Materialavskiljning är ett inneboende problem i de flesta lagringstekniker. När efterfrågan på produkter av högre kvalitet ökar blir problemet med lagerisolering mer akut.
Som vi alla vet är teleskopiska radiella stacktransportörer den mest effektiva lösningen för stackseparation. De kan skapa lager i lager, varje lager består av ett antal material. För att skapa lager på detta sätt måste transportören köras nästan kontinuerligt. Medan rörelsen av teleskoptransportörer måste kontrolleras manuellt, är automatisering den överlägset mest effektiva kontrollmetoden.
Automatiska infällbara transportörer kan programmeras för att skapa anpassade lager i olika storlekar, former och konfigurationer. Denna praktiskt taget obegränsade flexibilitet kan förbättra den totala driftseffektiviteten och leverera produkter av högre kvalitet.
Entreprenörer spenderar miljoner dollar varje år på att producera aggregerade produkter för en mängd olika applikationer. De mest populära applikationerna inkluderar basmaterial, asfalt och betong.
Processen att skapa produkter för dessa applikationer är komplex och dyr. Stramare specifikationer och toleranser innebär att vikten av produktkvalitet blir mer och viktigare.
I slutändan avlägsnas materialet från lagret och transporteras till en plats där det kommer att integreras i undergrad, asfalt eller betong.
Utrustningen som krävs för strippning, sprängning, krossning och screening är mycket dyr. Avancerad utrustning kan emellertid konsekvent producera aggregat enligt specifikationen. Inventering kan verka som en trivial del av integrerad tillverkning, men om det görs felaktigt kan det resultera i en produkt som är helt överensstämmande med specifikationen som inte uppfyller specifikationen. Detta innebär att användning av fel lagringsmetoder kan resultera i att förlora en del av kostnaderna för att skapa en kvalitetsprodukt.
Även om att placera en produkt i lager kan kompromissa med sin kvalitet, är lager en viktig del av den totala produktionsprocessen. Det är en lagringsmetod som säkerställer tillgången på materialet. Produktionshastigheten skiljer sig ofta från den produkthastighet som behövs för en given applikation, och lager hjälper till att utgöra skillnaden.
Inventering ger också entreprenörer tillräckligt med lagringsutrymme för att reagera effektivt på fluktuerande efterfrågan på marknaden. På grund av fördelarna som lagring ger kommer det alltid att vara en viktig del av den övergripande tillverkningsprocessen. Därför måste tillverkare ständigt förbättra sina lagringsteknologier för att minska riskerna i samband med lagring.
Det huvudsakliga ämnet för denna artikel är isolering. Segregering definieras som ”separering av material enligt partikelstorlek”. Olika tillämpningar av aggregat kräver mycket specifika och enhetliga materialgrader. Segregering leder till överdrivna skillnader i produktsorter.
Separation kan ske praktiskt taget var som helst i den sammanlagda tillverkningsprocessen efter att produkten har krossats, screenats och blandats till rätt gradering.
Den första platsen där segregering kan uppstå är i lager (se figur 1). När materialet har placerats i lager kommer det så småningom att återvinnas och levereras till platsen där det kommer att användas.
Den andra platsen där separationen kan ske är under bearbetning och transport. En gång på platsen för en asfalt- eller betonganläggning placeras aggregatet i hoppare och/eller förvaringsfack från vilka produkten tas och används.
Separation sker också vid fyllning och tömning av silor och silor. Segregering kan också inträffa under appliceringen av den slutliga blandningen på en väg eller annan yta efter att aggregatet har blandats i asfalt- eller betongblandningen.
Homogent aggregat är viktigt för produktion av asfalt av hög kvalitet eller betong. Fluktuationer i graderingen av det avtagbara aggregatet gör det praktiskt taget omöjligt att erhålla en acceptabel asfalt eller betong.
Mindre partiklar med en given vikt har en större total ytarea än större partiklar med samma vikt. Detta skapar problem när man kombinerar aggregat till asfalt- eller betongblandningar. Om andelen böter i aggregatet är för högt kommer det att finnas en brist på murbruk eller bitumen och blandningen kommer att vara för tjock. Om procentandelen grova partiklar i aggregatet är för högt kommer det att finnas ett överskott av murbruk eller bitumen, och blandningen av blandningen blir alltför tunn. Vägar byggda av separerade aggregat har dålig strukturell integritet och kommer så småningom att ha en lägre livslängd än vägar byggda av korrekt separerade produkter.
