Ločevanje materialov je inherentna težava večine tehnologij skladiščenja. Z naraščajočim povpraševanjem po izdelkih višje kakovosti postaja problem izolacije zalog vse bolj pereč.
Kot vsi vemo, so teleskopski radialni skladovni transporterji najučinkovitejša rešitev za ločevanje skladovnic. Zaloge lahko ustvarjajo v plasteh, vsaka plast pa je sestavljena iz več materialov. Za ustvarjanje zalog na ta način mora transporter teči skoraj neprekinjeno. Medtem ko je treba gibanje teleskopskih transporterjev ročno krmiliti, je avtomatizacija daleč najučinkovitejša metoda krmiljenja.
Avtomatske izvlečne transporterje je mogoče programirati za ustvarjanje prilagojenih zalog v različnih velikostih, oblikah in konfiguracijah. Ta praktično neomejena prilagodljivost lahko izboljša splošno operativno učinkovitost in zagotovi izdelke višje kakovosti.
Izvajalci vsako leto porabijo milijone dolarjev za proizvodnjo agregatnih izdelkov za najrazličnejše namene. Med najbolj priljubljene načine uporabe spadajo osnovni materiali, asfalt in beton.
Postopek izdelave izdelkov za te aplikacije je zapleten in drag. Strožje specifikacije in tolerance pomenijo, da postaja pomen kakovosti izdelkov vse večji.
Končno se material odstrani iz zaloge in prepelje na lokacijo, kjer se bo vgradil v podlago, asfalt ali beton.
Oprema, potrebna za odstranjevanje, peskanje, drobljenje in presejanje, je zelo draga. Vendar pa lahko napredna oprema dosledno proizvaja agregat v skladu s specifikacijami. Zaloge se morda zdijo nepomemben del integrirane proizvodnje, če pa so nepravilno izvedene, lahko pride do izdelka, ki je popolnoma skladen s specifikacijami, vendar ne izpolnjuje specifikacij. To pomeni, da lahko uporaba napačnih metod skladiščenja povzroči izgubo dela stroškov za izdelavo kakovostnega izdelka.
Čeprav lahko dajanje izdelka na zalogo ogrozi njegovo kakovost, je zaloga pomemben del celotnega proizvodnega procesa. Gre za metodo skladiščenja, ki zagotavlja razpoložljivost materiala. Hitrost proizvodnje se pogosto razlikuje od hitrosti izdelka, potrebnega za določeno uporabo, zaloga pa pomaga nadomestiti to razliko.
Zaloge izvajalcem zagotavljajo tudi dovolj skladiščnega prostora za učinkovito odzivanje na nihajoče povpraševanje na trgu. Zaradi prednosti, ki jih zagotavlja skladiščenje, bo vedno pomemben del celotnega proizvodnega procesa. Zato morajo proizvajalci nenehno izboljševati svoje tehnologije skladiščenja, da bi zmanjšali tveganja, povezana s skladiščenjem.
Glavna tema tega članka je izolacija. Ločevanje je opredeljeno kot »ločevanje materiala glede na velikost delcev«. Različne uporabe agregatov zahtevajo zelo specifične in enotne vrste materiala. Ločevanje vodi do prevelikih razlik v vrstah izdelkov.
Ločevanje se lahko zgodi praktično kjer koli v procesu proizvodnje agregata, potem ko je izdelek zdrobljen, presejan in zmešan do ustrezne stopnje.
Prvo mesto, kjer lahko pride do ločevanja, je v zalogah (glej sliko 1). Ko je material enkrat v zalogi, bo sčasoma recikliran in dostavljen na lokacijo, kjer bo uporabljen.
Drugo mesto, kjer lahko pride do ločevanja, je med predelavo in transportom. Ko agregat prispe na lokacijo asfaltne ali betonarne, se namesti v lijake in/ali skladiščne zabojnike, iz katerih se izdelek vzame in uporabi.
Do ločevanja pride tudi pri polnjenju in praznjenju silosov in posod. Do ločevanja lahko pride tudi med nanašanjem končne mešanice na cesto ali drugo površino, potem ko je agregat vmešan v asfaltno ali betonsko mešanico.
Homogeni agregat je bistvenega pomena za proizvodnjo visokokakovostnega asfalta ali betona. Nihanja v granulaciji ločljivega agregata praktično onemogočajo pridobitev ustreznega asfalta ali betona.
Manjši delci določene teže imajo večjo skupno površino kot večji delci enake teže. To povzroča težave pri kombiniranju agregatov v asfaltne ali betonske mešanice. Če je odstotek drobnih delcev v agregatu previsok, bo primanjkovalo malte ali bitumna in mešanica bo pregosta. Če je odstotek grobih delcev v agregatu previsok, bo malte ali bitumna preveč, konsistenca mešanice pa bo pretirano redka. Ceste, zgrajene iz ločenih agregatov, imajo slabo strukturno celovitost in bodo sčasoma imele krajšo pričakovano življenjsko dobo kot ceste, zgrajene iz pravilno ločenih proizvodov.
