Materialseparation är ett inneboende problem i de flesta lagringsteknologier.När efterfrågan på produkter av högre kvalitet ökar, blir problemet med lagerisolering mer akut.
Som vi alla vet är teleskopiska radiella stapeltransportörer den mest effektiva lösningen för stapelseparering.De kan skapa lager i lager, varje lager är uppbyggt av ett antal material.För att skapa inventering på detta sätt måste transportören gå nästan kontinuerligt.Medan rörelsen hos teleskopiska transportörer måste styras manuellt, är automatisering den i särklass mest effektiva styrmetoden.
Automatiska infällbara transportörer kan programmeras för att skapa anpassade inventarier i en mängd olika storlekar, former och konfigurationer.Denna praktiskt taget obegränsade flexibilitet kan förbättra den totala operativa effektiviteten och leverera produkter av högre kvalitet.
Entreprenörer spenderar miljontals 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.Skärpta specifikationer och toleranser gör att vikten av produktkvalitet blir allt viktigare.
I slutändan tas materialet bort från lagret och transporteras till en plats där det kommer att införlivas i underlag, asfalt eller betong.
Utrustningen som krävs för strippning, blästring, krossning och siktning är mycket dyr.Men avancerad utrustning kan konsekvent producera aggregat enligt specifikation.Inventering kan tyckas vara en trivial del av integrerad tillverkning, men om det görs felaktigt kan det resultera i att en produkt som är perfekt kompatibel med specifikationen inte uppfyller specifikationen.Detta innebär att användning av fel lagringsmetoder kan resultera i att en del av kostnaderna för att skapa en kvalitetsprodukt förloras.
Även om placering av en produkt i lager kan äventyra dess kvalitet, är lager en viktig del av den övergripande produktionsprocessen.Det är en lagringsmetod som säkerställer tillgången på materialet.Produktionshastigheten skiljer sig ofta från den produkthastighet som behövs för en given applikation, och inventeringen hjälper till att kompensera skillnaden.
Inventering ger också entreprenörer tillräckligt med lagringsutrymme för att effektivt svara 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 kontinuerligt förbättra sin lagringsteknik för att minska riskerna med lagring.
Huvudämnet i den här artikeln är isolering.Segregation definieras som "separering av material efter partikelstorlek".Olika applikationer av ballast kräver mycket specifika och enhetliga materialkvaliteter.Segregation leder till alltför stora skillnader i produktvarianter.
Separation kan ske praktiskt taget var som helst i ballasttillverkningsprocessen efter att produkten har krossats, silats och blandats till rätt gradering.
Det första stället där segregation kan ske är inventering (se figur 1).När materialet väl har placerats i lager kommer det så småningom att återvinnas och levereras till den plats där det kommer att användas.
Den andra platsen där separation kan ske är under bearbetning och transport.Väl framme vid platsen för en asfalt- eller betonganläggning placeras ballasten i trattar och/eller förvaringskärl från vilka produkten tas och används.
Separering sker även vid fyllning och tömning av silos och silos.Segregation kan också ske under appliceringen av den slutliga blandningen på en väg eller annan yta efter att ballasten har blandats in i asfalten eller betongblandningen.
Homogent ballast är nödvändigt för tillverkning av högkvalitativ asfalt eller betong.Fluktuationer i graderingen av det löstagbara ballasten gör det praktiskt taget omöjligt att få en acceptabel asfalt eller betong.
Mindre partiklar med en given vikt har en större total yta än större partiklar med samma vikt.Detta skapar problem vid sammansättning av ballast till asfalt eller betongblandningar.Om andelen finmaterial i ballasten är för hög kommer det att saknas murbruk eller bitumen och blandningen blir för tjock.Om andelen grova partiklar i ballasten är för hög kommer det att finnas ett överskott av murbruk eller bitumen, och blandningens konsistens blir alltför tunn.Vägar byggda av separerade ballast har dålig strukturell integritet och kommer så småningom att ha en lägre förväntad livslängd än vägar byggda av korrekt separerade produkter.
