糧倉擋糧門的設(shè)計(jì)及改進(jìn)*

吳 瓊，張來林，俞春雷，苗 森，李志勇

（1.河南工業(yè)大學(xué)糧食和物資儲(chǔ)備學(xué)院，鄭州 450001；2.浙江倍特儲(chǔ)糧設(shè)備科技有限公司，浙江 紹興 312500；3.中國儲(chǔ)備糧管理集團(tuán)有限公司，北京 100089）

散裝是現(xiàn)代糧庫主要的儲(chǔ)糧方式。 散裝糧堆在倉內(nèi)堆放時(shí)， 會(huì)對(duì)倉壁及倉門產(chǎn)生巨大側(cè)壓力。 因此， 現(xiàn)有的散裝糧倉大門都由外門與擋糧門兩部分構(gòu)成：外門兼具隔熱氣密及防護(hù)作用，不承受糧堆的側(cè)壓力；擋糧門位于外門內(nèi)側(cè)，主要用于承受散裝糧的側(cè)壓力[1]。 倉門是糧食進(jìn)出倉房的通道，出倉時(shí)通常需花費(fèi)巨大的時(shí)間和人工勞動(dòng)才能清除擋糧門后的存糧把倉門打開，使人員與設(shè)備進(jìn)倉出糧，此項(xiàng)工作通常需要花費(fèi)近1 個(gè)工作日的時(shí)間， 尤其對(duì)倉內(nèi)無卸糧口的淺圓倉來講，則需要更長的時(shí)間。 因此，現(xiàn)有擋糧門存在著開門時(shí)間長、開啟不便等不足，嚴(yán)重影響了糧食的出倉效率。 如何快速簡便打開擋糧門一直是倉儲(chǔ)企業(yè)關(guān)心和亟待解決的問題。

1 擋糧門的演變

我國早期糧倉的倉容較小，裝糧少、堆糧低，所配套的倉門既小又窄， 一般在散裝糧倉倉門處使用多塊一字型擋板疊加形成簡單的擋糧板（圖1a），以抵御糧堆產(chǎn)生的側(cè)壓力。 隨著倉容量與裝糧高度增加，通過在擋糧板外側(cè)中間增加立柱（圖1b）、采用兩塊板構(gòu)成的三角形或弧形擋糧板形成三點(diǎn)支撐的穩(wěn)定受力結(jié)構(gòu)（圖1c）等方式增強(qiáng)擋糧板的強(qiáng)度。 隨著建倉技術(shù)的提高，大糧堆、厚糧層的高大平房倉、淺圓倉陸續(xù)出現(xiàn)，因擋糧板使用時(shí)暴露出拆裝不便、有安全隱患等不足，多節(jié)對(duì)開的擋糧門應(yīng)運(yùn)而生，替代了傳統(tǒng)的擋糧板。 隨著社會(huì)的發(fā)展和倉儲(chǔ)設(shè)施設(shè)備的發(fā)展，倉儲(chǔ)企業(yè)針對(duì)擋糧門打開時(shí)間長、清理門后存糧難等不足，陸續(xù)開發(fā)出底部門扇外開式、門板組合式、底部門扇提升式等改進(jìn)型擋糧門，使擋糧門的開啟更加簡單與快捷。

圖1 擋糧板

2 現(xiàn)有普通擋糧門的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

現(xiàn)有普通擋糧門一般為朝內(nèi)開啟、 多節(jié)對(duì)開結(jié)構(gòu)，由門框、門軸、分節(jié)式門扇、出糧口和拉緊裝置等部分組成（圖2）。 擋糧門關(guān)閉后可形成穩(wěn)定的三角形或弧形受力結(jié)構(gòu)，以承受糧堆巨大的側(cè)壓力，常用于大糧堆、厚糧層的場合，具有操作方便、安全性好等特點(diǎn)。

圖2 普通擋糧門

當(dāng)糧倉需要出糧時(shí)，需先打開倉房的外門，再打開擋糧門下部門扇上的出糧口， 使擋糧門后的糧食自流出倉。當(dāng)糧食自流停止后，擋糧門出糧口以上的幾節(jié)門扇可朝內(nèi)打開， 而帶有出糧口及以下的門扇由于擋糧門后呈倒錐面糧堆的阻擋， 只能采用人工或把小型出糧機(jī)抬進(jìn)倉內(nèi)用吸糧機(jī)等方式清除擋糧門后的存糧，才能將擋糧門完全打開，人員與清倉設(shè)備才能進(jìn)倉作業(yè)。 現(xiàn)有擋糧門的使用雖解決了擋糧板拆裝不便、存在安全隱患等問題，但仍存在糧食從出糧口自流結(jié)束后， 開啟擋糧門時(shí)清理門后存糧操作勞動(dòng)強(qiáng)度大、清理量多、工作效率低和時(shí)間長等弊端[2]。

