Az anyagok szétválasztása a legtöbb tárolási technológia velejáró problémája. Ahogy a jobb minőségű termékek iránti kereslet növekszik, a készletek elkülönítésének problémája egyre súlyosabbá válik.
Mint mindannyian tudjuk, a teleszkópos radiális halmozó szállítószalagok a leghatékonyabb megoldást jelentik a halmozott áruk szétválasztására. Rétegekben képesek a készletet létrehozni, ahol minden réteg számos anyagból áll. Az ilyen módon történő készletalkotáshoz a szállítószalagnak szinte folyamatosan kell működnie. Míg a teleszkópos szállítószalagok mozgását manuálisan kell vezérelni, az automatizálás messze a leghatékonyabb vezérlési módszer.
Az automatikusan behúzható szállítószalagok programozhatók egyedi készletek létrehozására különféle méretekben, formákban és konfigurációkban. Ez a gyakorlatilag korlátlan rugalmasság javíthatja az általános működési hatékonyságot és jobb minőségű termékeket biztosíthat.
A vállalkozók évente több millió dollárt költenek aggregált termékek előállítására különféle alkalmazásokhoz. A legnépszerűbb alkalmazások közé tartoznak az alapanyagok, az aszfalt és a beton.
Az ilyen alkalmazásokhoz szükséges termékek előállításának folyamata összetett és költséges. A szigorúbb specifikációk és tűrések miatt a termékminőség egyre fontosabbá válik.
Végül az anyagot eltávolítják a raktárból, és egy olyan helyre szállítják, ahol az aljzatba, aszfaltba vagy betonba beépítik.
A szemcseszóráshoz, robbantáshoz, zúzáshoz és osztályozáshoz szükséges berendezések nagyon drágák. A korszerű berendezések azonban következetesen képesek a specifikációnak megfelelő adalékanyagot előállítani. A készletgazdálkodás az integrált gyártás triviális részének tűnhet, de ha helytelenül alkalmazzák, akkor egy olyan termékhez vezethet, amely tökéletesen megfelel a specifikációnak, de nem felel meg annak. Ez azt jelenti, hogy a rossz tárolási módszerek alkalmazása a minőségi termék előállításának költségeinek egy részét elvesztheti.
Bár egy termék raktárba helyezése ronthatja annak minőségét, a készletgazdálkodás a teljes termelési folyamat fontos része. Ez egy olyan tárolási módszer, amely biztosítja az anyag rendelkezésre állását. A termelési ütem gyakran eltér az adott alkalmazáshoz szükséges termékmennyiségtől, és a készletgazdálkodás segít pótolni a különbséget.
A készletgazdálkodás elegendő tárolóhelyet biztosít a vállalkozóknak ahhoz, hogy hatékonyan reagáljanak az ingadozó piaci keresletre. A tárolás előnyei miatt mindig is fontos része lesz a teljes gyártási folyamatnak. Ezért a gyártóknak folyamatosan fejleszteniük kell tárolási technológiáikat a tárolással kapcsolatos kockázatok csökkentése érdekében.
A cikk fő témája az izolálás. A szegregáció az „anyagok szemcseméret szerinti szétválasztásaként” definiálható. Az adalékanyagok különböző alkalmazásai nagyon specifikus és egységes anyagminőségeket igényelnek. A szegregáció a termékváltozatok túlzott eltéréséhez vezet.
Az elválasztás gyakorlatilag bárhol megtörténhet az aggregátum-gyártási folyamat során, miután a terméket aprították, szitálták és a megfelelő szemcseméretűre keverték.
Az elsődleges hely, ahol a szegregáció bekövetkezhet, a készletgazdálkodás (lásd az 1. ábrát). Miután az anyagot készletbe helyezték, végül újrahasznosítják és oda szállítják, ahol felhasználják.
A második hely, ahol az aszfalt- vagy betongyárba kerülő adalékanyagot szétválasztásra kerülhet, a feldolgozás és a szállítás során történik. Az aszfalt- vagy betongyár telephelyére érve az adalékanyagot garatokba és/vagy tárolókonténerekbe helyezik, ahonnan a terméket kiveszik és felhasználják.
