[其他]减小立筒库中圆周应力的装置

说明书

本发明涉及一种在贮存粮食或其它粒状固体的立筒库中减小园周应力的装置和方法。

在卸料动力学被完全理解之前建造的许多立筒库，都是按静载荷设计的。但是，当打开卸料阀门并且物料开始流动时，物料施加到立筒库墙上的压力将增大约为2.5倍。

卸料阀的打开意味着拆去了立筒库上部物料垂直方向上的垂直支撑，这时应力场由“波峰”变化到“波谷”，即主要应力线分布由垂直或近似于垂直变为拱形曲线。

“拱形”应力分布在向上偏斜的园锥区域内，在这个园锥区域与立筒仓壁的交叉点上，大量的横向分力在立筒仓壁上产生很大的园周应力。这个应力超过此处所受的静应力的2.5倍。这样大的应力经常引起过载和立筒库壁的破坏。

一个立筒库的替换费用是过高的，本发明的主要目的是提供对立筒库的改进，从而能够充分地减小园周应力。

有几种方法可用来加固直立筒库的园柱壁，一种广泛应用的方法（但并不全是这样）是凸出部分的维修，即使是这样也是很昂贵的。第二种可选择的方法是仅在一组立筒仓中的外部壁的外部表面上使用外部带条，但是，这种方法比局部凸出部分的维修成本要高几倍。另一种经过考验的方法是把钢衬垫以螺旋式焊在立筒仓内，使它位于混凝土壁的内表面，但这种比加外部带条更昂贵。另一种可选择的方法（与本发明无关）是使用混凝土衬垫，把混凝土衬垫衬在旧壁内整个高度上，但这种方法的成本太昂贵以致于不可应用。

本发明的任务是提供一种改进方法，它既经济又实用。

这个问题已经成为各种研究的课题，下面是有关的参考资料：

（a）P、C阿目德（Armold），A、G穆克礼恩（Mcleam）和A、W诺勃特斯

散装固体：贮存，装卸和输送

Tunra散装固体装卸研究学会

（b）A、W杰尼科（Jenike），散装固体的自流，

BULLETLN    108，尤达哈大学工程实验中心

（c）M、&A、瑞姆勃特（Riemhert）

立筒库：理论和实践

学报技术刊物，1976。

（d）R、F瓦娜（Wauner）

混凝土结构的加强，加固和维修

国际桥梁和结构工程学会综述S17/81

（e）A、瑞姆勃特，美国专利4372，466。

人们的注意力都集中到瑞姆勃特（Rienkert）提出的“抗动载荷管道”的中心管道上。它使用一条在其长度上含有许多孔的管道，安装在立筒库的中心并且延伸到立筒库的整个高度上，由固定在立筒库壁上的拉线支撑。在原理上，管道和孔眼用来保证靠近管路表面的粮食流入管道，这样从立筒库的顶部向下排空物料。这种方法不会发生成批物料的流动，同时也不会相对于立筒库壁产生交变应力。虽然它有可行性的理论，但仍会出现很多实际问题。小孔眼容易遭到堵塞，从而引起不平衡的流动，反过来在管道上产生大的横向力，有使管道毁坏的可能。如果管道平面低于靠近的自由物料面，物料流入管路就可能发生，因此在立筒库内将会产生大量物料的流动。

瑞姆勃特（Reimkert）的美国专利4，372，466也公开了一种使用其管上设有孔的中心管道（5），在立筒库的其它部分单独装阀。虽然这种布置易于高效使用，但它还不能正常使用，例如，在第一卸料口（3）打开之前，打开第二卸料口（4），这种布置是不可能实现的，很大的应力可能会传到立筒库壁上去。

很多立筒库的高度与直径的比值大约为3。只有这个比值超过约1.5时（取决于使用的粮食和它的水份含量）圆周应力才增大，本发明的目的是寻找一种解决过大的圆周应力的方法，就是假设把立筒库按顺序分成几个设想的立筒库。

在本发明中最主要是立筒库圆周应力的减小是由装在立筒库底部处的端部开口管道完成的，具有端部开口的管道壁上有孔眼和节流阀（或调节阀），孔眼靠近立筒仓的底座并且允许粒状物料进入，节流阀在孔眼的下部用来限制物料的流动，因此，当立筒库开始卸料时，所有被卸物料都必须通过管道的上端向下流径管道，物料流出立筒库，还常需通过管道底端部的阀门装置和节流阀。在初始的卸料过程中，管道孔下部的节流阀用来保证充满管道并且使立筒库中的粒状物料不通过管道上的那些孔。

更具体地说，本发明包括立筒库中圆周应力的装置，这种立筒库有一个直立园柱形壁，立筒库内有一个上端开口的卸料管，卸料管装在立筒库的中心位置上，从它的基座向立筒库的顶部垂直延伸，在管道底部的壁开有管孔，这些孔与管道的中心垂直轴线对称，一个节流阀装在孔的下面阻止物料流过管道，在节流阀下部的管道底部装有阀门装置，上述园柱立筒库库壁上的支撑装置支撑着管道的上端。