Många faktorer leder till segregation i aktier.Eftersom de flesta inventarier skapas med hjälp av transportband är det viktigt att förstå transportbandens inneboende påverkan på materialsortering.
När bandet flyttar material över transportbandet, studsar bandet något när det rullar över tomgångsremskivan.Detta beror på det lätta slacket i remmen mellan varje mellanhjul.Denna rörelse får de mindre partiklarna att sedimentera till botten av materialets tvärsnitt.Överlappning av de grova kornen håller dem på toppen.
Så snart materialet når utmatningshjulet på transportbandet är det redan delvis separerat från det större materialet upptill och det mindre materialet i botten.När materialet börjar röra sig längs med utloppshjulets kurva, rör sig de övre (yttre) partiklarna med högre hastighet än de nedre (inre) partiklarna.Denna hastighetsskillnad gör att de större partiklarna rör sig bort från transportören innan de faller ner på stapeln, medan de mindre partiklarna faller bredvid transportören.
Det är också mer sannolikt att små partiklar kommer att fastna på transportbandet och inte matas ut förrän transportbandet fortsätter att lindas upp på utmatningshjulet.Detta resulterar i att fler fina partiklar rör sig tillbaka mot stapelns framsida.
När material faller på en stapel har större partiklar mer framåtrörelse än mindre partiklar.Detta gör att grovt material fortsätter att röra sig ner lättare än fint material.Allt material, stort som litet, som rinner ner längs sidorna av en stapel kallas spill.
Spill är en av huvudorsakerna till lageravskiljning och bör undvikas när så är möjligt.När utsläppet börjar rulla nedför bytet, tenderar de större partiklarna att rulla ner längs hela sluttningen, medan det finare materialet tenderar att lägga sig på sidorna av bytet.Följaktligen, när utsläppet fortskrider längs sidorna av högen, blir allt färre fina partiklar kvar i det böljande materialet.
När materialet når bottenkanten eller tån på högen består det i första hand av större partiklar.Spill orsakar betydande segregation, vilket är synligt i beståndsdelen.Högens yttre tå består av ett grövre material, medan den inre och övre luggen består av ett finare material.
Formen på partiklarna bidrar också till biverkningar.Partiklar som är släta eller runda är mer benägna att rulla nedför bunten än fina partiklar, som vanligtvis är kvadratiska till formen.Att överskrida gränserna kan också leda till skador på materialet.När partiklarna rullar nerför ena sidan av högen gnuggar de mot varandra.Detta slitage gör att en del av partiklarna bryts ner till mindre storlekar.
Vind är en annan orsak till isolering.Efter att materialet lämnar transportbandet och börjar falla in i stapeln, påverkar vinden banan för rörelsen av partiklar av olika storlekar.Vind har stor inverkan på ömtåliga material.Detta beror på att förhållandet mellan ytarea och massa av mindre partiklar är större än för större partiklar.
Sannolikheten för uppdelningar i lagret kan variera beroende på typen av material i lagret.Den viktigaste faktorn i förhållande till segregation är graden av partikelstorleksförändring i materialet.Material med större partikelstorleksvariation kommer att ha en högre grad av segregation under lagring.En allmän tumregel är att om förhållandet mellan största partikelstorlek och minsta partikelstorlek överstiger 2:1 kan det uppstå problem med förpackningssegregering.Å andra sidan, om partikelstorleksförhållandet är mindre än 2:1, är volymsegregeringen minimal.
Till exempel kan undergrundsmaterial som innehåller partiklar upp till 200 mesh delamineras under lagring.Men vid förvaring av föremål som tvättad sten blir isoleringen trivial.Eftersom det mesta av sanden är blöt är det ofta möjligt att lagra sanden utan separeringsproblem.Fukt gör att partiklar klibbar ihop, vilket förhindrar separation.
När produkten förvaras är isolering ibland omöjlig att förhindra.Ytterkanten på den färdiga pålen består huvudsakligen av grovt material, medan pålens insida innehåller en högre koncentration av finmaterial.När du tar material från änden av sådana högar är det nödvändigt att ta skopor från olika ställen för att blanda materialet.Om du tar material bara från fram- eller baksidan av stapeln får du antingen allt grovt material eller allt fint material.