A szétválás a silók és silók feltöltésekor és ürítésekor is bekövetkezik. A szegregáció a végső keverék útra vagy más felületre történő felhordása során is bekövetkezhet, miután az adalékanyagot bekeverték az aszfalt- vagy betonkeverékbe.
A homogén adalékanyag elengedhetetlen a kiváló minőségű aszfalt vagy beton előállításához. A leválasztható adalékanyag szemcseméretének ingadozása gyakorlatilag lehetetlenné teszi az elfogadható aszfalt vagy beton előállítását.
Az adott súlyú kisebb részecskék nagyobb összfelülettel rendelkeznek, mint az azonos súlyú nagyobb részecskék. Ez problémákat okoz az adalékanyagok aszfalt- vagy betonkeverékekbe történő kombinálásakor. Ha az adalékanyagban a finomszemcsék aránya túl magas, akkor hiány lesz a habarcsból vagy a bitumenből, és a keverék túl sűrű lesz. Ha a durva szemcsék aránya az adalékanyagban túl magas, akkor a habarcs vagy a bitumen feleslegben lesz, és a keverék állaga túlságosan híg lesz. Az elkülönített adalékanyagokból épített utak gyenge szerkezeti integritással rendelkeznek, és végül alacsonyabb élettartammal rendelkeznek, mint a megfelelően elkülönített termékekből épített utak.
Számos tényező vezet a készletek szegregációjához. Mivel a készletek nagy részét szállítószalagok segítségével állítják elő, fontos megérteni a szállítószalagok anyagválogatásra gyakorolt ​​​​hatását.
Ahogy a szalag az anyagot a szállítószalagon mozgatja, a szalag kissé pattog, miközben a feszítőgörgőn gördül. Ez a szalag két feszítőgörgő közötti kis lazaságának köszönhető. Ez a mozgás azt okozza, hogy a kisebb részecskék az anyag keresztmetszetének aljára leülepednek. A durva szemcsék átfedése a tetején tartja őket.
Amint az anyag eléri a szállítószalag kihordó kerekét, már részben el van választva a felül lévő nagyobb és az alul lévő kisebb anyagtól. Amikor az anyag elkezd mozogni a kihordó kerék íve mentén, a felső (külső) részecskék nagyobb sebességgel mozognak, mint az alsó (belső) részecskék. Ez a sebességkülönbség ezután azt eredményezi, hogy a nagyobb részecskék eltávolodnak a szállítószalagtól, mielőtt a halomba esnének, míg a kisebb részecskék a szállítószalag mellé esnek.
Valószínűbb továbbá, hogy a kisebb részecskék a szállítószalaghoz tapadnak, és addig nem ürülnek ki, amíg a szállítószalag tovább nem tekeredik a kihordókerékre. Ez azt eredményezi, hogy több finom részecske kerül vissza a halom eleje felé.
Amikor anyag hullik egy halomra, a nagyobb részecskék nagyobb lendülettel rendelkeznek, mint a kisebb részecskék. Ez azt eredményezi, hogy a durva anyag könnyebben mozog lefelé, mint a finom anyag. Bármely anyagot, legyen az nagy vagy kicsi, amely a halom oldalán lefelé folyik, kiömlésnek nevezünk.
A kiömlött anyagok a készletek szétválásának egyik fő okai, és lehetőség szerint kerülni kell őket. Ahogy a kiömlött anyag legurulni kezd a meddőhányó lejtőjén, a nagyobb részecskék hajlamosak legurulni a lejtő teljes hosszában, míg a finomabb anyag a meddőhányó oldalára ülepedik. Következésképpen, ahogy a kiömlött anyag lefelé halad a halom oldalán, egyre kevesebb finom részecske marad a gomolygó anyagban.
Amikor az anyag eléri a halom alsó szélét vagy orrát, elsősorban nagyobb részecskékből áll. A kiömlött anyagok jelentős szétválást okoznak, ami a tömör részen is látható. A halom külső orra durvább anyagból áll, míg a belső és felső halom finomabb anyagból.
