Sơ đồ thiết kế và tính toán các thông số chính của cân đa đầu trong vận hành thực tế.

Tác giả: Smartweigh – Máy cân đa đầu

Cân đa đầu (cân định lượng theo trọng lượng) là thiết bị phân tích định lượng trọng lượng tịnh, chủ yếu được sử dụng để cân trọng lượng tịnh liên tục trong toàn bộ quy trình, có thể thực hiện phân tích trọng lượng tịnh và định lượng nguyên liệu cần được cung cấp liên tục, và hiển thị thông tin về lưu lượng tức thời và tổng lưu lượng nguyên liệu. Nguyên tắc cơ bản là sử dụng máy móc và thiết bị cân trọng lượng tịnh dữ liệu tĩnh, lựa chọn công nghệ cân trọng lượng tịnh của cân kho dữ liệu tĩnh, và sử dụng cảm biến tải trọng để đo trọng lượng tịnh trong kho. Tuy nhiên, trên bảng điều khiển của cân đa đầu, để có được kết quả chính xác hơn về lượng mất trọng lượng tịnh trên mỗi đơn vị thời gian của cân kho nguyên liệu, cần phải đo tổng lưu lượng tức thời của nguyên liệu.

Hình 1, phía bên trái, là sơ đồ khung của hệ thống cân đo thiếu nguyên liệu tịnh. Khi nguyên liệu trong kho cân đo thiếu hụt các nguyên liệu cần thiết, van nguyên liệu có thể được mở. Khi đạt đến mức nguyên liệu tối đa, van nguyên liệu được đóng lại, và kho cân đo được hỗ trợ bởi hệ thống cân đo thiếu hụt nguyên liệu tịnh. Để việc cân đo chính xác hơn, các cạnh trên và dưới của kho cân được kết nối theo các lối đi và lối ra mềm, và máy móc thiết bị phía trước và phía sau, bên trái và bên phải không cộng dồn trọng lượng tịnh của nguyên liệu trong đó vào kho cân. Hình 1, phía bên phải, là hình chiếu bằng của toàn bộ quy trình cung cấp liên tục. Có một hệ thống tuần hoàn cho toàn bộ quy trình cung cấp liên tục (thông tin trên hình thể hiện 3 hệ thống tuần hoàn).

Mỗi hệ thống chu kỳ bao gồm 2 chu kỳ thời gian: khi kho trọng lượng tịnh cần giảm, trọng lượng tịnh của nguyên liệu trong kho trọng lượng tịnh được tăng lên, và khi đạt đến vị trí nguyên liệu tối đa tại thời điểm t1, van nguyên liệu được đóng lại, và băng tải trục vít bắt đầu xả nguyên liệu, và trọng lượng tịnh bị giảm tại thời điểm này. Sau khi cân hoạt động trong một khoảng thời gian, trọng lượng tịnh của nguyên liệu trong kho trọng lượng tịnh sẽ giảm xuống. Khi đạt đến vị trí nguyên liệu tối thiểu tại thời điểm t2, van nguyên liệu sẽ được mở lại. Thời gian từ t1 đến t2 cung cấp thời gian chu kỳ cho kiểu cấp liệu cưỡng bức. Sau một khoảng thời gian, trọng lượng tịnh của nguyên liệu trong kho trọng lượng tịnh sẽ tăng lên. Khi thời điểm t3 đạt đến vị trí nguyên liệu tối đa một lần nữa, van nguyên liệu được đóng lại, và thời gian từ t2 đến t3 được lặp lại trong thời gian chu kỳ cấp liệu cưỡng bức, và tỷ lệ tốc độ của băng tải trục vít được giám sát theo lưu lượng tức thời, để đạt được chu kỳ cấp liệu ổn định. Trong suốt quá trình hoạt động, tỷ số tốc độ của băng tải trục vít duy trì tỷ số tốc độ ngay trước khi bắt đầu chu kỳ và không thay đổi, được cung cấp bởi phương pháp giám sát lưu lượng thể tích không đổi. Do cân đa đầu kết hợp chặt chẽ giữa cân động và cân dữ liệu tĩnh, cũng như kết hợp chặt chẽ giữa cấp liệu gián đoạn và cấp liệu liên tục, cấu trúc này thuận lợi cho việc làm kín, phù hợp với bê tông, vôi bột, than nghiền, thực phẩm, dược phẩm và các nguyên liệu thô nhỏ khác. Quá trình cân và cấp liệu có thể đạt được độ chính xác và tuyến tính cao. Cân đa đầu hoạt động dựa trên sự cần thiết của phương án thiết kế thông số chính.

