Die Materialtrennung ist bei den meisten Speichertechnologien ein inhärentes Problem.Mit zunehmender Nachfrage nach qualitativ hochwertigeren Produkten wird das Problem der Lagerisolation immer akuter.
Wie wir alle wissen, sind teleskopische Radialstapelförderer die effizienteste Lösung zur Stapelvereinzelung.Sie können Inventar in Schichten erstellen, wobei jede Schicht aus einer Reihe von Materialien besteht.Um auf diese Weise Lagerbestände zu schaffen, muss das Förderband nahezu kontinuierlich laufen.Während die Bewegung von Teleskopförderern manuell gesteuert werden muss, ist die Automatisierung bei weitem die effizienteste Steuerungsmethode.
Automatische einziehbare Förderbänder können so programmiert werden, dass sie kundenspezifische Bestände in verschiedenen Größen, Formen und Konfigurationen erstellen.Diese praktisch grenzenlose Flexibilität kann die Gesamtbetriebseffizienz verbessern und qualitativ hochwertigere Produkte liefern.
Auftragnehmer geben jedes Jahr Millionen von Dollar aus, um aggregierte Produkte für eine Vielzahl von Anwendungen herzustellen.Zu den beliebtesten Anwendungen zählen Grundstoffe, Asphalt und Beton.
Der Prozess der Entwicklung von Produkten für diese Anwendungen ist komplex und teuer.Durch strengere Spezifikationen und Toleranzen wird die Produktqualität immer wichtiger.
Schließlich wird das Material von der Halde entfernt und an einen Ort transportiert, wo es in Untergrund, Asphalt oder Beton eingearbeitet wird.
Die zum Entschichten, Strahlen, Zerkleinern und Sieben erforderlichen Geräte sind sehr teuer.Mit fortschrittlicher Ausrüstung ist es jedoch möglich, Zuschlagstoffe stets gemäß den Spezifikationen zu produzieren.Die Lagerhaltung mag wie ein trivialer Teil der integrierten Fertigung erscheinen, aber wenn sie falsch durchgeführt wird, kann sie dazu führen, dass ein Produkt perfekt der Spezifikation entspricht und nicht der Spezifikation entspricht.Das bedeutet, dass die Verwendung falscher Lagerungsmethoden dazu führen kann, dass ein Teil der Kosten für die Herstellung eines Qualitätsprodukts verloren geht.
Obwohl die Lagerhaltung eines Produkts seine Qualität beeinträchtigen kann, ist die Lagerhaltung ein wichtiger Teil des gesamten Produktionsprozesses.Es handelt sich um eine Lagerungsmethode, die die Verfügbarkeit des Materials sicherstellt.Die Produktionsrate unterscheidet sich oft von der Produktrate, die für eine bestimmte Anwendung benötigt wird, und der Lagerbestand trägt dazu bei, die Differenz auszugleichen.
Darüber hinaus bietet der Lagerbestand den Auftragnehmern genügend Lagerraum, um effektiv auf die schwankende Marktnachfrage reagieren zu können.Aufgrund der Vorteile, die die Lagerung bietet, wird sie immer ein wichtiger Teil des gesamten Herstellungsprozesses sein.Daher müssen Hersteller ihre Speichertechnologien kontinuierlich verbessern, um die mit der Lagerung verbundenen Risiken zu reduzieren.
Das Hauptthema dieses Artikels ist Isolation.Unter Segregation versteht man die „Trennung von Material nach Partikelgröße“.Unterschiedliche Anwendungen von Zuschlagstoffen erfordern sehr spezifische und einheitliche Materialqualitäten.Segregation führt zu übermäßigen Unterschieden in den Produktvarianten.
Die Trennung kann praktisch überall im Herstellungsprozess von Zuschlagstoffen erfolgen, nachdem das Produkt zerkleinert, gesiebt und auf die richtige Körnung gemischt wurde.
Der erste Ort, an dem eine Trennung auftreten kann, ist das Inventar (siehe Abbildung 1).Sobald das Material in den Bestand gelangt ist, wird es schließlich recycelt und an den Ort geliefert, an dem es verwendet werden soll.
Der zweite Ort, an dem eine Trennung auftreten kann, ist während der Verarbeitung und des Transports.Sobald der Zuschlagstoff am Standort einer Asphalt- oder Betonanlage angekommen ist, wird er in Trichter und/oder Lagerbehälter gegeben, aus denen das Produkt entnommen und verwendet wird.
