Malzeme ayrımı, çoğu depolama teknolojisinin doğasında var olan bir sorundur. Daha kaliteli ürünlere olan talep arttıkça, stok izolasyonu sorunu da daha da ciddi hale gelmektedir.
Hepimizin bildiği gibi, teleskopik radyal istif konveyörleri, istif ayırma için en verimli çözümdür. Her biri çeşitli malzemelerden oluşan katmanlar halinde envanter oluşturabilirler. Bu şekilde envanter oluşturmak için konveyörün neredeyse kesintisiz çalışması gerekir. Teleskopik konveyörlerin hareketi manuel olarak kontrol edilmek zorunda olsa da, otomasyon açık ara en verimli kontrol yöntemidir.
Otomatik geri çekilebilir konveyörler, çeşitli boyut, şekil ve konfigürasyonlarda özel envanter oluşturmak üzere programlanabilir. Bu neredeyse sınırsız esneklik, genel operasyonel verimliliği artırabilir ve daha kaliteli ürünler sunabilir.
Müteahhitler, her yıl çok çeşitli uygulamalar için toplu ürünler üretmek için milyonlarca dolar harcıyorlar. En popüler uygulamalar arasında temel malzemeler, asfalt ve beton yer alıyor.
Bu uygulamalar için ürün geliştirme süreci karmaşık ve maliyetlidir. Daha sıkı teknik özellikler ve toleranslar, ürün kalitesinin giderek daha önemli hale geldiği anlamına gelir.
Son olarak, malzeme stok alanından çıkarılır ve alt yapı, asfalt veya betona dahil edileceği bir yere taşınır.
Soyma, patlatma, kırma ve eleme için gereken ekipmanlar oldukça pahalıdır. Ancak gelişmiş ekipmanlar, agregayı sürekli olarak şartnameye uygun şekilde üretebilir. Envanter, entegre üretimin önemsiz bir parçası gibi görünebilir, ancak yanlış yapılırsa, şartnameye tamamen uygun bir ürünün şartnameyi karşılamamasına neden olabilir. Bu, yanlış depolama yöntemlerinin kullanılmasının, kaliteli bir ürün üretmenin maliyetinin bir kısmının kaybedilmesine yol açabileceği anlamına gelir.
Bir ürünü envantere koymak kalitesini tehlikeye atabilse de, envanter genel üretim sürecinin önemli bir parçasıdır. Malzemenin bulunabilirliğini sağlayan bir depolama yöntemidir. Üretim hızı genellikle belirli bir uygulama için gereken ürün hızından farklıdır ve envanter bu farkı telafi etmeye yardımcı olur.
Envanter, yüklenicilere dalgalanan piyasa talebine etkili bir şekilde yanıt vermeleri için yeterli depolama alanı da sağlar. Depolamanın sağladığı avantajlar nedeniyle, genel üretim sürecinin her zaman önemli bir parçası olacaktır. Bu nedenle, üreticiler depolamayla ilişkili riskleri azaltmak için depolama teknolojilerini sürekli olarak geliştirmelidir.
Bu makalenin ana konusu izolasyondur. Segregasyon, "malzemenin parçacık boyutuna göre ayrılması" olarak tanımlanır. Agregaların farklı uygulamaları, çok spesifik ve homojen malzeme sınıfları gerektirir. Segregasyon, ürün çeşitliliğinde aşırı farklılıklara yol açar.
Ayrışma, ürün kırıldıktan, elendikten ve uygun derecelendirmeye getirildikten sonra, agrega üretim sürecinin hemen hemen her yerinde meydana gelebilir.
Ayrışmanın meydana gelebileceği ilk yer envanterdir (bkz. Şekil 1). Malzeme envantere eklendikten sonra, sonunda geri dönüştürülecek ve kullanılacağı yere teslim edilecektir.
Ayrışmanın meydana gelebileceği ikinci yer ise işleme ve taşımadır. Agrega, asfalt veya beton santrali sahasına ulaştığında, ürünün alınıp kullanıldığı bunkerlere ve/veya depolama bunkerlerine yerleştirilir.
Ayrışma, silo ve siloların doldurulması ve boşaltılması sırasında da meydana gelir. Ayrıca, agrega asfalt veya beton karışımına karıştırıldıktan sonra, son karışımın yola veya başka bir yüzeye uygulanması sırasında da ayrışma meydana gelebilir.
