一种具有超大装车能力的快速定量装车站和方法与流程

本发明涉及一种具有超大装车能力的快速定量装车站和方法，是一种货物运输系统和方法，是一种列车散装货物的自动化装车系统和方法。

背景技术：

对于现有装车站技术来说，提高装车站装车能力的简单方式为，增加缓冲仓、定量仓的容量，并提高各个闸门的运动速度，从而提高装车能力。但缓冲仓和定量仓的容积不能无限制的增加，当达到一定极限后，再增加容积也无法提高装车能力，同样的是，闸门的速度也有一定极限，不能随意的增加。到目前为止，现有的这种缓冲仓-定量仓范式的列车装车站的各仓容积已经基本上到达极限，闸门的速度也差不多达到极限，再通过增加仓室容积和提高闸门速度来提高装车能力，已经很难达到目的了。但是面对更大容积的车厢，如何在不大量增加成本的前提下，提高自动化装车速度，在更短的时间内将车厢装得更满，是摆在装车站设计人员面前的重要课题。

技术实现要素：

为了克服现有技术的问题，本发明提出了一种具有超大装车能力的快速定量装车站和方法。所述的装车站和方法通过增加一个小缓冲仓的方式，并调整了装车过程的时序，以很低的成本，实现了装车能力的增加。

本发明的目的是这样实现的：一种具有超大装车能力的快速定量装车站，包括：钢结构塔架，所述的钢结构塔架由上往下依次设置：皮带机头、缓冲仓、缓冲仓配料闸门、定量仓、定量仓卸料闸门、装车溜槽、溜槽闸门，所述的定量仓卸料闸门与装车溜槽之间设置小缓冲仓。

一种使用上述装车站的装车方法，所述方法的步骤如下：

步骤1：开启的步骤，开启皮带机向缓冲仓中不断的输入散装物料，并在缓冲仓中堆积至少超过定量仓容积一半的物料；

步骤2：定量仓配料的步骤，开启缓冲仓配料闸门对定量仓配料，直至达到计划的货物量后关闭缓冲仓配料闸门；

步骤3：准备装车的步骤，在车厢前端到达装车位之前开启定量仓卸料闸门，物料进入小缓冲仓和溜槽中；

步骤4：装车的步骤，车厢前端达到装车位，溜槽伸出并开启溜槽闸门，将物料倾泻如车厢中；

步骤5：判断的步骤，定量仓中的物料全部进入小缓冲仓和溜槽中，定量仓卸料闸门关闭，并检测是否为最后一节车厢，如果“是”则进入等待下一列车装车状态，如果“否”则回到步骤2，准备下一节车厢的货物量装料；

步骤6：小缓冲仓卸料的步骤，小缓冲仓中的物料继续通过溜槽倾泻入车厢中，步骤5和步骤6同时进行；

步骤7：单节车厢装车完成的步骤，小缓冲仓完成卸料，关闭溜车闸门，确认是否为最后一节车厢，如果“是”则停止装载过程，如果“否”则回到步骤3。

本发明产生的有益效果是：本发明通过在定量仓和溜槽之间设置一个小缓冲仓的方式，在溜槽和定量仓出口之间增加了一个缓存空间，加快了卸料。传统的装车站的缓冲仓的卸料必须符合列车通过装车站的速度，这样势必减缓了定量仓的卸料时间，以致延误了下一次定量仓配料时间。本发明通过将定量仓中的物料快速的卸入小缓冲仓中，然后关闭定量仓闸门进入下一次定量仓配料。小缓冲仓以符合列车通过装车站的速度卸料，通过将定量仓配料时间与小缓冲仓卸料时间重叠的方式抢出十几秒钟的时间，也就是将每个车厢的装车时间减少十几秒钟，极大的提高了装车效率。而增加小缓冲仓只需要很低的成本，装车站的主体结构可以不做大的改动，就可以实现增加装载能力。特别是在一些已经建成的装车站，以增加小缓冲仓的形式，经合理的改造后也能适应更大容积的车厢，达到增加装车能力的效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的实施例一所述装车站的结构示意图；

图2是本发明的实施例二所述方法的流程图；

图3是本发明的实施例二所述的使用举例中的装车时序图。

具体实施方式

实施例一：

本实施例是一种具有超大装车能力的快速定量装车方法，所述方法所使用的装车站包括：钢结构塔架1，所述的钢结构塔架由上往下依次设置：皮带机头2、缓冲仓3、缓冲仓配料闸门4、定量仓5、定量仓卸料闸门6、装车溜槽7、溜槽闸门8，所述的定量仓卸料闸门与装车溜槽之间设置小缓冲仓9，如图1所示。

