La separació de materials és un problema inherent a la majoria de tecnologies d'emmagatzematge.A mesura que augmenta la demanda de productes de més qualitat, el problema de l'aïllament d'estocs es fa més agut.
Com tots sabem, els transportadors de pila radials telescòpics són la solució més eficient per a la separació de pila.Poden crear inventari en capes, cada capa està formada per una sèrie de materials.Per crear inventari d'aquesta manera, la cinta transportadora ha de funcionar gairebé contínuament.Tot i que el moviment dels transportadors telescòpics s'ha de controlar manualment, l'automatització és, amb diferència, el mètode de control més eficient.
Els transportadors retràctils automàtics es poden programar per crear un inventari personalitzat en una varietat de mides, formes i configuracions.Aquesta flexibilitat pràcticament il·limitada pot millorar l'eficiència operativa global i oferir productes de major 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 base, asfalt i formigó.
El procés de creació de productes per a aquestes aplicacions és complex i costós.Especificacions i toleràncies més estrictes fan que la importància de la qualitat del producte sigui cada cop més important.
Finalment, el material s'elimina de l'emmagatzematge i es transporta a un lloc on s'incorporarà al subterrani, asfalt o formigó.
L'equip necessari per al desmuntatge, voladilla, trituració i cribratge és molt car.Tanmateix, els equips avançats poden produir agregats de manera consistent 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 que un producte que compleixi perfectament les especificacions no compleixi les especificacions.Això vol dir que utilitzar mètodes d'emmagatzematge incorrectes pot provocar la pèrdua d'una part del cost de crear un producte de qualitat.
Tot i que posar 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.El ritme de producció sovint és diferent del ritme de producte necessari per a una aplicació determinada, i l'inventari ajuda a compensar la diferència.
L'inventari també ofereix als contractistes prou espai d'emmagatzematge per respondre eficaçment a la demanda fluctuant del mercat.A causa dels avantatges que ofereix 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 la "separació del material segons la mida de les partícules".Les diferents aplicacions d'àrids requereixen graus de material molt específics i uniformes.La segregació comporta diferències excessives en les varietats de productes.
La separació es pot produir pràcticament en qualsevol lloc del procés de fabricació d'àrids després que el producte s'hagi triturat, cribatjat i barrejat fins a la gradació adequada.
El primer lloc on es pot produir la segregació és en l'inventari (vegeu la figura 1).Un cop el material es posa a l'inventari, finalment es reciclarà i es lliurarà al lloc 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'àrid es col·loca en tremuges i/o contenidors d'emmagatzematge d'on es treu 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 mescla final a una carretera o una altra superfície després que l'àrid s'hagi barrejat a la mescla d'asfalt o formigó.
L'àrid homogeni és essencial per a la producció d'asfalt o formigó d'alta qualitat.Les fluctuacions en la gradació de l'àrid desmuntable fan pràcticament impossible l'obtenció d'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 combinen àrids en mescles d'asfalt o formigó.Si el percentatge de fins a l'àrid és massa elevat, faltarà morter o betum i la mescla serà massa espessa.Si el percentatge de partícules gruixudes a l'àrid és massa elevat, hi haurà un excés de morter o betum, i la consistència de la mescla serà excessivament prima.Les carreteres construïdes a partir d'àrids separats tenen una integritat estructural deficient i, finalment, tindran una esperança de vida més baixa que les carreteres construïdes amb productes separats correctament.
Molts factors porten a la segregació de les existències.Com que la majoria de l'inventari es crea amb cintes transportadores, és important entendre l'impacte inherent de les cintes transportadores en la classificació del material.
A mesura que la cinta mou el material per sobre de la cinta transportadora, la cinta rebota lleugerament mentre roda sobre la politja loca.Això es deu a la lleugera folga de la corretja entre cada politja tensa.Aquest moviment fa que les partícules més petites s'assentin a la part inferior de la secció transversal del material.La superposició dels grans gruixuts els manté a la part superior.
Tan bon punt el material arriba a la roda de descàrrega de la cinta transportadora, ja està parcialment separat del material més gran a la part superior i el material més petit a la part inferior.Quan el material comença a moure's al llarg de 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 enrotllant-se a la roda de descàrrega.Això fa que les partícules més fines es tornin cap a la part davantera de la pila.