A részecskék alakja szintén hozzájárul a mellékhatásokhoz. A sima vagy kerek részecskék nagyobb valószínűséggel legurulnak a halom lejtőjén, mint a finom részecskék, amelyek általában négyzet alakúak. A határértékek túllépése az anyag károsodásához is vezethet. Amikor a részecskék legurulnak a halom egyik oldalán, egymáshoz dörzsölődnek. Ez a kopás azt okozza, hogy egyes részecskék kisebb méretre esnek szét.
A szél az elszigeteltség egy másik oka. Miután az anyag elhagyja a szállítószalagot és elkezd hullani a halomba, a szél befolyásolja a különböző méretű részecskék mozgásának pályáját. A szél nagy hatással van a kényes anyagokra. Ez azért van, mert a kisebb részecskék felületének és tömegének aránya nagyobb, mint a nagyobb részecskéké.
A készletekben a szétválasztás valószínűsége a raktárban lévő anyag típusától függően változhat. A szegregációval kapcsolatos legfontosabb tényező az anyag szemcseméret-változásának mértéke. A nagyobb szemcseméret-variációjú anyagok nagyobb mértékű szegregációt mutatnak a tárolás során. Általános szabály, hogy ha a legnagyobb és a legkisebb részecskeméret aránya meghaladja a 2:1-et, problémák lehetnek a csomagolás szegregációjával. Másrészt, ha a szemcseméret-arány kisebb, mint 2:1, a térfogati szegregáció minimális.
Például az akár 200 mesh szemcseméretű alapanyagok tárolás közben leválhatnak. Azonban olyan tárgyak, mint a mosott kő tárolásakor a szigetelés elhanyagolható. Mivel a homok nagy része nedves, gyakran tárolható anélkül, hogy szétválnának. A nedvesség miatt a részecskék összeragadnak, megakadályozva a szétválást.
A termék tárolása során az elszigetelés néha elkerülhetetlen. A kész halom külső széle főként durva anyagból áll, míg a halom belseje nagyobb koncentrációban tartalmaz finom anyagot. Az ilyen halmok végéből történő anyagvételkor különböző helyekről kell kanalakat venni az anyag összekeveréséhez. Ha csak a halom elejéről vagy hátuljáról vesz anyagot, akkor vagy az összes durva, vagy az összes finom anyagot fogja megkapni.
Teherautók rakodása során további szigetelésre is lehetőség van. Fontos, hogy az alkalmazott módszer ne okozzon túlcsordulást. Először a teherautó elejét, majd a hátulját, végül pedig a közepét kell megrakni. Ez minimalizálja a teherautó belsejében fellépő túlterhelés hatásait.
A leltározás utáni kezelési megközelítések hasznosak, de a célnak a leltár létrehozása során a karanténok megelőzése vagy minimalizálása kell, hogy legyen. Az elkülönítés megelőzésének hasznos módjai a következők:
Teherautóra rakva, különálló halmokba kell rendezni őket a kiömlés minimalizálása érdekében. Az anyagokat rakodóval kell egymásra rakni, teljes kanálmagasságig emelni és üríteni, ami összekeveri az anyagot. Ha rakodónak kell mozgatnia és összetörnie az anyagot, ne próbáljon meg nagy halmokat képezni.
A réteges raktározás minimalizálhatja a szegregációt. Ez a fajta raktár buldózerrel építhető. Ha az anyagot a telephelyre szállítják, a buldózernek a lejtős rétegbe kell tolnia az anyagot. Ha a halmot szállítószalaggal építik, a buldózernek vízszintes rétegbe kell tolnia az anyagot. Mindenesetre ügyelni kell arra, hogy az anyag ne tolódjon át a halom szélén. Ez túlcsorduláshoz vezethet, ami a szétválás egyik fő oka.
A buldózerekkel történő rakásolásnak számos hátránya van. Két jelentős kockázat a termék lebomlása és szennyeződése. A terméken folyamatosan dolgozó nehézgépek tömörítik és zúzzák az anyagot. Ennél a módszernél a gyártóknak ügyelniük kell arra, hogy ne rontsák le túlságosan a terméket, és így próbálják enyhíteni az elválasztási problémákat. A szükséges többletmunka és berendezés gyakran megfizethetetlenül drágává teszi ezt a módszert, és a gyártóknak a feldolgozás során kell az elválasztáshoz folyamodniuk.