Många faktorer leder till segregering i lager. Eftersom de flesta inventeringar skapas med transportband är det viktigt att förstå den inneboende påverkan av transportband på materialsortering.
När bältet rör sig material över transportbandet, studsar bältet något när det rullar över tomgångsskivan. Detta beror på den lilla slacken i bältet mellan varje tomgångskiva. Denna rörelse får de mindre partiklarna att sätta sig till botten av tvärsnittet av materialet. Överlappande de grova kornen håller dem på toppen.
Så snart materialet når utloppshjulet i transportbandet är det redan delvis separerat från det större materialet på toppen och det mindre materialet längst ner. När materialet börjar röra sig längs urladdningshjulets kurva rör sig de övre (yttre) partiklarna med högre hastighet än de nedre (inre) partiklarna. Denna skillnad i hastighet får sedan de större partiklarna att röra sig bort från transportören innan de faller på bunten, medan de mindre partiklarna faller bredvid transportören.
Det är också mer troligt att små partiklar kommer att hålla sig till transportbandet och inte släppas förrän transportbandet fortsätter att avveckla på urladdningshjulet. Detta resulterar i att fler fina partiklar rör sig tillbaka mot framsidan av bunten.
När materialet faller på en stack har större partiklar mer framåtriktat fart än mindre partiklar. Detta gör att grovt material fortsätter att röra sig lättare än fint material. Allt material, stort eller litet, som rinner ner på sidorna på en bunt kallas ett spill.
Spill är en av de främsta orsakerna till aktieparation och bör undvikas när det är möjligt. När utsläppet börjar rulla nerför bytet av lutningen tenderar de större partiklarna att rulla ner hela lutningens längd, medan det finare materialet tenderar att sätta sig på sidorna på bytet. Följaktligen, när utsläppet fortskrider ner på sidorna av högen, förblir färre och färre fina partiklar i böljande material.
När materialet når högkanten eller tån på högen består det främst av större partiklar. Spill orsakar betydande segregering, vilket är synligt i lageravsnittet. Högens yttre tå består av ett grovare material, medan den inre och övre högen består av ett finare material.
Partiklarnas form bidrar också till biverkningar. Partiklar som är släta eller runda är mer benägna att rulla ner stackens lutning än fina partiklar, som vanligtvis är fyrkantiga. Överskridande gränserna kan också leda till skador på materialet. När partiklarna rullar ner på en sida av högen, gnuggar de mot varandra. Detta slitage kommer att få några av partiklarna att bryta ner till mindre storlekar.
Vind är en annan anledning till isolering. När materialet lämnar transportbandet och börjar falla i bunten påverkar vinden banan för rörelse av partiklar i olika storlekar. Vind har ett stort inflytande på känsliga material. Detta beror på att förhållandet mellan ytarea och massa av mindre partiklar är större än för större partiklar.
Sannolikheten för delningar i lager kan variera beroende på typ av material i lagret. Den viktigaste faktorn i relation till segregering är graden av partikelstorleksförändring i materialet. Material med större partikelstorleksvariation kommer att ha en högre grad av segregering under lagring. En allmän tumregel är att om förhållandet mellan den största partikelstorleken och den minsta partikelstorleken överstiger 2: 1, kan det finnas problem med paketets segregering. Å andra sidan, om partikelstorleksförhållandet är mindre än 2: 1, är volymsegregationen minimal.
Till exempel kan underlagsmaterial som innehåller partiklar upp till 200 mesh delaminera under lagring. Men när du lagrar föremål som tvättad sten kommer isoleringen att vara trivial. Eftersom det mesta av sanden är våt är det ofta möjligt att lagra sanden utan att separera problem. Fuktighet får partiklar att hålla sig ihop, vilket förhindrar separering.
När produkten lagras är isolering ibland omöjlig att förhindra. Den yttre kanten på den färdiga högen består huvudsakligen av grovt material, medan den inre av högen innehåller en högre koncentration av fint material. När du tar material från slutet av sådana högar är det nödvändigt att ta skopor från olika platser för att blanda materialet. Om du bara tar material från fram- eller baksidan av bunten får du antingen allt grovmaterial eller allt fint material.
