La separació de materials és un problema inherent a la majoria de les tecnologies d’emmagatzematge. A mesura que augmenta la demanda de productes de més qualitat, el problema de l’aïllament de les accions es fa més agut.
Com tots sabem, els transportadors de pila radial telescòpica són la solució més eficient per a la separació de la pila. Poden crear inventaris en capes, cada capa està formada per diversos materials. Per crear inventari d'aquesta manera, el transportador ha de funcionar gairebé contínuament. Si bé el moviment dels transportadors telescòpics s’ha de controlar manualment, l’automatització és, amb molt, el mètode de control més eficient.
Els transportadors retràctils automàtics es poden programar per crear un inventari personalitzat en diverses mides, formes i configuracions. Aquesta flexibilitat pràcticament il·limitada pot millorar l’eficiència operativa global i oferir productes de més qualitat.
Els contractistes gasten milions de dòlars cada any produint productes agregats per a una gran varietat d’aplicacions. Les aplicacions més populars inclouen materials de base, asfalt i formigó.
El procés de creació de productes per a aquestes aplicacions és complex i car. Les especificacions i les toleràncies més estretes signifiquen que la importància de la qualitat del producte és cada cop més important.
En última instància, el material s’elimina de l’emmagatzematge i es transporta a un lloc on s’incorporarà a subgrade, asfalt o formigó.
Els equips necessaris per despullar, explotar, aixafar i cribratge és molt car. Tot i això, els equips avançats poden produir de forma constant segons les especificacions. L’inventari pot semblar una part trivial de la fabricació integrada, però si es fa de manera incorrecta, pot donar lloc a un producte que compleixi perfectament amb les especificacions que no compleixin les especificacions. Això significa que l’ús dels mètodes d’emmagatzematge equivocats pot provocar una mica del cost de la creació d’un producte de qualitat.
Tot i que situar un producte a l’inventari pot comprometre la seva qualitat, l’inventari és una part important del procés de producció global. És un mètode d’emmagatzematge que garanteix la disponibilitat del material. La taxa de producció sovint és diferent de la taxa de producte necessària per a una aplicació determinada i l’inventari ajuda a compondre la diferència.
L’inventari també proporciona als contractistes un espai d’emmagatzematge suficient per respondre eficaçment per fluctuar la demanda del mercat. A causa dels avantatges que proporciona l'emmagatzematge, sempre serà una part important del procés de fabricació global. Per tant, els fabricants han de millorar contínuament les seves tecnologies d’emmagatzematge per reduir els riscos associats a l’emmagatzematge.
El tema principal d’aquest article és l’aïllament. La segregació es defineix com a "separació del material segons la mida de les partícules". Diferents aplicacions d’agregats requereixen qualificacions de material molt específiques i uniformes. La segregació condueix a diferències excessives en les varietats de productes.
La separació es pot produir pràcticament a qualsevol lloc del procés de fabricació agregada després que el producte hagi estat aixafat, seleccionat i barrejat amb la gradació adequada.
El primer lloc on es pot produir la segregació és en inventari (vegeu la figura 1). Un cop el material es col·loqui a l’inventari, es reciclarà i es lliurarà a la ubicació on s’utilitzarà.
El segon lloc on es pot produir la separació és durant el processament i el transport. Un cop al lloc d’una planta d’asfalt o formigó, l’agregat es col·loca a les tremuges i/o a les papereres d’emmagatzematge de les quals es pren i s’utilitza el producte.
La separació també es produeix en omplir i buidar sitges i sitges. La segregació també es pot produir durant l’aplicació de la barreja final a una carretera o una altra superfície després que l’agregat s’hagi barrejat a l’asfalt o a la barreja de formigó.
L’agregat homogeni és essencial per a la producció d’asfalt o formigó d’alta qualitat. Les fluctuacions en la gradació de l’agregat desmuntable fan que sigui pràcticament impossible obtenir un asfalt o formigó acceptable.
Les partícules més petites d’un pes determinat tenen una superfície total més gran que les partícules més grans del mateix pes. Això crea problemes quan es combina agregats en barreges d’asfalt o formigó. Si el percentatge de multes en l’agregat és massa elevat, hi haurà una falta de morter o betum i la barreja serà massa gruixuda. Si el percentatge de partícules gruixudes en l’agregat és massa elevat, hi haurà un excés de morter o betum i la consistència de la barreja serà excessivament fina. Les carreteres construïdes a partir dels agregats separats tenen una integritat estructural deficient i acabaran amb una esperança de vida inferior a les carreteres construïdes a partir de productes adequadament separats.
