Металлические зернохранилища

Мiнiстерство освiти i науки ОНАПТ

Реферат

НА ТЕМУ: МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЗЕРНОХРАНИЛИЩА

Выполнил: Чумак А.А.

ГР — ТМ _21Б Поверил: Кац Анфиса Карповна Одесса 2012

План металлический зернохранилище силос

1) ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

2) ВОПРОСЫ СОХРАННОСТИ ЗЕРНА

3) ПРОЕКТНЫЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

4) МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЗЕРНОХРАНИЛИЩА ЗА РУБЕЖОМ

5) КОМПОНОВКА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СИЛОСОВ. СПОСОБЫ ИХ ЗАГРУЗКИ ЗЕРНОМ И ВЫГРУЗКИ. ВЕНТИЛИРОВАНИЕ ЗЕРНА

6) ОСНОВНЫЕ ОТЛИЧИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СИЛОСОВ ОТ ДРУГИХ И НАПРАВЛЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ Литература

1) ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Важным направлением технической политики в элеваторной промышленности признано строительство металлических силосов. Сооружение их, наряду с расширением строительства железобетонных элеваторов должно позволить быстрее ликвидировать имеющийся дефицит вместимости.

Применение металлических силосов дает много существенных преимуществ по сравнению с монолитными железобетонными: возможность заводского изготовления конструкций, меньшую массу, простоту транспортирования, в том числе на большие расстояния, простоту и небольшую трудоемкость монтажа, возможность создания герметичных емкостей, что особенно ценно для борьбы с вредителями зерна путем газации, а также для хранения; зерна в среде инертного газа, позволяющего длительное время поддерживать хорошее состояние зерна. Для металлических силосов применяют сталь (обычно оцинкованную, иногда нержавеющую), алюминиевые сплавы (обычно для небольших силосов).

Однако эти силосы имеют и недостатки: П высокую теплопроводность стен и крыши;

? конденсацию влаги на внутренних стенах, что вызывает по-, требность в устройстве теплоизоляции стен и крыши или, организацию аэрации силоса;

п коррозию металла под воздействием определенных химических веществ из хранящейся массы;

необходимость в периодической окраске;

увеличенные горизонтальные давления на стенки при выпуске зерна из силоса вследствие минимального трения его о стенку.

При опорожнении необходимо поступление достаточного количества воздуха в силос, иначе возможно сжатие оболочки силоса за счет вакуума, образующегося внутри нее.

2) ВОПРОСЫ СОХРАННОСТИ ЗЕРНА Исследования, проведенные ВНИИЗ в 1974;1980 гг. в различных зонах страны, показали, что металлические силосы удовлетворяют требованиям технологии хранения зерна, предъявляемым к зернохранилищам. В них надежно сохраняется сухое охлажденное зерно (с влажностью не более 12−13%). Для обеспечения лучшей сохранности зерна признано необходимым проводить вентилирование силосов. При проведении активной вентиляции на внутренней их поверхности наблюдается интенсивная конденсация влаги, которая попадает на зерно и увлажняет верхний слой. Для ослабления этого процесса необходимо удалять влажный воздух из свободного пространства силоса (вентилятором) через специальные выходные решетки. Для предупреждения конденсации влаги на металлических стенках и самосогревания зерна, прилегающего к ним, наружные стенки силосов покрывают алюминиевым составом, отражающим солнечные лучи, благодаря чему они нагреваются минимально. Для этой же цели стенки силосов делают в отдельных случаях двойными, заполняя пространство между ними теплоизоляционным материалом.

3) ПРОЕКТНЫЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ В настоящее время в стране разработано несколько проектных предложений по металлическим силосам. В качестве основной принята цилиндрическая форма силосов.

Оптимальной высотой принято считать такую, при которой нагрузка на пол от толщи зерна не превышает несущей способности грунта, обычно равной 1−1,5 кг/см2, что соответствует высоте до кровли 15−20 м. По условиям компоновки с рабочим зданием желательно иметь высоту силоса, равную высоте силосной части элеватора. Такое решение, кроме конструктивных затруднений, связанных с обеспечением устойчивости стены оболочки, в большинстве случаев затруднено по условиям производства работ. Нагрузка от массы сыпучих материалов, передающаяся на стены, требует специальных конструктивных мероприятий для обеспечения устойчивости стен (установка ребер жесткости, устройство гофр, увеличение толщины стены, снижение высоты силоса). Обеспечение устойчивости — один из определяющих факторов при проектировании металлических силосов, от которого зависит расход материалов. В силосах может возникать неравномерная загрузка при внецентровом расположении загрузочных и разгрузочных люков или при односторонней выгрузке остатков зерна в силосах с плоским днищем. При больших диаметрах силосов эта неравномерность существенно влияет на работу силосной оболочки.