Do segregacije zalog vodi veliko dejavnikov. Ker se večina zalog ustvari s pomočjo tekočih trakov, je pomembno razumeti inherentni vpliv tekočih trakov na sortiranje materiala.
Ko trak premika material po tekočem traku, se trak pri kotaljenju čez jermenico rahlo poskakuje. To je posledica rahle ohlapnosti jermena med posameznimi jermenicami. Zaradi tega gibanja se manjši delci usedejo na dno prečnega prereza materiala. Prekrivanje grobih zrn jih zadrži na vrhu.
Takoj ko material doseže izpustno kolo tekočega traku, je že delno ločen od večjega materiala na vrhu in manjšega materiala na dnu. Ko se material začne premikati vzdolž krivulje izpustnega kolesa, se zgornji (zunanji) delci premikajo z večjo hitrostjo kot spodnji (notranji) delci. Zaradi te razlike v hitrosti se večji delci odmaknejo od tekočega traku, preden padejo na skladovnico, medtem ko manjši delci padejo poleg tekočega traku.
Prav tako je večja verjetnost, da se bodo majhni delci prilepili na tekoči trak in se ne bodo izpraznili, dokler se tekoči trak ne bo še naprej navijal na izpustno kolo. To povzroči, da se več drobnih delcev premakne nazaj proti sprednjemu delu skladovnice.
Ko material pade na skladovnico, imajo večji delci večji gibalni moment kot manjši delci. Zaradi tega se grob material lažje premika navzdol kot droben material. Vsak material, velik ali majhen, ki steče po straneh skladovnice, se imenuje razlit material.
Razlitja so eden glavnih vzrokov za ločevanje materiala in se jim je treba, kadar koli je to mogoče, izogniti. Ko se razlit material začne kotaliti po pobočju jalovine, se večji delci ponavadi kotalijo po celotni dolžini pobočja, medtem ko se finejši material ponavadi usede na straneh jalovine. Posledično, ko se razlit material premika po straneh kupa, v valovitem materialu ostane vedno manj finih delcev.
Ko material doseže spodnji rob ali konico kupa, je sestavljen predvsem iz večjih delcev. Razlitja povzročijo znatno segregacijo, ki je vidna v preseku zaloge. Zunanja konica kupa je sestavljena iz grobejšega materiala, medtem ko sta notranji in zgornji kup sestavljena iz finejšega materiala.
Tudi oblika delcev prispeva k stranskim učinkom. Gladki ali okrogli delci se pogosteje kotalijo po pobočju kupa kot drobni delci, ki so običajno kvadratne oblike. Preseganje omejitev lahko povzroči tudi poškodbe materiala. Ko se delci kotalijo po eni strani kupa, se drgnejo drug ob drugega. Zaradi te obrabe se nekateri delci razdrobijo na manjše velikosti.
Veter je še en razlog za izolacijo. Ko material zapusti tekoči trak in začne padati v sklad, veter vpliva na pot gibanja delcev različnih velikosti. Veter ima velik vpliv na občutljive materiale. To je zato, ker je razmerje med površino in maso manjših delcev večje kot pri večjih delcih.
Verjetnost delitve zalog se lahko razlikuje glede na vrsto materiala v skladišču. Najpomembnejši dejavnik v zvezi z ločevanjem je stopnja spremembe velikosti delcev v materialu. Materiali z večjimi spremembami velikosti delcev bodo imeli med skladiščenjem višjo stopnjo ločevanja. Splošno pravilo je, da če razmerje med največjo in najmanjšo velikostjo delcev presega 2:1, lahko pride do težav z ločevanjem embalaže. Po drugi strani pa je, če je razmerje med velikostjo delcev manjše od 2:1, volumsko ločevanje minimalno.
Na primer, materiali za podlago, ki vsebujejo delce do 200 mesh, se lahko med skladiščenjem razslojijo. Pri skladiščenju predmetov, kot je prani kamen, pa bo izolacija nezanesljiva. Ker je večina peska mokra, ga je pogosto mogoče shraniti brez težav z ločevanjem. Vlaga povzroči, da se delci zlepijo in preprečijo ločevanje.
Pri skladiščenju izdelka je izolacije včasih nemogoče preprečiti. Zunanji rob končnega kupa je sestavljen predvsem iz grobega materiala, medtem ko notranjost kupa vsebuje večjo koncentracijo finega materiala. Pri odvzemu materiala s konca takšnih kupov je treba zajemalke odvzeti z različnih mest, da se material premeša. Če material odvzamete samo s sprednje ali zadnje strani kupa, boste dobili bodisi ves grobi material bodisi ves fini material.
