Раздвајање материјала је инхерентан проблем у већини технологија складиштења. Како се повећава потражња за производима вишег квалитета, проблем изолације залиха постаје све акутнији.
Као што сви знамо, телескопски радијални стогасти транспортери су најефикасније решење за раздвајање стогова. Они могу да стварају залихе у слојевима, а сваки слој је састављен од одређеног броја материјала. Да би се залихе створиле на овај начин, транспортер мора да ради готово континуирано. Док кретање телескопских транспортера мора бити ручно контролисано, аутоматизација је далеко најефикаснији метод контроле.
Аутоматски увлачиви транспортери могу се програмирати за креирање прилагођеног инвентара у различитим величинама, облицима и конфигурацијама. Ова практично неограничена флексибилност може побољшати укупну оперативну ефикасност и испоручити производе вишег квалитета.
Извођачи радова троше милионе долара сваке године производећи агрегатне производе за широк спектар примене. Најпопуларније примене укључују основне материјале, асфалт и бетон.
Процес стварања производа за ове примене је сложен и скуп. Строже спецификације и толеранције значе да је значај квалитета производа све важнији.
На крају, материјал се уклања из залиха и транспортује до локације где ће бити уграђен у подлогу, асфалт или бетон.
Опрема потребна за скидање материјала, пескарење, дробљење и сејање је веома скупа. Међутим, напредна опрема може константно производити агрегат према спецификацијама. Залихе могу изгледати као тривијалан део интегрисане производње, али ако се неправилно ураде, могу резултирати производом који је савршено у складу са спецификацијама, а не испуњава их. То значи да коришћење погрешних метода складиштења може довести до губитка дела трошкова стварања квалитетног производа.
Иако стављање производа на залихе може угрозити његов квалитет, залихе су важан део целокупног производног процеса. То је метод складиштења који обезбеђује доступност материјала. Брзина производње се често разликује од брзине производа потребне за дату примену, а залихе помажу да се надокнади та разлика.
Залихе такође пружају извођачима радова довољно простора за складиштење да ефикасно одговоре на променљиву тржишну потражњу. Због предности које складиштење пружа, оно ће увек бити важан део целокупног производног процеса. Стога, произвођачи морају континуирано да унапређују своје технологије складиштења како би смањили ризике повезане са складиштењем.
Главна тема овог чланка је изолација. Сегрегација се дефинише као „раздвајање материјала према величини честица“. Различите примене агрегата захтевају веома специфичне и уједначене врсте материјала. Сегрегација доводи до прекомерних разлика у варијантама производа.
Раздвајање се може десити практично било где у процесу производње агрегата након што је производ здробљен, просејан и помешан до одговарајуће градације.
Прво место где може доћи до сегрегације је у залихама (видети слику 1). Када се материјал стави у залихе, он ће на крају бити рециклиран и испоручен на локацију где ће се користити.
Друго место где може доћи до раздвајања је током обраде и транспорта. Када се једном нађе на локацији асфалтне или бетонске фабрике, агрегат се ставља у бункере и/или складишта из којих се производ узима и користи.
До раздвајања долази и приликом пуњења и пражњења силоса и контејнера. Раздвајање се може десити и током наношења финалне мешавине на пут или другу површину након што је агрегат помешан са асфалтном или бетонском мешавином.
Хомогени агрегат је неопходан за производњу висококвалитетног асфалта или бетона. Флуктуације у градацији одвојивог агрегата практично онемогућавају добијање прихватљивог асфалта или бетона.
Мање честице дате тежине имају већу укупну површину од већих честица исте тежине. Ово ствара проблеме приликом комбиновања агрегата у асфалтне или бетонске мешавине. Ако је проценат ситних честица у агрегату превисок, доћи ће до недостатка малтера или битумена и мешавина ће бити прегуста. Ако је проценат крупних честица у агрегату превисок, доћи ће до вишка малтера или битумена, а конзистенција смеше ће бити претерано ретка. Путеви изграђени од одвојених агрегата имају лош структурни интегритет и на крају ће имати краћи век трајања од путева изграђених од правилно одвојених производа.