Khi thiết kế cân có chức năng đo trọng lượng tịnh bị thiếu, cần lưu ý các thông số vận hành chính như tần suất cấp liệu, khối lượng cấp liệu lại, dung lượng kho cấp liệu lại và tốc độ cấp liệu lại. Nếu không, cân đo trọng lượng tịnh bị thiếu sẽ không hoạt động đúng cách. Ví dụ, một khách hàng đã mua một máy cân đa đầu từ nhà sản xuất để bảo trì thiết bị tại chỗ. Tại thời điểm mua, chỉ có 3 cảm biến trọng lượng 100kg được mua kèm.

Nhà sản xuất đã cử người đến tận nơi để tìm hiểu rằng nguyên liệu thô của khách hàng là dung dịch axit boric, mật độ tương đối là 1510kg/m3, lưu lượng tổng tối đa là 36kg/h, và lưu lượng tổng thông thường là 21~24kg/h. Vì lưu lượng tổng nhỏ như vậy, phễu sử dụng ba điểm đỡ cảm biến trọng lượng 100kg, và phễu phân tích có dung tích lớn. Đây là một vấn đề không khoa học trong việc lựa chọn mô hình. Một vấn đề khác là phễu được kết nối với máy có nguồn rung trong quá trình lắp đặt. Chúng ta có thể chọn 15~20 lần/giờ theo tiêu chuẩn kinh nghiệm làm việc được khuyến nghị cao dưới đây khi nhu cầu lớn hơn, và trọng lượng tịnh của mỗi lần cung cấp bổ sung là 36/15~36/20, tức là 1,9kg~2,4kg. Trọng lượng tịnh của nguyên liệu thô được chịu bởi mỗi cảm biến trọng lượng nhỏ hơn 1 kg, và phạm vi đo hợp lý là khoảng 0,5~1%.

Nhìn chung, phạm vi đo hợp lý của cảm biến trọng lượng nên nằm trong khoảng 10-30% để đảm bảo độ chính xác cao hơn khi cân. Ví dụ, với trọng lượng tịnh của nguyên liệu là 2,4kg và trọng lượng tịnh của kho nguyên liệu cùng máy móc thiết bị (băng tải trục vít, v.v.), tổng trọng lượng khoảng 10kg. Khi sử dụng ba cảm biến trọng lượng, phạm vi đo của mỗi cảm biến có thể được chọn từ 5kg đến 10kg. Nói cách khác, số lượng cảm biến 100kg mua thêm tăng lên 10-20 lần, làm giảm độ tin cậy của cân đa đầu và giảm độ chính xác khi cân.

Trường hợp này cho thấy rằng phương án thiết kế của cân đa đầu cũng phải tuân thủ tiêu chuẩn phương án thiết kế, và các thông số chính của thiết bị máy móc và hoạt động của cân đa đầu không thể được quyết định nếu không đo đạc. 3. Tính toán các thông số chính trong phương án thiết kế hoạt động của cân đa đầu. 3.1 Tính toán tần số cấp liệu.

Đối với cân đa đầu, tỷ lệ chu kỳ cung cấp lực (tỷ lệ thời gian = chu kỳ cung cấp lực/chu kỳ tái cung cấp) trong mỗi hệ tuần hoàn càng lớn thì càng tốt, nói chung tỷ lệ này phải lớn hơn 10:1. Điều này là do loại cung cấp lực tạo ra thời gian chu kỳ với độ chính xác cao hơn nhiều so với thời gian chu kỳ tái cung cấp, và loại cung cấp thời gian chu kỳ càng dài thì độ chính xác tổng thể của cân đa đầu càng cao. Tần số hệ tuần hoàn trên mỗi đơn vị thời gian của cân đa đầu thường được biểu thị bằng tần số hệ tuần hoàn trên mỗi giờ khi nhu cầu lớn hơn, tức là lần/giờ.