3 擋糧門的改進(jìn)

為解決普通擋糧門打開時(shí)費(fèi)工耗時(shí)的問題，若設(shè)法使最下節(jié)門扇能打開， 則能大大提高出糧效率與減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，基于此，糧庫與廠家研發(fā)出多種打開最下門扇的改進(jìn)型擋糧門，達(dá)到縮短開門時(shí)間，減輕門后清糧工作量的目的。

3.1 下部門扇外開式擋糧門

下部門扇外開式擋糧門[3]的中上部與普通擋糧門相同， 不同點(diǎn)在于底部門扇為二折式外開式結(jié)構(gòu)（圖3），由門框、內(nèi)置門軸、內(nèi)開門扇、出糧口、外置門軸、內(nèi)開中間小扇、外開中間扇和鎖緊裝置等部件組成。還有在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的三折式外開擋糧門（圖4）， 它比通常的二折式外開擋糧門在操作時(shí)會(huì)更方便，但設(shè)計(jì)和使用時(shí)需注意：擋糧門內(nèi)堆放著具有巨大側(cè)壓力的糧堆， 一旦內(nèi)外折鉸鏈及門扇處結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不夠時(shí)， 就會(huì)使折疊處的門扇損壞導(dǎo)致糧食大量涌出，造成損壞擋糧門的生產(chǎn)事故。

圖3 外開式擋糧門

圖4 三折式外開擋糧門

在倉房開倉出糧時(shí)， 當(dāng)從出糧口自流的糧食停止后，擋糧門中上部門扇可朝內(nèi)打開，露出擋糧門下部外開式門扇的立面，此時(shí)用力內(nèi)推外開式門扇，使兩門扇的結(jié)合面錯(cuò)開，外開式門扇即可向外打開，人員與機(jī)械可進(jìn)倉出糧。使用下部門扇外開式擋糧門，可簡化糧食出倉作業(yè)，大大減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高出糧效率；但內(nèi)推門扇、使外開式門扇結(jié)合面錯(cuò)開的操作較為費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

3.2 門板組合式擋糧門

門板組合式擋糧門[4]的中上部與普通擋糧門相同，不同點(diǎn)在于底部門扇被擋糧板所替代（圖5）。

圖5 組合式擋糧門

在倉房開倉出糧時(shí)，當(dāng)糧食從出糧口停止自流，打開底部擋糧板上的清糧口， 使更多的糧食從擋糧門后流出，稍經(jīng)清理，擋糧門的中上部門扇及帶有出糧口的門扇均可朝內(nèi)打開。 此時(shí)底部擋糧板的立面露出， 用力內(nèi)推錯(cuò)開兩塊擋糧板的結(jié)合面， 同時(shí)朝上、朝外提起擋糧板，即可打開整個(gè)擋糧門，方便人員與設(shè)備進(jìn)倉出糧。 門板組合式擋糧門的使用可大幅減少原擋糧門開啟時(shí)清糧的工作量， 降低開門勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短開門時(shí)間，操作簡便。

3.3 下部門扇提升式擋糧門

下部門扇提升式擋糧門[5]的中上部與普通擋糧門相同，不同點(diǎn)在于底部門扇為提升式結(jié)構(gòu)（圖6），由門框、底段短門扇、上段短門扇、出糧口、導(dǎo)向限位機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向桿、升降桿和滑槽座等組成。

圖6 下部門扇提升式擋糧門

在倉房開倉出糧時(shí)，當(dāng)糧食從出糧口停止自流，擋糧門中上部門扇可朝內(nèi)打開， 露出擋糧門下部提升力式門扇立面， 此時(shí)開啟上段門扇上固定的升降驅(qū)動(dòng)與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，底段提升門扇使之上升，在擋糧門后還有厚糧阻擋的情況下，可全部打開擋糧門，方便人員與機(jī)械進(jìn)倉出糧。 下部門扇提升式擋糧門的使用可大幅降低人工清理門后糧食的勞動(dòng)強(qiáng)度， 提高生產(chǎn)效率，縮短開門時(shí)間，操作簡便，機(jī)械化程度高。

4 擋糧門設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)