A radiális halmozó szállítószalagok segítenek minimalizálni a szétválasztás hatását. Ahogy a készlet felhalmozódik, a szállítószalag radiálisan balra és jobbra mozog. Ahogy a szállítószalag radiálisan mozog, a halmok végei, amelyek általában durva anyagból készülnek, finom anyaggal lesznek borítva. Az első és hátsó ujjak továbbra is érdesek maradnak, de a halom vegyesebb lesz, mint a kúpok halma.
Közvetlen összefüggés van az anyag magassága és szabad esése, valamint a létrejövő szétválasztás mértéke között. Ahogy a magasság növekszik és a leeső anyag pályája kitágul, a finom és durva anyagok szétválása egyre nagyobb. Tehát a változtatható magasságú szállítószalagok egy másik módja a szétválasztás csökkentésének. A kezdeti szakaszban a szállítószalagnak a legalacsonyabb helyzetben kell lennie. A fejtárcsától való távolságnak mindig a lehető legrövidebbnek kell lennie.
A szállítószalagról a halomba hulló szabad esés egy másik oka a szétválasztásnak. A kőlépcsők minimalizálják a szegregációt azáltal, hogy kiküszöbölik a szabadon eső anyagokat. A kőlépcső egy olyan szerkezet, amely lehetővé teszi, hogy az anyag lefolyjon a lépcsőkön a halmokra. Hatékony, de korlátozott alkalmazási lehetőségei vannak.
A szél okozta szétválás minimalizálható teleszkópos csúszdák használatával. A szállítószalag ürítőtárcsáin található teleszkópos csúszdák, amelyek a tárcsától a halomig nyúlnak, védenek a szél ellen és korlátozzák annak hatását. Megfelelő tervezés esetén az anyag szabad esését is korlátozhatják.
Amint azt korábban említettük, a szállítószalagon már szigetelés található, mielőtt elérné a kiürítési pontot. Ezenkívül, amikor az anyag elhagyja a szállítószalagot, további szegregáció történik. Az ürítési ponton egy lapátkerék szerelhető fel az anyag újrakeverésére. A forgó kerekek szárnyakkal vagy lapátokkal rendelkeznek, amelyek keresztezik és összekeverik az anyag útját. Ez minimalizálja a szegregációt, de az anyag lebomlása nem feltétlenül elfogadható.
A szétválasztás jelentős költségekkel járhat. A specifikációknak nem megfelelő készlet büntetéseket vagy a teljes készlet elutasítását vonhatja maga után. Ha nem megfelelő anyagot szállítanak a munkaterületre, a bírság meghaladhatja a 0,75 dollárt tonnánként. A rossz minőségű halmok felújításának munka- és berendezésköltségei gyakran megfizethetetlenek. Egy buldózerrel és kezelővel ellátott raktár óránkénti építési költsége magasabb, mint egy automatikus teleszkópos szállítószalag költsége, és az anyag lebomolhat vagy szennyeződhet a megfelelő válogatás fenntartása érdekében. Ez csökkenti a termék értékét. Ezenkívül, amikor egy olyan berendezést, mint egy buldózert, nem termelési feladatokra használnak, akkor alternatív költség merül fel a berendezés használatával kapcsolatban, amikor azt termelési feladatokra aktiválták.
Egy másik megközelítés is alkalmazható az izoláció hatásának minimalizálására olyan alkalmazásokban, ahol az izoláció problémát jelenthet a leltár létrehozásakor. Ez magában foglalja a rétegekben történő egymásra rakást, ahol minden réteg több halomból áll.
A halom részben minden halom miniatűr halomként látható. A felosztás minden egyes halmon továbbra is megtörténik a korábban tárgyalt hatások miatt. Az izolációs minta azonban gyakrabban ismétlődik a halom teljes keresztmetszetében. Az ilyen halmokról azt mondják, hogy nagyobb „felosztási felbontással” rendelkeznek, mivel a diszkrét gradiens minta gyakrabban ismétlődik kisebb időközönként.
