CN114572721A - 一种散装物料装车系统及装车方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种散装物料装车系统及装车方法，其中散装物料装车系统包括对接散料出口的移动物料传送组件，移动物料传送组件沿行进方向的两端分别设置有下料装置，移动物料传送组件通过切换物料的传送方向，以将物料输送至其任意一端的下料装置，下料装置用于将散料送入车厢。通过在移动物料传送组件的两端分别设置下料装置，配合移动物料传送组件正向和反向物料传输的结构，使在进行较长车厢装载时，两端的下料装置先后参与装车，从而缩短了移动物料传送组件所需要移动的路径，缩小了现有技术中搭建装车系统所需要的空间，同时显著降低了装车设备的安装成本。

Description

一种散装物料装车系统及装车方法

技术领域

本发明涉及装载机械设备领域，具体来说设计散料装车设备，更具体的说是涉及一种散装物料装车系统及装车方法。

背景技术

散料，一般是指堆积在一起的大量未经包装的块状、粒状、粉状物料（简称散料），例如煤、砂石、粮食、饲料、水泥等。

针对散料装车当前主流的解决方案为：利用装车楼、给料机、散装机、皮带机等设备进行装车。由于这种方式散料的卸料点固定，在装车的过程中为了监控装料量，需要人员控制设备如给料机、皮带机、散装机等的启停；为了车辆装料均匀，还需要驾驶人员控制车辆的位置来适应装料位置。在此种方式的装料过程中，人员参与度较高，无法实现装车的完全自动化。

近两年也有一些企业开始考虑进一步提高散料装车的自动化程度，提出了采用可移动式传送带进行散料装车，如中冶赛迪工程技术股份有限公司于2018年申请的专利CN208120299U提供了一种快速汽车装车系统，其中采用了将传动带至于高位轨道的技术方案，在装车过程中，散装物料先到达水平传送带上，再由水平传送带将物料传送到头部溜槽，物料经头部溜槽进入车厢内，当车厢前端物料达到一定高度后，在控制水平传送带沿高位轨道进行向车厢尾部移动，以此种方式来完成这个装车过程。

中冶赛迪工程技术股份有限公司所提出的方案虽然相较于主流的解决方案进一步提高了装车的自动化程度，减少了装车过程中的人工参与，但是同样引入了新的技术问题。为了保证散料在车厢内部分布的均匀性，则必须要保证水平传送带在高位轨道上的移动行程大于或等于车厢长度，因此高位轨道的长度需要大于或等于一个车厢长度加上一个水平传送带的长度。一方面，这种装车系统的高位轨道搭建需要占用较大的空间，在某些小空间环境内布设不方便，且空间利用率较低；另一方面，由于此种高位轨道，通常采用重轨，轨道长度越长，则所需要的固定轨道的支撑架则也越大，因此此种方式带来了较高的设备成本和安装成本。如何在在提高散料装车自动性的同时，缩小设备的占用空间和降低设备安装成本是当前亟待解决的技术问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种散装物料装车系统及装车方法，在提高散料装车自动性的同时，缩小了设备的占地空间同时降低了装车设备的安装成本。

根据本发明的第一方面，本发明提供一种散装物料装车系统，包括与存料装置出料口对接的移动物料传送组件，移动物料传送组件沿行进方向的两端分别设置有下料装置，移动物料传送组件上设有用于改变其物料传送方向的驱动装置，以将物料输送至任意一端的下料装置。

