يعد فصل المواد مشكلة متأصلة في معظم تقنيات التخزين.مع زيادة الطلب على المنتجات عالية الجودة ، تصبح مشكلة عزل المخزون أكثر حدة.
كما نعلم جميعًا ، فإن النواقل الشعاعية التلسكوبية هي الحل الأكثر كفاءة لفصل المكدس.يمكنهم إنشاء مخزون في طبقات ، كل طبقة تتكون من عدد من المواد.لإنشاء مخزون بهذه الطريقة ، يجب أن يعمل الناقل بشكل مستمر تقريبًا.بينما يجب التحكم في حركة الناقلات التلسكوبية يدويًا ، فإن الأتمتة هي إلى حد بعيد أكثر طرق التحكم كفاءة.
يمكن برمجة الناقلات القابلة للسحب التلقائية لإنشاء مخزون مخصص في مجموعة متنوعة من الأحجام والأشكال والتكوينات.يمكن لهذه المرونة اللامحدودة تقريبًا تحسين الكفاءة التشغيلية الشاملة وتقديم منتجات عالية الجودة.
ينفق المقاولون ملايين الدولارات كل عام في إنتاج منتجات مجمعة لمجموعة متنوعة من التطبيقات.تشمل التطبيقات الأكثر شيوعًا المواد الأساسية والأسفلت والخرسانة.
عملية إنشاء منتجات لهذه التطبيقات معقدة ومكلفة.المواصفات والتفاوتات الصارمة تعني أن أهمية جودة المنتج أصبحت أكثر أهمية.
في نهاية المطاف ، تتم إزالة المواد من المخزون ونقلها إلى موقع حيث سيتم دمجها في التربة أو الأسفلت أو الخرسانة.
المعدات اللازمة للتجريد والتفجير والسحق والغربلة باهظة الثمن.ومع ذلك ، يمكن للمعدات المتطورة إنتاج الركام باستمرار وفقًا للمواصفات.قد يبدو المخزون وكأنه جزء تافه من التصنيع المتكامل ، ولكن إذا تم إجراؤه بشكل غير صحيح ، فقد ينتج عنه منتج متوافق تمامًا مع المواصفات التي لا تفي بالمواصفات.هذا يعني أن استخدام طرق التخزين الخاطئة يمكن أن يؤدي إلى فقدان بعض تكلفة إنشاء منتج عالي الجودة.
على الرغم من أن وضع منتج في المخزون يمكن أن يضر بجودته ، إلا أن المخزون جزء مهم من عملية الإنتاج الإجمالية.إنها طريقة تخزين تضمن توفر المواد.غالبًا ما يختلف معدل الإنتاج عن معدل المنتج المطلوب لتطبيق معين ، ويساعد المخزون في تعويض الفرق.
كما يوفر المخزون للمقاولين مساحة تخزين كافية للاستجابة بفعالية لطلب السوق المتقلب.نظرًا للفوائد التي يوفرها التخزين ، فسيظل دائمًا جزءًا مهمًا من عملية التصنيع الشاملة.لذلك ، يجب على الشركات المصنعة تحسين تقنيات التخزين باستمرار لتقليل المخاطر المرتبطة بالتخزين.
الموضوع الرئيسي لهذه المقالة هو العزلة.يُعرَّف الفصل بأنه "فصل المواد وفقًا لحجم الجسيم".تتطلب التطبيقات المختلفة للركام درجات مواد محددة وموحدة للغاية.يؤدي الفصل إلى اختلافات مفرطة في أصناف المنتجات.
يمكن أن يحدث الفصل فعليًا في أي مكان في عملية التصنيع الكلي بعد أن يتم سحق المنتج وغربله وخلطه مع التدرج المناسب.
المكان الأول الذي يمكن أن يحدث فيه الفصل هو في المخزون (انظر الشكل 1).بمجرد وضع المادة في المخزون ، سيتم في النهاية إعادة تدويرها وتسليمها إلى الموقع حيث سيتم استخدامها.
المكان الثاني الذي يمكن أن يحدث فيه الفصل هو أثناء المعالجة والنقل.بمجرد الوصول إلى موقع مصنع الأسفلت أو الخرسانة ، يتم وضع الركام في القواديس و / أو صناديق التخزين التي يتم أخذ المنتج منها واستخدامها.
يحدث الفصل أيضًا عند ملء وتفريغ الصوامع والصوامع.يمكن أن يحدث الفصل أيضًا أثناء تطبيق المزيج النهائي على طريق أو سطح آخر بعد خلط الركام بالإسفلت أو خليط الخرسانة.