Auch beim Befüllen und Entleeren von Silos und Silos kommt es zur Trennung.Eine Entmischung kann auch beim Auftragen der endgültigen Mischung auf eine Straße oder eine andere Oberfläche auftreten, nachdem der Zuschlagstoff in die Asphalt- oder Betonmischung eingemischt wurde.
Homogene Gesteinskörnungen sind für die Herstellung von hochwertigem Asphalt oder Beton unerlässlich.Schwankungen in der Abstufung der lösbaren Gesteinskörnung machen es praktisch unmöglich, einen akzeptablen Asphalt oder Beton zu erhalten.
Kleinere Partikel mit einem bestimmten Gewicht haben eine größere Gesamtoberfläche als größere Partikel mit dem gleichen Gewicht.Dies führt zu Problemen bei der Kombination von Zuschlagstoffen zu Asphalt- oder Betonmischungen.Ist der Feinkornanteil im Zuschlagstoff zu hoch, mangelt es an Mörtel oder Bitumen und die Mischung wird zu dick.Ist der Grobanteil im Zuschlagstoff zu hoch, kommt es zu einem Überschuss an Mörtel oder Bitumen und die Konsistenz der Mischung wird zu dünn.Straßen, die aus getrennten Zuschlagstoffen gebaut werden, weisen eine schlechte strukturelle Integrität auf und werden letztendlich eine geringere Lebenserwartung haben als Straßen, die aus ordnungsgemäß getrennten Produkten gebaut werden.
Viele Faktoren führen zu einer Trennung der Bestände.Da die meisten Bestände mithilfe von Förderbändern erstellt werden, ist es wichtig, die inhärenten Auswirkungen von Förderbändern auf die Materialsortierung zu verstehen.
Während das Band Material über das Förderband bewegt, springt das Band leicht, während es über die Umlenkrolle rollt.Dies liegt daran, dass der Riemen zwischen den einzelnen Umlenkrollen leicht durchhängt.Durch diese Bewegung setzen sich die kleineren Partikel am Boden des Materialquerschnitts ab.Durch die Überlappung der groben Körner bleiben diese oben.
Sobald das Material das Abwurfrad des Förderbandes erreicht, wird es bereits teilweise von dem größeren Material oben und dem kleineren Material unten getrennt.Wenn sich das Material entlang der Kurve des Austragsrads zu bewegen beginnt, bewegen sich die oberen (äußeren) Partikel mit einer höheren Geschwindigkeit als die unteren (inneren) Partikel.Dieser Geschwindigkeitsunterschied führt dann dazu, dass sich die größeren Partikel vom Förderband entfernen, bevor sie auf den Stapel fallen, während die kleineren Partikel neben das Förderband fallen.
Außerdem ist es wahrscheinlicher, dass kleine Partikel am Förderband haften bleiben und erst dann ausgetragen werden, wenn das Förderband weiter auf das Austragsrad aufgewickelt wird.Dies führt dazu, dass sich mehr feine Partikel zurück zur Vorderseite des Stapels bewegen.
Wenn Material auf einen Stapel fällt, haben größere Partikel einen größeren Vorwärtsimpuls als kleinere Partikel.Dadurch bewegt sich grobes Material weiterhin leichter nach unten als feines Material.Jedes Material, ob groß oder klein, das an den Seiten eines Stapels herunterläuft, wird als Überlauf bezeichnet.
Verschüttungen sind eine der Hauptursachen für Stofftrennungen und sollten nach Möglichkeit vermieden werden.Wenn die Verschüttung beginnt, den Abhang des Abraums hinunterzurollen, neigen die größeren Partikel dazu, über die gesamte Länge des Abhangs hinunterzurollen, während das feinere Material dazu neigt, sich an den Seiten des Abraums abzusetzen.Je weiter die Verschüttung an den Seiten des Haufens nach unten vordringt, desto weniger Feinpartikel verbleiben im wogenden Material.
Wenn das Material die Unterkante oder Spitze des Stapels erreicht, besteht es hauptsächlich aus größeren Partikeln.Verschüttungen verursachen eine erhebliche Entmischung, die im Lagerbereich sichtbar ist.Die äußere Spitze des Flors besteht aus einem gröberen Material, während der innere und obere Flor aus einem feineren Material besteht.
