從宏觀上看,可以說物質的世界是顆粒的世界。這是因為自然界中固態物質大多是以細小顆粒狀態存在。土壤、砂石,我們每天吃的糧食、鹽、糖等,此外還有大量人工開采天然的和經制造加工成的顆粒物質,例如煤炭、礦粉、水泥、耐火材料、催化劑、涂料、顏料、陶瓷、磨料和焊料等等?梢哉f,從人類賴以生存的自然環境直到宇宙空間處處皆存有顆粒。顆粒輸送是顆粒制備和處理技術中的一個環節,而我們所說的散料則是指尺度較大的大宗顆粒料。作為載運上述散料的
輸送機技術和裝備是物流裝備及其技術中重要的組成部分之一。
1、經濟結構、市場環境的變化與輸送技術的發展
經濟結構的變化帶來物流時代的變化,輸送技術的應用和發展也隨之變化。“物流”該術語于1950年始于美國。在物流以前的時代,人力搬運、鐵路和海運是運送貨物的主體。對我國從事物料搬運的各界來說,
帶式輸送機、橋式起重機和抓門是最熟悉不過的了。在這其中,帶式輸送機和抓門是輸送大宗散料的主要設備。我國在一個較長的時代里,用人扛肩挑來輸送砂石、煤炭等散料,組成了一幅壯觀的連續輸送線,在我國國民經濟的恢復和發展中做出過突出的貢獻。
表1是世界上先進工業化國家日、美對其經歷的物流變革時代的劃分。
在各發展時期有具代表性的設備和典型應用系統;有制訂相應的系列標準和規范;此外建立相應的學會和協會。在我國,由于歷史和特殊的背景就難以清楚地劃分數個時期。但在總體上是滯后于世界上先進工業化國家的步伐,而在具體上是摻混地發展。
2、對未來市場、環境的分析和對連續輸送技術的要求
進入了新的物流時代的許多國家均意識到未來市場和社會發展的特點,及價值觀的變化帶來對輸送技術需求變化的影響。具體歸結為:
(1)由于制造業中累、臟工作環境而導致招募工作人員困難;
(2)步入老齡化社會,青壯年勞動力的嚴重不足;
(3)對需求的多樣化,當物質生活水平達到一定程度時,消費者就從對量的需求向質的方面轉化,需求呈個性化和多樣化;
(4)要求產品的高質量化和潔凈化;
(5)節能化要求;
(6)新材料產業的發展和應用,超細顆粒物料帶來高的附加值使超細材料的制備產業以及相關技術變得迅速發展;
(7)由于工業和生活的廢棄物大量增加,要求對資源的再生利用和對環保的重視。
針對以上的發展需求指向對連續輸送技術提出的對應要求,可歸結如下:
(1)實現設備的無塵、無噪音、防爆和安全可靠化;
(2)采用各種感測器,實現設備和系統全自動運轉;
(3)多品種少量生產系統使生產在庫、銷售壓庫量為最少。也就是“用必要的料在所需的時間內制造需要的量”。這是一種具有彈性且可及時靈活調整的生產系統。這時,在制造部門、機器人、自控的精密加工設備、由無人搬運和輸送設備組成的由電腦控制加上必要的資訊構成的系統,使制造部門具有高的質量管理,且高效化和合理化。
(4)潔凈衛生化,防止在輸送過程中物料破碎、摻混入異物;
(5)用高效化、高速化、高濃度化來達到進一步節能的效果;
(6)對超細物料產業發展帶來的諸如防止粘附、凝集、起拱,以及超細料的輸送、收塵、分級、計量等配套技術的研究和綜合應用;
(7)在對資源再生利用和環保綜合技術的研究開發中實現低成本化和可靠化。
如前所述,由于我國的特殊國情,加上地區、產業部門對輸送技術的應用、推廣的不平衡,上述幾個物流劃分時代中的設備均需要同時顧及其應用和發展。一些新技術和設備要開發和應用,一些引進的技術和設備要消化、吸收和創新;一些原有的技術和設備要改造和改善。因此,這也決定了我國在持續經濟增長、經濟
建設發展時期中具有很大的輸送機市場;同時,也給我國從事物流技術和設備、從事連續輸送技術研究、開發和造、使用部門帶來艱巨的任務。
3、發展今后連續輸送技術和設備的幾點考慮
連續輸送機按大類來區分有機械式和流體式兩大類。機械式輸送機對應其用途大致有帶式輸送機、門式提升機、鏈式輸送機、振動輸送機和螺旋輸送機,而流體式按大類有氣力輸送、水力輸送、泵體輸送和容器式管道輸送。在各產業部門中,輸送機或輸送系統起到了動脈的重要作用。近幾十年來,連續輸送技術和裝置從改進其結構以適應線路的靈活配置,從環保和潔凈衛生的角度實現粉塵無飛揚、無泄漏、無異物混入;從提高可靠性和系統的自動化方面等有了種種的改進和發展。以下僅列舉幾種在中國有應用前景的輸送技術和設備:
(1)密閉斷面型帶式輸送機
帶式輸送機是所有連續輸送機中能耗最低和應用最廣泛的機種,但它存在輸送過程落料、進料和轉料或卸料處發塵或可能混入異物的可能;主要用于水平直線配置,傾斜輸送受一定限制等不足點,F已開發成功應用的有多種密閉斷面型帶式輸送機,它們具有克服上述不足的特點。從構造型式上,有吊掛托輥式、滑輸夾鉤式、異軌式、圓管帶式和扁管帶式等。
(2)可自由自在的三維連續輸送技術和設備
為了能夠有效利用空間,可作回圈輸送,運行功率小,密閉且節能。已有成功應用的三維鏈板式輸送機,在圓管中的圓板式輸送設備也極具發展前途。
(3)潔凈衛生型料斗式連續輸送機
這種輸送機適用于藥品、食品、化學品等造粒料、整粒料、成型品的輸送,適用于附加值高的物料輸送。其特點是在輸送中料斗幾乎無振動,不會損傷物料以及引起分級和變質;料斗和鏈條用合成樹脂和橡膠制造,不會生銹。
(4)連續輸送機的高可靠性和高自動化
隨著電氣控制技術、傳感技術、電腦技術的進步和發展,在系統和設備控制中應用諸如可編程控制和變頻控制技術,從而達到系統和設備的可靠、節能和性能的提高,同時實現小型化和輕型化。
(5)低輸送風速、高濃度氣力輸送技術的進展使以往耗能大的氣力輸送技術獲得可與機械式連續輸送相抗衡的地位。在食品原料、建材水泥、化工原料、醫藥品原料、能源工業中的煤粉和粉煤灰、石化業中的大量粉體工程中取得廣泛的應用。這是因為當今用戶對輸送過程中防止破碎、粘附、凝集、防止異物混入和粉塵提出了更高的要求。而在這方面確又可以發揮氣力輸送獨到的優點。
(6)機械式連續輸送技術和流體式連續輸送技術的結合是發揮兩類特點的綜合。這在港口的散料裝卸設備中已得到充分的體現。例如夾帶式、螺旋式、刮板鏈式、鏈門式等各類卸船設備,可以預見在未來的連續輸送技術中會有更多復合式的系統和設備出現。上述新的設備技術關鍵集中在供料部和轉接部,它是研究開發的重點。
4、結語
隨著在各產業部門的粉體工程中散裝和散運比例的增大,散料連續輸送的作用繼續增大,被更廣泛地應用。由于輸送工程是各生產工藝過程中的動脈,故在設計時應對整個系統作充分地了解和把握,以實現最優的連續輸送技術和設備配置。