Много фактора доводи до сегрегације залиха. Пошто се већина залиха ствара помоћу транспортних трака, важно је разумети инхерентни утицај транспортних трака на сортирање материјала.
Док трака помера материјал преко транспортне траке, она се благо одбија док се котрља преко затезног котура. То је због благог затезања траке између сваког затезног котура. Ово кретање узрокује да се мање честице таложе на дну попречног пресека материјала. Преклапање крупних зрна их држи на врху.
Чим материјал стигне до излазног точка транспортне траке, већ је делимично одвојен од већег материјала на врху и мањег материјала на дну. Када материјал почне да се креће дуж кривине излазног точка, горње (спољашње) честице се крећу већом брзином од доњих (унутрашњих) честица. Ова разлика у брзини затим узрокује да се веће честице удаљавају од транспортера пре него што падну на гомилу, док мање честице падају поред транспортера.
Такође, већа је вероватноћа да ће се мале честице залепити за транспортну траку и неће бити испуштене док се транспортна трака не настави намотати на точак за испуштање. То доводи до тога да се више финих честица креће назад ка предњем делу стека.
Када материјал падне на гомилу, веће честице имају већи импулс кретања напред од мањих честица. Због тога се крупнији материјал лакше креће надоле него ситни материјал. Било који материјал, велики или мали, који се слива низ странице гомиле назива се просипање.
Просипање је један од главних узрока раздвајања материјала и треба га избегавати кад год је то могуће. Како се просипање почиње котрљати низ падину јаловине, веће честице имају тенденцију да се котрљају низ целу дужину падине, док се финији материјал таложи на странама јаловине. Сходно томе, како се просипање креће низ стране гомиле, све мање и мање финих честица остаје у таласастом материјалу.
Када материјал дође до доње ивице или врха гомиле, он се првенствено састоји од већих честица. Просипање узрокује значајну сегрегацију, што је видљиво у пресеку масе. Спољни врх гомиле састоји се од крупнијег материјала, док се унутрашња и горња гомила састоје од финијег материјала.
Облик честица такође доприноси нежељеним ефектима. Честице које су глатке или округле имају већу вероватноћу да се котрљају низ нагиб гомиле него фине честице, које су обично квадратног облика. Прекорачење ограничења такође може довести до оштећења материјала. Када се честице котрљају низ једну страну гомиле, оне трљају једна о другу. Ово хабање ће проузроковати да се неке од честица распадају на мање величине.
Ветар је још један разлог за изолацију. Након што материјал напусти транспортну траку и почне да пада у гомилу, ветар утиче на путању кретања честица различитих величина. Ветар има велики утицај на осетљиве материјале. То је зато што је однос површине и масе мањих честица већи него код већих честица.
Вероватноћа подела залиха може да варира у зависности од врсте материјала у складишту. Најважнији фактор у вези са сегрегацијом је степен промене величине честица у материјалу. Материјали са већим варијацијама величине честица имаће већи степен сегрегације током складиштења. Опште правило је да ако однос величине највеће и најмање честице прелази 2:1, може доћи до проблема са сегрегацијом паковања. С друге стране, ако је однос величине честица мањи од 2:1, сегрегација запремине је минимална.
На пример, материјали за подлогу који садрже честице величине до 200 меша могу се раслојити током складиштења. Међутим, приликом складиштења предмета као што је прани камен, изолација ће бити тривијална. Пошто је већина песка влажна, често је могуће складиштити песак без проблема са раздвајањем. Влага узрокује лепљење честица, спречавајући их раздвајање.
Када се производ складишти, изолацију је понекад немогуће спречити. Спољна ивица готове гомиле се састоји углавном од грубог материјала, док унутрашњост гомиле садржи већу концентрацију финог материјала. Приликом узимања материјала са краја таквих гомила, потребно је узимати кашике са различитих места да би се материјал помешао. Ако узимате материјал само са предње или задње стране гомиле, добићете или сав груби материјал или сав фини материјал.
