Materiālu atdalīšana ir raksturīga problēma lielākajā daļā uzglabāšanas tehnoloģiju. Pieaugot pieprasījumam pēc augstākas kvalitātes produktiem, krājumu izolācijas problēma kļūst arvien aktuālāka.
Kā zināms, teleskopiskie radiālie kaudžu konveijeri ir visefektīvākais risinājums kaudžu atdalīšanai. Tie var veidot krājumus slāņos, katrs slānis sastāv no vairākiem materiāliem. Lai šādā veidā izveidotu krājumus, konveijeram jādarbojas gandrīz nepārtraukti. Lai gan teleskopisko konveijeru kustība ir jākontrolē manuāli, automatizācija ir neapšaubāmi visefektīvākā vadības metode.
Automātiski izvelkamus konveijerus var ieprogrammēt, lai izveidotu pielāgotu inventāru dažādos izmēros, formās un konfigurācijās. Šī praktiski neierobežotā elastība var uzlabot kopējo darbības efektivitāti un nodrošināt augstākas kvalitātes produktus.
Darbuzņēmēji katru gadu tērē miljoniem dolāru, ražojot agregātus dažādiem pielietojumiem. Vispopulārākie pielietojumi ietver pamatmateriālus, asfaltu un betonu.
Šo pielietojumu produktu radīšanas process ir sarežģīts un dārgs. Stingrākas specifikācijas un pielaides nozīmē, ka produktu kvalitātei ir arvien lielāka nozīme.
Galu galā materiāls tiek izņemts no krājumiem un transportēts uz vietu, kur tas tiks iestrādāts gruntī, asfaltā vai betonā.
Atdalīšanas, abrazīvās tīrīšanas, drupināšanas un sijāšanas iekārtas ir ļoti dārgas. Tomēr modernas iekārtas var konsekventi ražot pildvielu atbilstoši specifikācijai. Krājumi var šķist triviāla integrētās ražošanas sastāvdaļa, taču, ja tie tiek veikti nepareizi, tie var novest pie produkta, kas pilnībā atbilst specifikācijai, bet neatbilst specifikācijai. Tas nozīmē, ka nepareizu uzglabāšanas metožu izmantošana var radīt daļu no kvalitatīva produkta ražošanas izmaksu zaudējumiem.
Lai gan produkta novietošana noliktavā var pasliktināt tā kvalitāti, inventārs ir svarīga kopējā ražošanas procesa sastāvdaļa. Tā ir uzglabāšanas metode, kas nodrošina materiāla pieejamību. Ražošanas ātrums bieži vien atšķiras no produkta ātruma, kas nepieciešams konkrētam pielietojumam, un inventārs palīdz kompensēt šo starpību.
Krājumi arī nodrošina darbuzņēmējiem pietiekami daudz uzglabāšanas vietas, lai efektīvi reaģētu uz mainīgo tirgus pieprasījumu. Pateicoties uzglabāšanas sniegtajām priekšrocībām, tā vienmēr būs svarīga kopējā ražošanas procesa sastāvdaļa. Tāpēc ražotājiem ir nepārtraukti jāuzlabo savas uzglabāšanas tehnoloģijas, lai samazinātu ar uzglabāšanu saistītos riskus.
Šī raksta galvenā tēma ir izolācija. Segregācija tiek definēta kā “materiāla atdalīšana pēc daļiņu lieluma”. Dažādiem agregātu pielietojumiem ir nepieciešamas ļoti specifiskas un vienādas materiāla kategorijas. Segregācija rada pārmērīgas atšķirības produktu šķirnēs.
Atdalīšana var notikt praktiski jebkurā agregātu ražošanas procesa posmā pēc tam, kad produkts ir sasmalcināts, izsijāts un sajaukts līdz atbilstošai gradācijai.
Pirmā vieta, kur var notikt segregācija, ir inventārā (sk. 1. attēlu). Kad materiāls ir ievietots inventārā, tas galu galā tiek pārstrādāts un nogādāts vietā, kur tas tiks izmantots.
Otra vieta, kur var notikt atdalīšana, ir apstrādes un transportēšanas laikā. Nonākot asfalta vai betona rūpnīcas teritorijā, pildviela tiek ievietota tvertnēs un/vai uzglabāšanas tvertnēs, no kurām produkts tiek ņemts un izmantots.