优选的，移动物料传送组件包括设有行走轮的行进架，以及搭载于行进架上的传送带，传送带的两端分别设置下料装置。

优选的，传送带表面两侧设置有柔性挡板。

优选的，柔性挡板呈波浪形。

优选的，行进架两端设置有挡壳，挡壳内设置有倾斜的导料板，导料板下端对接下料装置。

优选的，下料装置包括可伸缩的下料管体以及连通下料管体内部空间的吸尘风机。

优选的，下料管体包括对接移动物料传送组件的刚性管，以及设置于刚性管下方的波纹伸缩管，波纹伸缩管上端与刚性管的下端同轴固定。

优选的，下料装置还包括设置于刚性管外壁面的卷扬装置，波纹伸缩管外壁设有与卷扬装置匹配的吊耳。

优选的，下料管体为包括内管体和外管体，内管体的外壁连接外管体的内壁，内管体管壁上设置有若干孔隙。

优选的，内管体为自上而下直径递增的阶梯管。

根据本发明的第二方面本发明提供了一种基于本发明的散装物料装车系统的装车方法，包括如下步骤：

S1、驱动移动物料传送组件水平移动使其任意一端的下料装置与车厢头部或尾部对齐；

S2、移动物料传送组件将接收的散料沿第一方向传输至第一方向对应的下料装置，并控制移动物料传送组件自身沿第二方向移动至第一方向对应的下料装置到达第一位置；

S3、切换移动物料传送组件的物料传输方向，使移动物料传送组件将散料沿第二方向传输至第二方向对应的下料装置，并控制移动物料传送组件自身沿第一方向移动至第二方向对应的下料装置到达第一位置后完成装载。

本发明提供了提供一种散装物料装车系统，通过在移动物料传送组件的两端分别设置下料装置，配合移动物料传送组件正向和反向物料传输的结构，使在进行较长车厢装载时，两端的下料装置先后参与装车，从而缩短了移动物料传送组件所需要移动的路径，缩小了现有技术中搭建装车系统所需要的空间，同时显著降低了装车设备的安装成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明散装物料装车系统的整体结构示意图；

图2为本发明散装物料装车系统中移动物料传送组件的结构示意图；

图3为本发明散装物料装车系统中挡壳的结构示意图

图4为本发明散装物料装车系统中下料装置的结构示意图；

图5为本发明散装物料装车系统中下料装置的内部结构示意图；

图6为本发明装车方法的流程图。

其中：1-移动物料传送组件、2-下料装置、11-行进架、12-行走轮、13-传送带、14-柔性挡板、15-挡壳、16-导料板、21-下料管体、22-吸尘风机、211-刚性管、212-波纹伸缩管、213-卷扬机、214-吊耳、215-内管体。

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实例提供了一种散装物料装车系统，如图1所示，包括与存料装置出料口对接的移动物料传送组件1，移动物料传送组件1沿行进方向的两端分别设置有下料装置2，移动物料传送组件1上设有用于改变其物料传送方向的驱动装置，以将物料输送至任意一端的下料装置2。

在使用该系统进行散料装车时，散料从存料容器内经过存料容器的出料口被送至移动物料传送组件1上。移动物料传送组件1设置于高位的支撑架或支撑梁上，移动物料传送组件1的运动包括两部分，第一部分为整体沿支撑架或支撑梁进行的往复运动，第二部分为将散料以平移的方式传送到其自身的两端中的任意一端。在移动物料传送组件1的两端均设置了下料装置2，下料装置2用于承接移动物料传送组件1传送过来的散料，并将这些散料送入车厢。该系统中的移动物料传送组件1可以为在动力机构带动下自身能够运动的传送带13，也可以为能够实现相同功能的其他结构。

当车厢的长度大于移动物料传送组件1可移动路径的1/2时，可先通过一端的下料装置2下料装车，在该下料装置2到达移动物料传送组件1可移动路径的1/2位置时，再使移动物料传送组件1还未参与物料输送的一端，与待装车辆还未被装载散料的一端对齐。此时另一端的下料装置2与车厢未被装载散料的一端对齐，控制移动物料传送组件1向该下料装置2运输散料，并在散料传送过程中连续缓慢或步进式的地向车厢已经被装载散料的一端运动，直到完成装车。

