Sơ lược về máy cân đa đầu, sơ đồ sử dụng các thông số cơ bản, tính toán và ví dụ ứng dụng.

Tác giả: Smartweigh – Máy cân đa đầu

Máy cân đa đầu (máy cấp liệu theo phương pháp giảm trọng lượng) là một loại thiết bị cấp liệu cân phân tích định lượng. Về mục đích chính, máy cân đa đầu được sử dụng cho toàn bộ quá trình cân liên tục động, có thể thực hiện việc cấp liệu liên tục các nguyên liệu thô. Máy cân thực hiện các thao tác cân và phân tích định lượng, đồng thời hiển thị thông tin về tổng lưu lượng nguyên liệu tức thời. Về cơ bản, nó là một hệ thống cân dữ liệu tĩnh, sử dụng công nghệ cân của cân phễu dữ liệu tĩnh và sử dụng cảm biến cân để cân phễu. Tuy nhiên, trên bảng điều khiển của máy cân đa đầu, cần phải tính toán trọng lượng tịnh bị mất trên mỗi đơn vị thời gian của cân phễu để có được tổng lưu lượng nguyên liệu tức thời.

Hình 1 là hình chiếu mặt bằng nguyên lý hoạt động của cân đa đầu. Mô tả ngắn gọn về cân đa đầu, phương án thiết kế, đo lường và ứng dụng các thông số chính của hoạt động và trường hợp ứng dụng của nó. Hình 1. Hình chiếu mặt bằng nguyên lý của cân đa đầu. Hình 1 là sơ đồ cấu trúc của cân đa đầu. Khi đạt đến mức vật liệu tối đa, van xả được đóng lại, và phễu cân được đỡ bởi cân đa đầu. Để đảm bảo độ chính xác khi cân, các mặt trên và dưới của phễu cân đều được kết nối theo kênh mềm hoặc cửa vào và cửa ra, sao cho trọng lượng tịnh của máy móc thiết bị phía trước và phía sau, bên trái và bên phải cũng như nguyên liệu không bị dồn lên phễu cân.

Hình 1, phía bên phải, là hình chiếu bằng của toàn bộ quy trình cấp liệu liên tục. Toàn bộ quy trình cấp liệu liên tục có hệ thống chu trình (ba chu trình được thể hiện trên hình). Mỗi hệ thống chu trình bao gồm hai chu kỳ: khi phễu cân trống, van xả được mở để xả nguyên liệu, và trọng lượng tịnh của nguyên liệu trong phễu cân tiếp tục tăng. Khi đạt đến mức nguyên liệu tối đa tại thời điểm t1, van xả được đóng lại. Băng tải trục vít bắt đầu đổ nguyên liệu, sau đó cân đa đầu bắt đầu hoạt động; sau một khoảng thời gian, khi trọng lượng tịnh của nguyên liệu trong phễu cân tiếp tục giảm và đạt đến mức nguyên liệu tối thiểu tại thời điểm t2, van xả được mở lại, và khoảng thời gian từ t1 đến t2 là thời gian chu trình cấp liệu cưỡng bức; sau một khoảng thời gian, khi trọng lượng tịnh của nguyên liệu trong phễu cân tiếp tục tăng và đạt đến mức nguyên liệu tối đa một lần nữa tại thời điểm t3, van xả được đóng lại, và khoảng thời gian từ t2 đến t3 là thời gian chu trình xả lại, và cứ thế tiếp tục. Trong suốt chu kỳ cấp liệu cưỡng bức, tỷ số tốc độ của băng tải trục vít được theo dõi dựa trên lưu lượng tức thời để đạt được tốc độ cấp liệu ổn định; trong suốt chu kỳ dỡ hàng, tỷ số tốc độ của băng tải trục vít sẽ duy trì ở mức tỷ số tốc độ ngay trước khi bắt đầu chu kỳ. Chuyển sang phương pháp giám sát lưu lượng thể tích không đổi cho bộ cấp liệu.

Do máy cân đa đầu tích hợp cân động và cân dữ liệu tĩnh, đồng thời tích hợp bộ cấp liệu gián đoạn và cấp liệu liên tục, cấu trúc dễ bịt kín, phù hợp cho việc cân các nguyên liệu siêu mịn như bê tông, bột vôi sống, than nghiền, thực phẩm, dược phẩm, v.v. Việc kiểm soát trọng lượng và độ ổn định có thể đạt được độ chính xác và tuyến tính cao trong cân. 2. Sự cần thiết của phương án thiết kế các thông số chính trong hoạt động của máy cân đa đầu Khi thiết kế phương án của máy cân đa đầu, các thông số chính trong hoạt động như tần số xả, thể tích xả lại, dung tích phễu cân và tốc độ xả lại phải được xem xét, nếu không máy cân đa đầu sẽ không hoạt động đúng cách. Một khách hàng đã mua máy cân đa đầu từ nhà sản xuất để bảo trì thiết bị tại chỗ nhằm phân tích đặc điểm. Chỉ mua 3 cảm biến cân 100kg. Sau khi đưa vào sử dụng, phát hiện điểm 0 không ổn định, và tổng lưu lượng đôi khi không hiển thị thông tin và các lỗi thường gặp khác.