Работа металлического силоса зависит и от температурного воздействия. В результате резких колебаний температур в металле происходит постоянная смена напряжений. Исследования показали, что при температурном перепаде 80 °C (40°С летом и -40°С зимой) требуется двойной расход стали (независимо от размеров силоса).

Диаметр силоса, при использовании его для расширения элеватора, должен быть равным диаметру силосов или ширине силосного корпуса, с которым будет блокироваться. Это позволит избежать устройства поперечных конвейеров.

При возведении металлических силосов отпадает необходимость устройства сплошной фундаментной плиты. Вертикальное давление зерна на днище силоса передается через специально подготовленное основание непосредственно на грунт, а нагрузка от стен — на кольцевой фундамент, решенный в монолитных или сборных железобетонных конструкциях. В некоторых случаях целесообразно применять кольцевой свайный ростверк.

Кровлю металлических силосов выполняют в виде конического купола с опиранием на стены и в некоторых случаях на центральную стойку.

Рассмотрим некоторые проектные предложения.

Проектное предложение Джамбульского технологического института легкой и пищевой промышленности. Металлический силос может быть использован как для привязки к существующим элеваторам или СОБ, так и для создания самостоятельного элеватора. Силос запроектирован с конусным днищем и установками для активного вентилирования зерна.

Представленный на рис. 1 силос имеет следующие характеристики:

объем — 9049 м³;

вместимость цилиндрической части — 6787 т;

вместимость верхней конической части — 615 т; П общая вместимость (Е) — 7402 т.

Силос изготовляется из стальных колец высотой 1 м на сварке. Толщина стенок колец точно определена и меняется в зависимости от номера кольца (отсчет снизу): № 1−2 — 8 мм; № 3−7 — 7 мм; № 8−11 — 11 мм; № 12−13 — 5 мм; № 14−16 — 4 мм; № 17−20 — 3 мм.

На рис. 2, а представлена аналогичная конструкция силоса, но с днищем из сборного железобетона.

Конструкция кровли силоса шатровая висячая бескаркасная, опирающаяся на центральную стойку, оканчивающуюся вверху зонтом, к которому крепятся листы кровли и на который опирается галерея или конвейер.

Покрытие кровли (лист толщиной 2 мм) работает на растяжение и, как показывает расчет, имеет 3-, 7-кратный запас прочности.

Фундаменты из монолитного железобетона или свайные предусматривается устраивать только под стенками и центральной стойкой. Удельная стоимость и удельный расход стали для емкостей диаметром более 18 м практически постоянные. При этом удельный расход стали в них на 20−30% меньше, чем в железобетонных силосных корпусах элеваторов.

Исследования, проведенные в институте, показали, что наивыгоднейшие параметры таких стальных емкостей: диаметр 18 м и более (24, 30, 36 м), высота стены — 10−18 м Рис. 1

Проектное предложение Джамбульского технологического института легкой и пищевой промышленности:

1 — фундамент кольцевой трапецеидального сечения; 2 — центральная решетчатая стойка из < 500×50×5 (сеч. 1×1 м); 3 — зонт; 4 — висячая кровля; 5 — нижняя галерея; в — навес над разгрузочным механизмом Рис. 2

Стальные цилиндрические силосы:

а — проектное предложение Джамбульского технологического института легкой и пищевой промышленности; б — проектное предложение ЦНИИпромзернопроекта Рис. 3

Металлические силосы:

а — конструкции ГосНИИсредазпромзернопроект;

б — конструкции ЦНИИпромзернопроект Рис. 4

Металлический силос ш18 м, возводимый методом рулонирования:

а — продольное сечение; б — поперечное сечение силоса Проектное предложение ЦНИИпромзернопроект для привязки к элеватору (см. рис. 2, б и 3 б). Стены силоса выполнены из колец высотой 1,5 и 3 м, сваренных из листовой стали. Толщина листов меняется от 10 мм внизу до 6 мм в верхней части стены силоса. Сопряжение колец между собой осуществляется с помощью сварки через кольцевую стальную пластину-накладку. При точном изготовлении кольца возможна сварка встык без накладки. Толщину стен можно уменьшить, если применить центральную разгрузочную трубу.

Нижняя часть стенки укреплена вертикальными ребрами из угловой стали 100×100×7 мм. Стенка опирается на кольцевую стальную пластинку, заделанную в ребро фундамента.

Проектное предложение ГосНИИсредазпромзернопроект (рис. 3, а). Силосы заполняют зерном через верхнее отверстие, чем достигается лучшее использование геометрического объема.

Опорожняют через отверстия, расположенные по диаметру. В случае такого решения при выпуске зерна могут возникать несимметричные нагрузки на стенки силоса.