Lấy nhu cầu lớn hơn mỗi giờ làm tiêu chuẩn, hằng số thời gian nhu cầu trên mỗi đơn vị thời gian (ví dụ: mỗi giây) là điều kiện tiên quyết. Tần số của hệ thống tuần hoàn càng thấp, lượng hàng mỗi lần cấp càng lớn, dung lượng và trọng lượng tịnh của kho trọng lượng tịnh càng lớn, độ chính xác khi đo trạng thái không trọng lượng bằng cách sử dụng nhiều cấp độ cảm biến tải càng thấp; tần số của hệ thống tuần hoàn càng cao, lượng hàng mỗi lần cấp càng lớn. Tần số càng thấp, dung lượng và trọng lượng tịnh của kho trọng lượng tịnh càng nhỏ, và độ chính xác khi sử dụng ít cảm biến tải để đo trạng thái không trọng lượng càng cao. Tuy nhiên, nếu tần số của hệ thống tuần hoàn quá cao, thiết bị máy cấp liệu thường xuyên bị dừng hoạt động, và bảng điều khiển của cân đa đầu thường xuyên chuyển đổi giữa thời gian chu kỳ cấp liệu cưỡng bức và thời gian chu kỳ cấp liệu lại, điều này không tốt.

Theo kinh nghiệm làm việc thông thường, hầu hết các hệ thống phần mềm trong môi trường không trọng lực đều cung cấp nguyên liệu, đặc biệt là đối với các hạt dạng bột và khó lưu động, tần suất cung cấp lại được chọn là 15-20 lần/giờ khi nhu cầu lớn. Khi nhu cầu thấp hơn, tần suất cung cấp lại được giảm xuống, và chu kỳ cung cấp cưỡng bức chiếm tỷ lệ lớn hơn, điều này có lợi cho việc cải thiện độ chính xác. Ngoại trừ kinh nghiệm làm việc thông thường, một số ứng dụng cung cấp tổng lưu lượng đặc biệt thấp, mặc dù dung lượng kho rất nhỏ, nhưng vẫn có thể lưu trữ nguyên liệu thô được cung cấp trong hơn 1 giờ, và thời gian cung cấp cũng hơn 1 giờ.

Các trường hợp sau: Nguồn cung cấp lớn hơn cung cấp tổng lưu lượng 2kg/h. Tỷ lệ lắng đọng nguyên liệu thô là 803kg/m3. Tổng lưu lượng cấp liệu với thể tích lớn hơn là 2/803 = 0,0025m3/h.

Nếu dung tích kho là 0,01m³ (xấp xỉ tương đương với kích thước kho 250mm × 250mm × 250mm) thì đủ dùng cho 2-3 giờ nguyên liệu, và mỗi lần sử dụng không quá 10kg, do đó không cần cấp liệu tự động, có thể xem xét sử dụng nguyên liệu thủ công. Tuy nhiên, tính tuyến tính của tổng lưu lượng sẽ thấp hơn một chút. 3.2 Tính toán lại khối lượng cấp liệu. Sau khi chọn tần suất nạp liệu, có thể đo khối lượng nạp liệu và tổng khối lượng cung cấp.

Lấy ví dụ một máy cân nhiều đầu: đầu cân lớn hơn cung cấp tổng lưu lượng 270KG/giờ. Khối lượng riêng của nguyên liệu thô là 485kg/m3. Tổng lưu lượng khi cấp liệu với thể tích lớn hơn là 270/480 = 0,561m3/giờ.

