La séparation des matériaux est un problème inhérent dans la plupart des technologies de stockage. À mesure que la demande de produits de meilleure qualité augmente, le problème de l'isolement des stocks devient plus aigu.
Comme nous le savons tous, les convoyeurs de pile radiale télescopiques sont la solution la plus efficace pour la séparation des piles. Ils peuvent créer des stocks en couches, chaque couche est composée d'un certain nombre de matériaux. Pour créer des stocks de cette manière, le convoyeur doit fonctionner presque en continu. Alors que le mouvement des convoyeurs télescopiques doit être contrôlé manuellement, l'automatisation est de loin la méthode de contrôle la plus efficace.
Les convoyeurs rétractables automatiques peuvent être programmés pour créer des stocks personnalisés dans une variété de tailles, de formes et de configurations. Cette flexibilité pratiquement illimitée peut améliorer l'efficacité opérationnelle globale et fournir des produits de meilleure qualité.
Les entrepreneurs dépensent des millions de dollars chaque année en produisant des produits agrégés pour une grande variété d'applications. Les applications les plus populaires comprennent les matériaux de base, l'asphalte et le béton.
Le processus de création de produits pour ces applications est complexe et coûteux. Des spécifications et des tolérances plus strictes signifient que l'importance de la qualité du produit devient de plus en plus important.
En fin de compte, le matériau est retiré du stock et transporté vers un endroit où il sera incorporé dans le sol de fondation, l'asphalte ou le béton.
L'équipement requis pour le décapage, le dynamitage, l'écrasement et le dépistage est très cher. Cependant, l'équipement avancé peut produire de manière cohérente des agrégats en fonction des spécifications. L'inventaire peut sembler une partie insignifiante de la fabrication intégrée, mais si elle est mal effectuée, il peut entraîner un produit parfaitement conforme à la spécification qui ne répond pas aux spécifications. Cela signifie que l'utilisation des mauvaises méthodes de stockage peut entraîner la perte d'une partie du coût de la création d'un produit de qualité.
Bien que la mise en place d'un produit dans l'inventaire puisse compromettre sa qualité, l'inventaire est une partie importante du processus de production global. Il s'agit d'une méthode de stockage qui garantit la disponibilité du matériau. Le taux de production est souvent différent du taux de produit nécessaire pour une application donnée, et l'inventaire aide à faire la différence.
L'inventaire donne également aux entrepreneurs suffisamment d'espace de stockage pour répondre efficacement pour fluctuer la demande du marché. En raison des avantages que le stockage offre, il sera toujours une partie importante du processus de fabrication global. Par conséquent, les fabricants doivent continuellement améliorer leurs technologies de stockage pour réduire les risques associés au stockage.
Le sujet principal de cet article est l'isolement. La ségrégation est définie comme «la séparation du matériau en fonction de la taille des particules». Différentes applications d'agrégats nécessitent des notes de matériaux très spécifiques et uniformes. La ségrégation conduit à des différences excessives dans les variétés de produits.
La séparation peut se produire pratiquement partout dans le processus de fabrication globale après que le produit a été écrasé, dépisté et mélangé à la gradation appropriée.
Le premier endroit où la ségrégation peut se produire est en inventaire (voir figure 1). Une fois le matériau placé dans l'inventaire, il sera éventuellement recyclé et livré à l'emplacement où il sera utilisé.
Le deuxième endroit où la séparation peut se produire est pendant le traitement et le transport. Une fois sur le site d'une plante d'asphalte ou de béton, l'agrégat est placé dans des trémies et / ou des bacs de stockage à partir desquels le produit est pris et utilisé.
La séparation se produit également lors du remplissage et de la vidange de silos et de silos. Une ségrégation peut également se produire lors de l'application du mélange final à une route ou à une autre surface après que l'agrégat a été mélangé dans le mélange d'asphalte ou de béton.
L'agrégat homogène est essentiel pour la production d'asphalte ou de béton de haute qualité. Les fluctuations de la gradation de l'agrégat détachable rendent pratiquement impossible l'obtention d'un asphalte ou d'un béton acceptable.
Des particules plus petites d'un poids donné ont une surface totale plus grande que les particules plus grandes du même poids. Cela crée des problèmes lors de la combinaison d'agrégats en mélanges d'asphalte ou de béton. Si le pourcentage d'amendes dans l'agrégat est trop élevé, il y aura un manque de mortier ou de bitume et le mélange sera trop épais. Si le pourcentage de particules grossières dans l'agrégat est trop élevée, il y aura un excès de mortier ou de bitume et que la consistance du mélange sera excessivement mince. Les routes construites à partir d'agrégats séparés ont une mauvaise intégrité structurelle et auront finalement une espérance de vie plus faible que les routes construites à partir de produits correctement séparés.
