設也向環保節能的建設模式靠攏，其中在城市化建設的過程中粉罐車（全稱：粉粒物料運輸車）扮演著重要的角色。因此，能夠提高運輸效率、環保節能的輕量粉罐（全稱：粉粒物料運輸罐）受到了市場的追捧。

輕量化的粉粒物料運輸罐通過對罐體的拼罐結構、罐體內部流化床的簡化設計，實現罐體減輕自重的同時，增加罐體的有效容積，控制粉粒物料運輸罐的卸料剩余率。本文就粉粒物料運輸罐罐體的容積、剩余率與罐體結構關系進行淺析。

1 粉粒物料運輸罐的結構特點與容積、剩余率關系分析

粉粒物料運輸罐的拼罐結構、罐內的流化床形式構成了不同結構特點的罐體，粉罐汽車罐體結構種類很多，變化很大[1]，在罐體拼接結構上，常見的有直筒結構的罐體（圖1）及V型結構的罐體（圖2）。

圖1 直筒結構罐體

圖2 V型結構罐體

對于直筒罐，罐體容積的大小主要受限于罐體封頭的大小及直筒罐的直筒長度，其罐體內部所布置的側滑料板及帆布結構的流化床與罐體之間形成氣室占用較大一部分的空間，導致罐體的有效裝載容積利用率不高[1]。但該結構的罐體有著卸料剩余率較低的優勢。

對于V型結構的罐體，在罐體長度，封頭大小，外形尺寸都相同的前提下，可構建形成以下三種結構罐體：（1）單筒對接結構V型罐（圖3）；（2）兩筒對接結構V型罐（圖4）；（3）兩筒對接錐形結構V型罐（圖5），其優缺點如下：

圖3 單筒對接V型罐

圖4 兩筒對接V型罐

圖5 兩筒對接錐形結構V型罐

（1）單筒對接結構優點為制作簡單、角度大余料少，整體外觀協調美觀，缺點為罐體有效容積小。

（2）兩筒對接結構優點為罐體有效容積較大，缺點為罐體采用兩筒拼接結構，需多一道拼接罐體工序，整車角度小余料多，外觀不夠協調。

（3）兩筒對接錐形結構比兩筒對接結構更為極端，優點罐體有效容積很大，缺點為加工困難、整車角度小夾角位置有可能出現積料情況余料多，外觀不協調。相對于直筒罐，V型罐的罐體裝載容積利用率較高。

以下針對含側滑料板帆布流化床結構直筒罐、含側滑料板氣帶式流化床結構V型罐、全氣帶流化床結構V型罐三種罐體進行對比，分析罐體的容積、卸料剩余率受罐體的結構影響。

1.1 含側滑料板帆布流化床結構直筒罐

含側滑料板帆布流化床結構直筒罐如圖6所示。罐體拼接為直筒結構，罐體的底部較平、靠近底部的罐壁弧度較小，為了有效降低卸料過程中罐底積料、降低卸料剩余率，因此該結構的罐體需借助較多側滑料板、封頭滑料板及隔倉滑料板。該結構罐體的優點：（1）罐體的側面都安裝有側滑料板，通過設計控制側滑料板的傾角α，實現卸料過程中粉粒物料在流化狀態下可以快速流動到達卸料吸嘴區域，實現快速卸料并降低卸料剩余率。（2）帆布流化床結構的透氣多孔板的設計安裝傾角β可控，相對于氣帶式流化床對罐體底部的傾角依賴較大的情況有著明顯的優勢，由此可設計控制流化床β角實現降低卸料剩余率的目的。該結構罐體的缺點：（1）罐體的內部結構有較多的側滑料板，側滑料板與罐體形成的氣室占據罐體的有效使用容積，導致整個直筒粉粒物料運輸罐的有效裝載容積不大，空間利用率不高。（2）罐體的自重較重，整車整備質量較大，整車在使用過程中會增加油耗，增加運輸成本，運輸效率不高。（3）罐體內部側滑料板結構復雜，制造、維修成本高難度大。

圖6 側滑料板帆布流化床結構直筒罐

1.2 含側滑料板氣帶式流化床結構V型罐

含側滑料板氣帶式流化床V型罐如圖7所示。罐體內部兩側存在由側滑料板組成的氣室，氣帶流化床緊貼罐底內部鋪設在兩側側滑料板之間，卸料時壓縮空氣進入氣室再通過封頭氣室上的各氣帶連接管進入氣帶流化床，罐體壓力達到卸料壓力時，開啟卸料閥門，流體便在罐體內外壓差的作用下經吸嘴管道卸入固定容器中，從而達到快速卸料的目的。

圖7 側滑料板氣帶式流化床V型罐

該結構優點：（1）側滑料板與罐體之間夾角較大，粉粒物料流化角度大，罐體側面不積料，卸料干凈，剩余率低。（2）氣帶流化床相對于帆布流化床可有效的減輕自重。該結構缺點：（1）罐體內部有側滑料板增加整車重量。（2）罐體內部側滑料板占用罐體有效容積，整車有效容積小。（3）流化床角度對罐體的V型結構的角度依賴性較大，罐體V型角度過大會提高整車的重心。

1.3 全氣帶流化床結構V型罐

全氣帶流化床結構V型罐如圖8所示。罐體內部無側滑料板，通過增加緊貼罐體底部安裝的氣帶流化床的氣帶數量來實現降低卸料余量的目的。增加氣帶鋪設罐底的覆蓋面，使流化床覆蓋到罐體側面弧度較小的罐體內壁，通過流化床的工作輔助卸料過程中形成流化狀態的粉粒流動，有效解決罐體底部側面積料的問題。該結構優點：（1）無側滑料板結構整車重量輕，該結構是現在輕量化車型主流結構。（2）無側滑料板組成的氣室，不占用罐體空間，有效容積大。（3）無側滑料板結構簡單，制作、生產、維修成本低。該結構缺點：（1）氣帶流化床的傾角主要靠罐體之間的V型夾角控制，罐體角度大會加大整車高度，提高整車重心。（2）橫向角度主要靠罐體底部圓弧大小及氣袋數量控制，罐體兩側的流化角度小，卸料剩余率較有側滑料板結構的罐體大。

圖8 全氣帶流化床結構V型罐

2 結束語

通過上述對粉粒物料運輸罐的分析，粉粒物料運輸罐可實現多種結構多形式化的設計，由此可以根據不同階段的市場需求及不同用戶群對于粉粒物料運輸罐的性能指標要求做出不同的產品設計，迎合市場的多樣化需求。同時根據粉粒物料運輸罐的使用環境做出設計選擇，實現粉粒物料運輸過程的高效、節能、環保模式。

[1]徐達，叢錫堂.專用汽車構造與設計[M].北京：人民交通出版社，2010:131-135.

Analysis of Powder Tank Car Body Structure and Volume，Residual Rate

HE Jiang-long，WEI Xing-cheng
（SINOTRUK Liuzhou Yunli Special Vehicle Co.，Ltd.，Liuzhou Guangxi 545112，China）

In this paper，the influent factors of the powder tank volume and the unload residual rate by tank structure will be found through analyses the structure of the silt materials transport tank body and the structure of the air fluidized bed inside the tank.

tank structure；air fluidized bed；tank volume；residual rate

T H715

A

1672-545X（2016）09-0140-03

2016-06-02

何江龍（1988-），男，四川眉山人，本科，主要研究方向：專用汽車；韋新成（1990-），男，廣西河池人，本科，主要研究方向：專用汽車。