阅读说明：本技术 一种筒仓无动力滚珠式防拱装置 (Silo unpowered ball type arch preventing device ) 是由 徐志军 张冉冉 程远浩 刘婷婷 原方 陈家豪 刘海林 杜乾 刘军 韩星 郭兆翔 于 2019-12-05 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种筒仓无动力滚珠式防拱装置。该防拱装置包括底座、卡槽、挡板、双头螺柱和滚珠五部分。底座沿筒仓深度方向安装在筒仓侧壁内侧,底座上端设置有凹形卡槽；卡槽中间设置有穿过滚珠圆心的双头螺柱,螺柱的两端穿过带孔的卡槽,在卡槽的外侧分别套上垫圈,拧上螺母,使双头螺柱与卡槽连接成一个整体。卡槽上端及下端均焊接有挡板,防止贮料和其他杂质进入卡槽；该防拱装置具有结构简单,安装方便,无需外部动力,卸料过程中仓壁与颗粒之间的摩擦力即外摩擦力,由滑动摩擦转变为滚动摩擦,其摩擦力减小。在此位置处,仓体内也就难以形成稳定的拱脚,进而降低动态压力,提高卸料的效率,实现绿色卸料。(The invention relates to a silo unpowered ball type arch prevention device. The anti-arch device comprises five parts, namely a base, a clamping groove, a baffle, a double-end stud and a ball. The base is arranged on the inner side of the side wall of the silo along the depth direction of the silo, and a concave clamping groove is arranged at the upper end of the base; the middle of the clamping groove is provided with a double-end stud penetrating through the circle center of the ball, two ends of the stud penetrate through the clamping groove with holes, the outer side of the clamping groove is respectively sleeved with a gasket, and a nut is screwed up to enable the double-end stud and the clamping groove to be connected into a whole. Baffles are welded at the upper end and the lower end of the clamping groove to prevent stored materials and other impurities from entering the clamping groove; the anti-arch device has the advantages of simple structure, convenient installation and no need of external power, and the friction force between the bin wall and the particles in the unloading process, namely the external friction force, is changed from sliding friction to rolling friction, so that the friction force is reduced. At this position department, the storehouse body just also is difficult to form stable hunch foot, and then reduces dynamic pressure, improves the efficiency of unloading, realizes green unloading.)

一种筒仓无动力滚珠式防拱装置

技术领域

本发明涉及一种预防筒仓内贮料在卸料过程中结拱的装置，特别是涉及一种无动力滚珠式防拱装置。

背景技术

对于筒仓卸料，仓体内贮料从卸料口正常流出是至关重要的。因为在卸料过程中，粮食结拱不仅阻碍正常的粮食运转和加工，而且易发生堵塞现象。更严重的是仓内结拱时可能会导致仓壁压力急剧增大，破坏仓体及仓内设施的稳定性，甚至威胁粮面工作人员人身安全。因此筒仓内粮食结拱问题必须引以重视。

筒仓卸料事故频发，主要原因是筒仓卸料时仓体内贮料反复形成粮食拱，拱脚作用处仓壁的卸料压力出现骤然增大造成的。在卸料过程中，贮料出现结拱现象时，粮食拱阻碍了以上部分贮料的流动。由于拱上方贮料重力和惯性力作用全部由拱来承担，导致与拱脚接触的仓壁产生了更大的动态压力。因此，设计一种防拱装置，来避免稳定拱脚的形成，以提高筒仓的安全度和有效使用率，是非常有必要的。

目前，破拱方法及装置有采用人工破拱、压缩空气破拱、加搅拌装置破拱和用气锤破拱等方式。但这些方法在实际工程中的应用存在一定的局限性，都无法较好地解决仓体内贮料结拱问题。针对于此，迫切需要研发一种能有效预防卸料过程中仓体内部起拱的新装置。

发明内容

本发明的目的，针对现有技术中存在的以上问题，主要提出一种滚珠式无动力防拱装置。防止由于在筒仓卸料过程中仓体内结拱而造成堵塞现象，进而导致筒仓侧壁压力骤然增大仓体破坏问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种筒仓无动力滚珠式防拱装置，包含底座、卡槽、双头螺柱、滚珠四部分。其主要的特征之处在于，所述滚珠底座的上端设置滚珠卡槽；所述卡槽中间设置有穿过滚珠轴心的所述双头螺柱，所述滚珠围绕所述双头螺柱进行旋转；所述滚珠由双头螺柱固定在滚珠卡槽左右两侧；所述卡槽上端及下端设置有防止在卸料过程中散体贮料和其他杂质进入卡槽的挡板；所述防拱装置沿立筒仓深度方向，成列分布在筒仓侧壁。

