Многокомпонентный дозатор
Этот дозатор дозирует последовательно несколько компонентов смеси (например, входящих в комбикорма).
Работа дозатора основана на общей массе всех компонентов, требующихся для смешиваемой порции. Материал, представляющий наибольшую часть общей дозы, подается на дозатор первым, после чего следует вторая наибольшая часть материала б и далее компоненты массы в, г, д и т. д., которые дозируются кумулятивным путем. После окончания циклов дозатор разгружается в смеситель.
Типичная продолжительность цикла дозирования порции массой 3 т составляет около 3 мин. Для системы этого типа наибольший предел производительности может составить до 60 т/ч. Из-за более низкой точности и медленной работы применение таких «накопительных» систем дозирования ограниченно. Чаще применяются системы с наличием дозаторов для каждого компонента, обладающих большей точностью.
Платформенные весы
Платформенные весы используют для взвешивания автомобилей и железнодорожных вагонов в основном для контроля загруженных или незагруженных транспортных средств, а также для предотвращения их перегрузки. Контрольные, считывающие и печатающие устройства обычно размещают вблизи помещения весовой вдоль платформы весов. Массу брутто и тары транспортных средств считывают:
с коромысла весов с подвижной гирей, которое уравновешивается оператором;
с помощью автоматического считывающего устройства, например, механического или электронного цифрового индикатора или индикатора с оптическим изображением цифр.
Автоматические индикаторы обычно имеют встроенные устройства ручного или автоматического изменения диапазона, соответствующего массе взвешиваемого груза.
На старых платформенных весах систему механических рычагов использовали в качестве грузоприемной части, а считывающее устройство должно быть механически соединено с рычажной системой, что предполагало его расположение вблизи весов. Эти весы требовали больших котлованов для монтажа рычажной системы, коромысел весов, опорных поверхностей и подшипников и обеспечения возможности обслуживания.
Разработка электронного силоизмерительного элемента, который передает массу в виде электронного сигнала, значительно увеличила возможности считывания показаний современных платформенных весов. Теперь уже не требуются глубокие котлованы. Стандартный диапазон значений наибольшего предела взвешивания автомобильных весов изменяется от 10 до 80 т; размер платформы — ширина 3 м и длина от 20 до 25 м.
Показаны установленные в котловане стационарные автомобильные платформенные весы механического или электронного типа. Платформа может быть изготовлена полностью из бетона или стали, или в виде стальной рамы, заполненной бетоном.
Системы взвешивания железнодорожных вагонов
Показана система взвешивания вагонов, опирающаяся на платформу весов из конструкционной стали, установленную в котловане таким образом, что рельсы на весах образуют часть стационарного железнодорожного пути. Платформа весов устанавливается на тензометрических датчиках, а для ограничения движения платформы в поперечном и продольном направлениях, не препятствуя перемещению платформы весов вниз, служат мощные поперечины. Длина платформы весов определяется эксплуатационной скоростью и (или) массой вагонной оси, вагонной тележки и полной массой, предусмотренной для конкретной установки. Конструкция платформы такова, что нет необходимости удалять раму при ремонтном обслуживании или замене узлов. В качестве силоизмерительных элементов используют точные тензодатчики. Для устранения влияния боковой нагрузки, механического расширения и ударных нагрузок на точность тензодатчика предусмотрена специальная монтажная арматура.
Из-за сложных условий, в которых работают вагонные платформенные весы, необходимо проектировать фундаменты, способные противостоять как статическим, так и динамическим нагрузкам, вызываемым поперечным движением транспорта.
Показаны монтируемые на уровне земли автомобильные весы, которые не нуждаются в опорном котловане. Это стало возможным благодаря внедрению малогабаритной измерительной аппаратуры в современную электронную технологию взвешивания. Низкие затраты на монтаж и техническое обслуживание делают такие весы привлекательными для многих пользователей.
Показан автомобилеразгрузчик с весовой платформой. Эксплуатационный цикл состоит из следующих фаз: транспортное средство заезжает на весовую платформу, записывается масса брутто, платформа с транспортным средством поднимается и материал выгружается, платформа опускается на элементы весового устройства, записывается масса тары и производится автоматический расчет массы нетто, после чего транспортное средство съезжает с платформы. Стандартные типы этого автомобилеразгрузчика имеют платформу размером до 3 X 20 м с наибольшим пределом взвешивания до 80 т.
Переоборудование механических платформенных весов. Введя силоизмерительный элемент в механическую рычажную систему платформенных весов, можно добиться преимуществ взвешивания с использованием этих элементов на существующих установках, где затраты на полную замену весов не могут быть оправданы. В некоторых случаях рычажные системы могут быть заменены силоизмерительными элементами, на которые опирается платформа. Предложен широкий ряд цифровых индикаторов и печатающих устройств, которые предназначены для простого соединения с компьютерами для дальнейшей обработки данных.
