Separacja materiałów jest nieodłącznym problemem większości technologii przechowywania.Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na produkty wyższej jakości problem izolacji zapasów staje się coraz bardziej dotkliwy.
Jak wszyscy wiemy, teleskopowe promieniowe przenośniki stosów są najbardziej wydajnym rozwiązaniem do oddzielania stosów.Mogą tworzyć zapasy w warstwach, każda warstwa składa się z wielu materiałów.Aby w ten sposób utworzyć zapasy, przenośnik musi działać prawie nieprzerwanie.Podczas gdy ruch przenośników teleskopowych musi być sterowany ręcznie, automatyzacja jest zdecydowanie najbardziej wydajną metodą sterowania.
Automatyczne przenośniki chowane można zaprogramować w celu tworzenia niestandardowych zapasów w różnych rozmiarach, kształtach i konfiguracjach.Ta praktycznie nieograniczona elastyczność może poprawić ogólną wydajność operacyjną i dostarczać produkty wyższej jakości.
Kontrahenci wydają miliony dolarów każdego roku na wytwarzanie zagregowanych produktów do szerokiej gamy zastosowań.Do najpopularniejszych zastosowań należą materiały bazowe, asfalt i beton.
Proces tworzenia produktów do tych zastosowań jest złożony i kosztowny.Zaostrzone specyfikacje i tolerancje oznaczają, że znaczenie jakości produktu staje się coraz ważniejsze.
Ostatecznie materiał jest usuwany ze składowiska i transportowany do miejsca, gdzie zostanie wkomponowany w podłoże, asfalt lub beton.
Sprzęt wymagany do usuwania izolacji, śrutowania, kruszenia i przesiewania jest bardzo drogi.Jednak zaawansowany sprzęt może konsekwentnie produkować kruszywo zgodnie ze specyfikacją.Inwentaryzacja może wydawać się trywialną częścią zintegrowanej produkcji, ale jeśli zostanie wykonana nieprawidłowo, może skutkować produktem, który jest całkowicie zgodny ze specyfikacją, a nie spełnia specyfikacji.Oznacza to, że stosowanie niewłaściwych metod przechowywania może spowodować utratę części kosztów stworzenia produktu wysokiej jakości.
Chociaż umieszczenie produktu w magazynie może obniżyć jego jakość, zapasy są ważną częścią całego procesu produkcyjnego.Jest to sposób przechowywania zapewniający dostępność materiału.Tempo produkcji często różni się od tempa produktu potrzebnego do danego zastosowania, a zapasy pomagają nadrobić różnicę.
Inwentaryzacja zapewnia również wykonawcom wystarczającą ilość miejsca do przechowywania, aby skutecznie reagować na zmieniające się zapotrzebowanie rynku.Ze względu na korzyści, jakie zapewnia przechowywanie, zawsze będzie ono ważną częścią całego procesu produkcyjnego.Dlatego producenci muszą stale ulepszać swoje technologie przechowywania, aby zmniejszyć ryzyko związane z przechowywaniem.
Tematem przewodnim tego artykułu jest izolacja.Segregacja jest zdefiniowana jako „separacja materiału według wielkości cząstek”.Różne zastosowania kruszyw wymagają bardzo specyficznych i jednolitych klas materiału.Segregacja prowadzi do nadmiernych różnic w odmianach produktów.
Separacja może wystąpić praktycznie w dowolnym miejscu procesu produkcji kruszywa po tym, jak produkt został zmiażdżony, przesiany i wymieszany do odpowiedniej gradacji.
Pierwszym miejscem, w którym może wystąpić segregacja, jest inwentarz (zob. ryc. 1).Po umieszczeniu materiału w magazynie zostanie ostatecznie poddany recyklingowi i dostarczony do miejsca, w którym będzie używany.
Drugim miejscem, w którym może wystąpić separacja, jest przetwarzanie i transport.Po dotarciu na miejsce wytwórni asfaltu lub betonu kruszywo jest umieszczane w lejach samowyładowczych i/lub pojemnikach magazynowych, z których produkt jest pobierany i używany.