本装车系统通过在移动物料传送组件1的两端分别设置下料装置2，并切换移动物料传送组件1的散料传送方向的方式，特别在针对较长的车厢进行装车时，搭建该种装车系统能够有效节省设备的占用空间。例如若采用背景技术中，中冶赛迪工程技术股份有限公司所提供的快速汽车装车系统，则移动物料传送组件1所需的支撑架或支撑梁的长度至少为

；

（a表示车厢长度，b表示移动物料传送组件1本身的长度）

且为了保证移动物料传送组件1在两端的极限位置时，还能够接受到来自存料容器出料口的散料，所以b还必须要满足：

；

基于上述关系，最终可确定

必须满足

；即必须满足支撑架或支撑梁的长度大于或等于车厢长度的两倍。而用于长途运输散料的车辆通常为重型大板车，车长可达17米左右，若采用中冶赛迪工程技术股份有限公司所提供的快速汽车装车系统，则支撑架或支撑梁的长度至少需要达到34米以上，占用空间较大，同时施工成本也较高。

若采用本发明提供的散装物料装车系统，由于本系统中，移动物料传送组件1的两端分别设置下料装置2，所以只要移动物料传送组件1的可移动路径等于车厢长度即可实现全车厢的装车，在待装车辆的车长同样为17的情况下，本技术方案中的支撑架或支撑梁的长度仅需要达到17米即可。相较于现有技术而言能够显著缩小了设备的占地空间，同时降低了装车设备的施工成本。

根据本发明的一个实施例，如图1和图2所示，本实施例中移动物料传送组件1包括底部设置行走轮12的行进架11，以及搭载于行进架11上的传送带13，传送带13的两端分别设置下料装置2。

为了保证散料传输的连续性，本实施例采用传送带13作物传送散料的载体，再以底部设置行走轮12的行进架11带动传送带13本体在支撑架或支撑梁上进行往复运动。本实施例中行进架11上还设置有用于驱动行走轮12的电机，通过控制电机使行走轮12旋转以实现行进架11在支撑架或支撑梁上的自行走。为防止行进架11冲出支撑架或支撑梁，可在相应的极限位置设置行程开关，当行进架11达到极限位置时，触碰到行程开关而自动停止，当然也可以通过PLC或单片机等设备对驱动行走轮12的电机进行控制以提高行进架11运动控制的准确性和安全性。

根据本发明的一个实施例，为了保证运动的平稳性，本实施例中在支撑梁或支撑架上还设置有与行进架11底部行走轮12相匹配的固定轨道，将行进架11的运动约束在该轨道内。虽然本实施例中引入了固定轨道，但是本装置的物料装车系统所需要的轨道长度相较于现有技术而言更短，在装载相同长度车厢的情况下，本装车系统所需要的轨道长度仅为现有技术中所需要的轨道长度的一半。在优化系统的同时，兼顾了系统的安装成本。

根据本发明的一个实施例，如图2所示，传送带13表面两侧设置有柔性挡板14。本实施例中散料从存料容器内经过存料容器的出料口被释放到传送带13表面，具体来说是打开存料容器出料口下料阀门，使散料在重力作用下到达传送带13表面，该过程中每次出料口处的散料流速是不恒定的，未防止流速的变化使部分散料冲出传送带13表面，所以本实施例中在传送带13表面两侧设置了柔性挡板14，该柔性挡板14的底部固定于传送带13表面，且本身具备一定的弹性，所以在传送带13两端的回转滚筒处，柔性挡板14能够被动的改变自己的形态，以保证传送带13的正常运转。

根据本发明的一个实施例，柔性挡板14呈波浪形。波浪形挡板相交于平直型的挡板而言具有更高的形变空间，在通过传送带13两端的回转滚筒处更不容易被拉坏，此外由于波浪形的柔性挡板14，底部与传送带13的连接位置也成波浪形，接触面积更大，稳定性更好，散料对突出弧形部分的压力能够被其他部分有效的分担，在阻挡散料的过程中更不容易发生形变。