Auch die Form der Partikel trägt zu Nebenwirkungen bei.Glatte oder runde Partikel rollen eher die Neigung des Stapels hinunter als feine Partikel, die normalerweise eine quadratische Form haben.Auch eine Überschreitung der Grenzwerte kann zu Schäden am Material führen.Wenn die Partikel an einer Seite des Stapels herunterrollen, reiben sie aneinander.Dieser Verschleiß führt dazu, dass einige der Partikel in kleinere Größen zerfallen.
Wind ist ein weiterer Grund für Isolation.Nachdem das Material das Förderband verlässt und in den Stapel zu fallen beginnt, beeinflusst der Wind die Flugbahn der Partikel unterschiedlicher Größe.Wind hat einen großen Einfluss auf empfindliche Materialien.Dies liegt daran, dass das Verhältnis von Oberfläche zu Masse kleinerer Partikel größer ist als das größerer Partikel.
Die Wahrscheinlichkeit von Lageraufteilungen kann je nach Materialart im Lager variieren.Der wichtigste Faktor im Zusammenhang mit der Entmischung ist der Grad der Partikelgrößenänderung im Material.Materialien mit größeren Partikelgrößenschwankungen weisen während der Lagerung einen höheren Grad der Entmischung auf.Als allgemeine Faustregel gilt: Wenn das Verhältnis der größten zur kleinsten Partikelgröße 2:1 überschreitet, kann es zu Problemen bei der Pakettrennung kommen.Beträgt das Partikelgrößenverhältnis hingegen weniger als 2:1, ist die Volumensegregation minimal.
Beispielsweise kann es bei Untergrundmaterialien mit Partikeln bis zu 200 Mesh während der Lagerung zu einer Delaminierung kommen.Bei der Lagerung von Gegenständen wie gewaschenem Stein ist die Isolierung jedoch unerheblich.Da der größte Teil des Sandes nass ist, ist eine Lagerung des Sandes oft ohne Probleme bei der Trennung möglich.Durch Feuchtigkeit verkleben die Partikel und verhindern so eine Trennung.
Bei der Lagerung des Produkts lässt sich die Isolierung manchmal nicht verhindern.Der äußere Rand des fertigen Pfahls besteht hauptsächlich aus grobem Material, während das Innere des Pfahls eine höhere Konzentration an feinem Material enthält.Bei der Entnahme von Material vom Ende solcher Haufen ist es notwendig, an verschiedenen Stellen Schaufeln zu entnehmen, um das Material zu vermischen.Wenn Sie Material nur von der Vorder- oder Rückseite des Stapels entnehmen, erhalten Sie entweder das gesamte Grobmaterial oder das gesamte Feinmaterial.
Auch beim Beladen von LKWs gibt es Möglichkeiten für eine zusätzliche Isolierung.Es ist wichtig, dass die verwendete Methode keinen Überlauf verursacht.Beladen Sie den LKW zuerst vorne, dann hinten und zuletzt in der Mitte.Dadurch werden die Auswirkungen einer Überladung im LKW minimiert.
Ansätze zur nachträglichen Inventurabwicklung sind nützlich, das Ziel sollte jedoch darin bestehen, Quarantänen während der Inventurerstellung zu verhindern oder zu minimieren.Zu den hilfreichen Möglichkeiten, Isolation zu verhindern, gehören:
Wenn es auf einem LKW gestapelt wird, sollte es ordentlich in separaten Stapeln gestapelt werden, um ein Verschütten zu minimieren.Das Material sollte mit einem Lader gestapelt werden, der auf die volle Schaufelhöhe angehoben und entleert wird, wodurch das Material vermischt wird.Wenn ein Lader Material bewegen und brechen muss, versuchen Sie nicht, große Stapel zu bilden.
Durch den Aufbau von Inventar in Schichten kann die Trennung minimiert werden.Diese Art von Lager kann mit einem Bulldozer gebaut werden.Wenn das Material auf dem Hof ​​angeliefert wird, muss der Bulldozer das Material in die geneigte Schicht schieben.Wenn der Stapel mit einem Förderband aufgebaut wird, muss der Bulldozer das Material in eine horizontale Schicht schieben.Es ist auf jeden Fall darauf zu achten, dass das Material nicht über den Rand des Stapels geschoben wird.Dies kann zu einem Überlauf führen, der einer der Hauptgründe für die Trennung ist.