所述防拱装置的原理在于，对于谷物这样的颗粒性物质来说，粮食拱效应是一种常见的现象。在卸料过程中，贮料如果结拱，在结拱时贮料与仓壁达到相对平衡状态。即通过仓内贮料在自重的作用下发生相对移动，贮料在竖向应力作用下颗粒间的孔隙不断地被压缩，致使散体颗粒间相互楔紧，在一定范围内出现结拱现象。粮食贮料从整体上来说是各向均质性的散粒体，中心卸料的筒仓横向截面和纵向截面都相当于受轴向拉伸作用的横截面，这些面上均无剪应力，那么结拱形成的拱面是不能承受弯矩的，即拱面处弯矩为零。另外，贮料处于平衡状态时，需要筒仓侧壁有足够强度的拱脚支撑力，并且当散粒体发生微小转动，在新的位置上相互传递上部的竖向压力，但拱内压力传递不能发生空位现象。在筒仓侧壁上沿深度方向在圆形仓壁90度、180度、270度、360度分别布置四列无动力滚珠式防拱装置，一方面成列布置的滚珠，使即将成型的拱面局部失稳，破坏即将成型的拱面结构；另一方面，侧壁滚珠在贮料竖向应力作用下转动，即使滑动摩擦转化为滚动摩擦，减小仓内侧壁的摩擦，降低拱形成的可能性，从而达到防拱的目的。

所述防拱装置的有益效果在于，当打开卸料口开始卸料时，设置在仓壁上的滚珠在贮料重力作用下转动，此时仓体内贮料与仓壁的摩擦力由滑动摩擦转变成滚动摩擦。而筒仓卸粮过程中粮食颗粒与仓壁之间的摩擦力大小直接影响卸料的通畅以及结拱情况。这种无动力滚动式破拱装置在很大程度上降低仓体侧壁与颗粒之间的摩擦力，阻碍由于卸料过程中颗粒之间相互楔紧作用下拱的形成，进而达到降低动态压力的效果。

本发明的创新之处是，区别于现有的依靠人力或者震动破拱、压缩空气破拱、加搅拌装置破拱和用气锤破拱等动力方式的破拱装置及方法。所述装置为无动力滚动式防拱装置，依靠筒仓卸料过程中的惯性力，使筒仓内侧壁上的滚珠转动，颗粒与壁面的摩擦由滑动摩擦转变为滚动摩擦，其摩擦力减小。在此位置处，滚珠受外摩擦力作用不停地转动，仓体内也就难以形成稳定的拱脚，进而降低动态压力，提高卸料的效率，实现绿色卸料。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为剖面图

图2为俯视图

图3为装置详图；

图中 1.底座，2.卡槽，3.挡板，4.双头螺柱，5.滚珠。

具体实施方式

【实施例】

一种筒仓无动力滚珠式防拱装置，包括底座（1）、卡槽（2）、挡板（3）、双头螺柱（4）滚珠（5）。所述底座（1）底座采用不锈钢材质，剖面为梯形；所述卡槽（2）为底座上凹形的槽，卡槽中间设置有穿过滚珠圆心的双头螺柱（4），螺柱的两端穿过带孔的卡槽，在卡槽的外侧分别套上垫圈，拧上螺母，使双头螺柱与卡槽连接成一个整体；所述挡板（3）为不锈钢板，与卡槽（2）焊接在一起；所述滚珠（5）滚珠采用不锈钢材质，截面为圆形，滚珠直径的二分之一由双头螺柱支撑在卡槽内，当筒仓开始卸料时，滚珠受颗粒摩擦力在双头螺柱的支撑作用下转动。

参照图1，进行筒仓无动力滚珠式防拱装置安装时，在筒仓仓壁清理完成后，将底座由高强螺栓竖向固定在筒仓侧壁上，根据不同的筒仓高度和承载要求按照实际需要调整滚珠的分布密度。

参照图 2，沿筒仓侧壁深度方向，在圆形仓壁90度、180度、270度、360度位置分别成列分布无动力滚珠式防拱装置。

参照图 3，底座（1）沿筒仓深度方向安装在筒仓侧壁内侧，底座上端设置有凹形卡槽（2）；卡槽中间设置有穿过滚珠（5）圆心的双头螺柱（4），螺柱的两端穿过带孔的卡槽，在卡槽的外侧分别套上垫圈，拧上螺母，使双头螺柱与卡槽连接成一个整体。卡槽上端及下端均焊接有挡板（3），防止贮料和其他杂质进入卡槽。