Separace materiálu je ve většině technologií skladování vlastním problémem. Jak se zvyšuje poptávka po produktech vyšší kvality, problém izolace zásob se stává akutnějším.
Jak všichni víme, teleskopické radiální zásobníky jsou nejúčinnějším řešením pro oddělení zásobníků. Mohou vytvářet inventář ve vrstvách, každá vrstva je tvořena řadou materiálů. Abychom vytvořili inventář tímto způsobem, musí dopravník běžet téměř nepřetržitě. Zatímco pohyb teleskopických dopravníků musí být ručně kontrolován, automatizace je zdaleka nejúčinnější metodou kontroly.
Automatické zatahovací dopravníky lze naprogramovat tak, aby vytvořily vlastní zásoby v různých velikostech, tvarech a konfiguracích. Tato prakticky neomezená flexibilita může zlepšit celkovou provozní efektivitu a poskytovat produkty vyšší kvality.
Dodavatelé každý rok utrácejí miliony dolarů a vyrábějí agregované produkty pro širokou škálu aplikací. Mezi nejoblíbenější aplikace patří základní materiály, asfalt a beton.
Proces vytváření produktů pro tyto aplikace je složitý a drahý. Přísnější specifikace a tolerance znamenají, že význam kvality produktu je stále důležitější.
Nakonec je materiál odstraněn ze zásoby a přenesen na místo, kde bude začleněn do podloží, asfaltu nebo betonu.
Zařízení potřebné pro stripování, tryskání, drcení a screening je velmi drahé. Pokročilé zařízení však může soustředit agregovat podle specifikace. Inventář se může zdát jako triviální součást integrované výroby, ale pokud se to provede nesprávně, může to vést k tomu, že produkt, který je dokonale v souladu se specifikací, není specifikace. To znamená, že použití nesprávných metod skladování může vést ke ztrátě některých nákladů na vytvoření kvalitního produktu.
Přestože umístění produktu do inventáře může ohrozit jeho kvalitu, inventář je důležitou součástí celkového výrobního procesu. Jedná se o metodu úložiště, která zajišťuje dostupnost materiálu. Míra výroby se často liší od míry produktu potřebného pro danou aplikaci a zásoby pomáhají vymyslet rozdíl.
Inventář také dává dodavatelům dostatek úložného prostoru, aby efektivně reagovali na kolísání tržní poptávky. Vzhledem k výhodám, které skladování poskytuje, bude vždy důležitou součástí celkového výrobního procesu. Proto musí výrobci neustále zlepšovat své skladovací technologie, aby snížili rizika spojená s skladováním.
Hlavním tématem tohoto článku je izolace. Segregace je definována jako „separace materiálu podle velikosti částic“. Různé aplikace agregátů vyžadují velmi specifické a jednotné známky materiálu. Segregace vede k nadměrným rozdílům v odrůdách produktu.
Separaci může nastat prakticky kdekoli v agregovaném výrobním procesu po rozdrcení, prověřování a smíchání se správnou gradací.
První místo, kde může dojít k segregaci, je v inventáři (viz obrázek 1). Jakmile je materiál umístěn do inventáře, bude nakonec recyklován a doručen do místa, kde bude použit.
Druhým místem, kde může dojít k oddělení, je během zpracování a transportu. Jakmile je na místě asfaltu nebo betonové rostliny, je agregát umístěn do násypků a/nebo zásobníků, z nichž se produkt používá a používá.
Oddělení se také vyskytuje při plnění a vyprazdňování sil a sil. Segregace může také nastat během aplikaci konečné směsi na silnici nebo jiný povrch po smíchání agregátu do asfaltu nebo betonové směsi.
Homogenní agregát je nezbytný pro výrobu vysoce kvalitního asfaltu nebo betonu. Kolísání při gradaci odnímatelného agregátu znemožňují získat přijatelný asfalt nebo beton.
Menší částice dané hmotnosti mají větší celkovou povrchovou plochu než větší částice stejné hmotnosti. To vytváří problémy při kombinaci agregátů do asfaltových nebo betonových směsí. Pokud je procento pokut v agregátu příliš vysoké, bude nedostatek malty nebo bitumenu a směs bude příliš silná. Pokud je procento hrubých částic v agregátu příliš vysoké, dojde k přebytku malty nebo bitumenu a konzistence směsi bude příliš tenká. Silnice postavené od oddělených agregátů mají špatnou strukturální integritu a nakonec budou mít nižší délku života než silnice postavené z řádně oddělených produktů.