擋糧門是倉房糧食進(jìn)出的主要通道， 尤其對(duì)倉內(nèi)地坪上無卸糧口的倉房更是其糧食出倉的唯一通道。 只有在阻礙擋糧門開啟的糧堆呈現(xiàn)一個(gè)倒置半圓臺(tái)狀凹陷時(shí)，擋糧門才能完全打開，使相關(guān)設(shè)備進(jìn)倉出糧。 由于擋糧門強(qiáng)度、所分門扇數(shù)、出糧口位置及尺寸大小等參數(shù)的不同， 會(huì)牽涉到擋糧門開啟難易程度、所用時(shí)間與操作安全等事宜，所以設(shè)計(jì)者不能掉以輕心。

4.1 擋糧門結(jié)構(gòu)堅(jiān)固

隨著物流快速發(fā)展，大糧堆、厚糧層的淺圓倉已成為目前建倉的主流倉型，出現(xiàn)了倉容超萬噸、堆糧高度超30 m 的超大倉房， 對(duì)倉房的擋糧門結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提出更高要求，需承受更高的糧堆側(cè)壓力。生產(chǎn)中曾發(fā)生過多起因材料強(qiáng)度不夠、 擋糧門變形坍塌使倉內(nèi)糧食涌出的儲(chǔ)糧安全事故（圖7），造成重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

圖7 損壞的擋糧門

將擋糧門設(shè)計(jì)成對(duì)開、多門扇、上下門扇為企口咬合的結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)擋糧門關(guān)閉后具有以下優(yōu)點(diǎn)：①兩門扇間形成緊密配合的穩(wěn)定受力結(jié)構(gòu)， 可增強(qiáng)擋糧門的強(qiáng)度；②避免漏糧現(xiàn)象發(fā)生；③上門扇不開、下門扇打不開，上下門扇互相借力形成一個(gè)整體，可提高操作的安全性；④兩門扇間用鎖緊絲杠鎖死，同時(shí)可作為開關(guān)擋糧門扇的爬梯使用， 方便操作并提高安全系數(shù)（圖2b）。

4.2 擋糧門上方需有頂罩

使用三角型或弧型對(duì)開擋糧門時(shí)， 需在門洞上方設(shè)置1 個(gè)斜坡頂罩（夾角＞30°）（圖8a），用以遮蓋擋糧門與倉壁間形成的間隙， 確保在倉內(nèi)行走的保管員安全，同時(shí)在糧食出倉時(shí)，保證頂罩斜坡上的糧食順暢流下，無殘糧存留現(xiàn)象。

圖8 擋糧門上的頂罩(a)與無頂罩(b)

在1998年新倉建設(shè)時(shí)，曾出現(xiàn)三角形或弧形擋糧板上方無頂罩、向上延伸至糧面的設(shè)計(jì)。裝糧后會(huì)在糧面上形成一個(gè)6 m 深洞，嚴(yán)重影響保管員的查糧安全，后在深洞上方加蓋板解決(圖8b)。此事說明建筑工藝設(shè)計(jì)與生產(chǎn)相結(jié)合的必要性與重要性。

4.3 合理確定擋糧門上的門扇數(shù)、出糧口位置和開口尺寸

平房倉和淺圓倉不同裝糧高度時(shí)打開擋糧門、從出糧口可自流及需清理門扇后殘余糧的數(shù)量見表1。 從中可看出，打開擋糧門、清除門后糧食并非易事，其快慢、難度與門扇數(shù)、出糧口位置及最下節(jié)門扇的開啟方式等有關(guān)。 因此，需合理設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)。

表1 打開擋糧門、需清理的糧食數(shù)量m3

4.3.1 擋糧門上的門扇數(shù)

為方便倉房的進(jìn)出糧操作， 通常將擋糧門設(shè)計(jì)成對(duì)開的4 節(jié)門扇結(jié)構(gòu)。根據(jù)進(jìn)出糧的進(jìn)度，逐扇打開或關(guān)閉擋糧門的門扇，以滿足實(shí)際作業(yè)的需要。圖9 的淺圓倉擋糧門分成兩節(jié)門扇， 當(dāng)下部門扇上的出糧口糧食自流停止后，門后還積存大量的糧食，擋糧門無法打開，只能隔著1.5 m 高的門扇朝外出糧，出糧勞動(dòng)強(qiáng)度大、擋糧門打開需要的時(shí)間長、出倉效率低。

圖9 不合理的門扇數(shù)