Такође постоје могућности за додатну изолацију приликом утовара камиона. Важно је да коришћена метода не изазове преливање. Прво утоварите предњи део камиона, затим задњи, и на крају средишњи део. Ово ће минимизирати ефекте преоптерећења унутар камиона.
Приступи руковању након инвентарисања су корисни, али циљ би требало да буде спречавање или минимизирање карантина током креирања инвентара. Корисни начини за спречавање изолације укључују:
Када се слаже на камион, треба га уредно слагати у одвојене гомиле како би се смањило просипање. Материјал треба слагати заједно помоћу утоваривача, подижући га до пуне висине кашике и истоваривајући га, што ће измешати материјал. Ако утоваривач мора да помера и ломи материјал, не покушавајте да правите велике гомиле.
Изградња залиха у слојевима може минимизирати сегрегацију. Ова врста складишта може се градити булдожером. Ако се материјал допрема на двориште, булдожер мора да погура материјал у коси слој. Ако се гомила гради транспортном траком, булдожер мора да погура материјал у хоризонтални слој. У сваком случају, мора се водити рачуна да се материјал не погура преко ивице гомиле. То може довести до преливања, што је један од главних разлога за сепарацију.
Слагање булдожерима има низ недостатака. Два значајна ризика су деградација производа и контаминација. Тешка опрема која непрекидно ради на производу ће сабити и здробити материјал. Приликом коришћења ове методе, произвођачи морају бити опрезни да не претерано разграде производ у покушају да ублаже проблеме са раздвајањем. Додатна радна снага и опрема који су потребни често чине ову методу прескупом, а произвођачи морају да прибегну раздвајању током обраде.
Радијални транспортери за слагање помажу у минимизирању утицаја раздвајања. Како се залихе нагомилавају, транспортер се помера радијално лево и десно. Како се транспортер креће радијално, крајеви гомила, обично крупног материјала, биће прекривени финим материјалом. Предњи и задњи прсти ће и даље бити груби, али ће гомила бити више измешана од гомиле конуса.
Постоји директна веза између висине и слободног пада материјала и степена сегрегације који се јавља. Како се висина повећава и путања падајућег материјала шири, долази до све већег одвајања финог и крупног материјала. Дакле, транспортери са променљивом висином су још један начин за смањење сегрегације. У почетној фази, транспортер треба да буде у најнижем положају. Растојање до главног котурача мора увек бити што је могуће краће.
Слободан пад са транспортне траке на гомилу је још један разлог за раздвајање. Камене степенице минимизирају сегрегацију елиминисањем материјала који слободно пада. Камено степениште је структура која омогућава материјалу да тече низ степенице на гомиле. Ефикасна је, али има ограничену примену.
Раздвајање изазвано ветром може се минимизирати употребом телескопских жлебова. Телескопски жлебови на испустним котуровима транспортера, који се протежу од котурнице до стога, штите од ветра и ограничавају његов утицај. Ако су правилно пројектовани, могу ограничити и слободан пад материјала.
Као што је раније поменуто, на транспортној траци већ постоји изолација пре него што стигне до места испуштања. Поред тога, када материјал напусти транспортну траку, долази до даље сегрегације. На месту испуштања може се инсталирати точак са лопатицама како би се овај материјал поново помешао. Ротирајући точкови имају крила или лопатице које се крећу дуж путање материјала и мешају га. Ово ће минимизирати сегрегацију, али деградација материјала можда неће бити прихватљива.
Раздвајање може повући за собом значајне трошкове. Залихе које не испуњавају спецификације могу резултирати казнама или одбацивањем целокупних залиха. Ако се на градилиште испоручи неусаглашени материјал, казне могу премашити 0,75 долара по тони. Трошкови рада и опреме за санацију гомила лошег квалитета су често превисоки. Трошкови по сату изградње складишта са булдожером и оператером су већи од трошкова аутоматског телескопског транспортера, а материјал се може разложити или контаминирати како би се одржало правилно сортирање. Ово смањује вредност производа. Поред тога, када се опрема попут булдожера користи за непроизводне задатке, постоји опортунитетни трошак повезан са коришћењем опреме када је била капитализована за производне задатке.
