Tách vật liệu là một vấn đề cố hữu trong hầu hết các công nghệ lưu trữ. Khi nhu cầu về các sản phẩm chất lượng cao hơn tăng, vấn đề cô lập cổ phiếu trở nên gay gắt hơn.
Như chúng ta đã biết, băng tải Stack xuyên tâm kính thiên văn là giải pháp hiệu quả nhất để tách ngăn xếp. Chúng có thể tạo hàng tồn kho trong các lớp, mỗi lớp được tạo thành từ một số vật liệu. Để tạo hàng tồn kho theo cách này, băng tải phải chạy gần như liên tục. Trong khi chuyển động của băng tải kính thiên văn phải được kiểm soát thủ công, tự động hóa là phương pháp điều khiển hiệu quả nhất.
Các băng tải có thể thu vào tự động có thể được lập trình để tạo hàng tồn kho tùy chỉnh với nhiều kích cỡ, hình dạng và cấu hình khác nhau. Tính linh hoạt gần như vô hạn này có thể cải thiện hiệu quả hoạt động tổng thể và cung cấp các sản phẩm chất lượng cao hơn.
Các nhà thầu chi hàng triệu đô la mỗi năm để sản xuất các sản phẩm tổng hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau. Các ứng dụng phổ biến nhất bao gồm vật liệu cơ bản, nhựa đường và bê tông.
Quá trình tạo ra sản phẩm cho các ứng dụng này rất phức tạp và tốn kém. Thông số kỹ thuật và dung sai chặt chẽ hơn có nghĩa là tầm quan trọng của chất lượng sản phẩm ngày càng trở nên quan trọng.
Cuối cùng, vật liệu được loại bỏ khỏi kho dự trữ và được vận chuyển đến một vị trí nơi nó sẽ được kết hợp vào phụ, nhựa đường hoặc bê tông.
Các thiết bị cần thiết để tước, nổ, nghiền và sàng lọc là rất tốn kém. Tuy nhiên, thiết bị tiên tiến có thể liên tục sản xuất tổng hợp theo đặc điểm kỹ thuật. Hàng tồn kho có vẻ như là một phần tầm thường của sản xuất tích hợp, nhưng nếu được thực hiện không chính xác, nó có thể dẫn đến một sản phẩm hoàn toàn tuân thủ đặc điểm kỹ thuật không đáp ứng thông số kỹ thuật. Điều này có nghĩa là sử dụng các phương pháp lưu trữ sai có thể dẫn đến việc mất một số chi phí tạo ra một sản phẩm chất lượng.
Mặc dù việc đặt một sản phẩm trong hàng tồn kho có thể thỏa hiệp chất lượng của nó, hàng tồn kho là một phần quan trọng của quy trình sản xuất tổng thể. Đó là một phương pháp lưu trữ đảm bảo tính khả dụng của vật liệu. Tỷ lệ sản xuất thường khác với tỷ lệ sản phẩm cần thiết cho một ứng dụng nhất định và hàng tồn kho giúp tạo nên sự khác biệt.
Hàng tồn kho cũng cung cấp cho các nhà thầu đủ không gian lưu trữ để đáp ứng hiệu quả với nhu cầu thị trường dao động. Vì những lợi ích mà lưu trữ cung cấp, nó sẽ luôn là một phần quan trọng của quy trình sản xuất tổng thể. Do đó, các nhà sản xuất phải liên tục cải thiện công nghệ lưu trữ của họ để giảm rủi ro liên quan đến lưu trữ.
Chủ đề chính của bài viết này là sự cô lập. Sự phân biệt được định nghĩa là sự phân tách vật liệu theo kích thước hạt. Các ứng dụng khác nhau của cốt liệu đòi hỏi các lớp vật liệu rất cụ thể và thống nhất. Sự phân biệt dẫn đến sự khác biệt quá mức trong các giống sản phẩm.