Das Stapeln mit Bulldozern hat eine Reihe von Nachteilen.Zwei wesentliche Risiken sind Produktverschlechterung und -kontamination.Schwere Geräte, die ständig am Produkt arbeiten, verdichten und zerkleinern das Material.Bei der Verwendung dieser Methode müssen Hersteller darauf achten, das Produkt nicht zu stark zu zersetzen, um Trennungsprobleme zu vermeiden.Der zusätzliche Arbeits- und Ausrüstungsaufwand macht diese Methode oft unerschwinglich teuer und die Hersteller müssen während der Verarbeitung auf eine Trennung zurückgreifen.
Radiale Stapelförderer tragen dazu bei, die Auswirkungen der Trennung zu minimieren.Wenn sich der Bestand ansammelt, bewegt sich das Förderband radial nach links und rechts.Während sich der Förderer radial bewegt, werden die Enden der Stapel, die normalerweise aus grobem Material bestehen, mit feinem Material bedeckt.Die vorderen und hinteren Finger werden immer noch rau sein, aber der Stapel wird gemischter sein als der Stapel der Zapfen.
Es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen der Höhe und dem freien Fall des Materials und dem Grad der auftretenden Entmischung.Mit zunehmender Höhe und zunehmender Flugbahn des fallenden Materials kommt es zu einer zunehmenden Trennung von feinem und grobem Material.Daher sind Förderer mit variabler Höhe eine weitere Möglichkeit, die Entmischung zu reduzieren.Im Anfangsstadium sollte sich das Förderband in der untersten Position befinden.Der Abstand zur Kopftrommel muss immer so kurz wie möglich sein.
Ein weiterer Grund für die Trennung ist der freie Fall von einem Förderband auf einen Stapel.Steintreppen minimieren die Entmischung, indem sie frei fallendes Material verhindern.Eine Steintreppe ist eine Struktur, die es ermöglicht, dass Material über die Stufen auf die Pfähle fließen kann.Es ist wirksam, hat jedoch eine begrenzte Anwendung.
Durch den Einsatz von Teleskoprutschen kann eine Ablösung durch Wind minimiert werden.Teleskoprutschen an den Abwurfrollen des Förderers, die von der Rolle bis zum Stapel reichen, schützen vor Wind und begrenzen dessen Auswirkungen.Bei richtiger Konstruktion kann es auch den freien Fall von Material einschränken.
Wie bereits erwähnt, ist das Förderband bereits vor Erreichen der Abgabestelle isoliert.Darüber hinaus kommt es beim Verlassen des Förderbandes zu einer weiteren Entmischung.Zur erneuten Durchmischung dieses Materials kann an der Austragsstelle ein Schaufelrad installiert werden.Rotierende Räder haben Flügel oder Paddel, die den Weg des Materials durchqueren und mischen.Dadurch wird die Entmischung minimiert, eine Materialverschlechterung ist jedoch möglicherweise nicht akzeptabel.
Eine Trennung kann erhebliche Kosten verursachen.Lagerbestände, die nicht den Spezifikationen entsprechen, können zu Strafen oder zur Ablehnung des gesamten Lagerbestands führen.Wenn nicht konformes Material an die Baustelle geliefert wird, können Geldstrafen von über 0,75 US-Dollar pro Tonne verhängt werden.Die Arbeits- und Ausrüstungskosten für die Sanierung minderwertiger Pfähle sind oft unerschwinglich.Die stündlichen Kosten für den Bau eines Lagers mit Bulldozer und Bediener sind höher als die Kosten für einen automatischen Teleskopförderer, und das Material kann sich zersetzen oder verunreinigt werden, um eine ordnungsgemäße Sortierung sicherzustellen.Dadurch verringert sich der Wert des Produkts.Darüber hinaus entstehen bei der Verwendung von Geräten wie einem Bulldozer für nicht produktionsbezogene Aufgaben Opportunitätskosten im Zusammenhang mit der Nutzung der Geräte, wenn diese für Produktionsaufgaben aktiviert wurden.
Ein anderer Ansatz kann gewählt werden, um die Auswirkungen der Isolation bei der Erstellung von Inventar in Anwendungen zu minimieren, bei denen die Isolation ein Problem darstellen kann.Dazu gehört das Stapeln in Schichten, wobei jede Schicht aus einer Reihe von Stapeln besteht.
Im Stapelbereich wird jeder Stapel als Miniaturstapel angezeigt.Die Aufteilung erfolgt immer noch auf jedem einzelnen Heap aufgrund der gleichen Effekte, die zuvor besprochen wurden.Allerdings wiederholt sich das Isolationsmuster häufiger über den gesamten Pfahlquerschnitt.Solche Stapel sollen eine höhere „Split-Auflösung“ haben, da sich das diskrete Gradientenmuster in kleineren Abständen häufiger wiederholt.