根据本发明的一个实施例，如图1、图2和图3所示，行进架11两端设置有挡壳15，挡壳15内设置有倾斜的导料板16，导料板16下端对接下料装置2用于给来自传送带13的物料提供导向。散料在被传送带13传送至下料装置2的过程中，散料到达传送带13端部后其本身的运动实际上为抛物运动，且由于在传送过程中散料颗粒之间存在不规律的相互碰撞和挤压，所以不同的散料颗粒的抛物运动初速度并不相同，想要使这些散料全部进入下料装置2的话，下料装置2的入料口就必须设计的相对较大，这样一来就不利于空间的节省和结构的设计。此外若应由散料进行抛物运动，则下料装置2的入料口处会产生大量的扬尘，不利于现场作业人员的身心健康。因此本实施例在行进架11的两端设置了挡壳15，并在挡壳15内设置了导料板16，散料在离开传送带13后与导料板16接触，被导料板16导入下料装置2内，散料冲击导料板16所产生的大部分扬尘则被挡在挡壳15内，防止作业现场的扬尘过大，影响作业人员的健康。

根据本发明的一个实施例，如图1、图2、图3和图4所示，下料装置2包括可伸缩的下料管体21以及连通下料管体21内部空间的吸尘风机22。其中下料管体21包括对接车厢的波纹伸缩管212，以及对接移动物料传送组件1刚性管211，波纹伸缩管212上端与刚性管211的下端同轴固定。下料装置2还包括设置于刚性管211外壁面的卷扬装置，波纹伸缩管212外壁设有与卷扬装置匹配的吊耳214。

散料包括煤、砂石、谷物、水泥等，在这些物料装车过程中，若采用滑槽或溜槽等开放式的下料结构，则容易产生扬尘，所以本实施例中采用下料管体21。管体结构能够将散料下落过程中产生的扬尘约束在管道内部，又考虑到管道内部的扬尘若不及时排出，则扬尘容易在下料管体21内部沉积，一方面会使下料管体21的重量增加，另一方面在完成装车后，扬尘会缓慢的从下料管体21的上下两端扩散到空气中。针对该问题，本实施例设置了连通下料管体21内部分的吸尘风机22，吸尘风机22能够对散料下落过程中产生的扬尘进行吸收，吸尘风机22的扬尘出口可对接收尘管道，用于对扬尘进行收集。本实施例中，吸尘风机22的风力大小可自由调节，针对不同的散料可以不同。

此外考虑到结构的整体性和紧凑性，同时满足下料管体21能够随着车厢内散料的高度变化而变化，本实施例的下料管体21由刚性管211和波纹伸缩管212组成，刚性管211和波纹伸缩管212同轴对接，为方便固定，将吸尘风机22设置于刚性管211上。并且在刚性管211上还设置了卷扬装置，具体来说在刚性管211的外壁面设置了卷扬机213和多个定滑轮，在波纹伸缩管212的外观壁底部四周设置了多个吊耳214，卷扬机213的钢丝绳（图中未示出）穿过吊耳214和定滑轮，当卷扬机213开始工作收缩钢丝绳时，波纹管向上收缩，卷扬机213释放钢丝绳时，波纹管向下伸长，以此来实现波纹伸缩管212能够随着车厢内散料的高度变化而伸缩。

进一步的，如图1至图5所示，本实施例中下料管体21包括内管体215和外管体，内管体215的外壁连接外管体的内壁，内管体215管壁上设置有若干孔隙。其中刚性管211和波纹伸缩管212组成的管体为外管体，在该外管体内部设置有内管体215，内管体215的外壁连接外管体的内壁，且内管体215同样为可伸缩管，这样一来当卷扬机213在收缩钢丝绳带动外管体中的波纹伸缩管212向上收缩时，内管体215同样会向上收缩，当卷扬机213释放钢丝绳使外管体中的波纹伸缩管212向下伸长时，内管体215同样也会向下伸长。本实施例中的内管体215管壁上设置有若干孔隙，表示内管体215管壁允许扬尘穿过，所以内管体215可以为表面带有若干孔洞的刚性伸缩管，或者表面设置透尘网的柔性管，以及其他能够相同实现技术效果的其他管道。

