A separación de materiais é un problema inherente na maioría das tecnoloxías de almacenamento. A medida que aumenta a demanda de produtos de maior calidade, o problema do illamento das accións faise máis agudo.
Como todos sabemos, os transportadores de pilas radiais telescópicas son a solución máis eficiente para a separación de pilas. Poden crear inventario en capas, cada capa está composta por varios materiais. Para crear inventario deste xeito, o transportador debe executar case continuamente. Aínda que o movemento dos transportadores telescópicos debe ser controlado manualmente, a automatización é de lonxe o método de control máis eficiente.
Os transportadores retráctiles automáticos pódense programar para crear inventario personalizado nunha variedade de tamaños, formas e configuracións. Esta flexibilidade practicamente ilimitada pode mellorar a eficiencia operativa global e ofrecer produtos de maior calidade.
Os contratistas gastan millóns de dólares cada ano producindo produtos agregados para unha gran variedade de aplicacións. As aplicacións máis populares inclúen materiais base, asfalto e formigón.
O proceso de creación de produtos para estas aplicacións é complexo e caro. As especificacións e tolerancias máis axustadas significan que a importancia da calidade do produto é cada vez máis importante.
En última instancia, o material é eliminado do stock e transportado a un lugar onde se incorporará a subgrado, asfalto ou formigón.
O equipo necesario para desposuír, explotar, esmagar e cribar é moi caro. Non obstante, os equipos avanzados poden producir de xeito consistente agregado segundo a especificación. O inventario pode parecer unha parte trivial da fabricación integrada, pero se se fai incorrectamente, pode producir un produto perfectamente cumprido coa especificación que non ten especificación. Isto significa que o uso de métodos de almacenamento incorrecto pode producir perdendo algo do custo de crear un produto de calidade.
Aínda que colocar un produto en inventario pode comprometer a súa calidade, o inventario é unha parte importante do proceso de produción global. É un método de almacenamento que asegura a dispoñibilidade do material. A taxa de produción adoita ser diferente da taxa de produto necesaria para unha determinada aplicación e o inventario axuda a marcar a diferenza.
O inventario tamén ofrece aos contratistas espazo de almacenamento suficiente para responder de xeito eficaz á demanda fluctuante do mercado. Por mor dos beneficios que proporciona o almacenamento, sempre será unha parte importante do proceso de fabricación global. Polo tanto, os fabricantes deben mellorar continuamente as súas tecnoloxías de almacenamento para reducir os riscos asociados ao almacenamento.
O tema principal deste artigo é o illamento. A segregación defínese como "separación do material segundo o tamaño das partículas". Diferentes aplicacións de agregados requiren notas materiais moi específicas e uniformes. A segregación leva a diferenzas excesivas nas variedades de produtos.
A separación pode producirse practicamente en calquera parte do proceso de fabricación agregada despois de que o produto fose esmagado, cribado e mesturado ata a gradación adecuada.
O primeiro lugar onde se pode producir a segregación é no inventario (ver figura 1). Unha vez colocado o material en inventario, acabará sendo reciclado e entregado á localización onde se empregará.
O segundo lugar onde se pode producir a separación é durante o procesamento e o transporte. Unha vez no sitio dunha planta de asfalto ou formigón, o agregado colócase en tolvas e/ou papeleiras de almacenamento a partir das que se toma e usa o produto.
A separación tamén se produce ao encher e baleirar silos e silos. A segregación tamén pode producirse durante a aplicación da mestura final a unha estrada ou outra superficie despois de que o agregado se mesturase no asfalto ou na mestura de formigón.
O agregado homoxéneo é esencial para a produción de asfalto ou formigón de alta calidade. As flutuacións na gradación do agregado desmontable fan que sexa practicamente imposible obter un asfalto ou formigón aceptables.
As partículas máis pequenas dun determinado peso teñen unha superficie total maior que as partículas máis grandes do mesmo peso. Isto crea problemas á hora de combinar agregados en mesturas de asfalto ou formigón. Se a porcentaxe de multas no agregado é demasiado alta, haberá falta de morteiro ou betume e a mestura será demasiado grosa. Se a porcentaxe de partículas grosas no agregado é demasiado alta, haberá un exceso de morteiro ou betume e a coherencia da mestura será excesivamente delgada. As estradas construídas a partir de agregados separados teñen unha mala integridade estrutural e finalmente terán unha menor esperanza de vida que as estradas construídas a partir de produtos adecuadamente separados.