Atdalīšanās notiek arī, piepildot un iztukšojot silosus un tvertnes. Atdalīšanās var notikt arī galīgā maisījuma uzklāšanas laikā uz ceļa vai citas virsmas pēc tam, kad pildviela ir sajaukta ar asfalta vai betona maisījumu.
Augstas kvalitātes asfalta vai betona ražošanai ir nepieciešams viendabīgs agregāts. Atdalāmā agregāta granulācijas svārstības praktiski neļauj iegūt pieņemamu asfaltu vai betonu.
Mazākām daļiņām ar noteiktu svaru ir lielāka kopējā virsmas platība nekā lielākām daļiņām ar tādu pašu svaru. Tas rada problēmas, apvienojot agregātus asfalta vai betona maisījumos. Ja smalko daļiņu procentuālais daudzums agregātā ir pārāk augsts, trūks javas vai bitumena, un maisījums būs pārāk biezs. Ja rupjo daļiņu procentuālais daudzums agregātā ir pārāk augsts, būs javas vai bitumena pārpalikums, un maisījuma konsistence būs pārāk plāna. Ceļiem, kas būvēti no atdalītiem agregātiem, ir slikta strukturālā integritāte, un galu galā to kalpošanas laiks būs īsāks nekā ceļiem, kas būvēti no pareizi atdalītiem produktiem.
Krājumu segregāciju izraisa daudzi faktori. Tā kā lielākā daļa krājumu tiek radīti, izmantojot konveijera lentes, ir svarīgi izprast konveijera lentu ietekmi uz materiālu šķirošanu.
Lentei pārvietojot materiālu pa konveijera lenti, tā nedaudz atlec, ripojot pāri brīvgaitas skriemelim. Tas ir saistīts ar nelielu lentes vaļīgumu starp katru brīvgaitas skriemeli. Šī kustība izraisa mazāko daļiņu nosēšanos materiāla šķērsgriezuma apakšā. Rupjo graudu pārklāšanās notur tos augšpusē.
Tiklīdz materiāls sasniedz konveijera lentes izlādes riteni, tas jau ir daļēji atdalīts no lielākā materiāla augšpusē un mazākā materiāla apakšā. Kad materiāls sāk kustēties pa izlādes riteņa līkni, augšējās (ārējās) daļiņas pārvietojas ar lielāku ātrumu nekā apakšējās (iekšējās) daļiņas. Šī ātruma atšķirība izraisa to, ka lielākās daļiņas attālinās no konveijera, pirms tās nokrīt uz kaudzes, savukārt mazākās daļiņas nokrīt blakus konveijeram.
Tāpat pastāv lielāka iespēja, ka sīkas daļiņas pielips pie konveijera lentes un netiks izvadītas, kamēr konveijera lente neturpinās tīties uz izvades riteņa. Tā rezultātā vairāk smalku daļiņu virzīsies atpakaļ uz kaudzes priekšpusi.
Kad materiāls krīt uz kaudzes, lielākām daļiņām ir lielāks kustības impulss nekā mazākām daļiņām. Tas izraisa to, ka rupjais materiāls turpina vieglāk pārvietoties uz leju nekā smalkais materiāls. Jebkuru materiālu, lielu vai mazu, kas notek gar kaudzes malām, sauc par noplūdi.
Izlijumi ir viens no galvenajiem materiālu atdalīšanās cēloņiem, un no tiem vajadzētu izvairīties, kad vien iespējams. Izlijumam sākot ritēt lejup pa grunts nogāzi, lielākās daļiņas mēdz ritēt lejup pa visu nogāzes garumu, savukārt smalkākais materiāls mēdz nosēsties grunts malās. Līdz ar to, izlijumam virzoties lejup pa kaudzes malām, blāvajā materiālā paliek arvien mazāk smalko daļiņu.
Kad materiāls sasniedz kaudzes apakšējo malu jeb purngalu, tas galvenokārt sastāv no lielākām daļiņām. Izlijumi izraisa ievērojamu segregāciju, kas ir redzama krājuma daļā. Kaudzītes ārējā purngala daļa sastāv no rupjāka materiāla, bet iekšējā un augšējā kaudze – no smalkāka materiāla.
Arī daļiņu forma veicina blakusparādības. Gludas vai apaļas daļiņas, visticamāk, noripos pa kaudzes slīpumu nekā smalkas daļiņas, kurām parasti ir kvadrātveida forma. Robežu pārsniegšana var arī sabojāt materiālu. Kad daļiņas noripo pa vienu kaudzes malu, tās berzējas viena pret otru. Šis nodilums izraisīs dažu daļiņu sadalīšanos mazākos izmēros.