Sự tách biệt có thể xảy ra hầu như bất cứ nơi nào trong quy trình sản xuất tổng hợp sau khi sản phẩm đã bị nghiền nát, sàng lọc và pha trộn với sự phân cấp thích hợp.
Nơi đầu tiên có thể xảy ra sự phân biệt là trong kho (xem Hình 1). Một khi vật liệu được đặt trong kho, cuối cùng nó sẽ được tái chế và chuyển đến vị trí nơi nó sẽ được sử dụng.
Nơi thứ hai có thể xảy ra sự phân tách là trong quá trình xử lý và vận chuyển. Khi tại vị trí của một nhà máy nhựa đường hoặc bê tông, tổng hợp được đặt vào phễu và/hoặc thùng lưu trữ mà sản phẩm được lấy và sử dụng.
Sự tách biệt cũng xảy ra khi lấp đầy và làm trống silo và silo. Sự phân tách cũng có thể xảy ra trong quá trình áp dụng hỗn hợp cuối cùng vào một con đường hoặc bề mặt khác sau khi cốt liệu đã được trộn vào hỗn hợp nhựa đường hoặc bê tông.
Tổng hợp đồng nhất là rất cần thiết cho việc sản xuất nhựa đường hoặc bê tông chất lượng cao. Biến động trong sự cấp độ của cốt liệu có thể tháo rời làm cho thực tế không thể có được một nhựa đường hoặc bê tông chấp nhận được.
Các hạt nhỏ hơn có trọng lượng nhất định có tổng diện tích bề mặt lớn hơn các hạt lớn hơn có cùng trọng lượng. Điều này tạo ra các vấn đề khi kết hợp các tập hợp thành hỗn hợp nhựa đường hoặc bê tông. Nếu tỷ lệ tiền phạt trong cốt liệu quá cao, sẽ thiếu vữa hoặc bitum và hỗn hợp sẽ quá dày. Nếu tỷ lệ phần trăm của các hạt thô trong cốt liệu quá cao, sẽ có quá nhiều vữa hoặc bitum, và tính nhất quán của hỗn hợp sẽ quá mỏng. Các con đường được xây dựng từ các tập hợp tách biệt có tính toàn vẹn cấu trúc kém và cuối cùng sẽ có tuổi thọ thấp hơn so với các con đường được xây dựng từ các sản phẩm tách biệt đúng cách.
Nhiều yếu tố dẫn đến sự phân biệt trong cổ phiếu. Vì hầu hết hàng tồn kho được tạo ra bằng cách sử dụng băng tải, điều quan trọng là phải hiểu tác động vốn có của băng tải đối với việc sắp xếp vật liệu.
Khi vành đai di chuyển vật liệu trên băng chuyền, vành đai nảy một chút khi nó lăn qua ròng rọc nhàn rỗi. Điều này là do sự chùng nhẹ trong vành đai giữa mỗi ròng rọc. Chuyển động này làm cho các hạt nhỏ hơn lắng xuống đáy mặt cắt của vật liệu. Chồng chéo các hạt thô giữ cho chúng ở trên cùng.
Ngay khi vật liệu chạm tới bánh xe phóng của băng chuyền, nó đã được tách một phần khỏi vật liệu lớn hơn ở trên cùng và vật liệu nhỏ hơn ở phía dưới. Khi vật liệu bắt đầu di chuyển dọc theo đường cong của bánh xe phóng điện, các hạt trên (bên ngoài) di chuyển ở tốc độ cao hơn các hạt (bên trong) thấp hơn. Sự khác biệt về tốc độ này sau đó làm cho các hạt lớn hơn di chuyển ra khỏi băng tải trước khi rơi xuống ngăn xếp, trong khi các hạt nhỏ hơn rơi bên cạnh băng tải.
Ngoài ra, nhiều khả năng các hạt nhỏ sẽ dính vào vành đai băng tải và không được xả cho đến khi băng chuyền tiếp tục cuộn lên trên bánh xe xả. Điều này dẫn đến nhiều hạt tốt di chuyển trở lại phía trước của ngăn xếp.
