Separarea materialelor este o problemă inerentă în majoritatea tehnologiilor de stocare.Pe măsură ce cererea pentru produse de calitate superioară crește, problema izolării stocurilor devine mai acută.
După cum știm cu toții, transportoarele radiale telescopice pentru stive sunt soluția cea mai eficientă pentru separarea stivelor.Ei pot crea inventar în straturi, fiecare strat este alcătuit dintr-un număr de materiale.Pentru a crea inventar în acest fel, transportorul trebuie să ruleze aproape continuu.În timp ce mișcarea transportoarelor telescopice trebuie controlată manual, automatizarea este de departe cea mai eficientă metodă de control.
Transportoarele automate retractabile pot fi programate pentru a crea un inventar personalizat într-o varietate de dimensiuni, forme și configurații.Această flexibilitate practic nelimitată poate îmbunătăți eficiența operațională generală și poate oferi produse de calitate superioară.
Contractorii cheltuiesc milioane de dolari în fiecare an producând produse agregate pentru o mare varietate de aplicații.Cele mai populare aplicații includ materialele de bază, asfaltul și betonul.
Procesul de creare a produselor pentru aceste aplicații este complex și costisitor.Specificații și toleranțe mai stricte înseamnă că importanța calității produsului devine din ce în ce mai importantă.
În cele din urmă, materialul este îndepărtat din depozit și transportat într-o locație unde va fi încorporat în subsol, asfalt sau beton.
Echipamentul necesar pentru decapare, sablare, zdrobire și cernure este foarte scump.Cu toate acestea, echipamentele avansate pot produce în mod constant agregate conform specificațiilor.Inventarul poate părea o parte trivială a producției integrate, dar dacă este făcut incorect, poate avea ca rezultat un produs care este perfect în conformitate cu specificațiile, care nu îndeplinește specificațiile.Aceasta înseamnă că utilizarea unor metode de depozitare greșite poate duce la pierderea unei părți din costul creării unui produs de calitate.
Deși plasarea unui produs în inventar poate compromite calitatea acestuia, inventarul este o parte importantă a procesului general de producție.Este o metodă de depozitare care asigură disponibilitatea materialului.Rata de producție este adesea diferită de rata de produs necesară pentru o anumită aplicație, iar inventarul ajută la compensarea diferenței.
De asemenea, inventarul oferă contractorilor suficient spațiu de stocare pentru a răspunde eficient la cererea fluctuantă a pieței.Datorită beneficiilor pe care le oferă depozitarea, va fi întotdeauna o parte importantă a procesului general de fabricație.Prin urmare, producătorii trebuie să-și îmbunătățească continuu tehnologiile de stocare pentru a reduce riscurile asociate stocării.
Subiectul principal al acestui articol este izolarea.Segregarea este definită ca „separarea materialului în funcție de dimensiunea particulelor”.Diferitele aplicații ale agregatelor necesită materiale foarte specifice și uniforme.Segregarea duce la diferențe excesive în soiurile de produse.
Separarea poate avea loc practic oriunde în procesul de fabricare a agregatelor după ce produsul a fost zdrobit, cernut și amestecat la gradația corespunzătoare.
Primul loc în care poate apărea segregarea este în inventar (vezi Figura 1).Odată ce materialul este introdus în inventar, acesta va fi în cele din urmă reciclat și livrat la locul unde va fi utilizat.
Al doilea loc în care poate avea loc separarea este în timpul procesării și transportului.Odată ajuns la locul unei fabrici de asfalt sau beton, agregatul este plasat în buncăre și/sau containere de depozitare din care este preluat și utilizat produsul.
Separarea are loc și la umplerea și golirea silozurilor și silozurilor.Segregarea poate apărea și în timpul aplicării amestecului final pe un drum sau pe altă suprafață, după ce agregatul a fost amestecat în amestecul de asfalt sau beton.
Agregatul omogen este esențial pentru producerea de asfalt sau beton de înaltă calitate.Fluctuațiile în gradația agregatului detașabil fac practic imposibilă obținerea unui asfalt sau beton acceptabil.
Particulele mai mici de o anumită greutate au o suprafață totală mai mare decât particulele mai mari de aceeași greutate.Acest lucru creează probleme la combinarea agregatelor în amestecuri de asfalt sau beton.Daca procentul de fine din agregat este prea mare, va lipsi mortarul sau bitumul si amestecul va fi prea gros.Dacă procentul de particule grosiere din agregat este prea mare, va exista un exces de mortar sau bitum, iar consistența amestecului va fi excesiv de subțire.Drumurile construite din agregate separate au o integritate structurală slabă și în cele din urmă vor avea o speranță de viață mai mică decât drumurile construite din produse separate corespunzător.
