Separacja materiałów jest nieodłącznym problemem w większości technologii przechowywania. Wraz ze wzrostem popytu na produkty wyższej jakości problem izolacji zapasów staje się bardziej ostry.
Jak wszyscy wiemy, teleskopowe promieniowe przenośniki stosu są najbardziej wydajnym rozwiązaniem do separacji stosu. Mogą tworzyć zapasy w warstwach, każda warstwa składa się z wielu materiałów. Aby w ten sposób stworzyć zapasy, przenośnik musi działać prawie w sposób ciągły. Podczas gdy ruch przenośników teleskopowych musi być kontrolowany ręcznie, automatyzacja jest zdecydowanie najbardziej wydajną metodą kontroli.
Automatyczne scone przenośniki można zaprogramować w celu tworzenia niestandardowych zapasów w różnych rozmiarach, kształtach i konfiguracjach. Ta praktycznie nieograniczona elastyczność może poprawić ogólną wydajność operacyjną i dostarczyć produkty wyższej jakości.
Kontrahenci wydają miliony dolarów rocznie na produkując agregowane produkty do szerokiej gamy zastosowań. Najpopularniejsze zastosowania obejmują materiały podstawowe, asfalt i beton.
Proces tworzenia produktów do tych aplikacji jest złożony i kosztowny. Wajniejsze specyfikacje i tolerancje oznaczają, że znaczenie jakości produktu staje się coraz ważniejsze.
Ostatecznie materiał jest usuwany z zapasów i transportowany do miejsca, w którym zostanie włączony do podrzędnej, asfaltu lub betonu.
Sprzęt wymagany do usuwania, wybuchu, kruszenia i badań przesiewowych jest bardzo drogi. Jednak zaawansowany sprzęt może konsekwentnie wytwarzać agregat zgodnie ze specyfikacją. Inwentarz może wydawać się trywialną częścią zintegrowanej produkcji, ale jeśli jest wykonane nieprawidłowo, może to spowodować produkt, który jest doskonale zgodny ze specyfikacją, a nie specyfikacją nie spełniającą. Oznacza to, że stosowanie niewłaściwych metod przechowywania może spowodować utratę kosztów stworzenia produktu wysokiej jakości.
Chociaż umieszczenie produktu w zapasach może zagrozić jego jakości, zapasy są ważną częścią ogólnego procesu produkcyjnego. Jest to metoda przechowywania, która zapewnia dostępność materiału. Wskaźnik produkcji często różni się od tempa produktu potrzebnego dla danej aplikacji, a zapasy pomagają nadrobić różnicę.
Zapasy zapewnia również wykonawcom wystarczającą ilość miejsca do przechowywania, aby skutecznie reagować na zmienne popyt rynkowy. Ze względu na korzyści, jakie zapewnia magazyn, zawsze będzie to ważna część ogólnego procesu produkcyjnego. Dlatego producenci muszą stale ulepszać swoje technologie przechowywania, aby zmniejszyć ryzyko związane z przechowywaniem.
Głównym tematem tego artykułu jest izolacja. Segregacja jest definiowana jako „oddzielenie materiału według wielkości cząstek”. Różne zastosowania agregatów wymagają bardzo specyficznych i jednolitych gatunków materiałów. Segregacja prowadzi do nadmiernych różnic w odmianach produktu.
Separacja może wystąpić praktycznie w dowolnym miejscu w procesie produkcyjnym zagregowanego po zmiażdżeniu produktu, badaniu i mieszaniu z prawidłową gradacją.
Pierwszym miejscem, w którym może wystąpić segregacja, jest zapasy (patrz ryc. 1). Po umieszczeniu materiału w zapasach zostanie on ostatecznie poddany recyklingowi i dostarczonej do miejsca, w którym zostanie użyty.
Drugim miejscem, w którym może wystąpić separacja, jest podczas przetwarzania i transportu. Po miejscu asfaltu lub betonu agregat jest umieszczany w lejach i/lub pojemnikach do przechowywania, z których produkt jest pobierany i wykorzystywany.
Rozdział występuje również podczas napełniania i opróżniania silosów i silosów. Podczas zastosowania końcowej mieszanki do drogi lub innej powierzchni po zmieszaniu kruszywa z mieszanką asfaltu lub betonu.
Jednorodny agregat jest niezbędny do produkcji wysokiej jakości asfaltu lub betonu. Wahania w grandacji odłączanego kruszywa 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 podczas łączenia agregatów w mieszanki asfaltu lub betonu. Jeśli odsetek grzywien w agregatu jest zbyt wysoki, brakuje moździerza lub bitumu, a mieszanka będzie zbyt gruba. Jeśli odsetek gruboziarnistych cząstek w agregatu jest zbyt wysoki, nastąpi nadmiar moździerza lub bitumu, a konsystencja mieszaniny będzie nadmiernie cienka. Drogi zbudowane z oddzielonych agregatów mają słabą integralność strukturalną i ostatecznie będą miały niższą długość życia niż drogi zbudowane z odpowiednio oddzielonych produktów.