Може се применити и други приступ како би се минимизирао утицај изолације при креирању инвентара у апликацијама где изолација може бити проблем. Ово укључује слагање у слојеве, где је сваки слој састављен од низа стекова.
У одељку стека, сваки стек је приказан као минијатурни стек. Подела се и даље дешава на свакој појединачној гомили због истих ефеката о којима је раније било речи. Међутим, образац изолације се чешће понавља преко целог попречног пресека гомиле. За такве стекове се каже да имају већу „резолуцију поделе“ јер се дискретни градијентни образац понавља чешће у мањим интервалима.
Приликом обраде гомила помоћу предњег утоваривача, нема потребе за мешањем материјала, јер једна мерна кашика садржи неколико гомила. Када се гомила врати у нормалу, појединачни слојеви су јасно видљиви (видети слику 2).
Гомиле се могу креирати коришћењем различитих метода складиштења. Један од начина је коришћење моста и система транспортера за пражњење, иако је ова опција погодна само за стационарне примене. Значајан недостатак стационарних транспортних система је то што је њихова висина обично фиксна, што може довести до раздвајања ветром као што је горе описано.
Друга метода је употреба телескопског транспортера. Телескопски транспортери пружају најефикаснији начин за формирање гомила и често су пожељнији од стационарних система јер се могу померати када је потребно, а многи су заправо дизајнирани за ношење на путу.
Телескопски транспортери се састоје од транспортера (заштитних транспортера) инсталираних унутар спољних транспортера исте дужине. Нагибни транспортер може се линеарно кретати дуж дужине спољног транспортера како би променио положај истоварног котура. Висина истоварног точка и радијални положај транспортера су променљиви.
Троосна промена истоварног точка је неопходна за стварање слојевитих шипова који превазилазе сегрегацију. Системи витла са ужетом се обично користе за продужавање и увлачење транспортера за храњење. Радијално кретање транспортера може се вршити системом ланца и ланчаника или хидраулично погоњеним планетарним погоном. Висина транспортера се обично мења продужавањем телескопских цилиндара подвозја. Сва ова кретања морају бити контролисана да би се аутоматски створили вишеслојни шипови.
Телескопски транспортери имају механизам за креирање вишеслојних гомила. Минимизирање дубине сваког слоја помоћи ће у ограничавању раздвајања. Ово захтева да се транспортер стално креће како се залихе нагомилавају. Потреба за сталним кретањем чини неопходним аутоматизацију телескопских транспортера. Постоји неколико различитих метода аутоматизације, од којих су неке јефтиније, али имају значајна ограничења, док су друге потпуно програмабилне и нуде већу флексибилност у креирању залиха.
Када транспортер почне да акумулира материјал, он се радијално креће док га транспортује. Транспортер се креће док се не активира гранични прекидач монтиран на вратилу транспортера дуж његове радијалне путање. Окидач се поставља у зависности од дужине лука коју оператер жели да транспортна трака помери. У том тренутку, транспортер ће се продужити до унапред одређене удаљености и почети да се креће у другом смеру. Овај процес се наставља све док се гребенасти транспортер не продужи до свог максималног продужетка и први слој се не заврши.
Када се изгради други ниво, врх почиње да се повлачи са свог максималног продужетка, крећући се радијално и увлачећи се на лучној граници. Градите слојеве док шип не активира прекидач за нагиб монтиран на потпорном точку.
Транспортер ће се попети подешену удаљеност и покренути други подизач. Сваки подизач може се састојати од неколико слојева, у зависности од брзине материјала. Други подизач је сличан првом, и тако даље док се не изгради цела гомила. Велики део резултујуће гомиле је деизолован, али постоје преливи на ивицама сваке гомиле. То је зато што транспортне траке не могу аутоматски да подесе положај граничних прекидача или предмета који се користе за њихово активирање. Гранични прекидач за увлачење мора бити подешен тако да прекорачење не затрпа вратило транспортера.