При горизонтальном днище, оставшееся после выпуска самотеком зерно (10−15%) выгружают обычно одним из следующих механизированных способов: самоходными машинами типа бульдозера, скребковыми и винтовыми конвейерами, укладываемыми на откос зерна; передвижными пневматическими установками.

Днища могут быть и коническими.

Металлические силосы, возводимые методом рулонирования (рис. 4, 5) и навивки (рис. 6, 7).

В настоящее время в нашей стране получили наибольшее распространение силосы, возводимые методом рулонирования и методом навивки. Методом рулонирования возводят отдельно стоящие силосы диаметром 15,2 и 18 м. Надземная часть решена в виде металлической оболочки с центральной трубчатой стойкой и конической кровлей, опирающейся на них. Для загрузки силоса используют надсилосные конвейерные галереи. Выгружают зерно самотеком на конвейеры в подсилосной подземной галерее, а его остатки — с помощью аэрожелобов через люки, расположенные в перекрытии тоннеля. Фундамент силоса состоит из двух железобетонных полуколец. Стены подсилосной галереи выполнены из бетонных блоков, перекрытие — монолитная железобетонная плита.

Толщина стены силоса (4—8 мм) изменяется по высоте через интервалы 1,5 м, равные ширине листов, из которых сваривают рулоны Рис. 6

Металлические силосы, возводимые методом навивки:

а — продольный и поперечный разрезы; б — конструкция днища; в — общий вид силосов; 1 — сборные железобетонные плиты; 2 — объемный элемент конвейерной галереи Рис. 7

Металлической силос ш 18 м, возводимый методом навивки:

а — общий вид; б — схема навивки; в — узел сопряжения металлических лент с колпаком, имеющим диаметр 2 м и выполняемым из листовой стали Центральная трубчатая стойка имеет в верхней части конструкцию в виде зонта, которая предназначена для опирания балок купольной кровли и конструкций верхних надсилосных галерей. Для опирания балок на стены силоса в их верхней части приварено опорное кольцо из уголка. Кровля — из 36 плоских трапециевидных щитов.

Металлическое зернохранилище поступает на строительную площадку укрупненными узлами. Стенки резервуаров — в виде сварных полотнищ, покрытия — сварными секторными щитами, кольца днища — отдельными сегментными элементами.

Применяют следующую последовательность работ: разметка кольца днища на фундаментном основании силоса, устройство бетонных рассекателей, укладка шпал в каналы аэрожелобов до уровня верхней фундаментной плиты, накатывание рулона-стенки на основание резервуара, подъем его с помощью крана в вертикальное положение, установка монтажной стойки, развертывание с помощью трактора рулона-стенки и установка щитов покрытия, устройство конусной части бетонных рассекателей, монтаж транспортного, технологического и электротехнического оборудования.

Установку силоса производит бригада из 5−7 человек, а максимальное количество рабочих, занятых на строительстве всего комплекса, — 20−25 человек Комплекс из четырех силосов может быть сооружен за 3—4 месяца. Капитальные вложения из расчета на 1 т вместимости ниже нормативных для железобетонных элеваторов.

Есть два типовых проекта для силосов:

1) ш 15,2 м; К = 12 м, Е = 1800 т;

2) ш 18 м; к = 11,9 м, Е = 2500 т,

где й — высота силоса.

Во многих странах, в том числе и в России, получают распространение металлические силосы, возводимые методом навивки. Суть метода заключается в формировании стен силосов из спиральной стальной ленты с соединением кромок путем загиба и запрессовывания в фальцевое соединение. Специальные машины отгибают кромки листов, а затем формируют фальцевое соединение, пропуская через систему парных валков. Толщина стены — 2−4 мм. Стальная лента, проходя через профилирующую машину, стыкуется с соседней по высоте, образуя спиральные выступающие ребра. Ленту рулонов в ходе навивки соединяют сваркой встык.

Спиральные ребра повышают устойчивость стены. Кроме того, в нижней части силосов для обеспечения устойчивости стен устанавливают вертикальные стойки.

Покрытие силоса решается в виде легкого конического купола, опирающегося на стены силоса. Купол собирают из трапециевидных элементов толщиной 1 мм, имеющих отбортовку. Эти элементы соединяют двумя кольцевыми трубами диаметрами 4,0 и 13,0 м, на которые укладывают направляющие элементы из оцинкованной стали толщиной 1,5 мм. Верхняя часть купола замыкается.

Верхние конвейерные галереи устанавливают на плоские металлические опоры, опирающиеся на стены силоса, усиленные в этих местах вертикальными стойками. Верхние галереи выполняют открытыми в виде пространственной фермы.

Строительство металлических силосов осуществляется, как правило, группами по 3−5 и более. Они привязываются к действующим или строящимся рабочим башням.

В практике строительства применяют типовой проект силоса с характеристиками: ш 18 м, Л = 15 м, Е = 3,0 тыс. т.

4) МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЗЕРНОХРАНИЛИЩА ЗА РУБЕЖОМ Металлические зернохранилища широко распространены в США, Канаде, ФРГ, Франции, Италии, Англии, Нидерландах, Чехии, Словакии, Венгрии.

В некоторых странах на долю металлических в объеме вместимости строящихся зернохранилищ приходится более 50%.

Металлические емкости отличаются большим многообразием форм, размеров, конструктивных решений. Применяют их для строительства небольших силосных корпусов элеваторов, расширения действующих элеваторов, а также в виде отдельно стоящих силосов.

Себестоимость металлических зернохранилищ сравнительно невысока благодаря использованию для их монтажа конструктивных элементов заводского изготовления, стандартных материалов и деталей, быстроте возведения при малых трудозатратах, а также из-за небольших транспортных расходов за счет полного использования грузоподъемности транспорта.

Материалы стен. Стены металлических емкостей изготовляются из листовой обычной или углеродистой стали без покрытия или с антикоррозийным покрытием (оцинкованной, эмалированной, с гальванизированным покрытием, покрытой лаком), а также из алюминиевых листов.

Металлические листы разного конструктивного исполнения: гладкие, волнистые, профилированные.

В Японии сооружают также комбинированные силосы, стены которых внутри стальные, снаружи бетонные, или наоборот. Они отличаются повышенной прочностью.

Форма силосов. Металлические силосы сооружают квадратной, прямоугольной, цилиндрической или многоугольной формы.

В одних случаях силосы имеют воронкообразные днища и монтируются на стальных опорах. Применение опор позволяет отказаться от строительства дорогостоящего фундамента. В других случаях металлические силосы строятся с плоским днищем, что обходится при изготовлении вдвое дешевле в расчете на 1 т зерна, и такие силосы на 4−10% вместительнее силосов того же диаметра, но с конусообразным днищем. Однако применение плоского днища при наличии центрального выпуска требует решения проблемы механизированной выгрузки зерна, остающегося на днище под углом естественного откоса.

Металлические силосы устанавливаются и на бетонном фундаменте. В случае если днище у силоса имеет воронкообразную форму, оно углубляется с фундаментом в землю.

В последнее время более экономичными признаны силосы цилиндрической формы.

Размеры металлических силосов. Размеры и вместимость силосов самые разнообразные в зависимости от их назначения, компоновки, местных условий.

В Германии для зернохранилищ с металлическими цилиндрическими силосами в качестве типового принят диаметр силоса, равный 5,7 м; в Чехии — 6 м; в Польше для двух типовых проектов зернохранилищ на 300 и 800 т — 3 м.

В США изготавливают квадратные силосы с размерами в плане 4,25×4,25 м; 2,5×2,5 м и др., цилиндрические силосы диаметром от 2,5 до 32 м. Таких же примерно размеров строятся силосы в Канаде, Англии. Во Франции — диаметром от 1,78 до 16 м. В Германии, Италии распространены силосы с небольшими размерами в плане. Высота силосов колеблется в основном от 2,5 м до 17 м, бывает и больше.

Предпочтение чаще отдают цилиндрическим силосам с плоским днищем и отношением высоты к диаметру в пределах 0,5−1. Объясняют это тем, что с возрастанием высоты силоса при постоянном диаметре резко увеличивается расход металла на единицу вместимости.

Вместимость одного силоса может быть от 30 т до 75 тыс. т.

Так, например, в портовом элеваторе (г. Порт-Картье) установлены металлические силосы вместимостью 10 тыс. т каждый. Вместимость всех установленных на элеваторе металлических силосов составляет 80 тыс. т. Эти силосы имеют диаметр 37 м, высоту цилиндрической части 14,4 м. Монтируют их из листов оцинкованной стали размерами 2400×1410 мм, соединяемых на болтах внахлестку. Все работы по монтажу восьми металлических силосов с установкой транспортерных галерей были осуществлены за три месяца.

В г. Моми (США, штат Огайо) при расширении элеватора было возведено 22 стальных силоса общей вместимостью 272 тыс. т. Размеры этих силосов: диаметр — 36,6 м, высота — 13,7 м. Конструкция цельносварная.

Канадская фирма «Сарри айен лимитед» изготавливает силосы под названием «Евросилос». Некоторые из них — это гигантские сооружения: диаметр их — от 50 до 80 м, высота — от 20 до 30 м и вместимость — от 750 т до 75 тыс. т.

Методы возведения металлических силосов. Конструктивные особенности силосов. В основном все металлические силосы, за исключением малых размеров, которые изготавливаются полностью в заводских условиях, монтируются на площадках из укрупненных блоков заводского изготовления.

