Materialeadskillelse er et iboende problem i de fleste lagerteknologier. Efterhånden som efterspørgslen efter produkter af højere kvalitet stiger, bliver problemet med lagerisolering mere akut.
Som vi alle ved, er teleskopiske radiale staktransportører den mest effektive løsning til stakseparation. De kan oprette lagerbeholdning i lag, hvor hvert lag består af en række materialer. For at oprette lagerbeholdning på denne måde skal transportøren køre næsten kontinuerligt. Mens bevægelsen af ​​teleskopiske transportører skal styres manuelt, er automatisering langt den mest effektive kontrolmetode.
Automatiske, udtrækkelige transportbånd kan programmeres til at skabe brugerdefineret lagerbeholdning i en række forskellige størrelser, former og konfigurationer. Denne stort set ubegrænsede fleksibilitet kan forbedre den samlede driftseffektivitet og levere produkter af højere kvalitet.
Entreprenører bruger millioner af dollars hvert år på at producere aggregerede produkter til en bred vifte af anvendelser. De mest populære anvendelser omfatter basismaterialer, asfalt og beton.
Processen med at skabe produkter til disse anvendelser er kompleks og dyr. Strengere specifikationer og tolerancer betyder, at vigtigheden af ​​produktkvalitet bliver mere og mere vigtig.
Til sidst fjernes materialet fra lageret og transporteres til et sted, hvor det vil blive indarbejdet i undergrund, asfalt eller beton.
Det nødvendige udstyr til afisolering, sprængning, knusning og sigtning er meget dyrt. Avanceret udstyr kan dog konsekvent producere tilslag i henhold til specifikationerne. Lagerbeholdning kan virke som en triviel del af integreret produktion, men hvis det gøres forkert, kan det resultere i, at et produkt, der er perfekt i overensstemmelse med specifikationen, ikke opfylder specifikationerne. Det betyder, at brug af forkerte opbevaringsmetoder kan resultere i tab af nogle af omkostningerne ved at skabe et kvalitetsprodukt.
Selvom lagerføring kan gå ud over kvaliteten af ​​et produkt, er lager en vigtig del af den samlede produktionsproces. Det er en opbevaringsmetode, der sikrer materialets tilgængelighed. Produktionshastigheden er ofte forskellig fra den produkthastighed, der er nødvendig til en given anvendelse, og lager er med til at udligne forskellen.
Lagerbeholdning giver også entreprenører tilstrækkelig lagerplads til at reagere effektivt på svingende markedsefterspørgsel. På grund af de fordele, som opbevaring giver, vil det altid være en vigtig del af den samlede fremstillingsproces. Derfor skal producenter løbende forbedre deres opbevaringsteknologier for at reducere de risici, der er forbundet med opbevaring.
Hovedemnet for denne artikel er isolering. Segregering defineres som "separation af materiale efter partikelstørrelse". Forskellige anvendelser af aggregater kræver meget specifikke og ensartede materialekvaliteter. Segregering fører til store forskelle i produktvarianter.
Separation kan forekomme stort set hvor som helst i fremstillingsprocessen for tilslag, efter at produktet er blevet knust, sigtet og blandet til den rette gradering.
Det første sted, hvor adskillelse kan forekomme, er på lager (se figur 1). Når materialet er placeret på lager, vil det til sidst blive genbrugt og leveret til det sted, hvor det skal bruges.
Det andet sted, hvor separation kan forekomme, er under forarbejdning og transport. Når tilslaget ankommer til et asfalt- eller betonanlæg, placeres det i tragte og/eller opbevaringsbeholdere, hvorfra produktet tages og anvendes.
Separation forekommer også ved fyldning og tømning af siloer og betonblokke. Segregation kan også forekomme under påføring af den færdige blanding på en vej eller anden overflade, efter at tilslaget er blevet blandet i asfalt- eller betonblandingen.
Homogent tilslag er afgørende for produktion af asfalt eller beton af høj kvalitet. Udsving i graderingen af ​​det aftagelige tilslag gør det praktisk talt umuligt at opnå en acceptabel asfalt eller beton.
Mindre partikler med en given vægt har et større samlet overfladeareal end større partikler med samme vægt. Dette skaber problemer, når man blander tilslag i asfalt- eller betonblandinger. Hvis procentdelen af ​​finpartikler i tilslaget er for høj, vil der være mangel på mørtel eller bitumen, og blandingen vil være for tyk. Hvis procentdelen af ​​grove partikler i tilslaget er for høj, vil der være et overskud af mørtel eller bitumen, og blandingens konsistens vil være for tynd. Veje bygget af separerede tilslag har dårlig strukturel integritet og vil i sidste ende have en lavere levetid end veje bygget af korrekt separerede produkter.
