Надувные склады
Большие надувные склады могут быть аварийным решением как для временного, так и для длительного хранения зерна и представляют собой надувную конструкцию с широким пролетом, поддерживаемую только воздухом.
Различают два типа складов:
объемный навес, подобный воздушному шару, образующийся за счет незначительного избыточного давления, поддерживаемого между крышей и полом;
двойная оболочка, разделенная на несколько секций, в которые воздух подается отдельно, и таким образом образуется опорная конструкция; здесь пространство под оболочкой не находится под давлением.
Большое преимущество этого склада в легкости его конструкции, хотя его себестоимость и затраты энергии довольно высоки. Основной недостаток склада первого типа — необходимость постоянной подачи воздуха, помимо того факта, что персонал и хранящееся зерно могут входить или выходить из склада только через воздушный шлюз. Очень важна правильная конструкция оболочки. Фактически каждая точка поверхности оболочки должна выдерживать определенную нагрузку. Если это условие не удовлетворяется, оболочка будет деформироваться до тех пор, пока не будет достигнуто устойчивое равновесие. Влияние таких деформаций не только портит внешний вид оболочки, но также приводит к концентрации напряжений в определенных точках, что может привести к разрушению конструкции.
Наиболее распространенные формы таких конструкций — полусферическая и полуцилиндрическая, где каждый конец закрыт элементом в виде одной четвертой сферы.
Наиболее важными силами, которые влияют на такую конструкцию, являются внутреннее давление воздуха и аэродинамические ветровые нагрузки.
Материалы для таких конструкций должны удовлетворять следующим требованиям:
- противостоять фактическим давлениям, т. е. основа и уток тканей должны быть достаточно устойчивыми к деформации, напряжению и износу;
- быть сотканы и обработаны равномерно;
- иметь достаточно возможностей для соединения или сварки, чтобы получить устойчивое, достаточно гибкое сооружение, чтобы противостоять грубым транспортным и монтажным условиям;
- быть устойчивыми к климатическим условиям, т. е. коррозии и разрушению под действием ультрафиолетовых лучей, а также сохранять свои физические свойства после продолжительного их воздействия;
- быть пригодными для использования при низких и относительно высоких температурах, а также быть огнестойкими.
Наиболее пригодный материал для оболочки — нейлон с винилом. Винил обрабатывается специальными добавками, которые предотвращают образование плесени, гарантируют эластичность, повышают вязкость, огнестойкость и сопротивляемость воздействию ультрафиолетовых лучей. Швы могут соединяться сваркой, склеиванием и зашивкой. Большинство производителей предполагают горячую сварку швов, которые обычно прочнее, чем сама ткань.
Соответствующая система подачи воздуха в оболочку обеспечивает необходимое избыточное давление, поддерживающее форму конструкции. Чем выше давление, тем лучше оболочка будет сопротивляться ветровой нагрузке без деформации. На практике необходимое давление будет функцией скорости преобладающих ветров. Минимальное давление составляет 50 % динамической ветровой нагрузки. Обычно надувная конструкция устойчива при скорости ветра 60—70 км/ч.
Производительность вентилятора рассчитывают так, чтобы компенсировать потери воздуха вдоль пола и через двери и другие отверстия. Обычно используют вентилятор, производительность которого в 2 раза выше расчетной потребности в воздухе. Если персонал регулярно входит в склад, то используют два вентилятора, которые могут независимо подавать воздух. Оба вентилятора снабжены воздушными клапанами, которые предотвращают утечку воздуха при неработающем вентиляторе.
Обычно используют центробежные вентиляторы с загнутыми лопастями. Они способны подавать различное количество воздуха при любом давлении для того, чтобы предотвратить излишнее напряжение. Вентиляторы также обеспечены необходимыми системами безопасности и устанавливаются таким образом, что они защищены от воздействия погодных условий.