Quan el material cau a una pila, les partícules més grans tenen més impuls cap endavant que les partícules més petites.Això fa que el material gruixut continuï baixant més fàcilment que el material fi.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 rodar pel pendent del bocí, les partícules més grans tendeixen a rodar per tota la longitud del talús, mentre que el material més fi tendeix a col·locar-se als costats del bocí.En conseqüència, a mesura que el vessament avança pels costats de la pila, cada cop queden menys partícules fines en el material ondulant.
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 d'estocs.La punta 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 que són llises o rodones tenen més probabilitats de rodar pel pendent de la pila que les partícules fines, que solen tenir forma quadrada.Superar els límits també pot provocar danys al material.Quan les partícules roden per un costat de la pila, es freguen unes contra les altres.Aquest desgast farà que algunes de les partícules es trenquin 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 entre l'àrea superficial i la massa de les partícules més petites és més gran que la de les partícules més grans.
La probabilitat de divisions en l'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 partícula en el material.Els materials amb major variació de la mida de les partícules tindran un major grau de segregació durant l'emmagatzematge.Una regla general és que si la proporció entre la mida de partícula més gran i la mida de partícula més petita supera 2:1, pot haver-hi problemes amb la segregació dels paquets.D'altra banda, si la proporció de mida de partícula és inferior a 2:1, la segregació de volum és mínima.
Per exemple, els materials de subterrani que contenen partícules de fins a 200 malles es poden delaminar durant l'emmagatzematge.Tanmateix, quan emmagatzemeu articles com la pedra rentada, l'aïllament serà trivial.Com que la major part de la sorra està humida, sovint és possible emmagatzemar la sorra sense problemes de separació.La humitat fa que les partícules s'enganxin, evitant la separació.
Quan s'emmagatzema el producte, de vegades és impossible evitar l'aïllament.La vora exterior de la pila acabada consisteix principalment en material gruixut, mentre que l'interior de la pila conté una concentració més alta de material fi.Quan es treu material de l'extrem d'aquestes piles, cal agafar cullerades de diferents llocs per barrejar el material.Si agafeu material només de la part davantera o posterior de la pila, obtindreu tot el material gruixut o tot el material fi.
També hi ha oportunitats d'aïllament addicional quan es carreguen camions.És important que el mètode utilitzat no provoqui un desbordament.Carregueu primer la part davantera del camió, després la part posterior i, finalment, la part central.Això minimitzarà els efectes de la sobrecàrrega dins del camió.
Els enfocaments de gestió posterior a l'inventari són útils, però l'objectiu hauria de ser prevenir o minimitzar les quarantenes durant la creació de l'inventari.Les maneres útils de prevenir l'aïllament inclouen:
Quan s'apila en un camió, s'ha d'apilar ordenadament en piles separades per minimitzar els vessaments.El material s'ha d'apilar junts amb un carregador, aixecant-lo a l'alçada total de la galleda i abocant-lo, cosa que barrejarà el material.Si un carregador ha de moure i trencar material, no intenteu construir piles grans.
La construcció d'inventari 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 cap a la capa inclinada.Si la pila es construeix amb una cinta transportadora, la excavadora ha d'empènyer el material cap a una capa horitzontal.En qualsevol cas, cal tenir cura de no empènyer el material per la vora de la pila.Això pot provocar un desbordament, que és un dels principals motius de separació.
Apilar amb excavadores té diversos inconvenients.Dos riscos importants són la degradació del producte i la contaminació.Els equips pesats que treballen contínuament sobre el producte compactaran i aixafaran el material.Quan utilitzeu aquest mètode, els fabricants han de tenir cura de no degradar excessivament el producte per intentar alleujar els problemes de separació.La mà d'obra i l'equip addicionals requerits sovint fan que aquest mètode sigui prohibitiu i els productors han de recórrer a la separació durant el processament.
Els transportadors d'apilament radials ajuden a minimitzar l'impacte de la separació.A mesura que s'acumula l'inventari, la cinta transportadora es mou radialment cap a l'esquerra i la dreta.A mesura que la cinta transportadora es mou radialment, els extrems de les piles, generalment de material gruixut, es cobreixen amb material fi.Els dits davanter i posterior seguiran sent rugosos, però la pila estarà més barrejada 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 augmenta l'alçada i s'expandeix la trajectòria del material que cau, hi ha una separació creixent de material fi i gruixut.Així, els transportadors d'alçada variable són una altra manera de reduir la segregació.En l'etapa inicial, el transportador ha d'estar a la posició més baixa.La distància a la politja de capçal ha de ser sempre la més curta possible.