Det finns även möjligheter till tilläggsisolering vid lastning av lastbilar.Det är viktigt att metoden som används inte orsakar översvämning.Lasta lastbilens framsida först, sedan den bakre och slutligen i mitten.Detta kommer att minimera effekterna av överbelastning inuti lastbilen.
Tillvägagångssätt för hantering efter inventering är användbara, men målet bör vara att förhindra eller minimera karantäner under skapande av lager.Användbara sätt att förhindra isolering inkluderar:
När den staplas på en lastbil bör den staplas snyggt i separata staplar för att minimera spill.Material ska staplas ihop med en lastare, höjning till full skophöjd och tömning, vilket kommer att blanda materialet.Om en lastare måste flytta och bryta material, försök inte bygga stora pålar.
Att bygga lager i lager kan minimera segregationen.Denna typ av lager kan byggas med en bulldozer.Om materialet levereras till gården måste bulldozern trycka in materialet i det sluttande lagret.Om stapeln är byggd med ett löpande band måste bulldozern trycka in materialet i ett horisontellt lager.I alla fall måste man se till att inte trycka materialet över kanten på högen.Detta kan leda till översvämning, vilket är en av huvudorsakerna till separation.
Att stapla med bulldozrar har ett antal nackdelar.Två betydande risker är produktnedbrytning och kontaminering.Tung utrustning som arbetar kontinuerligt med produkten kommer att komprimera och krossa materialet.När den här metoden används måste tillverkare vara försiktiga så att produkten inte försämras i ett försök att lindra separationsproblem.Den extra arbetskraft och utrustning som krävs gör ofta denna metod oöverkomligt dyr, och producenterna måste ta till separation under bearbetningen.
Radiella staplingstransportörer hjälper till att minimera påverkan av separation.När lagret ackumuleras, rör sig transportören radiellt till vänster och höger.När transportören rör sig radiellt kommer ändarna av staplar, vanligtvis av grovt material, att täckas med fint material.Fram- och bakfingrarna kommer fortfarande att vara grova, men högen kommer att vara mer blandad än högen av konerna.
Det finns ett direkt samband mellan materialets höjd och fria fall och graden av segregation som uppstår.När höjden ökar och det fallande materialets bana expanderar, sker en ökande separation av fint och grovt material.Så transportörer med variabel höjd är ett annat sätt att minska segregationen.I det inledande skedet ska transportören vara i det lägsta läget.Avståndet till huvudremskivan ska alltid vara så kort som möjligt.
Fritt fall från ett transportband till en stapel är en annan anledning till separation.Stentrappor minimerar segregationen genom att eliminera fritt fallande material.En stentrappa är en struktur som låter material rinna ner för trappstegen till pålarna.Det är effektivt men har begränsad tillämpning.
Separation orsakad av vind kan minimeras genom att använda teleskoprännor.Teleskoprännor på transportörens utmatningsskivor, som sträcker sig från skivan till stapeln, skyddar mot vind och begränsar dess påverkan.Om den är rätt utformad kan den också begränsa materialets fria fall.
Som nämnts tidigare finns det redan isolering på transportbandet innan man når utloppspunkten.Dessutom, när materialet lämnar transportbandet, uppstår ytterligare segregering.Ett skovelhjul kan installeras vid utloppspunkten för att blanda om detta material.Roterande hjul har vingar eller paddlar som korsar och blandar materialets väg.Detta kommer att minimera segregationen, men materialförsämring kanske inte är acceptabelt.
Separation kan medföra betydande kostnader.Lager som inte uppfyller specifikationerna kan resultera i straffavgifter eller avvisande av hela lagret.Om material som inte uppfyller kraven levereras till arbetsplatsen kan böterna överstiga 0,75 USD per ton.Arbets- och utrustningskostnaderna för att rehabilitera pålar av dålig kvalitet är ofta oöverkomliga.Timkostnaden för att bygga ett lager med en bulldozer och operatör är högre än kostnaden för en automatisk teleskopisk transportör, och material kan sönderfalla eller bli förorenat för att upprätthålla korrekt sortering.Detta minskar värdet på produkten.Dessutom, när utrustning som en bulldozer används för icke-produktionsuppgifter, finns det en alternativkostnad förknippad med att använda utrustningen när den aktiverades för produktionsuppgifter.