Molts factors condueixen a la segregació en les existències. Com que la majoria d’inventaris es creen mitjançant cintes transportadores, és important comprendre l’impacte inherent de les cintes transportadores en l’ordenació de materials.
A mesura que el cinturó mou el material sobre la cinta transportadora, el cinturó es rebota lleugerament mentre s’enrotlla sobre la politja ralentí. Això es deu a la lleugera descàrrega del cinturó entre cada politja ralentí. Aquest moviment fa que les partícules més petites s’instal·lin al fons de la secció transversal del material. Superposar els grans gruixuts els manté a la part superior.
Tan aviat com el material arriba a la roda de descàrrega de la cinta transportadora, ja està parcialment separat del material més gran de la part superior i del material més petit de la part inferior. Quan el material comença a moure's per la corba de la roda de descàrrega, les partícules superiors (exteriors) es mouen a una velocitat més alta que les partícules inferiors (interiors). Aquesta diferència de velocitat fa que les partícules més grans s’allunyin del transportador abans de caure a la pila, mentre que les partícules més petites cauen al costat del transportador.
A més, és més probable que les partícules petites s’enganxin a la cinta transportadora i no es descarreguin fins que la cinta transportadora continuï acabant a la roda de descàrrega. Això es tradueix en partícules més fines que es tornen cap a la part frontal de la pila.
Quan el material cau sobre una pila, les partícules més grans tenen més impuls cap endavant que les partícules més petites. Això fa que el material gruixut continuï avançant més fàcilment que el material fins. Qualsevol material, gran o petit, que corre pels costats d’una pila s’anomena vessament.
Els vessaments són una de les principals causes de separació d'estocs i s'han d'evitar sempre que sigui possible. A mesura que el vessament comença a enrotllar la inclinació de la mocada, les partícules més grans solen enrotllar tota la longitud de la inclinació, mentre que el material més fi tendeix a instal·lar -se als costats de la carcassa. En conseqüència, a mesura que el vessament avança pels costats de la pila, es mantenen menys i menys partícules fines al material de bitllet.
Quan el material arriba a la vora inferior o al peu de la pila, es compon principalment de partícules més grans. Els vessaments provoquen una segregació important, que és visible a la secció de valors. El dit exterior de la pila consisteix en un material més gruixut, mentre que la pila interior i superior consisteix en un material més fi.
La forma de les partícules també contribueix als efectes secundaris. Les partícules suaus o rodones tenen més probabilitats de rodar per la pendent de la pila que les partícules fines, que solen ser de forma quadrada. Superar els límits també pot provocar danys al material. Quan les partícules roden per un costat de la pila, es freguen les unes contra les altres. Aquest desgast farà que algunes de les partícules es desglossin fins a mides més petites.
El vent és un altre motiu d’aïllament. Després que el material surti de la cinta transportadora i comenci a caure a la pila, el vent afecta la trajectòria del moviment de partícules de diferents mides. El vent té una gran influència en materials delicats. Això es deu al fet que la relació de la superfície amb la massa de partícules més petites és superior a la de les partícules més grans.
La probabilitat de dividir en inventari pot variar segons el tipus de material del magatzem. El factor més important en relació amb la segregació és el grau de canvi de mida de les partícules en el material. Els materials amb major variació de la mida de partícules tindran un grau de segregació més elevat durant l’emmagatzematge. Una regla general és que si la relació de la mida de partícula més gran amb la mida de partícula més petita supera els 2: 1, pot haver -hi problemes amb la segregació de paquets. D'altra banda, si la relació de la mida de les partícules és inferior a 2: 1, la segregació del volum és mínima.
Per exemple, els materials subgradats que contenen partícules de fins a 200 malles poden deminar durant l’emmagatzematge. Tanmateix, quan emmagatzemi articles com la pedra rentada, l’aïllament serà trivial. Com que la major part de la sorra està mullada, sovint és possible emmagatzemar la sorra sense separar problemes. La humitat fa que les partícules s’uneixin, evitant la separació.
Quan el producte s’emmagatzema, de vegades l’aïllament és impossible d’evitar. La vora exterior de la pila acabada consisteix principalment en material gruixut, mentre que l’interior de la pila conté una concentració més elevada de material fi. Quan es pren material des del final d’aquestes piles, cal agafar culleres de diferents llocs per barrejar el material. Si preneu material només des de la part frontal o posterior de la pila, obtindreu tot el material gruixut o tot el material fins.