De nombreux facteurs entraînent une ségrégation dans les actions. Étant donné que la plupart des stocks sont créés à l'aide de ceintures de convoyeurs, il est important de comprendre l'impact inhérent des ceintures de convoyeurs sur le tri des matériaux.
Lorsque la courroie déplace le matériau sur la courroie du convoyeur, la courroie rebondit légèrement lorsqu'elle roule sur la poulie de fine. Cela est dû au léger relâchement de la courroie entre chaque poulie de fureur. Ce mouvement fait que les particules plus petites se déposent au fond de la section transversale du matériau. Le chevauchement des grains grossiers les maintient en haut.
Dès que le matériau atteint la roue de décharge de la courroie du convoyeur, il est déjà partiellement séparé du plus grand matériau en haut et du plus petit matériau en bas. Lorsque le matériau commence à se déplacer le long de la courbe de la roue de décharge, les particules supérieures (extérieures) se déplacent à une vitesse plus élevée que les particules inférieures (intérieures). Cette différence de vitesse amène ensuite les plus grandes particules à s'éloigner du convoyeur avant de tomber sur la pile, tandis que les particules plus petites tombent à côté du convoyeur.
En outre, il est plus probable que les petites particules s'en tiennent à la courroie de tapis roulant et ne seront pas libérées jusqu'à ce que le tapis roulant continue de se retrouver sur la roue de décharge. Il en résulte des particules plus fines se remet vers l'avant de la pile.
Lorsque le matériau tombe sur une pile, les particules plus grandes ont plus d'élan avant que les particules plus petites. Cela fait que les matériaux grossiers continuent de descendre plus facilement que le matériau fin. Tout matériau, grand ou petit, qui coule sur les côtés d'une pile est appelé un déversement.
Les déversements sont l'une des principales causes de séparation des stocks et doivent être évitées chaque fois que possible. Alors que le déversement commence à rouler sur la pente du butin, les particules plus grandes ont tendance à rouler sur toute la longueur de la pente, tandis que le matériau le plus fin a tendance à se déposer sur les côtés du butin. Par conséquent, à mesure que le déversement progresse sur les côtés de la pile, de moins en moins de particules fines restent dans le matériau gonflable.
Lorsque le matériau atteint le bord inférieur ou l'orteil de la pile, il est composé principalement de particules plus grandes. Les déversements provoquent une ségrégation significative, qui est visible dans la section de stock. L'orteil extérieur de la pile se compose d'un matériau plus grossier, tandis que le tas intérieur et supérieur se compose d'un matériau plus fin.
La forme des particules contribue également aux effets secondaires. Les particules lisses ou rondes sont plus susceptibles de baisser la pente de la pile que de fines particules, qui sont généralement de forme carrée. Le dépassement des limites peut également entraîner des dommages au matériau. Lorsque les particules roulent sur un côté de la pile, elles se frottent les unes contre les autres. Cette usure entraînera une décomposition de certaines des particules à des tailles plus petites.
Le vent est une autre raison de l'isolement. Après que le matériau ait quitté le tapis roulant et commence à tomber dans la pile, le vent affecte la trajectoire du mouvement des particules de différentes tailles. Le vent a une grande influence sur les matériaux délicats. En effet, le rapport de surface à la masse de particules plus petites est supérieur à celui des particules plus grandes.
La probabilité de divisions dans l'inventaire peut varier en fonction du type de matériau dans l'entrepôt. Le facteur le plus important par rapport à la ségrégation est le degré de changement de taille des particules dans le matériau. Les matériaux avec une plus grande variation de la taille des particules auront un degré de ségrégation plus élevé pendant le stockage. Une règle générale est que si le rapport de la plus grande taille de particules à la plus petite taille de particules dépasse 2: 1, il peut y avoir des problèmes de ségrégation de l'emballage. En revanche, si le rapport taille des particules est inférieur à 2: 1, la ségrégation de volume est minime.
Par exemple, les matériaux de fondation contenant des particules jusqu'à 200 maille peuvent se délaminer pendant le stockage. Cependant, lors du stockage des articles tels que la pierre lavée, l'isolation sera triviale. Étant donné que la majeure partie du sable est mouillée, il est souvent possible de stocker le sable sans séparer les problèmes. L'humidité fait que les particules restent ensemble, empêchant la séparation.
Lorsque le produit est stocké, l'isolement est parfois impossible à prévenir. Le bord extérieur de la pile finie se compose principalement de matériaux grossiers, tandis que l'intérieur de la pile contient une concentration plus élevée de matériaux fins. Lorsque vous prenez du matériel de la fin de ces piles, il est nécessaire de prendre des scoops à différents endroits pour mélanger le matériau. Si vous ne prenez du matériel que de l'avant ou de l'arrière de la pile, vous obtiendrez soit tout le matériau grossier ou tout le matériau fin.