Wiele czynników prowadzi do segregacji w akcjach. Ponieważ większość zapasów jest tworzona przy użyciu przenośników pasów, ważne jest, aby zrozumieć nieodłączny wpływ przenośników pasów na sortowanie materiałów.
Gdy pas przesuwa materiał na przenośniku, pasek odbija się lekko, gdy przewraca się nad koło pasowe. Wynika to z niewielkiego luzu w pasie między każdym kołem pasowym. Ten ruch powoduje, że mniejsze cząstki osiedlają się na dnie przekroju materiału. Nakładanie się gruboziarniste ziarna utrzymuje je u góry.
Gdy tylko materiał dotrze do koła wyładowczego pasa przenośnika, jest już częściowo oddzielony od większego materiału u góry i mniejszego materiału na dole. Kiedy materiał zaczyna poruszać się wzdłuż krzywej koła rozładowania, górne (zewnętrzne) cząstki poruszają się z większą prędkością niż dolne (wewnętrzne) cząstki. Ta różnica w prędkości powoduje następnie odejście większych cząstek od przenośnika przed upadkiem na stos, podczas gdy mniejsze cząstki spadają obok przenośnika.
Bardziej prawdopodobne jest, że małe cząsteczki przylegają do przenośnika i nie zostaną rozładowane, dopóki pasek przenośnika nie będzie się skończyć na koła rozładowania. Powoduje to, że więcej drobnych cząstek cofa 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 jest nadal łatwiejszy niż drobny materiał. Każdy materiał, duży lub mały, który spływa po bokach stosu, nazywa się wyciekiem.
Wycieki są jedną z głównych przyczyn separacji zapasów i należy ich unikać, gdy tylko jest to możliwe. Gdy wyciek zaczyna toczyć się po nachyleniu zepsucia, większe cząsteczki mają tendencję do toczenia na całej długości nachylenia, podczas gdy drobniejszy materiał ma tendencję do osiadania po bokach łupu. W związku z tym, gdy wyciek postępuje po bokach stosu, coraz mniej drobnych cząstek pozostaje w borykaniu materiału.
Gdy materiał dociera do dolnej krawędzi lub palca stosu, składa się głównie z większych cząstek. Wycieki powodują znaczną segregację, która jest widoczna w sekcji magazynowej. Zewnętrzny palca stosu składa się z grubszego materiału, podczas gdy wewnętrzny i górny stos składa się z drobniejszego materiału.
Kształt cząstek przyczynia się również do skutków ubocznych. Cząstki, które są gładkie lub okrągłe, częściej toczą nachylenie stosu niż drobne cząstki, które zwykle mają kształt kwadratowy. Przekroczenie granic może również prowadzić do uszkodzenia materiału. Kiedy cząsteczki spływają po jednej stronie stosu, ocierają się o siebie. To zużycie spowoduje rozpad niektórych cząstek do mniejszych rozmiarów.
Wiatr to kolejny powód izolacji. Po tym, jak materiał opuszcza przenośnik paska i zaczyna wpaść do stosu, wiatr wpływa na trajektorię ruchu cząstek o różnych rozmiarach. Wiatr ma duży wpływ na delikatne materiały. Wynika to z faktu, że stosunek 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 największej wielkości cząstek do najmniejszego rozmiaru cząstek przekracza 2: 1, mogą wystąpić problemy z segregacją opakowania. Z drugiej strony, jeśli współczynnik wielkości cząstek jest mniejszy niż 2: 1, segregacja objętości jest minimalna.
Na przykład materiały podłoża zawierające cząstki do 200 o siatkę mogą rozwarstwiać podczas przechowywania. Jednak przy przechowywaniu takich przedmiotów, jak myjny kamień, izolacja będzie trywialna. Ponieważ większość piasku jest mokra, często można przechowywać piasek bez rozdzielania problemów. Wilgoć powoduje, że cząsteczki przykleja się do siebie, zapobiegając separacji.
Gdy produkt jest przechowywany, izolacja jest czasem niemożliwa do zapobiegania. Zewnętrzna krawędź gotowego stosu składa się głównie z gruboziarnistego materiału, podczas gdy wnętrze stosu zawiera wyższe stężenie drobnego materiału. Przyjmując materiał z końca takich stosów, konieczne jest pobieranie miar z różnych miejsc, aby wymieszać materiał. Jeśli weźmiesz materiał tylko z przodu lub z tyłu stosu, otrzymasz cały gruby materiał lub cały drobny materiał.
