Odvajanje materijala je inherentan problem u većini tehnologija skladištenja.Kako se povećava potražnja za kvalitetnijim proizvodima, problem izolacije zaliha postaje sve akutniji.
Kao što svi znamo, teleskopski radijalni stog transporteri su najefikasnije rešenje za odvajanje stogova.Oni mogu kreirati inventar u slojevima, svaki sloj je sastavljen od određenog broja materijala.Za kreiranje inventara na ovaj način, transporter mora raditi gotovo neprekidno.Dok se kretanje teleskopskih transportera mora kontrolirati ručno, automatizacija je daleko najefikasniji način kontrole.
Automatski uvlačivi transporteri mogu se programirati za kreiranje prilagođenog inventara u različitim veličinama, oblicima i konfiguracijama.Ova gotovo neograničena fleksibilnost može poboljšati ukupnu operativnu efikasnost i isporučiti proizvode višeg kvaliteta.
Izvođači troše milione dolara svake godine na proizvodnju agregiranih proizvoda za širok spektar primjena.Najpopularnije primjene uključuju osnovne materijale, asfalt i beton.
Proces stvaranja proizvoda za ove aplikacije je složen i skup.Strože specifikacije i tolerancije znače da važnost kvaliteta proizvoda postaje sve važnija.
Na kraju, materijal se uklanja iz skladišta i transportuje na lokaciju gdje će se ugraditi u podlogu, asfalt ili beton.
Oprema potrebna za skidanje, miniranje, drobljenje i prosijavanje je veoma skupa.Međutim, napredna oprema može dosljedno proizvoditi agregat prema specifikaciji.Inventar može izgledati kao trivijalan dio integrirane proizvodnje, ali ako se radi pogrešno, može rezultirati proizvodom koji je savršeno usklađen sa specifikacijom i ne ispunjava specifikacije.To znači da korištenje pogrešnih metoda skladištenja može rezultirati gubitkom dijela troškova stvaranja kvalitetnog proizvoda.
Iako stavljanje proizvoda na zalihe može ugroziti njegovu kvalitetu, zalihe su važan dio cjelokupnog procesa proizvodnje.To je način skladištenja koji osigurava dostupnost materijala.Stopa proizvodnje se često razlikuje od stope proizvoda potrebnog za datu primjenu, a zalihe pomažu nadoknaditi razliku.
Inventar takođe daje izvođačima dovoljno prostora za skladištenje da efikasno odgovore na promenljivu potražnju na tržištu.Zbog prednosti koje pruža skladištenje, ono će uvijek biti važan dio cjelokupnog procesa proizvodnje.Stoga proizvođači moraju stalno poboljšavati svoje tehnologije skladištenja kako bi smanjili rizike povezane sa skladištenjem.
Glavna tema ovog članka je izolacija.Segregacija je definirana kao “odvajanje materijala prema veličini čestica”.Različite primjene agregata zahtijevaju vrlo specifične i ujednačene kvalitete materijala.Segregacija dovodi do prevelikih razlika u varijantama proizvoda.
Odvajanje se može dogoditi gotovo bilo gdje u procesu proizvodnje agregata nakon što je proizvod zdrobljen, prosijan i izmiješan do odgovarajuće gradacije.
Prvo mjesto gdje može doći do segregacije je inventar (vidi sliku 1).Nakon što se materijal stavi na inventar, na kraju će biti recikliran i dostavljen na lokaciju gdje će se koristiti.
Drugo mjesto gdje može doći do razdvajanja je tokom obrade i transporta.Jednom na lokaciji fabrike asfalta ili betona, agregat se stavlja u rezervoare i/ili kante za skladištenje iz kojih se proizvod uzima i koristi.
Do razdvajanja dolazi i pri punjenju i pražnjenju silosa i silosa.Do segregacije može doći i prilikom nanošenja završne mješavine na put ili drugu površinu nakon što je agregat umiješan u asfaltnu ili betonsku mješavinu.
Homogeni agregat je neophodan za proizvodnju visokokvalitetnog asfalta ili betona.Fluktuacije u gradaciji odvojivog agregata čine praktično nemogućim dobivanje prihvatljivog asfalta ili betona.
Manje čestice određene težine imaju veću ukupnu površinu od većih čestica iste težine.To stvara probleme pri kombiniranju agregata u asfaltne ili betonske mješavine.Ako je postotak finoće u agregatu previsok, doći će do nedostatka maltera ili bitumena i mješavina će biti pregusta.Ako je postotak krupnih čestica u agregatu previsok, doći će do viška maltera ili bitumena, a konzistencija smjese će biti pretjerano rijetka.Putevi izgrađeni od odvojenih agregata imaju loš strukturalni integritet i na kraju će imati kraći životni vijek od puteva izgrađenih od pravilno odvojenih proizvoda.