Mulți factori duc la segregarea stocurilor.Deoarece majoritatea inventarului este creat folosind benzi transportoare, este important să înțelegem impactul inerent al benzilor transportoare asupra sortării materialelor.
Pe măsură ce banda mută materialul peste banda transportoare, cureaua sare ușor în timp ce se rostogolește peste scripetele de rulare.Acest lucru se datorează slăbirii ușoare a curelei dintre fiecare scripete de rulare.Această mișcare face ca particulele mai mici să se depună în partea de jos a secțiunii transversale a materialului.Suprapunerea boabelor grosiere le menține în vârf.
De îndată ce materialul ajunge la roata de descărcare a benzii transportoare, acesta este deja parțial separat de materialul mai mare din partea de sus și de materialul mai mic din partea de jos.Când materialul începe să se miște de-a lungul curbei roții de descărcare, particulele superioare (exterioare) se mișcă cu o viteză mai mare decât particulele inferioare (interioare).Această diferență de viteză face ca particulele mai mari să se îndepărteze de transportor înainte de a cădea pe stiva, în timp ce particulele mai mici cad lângă transportor.
De asemenea, este mai probabil ca particulele mici să se lipească de banda transportoare și să nu fie descărcate până când banda transportoare continuă să se înfășoare pe roata de descărcare.Acest lucru are ca rezultat mai multe particule fine care se deplasează înapoi spre partea din față a stivei.
Când materialul cade pe o stivă, particulele mai mari au mai mult impuls înainte decât particulele mai mici.Acest lucru face ca materialul grosier să continue să se miște în jos mai ușor decât materialul fin.Orice material, mare sau mic, care curge pe părțile laterale ale unei stive se numește deversare.
Deversările sunt una dintre principalele cauze ale separării stocurilor și trebuie evitate ori de câte ori este posibil.Pe măsură ce scurgerea începe să se rostogolească în jos pe panta restului, particulele mai mari tind să se rostogolească pe toată lungimea pantei, în timp ce materialul mai fin tinde să se așeze pe părțile laterale ale restului.În consecință, pe măsură ce scurgerea progresează pe părțile laterale ale grămezii, din ce în ce mai puține particule fine rămân în materialul ondulat.
Când materialul ajunge la marginea inferioară sau la vârful grămezii, este compus în principal din particule mai mari.Deversările provoacă o segregare semnificativă, care este vizibilă în secțiunea de stoc.Degetul exterior al grămezii este format dintr-un material mai gros, în timp ce grămada interioară și superioară constă dintr-un material mai fin.
Forma particulelor contribuie, de asemenea, la efectele secundare.Particulele care sunt netede sau rotunde au mai multe șanse să se rostogolească în jos pe panta stivei decât particulele fine, care au de obicei formă pătrată.Depășirea limitelor poate duce și la deteriorarea materialului.Când particulele se rostogolesc pe o parte a grămezii, se freacă unele de altele.Această uzură va face ca unele dintre particule să se descompună la dimensiuni mai mici.
Vântul este un alt motiv de izolare.După ce materialul părăsește banda transportoare și începe să cadă în stivă, vântul afectează traiectoria mișcării particulelor de diferite dimensiuni.Vântul are o mare influență asupra materialelor delicate.Acest lucru se datorează faptului că raportul dintre suprafața și masa particulelor mai mici este mai mare decât cel al particulelor mai mari.
Probabilitatea defalcării stocurilor poate varia în funcție de tipul de material din depozit.Cel mai important factor în legătură cu segregarea este gradul de modificare a dimensiunii particulelor din material.Materialele cu o variație mai mare a dimensiunii particulelor vor avea un grad mai mare de segregare în timpul depozitării.O regulă generală este că, dacă raportul dintre cea mai mare dimensiune a particulei și cea mai mică dimensiune a particulei depășește 2:1, pot apărea probleme cu segregarea pachetelor.Pe de altă parte, dacă raportul mărimii particulelor este mai mic de 2:1, segregarea volumului este minimă.
De exemplu, materialele de suport care conțin particule de până la 200 de ochiuri se pot delamina în timpul depozitării.Cu toate acestea, atunci când depozitați articole precum piatra spălată, izolația va fi banală.Deoarece cea mai mare parte a nisipului este umed, este adesea posibil să depozitați nisipul fără probleme de separare.Umiditatea face ca particulele să se lipească între ele, prevenind separarea.
Când produsul este depozitat, izolarea este uneori imposibil de prevenit.Marginea exterioară a grămezii finite constă în principal din material grosier, în timp ce interiorul grămezii conține o concentrație mai mare de material fin.Când luați material de la capătul unor astfel de grămezi, este necesar să luați linguri din diferite locuri pentru a amesteca materialul.Dacă luați material doar din față sau din spate a stivei, veți obține fie tot materialul grosier, fie tot materialul fin.
