無(wú)濾布船用水泥罐進(jìn)氣裝置設(shè)計(jì)分析

郭 軍，黃 玲，王佩瑾

（1.威爾達(dá)（撫順）重工有限公司，遼寧 撫順 113122；2.撫順職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 撫順 113122）

無(wú)濾布船用水泥罐進(jìn)氣裝置設(shè)計(jì)分析

郭 軍1，黃 玲2，王佩瑾3

（1.威爾達(dá)（撫順）重工有限公司，遼寧 撫順 113122；2.撫順職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 撫順 113122）

充氣濾網(wǎng)船用水泥罐具有比濾布式船用水泥罐測(cè)量精度高，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，為了保證無(wú)濾布船用水泥罐充氣效果，設(shè)計(jì)出一套無(wú)濾布船用水泥罐進(jìn)氣裝置，保證了工作效率。

船水泥罐；濾布；進(jìn)氣裝置；設(shè)計(jì)分析

近幾年，隨著市場(chǎng)對(duì)散裝水泥需求量的增多，海洋散裝物料運(yùn)輸船舶發(fā)展迅猛。散裝物料船舶主要由船用水泥罐、物料管路、動(dòng)力源等幾部分組成，用于完成物料的裝卸、運(yùn)輸、貯存干粉水泥、膨潤(rùn)土、重晶石等物料,以供海上鉆井平臺(tái)施工使用。該裝置輸送物料過(guò)程采用全自動(dòng)化智能控制，以壓縮空氣為動(dòng)力介質(zhì)，使粉狀物料在海上平臺(tái)與供應(yīng)船之間快速、無(wú)損耗傳輸，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、高效率的循環(huán)運(yùn)輸作業(yè)，確保海上油田勘探、開(kāi)采等工程能長(zhǎng)期安全的連續(xù)運(yùn)行，以降低營(yíng)運(yùn)成本和滿足環(huán)境保護(hù)的需要。

1 無(wú)慮布船用散裝水泥罐結(jié)構(gòu)原理

船用水泥罐結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由封頭、筒體、進(jìn)氣管路、排氣管路、出料管路、充壓管路、遠(yuǎn)程壓力傳感器、安全閥及壓力表等組成。在工作過(guò)程中，為了保證所運(yùn)粉狀物料在罐內(nèi)保持絮狀狀態(tài)，壓縮充氣管道在罐底部充入高壓氣流，使罐內(nèi)的絮裝物料均勻分布并高速流動(dòng)，在物料自身的重力作用下流向罐底部中心點(diǎn)最低處，出料管路的入口通常設(shè)置在底部中心處，物料下落到罐底附近時(shí)，通過(guò)出料管路抽出罐外，輸送至海上工作平臺(tái)，從而完成海上遠(yuǎn)距離的物料傳輸作業(yè)。

在整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)，船用水泥罐主要起到計(jì)量物料流量的作用。運(yùn)料過(guò)程中，進(jìn)入水泥罐的物料被壓縮空氣充分吹攪成絮狀均勻分布，通過(guò)傳感器對(duì)罐內(nèi)壓力和出料管路流量的測(cè)量，計(jì)算出散裝物料的總輸出量。

圖1 無(wú)慮布船用水泥罐結(jié)構(gòu)示意圖

2 無(wú)慮布船用散裝水泥罐進(jìn)氣裝置設(shè)計(jì)

2.1 船用散裝水泥結(jié)構(gòu)改進(jìn)必要性

在水泥罐的制造過(guò)程中，安裝濾布的時(shí)間通常占整個(gè)制造周期的1/3以上，而且在安裝濾布前，要求對(duì)罐內(nèi)進(jìn)行清理，而在實(shí)際制造過(guò)程中，由于格柵安裝后，尚需要多次的拆裝，因此很難保證罐內(nèi)的清潔。格柵在安裝的時(shí)候，由于罐體已經(jīng)封閉，只能采用人工搬運(yùn)，而且在罐內(nèi)操作空間狹小，環(huán)境惡劣，操作者勞動(dòng)強(qiáng)度很大。采用絲網(wǎng)管作為氣體分布裝置，取消了支撐格柵，降低水泥罐在制造過(guò)程中的難度，減少了制造工序，縮短了制造周期，降低了采購(gòu)成本及人工費(fèi)用。由于更換濾布時(shí)需要拆卸、緊固大量的螺栓，而濾布在水泥的物料的磨蝕下需要經(jīng)常更換，水泥罐維護(hù)的工作量大部分都在更換濾布上。本專(zhuān)利采用無(wú)濾布均壓的方式，取消了現(xiàn)有水泥罐的格柵總成。因格柵的體積較大，無(wú)法通過(guò)水泥罐的人孔放入水泥罐內(nèi)，需要在罐體封閉前將格柵放入罐中。因格柵無(wú)法更換，而水泥罐的使用工況又決定了格柵極易磨損，所以在水泥罐的制造過(guò)程中，對(duì)格柵的防腐有著特殊要求。本專(zhuān)利采用絲網(wǎng)管進(jìn)行均壓，而絲網(wǎng)管的更換非常簡(jiǎn)單，在絲網(wǎng)管與進(jìn)氣管之間，采用螺紋接頭連接，當(dāng)絲網(wǎng)管需要更換時(shí)，操作者僅需要擰下舊的絲網(wǎng)管，換上相同規(guī)格的新絲網(wǎng)管即可。絲網(wǎng)管采用不銹鋼材料制成，這又決定了絲網(wǎng)管的使用壽命大大的高于傳統(tǒng)的濾布，大大的延長(zhǎng)了充氣系統(tǒng)的維護(hù)間隔周期。