Mange faktorer fører til adskillelse i lagre. Da det meste lagerbeholdning skabes ved hjælp af transportbånd, er det vigtigt at forstå den iboende indflydelse af transportbånd på materialesortering.
Når båndet bevæger materiale hen over transportbåndet, hopper båndet en smule, når det ruller hen over den medløbende remskive. Dette skyldes den lille slæk i båndet mellem hver medløbende remskive. Denne bevægelse får de mindre partikler til at sætte sig i bunden af ​​materialets tværsnit. Overlapning af de grove korn holder dem øverst.
Så snart materialet når transportbåndets udløbshjul, er det allerede delvist adskilt fra det større materiale øverst og det mindre materiale nederst. Når materialet begynder at bevæge sig langs udløbshjulets kurve, bevæger de øvre (ydre) partikler sig med en højere hastighed end de nedre (indre) partikler. Denne hastighedsforskel får derefter de større partikler til at bevæge sig væk fra transportbåndet, før de falder ned på stakken, mens de mindre partikler falder ved siden af ​​transportbåndet.
Det er også mere sandsynligt, at små partikler vil sætte sig fast på transportbåndet og ikke blive udledt, før transportbåndet fortsætter med at rulle op på udledningshjulet. Dette resulterer i, at flere fine partikler bevæger sig tilbage mod forsiden af ​​stakken.
Når materiale falder ned på en stak, har større partikler mere fremadrettet momentum end mindre partikler. Dette får groft materiale til at fortsætte med at bevæge sig ned lettere end fint materiale. Ethvert materiale, stort eller lille, der løber ned ad siderne af en stak, kaldes et spild.
Spild er en af ​​hovedårsagerne til adskillelse af materiale og bør undgås, når det er muligt. Når spildet begynder at rulle ned ad skråningen af ​​materialet, har de større partikler en tendens til at rulle ned langs hele skråningen, mens det finere materiale har en tendens til at sætte sig på siderne af materialet. Følgelig, efterhånden som spildet skrider ned ad siderne af bunken, forbliver færre og færre fine partikler i det bølgende materiale.
Når materialet når bunkens bundkant eller tå, består det primært af større partikler. Spild forårsager betydelig segregering, hvilket er synligt i materialesektionen. Bunkens ydre tå består af et grovere materiale, mens den indre og øvre luv består af et finere materiale.
Partiklernes form bidrager også til bivirkninger. Partikler, der er glatte eller runde, er mere tilbøjelige til at rulle ned ad stakkens skråning end fine partikler, der normalt er firkantede i form. Overskridelse af grænserne kan også føre til skader på materialet. Når partiklerne ruller ned ad den ene side af stakken, gnider de mod hinanden. Dette slid vil få nogle af partiklerne til at nedbrydes til mindre størrelser.
Vind er en anden årsag til isolation. Når materialet forlader transportbåndet og begynder at falde ned i stakken, påvirker vinden bevægelsesbanen for partikler i forskellige størrelser. Vind har stor indflydelse på sarte materialer. Dette skyldes, at forholdet mellem overfladeareal og masse for mindre partikler er større end for større partikler.
Sandsynligheden for opdelinger i lagerbeholdningen kan variere afhængigt af materialetypen på lageret. Den vigtigste faktor i forhold til segregering er graden af ​​ændring i partikelstørrelsen i materialet. Materialer med større variation i partikelstørrelse vil have en højere grad af segregering under opbevaring. En generel tommelfingerregel er, at hvis forholdet mellem den største partikelstørrelse og den mindste partikelstørrelse overstiger 2:1, kan der være problemer med pakkesegregering. Hvis partikelstørrelsesforholdet derimod er mindre end 2:1, er volumensegregeringen minimal.
For eksempel kan undergrundsmaterialer, der indeholder partikler på op til 200 mesh, delaminere under opbevaring. Ved opbevaring af genstande som vasket sten vil isoleringen dog være minimal. Da det meste af sandet er vådt, er det ofte muligt at opbevare sandet uden problemer med separation. Fugt får partikler til at klæbe sammen, hvilket forhindrer separation.
Når produktet opbevares, er isolering nogle gange umulig at forhindre. Den ydre kant af den færdige bunke består hovedsageligt af groft materiale, mens bunkens indre indeholder en højere koncentration af fint materiale. Når man tager materiale fra enden af ​​sådanne bunker, er det nødvendigt at tage skefulde fra forskellige steder for at blande materialet. Hvis man kun tager materiale fra forsiden eller bagsiden af ​​stakken, får man enten alt det grove materiale eller alt det fine materiale.