Vējš ir vēl viens izolācijas iemesls. Pēc tam, kad materiāls atstāj konveijera lenti un sāk krist kaudzē, vējš ietekmē dažāda izmēra daļiņu kustības trajektoriju. Vējam ir liela ietekme uz smalkiem materiāliem. Tas ir tāpēc, ka mazāku daļiņu virsmas laukuma attiecība pret masu ir lielāka nekā lielākām daļiņām.
Krājumu sadalīšanās iespējamība inventārā var atšķirties atkarībā no noliktavā esošā materiāla veida. Vissvarīgākais faktors saistībā ar segregāciju ir daļiņu izmēra izmaiņu pakāpe materiālā. Materiāliem ar lielākām daļiņu izmēra variācijām uzglabāšanas laikā būs augstāka segregācijas pakāpe. Vispārējs noteikums ir tāds, ka, ja lielākā un mazākā daļiņu izmēra attiecība pārsniedz 2:1, var rasties problēmas ar iepakojuma segregāciju. No otras puses, ja daļiņu izmēra attiecība ir mazāka par 2:1, tilpuma segregācija ir minimāla.
Piemēram, pamatnes materiāli, kas satur daļiņas līdz 200 sietiem, uzglabāšanas laikā var delaminēties. Tomēr, uzglabājot tādus priekšmetus kā mazgāts akmens, izolācija būs niecīga. Tā kā lielākā daļa smilšu ir mitras, tās bieži vien ir iespējams uzglabāt bez atdalīšanās problēmām. Mitrums izraisa daļiņu salipšanu, novēršot atdalīšanos.
Uzglabājot produktu, izolāciju dažreiz nav iespējams novērst. Gatavās kaudzes ārējā mala galvenokārt sastāv no rupja materiāla, savukārt kaudzes iekšpusē ir lielāka smalka materiāla koncentrācija. Ņemot materiālu no šādu kaudžu gala, ir jāņem kausiņi no dažādām vietām, lai materiālu sajauktu. Ja materiālu ņemat tikai no kaudzes priekšpuses vai aizmugures, jūs iegūsiet vai nu visu rupjo materiālu, vai visu smalko materiālu.
Iekraujot kravas automašīnas, pastāv arī papildu izolācijas iespējas. Ir svarīgi, lai izmantotā metode neizraisītu pārplūdi. Vispirms piekraujiet kravas automašīnas priekšpusi, tad aizmuguri un visbeidzot vidu. Tas samazinās pārslodzes ietekmi kravas automašīnas iekšpusē.
Pēc inventarizācijas apstrādes metodes ir noderīgas, taču mērķim vajadzētu būt karantīnas novēršanai vai samazināšanai inventarizācijas izveides laikā. Noderīgi veidi, kā novērst izolāciju, ir šādi:
Kad materiāls tiek sakrauts kravas automašīnā, tas kārtīgi jāsakrauj atsevišķās kaudzēs, lai samazinātu izbiršanu. Materiāls jāsakrauj kopā, izmantojot iekrāvēju, paceļot to pilna kausa augstumā un izberot to, kas sajauc materiālu. Ja iekrāvējam ir jāpārvieto un jāsadala materiāls, nemēģiniet veidot lielas kaudzes.
Krājumu kārtošana slāņos var samazināt segregāciju. Šāda veida noliktavu var uzbūvēt ar buldozeru. Ja materiāls tiek piegādāts uz pagalmu, buldozeram materiāls jāiestumj slīpajā slānī. Ja kaudze tiek būvēta ar konveijera lenti, buldozeram materiāls jāiestumj horizontālā slānī. Jebkurā gadījumā jāuzmanās, lai materiāls netiktu izstumts pāri kaudzes malai. Tas var izraisīt pārplūdi, kas ir viens no galvenajiem segregācijas iemesliem.
Kraušanai ar buldozeriem ir vairāki trūkumi. Divi būtiski riski ir produkta degradācija un piesārņojums. Smagā tehnika, kas nepārtraukti strādā ar produktu, to sablīvēs un sasmalcinās. Izmantojot šo metodi, ražotājiem jāuzmanās, lai nepārdedzinātu produktu, cenšoties mazināt atdalīšanas problēmas. Papildu darbaspēks un aprīkojums bieži vien padara šo metodi pārāk dārgu, un ražotājiem pārstrādes laikā ir jāizmanto atdalīšana.