Separacja występuje również podczas napełniania i opróżniania silosów i silosów.Segregacja może również wystąpić podczas nakładania ostatecznej mieszanki na drogę lub inną powierzchnię po wymieszaniu kruszywa z asfaltem lub mieszanką betonową.
Jednorodne kruszywo jest niezbędne do produkcji wysokiej jakości asfaltu lub betonu.Wahania uziarnienia kruszywa rozbieralnego sprawiają, że praktycznie niemożliwe jest uzyskanie akceptowalnego asfaltu lub betonu.
Mniejsze cząstki o danej masie mają większą całkowitą powierzchnię niż większe cząstki o tej samej masie.Stwarza to problemy przy łączeniu kruszyw w mieszanki asfaltowe lub betonowe.Jeśli procent miału w kruszywie będzie zbyt wysoki, zabraknie zaprawy lub bitumu i mieszanka będzie zbyt gęsta.Jeśli procentowa zawartość cząstek gruboziarnistych w kruszywie będzie zbyt duża, nastąpi nadmiar zaprawy lub bitumu, a konsystencja mieszanki będzie zbyt rzadka.Drogi zbudowane z rozdzielonych kruszyw mają słabą integralność strukturalną i ostatecznie będą miały krótszą oczekiwaną żywotność niż drogi zbudowane z odpowiednio rozdzielonych produktów.
Wiele czynników prowadzi do segregacji stad.Ponieważ większość zapasów jest tworzona za pomocą przenośników taśmowych, ważne jest zrozumienie nieodłącznego wpływu przenośników taśmowych na sortowanie materiałów.
Gdy taśma przesuwa materiał po taśmie przenośnika, taśma lekko odbija się, gdy toczy się po kole pasowym luźnym.Jest to spowodowane lekkim luzem paska między każdym kołem pasowym napinacza.Ten ruch powoduje, że mniejsze cząstki osadzają się na dnie przekroju poprzecznego materiału.Nakładanie się grubych ziaren utrzymuje je na górze.
Gdy tylko materiał dotrze do koła wyładowczego przenośnika taśmowego, jest już częściowo oddzielony od większego materiału na górze i mniejszego materiału na dole.Kiedy materiał zaczyna się poruszać wzdłuż krzywej koła wyładowczego, górne (zewnętrzne) cząstki poruszają się z większą prędkością niż dolne (wewnętrzne) cząstki.Ta różnica prędkości powoduje następnie, że większe cząstki oddalają się od przenośnika przed spadnięciem na stos, podczas gdy mniejsze cząstki spadają obok przenośnika.
Ponadto bardziej prawdopodobne jest, że małe cząsteczki przylgną do taśmy przenośnika i nie zostaną wyładowane, dopóki taśma przenośnika nie będzie dalej nawijać się na koło wyładowcze.Powoduje to, że więcej drobnych cząstek przesuwa się z powrotem w kierunku przodu stosu.
Kiedy materiał spada na stos, większe cząstki mają większy pęd do przodu niż mniejsze cząstki.Powoduje to, że gruboziarnisty materiał nadal przesuwa się w dół łatwiej niż drobny materiał.Każdy materiał, duży lub mały, który spływa po bokach stosu, nazywany jest wyciekiem.
Wycieki są jedną z głównych przyczyn rozdzielenia zapasów i należy ich unikać, gdy tylko jest to możliwe.Gdy wyciek zaczyna staczać się po zboczu urobku, większe cząstki mają tendencję do staczania się po całej długości zbocza, podczas gdy drobniejszy materiał ma tendencję do osadzania się po bokach urobku.W konsekwencji, w miarę jak wyciek postępuje wzdłuż ścian pryzmy, w kłębiącym się materiale pozostaje coraz mniej drobnych cząstek.
Kiedy materiał osiąga dolną krawędź lub czubek stosu, składa się głównie z większych cząstek.Wycieki powodują znaczną segregację, co jest widoczne w części magazynowej.Zewnętrzny czubek runa składa się z grubszego materiału, podczas gdy wewnętrzny i górny włos składa się z drobniejszego materiału.