2.2 無(wú)慮布船用散裝水泥罐進(jìn)氣裝置設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)保留水泥罐氣室的分腔隔板，取消氣室的格柵結(jié)構(gòu)，采用進(jìn)氣管末端加裝絲網(wǎng)管，實(shí)現(xiàn)水泥罐充壓管路的均壓要求。在絲網(wǎng)管內(nèi)部加裝加強(qiáng)筋，在絲網(wǎng)管周?chē)友b支撐骨架，以提高其強(qiáng)度，延長(zhǎng)絲網(wǎng)管的使用壽命，結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 無(wú)慮布船用散裝水泥罐進(jìn)氣裝置設(shè)計(jì)

3 加工制造分析

取消現(xiàn)有充氣格柵的濾布、格柵、支撐板、壓板及密封膠條。如圖2所示，本實(shí)用新型所述的船用水泥罐充氣管路，可以根據(jù)罐底充壓管路的不同，采用不同的布置方式。帶罐外充壓盤(pán)管的水泥罐，每個(gè)分腔的壓力源是獨(dú)立的，可以采用單絲網(wǎng)管的結(jié)構(gòu)，在每個(gè)氣室設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的絲網(wǎng)管。對(duì)于采用多管路充壓的水泥罐，可以根據(jù)需要，采用絲網(wǎng)管樹(shù)狀分布的結(jié)構(gòu)。利用絲網(wǎng)管對(duì)高壓氣流進(jìn)行均勻分布，在絲網(wǎng)管與進(jìn)氣管路之間采用管箍連接，以滿足絲網(wǎng)管快速更換的要求，在絲網(wǎng)管磨損后，僅需將絲網(wǎng)管擰下，換上新絲網(wǎng)管即可。在絲網(wǎng)管內(nèi)部，要增加加強(qiáng)筋的數(shù)量，在絲網(wǎng)管周?chē)?，?yīng)適當(dāng)布置支撐骨架，對(duì)于絲網(wǎng)管的間隙，應(yīng)根據(jù)罐體的直徑與設(shè)備的進(jìn)氣流量，進(jìn)行單獨(dú)計(jì)算，在保證高壓氣流可以均勻分布的同時(shí)，保證其流量可以滿足系統(tǒng)的要求。

本實(shí)用新型的工作過(guò)程是：在開(kāi)啟電磁閥，打開(kāi)進(jìn)氣管路，高壓氣流進(jìn)入充氣管路，在經(jīng)過(guò)罐外盤(pán)管后，進(jìn)入罐體下封頭上的進(jìn)氣口，經(jīng)接管、管箍后進(jìn)入絲網(wǎng)管，通過(guò)絲網(wǎng)管的二次分布，均勻的進(jìn)入罐內(nèi)。此時(shí)，物料通過(guò)罐體頂部的進(jìn)料口散布進(jìn)罐內(nèi)，依靠自身的重力下落。通過(guò)罐體底部絲網(wǎng)管流出的高壓氣流對(duì)沉積在罐體底部的物料進(jìn)行吹掃，通過(guò)高壓氣流的攪動(dòng)使物料混合為絮狀漂浮在罐體內(nèi)，并均勻流向罐底部中心最低點(diǎn)。當(dāng)打開(kāi)出料管路的時(shí)候，物料通過(guò)出料管路輸送往海上平臺(tái)。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前，船用散裝水泥罐是水泥運(yùn)輸行業(yè)中重要的中運(yùn)輸設(shè)備，它可以使散裝水泥在水上完成運(yùn)輸裝載，省去水泥包裝環(huán)節(jié)，節(jié)約運(yùn)輸成本。本項(xiàng)研究從結(jié)構(gòu)上對(duì)船用散裝水泥罐進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)了一套船用水泥罐的充氣管路，可以根據(jù)罐底充壓壓力的不同，采用不同的布置方式，提高設(shè)備的測(cè)量精度，保證運(yùn)輸效率。

[1]郭 軍，黃 玲.船用水泥罐充氣濾網(wǎng)設(shè)計(jì)及加工工藝分析[J].船舶職業(yè)教育，2013（05）:46-49.

[2]方光才.船用水泥罐結(jié)構(gòu)分析與選型[J].江蘇船舶，2010（04）：16-17.

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[4]威爾達(dá)（撫順）重工有限公司.無(wú)慮布船用水泥罐進(jìn)氣裝置[P].中國(guó)：201220537413.X，2012.

Cloth Free Ship Device Design Analysis of InletCement Tank

GUO Jun1，HUANG Ling2，WANG Pei-jin3
(1.Wilda(Fushun)Co.，Ltd.，F(xiàn)ushun Liaoning 113122，China；2.Fushun Vocational Technology Institute，F(xiàn)ushun Liaoning 113122，China)

Inflatable screen marine cement tank compared with the filter cloth type marinecement tank with high measurement precision,convenient to use,in order to ensure no clothmarine cement tank filling effect,design the air cement tank device a cloth free ship,ensurethework efficiency.

ship cement tank；filter；air inletdevice；design and analysis

U674.3

B

1672-545X（2014）03-0110-02

2014-01-09

郭 軍（1977—），男，本科，工程師,從事壓力容器設(shè)計(jì)工作；黃 玲（1978—），女，研究生，講師，從事工科類(lèi)高職教育；王佩瑾（1965—），男，專(zhuān)科，工程師，從事壓力容器設(shè)計(jì)工作。