Khi vật liệu rơi vào một ngăn xếp, các hạt lớn hơn có động lượng phía trước hơn các hạt nhỏ hơn. Điều này làm cho vật liệu thô tiếp tục di chuyển xuống dễ dàng hơn vật liệu tốt. Bất kỳ vật liệu nào, lớn hay nhỏ, chạy xuống các cạnh của một ngăn xếp được gọi là sự cố tràn.
Sự cố tràn là một trong những nguyên nhân chính của việc tách cổ phiếu và nên tránh bất cứ khi nào có thể. Khi sự cố tràn bắt đầu lăn xuống độ dốc của chiến lợi phẩm, các hạt lớn hơn có xu hướng lăn xuống toàn bộ chiều dài của độ dốc, trong khi vật liệu tốt hơn có xu hướng ổn định ở các cạnh của chiến lợi phẩm. Do đó, khi sự cố tràn tiến xuống các cạnh của đống, vẫn còn ít hạt mịn hơn trong vật liệu cuồn cuộn.
Khi vật liệu đạt đến cạnh dưới hoặc ngón chân của cọc, nó được cấu tạo chủ yếu từ các hạt lớn hơn. Sự cố tràn gây ra sự phân biệt đáng kể, có thể nhìn thấy trong phần chứng khoán. Vật chân ngoài của cọc bao gồm một vật liệu thô hơn, trong khi cọc bên trong và trên bao gồm một vật liệu mịn hơn.
Hình dạng của các hạt cũng góp phần vào tác dụng phụ. Các hạt mịn hoặc tròn có nhiều khả năng lăn xuống độ dốc của ngăn xếp hơn các hạt mịn, thường có hình vuông. Vượt quá giới hạn cũng có thể dẫn đến thiệt hại cho vật liệu. Khi các hạt lăn xuống một bên của đống, chúng cọ vào nhau. Sự hao mòn này sẽ làm cho một số hạt bị phá vỡ với kích thước nhỏ hơn.
Gió là một lý do khác để cô lập. Sau khi vật liệu rời khỏi băng chuyền và bắt đầu rơi vào ngăn xếp, gió ảnh hưởng đến quỹ đạo của chuyển động của các hạt có kích thước khác nhau. Gió có ảnh hưởng lớn đến vật liệu tinh tế. Điều này là do tỷ lệ diện tích bề mặt so với khối lượng của các hạt nhỏ hơn lớn hơn các hạt lớn hơn.
Khả năng chia tách trong hàng tồn kho có thể thay đổi tùy thuộc vào loại vật liệu trong kho. Yếu tố quan trọng nhất liên quan đến sự phân tách là mức độ thay đổi kích thước hạt trong vật liệu. Các vật liệu có sự thay đổi kích thước hạt lớn hơn sẽ có mức độ phân tách cao hơn trong quá trình lưu trữ. Một nguyên tắc chung là nếu tỷ lệ kích thước hạt lớn nhất so với kích thước hạt nhỏ nhất vượt quá 2: 1, có thể có vấn đề với sự phân tách gói. Mặt khác, nếu tỷ lệ kích thước hạt nhỏ hơn 2: 1, sự phân tách thể tích là tối thiểu.
Ví dụ, các vật liệu nền chứa các hạt lên đến 200 lưới có thể phân tách trong quá trình lưu trữ. Tuy nhiên, khi lưu trữ các vật phẩm như đá rửa, lớp cách nhiệt sẽ là tầm thường. Vì hầu hết cát ướt, nên thường có thể lưu trữ cát mà không tách biệt các vấn đề. Độ ẩm làm cho các hạt dính vào nhau, ngăn chặn sự tách biệt.