La caiguda lliure d'una cinta transportadora a una pila és un altre motiu de separació.Les escales de pedra minimitzen la segregació eliminant el material que cau lliure.Una escala de pedra és una estructura que permet que el material flueixi pels graons fins a les piles.És efectiu però té una aplicació limitada.
La separació causada pel vent es pot minimitzar utilitzant tobogans telescòpics.Els canals telescòpics a les polees de descàrrega de la cinta transportadora, que s'estenen des de la polea fins a la pila, protegeixen del vent i limiten el seu impacte.Si es dissenya 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 pales al punt de descàrrega per barrejar aquest material.Les rodes giratòries tenen ales o pales que travessen i barregen el recorregut del material.Això minimitzarà la segregació, però la degradació del material pot no ser acceptable.
La separació pot comportar costos importants.L'inventari que no compleix les especificacions pot comportar penalitzacions o el rebuig de tot l'inventari.Si es lliura material no conforme al lloc de treball, les multes poden superar els 0,75 dòlars per tona.Els costos de mà d'obra i d'equip 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 es pot descompondre o contaminar per mantenir una classificació adequada.Això redueix el valor del producte.A més, quan s'utilitzen equips com una excavadora per a tasques que no són de 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 en crear inventari en aplicacions on l'aïllament pot ser un problema.Això inclou l'apilament en capes, on cada capa està formada per una sèrie de piles.
A la secció de pila, 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.Tanmateix, el patró d'aïllament es repeteix més sovint a tota la secció transversal de la pila.Es diu que aquestes piles tenen una "resolució dividida" 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 cullerada inclou diverses piles.Quan es restaura la pila, les capes individuals són clarament visibles (vegeu la figura 2).
Les piles es poden crear utilitzant diversos mètodes d'emmagatzematge.Una manera és utilitzar un sistema de transport de pont i descàrrega, encara que aquesta opció només és adequada per a aplicacions estacionàries.Un desavantatge important dels sistemes de transport estacionaris és que la seva alçada sol ser fixa, cosa que pot provocar la separació del vent tal com s'ha descrit anteriorment.
Un altre mètode és utilitzar un transportador telescòpic.Els transportadors telescòpics proporcionen la manera més eficient de formar piles i sovint es prefereixen als sistemes estacionaris, ja que es poden moure quan sigui necessari, i molts estan dissenyats per ser transportats a la carretera.
Els transportadors telescòpics consisteixen en transportadors (cintres de protecció) instal·lats dins de transportadors exteriors de la mateixa longitud.El transportador de punta es pot moure linealment al llarg 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 superin la segregació.Els sistemes de cabrestant de corda s'utilitzen normalment per estendre i retreure els transportadors d'alimentació.El moviment radial de la cinta transportadora es pot dur a terme mitjançant un sistema de cadena i roda dentada o mitjançant un accionament planetari accionat hidràulicament.L'alçada de la cinta transportadora es canvia generalment ampliant els cilindres telescòpics del tren d'aterratge.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'acumula 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 econòmics però tenen limitacions importants, mentre que d'altres són totalment programables i ofereixen més flexibilitat en la creació d'inventari.
Quan el transportador comença a acumular material, es mou radialment mentre transporta el material.El transportador es mou fins que un interruptor de límit muntat a l'eix del transportador s'activa al llarg del seu recorregut radial.El disparador es col·loca en funció de la longitud de l'arc que l'operador vol que es mogui la cinta transportadora.En aquest moment, la cinta transportadora s'estendrà a una distància predeterminada i començarà a moure's en l'altra direcció.Aquest procés continua fins que la cinta transportadora s'allarga fins a la seva màxima extensió i es completa la primera capa.
Quan es construeix el segon nivell, la punta comença a retraure's des de la seva extensió màxima, movent-se radialment i retraint-se al límit arcuat.Construeix capes fins que l'interruptor d'inclinació muntat a la roda de suport s'activa per la pila.
La cinta transportadora pujarà la distància establerta i iniciarà el segon ascensor.Cada elevador pot constar de 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 desaïllat, 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 utilitzats per accionar-los.L'interruptor de límit de retracció s'ha d'ajustar de manera que l'excés no enterra l'eix del transportador.