Moitos factores levan á segregación en accións. Dado que a maior parte do inventario se crea usando cintas transportadoras, é importante comprender o impacto inherente das cintas transportadoras na ordenación de materiais.
A medida que o cinto move o material sobre a cinta transportadora, o cinto rebota lixeiramente mentres se rodea sobre a polea de ralentí. Isto débese ao lixeiro desleixo do cinto entre cada polea de ralentí. Este movemento fai que as partículas máis pequenas se instalen na parte inferior da sección transversal do material. Superposición dos grans grosos manténos na parte superior.
En canto o material chega á roda de descarga da cinta transportadora, xa está parcialmente separada do material máis grande na parte superior e do material máis pequeno na parte inferior. Cando o material comeza a moverse ao longo da curva da roda de descarga, as partículas superiores (exteriores) móvense a unha velocidade máis alta que as partículas inferiores (interiores). Esta diferenza de velocidade fai que as partículas máis grandes se afasten do transportador antes de caer na pila, mentres que as partículas máis pequenas caen xunto ao transportador.
Ademais, é máis probable que as partículas pequenas se peguen á cinta transportadora e non sexan descargadas ata que a cinta transportadora siga acabando na roda de descarga. Isto resulta en que as partículas máis finas volvan cara á parte dianteira da pila.
Cando o material cae sobre unha pila, as partículas máis grandes teñen máis impulso que as partículas máis pequenas. Isto fai que o material groso siga baixando máis facilmente que o material fino. Calquera material, grande ou pequeno, que baixa polos lados dunha pila chámase derrame.
Os vertidos son unha das principais causas da separación de accións e deben evitarse sempre que sexa posible. Cando o derrame comeza a rodar a ladeira do botín, as partículas máis grandes tenden a rodar toda a lonxitude da pendente, mentres que o material máis fino tende a instalarse nos lados do botín. Por conseguinte, a medida que o derrame avanza polos lados da pila, cada vez menos partículas finas permanecen no material que fora.
Cando o material alcanza o bordo inferior ou o dedo do dedo da pila, está composto principalmente por partículas máis grandes. Os vertidos provocan unha segregación significativa, que é visible na sección de accións. O dedo exterior da pila consiste nun material máis groso, mentres que a pila interior e superior consiste nun material máis fino.
A forma das partículas tamén contribúe a efectos secundarios. As partículas lisas ou redondas son máis propensas a rodar a pendente da pila que as partículas finas, que normalmente teñen forma cadrada. Superar os límites tamén pode provocar danos no material. Cando as partículas se enrolan por un lado da pila, frotan unhas contra outras. Este desgaste fará que algunhas das partículas se descompoñan a tamaños máis pequenos.
O vento é outro motivo do illamento. Despois de que o material saia da cinta transportadora e comeza a caer na pila, o vento afecta á traxectoria do movemento de partículas de diferentes tamaños. O vento ten unha gran influencia en materiais delicados. Isto débese a que a relación de superficie a masa de partículas máis pequenas é maior que a das partículas máis grandes.
A probabilidade de divisións no inventario pode variar segundo o tipo de material no almacén. O factor máis importante en relación coa segregación é o grao de cambio de tamaño de partículas no material. Os materiais con maior variación do tamaño de partículas terán un maior grao de segregación durante o almacenamento. Unha regra xeral é que se a relación entre o tamaño das partículas máis grande ao menor tamaño de partícula supera 2: 1, pode haber problemas coa segregación de paquetes. Por outra banda, se a relación de tamaño de partícula é inferior a 2: 1, a segregación do volume é mínima.
Por exemplo, os materiais subgrados que conteñen partículas de ata 200 malla poden delaminarse durante o almacenamento. Non obstante, ao almacenar elementos como a pedra lavada, o illamento será trivial. Dado que a maior parte da area está mollada, a miúdo é posible almacenar a area sen separar problemas. A humidade fai que as partículas se unan, evitando a separación.
Cando o produto está almacenado, o illamento ás veces é imposible de previr. O bordo exterior da pila acabada consiste principalmente en material groso, mentres que o interior da pila contén unha maior concentración de material fino. Ao tomar material desde o final de tales pilas, é necesario tomar recortes de diferentes lugares para mesturar o material. Se tomas material só desde a parte dianteira ou traseira da pila, obterás todo o material groso ou todo o material fino.