Kształt cząstek również przyczynia się do skutków ubocznych.Cząsteczki, które są gładkie lub okrągłe, częściej staczają się po zboczu stosu niż cząstki drobne, które zwykle mają kwadratowy kształt.Przekroczenie limitów może również prowadzić do uszkodzenia materiału.Kiedy cząstki staczają się po jednej stronie stosu, ocierają się o siebie.To zużycie spowoduje, że niektóre cząstki rozpadną się na mniejsze rozmiary.
Wiatr to kolejny powód izolacji.Po tym, jak materiał opuści taśmę przenośnika i zacznie opadać do stosu, wiatr wpływa na trajektorię ruchu cząstek o różnej wielkości.Wiatr ma ogromny wpływ na delikatne materiały.Dzieje się tak, ponieważ stosunek pola powierzchni do masy mniejszych cząstek jest większy niż w przypadku większych cząstek.
Prawdopodobieństwo podziału zapasów może się różnić w zależności od rodzaju materiału w magazynie.Najważniejszym czynnikiem w odniesieniu do segregacji jest stopień zmiany wielkości cząstek w materiale.Materiały o większej zmienności wielkości cząstek będą miały wyższy stopień segregacji podczas przechowywania.Ogólna zasada jest taka, że ​​jeśli stosunek największego do najmniejszego rozmiaru cząstek przekracza 2:1, mogą wystąpić problemy z segregacją opakowań.Z drugiej strony, jeśli stosunek wielkości cząstek jest mniejszy niż 2:1, segregacja objętościowa jest minimalna.
Na przykład materiały podłoża zawierające cząstki o wielkości do 200 mesh mogą ulegać rozwarstwieniu podczas przechowywania.Jednak podczas przechowywania przedmiotów, takich jak myty kamień, izolacja będzie banalna.Ponieważ większość piasku jest mokra, często możliwe jest przechowywanie piasku bez problemów z oddzielaniem.Wilgoć powoduje sklejanie się cząstek, co zapobiega rozdzielaniu się.
Podczas przechowywania produktu czasami nie można zapobiec izolacji.Zewnętrzna krawędź gotowego okrywy składa się głównie z grubego materiału, podczas gdy wnętrze okrywy zawiera większe stężenie drobnego materiału.Podczas pobierania materiału z końca takich stosów konieczne jest pobieranie szufelek z różnych miejsc w celu wymieszania materiału.Jeśli pobierzesz materiał tylko z przodu lub z tyłu stosu, otrzymasz albo cały gruby materiał, albo cały drobny materiał.
Istnieją również możliwości dodatkowej izolacji podczas załadunku samochodów ciężarowych.Ważne jest, aby zastosowana metoda nie powodowała przepełnienia.Załaduj najpierw przód ciężarówki, potem tył, a na koniec środek.Zminimalizuje to skutki przeładowania wewnątrz ciężarówki.
Podejścia do obsługi poinwentaryzacyjnej są przydatne, ale celem powinno być zapobieganie lub minimalizowanie kwarantann podczas tworzenia inwentaryzacji.Pomocne sposoby zapobiegania izolacji obejmują:
W przypadku ułożenia na ciężarówce, należy je starannie ułożyć w osobne stosy, aby zminimalizować rozlanie.Materiał należy układać razem za pomocą ładowarki, podnosząc do pełnej wysokości łyżki i zrzucając, co spowoduje wymieszanie materiału.Jeśli ładowarka musi przesunąć i rozbić materiał, nie próbuj układać dużych stosów.
Budowanie zapasów w warstwach może zminimalizować segregację.Ten typ magazynu można zbudować za pomocą spychacza.Jeśli materiał jest dostarczany na plac, spychacz musi wepchnąć materiał w nachyloną warstwę.Jeśli stos jest zbudowany za pomocą przenośnika taśmowego, spychacz musi wepchnąć materiał w poziomą warstwę.W każdym przypadku należy uważać, aby nie wypchnąć materiału poza krawędź stosu.Może to prowadzić do przepełnienia, które jest jedną z głównych przyczyn separacji.