В одних случаях сборные металлические элементы на строительных площадках собираются на болтах. При этом для герметизации швов иногда применяют пластмассовые неопреновые или иные прокладки. В других случаях панели или блоки силосов свариваются по поясам определенной высоты. Небольших размеров в плане силосы могут монтироваться на площадках из отдельных сварных или сборных колец.

Металлические силосы изготавливают с усилением жесткости стенок и без усиления. Жесткость повышается за счет приваренной уголковой стали по краям листов, соединяемых болтами. Ребра жесткости (вертикальные или горизонтальные) воспринимают боковые нагрузки. В некоторых случаях для повышения прочности в сило-сах предусматривают внутренние ребра жесткости или внутри силоса устанавливают дополнительные стяжки, изготовленные из горячекатаной стали. В США стены силосов большой высоты (около 15 м) иногда снабжаются ребрами жесткости г-образной формы из стального проката.

Для строительства силосов средних размеров обычно используют гофрированные металлические листы. Такие листы по сравнению с плоскими более прочны на разрыв и изгиб. Силосы из гофрированных листов армируют вертикальными стержнями, установленными снаружи (рис. 8). При необходимости теплоизоляции устраивают вторую стену, которую крепят к вертикальным стержням.

При сооружении силосов больших размеров (диаметр около 30 м) стены из гофрированных листов делают двойными. В этом случае внутренняя стена имеет вертикальные рифли, наружная — горизонтальные. Первая — воспринимает давление, возникающее при трении продукта о стенки, вторая — разрывные нагрузки массы продукта. Это придает стенам силоса повышенную жесткость, высокое сопротивление давлению и теплоизоляцию.

На рис. 9 представлено зернохранилище из многоугольных силосов. Стены таких силосов выполняются из плоских сегментов или панелей заводского изготовления. Стены должны оказывать сопротивление изгибу и растяжению, возникающим от воздействия массы продукта. Панели соединяются вместе с помощью полых вертикальных стержней, которые образуют общую раму силоса и передают вертикальные нагрузки на бетонный фундамент. После того как силос будет полностью сварен, полые вертикальные стержни можно заполнить бетоном, что повысит их несущую способность. Крышу силоса также собирают из рифленых металлических панелей, сваривая их между собой. Такая система сборки позволяет группировать силосы в корпуса. Чем больше силосов, тем меньше стоимость единицы вместимости, так как стены новых силосов примыкают к уже существующим. Применяются и другие способы сборки металлических силосов.

На рис. 10 а показана сборка сварной металлической конструкции силоса на месте с помощью центрального подъемника. Например, в Венгрии с помощью этого метода, называемого еще методом «подращивания», силос возводят так. После подготовки основания под силос по его периметру расставляют верхний ряд сегментов, закрепляют их и на нем монтируют крышу. По окончании монтажа шестью лебедками эту часть поднимают на высоту ряда. Затем устанавливают и закрепляют следующий ряд сегментов, стойки и силос опускают до упора на фундамент. Захватные приспособления лебедок переставляют вниз и силос вновь поднимают. Таким методом монтируют весь силос. При монтаже все стыки замазывают специальной мастикой, пластичность которой не теряется в диапазоне температур от -20°С до 40 °C. По окончании монтажа место опоры силоса на фундамент бетонируют для создания уплотнения, необходимого при активной вентиляции.

Бригада монтажников из шести человек собирает 6 таких силосов (марка их БН-600) в течение четырех недель

Трудоемкость монтажа силоса составляет 24 человеко-дня на 1 силос вместимостью 600 т без монтажа технологического оборудования.

Внешний вид силоса (вариант), собираемого по этому способу, показан на рис. 11. Обычно диаметр его от 3 до 37 м, высота — 15−20 м. Стены выполнены из оцинкованных волнистых листов с болтовыми соединениями. Толщина листов, в зависимости от габаритов силосов, колеблется от 1 до 6 мм. Силосы усиливаются вертикальными стойками.

На рис. 10, б показан способ сборки круглого силоса из стальных колец заводского изготовления на болтах.

На рис. 10, в приведена система Липп, представляющая собой спиралеобразную конструкцию из оцинкованной или нержавеющей стали. Корпус силоса изготавливается с помощью навивочной машины с роликами, которые непрерывно закрепляют сворачиваемую в спираль металлическую ленту, формируя самый корпус. Крыша и другие элементы собираются на земле и монтируются по мере готовности корпуса. Собранная конструкция с помощью подъемника устанавливается на место.

В швейцарской конструкции стальных силосов основным элементом являются листы волнистого профиля, пространство между которыми заливают бетоном после установки стенового элемента на место. По мнению швейцарских специалистов, эта конструкция на 10−20% удешевляет строительство по сравнению с железобетонными силосами, возведенными методом скользящей опалубки.