Homlokrakodóval történő halmozódás esetén nincs szükség az anyagok keverésére, mivel egy merőkanál több halmot is magában foglal. Amikor a halmot visszaállítják, az egyes rétegek jól láthatóak (lásd a 2. ábrát).
A halmok különféle tárolási módszerekkel hozhatók létre. Az egyik lehetőség egy híd és egy ürítő szállítószalag-rendszer használata, bár ez a lehetőség csak helyhez kötött alkalmazásokhoz alkalmas. A helyhez kötött szállítószalag-rendszerek jelentős hátránya, hogy magasságuk általában rögzített, ami a fent leírtak szerint szél okozta szétváláshoz vezethet.
Egy másik módszer a teleszkópos szállítószalag használata. A teleszkópos szállítószalagok biztosítják a leghatékonyabb módot a halmok kialakítására, és gyakran előnyben részesítik őket az álló rendszerekkel szemben, mivel szükség esetén mozgathatók, és sokukat valójában úgy tervezték, hogy közúton is szállíthatók legyenek.
A teleszkópos szállítószalagok azonos hosszúságú külső szállítószalagok belsejébe szerelt szállítószalagokból (védőszalagokból) állnak. A billenő szállítószalag lineárisan mozoghat a külső szállítószalag hosszában, így változtatva a kirakodógörgő helyzetét. A kirakodókerék magassága és a szállítószalag radiális helyzete változtatható.
A kirakodó kerék háromtengelyű változtatása elengedhetetlen a réteges cölöpök létrehozásához, amelyek leküzdik a szegregációt. A kötélcsörlő rendszereket jellemzően a betápláló szállítószalagok meghosszabbítására és visszahúzására használják. A szállítószalag radiális mozgása lánc-lánckerék rendszerrel vagy hidraulikusan hajtott bolygóműves hajtással végezhető. A szállítószalag magasságát általában a teleszkópos futóműhengerek meghosszabbításával változtatják. Mindezeket a mozgásokat vezérelni kell a többrétegű cölöpök automatikus létrehozásához.
A teleszkópos szállítószalagok többrétegű halmok létrehozására szolgáló mechanizmussal rendelkeznek. Az egyes rétegek mélységének minimalizálása segít korlátozni a szétválást. Ehhez a szállítószalagnak folyamatosan mozognia kell, ahogy a készlet felhalmozódik. Az állandó mozgás szükségessége szükségessé teszi a teleszkópos szállítószalagok automatizálását. Számos különböző automatizálási módszer létezik, amelyek közül néhány olcsóbb, de jelentős korlátokkal rendelkezik, míg mások teljesen programozhatók és nagyobb rugalmasságot kínálnak a készlet létrehozásában.
Amikor a szállítószalag elkezd anyagot gyűjteni, sugárirányban mozog az anyag szállítása közben. A szállítószalag addig mozog, amíg a szállítószalag tengelyére szerelt végálláskapcsoló a sugárirányú pályája mentén kiold. A kioldógombot a kezelő által a szállítószalag kívánt ívhosszától függően helyezik el. Ekkor a szállítószalag egy előre meghatározott távolságra megnyúlik, majd elkezd mozogni a másik irányba. Ez a folyamat addig folytatódik, amíg a hossztartó szállítószalag a maximális kinyúlásáig nem nyúlik, és az első réteg elkészül.
Amikor a második szint felépül, a csúcs elkezd visszahúzódni a maximális kinyúlásából, sugárirányban mozog, és az ívelt határnál visszahúzódik. Építsen rétegeket, amíg a támasztókerékre szerelt billenőkapcsolót a cölöp aktiválja.
A szállítószalag felmegy a beállított távolságra, és megkezdi a második emelést. Minden emelő több rétegből állhat, az anyag sebességétől függően. A második emelés hasonló az elsőhöz, és így tovább, amíg a teljes halom fel nem épül. A kapott halom nagy része izolálatlan, de minden halom szélén túlfolyások vannak. Ez azért van, mert a szállítószalagok nem tudják automatikusan beállítani a végálláskapcsolók vagy az azokat működtető tárgyak helyzetét. A visszahúzási végálláskapcsolót úgy kell beállítani, hogy a túlfutás ne temesse el a szállítószalag tengelyét.