Istnieją również możliwości dodatkowej izolacji podczas ładowania ciężarówek. Ważne jest, aby zastosowana metoda nie spowodowała przepełnienia. Najpierw załaduj przód ciężarówki, potem tył, a na koniec środek. To zminimalizuje skutki przeciążenia wewnątrz ciężarówki.
Przydatne są podejścia do obsługi po wypoczynku, ale celem powinno być zapobieganie lub zminimalizowanie kwaranten podczas tworzenia zapasów. Pomocne sposoby zapobiegania izolacji obejmują:
Po ułożeniu ciężarówki należy ją starannie ułożyć w osobnych stosach, aby zminimalizować rozlanie. Materiał należy ułożyć razem za pomocą ładowarki, podnosząc do pełnej wysokości wiadra i zrzucania, które zmieszają materiał. Jeśli ładowarka musi poruszać i łamać materiał, nie próbuj budować dużych stosów.
Budowanie zapasów w warstwach może zminimalizować segregację. Ten rodzaj magazynu można zbudować za pomocą buldożera. Jeśli materiał jest dostarczany na podwórko, buldożer musi wepchnąć materiał do pochyłej warstwy. Jeśli stos jest zbudowany z przenośnika, buldożer musi wepchnąć materiał do warstwy poziomej. W każdym razie należy zachować ostrożność, aby nie przepychać materiału nad krawędzią stosu. Może to prowadzić do przepełnienia, co jest jednym z głównych powodów separacji.
Układanie z buldożerami ma wiele wad. Dwa istotne ryzyko to degradacja produktu i zanieczyszczenie. Ciężki sprzęt działający w sposób ciągły na produkcie będzie kompaktowy i zmiażdży materiał. Podczas stosowania tej metody producenci muszą uważać, aby nie przesadzić produktu, próbując złagodzić problemy z separacją. Wymagana dodatkowa siła robocza i sprzęt często sprawia, że ​​ta metoda jest zbyt droga, a producenci muszą uciekać się do separacji podczas przetwarzania.
Radialne przenośniki układania pomagają zminimalizować wpływ separacji. W miarę gromadzenia zapasów przenośnik porusza się promieniowo w lewo i prawo. Gdy przenośnik porusza się promieniowo, końce stosów, zwykle gruboziarnistych materiałów, będą pokryte drobnym materiałem. Przednie i tylne palce będą nadal szorstkie, ale stos będzie bardziej mieszany niż stos stożków.
Istnieje bezpośredni związek między wysokością a wolnym upadkiem materiału a stopniem nastroju. Wraz ze wzrostem wysokości i trajektoria spadającego materiału rośnie, rośnie rozdział drobnego i gruboziarnistego materiału. Tak więc przenośniki o zmiennej wysokości to kolejny sposób na zmniejszenie segregacji. Na początkowym etapie przenośnik powinien znajdować się w najniższej pozycji. Odległość do koła pasowego głowy musi zawsze być tak krótka, jak to możliwe.
Swobodne opadanie z przenośnika pasa na stos to kolejny powód separacji. Kamienne schody minimalizują segregację, eliminując swobodny materiał. Kamienne schody to konstrukcja, która umożliwia przepływ materiału w dół schodów na stosy. Jest skuteczny, ale ma ograniczone zastosowanie.
Separacja spowodowana wiatrem można zminimalizować za pomocą zsyn teleskopowych. Teleskopowe zsypki na krążeniach wyładowania przenośnika, rozciągające się od krążka do stosu, chronią przed wiatrem i ograniczają jego wpływ. Jeśli jest odpowiednio zaprojektowany, może również ograniczyć wolny spadek materiału.
Jak wspomniano wcześniej, istnieje już izolacja na pasku przenośnika przed osiągnięciem punktu rozładowania. Ponadto, gdy materiał opuszcza pasek przenośnika, następuje dalsza segregacja. W punkcie rozładowania można zainstalować koło wiosła, aby zremiksować ten materiał. Obracające się koła mają skrzydła lub łopatki, które przemierzają i mieszają ścieżkę materiału. To zminimalizuje segregację, ale degradacja materialna może nie być akceptowalna.
Separacja może pociągnąć za sobą znaczne koszty. Zapasy, które nie spełnia specyfikacji, mogą powodować kary lub odrzucenie całego zapasu. Jeśli materiały niezgodne są dostarczane do miejsca pracy, grzywny mogą przekraczać 0,75 USD za tonę. Koszty siły roboczej i sprzętu rehabilitacji niskiej jakości stosy są często wygórowane. Koszt godzinowy budowy magazynu z buldożerem i operatorem jest wyższy niż koszt automatycznego przenośnika teleskopowego, a materiał może się rozłożyć lub zostać zanieczyszczony w celu utrzymania właściwego sortowania. Zmniejsza to wartość produktu. Ponadto, gdy sprzęt, taki jak buldożer, jest wykorzystywany do zadań nieprodukcyjnych, istnieje koszt alternatywny związany z korzystaniem z sprzętu, gdy został skapitalny do zadań produkcyjnych.