Во Франции и Нидерландах получили распространение квадратные и многогранные силосы из складчатых панелей (рис. 4.64, а). Форма силосов — правильный шести-, восьмиугольник или квадрат. Силосы собирают из панелей (листы толщиной 0,2−0,4 мм, шириной 2,0−2,6 мм), имеющих складчатый профиль, окаймленных вертикальными ребрами. Ребра соседних панелей стыкуют между собой на сварке. Общая высота таких силосов — 25 м.

Строят силосы из силосных воронок, расположенных по вертикали друг над другом (см. рис. 4.64, б). Такие силосы часто группируют в корпуса различного типа с образованием «звездочек» со вставкой вертикальных складчатых панелей.

Есть проекты силосов со стенами типа конических жалюзи, силосы с концентрическими стенами и со спиральными стенами (с внутренними отсеками винтообразной формы), показанными на рис. 12, в.

В Японии строят силосы, имеющие двойную стенку с воздушной прослойкой и облицовкой алюминием, что увеличивает теплоизоляцию стен.

В некоторых случаях строят целиком металлические элеваторы. Силосные корпуса этих элеваторов обычно состоят из 15 силосов диаметром 7,2 м с плоскими вставками, высота силосов 32 м. Их изготавливают из листовой стали с горизонтальными и вертикальными ребрами. Наружные стены имеют слой теплоизоляции с алюминиевой обшивкой. Рабочее здание элеватора размером в плане 8×19,3 м и высотой 45 м имеет каркас из прокатных профилей, ограждение из профилированных оцинкованных стальных листов со слоем теплоизоляции, покрытия с рифленым настилом по балкам.

Сборные элеваторы самотечного типа оригинальной конструкции изготавливает одна из канадских компаний. Вместимость элеваторов — 5, 6, 25 и 100 тыс. т. Силосы элеватора прямоугольного сечения наклонены к горизонту под углом 30 град. Монтируется из элементов лоткового типа длиной 7 м и высотой, равной половине сечения силоса, устанавливаемых в шахматном порядке. Уклон силосов обеспечивается колоннами разной высоты, заделанными в фундамент в виде свай.

5) КОМПОНОВКА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СИЛОСОВ. СПОСОБЫ ИХ ЗАГРУЗКИ ЗЕРНОМ И ВЫГРУЗКИ. ВЕНТИЛИРОВАНИЕ ЗЕРНА Компоновка металлических силосов. Металлические силосы могут использоваться как зернохранилища, скомпонованные в силосные корпуса с одно-, двухили более линейным однокрылым или двукрылым расположением силосов, с расположением силосов по кругу Металлические силосы могут использоваться в виде отдельно стоящих силосов.

Металлические силосы могут войти в комплекс существующего железобетонного элеватора с различной системой привязки к технологическому процессу. В этом случае высоту металлических силосов чаще принимают равной высоте существующих силосов.

В нашей стране и на Украине возведены металлические элеваторы, поставленные в свое время из Чехословакии. Внешний вид силосного корпуса такого элеватора показан на рис. 13.

Металлический элеватор состоит из рабочего здания, двух силосных корпусов вместимостью по 25 тыс. т. каждый, здания зерносушилки, пылевых бункеров, соединительных галерей. Элементы конструкций соединены в основном сваркой. Все сооружения элеватора обшиваются профилированными алюминиевыми листами.

Силосный корпус состоит из 18 круглых силосов диаметром 7,6 м. Силосы располагаются в ширину по 3 силоса, в длину — по 6, образуя 10 «звездочек» (4 силоса и стенки между ними образуют «звездочку»). Высота корпуса — 42,5 м, высота силосной части — 30 м.

Рабочее здание имеет 12 этажей, размеры в плане 29,5×8,4 м, высота 53,6 м. Стены рабочего здания из алюминиевого листа двойные, с прослойкой из минерального войлока.

Указанные металлические силосные корпуса могут быть привязаны и к рабочим зданиям элеваторов из железобетонных конструкций.

Способы загрузки и выгрузки. Загрузка силосов зерном производится ленточными или скребковыми конвейерами, установленными в надсилосной галерее (см. рис. 4.65) или самотеком с нории, установленной в норийной или рабочей башне (рис. 14)

Выгрузка зерна производится: а) из силосов с конусным днищем самотеком на ленточный или скребковый конвейер подсилосной галереи, если таковая предусмотрена, или при помощи самотечной трубы и шнека-подборщика;

б) из силосов с плоским днищем самотеком на подсилосный конвейер скребковый или ленточный. Остатки зерна удаляются с помощью скребковых конвейеров или шнеков или же с помощью аэрожелобов.

Рассмотрим варианты выгрузки зерна из металлического бункера одной из конструкций, применяемых в Венгрии.