Yüksek kaliteli asfalt veya beton üretimi için homojen agrega esastır. Ayrılabilir agreganın gradasyonundaki dalgalanmalar, kabul edilebilir bir asfalt veya beton elde etmeyi neredeyse imkansız hale getirir.
Belirli bir ağırlıktaki daha küçük parçacıklar, aynı ağırlıktaki daha büyük parçacıklardan daha büyük bir toplam yüzey alanına sahiptir. Bu durum, agregaların asfalt veya beton karışımlarına eklenmesi sırasında sorunlara yol açar. Agregadaki ince tanecik oranı çok yüksekse, harç veya bitüm eksikliği yaşanır ve karışım çok kalın olur. Agregadaki iri tanecik oranı çok yüksekse, harç veya bitüm fazlalığı yaşanır ve karışımın kıvamı aşırı ince olur. Ayrıştırılmış agregalardan inşa edilen yollar zayıf yapısal bütünlüğe sahiptir ve sonunda uygun şekilde ayrılmış ürünlerden inşa edilen yollara göre daha kısa bir kullanım ömrüne sahip olurlar.
Stokların ayrışmasına birçok faktör yol açar. Envanterin çoğu konveyör bantlar kullanılarak oluşturulduğundan, konveyör bantların malzeme ayırma üzerindeki doğal etkisini anlamak önemlidir.
Bant, malzemeyi konveyör bandı üzerinden taşırken, makaralı kasnak üzerinden geçerken hafifçe zıplar. Bu, makaralı kasnaklar arasındaki bantta bulunan hafif gevşeklikten kaynaklanır. Bu hareket, daha küçük parçacıkların malzeme kesitinin alt kısmına çökmesine neden olur. Kaba tanelerin üst üste gelmesi, onları üstte tutar.
Malzeme, konveyör bandının boşaltma tekerleğine ulaştığı anda, üstteki büyük malzemeden ve alttaki küçük malzemeden kısmen ayrılmış olur. Malzeme boşaltma tekerleğinin eğrisi boyunca hareket etmeye başladığında, üstteki (dış) parçacıklar alttaki (iç) parçacıklardan daha yüksek bir hızda hareket eder. Bu hız farkı, daha büyük parçacıkların yığına düşmeden önce konveyörden uzaklaşmasına, daha küçük parçacıkların ise konveyörün yanına düşmesine neden olur.
Ayrıca, küçük parçacıkların konveyör bandına yapışması ve konveyör bandı boşaltma tekerleğine dolanana kadar boşaltılmaması daha olasıdır. Bu da daha ince parçacıkların yığının ön tarafına doğru hareket etmesine neden olur.
Malzeme bir yığına düştüğünde, büyük parçacıklar küçük parçacıklara göre daha fazla ileri momentuma sahiptir. Bu, iri malzemelerin ince malzemelere göre daha kolay aşağı doğru hareket etmeye devam etmesine neden olur. İster büyük ister küçük olsun, yığının kenarlarından aşağı akan her türlü malzemeye döküntü denir.
Dökülmeler, stok ayrışmasının başlıca nedenlerinden biridir ve mümkün olduğunca kaçınılmalıdır. Dökülme, döküntünün eğiminden aşağı doğru yuvarlanmaya başladığında, daha büyük parçacıklar eğimin tamamı boyunca yuvarlanma eğilimindeyken, daha ince malzemeler döküntünün kenarlarına çökme eğilimindedir. Sonuç olarak, döküntü yığının kenarlarından aşağı doğru ilerledikçe, kabaran malzemede giderek daha az ince parçacık kalır.
Malzeme yığının alt kenarına veya ucuna ulaştığında, çoğunlukla daha büyük parçacıklardan oluşur. Dökülmeler, stok bölümünde görülebilen önemli bir ayrışmaya neden olur. Yığının dış ucu daha iri taneli bir malzemeden, iç ve üst kısmı ise daha ince taneli bir malzemeden oluşur.
Parçacıkların şekli de yan etkilere katkıda bulunur. Pürüzsüz veya yuvarlak parçacıkların, genellikle kare şeklinde olan ince parçacıklara göre yığının eğiminden aşağı yuvarlanma olasılığı daha yüksektir. Sınırların aşılması da malzemeye zarar verebilir. Parçacıklar yığının bir tarafından aşağı yuvarlanırken birbirlerine sürtünürler. Bu aşınma, bazı parçacıkların daha küçük boyutlara parçalanmasına neden olur.