Mnogi faktori dovode do segregacije u dionicama.Budući da se većina inventara kreira pomoću transportnih traka, važno je razumjeti svojstveni utjecaj transportnih traka na sortiranje materijala.
Kako traka pomiče materijal preko transportne trake, traka lagano poskakuje dok se kotrlja preko remenice.To je zbog blagog labavosti remena između svake remenice praznog hoda.Ovo kretanje uzrokuje da se manje čestice talože na dno poprečnog presjeka materijala.Preklapanje krupnih zrna drži ih na vrhu.
Čim materijal dođe do kotača za izbacivanje transportne trake, već je djelomično odvojen od većeg materijala na vrhu i manjeg materijala na dnu.Kada se materijal počne kretati duž krivulje kotača za pražnjenje, gornje (vanjske) čestice se kreću većom brzinom od donjih (unutrašnjih) čestica.Ova razlika u brzini tada uzrokuje da se veće čestice odmaknu od transportera prije nego što padnu na stog, dok manje čestice padaju pored transportera.
Takođe, veća je vjerovatnoća da će se male čestice zalijepiti za transportnu traku i neće biti ispuštene sve dok transportna traka ne nastavi da se namotava na točak za pražnjenje.Ovo dovodi do toga da se finije čestice kreću nazad prema prednjem dijelu hrpe.
Kada materijal padne na hrpu, veće čestice imaju veći zamah naprijed od manjih čestica.To uzrokuje da grubi materijal nastavi da se spušta lakše od finog materijala.Svaki materijal, veliki ili mali, koji teče niz strane hrpe naziva se izlijevanje.
Prolijevanje je jedan od glavnih uzroka odvajanja zaliha i treba ga izbjegavati kad god je to moguće.Kako izliveni materijal počinje da se kotrlja niz padinu plijena, veće čestice imaju tendenciju da se kotrljaju cijelom dužinom padine, dok finiji materijal ima tendenciju da se taloži na stranama plijena.Posljedično, kako izlijevanje napreduje niz strane gomile, sve manje i manje finih čestica ostaje u materijalu koji se talasa.
Kada materijal dosegne donji rub ili vrh hrpe, sastoji se prvenstveno od većih čestica.Prolijevanje uzrokuje značajnu segregaciju, koja je vidljiva u dijelu zaliha.Vanjski vrh gomile sastoji se od grubljeg materijala, dok se unutrašnja i gornja gomila sastoje od finijeg materijala.
Oblik čestica također doprinosi nuspojavama.Čestice koje su glatke ili okrugle imaju veću vjerovatnoću da se kotrljaju niz padinu naslaganog materijala nego fine čestice koje su obično kvadratnog oblika.Prekoračenje ograničenja također može dovesti do oštećenja materijala.Kada se čestice kotrljaju niz jednu stranu hrpe, trljaju se jedna o drugu.Ovo trošenje će uzrokovati da se neke od čestica razbiju na manje veličine.
Vjetar je još jedan razlog za izolaciju.Nakon što materijal napusti transportnu traku i počne padati u naslaga, vjetar utječe na putanju kretanja čestica različitih veličina.Vjetar ima veliki utjecaj na osjetljive materijale.To je zato što je omjer površine i mase manjih čestica veći nego kod većih čestica.
Vjerovatnoća podjele zaliha može varirati ovisno o vrsti materijala u skladištu.Najvažniji faktor u odnosu na segregaciju je stepen promjene veličine čestica u materijalu.Materijali sa većom varijacijom veličine čestica će imati veći stepen segregacije tokom skladištenja.Opšte pravilo je da ako omjer najveće veličine čestica prema najmanjoj veličini čestica premašuje 2:1, može doći do problema sa segregacijom pakovanja.S druge strane, ako je omjer veličine čestica manji od 2:1, volumenska segregacija je minimalna.
Na primjer, materijali za podlogu koji sadrže čestice do 200 mesh mogu se raslojiti tokom skladištenja.Međutim, prilikom skladištenja predmeta kao što je prani kamen, izolacija će biti trivijalna.Budući da je većina pijeska mokra, često je moguće skladištiti pijesak bez problema sa odvajanjem.Vlaga uzrokuje da se čestice slijepe, sprečavajući odvajanje.
Kada se proizvod skladišti, izolaciju je ponekad nemoguće spriječiti.Vanjski rub gotove gomile sastoji se uglavnom od grubog materijala, dok unutrašnjost gomile sadrži veću koncentraciju finog materijala.Prilikom uzimanja materijala sa kraja takvih gomila potrebno je uzeti lopatice sa različitih mjesta za miješanje materijala.Ako uzmete materijal samo s prednje ili zadnje strane hrpe, dobit ćete ili sav grubi materijal ili sav fini materijal.