Khi sản phẩm được lưu trữ, sự cô lập đôi khi là không thể ngăn chặn. Cạnh ngoài của cọc hoàn thành bao gồm chủ yếu là vật liệu thô, trong khi bên trong của cọc chứa nồng độ vật liệu tốt cao hơn. Khi lấy vật liệu từ cuối cọc như vậy, cần phải lấy muỗng từ những nơi khác nhau để trộn vật liệu. Nếu bạn chỉ lấy vật liệu từ phía trước hoặc mặt sau của ngăn xếp, bạn sẽ nhận được tất cả các vật liệu thô hoặc tất cả các vật liệu tốt.
Ngoài ra còn có cơ hội cách nhiệt bổ sung khi tải xe tải. Điều quan trọng là phương pháp được sử dụng không gây ra tràn. Tải mặt trước của xe tải trước, sau đó là phía sau, và cuối cùng là giữa. Điều này sẽ giảm thiểu ảnh hưởng của quá tải bên trong xe tải.
Phương pháp xử lý sau ngăn chặn là hữu ích, nhưng mục tiêu là ngăn chặn hoặc giảm thiểu cách kiểm dịch trong quá trình tạo hàng tồn kho. Những cách hữu ích để ngăn chặn sự cô lập bao gồm:
Khi xếp chồng lên một chiếc xe tải, nó nên được xếp gọn trong các ngăn xếp riêng biệt để giảm thiểu sự cố tràn. Vật liệu nên được xếp chồng lên nhau bằng cách sử dụng một bộ tải, nâng lên chiều cao xô đầy đủ và bán phá giá, sẽ trộn các vật liệu. Nếu một trình tải phải di chuyển và phá vỡ vật liệu, không cố gắng xây dựng các cọc lớn.
Xây dựng hàng tồn kho trong các lớp có thể giảm thiểu sự phân biệt. Loại kho này có thể được chế tạo bằng máy ủi. Nếu vật liệu được chuyển đến sân, máy ủi phải đẩy vật liệu vào lớp dốc. Nếu ngăn xếp được chế tạo bằng băng chuyền, máy ủi phải đẩy vật liệu vào một lớp ngang. Trong mọi trường hợp, phải cẩn thận để không đẩy vật liệu qua mép của đống. Điều này có thể dẫn đến tràn, đó là một trong những lý do chính cho sự tách biệt.
Xếp chồng với máy ủi có một số nhược điểm. Hai rủi ro đáng kể là suy thoái sản phẩm và ô nhiễm. Thiết bị nặng làm việc liên tục trên sản phẩm sẽ nhỏ gọn và nghiền nát vật liệu. Khi sử dụng phương pháp này, các nhà sản xuất phải cẩn thận không phân tích quá mức sản phẩm trong nỗ lực giảm bớt các vấn đề tách biệt. Lao động thêm và thiết bị cần thiết thường làm cho phương pháp này trở nên đắt đỏ và các nhà sản xuất phải dùng đến việc tách biệt trong quá trình xử lý.
Băng tải xếp chồng hướng tâm giúp giảm thiểu tác động của việc tách. Khi hàng tồn kho tích lũy, băng tải di chuyển triệt để sang trái và phải. Khi băng tải di chuyển triệt để, các đầu của các ngăn xếp, thường là vật liệu thô, sẽ được phủ bằng vật liệu tốt. Các ngón tay phía trước và mặt sau vẫn sẽ thô, nhưng cọc sẽ được trộn hơn so với đống hình nón.
Có một mối quan hệ trực tiếp giữa chiều cao và sự sụt giảm tự do của vật liệu và mức độ phân biệt xảy ra. Khi chiều cao tăng và quỹ đạo của vật liệu giảm mở rộng, có sự phân tách ngày càng tăng của vật liệu mịn và thô. Vì vậy, băng tải chiều cao thay đổi là một cách khác để giảm sự phân biệt. Ở giai đoạn ban đầu, băng tải phải ở vị trí thấp nhất. Khoảng cách đến ròng rọc đầu phải luôn luôn ngắn nhất có thể.