优选的，本实施例中内管体215为自上而下直径递增的阶梯管。因为散料在内管体215内，下料的过程中越往下方运动，散料的离散程度越高，且扬尘分离的量越大。所以本实施例中的内管体215采用自上而下直径递增的阶梯管，阶梯管的表面可设置若干透尘孔洞，从而保证扬尘在内管体215内尽可能的和散料分离。本实施例中，风机的吸尘口穿过外管体的刚性管211的管壁，用于吸收从内管体215中扩散出来的扬尘。

根据本发明的一个实施例，如图1至图6所示，提供了一种基于本装车系统的装车方法，包括如下步骤：

S1、驱动移动物料传送组件1水平移动使其任意一端的下料装置2与车厢头部或尾部对齐；

S2、移动物料传送组件1将接收的散料沿第一方向传输至第一方向对应的下料装置2，并控制移动物料传送组件1自身沿第二方向移动至第一方向对应的下料装置2到达第一位置；

S3、切换移动物料传送组件1的物料传输方向，使移动物料传送组件1将散料沿第二方向传输至第二方向对应的下料装置2，并控制移动物料传送组件1自身沿第一方向移动至第二方向对应的下料装置2到达第一位置后完成装载。

具体的，本实施例所提供的装车方法基于本发明的散装物料装车系统进行实施，其所针对的车厢长度a满足：

（a表示车厢长度，

表示支撑架或支撑梁的长度，即移动物料传送组件1的可移动路径的长度）。

具体的，本实施例中，当S1中移动物料传送组件1与车厢头部对齐时，则第一方向为车厢头部所在的方向，第二方向为车厢尾部所在的方向；当S1中移动物料传送组件1与车厢尾部对齐时，则第一方向为车厢尾部所在的方向，第二方向为车厢头部所在的方向。具体的，本实施例中，控制移动物料传送组件1自身沿第二方向移动，位于第二方向一侧的下料装置2运动至与车厢未被装载散料的一端对齐时，位于第一方向一侧的下料装置2到达第一位置，此时通过使驱动装置改变移动物料传送组件1的散料传送方向，实现对车厢未被装载散料一端的装载，当第二方向一侧的下料装置2到达第一位置后，则实现了整车散料装载。

当然，由于本装车系统中的移动物料传送组件1的两端均设置了下料装置2，所以散料可通过任意一端的下料装置2到达车厢内。当车厢的长度小于或等于移动物料传送组件1可移动路径的1/2时，即

时，移动物料传送组件1的散料传送方向也可保持不变，仅通过一端的下料装置2进行下料，如先控制移动物料传送组件1到达其可移动路径的任一极限位置，并使车厢的车头或车尾与该位置对齐，且车厢的其余部分位于可移动路径下方。此时，移动物料传送组件1一端的下料装置2位于该极限位置下方，移动物料传送组件1在物料传送过程中连续缓慢的向车厢的另一端运动，或者步进式的向车厢的另一端运动，直到完成装车。

根据本发明的一个实施例；移动物料传送组件1包括底部设有行走轮12的行进架11，以及搭载于行进架11上的传送带13，传送带13的两端分别设置所述下料装置2，下料装置2为可伸缩的下料管体21。本实施例中，下料管体21侧壁设置有用于进行检测车厢两端（车头或车尾）壁板的传感器，例如触碰传感器或距离传感器，用于判断下料装置2是否与车厢头部或尾部对齐。下料管体21可伸缩，当移动物料传送组件1整体水平移动方向切换时，一端的下料装置可收缩，以避免与已经装载有物料的车厢段中的物料干涉，也可以避免与车头的干涉。