També hi ha oportunitats d’aïllament addicional a l’hora de carregar camions. És important que el mètode utilitzat no causi un desbordament. Carregueu primer la part frontal del camió, després la part posterior i, finalment, la meitat. Això minimitzarà els efectes de la sobrecàrrega dins del camió.
Els enfocaments de manipulació post-inventari són útils, però l’objectiu ha de ser prevenir o minimitzar les quarantenes durant la creació d’inventaris. Entre les maneres útils per prevenir l’aïllament s’inclouen:
Quan s’apili en un camió, s’ha d’apilar perfectament en piles separades per minimitzar el vessament. El material s’ha d’apilar junts amb un carregador, alçant -se a l’alçada i l’abocament de la galleda completa, que barrejaran el material. Si un carregador ha de moure i trencar material, no intenteu construir piles grans.
L’inventari d’edificis en capes pot minimitzar la segregació. Aquest tipus de magatzem es pot construir amb una excavadora. Si el material es lliura al pati, la excavadora ha d’empènyer el material a la capa inclinada. Si la pila està construïda amb una cinta transportadora, la excavadora ha d’empènyer el material a una capa horitzontal. En qualsevol cas, cal tenir cura de no empènyer el material sobre la vora de la pila. Això pot provocar un desbordament, que és un dels principals motius de separació.
L’apilament amb bulldozers té diversos desavantatges. Dos riscos significatius són la degradació i la contaminació del producte. Els equips pesats que treballen contínuament en el producte compactaran i aixafaran el material. Quan s’utilitzen aquest mètode, els fabricants han d’anar amb compte de no degradar el producte per intentar alleujar els problemes de separació. El treball i els equips addicionals necessaris sovint fan que aquest mètode sigui costós i els productors han de recórrer a la separació durant el processament.
Els transportadors d’apilament radial ajuden a minimitzar l’impacte de la separació. A mesura que s’acumula l’inventari, el transportador es mou radialment cap a l’esquerra i la dreta. A mesura que el transportador es mou radialment, els extrems de les piles, generalment de material gruixut, es cobriran amb material fi. Els dits frontals i posteriors encara seran aspres, però la pila es barrejarà més que la pila dels cons.
Hi ha una relació directa entre l’alçada i la caiguda lliure del material i el grau de segregació que es produeix. A mesura que l’altura augmenta i la trajectòria del material que cau s’expandeix, hi ha una separació creixent de material fi i gruixut. De manera que els transportadors d’alçada variable són una altra manera de reduir la segregació. A l’etapa inicial, el transportador hauria d’estar en la posició més baixa. La distància a la politja del cap sempre ha de ser el més curta possible.
La caiguda lliure d'una cinta transportadora sobre una pila és un altre motiu de separació. Les escales de pedra minimitzen la segregació eliminant material de caiguda lliure. Una escala de pedra és una estructura que permet al material fluir els passos sobre les piles. És eficaç, però té una aplicació limitada.
La separació causada pel vent es pot minimitzar mitjançant els xuts telescòpics. Els xuts telescòpics a les cues de descàrrega del transportador, que s’estenen des de la barra fins a la pila, protegeixen contra el vent i limiten el seu impacte. Si està dissenyat correctament, també pot limitar la caiguda lliure del material.
Com s'ha esmentat anteriorment, ja hi ha aïllament a la cinta transportadora abans d'arribar al punt de descàrrega. A més, quan el material surt de la cinta transportadora, es produeix una segregació addicional. Es pot instal·lar una roda de paleta al punt de descàrrega per remixar aquest material. Les rodes rotatives tenen ales o paletes que travessen i barregen el camí del material. Això minimitzarà la segregació, però pot ser que la degradació del material no sigui acceptable.
La separació pot comportar costos importants. L’inventari que no compleixi les especificacions pot provocar penalitzacions o rebuig a tot l’inventari. Si es lliura material no conforme al lloc de treball, les multes poden superar els 0,75 dòlars la tona. Els costos laborals i dels equips per rehabilitar piles de mala qualitat són sovint prohibitius. El cost horari de la construcció d’un magatzem amb una excavadora i un operador és superior al cost d’un transportador telescòpic automàtic, i el material pot descompondre o contaminar -se per mantenir una ordenació adequada. Això redueix el valor del producte. A més, quan s’utilitza equips com una excavadora per a tasques de no producció, hi ha un cost d’oportunitat associat a l’ús de l’equip quan es va capitalitzar per a tasques de producció.
