Razdvajanje materijala je svojstveni problem u većini tehnologija skladištenja. Kako se potražnja za proizvodima kvalitetnije povećava, problem izolacije dionica postaje akutniji.
Kao što svi znamo, teleskopski radijalni transportni uređaji najučinkovitije su rješenje za odvajanje snopa. Oni mogu stvoriti inventar u slojevima, svaki sloj je sastavljen od više materijala. Da bi stvorio inventar na ovaj način, transporter mora raditi gotovo kontinuirano. Iako se kretanje teleskopskih transportera mora ručno kontrolirati, automatizacija je daleko najučinkovitija metoda kontrole.
Automatski uvlačenje transportera može se programirati za stvaranje prilagođenog zaliha u različitim veličinama, oblicima i konfiguracijama. Ova gotovo neograničena fleksibilnost može poboljšati ukupnu operativnu učinkovitost i isporučiti kvalitetnije proizvode.
Izvođači godišnje troše milijune dolara proizvodeći agregirane proizvode za široku paletu aplikacija. Najpopularnije aplikacije uključuju osnovne materijale, asfalt i beton.
Proces stvaranja proizvoda za ove aplikacije složen je i skup. Čvršće specifikacije i tolerancije znače da važnost kvalitete proizvoda postaje sve važnija.
U konačnici, materijal se uklanja iz zaliha i transportira se na mjesto na kojem će biti ugrađen u podgrad, asfalt ili beton.
Oprema potrebna za uklanjanje, eksplozija, drobljenje i probir vrlo je skupa. Međutim, napredna oprema može dosljedno proizvoditi agregat prema specifikaciji. Inventar se može činiti trivijalnim dijelom integrirane proizvodnje, ali ako se izvrši pogrešno, može rezultirati proizvodom koji je savršeno u skladu s specifikacijama koji ne ispunjava specifikaciju. To znači da upotreba pogrešnih metoda skladištenja može rezultirati gubitkom troškova stvaranja kvalitetnog proizvoda.
Iako postavljanje proizvoda u zalihe može ugroziti njegovu kvalitetu, zaliha je važan dio cjelokupnog proizvodnog procesa. To je metoda skladištenja koja osigurava dostupnost materijala. Stopa proizvodnje često se razlikuje od stope proizvoda potrebnih za određenu aplikaciju, a zaliha pomaže nadoknaditi razliku.
Inventar također daje izvođačima dovoljno prostora za skladištenje da učinkovito reagiraju na fluktuiranje potražnje na tržištu. Zbog prednosti koje skladištenje pruža, uvijek će biti važan dio cjelokupnog procesa proizvodnje. Stoga proizvođači moraju kontinuirano poboljšati svoje tehnologije skladištenja kako bi smanjili rizike povezane s pohranom.
Glavna tema ovog članka je izolacija. Segregacija je definirana kao "odvajanje materijala prema veličini čestica". Različite primjene agregata zahtijevaju vrlo specifične i ujednačene stupnjeve materijala. Segregacija dovodi do prekomjernih razlika u sortama proizvoda.
Odvajanje se može dogoditi gotovo bilo gdje u procesu agregata nakon što se proizvod sruši, pregledava i pomiješa s odgovarajućom stupnjem.
Prvo mjesto na kojem se može dogoditi segregacija je u zalihama (vidi sliku 1). Nakon što se materijal stavi u zalihe, na kraju će se reciklirati i isporučiti na mjesto na kojem će se koristiti.
Drugo mjesto na kojem se može dogoditi razdvajanje je tijekom prerade i transporta. Jednom na mjestu asfaltne ili betonske postrojenja, agregat se stavlja u hmelj i/ili kante za skladištenje iz kojih se proizvod uzima i koristi.
Odvajanje se također događa prilikom punjenja i pražnjenja silosa i silosa. Segregacija se može dogoditi i tijekom nanošenja konačne mješavine na cestu ili drugoj površini nakon što se agregat pomiješa u asfaltnu ili betonsku smjesu.
Homogeni agregat je ključan za proizvodnju visokokvalitetnog asfalta ili betona. Fluktuacije u stupnju odvojivog agregata čine praktično nemogućim dobiti prihvatljiv asfalt ili beton.
Manje čestice određene težine imaju veću ukupnu površinu od većih čestica iste težine. To stvara probleme pri kombiniranju agregata u asfaltne ili betonske smjese. Ako je postotak novčanih kazni u agregatu previsok, došlo će do nedostatka maltera ili bitumena, a mješavina će biti previše gusta. Ako je postotak grubih čestica u agregatu previsok, postojat će višak maltera ili bitumena, a konzistencija smjese bit će pretjerano tanka. Ceste izgrađene od odvojenih agregata imaju loš strukturni integritet i na kraju će imati niži životni vijek od cesta izgrađenih od pravilno odvojenih proizvoda.