Miễn phí rơi từ băng chuyền vào một ngăn xếp là một lý do khác để tách. Cầu thang bằng đá giảm thiểu sự phân tách bằng cách loại bỏ vật liệu rơi tự do. Một cầu thang bằng đá là một cấu trúc cho phép vật liệu chảy xuống các bước lên các cọc. Nó là hiệu quả nhưng có ứng dụng hạn chế.
Sự tách biệt do gió có thể được giảm thiểu bằng cách sử dụng máng kính thiên văn. Chutes Kính thiên văn trên băng tải, kéo dài từ Sheave đến ngăn xếp, bảo vệ chống gió và hạn chế tác động của nó. Nếu được thiết kế đúng cách, nó cũng có thể hạn chế sự sụp đổ tự do của vật liệu.
Như đã đề cập trước đó, đã có lớp cách nhiệt trên băng chuyền trước khi đạt đến điểm xả. Ngoài ra, khi vật liệu rời khỏi băng chuyền, sự phân biệt tiếp theo xảy ra. Một bánh xe có thể được lắp đặt tại điểm xả để phối lại vật liệu này. Bánh xe quay có cánh hoặc mái chèo đi qua và trộn đường dẫn của vật liệu. Điều này sẽ giảm thiểu sự phân biệt, nhưng sự xuống cấp vật chất có thể không được chấp nhận.
Tách biệt có thể đòi hỏi chi phí đáng kể. Hàng tồn kho không đáp ứng các thông số kỹ thuật có thể dẫn đến hình phạt hoặc từ chối toàn bộ hàng tồn kho. Nếu tài liệu không tuân thủ được chuyển đến trang web việc làm, tiền phạt có thể vượt quá $ 0,75 mỗi tấn. Chi phí lao động và thiết bị để phục hồi các cọc chất lượng kém thường bị cấm. Chi phí hàng giờ của việc xây dựng một nhà kho với máy ủi và nhà điều hành cao hơn chi phí của một băng tải kính thiên văn tự động, và vật liệu có thể bị phân hủy hoặc bị ô nhiễm để duy trì sự sắp xếp thích hợp. Điều này làm giảm giá trị của sản phẩm. Ngoài ra, khi các thiết bị như máy ủi được sử dụng cho các nhiệm vụ không sản xuất, có một chi phí cơ hội liên quan đến việc sử dụng thiết bị khi nó được viết hoa cho các nhiệm vụ sản xuất.
Một cách tiếp cận khác có thể được thực hiện để giảm thiểu tác động của sự cô lập khi tạo hàng tồn kho trong các ứng dụng trong đó sự cô lập có thể là một vấn đề. Điều này bao gồm xếp chồng trong các lớp, trong đó mỗi lớp được tạo thành từ một loạt các ngăn xếp.
Trong phần ngăn xếp, mỗi ngăn xếp được hiển thị dưới dạng ngăn xếp thu nhỏ. Sự phân chia vẫn xảy ra trên mỗi đống riêng lẻ do các hiệu ứng tương tự được thảo luận trước đó. Tuy nhiên, mô hình cách ly thường được lặp lại trên toàn bộ mặt cắt của đống. Các ngăn xếp như vậy được cho là có độ phân giải phân chia lớn hơn vì mẫu gradient rời rạc thường xuyên hơn ở các khoảng thời gian nhỏ hơn.
Khi xử lý ngăn xếp với bộ tải trước, không cần phải trộn vật liệu, vì một muỗng bao gồm một số ngăn xếp. Khi ngăn xếp được khôi phục, các lớp riêng lẻ có thể nhìn thấy rõ (xem Hình 2).
Ngăn xếp có thể được tạo bằng các phương pháp lưu trữ khác nhau. Một cách là sử dụng hệ thống băng tải cầu và xả, mặc dù tùy chọn này chỉ phù hợp cho các ứng dụng đứng yên. Một nhược điểm đáng kể của các hệ thống băng tải đứng yên là chiều cao của chúng thường được cố định, điều này có thể dẫn đến việc tách gió như mô tả ở trên.