Pri natovarjanju tovornjakov obstajajo tudi možnosti za dodatno izolacijo. Pomembno je, da uporabljena metoda ne povzroči preobremenitve. Najprej naložite sprednji del tovornjaka, nato zadnji in na koncu srednji del. To bo zmanjšalo učinke preobremenitve v notranjosti tovornjaka.
Pristopi po popisu zalog so uporabni, vendar bi moral biti cilj preprečiti ali zmanjšati število karanten med ustvarjanjem zalog. Koristni načini za preprečevanje izolacije vključujejo:
Ko je material zložen na tovornjak, ga je treba lepo zložiti v ločene kupe, da se čim bolj zmanjša razsipanje. Material je treba zložiti skupaj z nakladalnikom, dvigniti do polne višine žlice in stresti, kar bo material premešalo. Če mora nakladalnik premikati in lomiti material, ne poskušajte graditi velikih kupov.
Zlaganje zalog v plasteh lahko zmanjša ločevanje. Tovrstno skladišče je mogoče zgraditi z buldožerjem. Če se material dostavi na dvorišče, ga mora buldožer potisniti v nagnjeno plast. Če je skladovnica zgrajena s tekočim trakom, ga mora buldožer potisniti v vodoravno plast. V vsakem primeru je treba paziti, da materiala ne potisnemo čez rob skladovnice. To lahko povzroči prelivanje, kar je eden glavnih razlogov za ločevanje.
Zlaganje z buldožerji ima številne pomanjkljivosti. Dve pomembni nevarnosti sta degradacija izdelka in kontaminacija. Težka oprema, ki neprekinjeno dela na izdelku, bo material stisnila in zdrobila. Pri uporabi te metode morajo proizvajalci paziti, da izdelka ne razgradijo preveč, da bi ublažili težave z ločevanjem. Dodatno delo in oprema, ki ju potrebujemo, pogosto naredita to metodo predrago, proizvajalci pa se morajo med predelavo zateči k ločevanju.
Radialni zlagalni transporterji pomagajo zmanjšati vpliv ločevanja. Ko se zaloga kopiči, se transporter radialno premika levo in desno. Ko se transporter radialno premika, bodo konci skladov, običajno grobega materiala, prekriti z drobnim materialom. Sprednji in zadnji prsti bodo še vedno hrapavi, vendar bo kup bolj mešan kot kup stožcev.
Obstaja neposredna povezava med višino in prostim padom materiala ter stopnjo segregacije, ki nastane. Z naraščanjem višine in širjenjem poti padajočega materiala se povečuje ločevanje finega in grobega materiala. Zato so transporterji s spremenljivo višino še en način za zmanjšanje segregacije. V začetni fazi mora biti transporter v najnižjem položaju. Razdalja do glavnega škripca mora biti vedno čim krajša.
Prosto padanje s tekočega traku na skladovnico je še en razlog za ločevanje. Kamnite stopnice zmanjšujejo ločevanje z odstranjevanjem prosto padajočega materiala. Kamnito stopnišče je konstrukcija, ki omogoča, da material teče po stopnicah na skladovnice. Je učinkovito, vendar ima omejeno uporabo.
Ločevanje zaradi vetra je mogoče zmanjšati z uporabo teleskopskih žlebov. Teleskopski žlebovi na izpustnih jermenicah transporterja, ki segajo od jermenice do skladovnice, ščitijo pred vetrom in omejujejo njegov vpliv. Če so pravilno zasnovani, lahko omejijo tudi prosti pad materiala.
Kot smo že omenili, je na transportnem traku izolacija že pred izpustno točko. Poleg tega, ko material zapusti transportni trak, pride do nadaljnje segregacije. Na izpustni točki je mogoče namestiti lopatno kolo za ponovno mešanje tega materiala. Vrteča se kolesa imajo krila ali lopatice, ki prečkajo in mešajo pot materiala. To bo zmanjšalo segregacijo, vendar degradacija materiala morda ni sprejemljiva.
Ločevanje lahko povzroči znatne stroške. Zaloge, ki ne ustrezajo specifikacijam, lahko povzročijo kazni ali zavrnitev celotne zaloge. Če se na gradbišče dostavi neskladen material, lahko globe presežejo 0,75 USD na tono. Stroški dela in opreme za sanacijo nekakovostnih pilotov so pogosto previsoki. Urni stroški gradnje skladišča z buldožerjem in upravljavcem so višji od stroškov avtomatskega teleskopskega transporterja, material pa se lahko razgradi ali onesnaži, da se ohrani pravilno sortiranje. To zmanjšuje vrednost izdelka. Poleg tega, ko se oprema, kot je buldožer, uporablja za neproizvodna opravila, obstajajo oportunitetni stroški, povezani z uporabo opreme, ko je bila kapitalizirana za proizvodna opravila.