Mnogi čimbenici dovode do segregacije u zalihama. Budući da se većina zaliha stvara pomoću transportnih traka, važno je razumjeti inherentni utjecaj transportnih traka na sortiranje materijala.
Dok se pojas pomiče materijal preko transportne trake, pojas se lagano odskače dok se prevrće preko remenice za praznu idu. To je zbog laganog slabosti u remenu između svake remenice. Ovaj pokret uzrokuje da se manje čestice nalete na dno presjeka materijala. Preklapanje grubih zrna drži ih na vrhu.
Čim materijal dođe do ispraznog kotača transportne trake, već je djelomično odvojen od većeg materijala na vrhu i manji materijal na dnu. Kad se materijal počne kretati po krivulji ispraznog kotača, gornje (vanjske) čestice kreću se većom brzinom od donjih (unutarnjih) čestica. Ta razlika u brzini tada uzrokuje da se veće čestice odmaknu od transportera prije nego što padnu na snop, dok manje čestice padaju pored transportera.
Također, vjerojatnije je da će se male čestice zalijepiti na transportnu traku i ne ispustiti sve dok se pokretni trak ne nastavlja namotati na kotaču za pražnjenje. To rezultira time da se fine čestice kreću natrag prema prednjem dijelu snopa.
Kad materijal padne na snop, veće čestice imaju više momenta prema naprijed od manjih čestica. Zbog toga se grubi materijal i dalje kreće prema dolje od finog materijala. Bilo koji materijal, velik ili mali, koji prolazi niz bočne strane snopa, naziva se izlijevanje.
Izlijevanja su jedan od glavnih uzroka odvajanja zaliha i treba ga izbjegavati kad god je to moguće. Kako izlijevanje počinje kotrljati niz nagib plijena, veće čestice imaju tendenciju da se spuštaju cijelom duljinom nagiba, dok se finiji materijal naseljava na stranama plijena. Slijedom toga, kako izlijevanje napreduje niz bok gomile, manje i manje sitnih čestica ostaje u valjanom materijalu.
Kad materijal dosegne donji rub ili nožni prst gomile, sastoji se prije svega od većih čestica. Izlijevanja uzrokuju značajnu segregaciju, što je vidljivo u dijelu zaliha. Vanjski nožni prst gomile sastoji se od grubog materijala, dok se unutarnja i gornja gomila sastoji od sitnijeg materijala.
Oblik čestica također doprinosi nuspojavama. Čestice koje su glatke ili okrugle vjerojatnije je da će se sletjeti niz nagib snopa od sitnih čestica, koje su obično kvadratnog oblika. Prelazak granica također može dovesti do oštećenja materijala. Kad se čestice slete niz jednu stranu gomile, trljaju se jedna o drugoj. Ovo habanje uzrokovat će da se neke čestice raspadaju na manje veličine.
Vjetar je još jedan razlog izolacije. Nakon što materijal napusti pokretni trak i počne padati u snop, vjetar utječe na putanju kretanja čestica različitih veličina. Vjetar ima veliki utjecaj na osjetljive materijale. To je zato što je omjer površine i mase manjih čestica veći od onih većih čestica.
Vjerojatnost dijeljenja u zalihama može se razlikovati ovisno o vrsti materijala u skladištu. Najvažniji faktor u odnosu na segregaciju je stupanj promjene veličine čestica u materijalu. Materijali s većom varijacijom veličine čestica imat će veći stupanj segregacije tijekom skladištenja. Općenito pravilo je da ako omjer najveće veličine čestica i najmanja veličina čestica prelazi 2: 1, mogu postojati problemi s segregacijom paketa. S druge strane, ako je omjer veličine čestica manji od 2: 1, segregacija volumena je minimalna.
Na primjer, subgrade materijali koji sadrže čestice do 200 mreža mogu se odvajati tijekom skladištenja. Međutim, prilikom pohrane predmeta poput pranja kamena, izolacija će biti trivijalna. Budući da je većina pijeska vlažna, pijesak je često moguće pohraniti bez razdvajanja problema. Vlaga uzrokuje da se čestice lijepe zajedno, sprječavajući razdvajanje.
Kad se proizvod pohranjuje, izolaciju je ponekad nemoguće spriječiti. Vanjski rub gotove gomile sastoji se uglavnom od grubog materijala, dok unutrašnjost gomile sadrži veću koncentraciju finog materijala. Kada uzimate materijal s kraja takvih gomile, potrebno je izvaditi žlice s različitih mjesta kako biste pomiješali materijal. Ako materijal uzimate samo s prednje ili stražnje strane snopa, dobit ćete sav grubi materijal ili sav fini materijal.