Der er også muligheder for ekstra isolering ved læsning af lastbiler. Det er vigtigt, at den anvendte metode ikke forårsager overfyldning. Læs først den forreste del af lastbilen, derefter den bagerste og til sidst midten. Dette vil minimere virkningerne af overbelastning inde i lastbilen.
Tilgange til håndtering efter lageropgørelse er nyttige, men målet bør være at forhindre eller minimere karantæner under lageroprettelsen. Nyttige måder at forhindre isolation på inkluderer:
Når det stables på en lastbil, skal det stables pænt i separate stakke for at minimere spild. Materialet skal stables sammen med en læsser, der hæves til fuld skovlhøjde og tømmes, hvilket vil blande materialet. Hvis en læsser skal flytte og nedbryde materiale, må man ikke forsøge at bygge store bunker.
Opbygning af lagerbeholdning i lag kan minimere adskillelse. Denne type lager kan bygges med en bulldozer. Hvis materialet leveres til gården, skal bulldozeren skubbe materialet ind i det skrånende lag. Hvis stakken bygges med et transportbånd, skal bulldozeren skubbe materialet ind i et vandret lag. Under alle omstændigheder skal man være forsigtig med ikke at skubbe materialet ud over kanten af ​​bunken. Dette kan føre til overløb, hvilket er en af ​​hovedårsagerne til adskillelse.
Stabling med bulldozere har en række ulemper. To væsentlige risici er produktnedbrydning og kontaminering. Tungt udstyr, der arbejder kontinuerligt på produktet, vil komprimere og knuse materialet. Når producenterne bruger denne metode, skal de være forsigtige med ikke at overnedbryde produktet i et forsøg på at afhjælpe separationsproblemer. Den ekstra arbejdskraft og det nødvendige udstyr gør ofte denne metode uoverkommeligt dyr, og producenterne er nødt til at ty til separation under forarbejdningen.
Radiale stablingstransportører hjælper med at minimere effekten af ​​separation. Efterhånden som lagerbeholdningen akkumuleres, bevæger transportøren sig radialt til venstre og højre. Når transportøren bevæger sig radialt, vil enderne af stablerne, normalt af groft materiale, blive dækket af fint materiale. For- og bagfingrene vil stadig være ru, men bunken vil være mere blandet end bunken af ​​kegler.
Der er en direkte sammenhæng mellem materialets højde og frie fald og graden af ​​segregering, der forekommer. Efterhånden som højden stiger, og det faldende materiales bane udvides, sker der en stigende separation af fint og groft materiale. Derfor er transportbånd med variabel højde en anden måde at reducere segregering på. I den indledende fase bør transportbåndet være i den laveste position. Afstanden til hovedhjulet skal altid være så kort som muligt.
Frit fald fra et transportbånd ned på en stak er en anden grund til adskillelse. Stentrapper minimerer adskillelse ved at eliminere frit faldende materiale. En stentrappe er en struktur, der tillader materiale at flyde ned ad trinnene og ned på pælene. Det er effektivt, men har begrænset anvendelse.
Adskillelse forårsaget af vind kan minimeres ved at bruge teleskopiske udløbsskiver. Teleskopiske udløbsskiver på transportbåndets udløbsskiver, der strækker sig fra skiven til stakken, beskytter mod vind og begrænser dens påvirkning. Hvis de er korrekt designet, kan de også begrænse materialets frie fald.
Som tidligere nævnt er der allerede isolering på transportbåndet, før det når udløbspunktet. Derudover sker der yderligere segregering, når materialet forlader transportbåndet. Et skovlhjul kan installeres ved udløbspunktet for at blande dette materiale. Roterende hjul har vinger eller skovle, der bevæger sig gennem og blander materialets bane. Dette vil minimere segregering, men materialenedbrydning er muligvis ikke acceptabel.
Adskillelse kan medføre betydelige omkostninger. Lagerbeholdning, der ikke opfylder specifikationerne, kan resultere i bøder eller afvisning af hele lagerbeholdningen. Hvis der leveres ikke-overensstemmende materiale til arbejdspladsen, kan bøderne overstige $0,75 pr. ton. Omkostningerne til arbejdskraft og udstyr til rehabilitering af bunker af dårlig kvalitet er ofte uoverkommelige. Timeomkostningerne ved at bygge et lager med en bulldozer og operatør er højere end omkostningerne ved en automatisk teleskoptransportør, og materiale kan nedbrydes eller blive forurenet for at opretholde korrekt sortering. Dette reducerer produktets værdi. Derudover er der en alternativomkostning forbundet med at bruge udstyret, når det blev aktiveret til produktionsopgaver.