الركام المتجانس ضروري لإنتاج الأسفلت أو الخرسانة عالية الجودة.تجعل التقلبات في تدرج الركام القابل للفصل من المستحيل عمليًا الحصول على أسفلت أو خرسانة مقبولة.
الجسيمات الأصغر من وزن معين لها مساحة سطح إجمالية أكبر من الجسيمات الأكبر من نفس الوزن.هذا يخلق مشاكل عند دمج الركام في الأسفلت أو خلائط الخرسانة.إذا كانت نسبة الغرامات في الركام عالية جدًا ، فسيكون هناك نقص في الملاط أو القار وسيكون المزيج سميكًا جدًا.إذا كانت النسبة المئوية للجسيمات الخشنة في الركام عالية جدًا ، فسيكون هناك فائض من الملاط أو القار ، وسيكون تناسق الخليط رقيقًا للغاية.الطرق المبنية من الركام المنفصل لديها سلامة هيكلية ضعيفة وسيكون لها في نهاية المطاف متوسط ​​عمر أقل من الطرق المبنية من منتجات منفصلة بشكل صحيح.
العديد من العوامل تؤدي إلى الفصل في المخزونات.نظرًا لأن معظم المخزون يتم إنشاؤه باستخدام أحزمة النقل ، فمن المهم فهم التأثير الكامن لأحزمة النقل على فرز المواد.
عندما يحرك الحزام المواد فوق الحزام الناقل ، يرتد الحزام قليلاً بينما يتدحرج فوق البكرة الوسيطة.هذا بسبب الركود الطفيف في الحزام بين كل بكرة وسيطة.تؤدي هذه الحركة إلى استقرار الجزيئات الصغيرة في الجزء السفلي من المقطع العرضي للمادة.تداخل الحبوب الخشنة يبقيها في القمة.
بمجرد أن تصل المادة إلى عجلة التفريغ للحزام الناقل ، يتم فصلها جزئيًا بالفعل عن المادة الأكبر في الأعلى والمادة الأصغر في الأسفل.عندما تبدأ المادة بالتحرك على طول منحنى عجلة التفريغ ، تتحرك الجسيمات العلوية (الخارجية) بسرعة أعلى من الجسيمات السفلية (الداخلية).يؤدي هذا الاختلاف في السرعة بعد ذلك إلى ابتعاد الجسيمات الأكبر عن الناقل قبل أن تسقط على المكدس ، بينما تقع الجسيمات الأصغر بجوار الناقل.
أيضًا ، من المرجح أن تلتصق الجزيئات الصغيرة بحزام النقل ولا يتم تفريغها حتى يستمر الحزام الناقل في الالتفاف على عجلة التفريغ.ينتج عن هذا المزيد من الجسيمات الدقيقة التي تتحرك للخلف نحو مقدمة المكدس.
عندما تسقط المادة على كومة ، يكون للجسيمات الأكبر زخمًا أماميًا أكبر من الجسيمات الأصغر.يؤدي هذا إلى استمرار تحرك المواد الخشنة للأسفل بسهولة أكبر من المواد الدقيقة.تسمى أي مادة ، كبيرة كانت أم صغيرة ، تتدفق على جوانب المكدس بالانسكاب.
تعتبر الانسكابات أحد الأسباب الرئيسية لانفصال المخزون ويجب تجنبه كلما أمكن ذلك.عندما يبدأ الانسكاب في التدحرج لأسفل منحدر الغنيمة ، تميل الجسيمات الأكبر إلى التدحرج على طول المنحدر بالكامل ، بينما تميل المادة الدقيقة إلى الاستقرار على جوانب الغنيمة.وبالتالي ، مع تقدم الانسكاب أسفل جوانب الكومة ، يبقى عدد أقل وأقل من الجسيمات الدقيقة في المادة المتدفقة.
عندما تصل المادة إلى الحافة السفلية أو أخمص القدمين من الكومة ، فإنها تتكون أساسًا من جزيئات أكبر.تسبب الانسكابات فصلًا كبيرًا ، وهو ما يظهر في قسم المخزون.يتكون إصبع القدم الخارجي من مادة أكثر خشونة ، بينما يتكون الوبر الداخلي والعلوي من مادة أكثر نعومة.