Sau khi nhà sản xuất cử người đến hiện trường, họ nhận ra rằng nguyên liệu thô của khách hàng là axit boric, khối lượng riêng tương đối là 1510kg/m3, lưu lượng tổng tối đa chỉ là 36kg/h, và lưu lượng tổng thông thường là 21~24kg/h. Vì lưu lượng tổng rất nhỏ, phễu chứa sử dụng ba điểm đỡ cảm biến cân 100kg, và dung tích của phễu phân tích khá lớn. Có thể tuân theo các quy tắc kinh nghiệm làm việc được khuyến nghị mạnh mẽ dưới đây: “Khi lượng tro lớn, tần suất xả lại được chọn là 15 đến 20 lần/giờ”. Để chuyển tiếp, trọng lượng tịnh của mỗi lần xả lại là 36/15~36/20, tức là 1,9kg~2,4kg. Trọng lượng tịnh của nguyên liệu thô được mỗi cảm biến cân mang theo 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 cân nên ít nhất là 10~30% trở lên để đảm bảo độ chính xác cao hơn. Ví dụ, với khối lượng nguyên liệu là 2,4kg cộng với khối lượng tịnh của phễu và thiết bị cấp liệu (như băng tải trục vít), tổng trọng lượng khoảng 10kg. Nếu sử dụng ba cảm biến tải, phạm vi đo của mỗi cảm biến có thể được chọn từ 5kg đến 10kg. Điều đó có nghĩa là phạm vi đo của cảm biến 100kg ban đầu được đặt hàng sẽ lớn hơn từ 10 đến 20 lần, dẫn đến độ tin cậy kém của cân đa đầu và độ chính xác cân thấp.

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 phải được xác định sau khi tính toán. 3. Tính toán phương án thiết kế các thông số chính của hoạt động cân đa đầu 3.1 Tính toán tần số xả Hình 1 mô tả chi tiết hoạt động của cân đa đầu. Mỗi chu kỳ hệ thống bao gồm toàn bộ quá trình xả, vậy tần số xả thích hợp là bao nhiêu? Đối với cân đa đầu, tỷ lệ chiếm dụng chu kỳ của bộ cấp liệu cưỡng bức trong mỗi chu kỳ càng lớn (tỷ lệ chiếm dụng thời gian = chu kỳ của bộ cấp liệu cưỡng bức / chu kỳ xả lại), thì càng tốt, nói chung nên lớn hơn 10:1. Điều này là do độ chính xác của thời gian chu kỳ của bộ cấp liệu cưỡng bức vượt xa thời gian chu kỳ xả lại. Tỷ lệ chiếm dụng chu kỳ của bộ cấp liệu cưỡng bức càng lớn, độ chính xác tổng thể của cân đa đầu càng cao.

Tần suất hoạt động của hệ thống tuần hoàn trên mỗi đơn vị thời gian của cân đa đầu thường được biểu thị bằng tần suất hoạt động của hệ thống tuần hoàn mỗi giờ khi lượng tro lớn hơn, tức là lần/giờ. Vì điều kiện tiên quyết dựa trên lượng tro cấp vào lớn hơn mỗi giờ, nên lượng tro cấp vào trên mỗi đơn vị thời gian (ví dụ, mỗi giây) là một hằng số thời gian. Tần suất hoạt động của hệ thống tuần hoàn càng thấp, lượng vật liệu được xả ra mỗi lần càng lớn, dung tích và trọng lượng tịnh của phễu cân càng lớn, và độ chính xác của việc đo và tính toán trọng lượng hao hụt bằng cảm biến cân đa dải càng thấp; tần suất hoạt động của hệ thống tuần hoàn càng cao, lượng vật liệu xả ra mỗi lần càng ít, dung tích và trọng lượng tịnh của phễu cân càng nhỏ, và độ chính xác của việc đo và tính toán trọng lượng hao hụt bằng cảm biến cân có phạm vi đo nhỏ càng cao.