Det finns också möjligheter till ytterligare isolering vid laddning av lastbilar. Det är viktigt att den använda metoden inte orsakar ett överflöde. Ladda först på lastbilen, sedan baksidan och slutligen mitten. Detta minimerar effekterna av överbelastning inuti lastbilen.
Hanteringsmetoder efter intENTORY är användbara, men målet bör vara att förhindra eller minimera karantän under lagring. Hjälpsamma sätt att förhindra isolering inkluderar:
När den staplas på en lastbil bör den staplas snyggt i separata staplar för att minimera spill. Materialet ska staplas tillsammans med en lastare, höjning till full hinkhöjd och dumpning, vilket kommer att blanda materialet. Om en lastare måste röra sig och bryta material, försök inte att bygga stora högar.
Att bygga inventering i lager kan minimera segregering. Denna typ av lager kan byggas med en bulldozer. Om materialet levereras till gården måste bulldozerna pressa materialet in i det sluttande lagret. Om stacken är byggd med ett transportband, måste bulldozerna pressa materialet i ett horisontellt skikt. I alla fall måste man se till att inte trycka materialet över kanten på högen. Detta kan leda till överflöd, vilket är en av de främsta orsakerna till separationen.
Stapling med bulldozers har ett antal nackdelar. Två betydande risker är produktnedbrytning och förorening. Tung utrustning som arbetar kontinuerligt på produkten kommer att kompaktera och krossa materialet. När man använder denna metod måste tillverkarna vara försiktiga med att inte övergata produkten i ett försök att lindra separationsproblem. Den extra arbetskraft och utrustning som krävs gör ofta denna metod oöverkomligt dyrt, och producenterna måste ta till separering under bearbetning.
Radiella staplingstransportörer hjälper till att minimera påverkan av separationen. När lagret ackumuleras rör sig transportören radiellt till vänster och höger. När transportören rör sig radiellt kommer ändarna på staplarna, vanligtvis av grovt material, att täckas med fint material. De främre och bakre fingrarna kommer fortfarande att vara grova, men högen kommer att vara mer blandad än högen av kottarna.
Det finns ett direkt samband mellan materialets höjd och fria fall och graden av segregering som inträffar. När höjden ökar och banan för det fallande materialet expanderar finns det en ökande separering av fint och grovt material. Så variabla höjdtransportörer är ett annat sätt att minska segregeringen. I det inledande skedet bör transportören vara i lägsta läge. Avståndet till huvudskivan måste alltid vara så kort som möjligt.
Fri fall från ett transportband på en bunt är en annan anledning till separering. Stentrappor minimerar segregering genom att eliminera fritt fallande material. En sten trappa är en struktur som gör att materialet kan flyta nerför trappan på högarna. Det är effektivt men har begränsad tillämpning.
Separation orsakad av vind kan minimeras med hjälp av teleskopiska rännor. Teleskopiska rännor på transportörens urladdningsskivor, som sträcker sig från skivan till bunten, skyddar mot vind och begränsar dess påverkan. Om det är korrekt utformat kan det också begränsa materialets fria fall.
Som nämnts tidigare finns det redan isolering på transportbandet innan du når urladdningspunkten. Dessutom, när materialet lämnar transportbandet, inträffar ytterligare segregering. Ett paddelhjul kan installeras vid urladdningspunkten för att remixa detta material. Roterande hjul har vingar eller paddlar som korsar och blandar materialets väg. Detta minimerar segregering, men materialnedbrytning kanske inte är acceptabel.
Separation kan innebära betydande kostnader. Inventering som inte uppfyller specifikationer kan leda till påföljder eller avslag på hela inventeringen. Om icke-överensstämmande material levereras till arbetsplatsen kan böter överstiga $ 0,75 per ton. Kostnaderna för arbetskraft och utrustning för rehabilitering av högar av dålig kvalitet är ofta oöverkomliga. Timkostnaden för att bygga ett lager med en bulldozer och operatör är högre än kostnaden för en automatisk teleskoptransportör, och material kan sönderdelas eller förorenas för att upprätthålla korrekt sortering. Detta minskar produktens värde. Dessutom, när utrustning som en bulldozer används för icke-produktionsuppgifter, finns det en möjlighetskostnad som är förknippad med att använda utrustningen när den kapitaliserades för produktionsuppgifter.