يساهم شكل الجسيمات أيضًا في حدوث آثار جانبية.من المرجح أن تتدحرج الجسيمات الملساء أو المستديرة إلى أسفل منحدر المكدس أكثر من الجسيمات الدقيقة ، والتي عادة ما تكون مربعة الشكل.يمكن أن يؤدي تجاوز الحدود أيضًا إلى تلف المادة.عندما تتدحرج الجسيمات على جانب واحد من الكومة ، فإنها تحتك ببعضها البعض.سيؤدي هذا التآكل إلى تكسير بعض الجسيمات إلى أحجام أصغر.
الرياح سبب آخر للعزلة.بعد أن تغادر المادة الحزام الناقل وتبدأ في السقوط في المكدس ، تؤثر الرياح على مسار حركة الجسيمات ذات الأحجام المختلفة.للرياح تأثير كبير على المواد الحساسة.وذلك لأن نسبة مساحة السطح إلى كتلة الجسيمات الأصغر أكبر من نسبة الجسيمات الأكبر.
يمكن أن تختلف احتمالية حدوث انقسامات في المخزون اعتمادًا على نوع المادة في المستودع.العامل الأكثر أهمية فيما يتعلق بالفصل هو درجة تغير حجم الجسيمات في المادة.المواد ذات التباين الأكبر في حجم الجسيمات سيكون لها درجة أعلى من الفصل أثناء التخزين.القاعدة العامة هي أنه إذا كانت نسبة أكبر حجم للجسيمات إلى أصغر حجم للجسيمات تتجاوز 2: 1 ، فقد تكون هناك مشاكل في فصل العبوة.من ناحية أخرى ، إذا كانت نسبة حجم الجسيمات أقل من 2: 1 ، يكون الفصل الحجمي ضئيلًا.
على سبيل المثال ، قد تتفكك مواد الطبقة السفلية التي تحتوي على جزيئات تصل إلى 200 شبكة أثناء التخزين.ومع ذلك ، عند تخزين العناصر مثل الحجر المغسول ، سيكون العزل تافهًا.نظرًا لأن معظم الرمال مبللة ، فمن الممكن غالبًا تخزين الرمال دون فصل المشاكل.تتسبب الرطوبة في التصاق الجزيئات ببعضها البعض ، مما يمنع الانفصال.
عند تخزين المنتج ، يستحيل أحيانًا منع العزل.تتكون الحافة الخارجية للركيزة النهائية بشكل أساسي من مادة خشنة ، بينما يحتوي الجزء الداخلي من الوبر على تركيز أعلى من المواد الدقيقة.عند أخذ المواد من نهاية هذه الأكوام ، من الضروري أخذ المجارف من أماكن مختلفة لخلط المواد.إذا كنت تأخذ مادة فقط من الجزء الأمامي أو الخلفي للمكدس ، فستحصل إما على كل المواد الخشنة أو كل المواد الدقيقة.
هناك أيضًا فرص لعزل إضافي عند تحميل الشاحنات.من المهم ألا تتسبب الطريقة المستخدمة في حدوث تجاوز.قم بتحميل مقدمة الشاحنة أولاً ، ثم الخلف ، وأخيراً الجزء الأوسط.سيؤدي ذلك إلى تقليل آثار التحميل الزائد داخل الشاحنة.
تعد مناهج معالجة ما بعد المخزون مفيدة ، ولكن يجب أن يكون الهدف هو منع أو تقليل الحجر الصحي أثناء إنشاء المخزون.تشمل الطرق المفيدة للوقاية من العزلة ما يلي:
عند تكديسها على شاحنة ، يجب أن يتم تكديسها بدقة في أكوام منفصلة لتقليل الانسكاب.يجب تكديس المواد معًا باستخدام اللودر ، مع رفعها إلى ارتفاع الجرافة بالكامل والتفريغ ، مما يؤدي إلى خلط المواد.إذا كان يجب على اللودر تحريك المواد وكسرها ، فلا تحاول بناء أكوام كبيرة.
يمكن أن يؤدي بناء المخزون في الطبقات إلى تقليل الفصل.يمكن بناء هذا النوع من المستودعات باستخدام جرافة.إذا تم تسليم المادة إلى الفناء ، فيجب على الجرافة دفع المادة إلى الطبقة المنحدرة.إذا تم بناء المكدس بحزام ناقل ، فيجب على الجرافة دفع المادة إلى طبقة أفقية.في أي حال ، يجب الحرص على عدم دفع المادة فوق حافة الكومة.هذا يمكن أن يؤدي إلى فيض ، وهو أحد الأسباب الرئيسية للانفصال.