Непосредственное взвешивание бункеров
Описанными системами взвешивания не исчерпываются решения проблемы взвешивания. Возможны, например, варианты, когда оператор предприятия хочет знать запас имеющегося сырья и побочных продуктов, или если он хочет следить за заполнением грузовых автомобилей или вагонов, или если необходимо проводить регулярно контрольные взвешивания. Применение распространенных систем, как, например, дозаторов дискретного действия, дозаторов с автоматической системой учета массы тары или конвейерных весов, требует громоздкого оборудования и связано с затратами времени на транспортирование и подъем материалов.
Недавно разработанная техника тензометрии дает точное средство для мгновенного учета компонентов, используемых в переработке. Такая система помогает планированию производства и снижает затраты на транспортирование, устраняя необходимость перегрузок. Показан бункер, установленный на нескольких силоизмерительных элементах, и бункер, оборудованный тензодатчиками. По мере того как материал добавляется в бункер или удаляется из него, тензометрические датчики определяют сжатие опорной конструкции или изгиб металлических элементов под действием массы или приложенных сил и преобразуют его в постоянный электронный сигнал, пропорциональный массе. Эти устройства обеспечивают механическую связь между опорной конструкцией и бункером. Выбор соответствующих типов оборудования определяется геометрией бункера, требуемой грузоподъемностью и точностью, видом нагрузки и условиями окружающей среды, а число датчиков — геометрией опорной конструкции, силоса, резервуара или платформы.
Для вертикального цилиндрического бункера можно применять три силоизмерительных элемента, тогда как для такого же горизонтального резервуара может потребоваться четыре датчика. Необходимо уделять внимание прочности и жесткости конструкции. При определенных конструктивных условиях нагрузка в трех или четырех точках может привести к слишком большим напряжениям, что сделает необходимым иметь дополнительные опоры и датчики.
При рассмотрении числа силоизмерительных элементов имеется два дополнительных фактора: пределы взвешивания и требуемая точность. При определенных условиях и допустимости меньшей точности взвешивания силос может опираться на стационарные коромысла и один или два силоизмерительных элемента в системах взвешивания, требующих большей точности; бункер полностью опирается минимально на четыре силоизмерительных элемента.
Важно, чтобы общий предел взвешивания силоизмерительных элементов, на которые опирается бункер, был равен или превышал массу брутто бункера и содержимого. Выбор между растяжением и сжатием определяется конструкционными соображениями. Очевидно, что установка опорных стоек, работающих на растяжение, для очень больших бункеров может быть более трудным и дорогим решением, чем опорных стоек, работающих на сжатие. К тому же элементы, работающие на растяжение, с резьбой и проушинами, стержнями или петлями из ковкой стали требуют больших вертикальных зазоров.
Система, изобретенная, фирмой «Kistler-Morse» (США), осуществляет взвешивание без какого-либо изменения опорной конструкции бункера. Она работает на принципе измерения усилий, возникающих внутри конструкции за счет массы хранящихся в бункере материалов.
Это достигается креплением ряда высокочувствительных тензометрических датчиков в определенных местах конструкции. В зависимости от положения можно измерить усилия сжатия в вертикальных опорных стойках или срезывающие и изгибающие усилия в горизонтальных опорных балках. Ожидаемая погрешность системы контроля запасов — 1 % или выше. Получение такой характеристики при установке бункера снаружи помещения является трудной задачей. В связи с этим требуются отличная компенсация температуры, высокая разрешающая способность и очень длительная стабильность.
Тензодатчик фирмы «Kistler-Morse», закрепленный на болтах, в основном состоит из полосы углеродистой стали, покрытой никелем (75Х 19X3,2 мм).
Сердце устройства — гибкая балка, изготовленная из прочного металла, расположенная поперек продольной оси и соединенная с двух концов устройства через пару тонких металлических перемычек. Две из этих перемычек крепятся вблизи конца гибкой балки, две — ближе к его центру. Это устройство работает как механический усилитель. Любое незначительное удлинение или сжатие устройства вдоль его оси вызывает значительный изгиб балки.
На боковых сторонах балки установлены два полупроводника, соединенных в качестве активного элемента вполовину моста Уитстоуна таким образом, что, укорачиваясь и удлиняясь, они вызывают увеличение сопротивления одного полупроводника и одновременное уменьшение сопротивления другого полупроводника. При максимальном безопасном усилии изменение сопротивления достигает величин ±20 %, что дает выходной сигнал с половины мостовой схемы, равный 10 % подаваемого напряжения, или 2,5 В. Это около одной сотой полной шкалы выходного напряжения, получаемого со стандартного тензодатчика из металлической фольги.