Tamén hai oportunidades de illamento adicional ao cargar camións. É importante que o método empregado non causa un desbordamento. Carga primeiro a parte dianteira do camión, despois a parte traseira e, finalmente, o medio. Isto minimizará os efectos da sobrecarga dentro do camión.
Os enfoques de manipulación post-inventario son útiles, pero o obxectivo debe ser previr ou minimizar as corentenas durante a creación de inventario. As formas útiles de evitar o illamento inclúen:
Cando se amosa nun camión, debe estar perfectamente amoreado en pilas separadas para minimizar o derrame. O material debe estar amontoado usando un cargador, subindo á altura completa do cubo e o dumping, que mesturará o material. Se un cargador debe moverse e romper material, non intente construír pilas grandes.
O inventario de construción en capas pode minimizar a segregación. Este tipo de almacén pódese construír cun bulldozer. Se o material se entrega ao xardín, o bulldozer debe empurrar o material na capa inclinada. Se a pila está construída cunha cinta transportadora, o bulldozer debe empurrar o material nunha capa horizontal. En calquera caso, hai que ter coidado de non empuxar o material sobre o bordo da pila. Isto pode levar ao desbordamento, que é un dos principais motivos de separación.
O amoreamento con Bulldozers ten unha serie de desvantaxes. Dous riscos significativos son a degradación e a contaminación do produto. Os equipos pesados ​​que traballan continuamente no produto compactarán e esmagarán o material. Ao usar este método, os fabricantes deben ter coidado de non degradar excesivamente o produto nun intento de aliviar os problemas de separación. A man de obra e os equipos necesarios adoitan facer que este método sexa prohibitivamente caro e os produtores teñen que recorrer á separación durante o procesamento.
Os transportadores de apilado radial axudan a minimizar o impacto da separación. A medida que se acumula o inventario, o transportador móvese radialmente cara á esquerda e á dereita. A medida que o transportador se move radialmente, os extremos das pilas, normalmente de material groso, estarán cubertas de material fino. Os dedos dianteiros e traseiros aínda serán rugosos, pero a pila será máis mesturada que a pila dos conos.
Hai unha relación directa entre a altura e a caída libre do material e o grao de segregación que se produce. A medida que a altura aumenta e a traxectoria do material que cae se expande, hai unha separación crecente de material fino e groso. Polo tanto, os transportadores de altura variables son outro xeito de reducir a segregación. Na fase inicial, o transportador debe estar na posición máis baixa. A distancia ata a polea da cabeza sempre debe ser o máis curta posible.
Outro motivo de separación é caída libre dunha cinta transportadora nunha pila. As escaleiras de pedra minimizan a segregación eliminando o material de caída libre. Unha escaleira de pedra é unha estrutura que permite que o material flúa os chanzos sobre as pilas. É eficaz pero ten unha aplicación limitada.
A separación causada polo vento pódese minimizar mediante chutes telescópicos. Os chutes telescópicos nas lámpadas de descarga do transportador, estendéndose desde a folla ata a pila, protexen contra o vento e limitan o seu impacto. Se está deseñado correctamente, tamén pode limitar a caída libre de material.
Como se mencionou anteriormente, xa hai illamento na cinta transportadora antes de chegar ao punto de descarga. Ademais, cando o material deixa a cinta transportadora, prodúcese unha maior segregación. Pódese instalar unha roda de remo no punto de descarga para remix este material. As rodas xiratorias teñen ás ou paletas que atravesan e mesturan o camiño do material. Isto minimizará a segregación, pero a degradación do material pode non ser aceptable.
A separación pode implicar custos significativos. O inventario que non cumpre as especificacións pode producir sancións ou rexeitamento de todo o inventario. Se o material non conforme se entrega ao lugar de traballo, as multas poden superar os 0,75 dólares por tonelada. Os custos de man de obra e equipos para a rehabilitación de pilas de mala calidade adoitan ser prohibitivas. O custo horario da construción dun almacén cun bulldozer e o operador é superior ao custo dun transportador telescópico automático, e o material pode descompoñerse ou contaminarse para manter a ordenación adecuada. Isto reduce o valor do produto. Ademais, cando se usa equipos como un bulldozer para tarefas de non produción, hai un custo de oportunidade asociado ao uso do equipo cando foi capitalizado para tarefas de produción.