图1中只是简单的示意性的画出了装车站的简图，实际情况要复杂得多，还包括液压和电控系统等。

钢结构塔架是装车站的主体，跨在铁轨上，列车的车厢10从钢结构塔架底部穿过。钢结构塔架为多条竖向支撑结构固定安装在地面，多条横梁和交叉钢梁，形成复杂的钢结构支撑系统。刚结构钢塔架的顶部则安装皮带机的机头，将料仓中的散装物料——商品煤输送至缓冲仓中。

所述的各个闸门可以是摆动门，也可以是平板闸门，或其他形式的闸门。所述的溜槽可以是伸缩闸门，也可以是摆动溜槽。

本实施例的关键在于设置了小缓冲仓。通过设置小缓冲仓，将部分定量仓中的物料临时放在小缓冲仓中，使定量仓能够空出时间进行配料，提高了装车能力。为使小缓冲仓有足够的空间容纳定量仓卸出的物料，小缓冲仓的容量大约为定量仓的1/4~1/2，或相当于溜槽充满物料的容量。小缓冲仓的形状为漏斗形，可以是圆台形或棱台形漏斗。

实施例二：

本实施例是一种使用上述装车站的装车方法。所述方法的具体步骤如下，流程图见图2：

步骤1：开启的步骤，开启皮带机向缓冲仓中不断的输入散装物料，并在缓冲仓中堆积至少超过定量仓容积一半的物料。

本步骤是向缓冲仓配料。当皮带机开启的时候，缓冲仓配料闸门、定量仓卸料闸门、溜槽闸门均在关闭状态，这一点是不言而喻。缓冲仓的容量通常较大，一般是定量仓的一倍左右，以确保为定量仓提高充足的物料，而不至于断流。

步骤2：定量仓配料的步骤，开启缓冲仓配料闸门对定量仓配料，直至达到计划的货物量后关闭缓冲仓配料闸门。

本步骤是向定量仓配料。对定量仓配料的过程也是不断称重的过程，通过定量仓的称重传感器对进入定量仓的物料量进行监控，并确保达到装料量的时候准确的关闭闸门。通常采用梯次关闭闸门的方式，即在即将达到装料量的时候，即开始逐步的关闭闸门，随着闸门的逐步关闭，进料量减缓，以达到精确控制进料量的目的，当最终达到货物量时闸门快速关闭，以精确的获得货物量。在装载列车的第一节车厢之前，定量仓应当已经完成配料，做好装车的充分准备。

步骤3：准备装车的步骤，在车厢前端到达装车位之前开启定量仓卸料闸门，物料进入小缓冲仓和溜槽中。

本步骤是使定量仓中的配料预先进入溜槽中。即便没有小缓冲仓，定量仓卸料闸门到溜槽出口还有一段距离。传统的装车站无法将车厢装满的问题就出现在这里。传统的装车站，在车厢到达装车位的时候，定量仓配料闸门开启，这时物料从定量仓卸料口流出，经过溜槽再进入车厢，在这段时间里车厢已经向前运行了一段距离，而这段距离的车厢中不能充足的装满物料，出现了车厢前端的装料空档。本步骤则在这个地方进行改进，即在溜槽出口处设置了溜槽闸门，当车厢前端还没有达到装车位的时候，开启定量仓卸料闸门，将物料现行卸入小缓冲仓和溜槽中，也就是说在溜槽闸门前先行充分物料，当车厢前端到达装车位时，溜槽伸入车厢并开启溜槽闸门后，堆积在溜槽闸门后的物料立即倾泻入车厢中，保证了将物料充满整个车厢前端，避免了车厢前端的装料空档。

所述的装车位是指溜槽倾泻物料的位置，这个位置是固定的，而车厢是移动的，物料不断的倾泻在不断前行的车厢中，形成物料在车厢中的堆积。

步骤4：装车的步骤，车厢前端达到装车位，溜槽伸出并开启溜槽闸门，将物料倾泻如车厢中；

通常情况下溜槽在不卸料时是收起的，而装料是则伸出，探入车厢中，并在装车过程中溜槽不断的微调，以达到使物料充满车厢的目的。在车厢前端到达装车位的时候，溜槽要先行伸出，探入车厢中，但这个过程时间极短，只要合理的把控时间，摆动型溜槽或伸缩溜槽都能够十分精确的躲过车厢的前帮板，进入车厢并卸料。