Można zastosować inne podejście, aby zminimalizować wpływ izolacji podczas tworzenia zapasów w aplikacjach, w których izolacja może stanowić problem. Obejmuje to układanie warstw, w których każda warstwa składa się z serii stosów.
W sekcji stosu każdy stos jest pokazany jako stos miniaturowy. Podział nadal ma miejsce na każdej stercie z powodu tych samych efektów omówionych wcześniej. Jednak wzór izolacji jest częściej powtarzany w całym przekroju stosu. Mówi się, że takie stosy mają większą „rozdzielczość podziału”, ponieważ dyskretny wzór gradientu powtarza się częściej w mniejszych odstępach czasu.
Podczas przetwarzania stosów z przednią ładowarką nie ma potrzeby mieszania materiałów, ponieważ jedna miarka zawiera kilka stosów. Po przywróceniu stosu poszczególne warstwy są wyraźnie widoczne (patrz rysunek 2).
Stosy można tworzyć przy użyciu różnych metod pamięci. Jednym ze sposobów jest użycie systemu przenośnika mostu i rozładowania, chociaż ta opcja jest odpowiednia tylko do zastosowań stacjonarnych. Istotną wadą stacjonarnych systemów przenośników jest to, że ich wysokość jest zwykle ustalona, ​​co może prowadzić do separacji wiatru, jak opisano powyżej.
Inną metodą jest użycie przenośnika teleskopowego. Przenośniki teleskopowe stanowią najbardziej wydajny sposób tworzenia stosów i są często preferowane niż systemy stacjonarne, ponieważ można je przenosić w razie potrzeby, a wiele z nich jest zaprojektowanych do przenoszenia na drodze.
Przenośniki teleskopowe składają się z przenośników (przenośników ochrony) zainstalowanych wewnątrz zewnętrznych przenośników o tej samej długości. Przenośnik końcówki może poruszać się liniowo wzdłuż długości zewnętrznego przenośnika, aby zmienić położenie koła pasowego. Wysokość koła rozładowania i pozycja promieniowa przenośnika są zmienne.
Trójosiowa zmiana koła rozładowującego jest niezbędna do tworzenia warstwowych stosów, które pokonują segregację. Systemy wciągarki liny są zwykle używane do rozszerzenia i wycofywania przenośników zasilających. Ruch promieniowy przenośnika może być przeprowadzany przez układ łańcuchowy i zębate lub hydraulicznie napędzanym napędem planetarnym. Wysokość przenośnika jest zwykle zmieniana poprzez rozszerzenie cylindrów podwoziowych teleskopowych. Wszystkie te ruchy muszą być kontrolowane, aby automatycznie tworzyć stosy wielowarstwowe.
Przenośniki teleskopowe mają mechanizm tworzenia stosów wielowarstwowych. Minimalizacja głębokości każdej warstwy pomoże ograniczyć rozdział. Wymaga to, aby przenośnik się poruszał w miarę budowania zapasów. Potrzeba ciągłego ruchu sprawia, że ​​konieczne jest automatyzacja przenośników teleskopowych. Istnieje kilka różnych metod automatyzacji, z których niektóre są tańsze, ale mają znaczące 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, aż przełącznik graniczny zamontowany na wałku przenośnika zostanie uruchomiony wzdłuż jego promieniowej ścieżki. Spust jest umieszczony w zależności od długości łuku, który operator chce, aby przenośnik przenosił pasek. W tej chwili przenośnik rozciąga się na z góry określoną odległość i zacznie poruszać się w innym kierunku. Proces ten trwa do momentu rozszerzenia przenośnika Stringer na maksymalne wydłużenie i pierwsza warstwa zostanie zakończona.
Po zbudowaniu drugiego poziomu końcówka zaczyna wycofywać się z maksymalnego wydłużenia, poruszając się promieniowo i cofając się na limicie łukowym. Buduj warstwy, aż przełącznik zamontowany na kołach podporowych zostanie aktywowany przez stos.
Przenośnik wzrośnie w górę odległości i rozpocznie drugi podnośnik. Każdy podnośnik może składać się z kilku warstw, w zależności od prędkości materiału. Drugi winda jest podobna do pierwszego i tak dalej, aż cały stos zostanie zbudowany. Duża część powstałej sterty jest odizolowana, ale na krawędziach każdej sterty występują przelew. Wynika to z faktu, że pasy przenośne nie mogą automatycznie dostosować położenia przełączników granicznych lub obiektów używanych do ich uruchomienia. Przełącznik ograniczania wycofania musi zostać dostosowany, aby przekroczenie nie zakopało wałka przenośnika.