Rüzgar, izolasyonun bir diğer nedenidir. Malzeme konveyör bandından çıkıp yığına düşmeye başladıktan sonra rüzgar, farklı boyutlardaki parçacıkların hareket yörüngesini etkiler. Rüzgarın hassas malzemeler üzerinde büyük etkisi vardır. Bunun nedeni, küçük parçacıkların yüzey alanının kütleye oranının büyük parçacıklarınkinden daha fazla olmasıdır.
Envanterde bölünme olasılığı, depodaki malzeme türüne bağlı olarak değişiklik gösterebilir. Ayrışma ile ilgili en önemli faktör, malzemedeki parçacık boyutu değişim derecesidir. Daha fazla parçacık boyutu değişimi olan malzemeler, depolama sırasında daha yüksek bir ayrışma derecesine sahip olacaktır. Genel bir kural olarak, en büyük parçacık boyutunun en küçük parçacık boyutuna oranı 2:1'i aşarsa, ambalaj ayrışmasında sorunlar yaşanabilir. Öte yandan, parçacık boyutu oranı 2:1'den azsa, hacim ayrışması minimumdur.
Örneğin, 200 mesh'e kadar parçacık içeren alt zemin malzemeleri depolama sırasında delaminasyona uğrayabilir. Ancak, yıkanmış taş gibi malzemelerin depolanması sırasında yalıtım önemsiz olacaktır. Kumun çoğu ıslak olduğundan, kumu ayrışma sorunu yaşamadan depolamak genellikle mümkündür. Nem, parçacıkların birbirine yapışmasına ve ayrışmanın engellenmesine neden olur.
Ürün depolandığında, izolasyonu önlemek bazen imkansızdır. Bitmiş yığının dış kenarı çoğunlukla iri taneli malzemeden oluşurken, iç kısmı daha yoğun ince malzeme içerir. Bu tür yığınların ucundan malzeme alırken, malzemeyi karıştırmak için farklı yerlerden kepçeler almak gerekir. Malzemeyi yalnızca yığının önünden veya arkasından alırsanız, ya tüm iri taneli malzemeyi ya da tüm ince taneli malzemeyi elde edersiniz.
Kamyonlara yükleme yaparken ek yalıtım olanakları da mevcuttur. Kullanılan yöntemin taşmaya neden olmaması önemlidir. Önce kamyonun önünü, sonra arkasını ve son olarak ortasını yükleyin. Bu, kamyonun içindeki aşırı yüklemenin etkilerini en aza indirecektir.
Envanter sonrası işlem yaklaşımları faydalıdır, ancak amaç envanter oluşturma sırasında karantinaları önlemek veya en aza indirmek olmalıdır. İzolasyonu önlemenin faydalı yolları şunlardır:
Bir kamyona istiflendiğinde, dökülmeyi en aza indirmek için ayrı ayrı istifler halinde düzgün bir şekilde istiflenmelidir. Malzeme, bir yükleyici kullanılarak, kepçe tam yüksekliğine kaldırılarak ve boşaltılarak birlikte istiflenmelidir; bu, malzemeyi karıştıracaktır. Bir yükleyicinin malzemeyi taşıması ve kırması gerekiyorsa, büyük yığınlar oluşturmaya çalışmayın.
Envanterin katmanlar halinde oluşturulması ayrışmayı en aza indirebilir. Bu tür bir depo bir buldozerle inşa edilebilir. Malzeme sahaya teslim ediliyorsa, buldozer malzemeyi eğimli katmana itmelidir. Yığın bir konveyör bantla inşa ediliyorsa, buldozer malzemeyi yatay bir katmana itmelidir. Her durumda, malzemeyi yığının kenarından itmemeye dikkat edilmelidir. Bu, ayrışmanın ana nedenlerinden biri olan taşmaya yol açabilir.
Buldozerlerle istiflemenin birçok dezavantajı vardır. Bunlardan iki önemli risk, ürün bozulması ve kirlenmesidir. Ürün üzerinde sürekli çalışan ağır ekipmanlar, malzemeyi sıkıştırıp ezecektir. Bu yöntemi kullanırken, üreticiler ayırma sorunlarını hafifletmek için ürünü aşırı derecede bozmamaya dikkat etmelidir. Gereken ekstra iş gücü ve ekipman, bu yöntemi genellikle aşırı pahalı hale getirir ve üreticiler işleme sırasında ayırma işlemine başvurmak zorunda kalırlar.