По схеме, показанной на рис. 15, две трети зерна, находящегося в силосе, разгружается через вмонтированную трубу 2, установленную на двух стойках 2. Труба имеет отверстие 3 для очистки и отбора образцов, а также запорную заслонку-регулятор. Вдоль силосов расположен сборный конвейер 4 для перемещения зерна. Остаток зерна (одна треть от общей массы), не разгруженного через центральную трубу, выгружается с помощью шнека 5, расположенного под углом 35−37,5 град.

Шнек приводится в действие от электродвигателя посредством клиноременной передачи.

При наличии сборного конвейера силосы могут быть расположены в один или два ряда.

По варианту, показанному на рис. 16, выгрузка зерна производится через самотек на конвейер, установленный в подсилосной галерее.

Институт ГосНИИсредаз-промзернопроект предложил устройство для выгрузки остатков зерна без присутствия людей внутри силоса. Рабочими органами устройства являются 2 подвижные стрелы со скребками, которые, перемещаясь по поверхности зерна с помощью лебедок, установленных снаружи силоса, подгребают зерно к выпускным отверстиям.

Рис. 17

План металлического зернохранилища с аэрожелобами:

1−16 — аэрожелоба с воздухопроводящими патрубками; 17 — осевые вентиляторы; 18 — рассекатели; 19 — воздухопроводящие каналы Вентилирование зерна. Металлические силосы обычно оборудуются установками для активной вентиляции зерна с подачей воздуха через перфорированные трубы, перфорированное днище или специальные воздушные каналы.

Для вентилирования зерна применяют как холодный (атмосферный), так и подогретый в электрокалорифере воздух.

В России применяется так называемое аэроднище (аэрожелоба), принципиальное устройство которого показано на рис 17.

В металлическом зернохранилище имеются две самостоятельные секции (I и II, рис. 4.75), каждая из которых имеет по 8 аэрожелобов и самостоятельный воздухоподводящий канал (с сечением 900×600 мм), размещенный снаружи зернохранилища. Воздух для транспортирования зерна подается двумя вентиляторами Ц-4−70 № 12.

Для сбора и отвода пыли, образующейся во время разгрузки, над выпускными воронками внутри хранилища установлен отводящий коллектор, выполненный из металла в виде герметического короба.

В днище металлического зернохранилища указанного диаметра имеется 10 выпускных воронок и 16 аэрожелобов, расстояние между которыми равно 1450 мм Максимальная длина аэрожелоба — 6850 мм. В начале и в конце его установлены специальные фиксирующие задвижки, служащие для подачи воздуха в аэрожелоб и отвода его из аэрожелоба.

После выпуска зерна из хранилища самотеком через выпускные воронки на стационарный ленточный конвейер нижней галереи в воздухоподводящий канал вентилятором нагнетается воздух, при этом задвижки на входе и выходе аэрожелоба открываются. Воздух, проходя через чешуйчатое сито, приводит слой зерна в псевдосжиженное состояние и транспортирует его по всей длине, к выпускным воронкам на ленточный конвейер. При разгрузке зернохранилища могут работать все аэрожелоба.

Перед началом загрузки зернохранилища зерном фиксирующие задвижки в конце аэрожелоба должны быть закрыты.

Аэрожелоба могут применяться и для активного вентилирования. Принцип работы установки при этом следующий: открываются все фиксирующие задвижки в подводящих патрубках аэрожелобов обеих секций. После этого вентиляторами воздух нагнетается под воздухораспределительную решетку аэрожелобов и через выпускные щели для зерна выходит в вентилируемую насыпь. При этом фиксируемые задвижки на выходе должны быть закрыты.

Кроме аэрожелобов, для разгрузки зернохранилище оборудовано установкой для аэрации зерна, предназначенной для перевода хранящегося зерна на различные режимы хранения (весенне-летний и осенне-зимний периоды). Установка состоит из 4 осевых вентиляторов, 2 воздухоподводящих каналов и 14 рассекателей (по 7 с каждой стороны).

Воздухоподводящий канал выполнен из металла и установлен в днище металлического зернохранилища (по внутреннему периметру кольцевого фундамента). Размеры канала — 500×600 мм.

Рассекатели выполнены из листовой стали толщиной 4 мм или из бетона с углами наклона при основании 36 град, высотой 650 мм и расположены между аэрожелобами. Перфорированные площадки закрыты сверху чешуйчатыми ситами.

При необходимости металлические силосы могут быть оборудованы установками для охлаждения зерна.

В последние годы во многих странах, в том числе и в России, изготавливают в основном металлические силосы с плоским днищем на бетонном основании или с конусным днищем на металлических опорах. Из них можно формировать отдельные зернохранилища различной вместимости или силосные корпуса элеваторов. В проектах решаются вопросы приемки, хранения, досушивания, охлаждения и обеззараживания зерна, контроль его температуры и верхнего предельного уровня, отбора проб и выгрузки зерна. Несмотря на большое разнообразие типоразмеров, принципиальное конструктивное решение их одинаковое. На рис. 18 показано принципиальное устройство современного силосного корпуса на примере разработки фирмы RIELA.