Układanie buldożerów ma szereg wad.Dwa istotne zagrożenia to degradacja produktu i zanieczyszczenie.Ciężki sprzęt pracujący w sposób ciągły na produkcie będzie zagęszczał i kruszył materiał.Korzystając z tej metody, producenci muszą uważać, aby nie doprowadzić do nadmiernej degradacji produktu, próbując złagodzić problemy z separacją.Dodatkowa siła robocza i wymagany sprzęt często sprawiają, że ta metoda jest zbyt kosztowna, a producenci muszą uciekać się do separacji podczas przetwarzania.
Promieniowe przenośniki układające w stos pomagają zminimalizować wpływ separacji.W miarę gromadzenia się zapasów przenośnik porusza się promieniowo w lewo iw prawo.Gdy przenośnik porusza się promieniowo, końce stosów, zwykle z grubego materiału, będą pokryte drobnym materiałem.Przednie i tylne palce nadal będą szorstkie, ale stos będzie bardziej wymieszany niż stos szyszek.
Istnieje bezpośredni związek między wysokością i swobodnym spadkiem materiału a stopniem występującej segregacji.Wraz ze wzrostem wysokości i rozszerzaniem się trajektorii spadającego materiału następuje coraz większa separacja drobnego i grubego materiału.Tak więc przenośniki o zmiennej wysokości to kolejny sposób na ograniczenie segregacji.W początkowej fazie przenośnik powinien znajdować się w najniższej pozycji.Odległość do koła pasowego głowicy musi być zawsze jak najkrótsza.
Swobodne spadanie z przenośnika taśmowego na stos to kolejny powód separacji.Kamienne schody minimalizują segregację, eliminując swobodnie spadający materiał.Kamienne schody to konstrukcja, która umożliwia spływanie materiału po stopniach na stosy.Jest skuteczny, ale ma ograniczone zastosowanie.
Separację powodowaną przez wiatr można zminimalizować stosując zsypy teleskopowe.Teleskopowe zsypy na krążkach wyładowczych przenośnika, rozciągające się od krążka do stosu, chronią przed wiatrem i ograniczają jego oddziaływanie.Odpowiednio zaprojektowany może również ograniczać swobodne opadanie materiału.
Jak wspomniano wcześniej, na taśmie przenośnika znajduje się już izolacja przed dotarciem do punktu rozładunku.Ponadto, gdy materiał opuszcza taśmę przenośnika, następuje dalsza segregacja.W punkcie zrzutu można zainstalować koło łopatkowe w celu ponownego wymieszania tego materiału.Koła obrotowe mają skrzydła lub łopatki, które przemierzają i mieszają ścieżkę materiału.Zminimalizuje to segregację, ale degradacja materiału może być nie do zaakceptowania.
Separacja może wiązać się ze znacznymi kosztami.Zapasy, które nie spełniają specyfikacji, mogą skutkować karami lub odrzuceniem całego zapasu.Jeśli na miejsce pracy zostanie dostarczony materiał niezgodny z wymaganiami, grzywny mogą przekroczyć 0,75 USD za tonę.Koszty robocizny i sprzętu do renowacji pali niskiej jakości są często zaporowe.Godzinowy koszt budowy magazynu ze spycharką i operatorem jest wyższy niż koszt automatycznego przenośnika teleskopowego, a materiał może się rozkładać lub ulegać zanieczyszczeniu w celu utrzymania prawidłowego sortowania.Zmniejsza to wartość produktu.Ponadto, gdy sprzęt taki jak spychacz jest używany do zadań nieprodukcyjnych, występuje koszt alternatywny związany z używaniem sprzętu, który był kapitalizowany do zadań produkcyjnych.
Można zastosować inne podejście, aby zminimalizować wpływ izolacji podczas tworzenia zasobów w aplikacjach, w których izolacja może stanowić problem.Obejmuje to układanie w stosy, gdzie każda warstwa składa się z szeregu stosów.
W sekcji stosu każdy stos jest pokazany jako miniaturowy stos.Podział nadal ma miejsce na każdym pojedynczym stosie ze względu na te same efekty omówione wcześniej.Jednak schemat izolacji jest częściej powtarzany na całym przekroju pala.Mówi się, że takie stosy mają większą „rozdzielczość podziału”, ponieważ dyskretny wzór gradientu powtarza się częściej w mniejszych odstępach czasu.