التراص بالجرافات له عدد من العيوب.هناك خطران هامان هما تدهور المنتج وتلوثه.المعدات الثقيلة التي تعمل باستمرار على المنتج سوف تضغط المواد وتسحقها.عند استخدام هذه الطريقة ، يجب أن يحرص المصنعون على عدم المبالغة في تدهور المنتج في محاولة للتخفيف من مشاكل الفصل.غالبًا ما تجعل العمالة والمعدات الإضافية المطلوبة هذه الطريقة باهظة التكلفة ، ويتعين على المنتجين اللجوء إلى الفصل أثناء المعالجة.
تساعد سيور التكديس نصف القطرية على تقليل تأثير الفصل.مع تراكم المخزون ، يتحرك الناقل قطريًا إلى اليسار واليمين.عندما يتحرك الناقل بشكل قطري ، فإن نهايات الأكوام ، عادة من المواد الخشنة ، سوف يتم تغطيتها بمواد دقيقة.ستظل الأصابع الأمامية والخلفية خشنة ، لكن الكومة ستكون مختلطة أكثر من كومة الأقماع.
توجد علاقة مباشرة بين ارتفاع المادة وسقوطها الحر ودرجة الفصل التي تحدث.مع زيادة الارتفاع وتوسع مسار المادة المتساقطة ، هناك فصل متزايد بين المواد الدقيقة والخشنة.لذا فإن الناقلات ذات الارتفاع المتغير هي طريقة أخرى لتقليل الفصل.في المرحلة الأولية ، يجب أن يكون الناقل في أدنى موضع.يجب أن تكون المسافة إلى بكرة الرأس دائمًا أقصر ما يمكن.
يعتبر السقوط الحر من حزام النقل على كومة سببًا آخر للانفصال.تقلل السلالم الحجرية من الفصل عن طريق القضاء على المواد المتساقطة.الدرج الحجري عبارة عن هيكل يسمح للمواد بالتدفق إلى أسفل الدرجات على الأكوام.إنه فعال ولكن له تطبيق محدود.
يمكن التقليل من الفصل الذي تسببه الرياح باستخدام المزالق التلسكوبية.المزالق التلسكوبية الموجودة على حزم تفريغ الناقل ، الممتدة من الحزم إلى المكدس ، تحمي من الرياح وتحد من تأثيرها.إذا تم تصميمه بشكل صحيح ، فيمكنه أيضًا الحد من السقوط الحر للمواد.
كما ذكرنا سابقًا ، يوجد بالفعل عازل على الحزام الناقل قبل الوصول إلى نقطة التفريغ.بالإضافة إلى ذلك ، عندما تغادر المادة حزام النقل ، يحدث مزيد من الفصل.يمكن تركيب عجلة مجداف في نقطة التفريغ لإعادة خلط هذه المادة.تحتوي العجلات الدوارة على أجنحة أو مجاذيف تعبر وتخلط مسار المادة.سيقلل هذا من الفصل ، لكن تدهور المواد قد لا يكون مقبولاً.
يمكن أن يترتب على الانفصال تكاليف كبيرة.قد يؤدي المخزون الذي لا يفي بالمواصفات إلى فرض عقوبات أو رفض المخزون بالكامل.إذا تم تسليم مواد غير مطابقة إلى موقع العمل ، فقد تتجاوز الغرامات 0.75 دولار للطن.غالبًا ما تكون تكاليف العمالة والمعدات لإعادة تأهيل أكوام رديئة الجودة باهظة.تكلفة بناء مستودع بالساعة مع جرافة ومشغل أعلى من تكلفة ناقل تلسكوبي أوتوماتيكي ، وقد تتحلل المواد أو تتلوث للحفاظ على الفرز المناسب.هذا يقلل من قيمة المنتج.بالإضافة إلى ذلك ، عند استخدام معدات مثل الجرافة في مهام غير إنتاجية ، توجد تكلفة الفرصة البديلة المرتبطة باستخدام المعدات عند رسملتها لمهام الإنتاج.
يمكن اتباع نهج آخر لتقليل تأثير العزلة عند إنشاء مخزون في التطبيقات حيث يمكن أن يكون العزل مشكلة.يتضمن ذلك التراص في طبقات ، حيث تتكون كل طبقة من سلسلة من الحزم.
في قسم المكدس ، يتم عرض كل كومة كمكدس صغير.لا يزال الانقسام يحدث على كل كومة فردية بسبب نفس التأثيرات التي تمت مناقشتها سابقًا.ومع ذلك ، غالبًا ما يتكرر نمط العزل على كامل المقطع العرضي للكومة.ويقال إن مثل هذه الكدسات تتمتع بـ "دقة انقسام" أكبر لأن نمط التدرج اللوني المنفصل يتكرر في كثير من الأحيان على فترات زمنية أصغر.