Radyal istifleme konveyörleri, ayrılmanın etkisini en aza indirmeye yardımcı olur. Envanter biriktikçe, konveyör sağa ve sola radyal olarak hareket eder. Konveyör radyal olarak hareket ettikçe, genellikle iri malzemeden oluşan istiflerin uçları ince malzemeyle kaplanır. Ön ve arka parmaklar hala pürüzlü olacaktır, ancak yığın, koni yığınından daha karışık olacaktır.
Malzemenin yüksekliği ve serbest düşüşü ile oluşan ayrışma derecesi arasında doğrudan bir ilişki vardır. Yükseklik arttıkça ve düşen malzemenin yörüngesi genişledikçe, ince ve iri malzeme arasında artan bir ayrışma meydana gelir. Dolayısıyla, değişken yükseklikteki konveyörler ayrışmayı azaltmanın bir başka yoludur. İlk aşamada, konveyör en alçak konumda olmalıdır. Baş kasnağa olan mesafe her zaman mümkün olduğunca kısa olmalıdır.
Bir konveyör bandından yığına serbest düşüş, ayrışmanın bir diğer nedenidir. Taş merdivenler, serbest düşen malzemeyi ortadan kaldırarak ayrışmayı en aza indirir. Taş merdiven, malzemenin basamaklardan aşağı yığınlara akmasını sağlayan bir yapıdır. Etkilidir, ancak sınırlı bir uygulama alanına sahiptir.
Teleskopik oluklar kullanılarak rüzgarın neden olduğu ayrılma en aza indirilebilir. Konveyör tahliye kasnaklarında, kasnaktan bacaya kadar uzanan teleskopik oluklar, rüzgara karşı koruma sağlar ve rüzgarın etkisini sınırlar. Doğru şekilde tasarlanırsa, malzemenin serbest düşüşünü de sınırlayabilir.
Daha önce de belirtildiği gibi, konveyör bandı boşaltma noktasına ulaşmadan önce zaten izolasyon mevcuttur. Ayrıca, malzeme konveyör bandından çıktığında daha fazla ayrışma meydana gelir. Bu malzemeyi tekrar karıştırmak için boşaltma noktasına bir kanat çarkı takılabilir. Döner çarklar, malzemenin yolunu kat eden ve karıştıran kanatlara veya kanatçıklara sahiptir. Bu, ayrışmayı en aza indirir, ancak malzeme bozulması kabul edilemez.
Ayırma işlemi önemli maliyetler gerektirebilir. Spesifikasyonlara uymayan envanter, cezalara veya tüm envanterin reddedilmesine neden olabilir. Şantiyeye uygun olmayan malzeme teslim edilirse, ton başına 0,75 ABD dolarını aşabilecek para cezaları uygulanabilir. Düşük kaliteli yığınların onarımı için işçilik ve ekipman maliyetleri genellikle çok yüksektir. Bir buldozer ve operatörlü bir depo inşa etmenin saatlik maliyeti, otomatik bir teleskopik konveyörün maliyetinden daha yüksektir ve malzeme, uygun şekilde ayrıştırılabilmesi için ayrışabilir veya kirlenebilir. Bu durum, ürünün değerini düşürür. Ayrıca, buldozer gibi bir ekipman üretim dışı görevler için kullanıldığında, üretim görevleri için sermayeleştirildiğinde ekipmanın kullanılmasıyla ilişkili bir fırsat maliyeti vardır.
İzolasyonun sorun olabileceği uygulamalarda envanter oluştururken izolasyonun etkisini en aza indirmek için başka bir yaklaşım da benimsenebilir. Bu yaklaşım, her katmanın bir dizi yığından oluştuğu katmanlar halinde istiflemeyi içerir.
Yığın bölümünde, her yığın minyatür bir yığın olarak gösterilir. Bölünme, daha önce tartışılan aynı etkiler nedeniyle her bir yığında gerçekleşir. Ancak, izolasyon örüntüsü yığının tüm kesitinde daha sık tekrarlanır. Ayrık gradyan örüntüsü daha kısa aralıklarla daha sık tekrarlandığından, bu tür yığınların daha yüksek "bölünme çözünürlüğüne" sahip olduğu söylenir.
Ön yüklemeli bir makineyle yığınlar işlenirken, tek bir kepçe birkaç yığını içerdiğinden, malzemeleri karıştırmaya gerek yoktur. Yığın tekrar eski haline getirildiğinde, katmanlar açıkça görülebilir (bkz. Şekil 2).