Рис. 18

Принципиальное устройство современного силосного корпуса с металлическими силосами:

1 — площадка для обслуживания; 2 — нория; 3, 5 — лестница; 4 — площадка промежуточная; 6 — площадка для отдыха 7,9 — дверь входная; 8 — шнек обеговый; 10 — фундамент; / / — конвейер выгрузочный скребковый; 12 — каналы вентиляционные; 13 — задвижка выгрузочная; 14 — вентилятор; 15 — лоток для проведения технического обслуживания; 16,18 — датчики уровня зерна и контроля температуры; 17 — проветриватель; 19 — задвижка; 20 — конструкция несущая верхней галереи; 21 — конвейер скребковый загрузочный; 22 — галерея верхняя

6) ОСНОВНЫЕ ОТЛИЧИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СИЛОСОВ ОТ ДРУГИХ И НАПРАВЛЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ После краткого ознакомления с металлическими силосами появилась необходимость дополнить и более четко обозначить некоторые отличия их от других силосов, широко используемых в практике.

Металлические силосы отличаются более сложными конструктивными решениями. Для обеспечения устойчивости стен предусматривают установку ребер жесткости, устройство гофр, увеличение толщины стены, снижение высоты силоса.

Одним из определяющих факторов при проектировании металлических силосов является обеспечение устойчивости, на которую существенно влияет способ их загрузки и выгрузки. При внецентренном расположении загрузочных и разгрузочных люков или при односторонней выгрузке остатков зерна в силосах с плоским днищем может иметь место неравномерная нагрузка, что существенно влияет на работу силосной оболочки, особенно в силосах большого диаметра.

Работа оболочки силоса существенно зависит от температурного влияния. При охлаждении периметр силоса сокращается, зерновая масса уплотняется и сжимается, вызывая реактивное давление на стены. При резких колебаниях температуры происходит постоянная смена напряжений в оболочке. Для уменьшения местных напряжений сопряжение стены силоса с конической воронкой осуществляют посредством переходной поверхности (части сферы или части тора), а сопряжение стены с железобетонным днищем выполняют шарнирно-неподвижным.

Ограничивается применение самотечных конических выпускных воронок в силосах большого диаметра из-за больших трудовых затрат на их устройство.

Увеличение высоты силоса связано с решением ряда сложных вопросов, вызываемых конструктивными затруднениями, связанными с обеспечением устойчивости стены и усложнением производства работ.

При возведении отдельно стоящих силосов отпадает необходимость в устройстве сплошных фундаментных плит. Вертикальное давление зерна на днище силоса передается через специально подготовленное основание непосредственно на грунт, а нагрузка от стен — на кольцевой фундамент. По данным японских исследователей, нагрузка на фундамент от стального зернохранилища меньше на 30%, чем от железобетонного, так как масса стального зернохранилища вместе с железобетонным фундаментом составляет около 35% массы хранимого зерна, в то время как железобетонное хранилище по массе с зерном уравнивается. Обладая более высокой ударной вязкостью, металлические силосы являются более сейсмоустойчивыми. В случае разрушения их потери зерна неизмеримо меньше.

Проблемой, требующей постоянного внимания, являются поиски путей снижения влияния вертикальных сил от трения зерна на стены. Отечественными специалистами в этой области предложены следующие решения.

Возведение стен силоса в виде усеченного кверху конуса. Достоинства: снижение горизонтального и вертикального давления на стены, значит, уменьшение нагрузок на фундамент и существенное повышение устойчивости стены оболочки. Недостатки: уменьшение полезного объема силоса при той же площади его основания, усложнение изготовления и монтажа силосов.

Подвеска верхнего контура силоса к железобетонной опоре, устанавливаемой внутри силоса. В этом случае горизонтальная и вертикальная нагрузки от трения зерна на стены передаются на стену оболочки в виде растягивающих усилий, действующих во взаимно перпендикулярных плоскостях, а сжимающие вертикальные силы воспринимаются железобетонной опорой. Устойчивость оболочки повышается.

Для решения острой проблемы сокращения потерь зерна при хранении, серьезного внимания заслуживает массовое строительство металлических силосов в агропромышленном комплексе в виде отдельных мини-элеваторов и в составе зерноперерабаты-вающих мини-комплексов.

1) Вобликов Е .М. «Технология элеваторной промышленности» [Текст]: учеб. пособие .-С.Пб.:Лань, 2010 .-384 с.-Учебники для вузов. Специальная литература.-978−5-8114−0971−6

2) Боуманс Г. Эффективная обработка и хранение зерна [Текст] .-М.:Агропромиздат, 1991 .-608 с.-5−10−1 277−3

3) http://ventkanal.com/page.php?id=19