Pódese adoptar outro enfoque para minimizar o impacto do illamento á hora de crear inventario en aplicacións onde o illamento pode ser un problema. Isto inclúe apilamento en capas, onde cada capa está composta por unha serie de pilas.
Na sección de pila, cada pila móstrase como unha pila en miniatura. A división aínda ocorre en cada montón individual debido aos mesmos efectos comentados anteriormente. Non obstante, o patrón de illamento repítese máis a miúdo sobre toda a sección transversal da pila. Tales pilas teñen unha maior "resolución dividida" porque o patrón de gradiente discreto repítese máis a miúdo a intervalos máis pequenos.
Ao procesar pilas cun cargador frontal, non hai necesidade de mesturar materiais, xa que unha cucharada inclúe varias pilas. Cando a pila é restaurada, as capas individuais son claramente visibles (ver figura 2).
As pilas pódense crear mediante varios métodos de almacenamento. Un xeito é usar un sistema transportador de ponte e descarga, aínda que esta opción só é adecuada para aplicacións estacionarias. Unha desvantaxe significativa dos sistemas transportadores estacionarios é que a súa altura adoita ser fixada, o que pode levar á separación do vento como se describe anteriormente.
Outro método é usar un transportador telescópico. Os transportadores telescópicos proporcionan o xeito máis eficiente de formar pilas e a miúdo prefírense nos sistemas estacionarios xa que se poden mover cando é necesario, e moitos están deseñados para ser transportados na estrada.
Os transportadores telescópicos consisten en transportadores (transportadores de garda) instalados dentro dos transportadores exteriores da mesma lonxitude. O transportador de punta pode moverse linealmente ao longo da lonxitude do transportador exterior para cambiar a posición da polea de descarga. A altura da roda de descarga e a posición radial do transportador son variables.
O cambio triaxial da roda de descarga é esencial para crear pilas en capas que superen a segregación. Os sistemas de torno de corda úsanse normalmente para estender e retirar os transportadores de alimentación. O movemento radial do transportador pode ser realizado por un sistema de cadea e piñón ou por unha unidade planetaria impulsada hidráulicamente. A altura do transportador adoita cambiarse ampliando os cilindros de transporte telescópico. Todos estes movementos deben controlarse para crear automaticamente pilas multicapa.
Os transportadores telescópicos teñen un mecanismo para crear pilas multicapa. Minimizar a profundidade de cada capa axudará a limitar a separación. Isto require que o transportador siga movendo a medida que se acumule o inventario. A necesidade de movemento constante fai que sexa necesario automatizar transportadores telescópicos. Hai varios métodos de automatización diferentes, algúns dos cales son máis baratos pero teñen limitacións significativas, mentres que outros son totalmente programables e ofrecen máis flexibilidade na creación de inventario.
Cando o transportador comeza a acumular material, móvese radialmente mentres transporta o material. O transportador móvese ata que se desencadee un interruptor límite montado no eixe do transportador ao longo da súa ruta radial. O gatillo colócase dependendo da lonxitude do arco que o operador quere que a cinta transportadora se mova. Neste momento, o transportador estenderase a unha distancia predeterminada e comezará a moverse na outra dirección. Este proceso continúa ata que o transportador de corda se estende á súa máxima extensión e a primeira capa finaliza.
Cando se constrúe o segundo nivel, a punta comeza a retirarse da súa extensión máxima, movendo de forma radial e retractándose no límite de arcuar. Construír capas ata que o interruptor de inclinación montado na roda de soporte estea activado pola pila.
O transportador subirá a distancia definida e iniciará o segundo ascensor. Cada levantador pode consistir en varias capas, dependendo da velocidade do material. O segundo ascensor é similar ao primeiro, etcétera ata que se constrúa toda a pila. Unha gran parte do montón resultante está illada, pero hai desbordamentos nos bordos de cada montón. Isto débese a que as cintas transportadoras non poden axustar automaticamente a posición dos interruptores límite ou os obxectos empregados para actuar. O interruptor de límite de retracción debe axustarse para que a sobrecarga non enterre o eixe do transportador.