Postoje i mogućnosti za dodatnu izolaciju prilikom utovara kamiona. Važno je da korištena metoda ne uzrokuje prelijevanje. Prvo učitajte prednji dio kamiona, zatim straga i na kraju sredinu. To će umanjiti učinke preopterećenja unutar kamiona.
Pristupi za rukovanje nakon inverije su korisni, ali cilj bi trebao biti spriječiti ili minimizirati karantene tijekom stvaranja zaliha. Korisni načini za sprečavanje izolacije uključuju:
Kad se nasloni na kamion, trebao bi biti uredno složen u zasebnim hrpama kako bi se smanjio izlijevanje. Materijal treba složiti zajedno pomoću utovarivača, podizanja do pune visine kante i odlaganja, što će pomiješati materijal. Ako se utovarivač mora pomicati i razbiti materijal, ne pokušavajte izgraditi velike gomile.
Izgradnja zaliha u slojevima može umanjiti segregaciju. Ova vrsta skladišta može se graditi s buldožerom. Ako se materijal isporučuje u dvorište, buldožer mora gurnuti materijal u nagibni sloj. Ako je snop izgrađen s transportnim trakom, buldožer mora gurnuti materijal u vodoravni sloj. U svakom slučaju, mora se paziti da ne gurnete materijal preko ruba hrpe. To može dovesti do prelijevanja, što je jedan od glavnih razloga razdvajanja.
Slaganje s buldožerima ima niz nedostataka. Dva značajna rizika su degradacija proizvoda i zagađenje. Teška oprema koja kontinuirano radi na proizvodu kompakt će i srušiti materijal. Kada koriste ovu metodu, proizvođači moraju biti oprezni da proizvod ne razgrađuju u pokušaju ublažavanja problema razdvajanja. Dodatna radna snaga i oprema često čine ovu metodu zabranjeno skupo, a proizvođači moraju pribjeći razdvajanju tijekom obrade.
Radijalno slaganje transportera pomažu u minimiziranju utjecaja razdvajanja. Kako se inventar akumulira, transporter se radijalno kreće ulijevo i desno. Kako se transporter kreće radijalno, krajevi hrpa, obično grubog materijala, bit će prekriveni finim materijalom. Prednji i stražnji prsti i dalje će biti grubi, ali gomila će biti više pomiješana od gomile konusa.
Postoji izravna veza između visine i slobodnog pada materijala i stupnja segregacije koji se događa. Kako se visina povećava i putanja padajućeg materijala širi, sve je veće odvajanje finog i grubog materijala. Dakle, promjenjivi transportni viseći još su jedan način smanjenja segregacije. U početnoj fazi, transporter bi trebao biti u najnižoj poziciji. Udaljenost do remenice glave uvijek mora biti što kraća.
Slobodno pad iz transportne trake na hrpu još je jedan razlog za razdvajanje. Kamen stepenice minimiziraju segregaciju uklanjanjem materijala za slobodno pad. Kamena stubišta je građevina koja omogućuje materijal da se prođe niz stepenice na hrpe. Učinkovit je, ali ima ograničenu primjenu.
Odvajanje uzrokovano vjetrom može se minimizirati korištenjem teleskopskih žljebova. Teleskopski žljebovi na snopovima za ispuštanje transportera, koji se protežu od snopa do snopa, štite od vjetra i ograničavaju njegov utjecaj. Ako je pravilno dizajniran, može ograničiti i slobodni pad materijala.
Kao što je ranije spomenuto, već postoji izolacija na transportnom traku prije nego što dođete do točke pražnjenja. Osim toga, kada materijal napusti transportnu traku, dođe do daljnje segregacije. Kotač za veslo može se instalirati na točki pražnjenja kako bi se ovaj materijal remiksirao. Rotirajuće kotače imaju krila ili vesla koja prelaze i miješaju put materijala. To će umanjiti segregaciju, ali degradacija materijala možda nije prihvatljiva.
Razdvajanje može podrazumijevati značajne troškove. Inventar koji ne zadovoljava specifikacije može rezultirati kaznama ili odbacivanjem cijelog zaliha. Ako se materijal koji nije u skladu dostavio na mjestu rada, novčane kazne mogu prelaziti 0,75 USD po toni. Troškovi rada i opreme za rehabilitaciju gomile loše kvalitete često su zabranjeni. Satni trošak izgradnje skladišta s buldožerom i operatorom veći je od troškova automatskog teleskopskog transportera, a materijal se može razgraditi ili biti kontaminirani kako bi održao pravilno sortiranje. To smanjuje vrijednost proizvoda. Osim toga, kada se oprema poput buldožera koristi za zadatke neprodukcije, postoji oportunitetni trošak povezan s korištenjem opreme kada je bila kapitalizirana za proizvodne zadatke.