Với tốc độ giao hàng lớn hơn, tần suất giao hàng lại được chọn là 15 lần/giờ. Phương pháp tính toán khối lượng hàng hóa được nạp lại: khối lượng hàng hóa được nạp lại = lượng hàng bổ sung lớn hơn (kg/giờ) ÷ Mật độ (kg/m3) ÷ Tần suất nhập lại (tần suất nhập lại/giờ). Trong trường hợp này, khối lượng hàng hóa được nạp lại = 270 ÷ 480 ÷ 15 = 0,0375 m3. 3.3 Tính toán dung tích kho theo trọng lượng tịnh.

Dung tích kho theo trọng lượng tịnh trong bản thiết kế phải lớn hơn dung tích kho theo trọng lượng tịnh đã tính toán. Điều này là do khi bắt đầu khai thác kho theo trọng lượng tịnh, chắc chắn sẽ có nguyên vật liệu tồn kho và không gian trống ở phía trên. Nếu mỗi yếu tố chiếm 20%, và lấy dung tích kho theo trọng lượng tịnh chia cho 0,6, ta có thể đạt được dung tích kho cần thiết.

Thể tích kho chứa hàng theo trọng lượng tịnh cuối cùng được lựa chọn phải phù hợp với thể tích kho cố định. Phương pháp tính toán thể tích xếp dỡ: dung tích kho chứa hàng theo trọng lượng tịnh = thể tích theo trọng lượng tịnh ÷ k. Trong công thức: k là chỉ số dự trữ ước tính của kho nguyên liệu, có thể từ 0,4 đến 0,7, và giá trị đề xuất là 0,6.

Trong ví dụ này, dung tích kho theo trọng lượng tịnh = 0,0375÷0,6=0,0625m3. Khi thể tích của kho định hình là 0,6m3, 0,8m3, 1,0m3 và các thông số kỹ thuật và kiểu dáng khác, độ dày thành kho nên từ 0,08m3 trở lên, và dung tích của kho theo trọng lượng nên là 0,08m3. 3.4 Đo tỷ lệ lắp đặt lại.

Máy cân đa đầu được cung cấp bởi phương pháp công suất cố định độ chính xác thấp trong thời gian chu kỳ nạp lại, do đó tốc độ nạp lại của máy nạp lại được quy định là nhanh (thường, nó nên được kiểm soát trong khoảng 5s~20s). Phương pháp tính toán tốc độ nạp lại: tốc độ tái đầu tư = [thể tích tái đầu tư (m3) ÷ Thời gian tái đầu tư (s) × 60 (s/phút)] + [tổng lưu lượng đầu tư vốn thể tích lớn (m3/h) ÷ 60 (phút/giờ)] Trong phương trình 2, tốc độ bổ sung lại bao gồm 2 mục mới, mục mới đầu tiên là tốc độ bổ sung dựa trên thể tích bổ sung lại, và mục mới thứ hai thường bị nhiều người bỏ qua, cho thấy rằng cùng một tốc độ bổ sung theo thời gian, nguyên liệu thô phải được bổ sung lại vào phần này khi thêm vào. Theo giá trị này, tốc độ bổ sung lại gấp khoảng 30 lần tốc độ bổ sung lớn hơn. Nói cách khác, dựa trên giá trị này, khi ước tính tỷ lệ bổ sung lại của các loại cân có trọng lượng tịnh bị thiếu, có thể ước tính tỷ lệ bổ sung lớn hơn gấp 25-40 lần.

Tác giả: Smartweigh – Các nhà sản xuất máy cân đa đầu

Tác giả: Smartweigh – Bộ cân tuyến tính

Tác giả: Smartweigh – Máy cân tuyến tính và đóng gói

Tác giả: Smartweigh – Máy đóng gói cân đa đầu

Tác giả: Smartweigh – Khay Denster

Tác giả: Smartweigh – Máy đóng gói dạng vỏ sò

Tác giả: Smartweigh – Máy cân kết hợp

Tác giả: Smartweigh – Máy đóng gói Doypack

Tác giả: Smartweigh – Máy đóng gói túi sẵn

Tác giả: Smartweigh – Máy đóng gói quay

Tác giả: Smartweigh – Máy đóng gói thẳng đứng

Tác giả: Smartweigh – Máy đóng gói VFFS