Es pot adoptar un altre enfocament per minimitzar l’impacte de l’aïllament quan es crea inventari en aplicacions on l’aïllament pot ser un problema. Inclou l’apilament en capes, on cada capa està formada per una sèrie de piles.
A la secció Stack, cada pila es mostra com una pila en miniatura. La divisió encara es produeix a cada munt individual a causa dels mateixos efectes comentats anteriorment. Tot i això, el patró d’aïllament es repeteix més sovint sobre tota la secció transversal de la pila. Es diu que aquestes piles tenen una "resolució de divisió" més gran perquè el patró de gradient discret es repeteix més sovint a intervals més petits.
Quan es processen piles amb un carregador frontal, no cal barrejar materials, ja que una cullera inclou diverses piles. Quan es restableix la pila, les capes individuals són clarament visibles (vegeu la figura 2).
Les piles es poden crear mitjançant diversos mètodes d'emmagatzematge. Una forma és utilitzar un sistema transportador de pont i descàrrega, tot i que aquesta opció només és adequada per a aplicacions estacionàries. Un desavantatge significatiu dels sistemes transportadors estacionaris és que la seva alçada sol ser fixa, cosa que pot provocar la separació del vent tal com es descriu anteriorment.
Un altre mètode és utilitzar un transportador telescòpic. Els transportadors telescòpics proporcionen la manera més eficient de formar piles i sovint es prefereixen sobre els sistemes estacionaris, ja que es poden moure quan calgui, i molts estan dissenyats per ser transportats a la carretera.
Els transportadors telescòpics consisteixen en transportadors (transportadors de guàrdia) instal·lats dins dels transportadors exteriors de la mateixa longitud. El transportador de punta es pot moure linealment per la longitud del transportador exterior per canviar la posició de la politja de descàrrega. L’alçada de la roda de descàrrega i la posició radial del transportador són variables.
El canvi triaxial de la roda de descàrrega és essencial per crear piles en capes que superen la segregació. Els sistemes de Winch Rope s’utilitzen normalment per ampliar i retreure els transportadors d’alimentació. El moviment radial del transportador pot ser realitzat per un sistema de cadena i roda o una unitat planetària impulsada hidràulicament. L’alçada del transportador es canvia generalment ampliant els cilindres telescòpics de subministrament. Tots aquests moviments s’han de controlar per crear automàticament piles multicapa.
Els transportadors telescòpics tenen un mecanisme per crear piles multicapa. Minimitzar la profunditat de cada capa ajudarà a limitar la separació. Això requereix que el transportador continuï movent -se a mesura que s’acumuli l’inventari. La necessitat de moviment constant fa que sigui necessari automatitzar els transportadors telescòpics. Hi ha diversos mètodes d'automatització diferents, alguns dels quals són més barats, però tenen limitacions significatives, mentre que d'altres són totalment programables i ofereixen més flexibilitat en la creació d'inventaris.
Quan el transportador comença a acumular material, es mou radialment mentre transporta el material. El transportador es mou fins que un interruptor límit muntat a l’eix del transportador es desencadena al llarg del seu camí radial. El disparador es col·loca en funció de la longitud de l'arc que l'operador vol que la cinta transportadora es mogui. En aquest moment, el transportador s’estendrà a una distància predeterminada i començarà a moure’s en l’altra direcció. Aquest procés continua fins que el transportador Stringer s’amplia a la seva extensió màxima i s’acaba la primera capa.
Quan es construeix el segon nivell, la punta comença a retirar -se de la seva extensió màxima, movent -se radialment i retractant -se al límit arcuat. Creeu capes fins que l’interruptor d’inclinació muntat a la roda de suport estigui activat per la pila.
El transportador pujarà a la distància del conjunt i començarà el segon ascensor. Cada elevador pot consistir en diverses capes, depenent de la velocitat del material. El segon ascensor és similar al primer, i així successivament fins que es construeixi tota la pila. Una gran part del munt resultant està desinactat, però hi ha desbordaments a les vores de cada munt. Això es deu al fet que les cintes transportadores no poden ajustar automàticament la posició dels interruptors de límit ni els objectes que s’utilitzen per actuar. S'ha d'ajustar el commutador de límit de retractació de manera que la superació no enterra l'eix del transportador.