Розділення матеріалу є невід’ємною проблемою більшості технологій зберігання.Із зростанням попиту на більш якісну продукцію проблема розрізненості запасів стає все гострішою.
Як ми всі знаємо, телескопічні радіальні конвеєри є найефективнішим рішенням для розділення штабелів.Вони можуть створювати інвентар шарами, кожен шар складається з кількох матеріалів.Для створення запасів таким чином конвеєр повинен працювати майже безперервно.У той час як рух телескопічних конвеєрів необхідно контролювати вручну, автоматизація є, безумовно, найефективнішим методом керування.
Автоматичні висувні конвеєри можна запрограмувати для створення нестандартних запасів різноманітних розмірів, форм і конфігурацій.Ця фактично безмежна гнучкість може підвищити загальну ефективність роботи та забезпечити більш високу якість продукції.
Підрядники щороку витрачають мільйони доларів на виробництво агрегованих продуктів для різноманітних застосувань.Найпопулярніші застосування включають основні матеріали, асфальт і бетон.
Процес створення продуктів для цих застосувань складний і дорогий.Більш жорсткі специфікації та допуски означають, що важливість якості продукції стає все більш важливою.
Зрештою, матеріал вилучається зі сховища та транспортується до місця, де він буде включений в основу, асфальт або бетон.
Обладнання, необхідне для зачистки, підривання, дроблення та сортування, дуже дороге.Однак сучасне обладнання може стабільно виробляти агрегат відповідно до специфікації.Інвентаризація може здатися тривіальною частиною інтегрованого виробництва, але якщо її зробити неправильно, це може призвести до того, що продукт, який повністю відповідає специфікаціям, не відповідає специфікаціям.Це означає, що використання неправильних методів зберігання може призвести до втрати частини вартості створення якісного продукту.
Хоча розміщення продукту в інвентарі може поставити під загрозу його якість, інвентар є важливою частиною загального виробничого процесу.Це спосіб зберігання, який забезпечує доступність матеріалу.Швидкість виробництва часто відрізняється від норми продукту, необхідного для певного застосування, і запаси допомагають компенсувати різницю.
Інвентар також дає підрядникам достатньо місця для зберігання, щоб ефективно реагувати на коливання ринкового попиту.Завдяки перевагам, які надає зберігання, воно завжди буде важливою частиною загального виробничого процесу.Тому виробники повинні постійно вдосконалювати свої технології зберігання, щоб зменшити ризики, пов’язані зі зберіганням.
Основна тема цієї статті – ізоляція.Сегрегація визначається як «розділення матеріалу відповідно до розміру частинок».Різні застосування заповнювачів вимагають дуже специфічних і однакових сортів матеріалу.Сегрегація призводить до надмірних відмінностей у сортах продукції.
Розділення може відбуватися практично будь-де в процесі виробництва заповнювачів після того, як продукт було подрібнено, просіяно та змішано до належної градації.
Перше місце, де може статися сегрегація, це інвентар (див. Малюнок 1).Після розміщення матеріалу в інвентарі його буде перероблено та доставлено до місця використання.
Друге місце, де може статися поділ, це під час обробки та транспортування.На місці асфальтного або бетонного заводу заповнювач поміщається в бункери та/або бункери для зберігання, з яких продукт забирається та використовується.
Відрив також відбувається при наповненні та спорожненні силосів і силосів.Сегрегація також може виникнути під час нанесення кінцевої суміші на дорогу чи іншу поверхню після того, як заповнювач було змішано з асфальтовою або бетонною сумішшю.
Однорідний заповнювач необхідний для виробництва високоякісного асфальту або бетону.Коливання в градації роз’ємного заповнювача практично унеможливлюють отримання прийнятного асфальту або бетону.
Менші частинки певної ваги мають більшу загальну площу поверхні, ніж більші частинки такої ж ваги.Це створює проблеми при комбінуванні заповнювачів в асфальтобетонну або бетонну суміші.Якщо відсоток дрібних частинок у заповнювачі занадто високий, буде нестача будівельного розчину або бітуму, і суміш буде занадто густою.Якщо відсоток грубих частинок в заповнювачі буде занадто високим, буде надлишок розчину або бітуму, а консистенція суміші буде надмірно рідкою.Дороги, побудовані з розділених агрегатів, мають низьку структурну цілісність і, зрештою, матимуть нижчий очікуваний термін служби, ніж дороги, побудовані з належним чином розділених продуктів.