Il existe également des opportunités d'isolation supplémentaire lors du chargement des camions. Il est important que la méthode utilisée ne provoque pas de débordement. Chargez l'avant du camion d'abord, puis l'arrière, et enfin le milieu. Cela minimisera les effets de la surcharge à l'intérieur du camion.
Les approches de manipulation post-inventaire sont utiles, mais l'objectif devrait être de prévenir ou de minimiser les quarantines pendant la création des stocks. Les moyens utiles d'empêcher l'isolement comprennent:
Lorsqu'il est empilé sur un camion, il doit être soigneusement empilé dans des piles séparées pour minimiser les déversements. Le matériau doit être empilé à l'aide d'un chargeur, en levant à une hauteur et un déversement de seau, qui mélangeront le matériau. Si un chargeur doit déplacer et casser le matériau, n'essayez pas de construire de gros tas.
L'inventaire des bâtiments en couches peut minimiser la ségrégation. Ce type d'entrepôt peut être construit avec un bulldozer. Si le matériau est livré dans la cour, le bulldozer doit pousser le matériau dans la couche en pente. Si la pile est construite avec un tapis roulant, le bulldozer doit pousser le matériau dans une couche horizontale. Dans tous les cas, il faut prendre soin de ne pas pousser le matériau sur le bord de la pile. Cela peut conduire à un débordement, ce qui est l'une des principales raisons de la séparation.
L'empilement avec des bulldozers a un certain nombre d'inconvénients. Deux risques importants sont la dégradation et la contamination des produits. L'équipement lourd travaillant en continu sur le produit compacte et écrasera le matériau. Lorsque vous utilisez cette méthode, les fabricants doivent veiller à ne pas dépasser sur le produit dans le but de soulager les problèmes de séparation. La main-d'œuvre et l'équipement supplémentaires requis font souvent que cette méthode coûte prohibitive et les producteurs doivent recourir à la séparation pendant le traitement.
Les convoyeurs d'empilement radial aident à minimiser l'impact de la séparation. À mesure que l'inventaire s'accumule, le convoyeur se déplace radialement vers la gauche et la droite. Au fur et à mesure que le convoyeur se déplace radialement, les extrémités des piles, généralement de matériau grossier, seront recouvertes de matériaux fins. Les doigts avant et arrière seront toujours rugueux, mais la pile sera plus mélangée que le tas des cônes.
Il existe une relation directe entre la hauteur et la chute libre du matériau et le degré de ségrégation qui se produit. À mesure que la hauteur augmente et que la trajectoire du matériau en chute se développe, il y a une séparation croissante du matériau fin et grossier. Les convoyeurs de hauteur variables sont donc un autre moyen de réduire la ségrégation. Au stade initial, le convoyeur doit être en position la plus basse. La distance à la poulie de tête doit toujours être aussi courte que possible.
La chute libre d'un tapis roulant sur une pile est une autre raison de séparation. Les escaliers en pierre minimisent la ségrégation en éliminant les matériaux de chute libre. Un escalier en pierre est une structure qui permet au matériau de couler les marches sur les piles. Il est efficace mais a une application limitée.
La séparation causée par le vent peut être minimisée en utilisant des chutes télescopiques. Des goulottes télescopiques sur les gerbes de décharge du convoyeur, s'étendant de la poulie à la pile, protègent contre le vent et limitent son impact. S'il est correctement conçu, il peut également limiter la chute libre du matériau.
Comme mentionné précédemment, il y a déjà une isolation sur le tapis roulant avant d'atteindre le point de décharge. De plus, lorsque le matériau quitte le tapis roulant, une ségrégation supplémentaire se produit. Une roue à palette peut être installée au point de décharge pour remixer ce matériau. Les roues rotatives ont des ailes ou des pagaies qui traversent et mélangent le chemin du matériau. Cela minimisera la ségrégation, mais la dégradation des matériaux peut ne pas être acceptable.
La séparation peut entraîner des coûts importants. L'inventaire qui ne répond pas aux spécifications peut entraîner des pénalités ou un rejet de l'ensemble de l'inventaire. Si des matériaux non conformes sont livrés sur le chantier, les amendes peuvent dépasser 0,75 $ la tonne. Les coûts de main-d'œuvre et d'équipement pour la réhabilitation des pieux de mauvaise qualité sont souvent prohibitifs. Le coût horaire de la construction d'un entrepôt avec un bulldozer et un opérateur est plus élevé que le coût d'un convoyeur télescopique automatique, et le matériel peut se décomposer ou être contaminé pour maintenir un tri approprié. Cela réduit la valeur du produit. De plus, lorsque des équipements tels qu'un bulldozer sont utilisés pour les tâches de non-production, il y a un coût d'opportunité associé à l'utilisation de l'équipement lorsqu'il a été capitalisé pour les tâches de production.