Конструкция жестко прикреплена к фундаментной плите по всей ее длине, так что она сопротивляется направленному вверх давлению и ветровой нагрузке. Хранилище может быть обеспечено дополнительными устройствами для освещения, кондиционирования воздуха, нагрева и т. п., не влияющими на конструкцию, если они не увеличивают потерю воздуха или не нарушают процесс подачи воздуха в оболочку. Ничего не должно подвешиваться в здании. Если надувные конструкции используют для хранения сыпучих продуктов, то должны быть соответствующие конвейеры для транспорта продуктов в хранилище и из него.
Преимущества хранилищ этого типа — низкая стоимость возведения и способность быстро перемещать сооружение с места на место, при небольших затратах в случае изменения рыночного спроса.
Подземное хранилище
Специалисты Австралийского совета по пшенице исследовали и построили с небольшими затратами новое опытное хранилище на 6000 т для временного хранения зерна, обеспечивающее достаточную защиту от погодных условий, вредителей и грызунов в течение двух лет. За основу были взяты древние герметичные ямы для хранения зерна. Путем последовательного совершенствования и использования современных материалов был разработан современный тип хранилища, покрытого землей (соответствующий всем основным требованиям).
Это влагонепроницаемое, защищенное от проникновения насекомых и грызунов хранилище, которое легко обеззараживать. В отличие от прототипов сегодняшнее хранилище является надземным. Зерновая масса в полугазонепроницаемой пластиковой оболочке хранится на земляном основании на уровне земли. Со всех сторон хранилище окружено земляными стенами. Для дополнительной защиты пластик сверху покрыт слоем земли. Основание хранилища, находящееся на уровне земли, требует незначительного уклона для стока воды в случае выпадения осадков во время его загрузки зерном. Предпочтительно, чтобы вся площадка имела небольшой уклон для стока любой поверхностной влаги.
Зерно, подлежащее хранению, должно загружаться в хранилище сухим. Важна равномерность заполнения, так как это облегчает удаление небольшого слоя грунта в процессе выгрузки. Поверхность зерна по мере загрузки постепенно закрывают специальным сверхпрочным тканым пластиком (канваконом), чтобы предотвратить намокание загруженного зерна в случае внезапного дождя. Для этого используют небольшие эластичные листы, стыки которых заклеивают с двух сторон специальными полосами. Края верхнего и нижнего листов затем подворачивают и зарывают в землю. После этого хранящуюся зерновую массу можно фумигировать для уничтожения всех насекомых, а затем вся пластиковая поверхность закрывается тонким слоем песка. Это защищает пластмассу от повреждения камнями или кусками твердого грунта и облегчает процесс открытия хранилища и выгрузки зерна. И наконец, на песок укладывают грунт, взятый с наружных стен, гарантируя тем самым полную защиту. Земляные стены должны быть на всех этапах достаточно прочными, чтобы обеспечить перемещение по ним во время насыпки грунта тяжелых транспортных средств.
Когда зерно необходимо выгрузить, первым удаляется с помощью экскаватора верхний слой грунта, при этом расположенный снизу слой песка служит в качестве ориентира. Затем удаляют песок и снимают листы пластикового покрытия, после чего можно начинать выгрузку. Так как такие хранилища можно использовать повторно, снятый сверху слой грунта насыпают обратно на наружные земляные стены. Внутреннее основание и внутренние земляные стены остаются в конечном итоге нетронутыми, поэтому перед повторным использованием требуется только незначительный ремонт.
Таким хранилищам присущи все традиционные ценные характеристики подземного хранения, т. е. герметичная оболочка и полное исключение вредителей, с дополнительным преимуществом защиты от просачивания подземной влаги.
Для контроля температуры и качества зерна, а также необходимости фумигации в зерновую массу через определенные промежутки вставляют трубы. Наибольшее преимущество этих хранилищ — их стоимость, которая значительно ниже, чем любого другого обычного временного хранилища.