Mnoho faktorů vede k segregaci v zásobách. Protože většina zásob je vytvářena pomocí dopravních pásů, je důležité pochopit vlastní dopad dopravních pásů na třídění materiálu.
Když se pás pohybuje materiálem přes dopravní pás, pás se mírně odrazí, když se převalí nad napínací kladkou. Důvodem je mírné prověšení pásu mezi každým napínacím kladkou. Tento pohyb způsobí, že se menší částice usadí na dno průřezu materiálu. Překrývající se hrubá zrna je udržuje nahoře.
Jakmile materiál dosáhne vypouštěcího kola dopravního pásu, je již částečně oddělen od většího materiálu nahoře a menšího materiálu na dně. Když se materiál začne pohybovat podél křivky vypouštěcího kola, horní (vnější) částice se pohybují vyšší rychlostí než dolní (vnitřní) částice. Tento rozdíl v rychlosti pak způsobí, že se větší částice odstoupí z dopravníku před pádem na zásobník, zatímco menší částice padají vedle dopravníku.
Rovněž je pravděpodobnější, že malé částice se budou držet na pásu dopravníku a nebudou vypouštěny, dokud dopravní pás nebude neustále ukončit vypouštěcí kolo. To má za následek, že jemnější částice pohybující se zpět k přední části zásobníku.
Když materiál spadne na zásobník, větší částice mají větší hybnost než menší částice. To způsobuje, že hrubý materiál bude pokračovat v pohybu snadněji než jemný materiál. Jakýkoli materiál, velký nebo malý, který stéká po stranách zásobníku, se nazývá únik.
Úlitky jsou jednou z hlavních příčin oddělení zásob a je třeba se vyhnout, kdykoli je to možné. Když se rozlití začne snižovat sklon kořisti, větší částice mají tendenci snižovat celou délku svahu, zatímco jemnější materiál má tendenci se usazovat po stranách kořisti. V důsledku toho, jak únik postupuje po stranách hromady, zůstává v vlajícím materiálu méně a méně jemných částic.
Když materiál dosáhne spodního okraje nebo špičky hromady, je složen především z větších částic. Úniky způsobují významnou segregaci, která je viditelná v sekci skladem. Vnější špička hromady se skládá z hrubšího materiálu, zatímco vnitřní a horní hromada sestává z jemnějšího materiálu.
Tvar částic také přispívá k vedlejším účinkům. Částice, které jsou hladké nebo kulaté, s větší pravděpodobností sjíždějí svah zásobníku než jemné částice, které mají obvykle čtvercový tvar. Překročení limitů může také vést k poškození materiálu. Když částice sjedou na jednu stranu hromady, otírají se o sebe. Toto opotřebení způsobí, že se některé částice rozpadají na menší velikosti.
Vítr je dalším důvodem pro izolaci. Poté, co materiál opustí dopravní pás a začne spadnout do zásobníku, vítr ovlivňuje trajektorii pohybu částic různých velikostí. Vítr má velký vliv na jemné materiály. Je to proto, že poměr povrchové plochy k hmotnosti menších částic je větší než poměr větších částic.
Pravděpodobnost rozdělení v inventáři se může lišit v závislosti na typu materiálu ve skladu. Nejdůležitějším faktorem ve vztahu k segregaci je stupeň změny velikosti částic v materiálu. Materiály s větší změnou velikosti částic budou mít během skladování vyšší stupeň segregace. Obecným pravidlem je, že pokud poměr největší velikosti částic k nejmenší velikosti částic přesahuje 2: 1, mohou existovat problémy se segregací balíku. Na druhé straně, pokud je poměr velikosti částic menší než 2: 1, je segregace objemu minimální.
Například podloží materiály obsahující částice do 200 mřížky se mohou během skladování delaminovat. Při skladování položek, jako je mytí kámen, však bude izolace triviální. Protože většina písku je mokrá, je často možné ukládat písek bez oddělení problémů. Vlhkost způsobuje, že se částice drží pohromadě a zabraňují oddělení.
Když je produkt uložen, je někdy nemožné zabránit izolaci. Vnější okraj hotové hromady sestává hlavně z hrubého materiálu, zatímco interiér hromady obsahuje vyšší koncentraci jemného materiálu. Při užívání materiálu z konce takových hromádek je nutné vzít lopatky z různých míst, aby se materiál promíchal. Pokud si vezmete materiál pouze z přední nebo zadní části zásobníku, získáte veškerý hrubý materiál nebo veškerý jemný materiál.