Çeşitli depolama yöntemleri kullanılarak yığınlar oluşturulabilir. Bunlardan biri, köprü ve boşaltma konveyör sistemi kullanmaktır, ancak bu seçenek yalnızca sabit uygulamalar için uygundur. Sabit konveyör sistemlerinin önemli bir dezavantajı, yüksekliklerinin genellikle sabit olmasıdır; bu da yukarıda açıklandığı gibi rüzgarın ayrışmasına yol açabilir.
Bir diğer yöntem ise teleskopik konveyör kullanmaktır. Teleskopik konveyörler, istif oluşturmanın en verimli yolunu sunar ve gerektiğinde hareket ettirilebildikleri için genellikle sabit sistemlere göre tercih edilirler; ayrıca çoğu, yolda taşınmak üzere tasarlanmıştır.
Teleskopik konveyörler, aynı uzunluktaki dış konveyörlerin içine yerleştirilmiş konveyörlerden (koruyucu konveyörler) oluşur. Uç konveyör, boşaltma kasnağının konumunu değiştirmek için dış konveyörün uzunluğu boyunca doğrusal olarak hareket edebilir. Boşaltma tekerleğinin yüksekliği ve konveyörün radyal konumu değişkendir.
Boşaltma tekerleğinin üç eksenli değişimi, ayrışmayı önleyen katmanlı kazıklar oluşturmak için gereklidir. Halatlı vinç sistemleri genellikle besleme konveyörlerini uzatmak ve geri çekmek için kullanılır. Konveyörün radyal hareketi, bir zincir ve dişli sistemi veya hidrolik tahrikli bir planet dişli sistemi ile gerçekleştirilebilir. Konveyörün yüksekliği genellikle teleskopik şasi silindirlerinin uzatılmasıyla değiştirilir. Çok katmanlı kazıkların otomatik olarak oluşturulması için tüm bu hareketlerin kontrol edilmesi gerekir.
Teleskopik konveyörler, çok katmanlı istifler oluşturmak için bir mekanizmaya sahiptir. Her katmanın derinliğini en aza indirmek, ayrışmayı sınırlamaya yardımcı olacaktır. Bu, envanter biriktikçe konveyörün hareket etmeye devam etmesini gerektirir. Sürekli hareket ihtiyacı, teleskopik konveyörlerin otomasyonunu gerekli kılar. Bazıları daha ucuz ancak önemli kısıtlamalara sahip olan birkaç farklı otomasyon yöntemi mevcuttur; bazıları ise tamamen programlanabilir ve envanter oluşturmada daha fazla esneklik sunar.
Konveyör malzeme biriktirmeye başladığında, malzemeyi taşırken radyal olarak hareket eder. Konveyör, konveyör şaftına monte edilmiş bir limit anahtarı radyal yolu boyunca tetiklenene kadar hareket eder. Tetik, operatörün konveyör bandının hareket etmesini istediği yay uzunluğuna bağlı olarak ayarlanır. Bu anda, konveyör önceden belirlenmiş bir mesafeye kadar uzar ve diğer yönde hareket etmeye başlar. Bu işlem, kirişli konveyör maksimum uzatma mesafesine ulaşana ve ilk katman tamamlanana kadar devam eder.
İkinci seviye inşa edildiğinde, uç maksimum uzamasından geri çekilmeye başlar, radyal olarak hareket eder ve yay sınırında geri çekilir. Destek tekerleğine monte edilmiş eğim anahtarı kazık tarafından etkinleştirilene kadar katmanlar oluşturun.
Konveyör, belirlenen mesafeye kadar ilerleyecek ve ikinci kaldırma işlemini başlatacaktır. Her kaldırıcı, malzemenin hızına bağlı olarak birkaç katmandan oluşabilir. İkinci kaldırma, birincisine benzer ve tüm yığın inşa edilene kadar bu şekilde devam eder. Ortaya çıkan yığının büyük bir kısmı izole edilmiştir, ancak her yığının kenarlarında taşmalar vardır. Bunun nedeni, konveyör bantlarının limit anahtarlarının veya bunları çalıştırmak için kullanılan nesnelerin konumunu otomatik olarak ayarlayamamasıdır. Geri çekme limit anahtarı, taşmanın konveyör şaftını gömmemesi için ayarlanmalıdır.