عند معالجة الأكوام باستخدام محمل أمامي ، ليست هناك حاجة لخلط المواد ، حيث تشتمل المجرفة الواحدة على عدة رزم.عند استعادة المكدس ، تكون الطبقات الفردية مرئية بوضوح (انظر الشكل 2).
يمكن إنشاء الأكوام باستخدام طرق تخزين مختلفة.تتمثل إحدى الطرق في استخدام نظام ناقل الجسر والتفريغ ، على الرغم من أن هذا الخيار مناسب فقط للتطبيقات الثابتة.من العيوب المهمة في أنظمة النقل الثابتة أن ارتفاعها يكون ثابتًا عادةً ، مما قد يؤدي إلى فصل الرياح كما هو موضح أعلاه.
طريقة أخرى هي استخدام ناقل تلسكوبي.توفر الناقلات التلسكوبية الطريقة الأكثر فاعلية لتكوين الأكوام وغالبًا ما تُفضل على الأنظمة الثابتة حيث يمكن نقلها عند الحاجة ، وقد تم تصميم العديد منها بالفعل ليتم نقلها على الطريق.
تتكون النواقل التلسكوبية من ناقلات (نواقل واقية) مركبة داخل ناقلات خارجية بنفس الطول.يمكن أن يتحرك ناقل الطرف خطيًا بطول الناقل الخارجي لتغيير موضع بكرة التفريغ.إن ارتفاع عجلة التفريغ والموضع الشعاعي للناقل متغيران.
يعد التغيير ثلاثي المحاور لعجلة التفريغ ضروريًا لإنشاء أكوام ذات طبقات تتغلب على الفصل.عادةً ما تُستخدم أنظمة الرافعات ذات الحبال لتمديد وسحب ناقلات التغذية.يمكن تنفيذ الحركة الشعاعية للناقل بواسطة سلسلة ونظام ضرس أو محرك كوكبي يحرك هيدروليكيًا.عادةً ما يتم تغيير ارتفاع الناقل عن طريق تمديد أسطوانات الهيكل السفلي التلسكوبية.يجب التحكم في كل هذه الحركات لإنشاء أكوام متعددة الطبقات تلقائيًا.
تحتوي الناقلات التلسكوبية على آلية لإنشاء مداخن متعددة الطبقات.سيساعد تقليل عمق كل طبقة على الحد من الفصل.هذا يتطلب من الناقل أن يستمر في التحرك مع تراكم المخزون.الحاجة إلى الحركة المستمرة تجعل من الضروري أتمتة الناقلات التلسكوبية.هناك العديد من طرق الأتمتة المختلفة ، بعضها أرخص ولكن لها قيود كبيرة ، في حين أن البعض الآخر قابل للبرمجة بالكامل ويوفر المزيد من المرونة في إنشاء المخزون.
عندما يبدأ الناقل في تجميع المواد ، فإنه يتحرك بشكل شعاعي أثناء نقل المواد.يتحرك الناقل حتى يتم تشغيل مفتاح حد مثبت على عمود الناقل على طول مساره الشعاعي.يتم وضع الزناد اعتمادًا على طول القوس الذي يريد المشغل أن يتحركه الحزام الناقل.في هذه اللحظة ، سوف يمتد الناقل إلى مسافة محددة مسبقًا ويبدأ في التحرك في الاتجاه الآخر.تستمر هذه العملية حتى يتم تمديد ناقل سترينجر إلى أقصى امتداد له وتكتمل الطبقة الأولى.
عندما يتم بناء المستوى الثاني ، يبدأ الطرف في التراجع عن أقصى امتداد له ، ويتحرك شعاعيًا ويتراجع عند الحد المقوس.قم ببناء طبقات حتى يتم تنشيط مفتاح الإمالة المثبت على عجلة الدعم بواسطة الوبر.
سيرتفع الناقل المسافة المحددة ويبدأ المصعد الثاني.يمكن أن يتكون كل رافع من عدة طبقات ، حسب سرعة المادة.المصعد الثاني مشابه للأول ، وهكذا حتى يتم بناء الكومة بأكملها.يتم فصل جزء كبير من الكومة الناتجة ، ولكن توجد فيضانات عند حواف كل كومة.وذلك لأن أحزمة النقل لا يمكنها ضبط موضع مفاتيح الحد أو الكائنات المستخدمة لتشغيلها تلقائيًا.يجب ضبط مفتاح حد التراجع بحيث لا يدفن التجاوز عمود الناقل.