Při nakládání nákladních vozidel existují také příležitosti pro další izolaci. Je důležité, aby použitá metoda nezpůsobila přetečení. Nejprve naložte přední část vozu, poté dozadu a nakonec uprostřed. Tím se minimalizuje účinky přetížení uvnitř kamionu.
Přístupy k manipulaci s postižením jsou užitečné, ale cílem by mělo být zabránit nebo minimalizovat karantény během vytváření zásob. Užitečné způsoby, jak zabránit izolaci, patří:
Když je naskládán na kamion, měl by být úhledně naskládán do samostatných hromádek, aby se minimalizoval rozlití. Materiál by měl být naskládán dohromady pomocí nakladače, zvednutím na plnou výšku kbelíku a dumpingu, který bude smíchat materiál. Pokud se nakladač musí pohybovat a rozbít materiál, nepokoušejte se stavět velké hromady.
Budování zásob ve vrstvách může minimalizovat segregaci. Tento typ skladu lze postavit buldozerem. Pokud je materiál dodáván na dvorek, musí buldozer zatlačit materiál do šikmé vrstvy. Pokud je zásobník postaven s dopravním pásem, musí buldozer zatlačit materiál do vodorovné vrstvy. V každém případě je třeba dbát na to, aby se materiál nepřesadil přes okraj hromady. To může vést k přetečení, což je jeden z hlavních důvodů oddělení.
Stohování s buldozery má řadu nevýhod. Dvě významná rizika jsou degradace a kontaminace produktu. Těžké vybavení pracující nepřetržitě na produktu bude kompaktovat a rozdrtit materiál. Při použití této metody musí být výrobci opatrní, aby produkt neskutečně neměnili ve snaze zmírnit problémy separace. Navíc požadovaná práce a vybavení často činí tuto metodu neúměrně drahou a výrobci se během zpracování musí uchýlit k oddělení.
Radiální stohovací dopravníky pomáhají minimalizovat dopad separace. Jak se zásoby hromadí, dopravník se pohybuje radiálně doleva a doprava. Jak se dopravník pohybuje radiálně, konce hromádek, obvykle hrubého materiálu, budou pokryty jemným materiálem. Přední a zadní prsty budou stále drsné, ale hromada bude více smíšená než hromada kuželů.
Existuje přímý vztah mezi výškou a volným pádem materiálu a stupněm segregace, ke kterému dochází. Jak se výška zvyšuje a trajektorie padajícího materiálu se rozšiřuje, dochází k rostoucímu oddělení jemného a hrubého materiálu. Takže dopravní dopravy s proměnlivou výškou jsou dalším způsobem, jak snížit segregaci. V počáteční fázi by měl být dopravník v nejnižší poloze. Vzdálenost od hlavy musí být vždy co nejkratší.
Dalším důvodem pro separaci je volné pád z dopravního pásu do zásobníku. Kamenné schody minimalizují segregaci odstraněním materiálu s volným pádem. Kamenné schodiště je struktura, která umožňuje materiálu proudit po schodech na hromady. Je efektivní, ale má omezené použití.
Separace způsobená větrem může být minimalizována pomocí teleskopických skluzů. Teleskopické skluzy na výbojových kladkách dopravníku, sahající od kladky do zásobníku, chrání před větrem a omezují jeho dopad. Pokud je správně navržen, může také omezit volný pád materiálu.
Jak již bylo zmíněno dříve, na dopravním pásu již existuje izolace před dosažením bodu vypouštění. Kromě toho, když materiál opouští dopravní pás, dochází k další segregaci. V bodě vypouštění lze nainstalovat pádla, aby se tento materiál remixoval. Rotující kola mají křídla nebo pádla, která procházejí a míchají cestu materiálu. To minimalizuje segregaci, ale degradace materiálu nemusí být přijatelná.
Oddělení může znamenat významné náklady. Inventář, který nesplňuje specifikace, může mít za následek pokuty nebo odmítnutí celého inventáře. Pokud je na místě pracovní místa doručen nekonformující materiál, mohou pokuty překročit 0,75 $ za tunu. Náklady na práci a vybavení pro rehabilitaci nekvalitních hromádek jsou často neúnosné. Hodinové náklady na stavbu skladu s buldozerem a operátorem jsou vyšší než náklady na automatický teleskopický dopravník a materiál se může rozkládat nebo kontaminovat, aby se udrželo správné třídění. To snižuje hodnotu produktu. Kromě toho, když se vybavení, jako je buldozer používá pro nevýrobní úkoly, jsou náklady na příležitost spojené s používáním zařízení, když bylo kapitalizováno pro výrobní úkoly.