Tuy nhiên, tần số của hệ thống tuần hoàn quá cao, thiết bị máy cấp liệu khởi động và dừng thường xuyên, và bảng điều khiển của máy cân đa đầu thường xuyên chuyển đổi giữa thời gian chu kỳ của bộ cấp liệu cưỡng bức và thời gian chu kỳ của việc cấp liệu lại, điều này không tốt lắm. Tần suất xả liệu lại được khuyến nghị cao được thể hiện trong Bảng 1, nhưng quan trọng nhất và được khuyến nghị cao nhất là ba tần suất xả liệu ở giữa. Theo kinh nghiệm làm việc, hầu hết phần mềm hệ thống cấp liệu theo phương pháp cân định lượng đều rất phù hợp với vật liệu dạng bột và vật liệu dạng hạt có độ lưu động kém. lần/giờ.

Khi lượng nguyên liệu cấp vào thấp hơn lượng nguyên liệu cấp vào lớn hơn, tần suất cấp liệu lại sẽ giảm, do đó tỷ lệ chiếm dụng chu kỳ của bộ cấp liệu cưỡng bức lớn hơn, điều này có lợi hơn cho việc cải thiện độ chính xác. Theo kinh nghiệm thực tế, một số ứng dụng với tổng lưu lượng của bộ cấp liệu rất thấp, mặc dù dung tích phễu rất nhỏ, vẫn có thể chứa nguyên liệu thô để cấp liệu trong một giờ hoặc lâu hơn, và thời gian cấp liệu lại vượt quá 1 giờ. Ví dụ sau: Tổng lưu lượng của bộ cấp liệu lớn hơn là 2kg/h. Tỷ lệ khối lượng nguyên liệu thô là 803kg/m3. Tổng lưu lượng của bộ cấp liệu thể tích lớn hơn là 2/803 = 0,0025m3/h. Nếu dung tích phễu là 0,01m³ (xấp xỉ bằng kích thước của một phễu hình lập phương như 25x250m), lượng nguyên liệu sử dụng đủ trong 2-3 giờ, và mỗi lần cấp liệu dưới 10kg, thì không cần cấp liệu tự động. Việc cấp liệu thủ công có thể được coi là tuân thủ quy trình sản xuất, nhưng tổng lưu lượng sẽ giảm nhẹ.

3.2 Công thức tính thể tích xả lại đã chọn tần suất xả lại, sau đó có thể tính toán thể tích xả lại và tổng thể tích của bộ cấp liệu. Theo phân tích đặc tính của máy cân nhiều đầu: tổng lưu lượng của bộ cấp liệu lớn hơn là 275kg/h, khối lượng riêng của nguyên liệu là 485kg/m3, và tổng lưu lượng của bộ cấp liệu thể tích lớn hơn là 270/480 = 0,561m3/h. Tần suất cấp liệu được chọn là 15 lần/h. Phương pháp tính toán thể tích xả lại là: thể tích xả lại = lượng tro lớn hơn (kg/h) ÷ Mật độ (kg/m3) ÷ Tần suất xả lại (tần suất xả lại/h). Trong ví dụ này, thể tích xả lại = 270 ÷ 480 ÷ 15 = 0,0375 m3. 3.3 Tính toán dung tích phễu cân Dung tích phễu cân trong phương án thiết kế chắc chắn sẽ vượt quá thể tích xả lại đã tính toán. Điều này là do cần phải xem xét rằng phễu cân là không thể tránh khỏi khi bắt đầu xả lại. Ngoài ra còn có một số “nguyên liệu thô dư thừa” và phần trên của phễu có không gian chứa khó có thể đầy, nếu mỗi phần chiếm 20%, thì thể tích xả lại được chia cho 0,6, và có thể thu được dung tích phễu cần thiết, và dung tích silo cân cuối cùng nên được điều chỉnh theo dung tích silo cuối cùng. Phương pháp tính toán thể tích xả lại: dung tích phễu cân = thể tích xả lại ÷ k Trong đó k: k là chỉ số dung tích tính toán của phễu, có thể từ 0,4 đến 0,7, và 0,6 được khuyến nghị mạnh mẽ.

Trong ví dụ này, Dung tích phễu cân = 0,0375÷0,6=0,0625m3. Nếu dung tích của silo định hình có thông số kỹ thuật như 0,6m3, 0,2m3, 1.b2503, v.v., thì dung tích của phễu cân phải đạt đến 0,08m3. 3.4 Tốc độ xả được tính toán lại do máy cân nhiều đầu. Trong chu kỳ xả lại, phương pháp cấp liệu dung tích không đổi độ chính xác thấp được lựa chọn, do đó tốc độ xả lại của máy cấp liệu rung được quy định nhanh hơn (thường nên hoạt động trong khoảng 5s~20s). Phương pháp tính toán tốc độ xả lại: tốc độ xả lại = [thể tích xả lại (m3) ÷ Thời gian xả lại (s) × 60 (s/phút)] + [Tổng lưu lượng của nguồn cấp thể tích lớn hơn (m3/h) ÷ 60 (phút/h)] Trong công thức 2, tốc độ xả lại bao gồm hai thành phần.

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