Drugi pristup može se iskoristiti kako bi se smanjio utjecaj izolacije prilikom stvaranja zaliha u aplikacijama gdje izolacija može biti problem. To uključuje slaganje u slojevima, gdje se svaki sloj sastoji od niza hrpa.
U dijelu snopa svaki je snop prikazan kao minijaturni snop. Split se i dalje događa na svakoj pojedinačnoj hrpi zbog istih efekata o kojima je ranije raspravljano. Međutim, uzorak izolacije češće se ponavlja preko cijelog presjeka hrpe. Kaže se da takve hrpe imaju veću "podijeljenu rezoluciju" jer se diskretni gradijentni obrazac češće ponavlja u manjim intervalima.
Pri obradi hrpa s prednjim utovarivačem nema potrebe za miješanjem materijala, jer jedna lopatica uključuje nekoliko hrpa. Kad se snop obnovi, pojedinačni slojevi su jasno vidljivi (vidi sliku 2).
Stacks se može stvoriti pomoću različitih metoda skladištenja. Jedan od načina je korištenje sustava mosta i otpuštanja, iako je ova opcija pogodna samo za stacionarne primjene. Značajan nedostatak stacionarnih transportnih sustava je taj što je njihova visina obično fiksna, što može dovesti do razdvajanja vjetra kako je gore opisano.
Druga metoda je korištenje teleskopskog transportera. Teleskopski transporteri pružaju najučinkovitiji način formiranja hrpa i često se preferiraju u odnosu na stacionarne sustave jer se mogu premjestiti po potrebi, a mnogi su zapravo dizajnirani za nošenje na cesti.
Teleskopski transporteri sastoje se od transportera (zaštitnih transportera) ugrađenih unutar vanjskih transportera iste duljine. Savjet transportera može se linearno pomicati duž duljine vanjskog transportera kako bi se promijenio položaj remenice za istovar. Visina ispraznog kotača i radijalni položaj transportera su promjenjivi.
Triaksijalna promjena kotača za istovar ključna je za stvaranje slojevitih gomila koje prevladavaju segregaciju. Sustavi vitla za konopce obično se koriste za proširenje i povlačenje transportera. Radialno kretanje transportnog trajanja može se izvesti sustavom lanca i lančanika ili hidraulički vođenim planetarnim pogonom. Visina transportera obično se mijenja proširivanjem teleskopskih cilindara podvozja. Svi ovi pokreti moraju se kontrolirati kako bi se automatski stvorile višeslojne gomile.
Teleskopski transporteri imaju mehanizam za stvaranje višeslojnih hrpa. Minimiziranje dubine svakog sloja pomoći će ograničavanju odvajanja. To zahtijeva da se transporter nastavi kretati kako se zaliha povećava. Potreba za stalnim kretanjem čini potrebnim za automatizaciju teleskopskih transportera. Postoji nekoliko različitih metoda automatizacije, od kojih su neke jeftinije, ali imaju značajna ograničenja, dok su druge u potpunosti programibilne i nude veću fleksibilnost u stvaranju zaliha.
Kad transporter počne akumulirati materijal, on se radijalno kreće dok transportira materijal. Transportni se kreće sve dok se granični prekidač montira na vratima transportera ne aktivira duž njegove radijalne staze. Okidač se postavlja ovisno o duljini luka za koju operater želi da se transportni pojas pomakne. U ovom će se trenutku transporter proširiti na unaprijed određenu udaljenost i početi se kretati u drugom smjeru. Taj se postupak nastavlja sve dok se transporter Stringer ne proširi na maksimalno produženje i prvi sloj je dovršen.
Kad se izgradi druga razina, vrh se počinje povlačiti od svog maksimalnog produženja, krećući se radijalno i povlačeći se po lučnoj granici. Izgradite slojeve sve dok se sklopka nagiba montira na nosač kotača ne aktivira hrpa.
Transporter će se povećati na udaljenosti i započeti drugo podizanje. Svaki dizač može se sastojati od nekoliko slojeva, ovisno o brzini materijala. Drugi je lift sličan prvom, i tako dalje dok se ne izgradi cijela gomila. Veliki dio rezultirajuće gomile je deizoliran, ali na rubovima svake gomile postoje prepuni prelijevanja. To je zato što transportne trake ne mogu automatski prilagoditi položaj graničnih prekidača ili objekata koji se koriste za njihovo djelovanje. Prekidač za graničnu granicu mora biti podešen tako da prekoračenje ne zakopava osovinu transportera.