Postoje i mogućnosti za dodatnu izolaciju prilikom utovara kamiona.Važno je da korištena metoda ne uzrokuje prelijevanje.Prvo utovarite prednji dio kamiona, zatim stražnji dio i na kraju sredinu.Ovo će minimizirati efekte preopterećenja unutar kamiona.
Pristupi rukovanju nakon inventara su korisni, ali cilj bi trebao biti sprječavanje ili minimiziranje karantina tokom kreiranja inventara.Korisni načini za sprečavanje izolacije uključuju:
Kada se slaže na kamion, treba ga uredno složiti u odvojene hrpe kako bi se prolivanje svelo na minimum.Materijal treba slagati zajedno pomoću utovarivača, podizati do pune visine korpe i bacati, što će pomiješati materijal.Ako se utovarivač mora pomicati i lomiti materijal, ne pokušavajte graditi velike gomile.
Izgradnja inventara u slojevima može minimizirati segregaciju.Ova vrsta skladišta se može izgraditi buldožerom.Ako se materijal isporučuje u dvorište, buldožer mora materijal ugurati u nagnuti sloj.Ako je gomila izgrađena sa pokretnom trakom, buldožer mora gurnuti materijal u horizontalni sloj.U svakom slučaju, potrebno je paziti da se materijal ne gurne preko ruba gomile.To može dovesti do prelijevanja, što je jedan od glavnih razloga za razdvajanje.
Slaganje buldožerima ima niz nedostataka.Dva značajna rizika su degradacija proizvoda i kontaminacija.Teška oprema koja neprekidno radi na proizvodu će kompaktirati i zgnječiti materijal.Kada koriste ovu metodu, proizvođači moraju paziti da ne preterano degradiraju proizvod u pokušaju da ublaže probleme odvajanja.Dodatna radna snaga i potrebna oprema često čine ovu metodu pretjerano skupom, a proizvođači moraju pribjeći odvajanju tokom obrade.
Radijalni transporteri za slaganje pomažu minimizirati utjecaj separacije.Kako se zalihe akumuliraju, transporter se pomiče radijalno lijevo i desno.Kako se transporter pomiče radijalno, krajevi hrpa, obično od grubog materijala, biće prekriveni finim materijalom.Prednji i zadnji prsti će i dalje biti hrapavi, ali će gomila biti više izmješana od gomile čunjeva.
Postoji direktna veza između visine i slobodnog pada materijala i stepena segregacije koja se javlja.Kako se visina povećava i putanja padajućeg materijala širi, dolazi do sve većeg odvajanja finog i grubog materijala.Tako su transporteri promjenjive visine još jedan način za smanjenje segregacije.U početnoj fazi, transporter bi trebao biti u najnižem položaju.Udaljenost do remenice glave mora uvijek biti što je moguće kraća.
Slobodno padanje sa pokretne trake na stog je još jedan razlog za odvajanje.Kamene stepenice minimiziraju segregaciju eliminacijom materijala koji slobodno pada.Kameno stepenište je konstrukcija koja omogućava materijalu da teče niz stepenice na gomile.Efikasan je, ali ima ograničenu primjenu.
Odvajanje uzrokovano vjetrom može se svesti na minimum korištenjem teleskopskih žlijebova.Teleskopski žlebovi na istovarnim snopovima transportera, koji se protežu od snopa do naslaga, štite od vjetra i ograničavaju njegov udar.Ako je pravilno dizajniran, može ograničiti i slobodan pad materijala.
Kao što je ranije pomenuto, već postoji izolacija na transportnoj traci pre nego što dođe do tačke pražnjenja.Osim toga, kada materijal napusti transportnu traku, dolazi do daljnje segregacije.Na mjestu pražnjenja može se instalirati lopatica za ponovno miješanje ovog materijala.Rotirajući točkovi imaju krila ili lopatice koje prelaze i mešaju put materijala.Ovo će minimizirati segregaciju, ali degradacija materijala možda neće biti prihvatljiva.
Odvajanje može dovesti do značajnih troškova.Inventar koji ne zadovoljava specifikacije može rezultirati kaznama ili odbijanjem cjelokupnog inventara.Ako se neusaglašeni materijal isporuči na gradilište, kazne mogu premašiti 0,75 USD po toni.Troškovi rada i opreme za sanaciju šipova lošeg kvaliteta često su previsoki.Cijena sata izgradnje skladišta s buldožerom i operaterom veća je od cijene automatskog teleskopskog transportera, a materijal se može raspasti ili kontaminirati kako bi se održalo pravilno sortiranje.To smanjuje vrijednost proizvoda.Osim toga, kada se oprema kao što je buldožer koristi za neproizvodne zadatke, postoji oportunitetni trošak povezan s korištenjem opreme kada je kapitalizirana za proizvodne zadatke.