步骤5：判断的步骤，定量仓中的物料全部进入小缓冲仓和溜槽中，定量仓卸料闸门关闭，并检测是否为最后一节车厢，如果“是”则进入等待下一列车装车状态，如果“否”则回到步骤2，准备下一节车厢的货物量装料；

步骤6：小缓冲仓卸料的步骤，小缓冲仓中的物料继续通过溜槽倾泻入车厢中，步骤5和步骤6同时进行；

这是两个步骤平行运行的状态，一个状态是：定量仓清空，并关闭定量仓卸料闸门，再开启缓冲仓配料闸门，对缓冲仓配料。另一个状态是：小缓冲仓继续向车厢内卸料。

这两个步骤是提高装车能力的关键。传统的装车站只能按部就班的将物料从定量仓中倾斜入车厢中，再进行下一车厢的配料。为了能够按时将定量仓中货物量配齐，传统装车站只能将经过的列车车速有意控制在较低的水平，这明显的降低了装车能力。这就是所谓列车运行速度和定量仓配料速度的矛盾。传统的做法是尽量加快定量仓配料时间，以提高列车运行速度，进而提高装车能力。但定量仓的配料时间是有极限的，不能无限制的提高，所以定量仓的配料时间成了装车能力的瓶颈。

本实施例采取了另一个思路：以并行方式将列车运行速度和定量仓配料速度的矛盾化解，具体过程如下：

在定量仓和溜槽之间设置小缓冲仓。在定量仓卸料的过程前半时，料流通过小缓冲仓和溜槽进入车厢，定量仓进入小缓冲仓的料流速度较大，溜槽进入车厢的料流速度相对小一些，这样在定量仓中形成了一定的物料堆积。也就是说，溜槽进入车厢的料流速度配合列车行进的速度，而定量仓进入小缓冲仓使定量仓的料流以尽快的速度进行。当定量仓中的物料清空后，立即关闭定量仓卸料闸门，缓冲仓开启配料闸门，对定量仓进行配料。在定量仓配料的同时，小缓冲仓中堆积的物料继续以与车速配合的速度向车厢中卸料。通过这种并行方式，将定量仓的配料时间挤出，每个车厢装车可以争取出十几秒钟的时间，这十几秒钟十分重要，能够将装车能力从5500t/h提高到9000t/h，提高幅度超过1/3。

步骤7：单节车厢装车完成的步骤，小缓冲仓完成卸料，关闭溜车闸门，确认是否为最后一节车厢，如果“是”则停止装载过程，如果“否”则回到步骤3。

以装载每节108吨车厢的列车为例说明本实施例所述方法的装载能力：

要提高装车站的装车能力，需要相应的缓冲仓、定量仓、闸门等一系列设备相应增大，但并不意味着增大之后就能保证达到9000 t/h。

装车站的装车能力9000 t/h：

t/s

即装车能力为2.5 t/s，按照每节车厢装108 t计算，

s

两节车厢之间有空当，过空当的时间约为3.2 s，这样每个装车循环为43 s，除去过空当时间3.2 s，每节车厢的装车时间为40 s。

打开缓冲仓全部闸门开始配料2 s，定量仓配料8 s，4 s内梯次关闭缓冲仓全部闸门，打开定量仓闸门开始卸料2 s，2 s内定量仓卸料闸门关闭，定量仓卸料闸门关闭后小缓冲仓内的物料可以继续卸料6 s，溜槽内的物料可以继续卸料6 s，2 s内留仓闸门关闭，过空当3 s过程中，开始打开定量仓闸门开始卸料，以此类推。

实际上配料所用时间：

s

完成一节车厢108 t装车的时间：

s

如果没有小缓冲仓，如果要在40 s完成一节车厢108 t装车，那么定量仓配料的时间为：

s

这样的话是不能满足要求。

以装载每节80 t车厢的列车为例说明传统装车站的装车量，装车能力5500 t/h，计算得配料所用时间14 s，每节车厢的装车时间为46.4 s。

最后应说明的是，以上仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳布置方案对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案（比如装车站的形式、小缓冲仓的形式、步骤的先后顺序等）进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。