Ett annat tillvägagångssätt kan tas för att minimera påverkan av isolering när man skapar lager i applikationer där isolering kan vara ett problem. Detta inkluderar stapling i lager, där varje lager består av en serie staplar.
I stackavsnittet visas varje stack som en miniatyrstack. Delningen sker fortfarande på varje enskild hög på grund av samma effekter som diskuterats tidigare. Emellertid upprepas isoleringsmönstret oftare över hela tvärsnittet av högen. Sådana staplar sägs ha större "delad upplösning" eftersom det diskreta gradientmönstret upprepas oftare med mindre intervall.
Vid bearbetning av staplar med en främre lastare finns det inget behov av att blanda material, eftersom en skopa innehåller flera staplar. När stacken återställs är de enskilda skikten tydligt synliga (se figur 2).
Stackar kan skapas med olika lagringsmetoder. Ett sätt är att använda ett bro- och urladdningstransportsystem, även om detta alternativ endast är lämpligt för stationära applikationer. En betydande nackdel med stationära transportsystem är att deras höjd vanligtvis är fixerad, vilket kan leda till vindseparation som beskrivits ovan.
En annan metod är att använda en teleskoptransportör. Teleskoptransportörer ger det mest effektiva sättet att bilda staplar och föredras ofta framför stationära system eftersom de kan flyttas vid behov, och många är faktiskt utformade för att transporteras på vägen.
Teleskoptransportörer består av transportörer (skyddstransportörer) installerade inuti yttre transportörer av samma längd. Spetstransportören kan röra sig linjärt längs längden på den yttre transportören för att ändra lossningsskivans position. Höjden på urladdningshjulet och transportörens radiella position är varierande.
Den triaxiella förändringen av lossningshjulet är avgörande för att skapa skiktade högar som övervinner segregering. Ropvinchsystem används vanligtvis för att utöka och dra tillbaka fodertransportörer. Transportörens radiella rörelse kan utföras av en kedjesystem eller med en hydrauliskt driven planetdrivning. Transportörens höjd ändras vanligtvis genom att utvidga de teleskopiska undervagnscylindrarna. Alla dessa rörelser måste kontrolleras för att automatiskt skapa flerskiktshögar.
Teleskoptransportörer har en mekanism för att skapa flerskiktsstackar. Minimering av djupet för varje skikt hjälper till att begränsa separationen. Detta kräver att transportören fortsätter att röra sig när lagret byggs upp. Behovet av konstant rörelse gör det nödvändigt att automatisera teleskoptransportörer. Det finns flera olika automatiseringsmetoder, av vilka några är billigare men har betydande begränsningar, medan andra är fullt programmerbara och erbjuder mer flexibilitet i lagret.
När transportören börjar ackumulera material rör sig det radiellt när det transporteras. Transportören rör sig tills en gränsomkopplare monteras på transportörsaxeln utlöses längs dess radiella väg. Avtryckaren placeras beroende på längden på bågen som operatören vill att transportbandet ska röra sig. Just nu kommer transportören att sträcka sig till ett förutbestämt avstånd och börja röra sig i den andra riktningen. Denna process fortsätter tills Stringer -transportören utvidgas till sin maximala förlängning och det första lagret är slutfört.
När den andra nivån byggs börjar spetsen att dra sig tillbaka från sin maximala förlängning, flytta radiellt och dra tillbaka vid båggränsen. Bygg lager tills lutningsomkopplaren monteras på stödhjulet aktiveras av högen.
Transportören kommer att gå upp i det inställda avståndet och starta den andra hissen. Varje lyftare kan bestå av flera lager, beroende på materialets hastighet. Den andra hissen liknar den första och så vidare tills hela högen är byggd. En stor del av den resulterande högen avisoleras, men det finns överflöden i kanterna på varje hög. Detta beror på att transportband inte automatiskt kan justera positionen för gränsomkopplare eller de objekt som används för att aktivera dem. Omkopplingsgränsomkopplaren måste justeras så att överskridandet inte begraver transportören.