Při vytváření inventáře v aplikacích, kde může být izolace, lze přijmout další přístup k minimalizaci dopadu izolace při vytváření zásob. To zahrnuje stohování ve vrstvách, kde je každá vrstva tvořena řadou hromádek.
V části zásobníku je každý zásobník zobrazen jako miniaturní zásobník. Rozdělení se stále děje na každé jednotlivé haldě kvůli stejným efektům diskutovaným dříve. Izolační vzorec se však častěji opakuje po celém průřezu hromady. O těchto hromádkách se říká, že mají větší „rozlišení rozdělení“, protože diskrétní gradientní vzorec opakuje častěji v menších intervalech.
Při zpracování zásobníků s předním nakladačem není třeba míchat materiály, protože jedna lopatka obsahuje několik hromádek. Když je zásobník obnoven, jednotlivé vrstvy jsou jasně viditelné (viz obrázek 2).
Stohy mohou být vytvořeny pomocí různých metod úložiště. Jedním ze způsobů je použití systému mostu a výboje, i když tato možnost je vhodná pouze pro stacionární aplikace. Významnou nevýhodou stacionárních dopravních systémů je to, že jejich výška je obvykle pevná, což může vést k oddělení větru, jak je popsáno výše.
Další metodou je použití teleskopického dopravníku. Teleskopické dopravníky poskytují nejúčinnější způsob vytváření hromádek a jsou často preferovány před stacionárními systémy, protože je lze v případě potřeby přesunout a mnoho z nich je ve skutečnosti navrženo tak, aby bylo přenášeno na silnici.
Teleskopické dopravníky se skládají z dopravníků (strážních dopravníků) instalovaných uvnitř vnějších dopravníků stejné délky. Spotřební dopravník se může lineárně pohybovat po celé délce vnějšího dopravníku, aby změnil polohu vykládací kladky. Výška vypouštěcího kola a radiální poloha dopravníku jsou variabilní.
Triaxiální změna vykládacího kola je nezbytná pro vytvoření vrstvených hromádek, které překonávají segregaci. Systémy lanového navijáku se obvykle používají k rozšíření a zatahování krmivových dopravníků. Radiální pohyb dopravníku může být prováděn řetězovým a řetězovým systémem nebo hydraulicky poháněným planetárním pohonem. Výška dopravníku se obvykle mění rozšířením teleskopických válců podvozku. Všechny tyto pohyby musí být ovládány tak, aby automaticky vytvořily vícevrstvé hromady.
Teleskopické dopravníky mají mechanismus pro vytváření vícevrstvých hromádek. Minimalizace hloubky každé vrstvy pomůže omezit oddělení. To vyžaduje, aby se dopravník neustále pohyboval, když se hromadí zásoby. Potřeba konstantního pohybu způsobuje automatizaci teleskopických dopravníků. Existuje několik různých metod automatizace, z nichž některé jsou levnější, ale mají významná omezení, zatímco jiné jsou plně programovatelné a nabízejí větší flexibilitu při vytváření zásob.
Když dopravník začne akumulovat materiál, pohybuje se radiálně při přepravě materiálu. Dopravník se pohybuje, dokud se podél jeho radiální cesty spustí spínač limitu namontovaný na dopravním šachtě. Spoušť je umístěn v závislosti na délce oblouku, který provozovatel chce, aby se dopravní pás pohyboval. V tuto chvíli se dopravník rozšíří do předem stanovené vzdálenosti a začne se pohybovat opačným směrem. Tento proces pokračuje, dokud se stringer dopravník rozšíří na maximální prodloužení a je dokončena první vrstva.
Když je vytvořena druhá úroveň, špička se začne zatahovat z maximálního prodloužení, pohybuje se radiálně a zatahuje se na limit oblouku. Vytvářejte vrstvy, dokud se spínač náklonu namontovaný na podpůrném kole aktivoval hromadou.
Dopravník půjde nahoru na nastavenou vzdálenost a spustí druhý výtah. Každý zvedák se může skládat z několika vrstev v závislosti na rychlosti materiálu. Druhý výtah je podobný prvnímu, a tak dále, dokud není postavena celá hromada. Velká část výsledné haldy je de-izolovaná, ale na okrajích každé hromady jsou přetečení. Je to proto, že dopravní pásy nemohou automaticky upravit polohu limitních přepínačů nebo objektů použitých k jejich jednání. Spínač limitu zasunutí musí být upraven tak, aby překročení nezachytilo dopravní šachtu.