Za zmanjšanje vpliva izolacije pri ustvarjanju zalog v aplikacijah, kjer je izolacija lahko problem, je mogoče uporabiti drug pristop. To vključuje zlaganje v plasti, kjer je vsaka plast sestavljena iz niza skladov.
V razdelku sklada je vsak sklad prikazan kot miniaturni sklad. Razdelitev se še vedno zgodi na vsakem posameznem kupu zaradi istih učinkov, o katerih smo govorili prej. Vendar se vzorec izolacije pogosteje ponavlja po celotnem prerezu kupa. Za takšne sklade pravimo, da imajo večjo »ločljivost razdelitve«, ker se vzorec diskretnega gradienta pogosteje ponavlja v krajših intervalih.
Pri obdelavi skladovnic s čelnim nakladalnikom ni treba mešati materialov, saj ena zajemalka vsebuje več skladovnic. Ko je skladovnica sestavljena iz več slojev, so posamezne plasti jasno vidne (glej sliko 2).
Skladišča je mogoče ustvariti z različnimi metodami skladiščenja. Eden od načinov je uporaba mostu in sistema izpustnega transporterja, čeprav je ta možnost primerna le za stacionarne aplikacije. Pomembna pomanjkljivost stacionarnih transportnih sistemov je, da je njihova višina običajno fiksna, kar lahko povzroči ločevanje zaradi vetra, kot je opisano zgoraj.
Druga metoda je uporaba teleskopskega transporterja. Teleskopski transporterji zagotavljajo najučinkovitejši način oblikovanja skladovnic in so pogosto prednostnejši od stacionarnih sistemov, saj jih je mogoče premikati po potrebi, mnogi pa so dejansko zasnovani za prevoz po cesti.
Teleskopski transporterji so sestavljeni iz transporterjev (zaščitnih transporterjev), nameščenih znotraj zunanjih transporterjev enake dolžine. Konični transporter se lahko linearno premika vzdolž dolžine zunanjega transporterja, da spremeni položaj razkladalnega škripca. Višina razkladalnega kolesa in radialni položaj transporterja sta spremenljiva.
Triosna sprememba razkladalnega kolesa je bistvena za ustvarjanje večplastnih pilotov, ki preprečujejo segregacijo. Za iztegovanje in vlečenje podajalnih transporterjev se običajno uporabljajo sistemi vitlov. Radialno gibanje transporterja se lahko izvaja z verižnim in zobniškim sistemom ali s hidravlično gnanim planetarnim pogonom. Višina transporterja se običajno spreminja z iztegovanjem teleskopskih valjev podvozja. Vse te gibe je treba nadzorovati, da se samodejno ustvarijo večplastni piloti.
Teleskopski transporterji imajo mehanizem za ustvarjanje večplastnih skladov. Zmanjšanje globine posamezne plasti bo pomagalo omejiti ločevanje. To zahteva, da se transporter nenehno premika, ko se zaloge kopičijo. Zaradi potrebe po nenehnem premikanju je treba teleskopske transporterje avtomatizirati. Obstaja več različnih metod avtomatizacije, nekatere so cenejše, vendar imajo znatne omejitve, druge pa so popolnoma programabilne in ponujajo večjo prilagodljivost pri ustvarjanju zalog.
Ko se na transporterju začne kopičiti material, se med transportom materiala radialno premika. Transporter se premika, dokler se na njegovi radialni poti ne sproži končno stikalo, nameščeno na gredi transporterja. Sprožilec se namesti glede na dolžino loka, v katerem želi upravljavec premakniti transportni trak. V tem trenutku se transporter podaljša na vnaprej določeno razdaljo in se začne premikati v drugo smer. Ta postopek se nadaljuje, dokler se trak ni iztegnjen do največjega raztezanja in je prvi sloj končan.
Ko je druga raven zgrajena, se konica začne umikati iz svojega največjega iztega, pri čemer se premika radialno in umika na ločni meji. Gradite plasti, dokler kup ne aktivira nagibnega stikala, nameščenega na podpornem kolesu.
Transportni trak se bo dvignil za nastavljeno razdaljo in začel drugi dvig. Vsak dvigalnik je lahko sestavljen iz več plasti, odvisno od hitrosti materiala. Drugi dvig je podoben prvemu in tako naprej, dokler ni zgrajen celoten kup. Velik del nastalega kupa je deizoliran, vendar so na robovih vsakega kupa prelivi. To je zato, ker transportni trakovi ne morejo samodejno prilagoditi položaja končnih stikal ali predmetov, ki se uporabljajo za njihovo aktiviranje. Končno stikalo za umik je treba nastaviti tako, da prekoračitev ne zakoplje gredi transportnega traku.