Багато факторів призводять до сегрегації запасів.Оскільки більшість запасів створюється за допомогою конвеєрних стрічок, важливо розуміти невід’ємний вплив конвеєрних стрічок на сортування матеріалів.
Коли ремінь переміщує матеріал по конвеєрній стрічці, ремінь злегка підстрибує, котячись через натяжний шків.Це пов’язано з невеликою слабиною ременя між кожним направляючим шківом.Цей рух змушує дрібніші частинки осідати на дно поперечного перерізу матеріалу.Перекриття грубих зерен утримує їх у верхній частині.
Як тільки матеріал досягає розвантажувального колеса конвеєрної стрічки, він уже частково відділяється від більшого матеріалу вгорі та меншого матеріалу внизу.Коли матеріал починає рухатися вздовж кривої розвантажувального колеса, верхні (зовнішні) частинки рухаються з більшою швидкістю, ніж нижні (внутрішні).Ця різниця у швидкості змушує більші частинки відходити від конвеєра перед тим, як впасти на стос, тоді як менші частинки падають поруч з конвеєром.
Крім того, більша ймовірність того, що дрібні частинки прилипнуть до конвеєрної стрічки і не будуть виведені, доки конвеєрна стрічка не продовжить намотуватися на розвантажувальне колесо.Це призводить до того, що більша кількість дрібних частинок повертається до передньої частини стосу.
Коли матеріал падає на стопку, більші частинки мають більший імпульс вперед, ніж менші частинки.Це призводить до того, що грубий матеріал продовжує рухатися вниз легше, ніж дрібний.Будь-який матеріал, великий чи малий, який стікає по сторонах стосу, називається розливом.
Розливи є однією з основних причин розділення запасів, і їх слід уникати, коли це можливо.Коли розлив починає скочуватися вниз по схилу відвалу, більші частинки прагнуть скочуватися вниз по всій довжині схилу, тоді як дрібніший матеріал має тенденцію осідати з боків відвалу.Отже, у міру просування розливу вниз по сторонах купи все менше і менше дрібних частинок залишається в хвилюючому матеріалі.
Коли матеріал досягає нижнього краю або носка ворсу, він складається переважно з більших частинок.Розливи викликають значну сегрегацію, яка помітна в секції запасу.Зовнішній носок ворсу складається з більш грубого матеріалу, тоді як внутрішній і верхній ворс складається з більш тонкого матеріалу.
Форма частинок також сприяє виникненню побічних ефектів.Частинки, які є гладкими або круглими, швидше скочуються вниз по схилу стосу, ніж дрібні частинки, які зазвичай мають квадратну форму.Перевищення лімітів також може призвести до пошкодження матеріалу.Коли частинки скочуються з одного боку купи, вони труться одна об одну.Цей знос спричинить розпад деяких частинок до менших розмірів.
Вітер – ще одна причина ізоляції.Після того як матеріал покидає конвеєрну стрічку і починає падати в штабель, вітер впливає на траєкторію руху частинок різного розміру.Вітер має великий вплив на делікатні матеріали.Це пояснюється тим, що відношення площі поверхні до маси дрібніших частинок більше, ніж у більших частинок.
Імовірність поділу запасів може відрізнятися залежно від типу матеріалу на складі.Найважливішим фактором щодо сегрегації є ступінь зміни розміру частинок у матеріалі.Матеріали з більшою варіацією розміру частинок матимуть вищий ступінь сегрегації під час зберігання.Загальне емпіричне правило полягає в тому, що якщо співвідношення найбільшого розміру частинок до найменшого розміру частинок перевищує 2:1, можуть виникнути проблеми з розділенням упаковки.З іншого боку, якщо співвідношення розмірів частинок менше 2:1, об’ємна сегрегація мінімальна.
Наприклад, матеріали основи, що містять частинки розміром до 200 меш, можуть розшаровуватися під час зберігання.Однак при зберіганні таких предметів, як митий камінь, ізоляція буде незначною.Оскільки більша частина піску волога, часто можна зберігати пісок без проблем із відділенням.Волога спричиняє злипання частинок, запобігаючи розділенню.
Коли продукт зберігається, ізоляції іноді неможливо запобігти.Зовнішній край готової купи складається в основному з грубого матеріалу, тоді як всередині купи міститься більша концентрація тонкого матеріалу.Беручи матеріал з торця таких куп, необхідно брати черпаки з різних місць, щоб перемішати матеріал.Якщо ви берете матеріал лише з передньої або задньої частини стосу, ви отримаєте або весь грубий матеріал, або весь дрібний матеріал.