Radiālie kraušanas konveijeri palīdz samazināt atdalīšanas ietekmi. Krājumiem uzkrājoties, konveijers pārvietojas radiāli pa kreisi un pa labi. Konveijeram pārvietojoties radiāli, kaudžu gali, kas parasti ir no rupja materiāla, tiks pārklāti ar smalku materiālu. Priekšējie un aizmugurējie pirksti joprojām būs raupji, bet kaudze būs vairāk sajaukta nekā konusu kaudze.
Pastāv tieša saistība starp materiāla augstumu un brīvo krišanu, kā arī notiekošās segregācijas pakāpi. Palielinoties augstumam un krītošā materiāla trajektorijai, palielinās smalkā un rupjā materiāla atdalīšanās. Tāpēc mainīga augstuma konveijeri ir vēl viens veids, kā samazināt segregāciju. Sākotnējā posmā konveijeram jāatrodas zemākajā pozīcijā. Attālumam līdz galvas skriemelim vienmēr jābūt pēc iespējas īsākam.
Brīva krišana no konveijera lentes uz kaudzi ir vēl viens atdalīšanas iemesls. Akmens kāpnes samazina segregāciju, likvidējot brīvi krītošu materiālu. Akmens kāpnes ir konstrukcija, kas ļauj materiālam plūst lejup pa pakāpieniem uz kaudzēm. Tā ir efektīva, taču tās pielietojums ir ierobežots.
Vēja radīto atdalīšanos var samazināt, izmantojot teleskopiskas teknes. Teleskopiskās teknes uz konveijera izlādes skriemeļiem, kas stiepjas no skriemeļa līdz kaudzei, aizsargā pret vēju un ierobežo tā ietekmi. Pareizi projektētas, tās var arī ierobežot materiāla brīvu krišanu.
Kā minēts iepriekš, uz konveijera lentes jau ir izolācija, pirms tā sasniedz izlādes punktu. Turklāt, kad materiāls atstāj konveijera lenti, notiek turpmāka segregācija. Izlādes punktā var uzstādīt lāpstiņratu, lai atkārtoti sajauktu šo materiālu. Rotējošiem riteņiem ir spārni vai lāpstiņas, kas šķērso un sajauc materiāla ceļu. Tas samazinās segregāciju, taču materiāla degradācija var nebūt pieņemama.
Atdalīšana var radīt ievērojamas izmaksas. Inventārs, kas neatbilst specifikācijām, var izraisīt sodus vai visa inventāra noraidīšanu. Ja darba vietai tiek piegādāts neatbilstošs materiāls, sodi var pārsniegt 0,75 USD par tonnu. Darbaspēka un aprīkojuma izmaksas sliktas kvalitātes pāļu atjaunošanai bieži vien ir pārāk augstas. Noliktavas ar buldozeru un operatoru būvniecības stundas izmaksas ir augstākas nekā automātiskā teleskopiskā konveijera izmaksas, un materiāls var sadalīties vai kļūt piesārņots, lai uzturētu pareizu šķirošanu. Tas samazina produkta vērtību. Turklāt, ja aprīkojums, piemēram, buldozers, tiek izmantots neražošanas uzdevumiem, pastāv alternatīvās izmaksas, kas saistītas ar aprīkojuma izmantošanu laikā, kad tas tika kapitalizēts ražošanas uzdevumiem.
Var izmantot citu pieeju, lai samazinātu izolācijas ietekmi, veidojot inventāru lietojumprogrammās, kurās izolācija var radīt problēmas. Tas ietver sakraušanu slāņos, kur katrs slānis sastāv no vairākām kaudzītēm.
Kaudzītes sadaļā katra kaudze ir parādīta kā miniatūra kaudze. Sadalīšana joprojām notiek katrā atsevišķā kaudzē iepriekš apspriesto efektu dēļ. Tomēr izolācijas modelis biežāk atkārtojas visā kaudzes šķērsgriezumā. Tiek uzskatīts, ka šādām kaudzēm ir lielāka "sadalīšanas izšķirtspēja", jo diskrētais gradienta modelis atkārtojas biežāk ar mazākiem intervāliem.