Există, de asemenea, oportunități de izolare suplimentară la încărcarea camioanelor.Este important ca metoda folosită să nu provoace un preaplin.Încărcați mai întâi partea din față a camionului, apoi partea din spate și, în sfârșit, mijlocul.Acest lucru va minimiza efectele supraîncărcării în interiorul camionului.
Abordările de gestionare după inventar sunt utile, dar scopul ar trebui să fie prevenirea sau reducerea la minimum a carantinelor în timpul creării inventarului.Modalitățile utile de a preveni izolarea includ:
Când este stivuit pe un camion, acesta ar trebui să fie stivuit cu grijă în stive separate pentru a minimiza scurgerea.Materialul trebuie stivuit împreună cu un încărcător, ridicându-se la înălțimea maximă a găleții și aruncând, ceea ce va amesteca materialul.Dacă un încărcător trebuie să mute și să spargă material, nu încercați să construiți grămezi mari.
Construirea inventarului în straturi poate minimiza segregarea.Acest tip de depozit poate fi construit cu un buldozer.Dacă materialul este livrat în curte, buldozerul trebuie să împingă materialul în stratul înclinat.Dacă stiva este construită cu o bandă transportoare, buldozerul trebuie să împingă materialul într-un strat orizontal.În orice caz, trebuie avut grijă să nu împingeți materialul peste marginea grămezii.Acest lucru poate duce la preaplin, care este unul dintre principalele motive pentru separare.
Stivuirea cu buldozere are o serie de dezavantaje.Două riscuri semnificative sunt degradarea produsului și contaminarea.Echipamentele grele care lucrează continuu pe produs vor compacta și zdrobi materialul.Atunci când folosesc această metodă, producătorii trebuie să aibă grijă să nu degradeze excesiv produsul în încercarea de a atenua problemele de separare.Forța de muncă și echipamentele suplimentare necesare fac adesea această metodă să fie prohibitiv de costisitoare, iar producătorii trebuie să recurgă la separare în timpul procesării.
Transportoarele radiale de stivuire ajută la minimizarea impactului separării.Pe măsură ce stocurile se acumulează, transportorul se deplasează radial la stânga și la dreapta.Pe măsură ce transportorul se mișcă radial, capetele stivelor, de obicei din material grosier, vor fi acoperite cu material fin.Degetele din față și din spate vor fi în continuare aspre, dar grămada va fi mai amestecată decât grămada de conuri.
Există o relație directă între înălțimea și căderea liberă a materialului și gradul de segregare care are loc.Pe măsură ce înălțimea crește și traiectoria materialului în cădere se extinde, există o separare tot mai mare a materialului fin și grosier.Deci, transportoarele cu înălțime variabilă sunt o altă modalitate de a reduce segregarea.În etapa inițială, transportorul ar trebui să fie în poziția cea mai de jos.Distanța până la scripetele de cap trebuie să fie întotdeauna cât mai scurtă posibil.
Căderea liberă de pe o bandă transportoare pe o stivă este un alt motiv pentru separare.Scările de piatră minimizează segregarea prin eliminarea materialului care căde liber.O scară de piatră este o structură care permite materialului să curgă pe trepte pe grămezi.Este eficient, dar are o aplicare limitată.
Separarea cauzată de vânt poate fi minimizată prin utilizarea jgheaburilor telescopice.Jgheaburile telescopice de pe snopii de descărcare ale transportorului, care se extind de la snopi la stiva, protejează împotriva vântului și limitează impactul acestuia.Dacă este proiectat corespunzător, poate limita și căderea liberă a materialului.
După cum am menționat mai devreme, există deja izolație pe banda transportoare înainte de a ajunge la punctul de descărcare.În plus, atunci când materialul părăsește banda transportoare, are loc o segregare suplimentară.O roată cu zbaturi poate fi instalată la punctul de descărcare pentru a amesteca acest material.Roțile rotative au aripi sau palete care traversează și amestecă traseul materialului.Acest lucru va minimiza segregarea, dar degradarea materialului poate să nu fie acceptabilă.
Separarea poate implica costuri semnificative.Inventarul care nu respectă specificațiile poate duce la penalități sau respingerea întregului inventar.Dacă materialul neconform este livrat la șantier, amenzile pot depăși 0,75 USD pe tonă.Costurile cu forța de muncă și echipamentele pentru reabilitarea piloților de proastă calitate sunt adesea prohibitive.Costul orar al construirii unui depozit cu buldozer și operator este mai mare decât costul unui transportor telescopic automat, iar materialul se poate descompune sau se poate contamina pentru a menține o sortare adecvată.Acest lucru reduce valoarea produsului.În plus, atunci când echipamente precum un buldozer sunt utilizate pentru sarcini non-producție, există un cost de oportunitate asociat cu utilizarea echipamentului atunci când a fost valorificat pentru sarcini de producție.