En anden tilgang kan anvendes til at minimere effekten af ​​isolation, når man opretter lagerbeholdning i applikationer, hvor isolation kan være et problem. Dette omfatter stabling i lag, hvor hvert lag består af en række stakke.
I staksektionen vises hver stak som en miniaturestak. Opdelingen sker stadig på hver enkelt bunke på grund af de samme effekter, som er diskuteret tidligere. Isolationsmønsteret gentages dog oftere over hele bunkens tværsnit. Sådanne stakke siges at have større "opdelingsopløsning", fordi det diskrete gradientmønster gentages oftere med kortere intervaller.
Ved bearbejdning af stakke med en frontlæsser er det ikke nødvendigt at blande materialer, da én skefuld indeholder flere stakke. Når stakken er genopbygget, er de enkelte lag tydeligt synlige (se figur 2).
Stabler kan oprettes ved hjælp af forskellige opbevaringsmetoder. En måde er at bruge en bro og et afgangstransportørsystem, selvom denne mulighed kun er egnet til stationære applikationer. En væsentlig ulempe ved stationære transportørsystemer er, at deres højde normalt er fast, hvilket kan føre til vindseparation som beskrevet ovenfor.
En anden metode er at bruge et teleskoptransportør. Teleskoptransportører er den mest effektive måde at danne stakke på og foretrækkes ofte frem for stationære systemer, da de kan flyttes efter behov, og mange er faktisk designet til at blive transporteret på vejen.
Teleskoptransportører består af transportører (beskyttelsestransportører) installeret inde i ydre transportører af samme længde. Spidstransportøren kan bevæge sig lineært langs den ydre transportørs længde for at ændre positionen af ​​aflæsningshjulet. Højden på aflæsningshjulet og transportørens radiale position er variable.
Den triaksiale ændring af aflæsningshjulet er afgørende for at skabe lagdelte pæle, der overvinder segregation. Rebspilsystemer bruges typisk til at forlænge og trække fødetransportører tilbage. Transportørens radiale bevægelse kan udføres af et kæde- og tandhjulssystem eller af et hydraulisk drevet planetdrev. Transportørens højde ændres normalt ved at forlænge de teleskopiske undervognscylindre. Alle disse bevægelser skal styres for automatisk at skabe flerlagspæle.
Teleskoptransportører har en mekanisme til at oprette stakke i flere lag. Minimering af dybden af ​​hvert lag vil hjælpe med at begrænse separation. Dette kræver, at transportøren bevæger sig, efterhånden som lagerbeholdningen opbygges. Behovet for konstant bevægelse gør det nødvendigt at automatisere teleskoptransportører. Der findes flere forskellige automatiseringsmetoder, hvoraf nogle er billigere, men har betydelige begrænsninger, mens andre er fuldt programmerbare og tilbyder mere fleksibilitet i lageroprettelsen.
Når transportbåndet begynder at opsamle materiale, bevæger det sig radialt under transport af materialet. Transportbåndet bevæger sig, indtil en grænseafbryder monteret på transportbåndets aksel udløses langs dens radiale bane. Udløseren placeres afhængigt af længden af ​​den bue, som operatøren ønsker, at transportbåndet skal bevæge sig. I dette øjeblik vil transportbåndet strække sig til en forudbestemt afstand og begynde at bevæge sig i den anden retning. Denne proces fortsætter, indtil vangetransportøren er strakt ud til sin maksimale udstrækning, og det første lag er færdigt.
Når det andet niveau er bygget, begynder spidsen at trække sig tilbage fra sin maksimale udstrækning, bevæge sig radialt og trække sig tilbage ved den buede grænse. Byg lagene, indtil vippekontakten, der er monteret på støttehjulet, aktiveres af pælen.
Transportbåndet vil køre op den indstillede afstand og starte det andet løft. Hver løfteanordning kan bestå af flere lag, afhængigt af materialets hastighed. Det andet løft svarer til det første, og så videre, indtil hele bunken er bygget. En stor del af den resulterende bunke er afisoleret, men der er overløb ved kanterne af hver bunke. Dette skyldes, at transportbånd ikke automatisk kan justere positionen af ​​grænsekontakter eller de genstande, der bruges til at aktivere dem. Tilbagetrækningsgrænsekontakten skal justeres, så overløbet ikke begraver transportbåndets aksel.