Apstrādājot kaudzes ar frontālo iekrāvēju, materiāli nav jāmaisa, jo viena kausa ietver vairākas kaudzes. Kad kaudze ir atjaunota, atsevišķie slāņi ir skaidri redzami (sk. 2. attēlu).
Krāšņus var veidot, izmantojot dažādas uzglabāšanas metodes. Viens no veidiem ir izmantot tiltu un izlādes konveijeru sistēmu, lai gan šī iespēja ir piemērota tikai stacionārām lietojumprogrammām. Stacionāro konveijeru sistēmu būtisks trūkums ir tas, ka to augstums parasti ir fiksēts, kas var izraisīt vēja atdalīšanos, kā aprakstīts iepriekš.
Vēl viena metode ir teleskopiskā konveijera izmantošana. Teleskopiskie konveijeri nodrošina visefektīvāko veidu kaudžu veidošanai un bieži vien ir labāki par stacionārām sistēmām, jo ​​tos var pārvietot, kad nepieciešams, un daudzi no tiem faktiski ir paredzēti pārvadāšanai pa ceļu.
Teleskopiskie konveijeri sastāv no konveijeriem (aizsargkonveijeriem), kas uzstādīti vienāda garuma ārējo konveijeru iekšpusē. Gala konveijers var lineāri pārvietoties pa ārējā konveijera garumu, lai mainītu izkraušanas skriemeļa pozīciju. Izkraušanas riteņa augstums un konveijera radiālais stāvoklis ir maināmi.
Izkraušanas riteņa trīsasu maiņa ir būtiska, lai izveidotu slāņveida pāļus, kas novērš segregāciju. Padeves konveijeru pagarināšanai un ievilkšanai parasti izmanto trošu vinču sistēmas. Konveijera radiālo kustību var veikt ar ķēdes un zobrata sistēmu vai ar hidrauliski vadāmu planētu piedziņu. Konveijera augstumu parasti maina, pagarinot teleskopiskos šasijas cilindrus. Visas šīs kustības ir jākontrolē, lai automātiski izveidotu daudzslāņu pāļus.
Teleskopiskajiem konveijeriem ir mehānisms daudzslāņu kaudžu veidošanai. Katra slāņa dziļuma samazināšana palīdzēs ierobežot atdalīšanu. Tas prasa, lai konveijers nepārtraukti kustētos, uzkrājoties krājumiem. Pastāvīgas kustības nepieciešamība rada nepieciešamību automatizēt teleskopiskos konveijerus. Ir vairākas dažādas automatizācijas metodes, no kurām dažas ir lētākas, taču tām ir ievērojami ierobežojumi, savukārt citas ir pilnībā programmējamas un piedāvā lielāku elastību krājumu veidošanā.
Kad konveijers sāk uzkrāt materiālu, tas materiāla transportēšanas laikā pārvietojas radiāli. Konveijers pārvietojas, līdz pa tā radiālo trajektoriju tiek iedarbināts uz konveijera vārpstas uzstādītais ierobežojošais slēdzis. Iedarbinātājs tiek novietots atkarībā no loka garuma, pa kuru operators vēlas, lai konveijera lente pārvietotos. Šajā brīdī konveijers izstiepsies līdz iepriekš noteiktam attālumam un sāks kustēties pretējā virzienā. Šis process turpinās, līdz stiegrojuma konveijers tiek izstiepts līdz maksimālajam izstiepumam un pirmais slānis ir pabeigts.
Kad otrais līmenis ir uzbūvēts, gals sāk atkāpties no maksimālā pagarinājuma, pārvietojoties radiāli un atkāpjoties pie lokveida robežas. Veidojiet slāņus, līdz pālis aktivizē uz atbalsta riteņa uzstādīto slīpuma slēdzi.
Konveijers pacelsies iestatītajā attālumā un sāks otro pacelšanu. Katrs pacēlājs var sastāvēt no vairākiem slāņiem atkarībā no materiāla ātruma. Otrais pacelšanas mehānisms ir līdzīgs pirmajam, un tā tālāk, līdz visa kaudze ir uzbūvēta. Liela daļa no iegūtās kaudzes ir izolēta, bet katras kaudzes malās ir pārplūdes. Tas ir tāpēc, ka konveijera lentes nevar automātiski pielāgot gala slēdžu vai to iedarbināšanai izmantoto priekšmetu pozīciju. Ievilkšanas gala slēdzis ir jāpielāgo tā, lai pārslodze neapraktu konveijera vārpstu.