O altă abordare poate fi luată pentru a minimiza impactul izolării atunci când se creează inventar în aplicațiile în care izolarea poate fi o problemă.Aceasta include stivuirea în straturi, unde fiecare strat este alcătuit dintr-o serie de stive.
În secțiunea de stivă, fiecare stivă este afișată ca o stivă în miniatură.Împărțirea are loc în continuare pe fiecare heap individual datorită acelorași efecte discutate mai devreme.Cu toate acestea, modelul de izolare se repetă mai des pe întreaga secțiune transversală a grămezii.Se spune că astfel de stive au o „rezoluție divizată” mai mare, deoarece modelul de gradient discret se repetă mai des la intervale mai mici.
Când procesați stive cu un încărcător frontal, nu este nevoie să amestecați materiale, deoarece o cupă include mai multe stive.Când stiva este restaurată, straturile individuale sunt clar vizibile (vezi Figura 2).
Stivele pot fi create folosind diferite metode de stocare.O modalitate este de a folosi un sistem de transport de punte și de descărcare, deși această opțiune este potrivită numai pentru aplicații staționare.Un dezavantaj semnificativ al sistemelor transportoare staționare este că înălțimea lor este de obicei fixă, ceea ce poate duce la separarea vântului așa cum este descris mai sus.
O altă metodă este utilizarea unui transportor telescopic.Transportoarele telescopice oferă cel mai eficient mod de a forma stive și sunt adesea preferate sistemelor staționare, deoarece pot fi mutate atunci când este necesar, iar multe sunt de fapt proiectate pentru a fi transportate pe drum.
Transportoarele telescopice constau din transportoare (conveioare de gardă) instalate în interiorul transportoarelor exterioare de aceeași lungime.Transportorul cu vârf se poate deplasa liniar pe lungimea transportorului exterior pentru a schimba poziția scripetelui de descărcare.Înălțimea roții de descărcare și poziția radială a transportorului sunt variabile.
Schimbarea triaxială a roții de descărcare este esențială pentru a crea grămezi stratificati care depășesc segregarea.Sistemele de troliu cu cablu sunt de obicei utilizate pentru a extinde și retrage transportoarele de alimentare.Mișcarea radială a transportorului poate fi efectuată printr-un sistem cu lanț și pinioane sau printr-un antrenament planetar acţionat hidraulic.Înălțimea transportorului este de obicei modificată prin extinderea cilindrilor telescopici ai trenului de rulare.Toate aceste mișcări trebuie controlate pentru a crea automat grămezi multistrat.
Transportoarele telescopice au un mecanism pentru crearea de stive multistrat.Minimizarea adâncimii fiecărui strat va ajuta la limitarea separării.Acest lucru necesită ca transportorul să continue să se miște pe măsură ce stocul se acumulează.Nevoia de mișcare constantă face necesară automatizarea transportoarelor telescopice.Există mai multe metode de automatizare diferite, dintre care unele sunt mai ieftine, dar au limitări semnificative, în timp ce altele sunt complet programabile și oferă mai multă flexibilitate în crearea inventarului.
Când transportorul începe să acumuleze material, acesta se mișcă radial în timp ce transportă materialul.Transportorul se mișcă până când un comutator de limită montat pe arborele transportorului este declanșat de-a lungul traseului său radial.Declanșatorul este plasat în funcție de lungimea arcului pe care operatorul dorește să se deplaseze banda transportoare.În acest moment, transportorul se va extinde la o distanță predeterminată și va începe să se deplaseze în cealaltă direcție.Acest proces continuă până când transportorul cu string este extins la extensia sa maximă și primul strat este finalizat.
Când al doilea nivel este construit, vârful începe să se retragă din extensia sa maximă, mișcându-se radial și retrăgându-se la limita arcuită.Construiți straturi până când comutatorul de înclinare montat pe roata suport este activat de grămadă.
Transportorul va urca pe distanța stabilită și va începe a doua ridicare.Fiecare lifter poate consta din mai multe straturi, in functie de viteza materialului.A doua ridicare este similară cu prima și așa mai departe până când se construiește întreaga grămadă.O mare parte din grămada rezultată este dezozolată, dar există revărsări la marginile fiecărei grămezi.Acest lucru se datorează faptului că benzile transportoare nu pot regla automat poziția întrerupătoarelor de limită sau a obiectelor utilizate pentru a le acționa.Limitatorul de retragere trebuie reglat astfel încât depășirea să nu îngroape arborele transportor.