Một phương pháp khác là sử dụng băng tải kính thiên văn. Băng tải Kính thiên văn cung cấp cách hiệu quả nhất để hình thành các ngăn xếp và thường được ưa thích hơn các hệ thống đứng yên vì chúng có thể được di chuyển khi cần thiết, và nhiều người thực sự được thiết kế để thực hiện trên đường.
Băng tải kính thiên văn bao gồm băng tải (băng tải bảo vệ) được lắp đặt bên trong các băng tải bên ngoài có cùng chiều dài. Băng tải đầu có thể di chuyển tuyến tính dọc theo chiều dài của băng tải bên ngoài để thay đổi vị trí của ròng rọc dỡ hàng. Chiều cao của bánh xe xả và vị trí xuyên tâm của băng tải là khác nhau.
Sự thay đổi ba trục của bánh xe dỡ hàng là điều cần thiết để tạo ra các cọc xếp lớp vượt qua sự phân biệt. Các hệ thống tời dây thường được sử dụng để mở rộng và rút lại băng tải thức ăn. Chuyển động xuyên tâm của băng tải có thể được thực hiện bởi một hệ thống chuỗi và bánh xích hoặc bởi một ổ đĩa hành tinh điều khiển thủy lực. Chiều cao của băng tải thường được thay đổi bằng cách mở rộng các xi lanh xe điện thiên văn. Tất cả các chuyển động này phải được kiểm soát để tự động tạo cọc nhiều lớp.
Băng tải Kính thiên văn có một cơ chế để tạo ra các ngăn xếp nhiều lớp. Giảm thiểu độ sâu của mỗi lớp sẽ giúp giới hạn sự phân tách. Điều này đòi hỏi băng tải phải tiếp tục di chuyển khi hàng tồn kho tích tụ. Sự cần thiết của chuyển động liên tục làm cho nó cần thiết để tự động hóa băng tải kính thiên văn. Có một số phương pháp tự động hóa khác nhau, một số trong đó rẻ hơn nhưng có những hạn chế đáng kể, trong khi các phương pháp khác có thể lập trình đầy đủ và cung cấp sự linh hoạt hơn trong việc tạo hàng tồn kho.
Khi băng tải bắt đầu tích lũy vật liệu, nó di chuyển triệt để trong khi vận chuyển vật liệu. Băng tải di chuyển cho đến khi một công tắc giới hạn được gắn trên trục băng tải được kích hoạt dọc theo đường xuyên tâm của nó. Bộ kích hoạt được đặt tùy thuộc vào độ dài của vòng cung mà người vận hành muốn băng chuyền di chuyển. Tại thời điểm này, băng tải sẽ mở rộng đến một khoảng cách được xác định trước và bắt đầu di chuyển theo hướng khác. Quá trình này tiếp tục cho đến khi băng tải Stringer được mở rộng đến phần mở rộng tối đa của nó và lớp đầu tiên được hoàn thành.
Khi cấp độ thứ hai được xây dựng, đầu bắt đầu rút lại từ phần mở rộng tối đa của nó, di chuyển triệt để và rút lại ở giới hạn vòng cung. Xây dựng các lớp cho đến khi công tắc nghiêng gắn trên bánh xe hỗ trợ được kích hoạt bởi đống.
Băng tải sẽ đi lên khoảng cách đã đặt và bắt đầu thang máy thứ hai. Mỗi người nâng có thể bao gồm một số lớp, tùy thuộc vào tốc độ của vật liệu. Thang máy thứ hai tương tự như đầu tiên, và cứ thế cho đến khi toàn bộ đống được xây dựng. Một phần lớn của đống kết quả được phân lập, nhưng có tràn ở các cạnh của mỗi đống. Điều này là do các băng chuyền không thể tự động điều chỉnh vị trí của các công tắc giới hạn hoặc các đối tượng được sử dụng để kích hoạt chúng. Công tắc giới hạn rút lại phải được điều chỉnh để quá trình ghi đè không chôn trục băng tải.