4.3.2 擋糧門上設(shè)置出糧口的位置及尺寸

從門扇上的出糧口出糧是打開倉房擋糧門的主要做法。進(jìn)行出糧口設(shè)計(jì)時(shí)，最佳出糧口的位置是讓自流而出的糧食通過溜槽直接流進(jìn)輸送機(jī)的落料斗中，這樣可大幅度減輕出糧的工作量。 通常產(chǎn)量50 t/h 帶式輸送機(jī)的接糧斗距地高度500 mm 左右，在擋糧門下部第二節(jié)門扇上設(shè)置出糧口， 出糧口底邊距地高度700 mm 左右， 可最大限度排除擋糧門后的積糧和裝入輸送機(jī)， 而以上門扇上無需設(shè)置出糧口。糧食自流停止后，設(shè)有出糧口的門扇后仍有糧食阻擋，因此門扇打不開。 為盡快打開擋糧門，還需在擋糧門最下門扇上設(shè)置一個(gè)清糧口， 可使更多的糧食從擋糧門后流出，有利于打開擋糧門的上面門扇。

出糧口尺寸通常設(shè)為400 mm × 300 mm， 與中型輸送機(jī)產(chǎn)量、人工配合的作業(yè)場景相適合。 圖10中出糧口高為100 mm，對(duì)厚100 mm 的糧門，出糧口偏小，出糧效率太低。

圖10 出糧口尺寸過小

從擋糧門的設(shè)計(jì)中， 也看出倉儲(chǔ)工藝設(shè)計(jì)與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合的重要性， 否則設(shè)計(jì)不出符合生產(chǎn)需求的好產(chǎn)品。

4.4 倉內(nèi)布置風(fēng)道不能影響擋糧門的開啟與關(guān)閉

一些進(jìn)出糧頻率低的糧庫，為節(jié)約建倉投資，淺圓倉未設(shè)計(jì)有地下輸糧通廊或架空結(jié)構(gòu)， 出倉完全參照平房倉從倉門處出糧的方式。因此，在選用風(fēng)道時(shí)須注意：①倉內(nèi)地上籠風(fēng)道會(huì)影響擋糧門的開啟，增加開啟擋糧門的難度與時(shí)間； ②糧食都從倉門處運(yùn)出， 糧堆內(nèi)埋設(shè)的地上籠風(fēng)道會(huì)降低出倉機(jī)械作業(yè)效率，延長糧食出倉時(shí)間，增加出倉成本。所以，在按平房倉出倉方式的淺圓倉內(nèi)， 只適合布置地槽風(fēng)道，而不是地上籠風(fēng)道（圖11）。

圖11 倉內(nèi)地上籠風(fēng)道布置不能影響擋糧門開啟

4.5 倉內(nèi)有卸糧口的倉房應(yīng)在擋糧門后設(shè)置卸糧口

對(duì)于架空或有卸糧通廊的淺圓倉內(nèi)有卸糧口，可在倉房擋糧門后增設(shè)卸糧口（圖12），或?qū)F(xiàn)有散裝樓房倉樓上廒間倉門外的卸糧口移至倉內(nèi)擋糧門后，可在打開擋糧門前，先通過擋糧門后的卸糧口最大限度排除門后的積糧,即可快捷打開倉門，縮短人員與清倉機(jī)械進(jìn)倉作業(yè)的時(shí)間。需注意，對(duì)擋糧門后有卸糧口的倉房， 由于阻礙擋糧門開啟的門后糧食已通過卸糧口排走，無需再用改進(jìn)型擋糧門。

5 總結(jié)

擋糧門是平房倉和落地式淺圓倉糧食出倉的主要通道， 做好擋糧門的設(shè)計(jì)對(duì)提高出糧工作效率至關(guān)重要。 隨著現(xiàn)有普通擋糧門在倉儲(chǔ)行業(yè)的廣泛使用，針對(duì)其使用過程中的不足，通過對(duì)最下節(jié)門扇的改進(jìn)， 在生產(chǎn)中可大幅減少原擋糧門開啟時(shí)清糧的工作量，降低開門勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短開門時(shí)間，提高了出糧效率。 在設(shè)計(jì)擋糧門時(shí)需注意：結(jié)構(gòu)要堅(jiān)固，門扇數(shù)、 出糧口位置和開口尺寸、 倉內(nèi)風(fēng)道布置要合理，以達(dá)到減輕工作量、縮短開門時(shí)間的目的。 在門后增設(shè)卸糧口可有效減少打開擋糧門所需時(shí)間，從而提高出糧效率。