Une autre approche peut être adoptée pour minimiser l'impact de l'isolement lors de la création d'inventaire dans les applications où l'isolement peut être un problème. Cela comprend l'empilement en couches, où chaque couche est composée d'une série de piles.
Dans la section de pile, chaque pile est affichée sous forme de pile miniature. La scission se produit toujours sur chaque tas individuel en raison des mêmes effets discutés précédemment. Cependant, le modèle d'isolement est plus souvent répété sur toute la section transversale de la pile. Ces piles auraient une plus grande «résolution divisée» car le modèle de gradient discret se répète plus souvent à des intervalles plus petits.
Lors du traitement des piles avec un chargeur frontal, il n'est pas nécessaire de mélanger les matériaux, car un scoop comprend plusieurs piles. Lorsque la pile est restaurée, les couches individuelles sont clairement visibles (voir figure 2).
Les piles peuvent être créées à l'aide de différentes méthodes de stockage. Une façon consiste à utiliser un système de convoyeur de pont et de décharge, bien que cette option ne convient qu'aux applications stationnaires. Un inconvénient significatif des systèmes de convoyeurs stationnaires est que leur hauteur est généralement fixée, ce qui peut entraîner la séparation du vent comme décrit ci-dessus.
Une autre méthode consiste à utiliser un convoyeur télescopique. Les convoyeurs télescopiques fournissent le moyen le plus efficace de former des piles et sont souvent préférés aux systèmes stationnaires car ils peuvent être déplacés en cas de besoin, et beaucoup sont en fait conçus pour être transportés sur la route.
Les convoyeurs télescopiques sont constitués de convoyeurs (convoyeurs de garde) installés à l'intérieur des convoyeurs extérieurs de la même longueur. Le convoyeur de pointe peut se déplacer linéairement sur toute la longueur du convoyeur extérieur pour modifier la position de la poulie de déchargement. La hauteur de la roue de décharge et la position radiale du convoyeur sont variables.
Le changement triaxial de la roue de déchargement est essentiel pour créer des tas en couches qui surmontent la ségrégation. Les systèmes de treuil de corde sont généralement utilisés pour étendre et retirer les convoyeurs d'alimentation. Le mouvement radial du convoyeur peut être effectué par un système de chaîne et de pignon ou par un entraînement planétaire à entraînement hydraulique. La hauteur du convoyeur est généralement modifiée en étendant les cylindres télescopiques de train de roulement. Tous ces mouvements doivent être contrôlés pour créer automatiquement des pieux multicouches.
Les convoyeurs télescopiques ont un mécanisme pour créer des piles multicouches. La minimisation de la profondeur de chaque couche contribuera à limiter la séparation. Cela nécessite que le convoyeur continue de se déplacer à mesure que l'inventaire s'accumule. La nécessité d'un mouvement constant rend nécessaire l'automatise des convoyeurs télescopiques. Il existe plusieurs méthodes d'automatisation différentes, dont certaines sont moins chères mais ont des limites importantes, tandis que d'autres sont entièrement programmables et offrent plus de flexibilité dans la création d'inventaires.
Lorsque le convoyeur commence à accumuler du matériau, il se déplace radialement lors du transport du matériau. Le convoyeur se déplace jusqu'à ce qu'un interrupteur de limite monté sur l'arbre du convoyeur soit déclenché le long de son chemin radial. La gâchette est placée en fonction de la longueur de l'arc que l'opérateur veut que le tapis roulant se déplace. À ce moment, le convoyeur s'étendra à une distance prédéterminée et commencera à se déplacer dans l'autre sens. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que le convoyeur de limon soit étendu à son extension maximale et que la première couche soit terminée.
Lorsque le deuxième niveau est construit, la pointe commence à se retirer de son extension maximale, se déplaçant radialement et se rétractant à la limite arquée. Construisez les couches jusqu'à ce que l'interrupteur d'inclinaison monté sur la roue de support soit activé par la pile.
Le convoyeur montera sur la distance réglée et commencera le deuxième ascenseur. Chaque haltérophile peut être composé de plusieurs couches, selon la vitesse du matériau. Le deuxième ascenseur est similaire au premier, et ainsi de suite jusqu'à ce que la pile entière soit construite. Une grande partie du tas résultant est désasolée, mais il y a des débordements sur les bords de chaque tas. En effet L'interrupteur de limite de rétract doit être ajusté afin que le dépassement n'enterre pas l'arbre du convoyeur.