Також є можливості для додаткової ізоляції при завантаженні вантажівок.Важливо, щоб використовуваний метод не викликав переповнення.Спочатку завантажте передню частину вантажівки, потім задню і, нарешті, середню частину.Це мінімізує наслідки перевантаження всередині вантажівки.
Підходи до обробки після інвентаризації корисні, але метою має бути запобігання або мінімізація карантину під час створення інвентаризації.Корисні способи запобігання ізоляції включають:
При укладанні на вантажівку його слід акуратно складати в окремі штабелі, щоб мінімізувати розливання.Матеріал слід складати разом за допомогою навантажувача, піднімаючи ковш на повну висоту та скидаючи, що перемішає матеріал.Якщо навантажувач повинен рухати та розбивати матеріал, не намагайтеся будувати великі палі.
Створення інвентарю в шарах може звести до мінімуму сегрегацію.Цей тип складу можна побудувати за допомогою бульдозера.Якщо матеріал доставляється на двір, то бульдозер повинен заштовхувати матеріал в укісний шар.Якщо штабель побудований за допомогою конвеєрної стрічки, бульдозер повинен проштовхувати матеріал у горизонтальний шар.У будь-якому випадку потрібно бути обережним, щоб не проштовхнути матеріал за край ворсу.Це може призвести до переповнення, що є однією з головних причин розлуки.
Штабелювання бульдозерами має ряд недоліків.Двома значними ризиками є псування продукту та забруднення.Важке обладнання, яке безперервно працює над продуктом, ущільнить і подрібнить матеріал.Використовуючи цей метод, виробники повинні бути обережними, щоб не надто погіршити продукт, намагаючись полегшити проблеми поділу.Додаткова робоча сила та необхідне обладнання часто роблять цей метод непомірно дорогим, і виробникам доводиться вдаватися до розділення під час обробки.
Конвеєри з радіальним штабелюванням допомагають мінімізувати вплив розділення.У міру накопичення запасів конвеєр радіально рухається вліво і вправо.Коли конвеєр рухається радіально, кінці штабелів, як правило, грубого матеріалу, будуть покриті тонким матеріалом.Передні та задні пальці все ще будуть грубими, але ворс буде більш змішаним, ніж купа конусів.
Існує пряма залежність між висотою та вільним падінням матеріалу та ступенем сегрегації, що відбувається.Зі збільшенням висоти та розширенням траєкторії падіння матеріалу відбувається збільшення розділення дрібного та грубого матеріалу.Отже, конвеєри зі змінною висотою є ще одним способом зменшити сегрегацію.На початковому етапі транспортер повинен знаходитися в нижньому положенні.Відстань до головного шківа завжди повинна бути якомога меншою.
Вільне падіння з конвеєрної стрічки на штабель є ще однією причиною розлучення.Кам'яні сходи зводять до мінімуму сегрегацію, усуваючи вільне падіння матеріалу.Кам'яні сходи - це конструкція, яка дозволяє матеріалу стікати зі сходинок на палі.Він ефективний, але має обмежене застосування.
Роз'єднання, викликане вітром, можна мінімізувати за допомогою телескопічних лотків.Телескопічні жолоби на розвантажувальних шкивах конвеєра, що йдуть від шкива до штабеля, захищають від вітру та обмежують його вплив.При правильному проектуванні він також може обмежити вільне падіння матеріалу.
Як згадувалося раніше, на конвеєрній стрічці вже є ізоляція до місця розвантаження.Крім того, коли матеріал залишає конвеєрну стрічку, відбувається подальша сегрегація.Для повторного змішування цього матеріалу в точці вивантаження можна встановити лопаткове колесо.Обертові колеса мають крила або лопаті, які перетинають і перемішують шлях матеріалу.Це мінімізує сегрегацію, але деградація матеріалу може бути неприйнятною.
Розлука може спричинити значні витрати.Інвентар, який не відповідає специфікаціям, може призвести до штрафів або відхилення всього інвентарю.Якщо невідповідний матеріал буде доставлено на місце роботи, штрафи можуть перевищувати 0,75 доларів США за тонну.Витрати на оплату праці та обладнання для відновлення паль низької якості часто є непомірно високими.Погодинна вартість будівництва складу з бульдозером і оператором вища, ніж вартість автоматичного телескопічного конвеєра, і матеріал може розкластися або забруднитися, щоб забезпечити належне сортування.Це знижує цінність продукту.Крім того, коли таке обладнання, як бульдозер, використовується для невиробничих завдань, існують альтернативні витрати, пов’язані з використанням обладнання, коли воно було капіталізовано для виробничих завдань.