Podczas przetwarzania stosów ładowaczem czołowym nie ma potrzeby mieszania materiałów, ponieważ jedna łyżka obejmuje kilka stosów.Po przywróceniu stosu poszczególne warstwy są wyraźnie widoczne (patrz rysunek 2).
Stosy można tworzyć przy użyciu różnych metod przechowywania.Jednym ze sposobów jest użycie systemu przenośników pomostowych i wyładowczych, chociaż ta opcja jest odpowiednia tylko do zastosowań stacjonarnych.Istotną wadą stacjonarnych systemów przenośnikowych jest to, że ich wysokość jest zwykle stała, co może prowadzić do separacji wiatru, jak opisano powyżej.
Inną metodą jest użycie przenośnika teleskopowego.Przenośniki teleskopowe zapewniają najskuteczniejszy sposób formowania stosów i często są preferowane w stosunku do systemów stacjonarnych, ponieważ można je przesuwać w razie potrzeby, a wiele z nich jest faktycznie zaprojektowanych do transportu drogowego.
Przenośniki teleskopowe składają się z przenośników (przenośników ochronnych) zainstalowanych wewnątrz przenośników zewnętrznych o tej samej długości.Przenośnik końcówek może poruszać się liniowo wzdłuż długości przenośnika zewnętrznego w celu zmiany położenia rolki rozładowczej.Wysokość koła wyładowczego i promieniowe położenie przenośnika są zmienne.
Trójosiowa zmiana koła rozładunkowego jest niezbędna do tworzenia warstwowych pryzm, które przezwyciężają segregację.Systemy wciągarek linowych są zwykle używane do wysuwania i wsuwania przenośników podających.Ruch promieniowy przenośnika może być realizowany przez układ łańcuchowo-zębowy lub hydraulicznie napędzany napęd planetarny.Wysokość przenośnika zmienia się zwykle poprzez wysunięcie teleskopowych siłowników podwozia.Wszystkie te ruchy muszą być kontrolowane, aby automatycznie tworzyć stosy wielowarstwowe.
Przenośniki teleskopowe posiadają mechanizm tworzenia wielowarstwowych stosów.Minimalizacja głębokości każdej warstwy pomoże ograniczyć separację.Wymaga to ciągłego poruszania się przenośnika w miarę wzrostu zapasów.Konieczność ciągłego ruchu powoduje konieczność automatyzacji przenośników teleskopowych.Istnieje kilka różnych metod automatyzacji, z których niektóre są tańsze, ale mają znaczne ograniczenia, podczas gdy inne są w pełni programowalne i oferują większą elastyczność w tworzeniu zapasów.
Kiedy przenośnik zaczyna gromadzić materiał, porusza się promieniowo podczas transportu materiału.Przenośnik porusza się do momentu zadziałania wyłącznika krańcowego zamontowanego na wale przenośnika wzdłuż jego toru promieniowego.Spust jest umieszczony w zależności od długości łuku, o jaki operator chce przesunąć taśmę przenośnika.W tym momencie przenośnik wysunie się na zadaną odległość i rozpocznie ruch w przeciwnym kierunku.Proces ten trwa do momentu maksymalnego rozciągnięcia przenośnika podłużnicowego i zakończenia pierwszej warstwy.
Po zbudowaniu drugiego poziomu końcówka zaczyna się wycofywać z maksymalnego wysunięcia, poruszając się promieniowo i wycofując się na granicy łuku.Buduj warstwy, dopóki stos nie uruchomi przełącznika pochylenia zamontowanego na kole podporowym.
Przenośnik podjedzie na zadaną odległość i rozpocznie drugą windę.Każdy podnośnik może składać się z kilku warstw, w zależności od prędkości materiału.Drugie podnoszenie jest podobne do pierwszego i tak dalej, aż do zbudowania całego stosu.Duża część powstałej sterty jest odizolowana, ale na krawędziach każdej sterty występują przepełnienia.Wynika to z faktu, że przenośniki taśmowe nie mogą automatycznie regulować położenia wyłączników krańcowych ani obiektów służących do ich uruchamiania.Wyłącznik krańcowy cofania należy wyregulować tak, aby wybieg nie zakopał wału przenośnika.