本实施例提供了一种基于本装车系统的装车方法，包括如下步骤：

A1、驱动行走轮12转动，使行进架11带动传送带13和可伸缩的下料管体21向车头方向移动；

A2、当位于车头方向的下料管体21上的传感器检测到车头的车厢壁板时，打开存料装置的出料口，同时驱动传送带13，将来自存料装置出料口的散料传输至位于车头方向的下料管体21，下料管体21将散料送入车厢，并控制行走轮12的转速，使行进架11缓慢地向车尾方向移动；

A3、当位于车尾方向的下料管体21上的传感器检测到车尾的车厢壁板时，采集当前位于车头方向的下料管体21的位置，定义为第一位置，切换传送带13的传输方向，将来自存料装置出料口的散料传输至车尾方向的下料管体21，并控制行走轮12的转速，使行进架11缓慢地向车头方向移动；

A4、当位于车尾方向的下料管体21到达第一位置时，关闭存料装置的出料口，停止驱动行走轮12，使行进架11停止移动，同时关闭传送带13。

本实施例中，A4中也可以延后关闭传送带13，待传送带13上的散料全部进入车厢后再关闭。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (11)

1.一种散装物料装车系统，其特征在于，包括与存料装置出料口对接的移动物料传送组件（1），所述移动物料传送组件（1）沿行进方向的两端分别设置有下料装置（2），所述移动物料传送组件（1）上设有用于改变其物料传送方向的驱动装置，以将物料输送至任意一端的下料装置（2）。

2.根据权利要求1所述的一种散装物料装车系统，其特征在于，所述移动物料传送组件（1）包括设有行走轮（12）的行进架（11），以及搭载于所述行进架（11）上的传送带（13），所述传送带（13）的两端分别设置所述下料装置（2）。

3.根据权利要求2所述的一种散装物料装车系统，其特征在于，所述传送带（13）表面沿物料传送方向的两侧设置有柔性挡板（14）。

4.根据权利要求3所述的一种散装物料装车系统，其特征在于，所述柔性挡板（14）呈波浪形。

5.根据权利要求2所述的一种散装物料装车系统，其特征在于，所述行进架（11）两端设置有挡壳（15），所述挡壳（15）内设置有倾斜的导料板（16），所述导料板（16）下端对接下料装置（2）。

6.根据权利要求1所述的一种散装物料装车系统，其特征在于，所述下料装置（2）包括可伸缩的下料管体（21）以及连通所述下料管体（21）内部空间的吸尘风机（22）。

7.根据权利要求6所述的一种散装物料装车系统，其特征在于，所述下料管体（21）包括对接移动物料传送组件（1）的刚性管（211），以及设置于所述刚性管（211）下方的波纹伸缩管（212），所述波纹伸缩管（212）上端与刚性管（211）的下端同轴固定。

8.根据权利要求7所述的一种散装物料装车系统，其特征在于，所述下料装置（2）还包括设置于所述刚性管（211）外壁面的卷扬装置，所述波纹伸缩管（212）外壁设有与卷扬装置匹配的吊耳（214）。

9.根据权利要求6所述的一种散装物料装车系统，其特征在于，所述下料管体（21）包括内管体（215）和外管体，所述内管体（215）的外壁连接外管体的内壁，所述内管体（215）管壁上设置有若干孔隙。

10.根据权利要求9所述的一种散装物料装车系统，其特征在于，所述内管体（215）为自上而下直径递增的阶梯管。

11.基于权利要求1-10任一所述散装物料装车系统的一种装车方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、驱动移动物料传送组件（1）水平移动使其任意一端的下料装置（2）与车厢头部或尾部对齐；

S2、移动物料传送组件（1）将接收的散料沿第一方向传输至第一方向对应的下料装置（2），并控制移动物料传送组件（1）自身沿第二方向移动至第一方向对应的下料装置（2）到达第一位置；

S3、切换移动物料传送组件（1）的物料传输方向，使移动物料传送组件（1）将散料沿第二方向传输至第二方向对应的下料装置（2），并控制移动物料传送组件（1）自身沿第一方向移动至第二方向对应的下料装置（2）到达第一位置后完成装载。

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