Можна застосувати інший підхід, щоб мінімізувати вплив ізоляції під час створення інвентаризації в програмах, де ізоляція може бути проблемою.Це включає укладання в шари, де кожен шар складається з серії стеків.
У розділі стека кожен стос показано як мініатюрний стос.Поділ все ще відбувається на кожній окремій купі через ті самі ефекти, які обговорювалися раніше.Однак схема ізоляції частіше повторюється по всьому перерізу палі.Кажуть, що такі стеки мають більшу «роздільну роздільну здатність», оскільки дискретний градієнтний малюнок повторюється частіше з меншими інтервалами.
При обробці штабелів фронтальним навантажувачем немає необхідності змішувати матеріали, оскільки один совок містить декілька штабелів.Коли стек відновлено, окремі шари чітко видно (див. Малюнок 2).
Стоси можна створювати за допомогою різних методів зберігання.Одним із способів є використання мостової та розвантажувальної конвеєрної системи, хоча цей варіант підходить лише для стаціонарних застосувань.Істотним недоліком стаціонарних конвеєрних систем є те, що їх висота зазвичай фіксована, що може призвести до вітрового відділення, як описано вище.
Інший спосіб - використання телескопічного конвеєра.Телескопічні конвеєри забезпечують найефективніший спосіб формування штабелів, і їм часто віддають перевагу перед стаціонарними системами, оскільки їх можна переміщати за потреби, а багато з них насправді призначені для транспортування в дорозі.
Телескопічні конвеєри складаються з конвеєрів (захисних конвеєрів), встановлених всередині зовнішніх конвеєрів однакової довжини.Наконечник конвеєра може переміщатися лінійно вздовж зовнішнього конвеєра, змінюючи положення розвантажувального шківа.Висота розвантажувального колеса та радіальне положення конвеєра змінні.
Тривісна зміна розвантажувального колеса є важливою для створення багатошарових паль, які долають сегрегацію.Системи канатних лебідок зазвичай використовуються для висування та втягування транспортерів подачі.Радіальний рух конвеєра може здійснюватися ланцюгово-зірочковою системою або планетарним приводом з гідравлічним приводом.Висота конвеєра зазвичай змінюється шляхом висунення циліндрів телескопічної ходової частини.Усі ці рухи необхідно контролювати, щоб автоматично створювати багатошарові палі.
Телескопічні конвеєри мають механізм створення багатошарових штабелів.Мінімізація глибини кожного шару допоможе обмежити поділ.Це вимагає, щоб конвеєр продовжував рухатися в міру накопичення запасів.Необхідність постійного руху зумовлює необхідність автоматизації телескопічних конвеєрів.Існує кілька різних методів автоматизації, деякі з яких дешевші, але мають значні обмеження, тоді як інші повністю програмовані та пропонують більшу гнучкість у створенні запасів.
Коли конвеєр починає накопичувати матеріал, він рухається радіально під час транспортування матеріалу.Конвеєр рухається до тих пір, поки на його радіальному шляху не спрацює кінцевий вимикач, встановлений на валу конвеєра.Тригер розміщується залежно від довжини дуги, яку оператор хоче перемістити конвеєрною стрічкою.У цей момент конвеєр висунеться на задану відстань і почне рухатися в іншому напрямку.Цей процес триває до тих пір, поки стрингерний конвеєр не буде максимально розтягнутий і перший шар не буде завершено.
Коли другий рівень побудований, наконечник починає відводитися від свого максимального розтягнення, рухаючись радіально та втягуючись на дугоподібній межі.Будуйте шари, доки палі не активує перемикач нахилу, встановлений на опорному колесі.
Конвеєр підніметься на задану відстань і запустить другий підйом.Кожен підйомник може складатися з кількох шарів, залежно від швидкості матеріалу.Другий підйом аналогічний першому, і так до тих пір, поки не буде побудована вся паля.Велика частина отриманої купи деізольована, але на краях кожної купи є переповнення.Це пояснюється тим, що конвеєрні стрічки не можуть автоматично регулювати положення кінцевих вимикачів або предметів, які використовуються для їх приведення в дію.Кінцевий вимикач втягування необхідно відрегулювати так, щоб вибіг не засипав вал конвеєра.