Bei der Verarbeitung von Stapeln mit einem Frontlader ist kein Mischen der Materialien erforderlich, da eine Schaufel mehrere Stapel umfasst.Beim Wiederherstellen des Stapels sind die einzelnen Schichten deutlich sichtbar (siehe Abbildung 2).
Stapel können mit verschiedenen Speichermethoden erstellt werden.Eine Möglichkeit besteht darin, ein Brücken- und Austragsfördersystem zu verwenden, obwohl diese Option nur für stationäre Anwendungen geeignet ist.Ein wesentlicher Nachteil stationärer Förderanlagen besteht darin, dass sie meist in der Höhe fixiert sind, was wie oben beschrieben zur Windablösung führen kann.
Eine andere Methode ist die Verwendung eines Teleskopförderers.Teleskopförderer bieten die effizienteste Möglichkeit zur Stapelbildung und werden stationären Systemen häufig vorgezogen, da sie bei Bedarf bewegt werden können. Viele sind sogar für den Transport auf der Straße konzipiert.
Teleskopförderer bestehen aus Förderern (Schutzförderern), die in Außenförderern gleicher Länge eingebaut sind.Der Spitzenförderer kann sich linear entlang der Länge des Außenförderers bewegen, um die Position der Entladerolle zu ändern.Die Höhe des Abwurfrades und die radiale Position des Förderers sind variabel.
Der dreiachsige Wechsel des Entladerads ist wichtig, um geschichtete Stapel zu erzeugen, die eine Entmischung verhindern.Seilwindensysteme werden typischerweise zum Aus- und Einfahren von Futterförderern eingesetzt.Die radiale Bewegung des Förderers kann über ein Ketten- und Kettenradsystem oder über einen hydraulisch angetriebenen Planetenantrieb erfolgen.Die Höhe des Förderers wird üblicherweise durch Ausfahren der Teleskopfahrwerkszylinder verändert.Alle diese Bewegungen müssen kontrolliert werden, um automatisch mehrschichtige Stapel zu erstellen.
Teleskopförderer verfügen über einen Mechanismus zur Bildung mehrschichtiger Stapel.Die Minimierung der Tiefe jeder Schicht trägt dazu bei, die Trennung zu begrenzen.Dies erfordert, dass das Förderband in Bewegung bleibt, während sich der Lagerbestand aufbaut.Die Notwendigkeit ständiger Bewegung macht die Automatisierung von Teleskopförderern erforderlich.Es gibt verschiedene Automatisierungsmethoden, von denen einige kostengünstiger sind, aber erhebliche Einschränkungen aufweisen, während andere vollständig programmierbar sind und mehr Flexibilität bei der Bestandserstellung bieten.
Wenn der Förderer beginnt, Material anzusammeln, bewegt er sich radial und transportiert das Material.Der Förderer bewegt sich, bis ein an der Fördererwelle montierter Endschalter entlang seines radialen Weges ausgelöst wird.Der Auslöser wird abhängig von der Bogenlänge platziert, die der Bediener vom Förderband bewegen lassen möchte.In diesem Moment fährt das Förderband um eine vorgegebene Distanz aus und beginnt, sich in die andere Richtung zu bewegen.Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis der Stringer-Förderer auf seine maximale Länge ausgefahren ist und die erste Schicht fertiggestellt ist.
Wenn die zweite Ebene aufgebaut ist, beginnt die Spitze, sich von ihrer maximalen Ausdehnung zurückzuziehen, bewegt sich radial und zieht sich an der bogenförmigen Grenze zurück.Bauen Sie Schichten auf, bis der am Stützrad montierte Kippschalter durch den Stapel aktiviert wird.
Das Förderband bewegt sich um die eingestellte Strecke nach oben und startet den zweiten Hub.Jeder Heber kann je nach Geschwindigkeit des Materials aus mehreren Schichten bestehen.Der zweite Hub erfolgt ähnlich wie der erste und so weiter, bis der gesamte Stapel aufgebaut ist.Ein großer Teil des resultierenden Heaps wird deisoliert, es gibt jedoch Überläufe an den Rändern jedes Heaps.Dies liegt daran, dass Förderbänder die Position von Endschaltern oder den zu ihrer Betätigung verwendeten Objekten nicht automatisch anpassen können.Der Einfahr-Endschalter muss so eingestellt werden, dass der Überlauf die Förderwelle nicht vergräbt.