Ett annat tillvägagångssätt kan användas för att minimera effekten av isolering när man skapar inventering i applikationer där isolering kan vara ett problem.Detta inkluderar stapling i lager, där varje lager består av en serie staplar.
I stacksektionen visas varje stack som en miniatyrstack.Uppdelningen sker fortfarande på varje enskild hög på grund av samma effekter som diskuterats tidigare.Isoleringsmönstret upprepas dock oftare över hela pålens tvärsnitt.Sådana stackar sägs ha större "delad upplösning" eftersom det diskreta gradientmönstret upprepas oftare med mindre intervall.
Vid bearbetning av staplar med en frontlastare finns det inget behov av att blanda material, eftersom en skopa innehåller flera staplar.När stapeln är återställd är de enskilda lagren tydligt synliga (se figur 2).
Stackar kan skapas med olika lagringsmetoder.Ett sätt är att använda ett brygg- och utloppstransportörsystem, även om detta alternativ endast är lämpligt för stationära applikationer.En betydande nackdel med stationära transportörsystem är att deras höjd vanligtvis är fixerad, vilket kan leda till vindseparation enligt beskrivningen ovan.
En annan metod är att använda en teleskopisk transportör.Teleskopiska transportörer ger det mest effektiva sättet att forma staplar och är ofta att föredra framför stationära system eftersom de kan flyttas vid behov, och många är faktiskt designade för att bäras på vägen.
Teleskoptransportörer består av transportörer (skyddstransportörer) installerade inuti yttre transportörer av samma längd.Spetstransportören kan röra sig linjärt längs den yttre transportörens längd för att ändra positionen för avlastningsremskivan.Höjden på utmatningshjulet och den radiella positionen för transportören är variabel.
Den treaxliga förändringen av avlastningshjulet är väsentlig för att skapa skiktade pålar som övervinner segregation.Linvinschsystem används vanligtvis för att förlänga och dra in matningstransportörer.Den radiella rörelsen av transportören kan utföras av ett kedja- och kedjehjulssystem eller av en hydrauliskt driven planetdrivning.Höjden på transportören ändras vanligtvis genom att förlänga de teleskopiska underredescylindrarna.Alla dessa rörelser måste kontrolleras för att automatiskt skapa flerskiktshögar.
Teleskopiska transportörer har en mekanism för att skapa flerskiktsstaplar.Att minimera djupet på varje lager 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 automationsmetoder, varav några är billigare men har betydande begränsningar, medan andra är fullt programmerbara och erbjuder mer flexibilitet vid lagerskapande.
När transportören börjar samla material rör sig den radiellt medan materialet transporteras.Transportören rör sig tills en gränslägesbrytare monterad på transportörens axel utlöses längs dess radiella bana.Avtryckaren placeras beroende på längden på den båge som operatören vill att transportbandet ska flytta.I detta ögonblick kommer transportören att sträcka sig till ett förutbestämt avstånd och börja röra sig i den andra riktningen.Denna process fortsätter tills stringer-transportören förlängs till sin maximala utsträckning och det första lagret är färdigställt.
När den andra nivån är byggd börjar spetsen dras tillbaka från sin maximala förlängning, rör sig radiellt och dras tillbaka vid den bågformade gränsen.Bygg lager tills lutningsbrytaren som är monterad på stödhjulet aktiveras av pålen.
Transportören går upp den inställda sträckan och startar den andra lyften.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 är avisolerad, men det finns översvämningar vid kanterna av varje hög.Detta beror på att transportband inte kan justera läget för gränslägesbrytare eller de föremål som används för att aktivera dem automatiskt.Indragningsgränslägesbrytaren måste justeras så att överskridandet inte gräver ner transportörens axel.