Drugi pristup se može primijeniti kako bi se minimizirao utjecaj izolacije pri kreiranju inventara u aplikacijama gdje izolacija može biti problem.Ovo uključuje slaganje u slojeve, gdje se svaki sloj sastoji od niza naslaga.
U odjeljku hrpe, svaki snop je prikazan kao minijaturni snop.Podjela se i dalje događa na svakoj pojedinačnoj hrpi zbog istih efekata o kojima smo ranije govorili.Međutim, izolacijski uzorak se češće ponavlja na cijelom poprečnom presjeku gomile.Za takve stekove se kaže da imaju veću „podijeljenu rezoluciju“ jer se diskretni gradijent uzorak ponavlja češće u manjim intervalima.
Prilikom obrade hrpa s prednjim utovarivačem, nema potrebe za miješanjem materijala, jer jedna mjerica uključuje nekoliko hrpa.Kada se stek obnovi, pojedinačni slojevi su jasno vidljivi (vidi sliku 2).
Stogovi se mogu kreirati korištenjem različitih metoda skladištenja.Jedan od načina je korištenje mosta i sustava transportera za pražnjenje, iako je ova opcija prikladna samo za stacionarne aplikacije.Značajan nedostatak stacionarnih transportnih sistema je ta što je njihova visina obično fiksna, što može dovesti do odvajanja vjetrom kao što je gore opisano.
Druga metoda je korištenje teleskopskog transportera.Teleskopski transporteri obezbeđuju najefikasniji način formiranja naslaga i često se preferiraju u odnosu na stacionarne sisteme jer se mogu pomerati kada je potrebno, a mnogi su zapravo dizajnirani za nošenje na putu.
Teleskopski transporteri se sastoje od transportera (zaštitnih transportera) ugrađenih unutar spoljnih transportera iste dužine.Vrh transportera može se kretati linearno duž dužine vanjskog transportera kako bi promijenio položaj remenice za istovar.Visina kotača za pražnjenje i radijalni položaj transportera su promjenjivi.
Triaksijalna promjena kotača za istovar je neophodna za stvaranje slojevitih gomila koji prevazilaze segregaciju.Sistemi vitla sa užetom se obično koriste za produžavanje i uvlačenje transportera za dovod.Radijalno kretanje transportera može se izvesti pomoću sistema lanca i lančanika ili preko hidrauličkog planetarnog pogona.Visina transportera se obično mijenja proširenjem teleskopskih cilindara donjeg stroja.Svi ovi pokreti moraju biti kontrolirani kako bi se automatski stvorili višeslojni gomile.
Teleskopski transporteri imaju mehanizam za stvaranje višeslojnih naslaga.Minimiziranje dubine svakog sloja pomoći će u ograničavanju razdvajanja.Ovo zahtijeva da se transporter nastavi kretati kako se zalihe gomilaju.Potreba za stalnim kretanjem čini neophodnom automatizaciju teleskopskih transportera.Postoji nekoliko različitih metoda automatizacije, od kojih su neke jeftinije, ali imaju značajna ograničenja, dok su druge u potpunosti programabilne i nude veću fleksibilnost u kreiranju zaliha.
Kada transporter počne akumulirati materijal, pomiče se radijalno dok transportira materijal.Transporter se kreće sve dok se granični prekidač montiran na vratilu transportera ne aktivira duž njegove radijalne putanje.Okidač se postavlja u zavisnosti od dužine luka kojim operater želi da se pokretna traka pomeri.U ovom trenutku, transporter će se produžiti do unaprijed određene udaljenosti i početi se kretati u drugom smjeru.Ovaj proces se nastavlja sve dok se trakasti transporter ne izvuče do svog maksimalnog produžetka i ne završi prvi sloj.
Kada se izgradi drugi nivo, vrh počinje da se povlači od svog maksimalnog proširenja, pomerajući se radijalno i uvlačeći na lučnoj granici.Gradite slojeve sve dok gomila ne aktivira prekidač za nagib montiran na potporni točak.
Transporter će se popeti na postavljenu udaljenost i pokrenuti drugo podizanje.Svaki podizač može se sastojati od nekoliko slojeva, ovisno o brzini materijala.Drugi lift je sličan prvom, i tako sve dok se ne izgradi cijela gomila.Veliki dio rezultirajuće gomile je deizolovan, ali postoje preljevi na rubovima svake gomile.To je zato što transportne trake ne mogu automatski podesiti položaj graničnih prekidača ili objekata koji se koriste za njihovo pokretanje.Granični prekidač za uvlačenje se mora podesiti tako da prekoračenje ne zatrpa osovinu transportera.