料罐和容器設(shè)計(jì)
將出現(xiàn)料罐秤的精確度會(huì)受到料罐本身設(shè)計(jì)的影響。應(yīng)設(shè)計(jì)新的料罐,保證其在物料重量作用下不會(huì)嚴(yán)重彎曲,并且不會(huì)在滿載或空載的情況下出現(xiàn)壓力失衡。如果您要將現(xiàn)有料罐轉(zhuǎn)至秤上,您可能需要修改料罐來滿足這些要求。
壓式秤的穩(wěn)定性
稱重模塊旨在將負(fù)載準(zhǔn)確移至稱重傳感器,同時(shí)避免發(fā)生上一部分中所述的不必要的作用力。
是從 Centerlign(一種典型壓式稱重模塊)頂板的簡(jiǎn)化橫截面圖。
頂板
搖桿銷
稱重傳感器
梅特勒托利多稱重模塊Centerlign 頂板的簡(jiǎn)化橫截面
它顯示的是置于搖桿銷上的頂板,是將載荷移至稱重傳感器的工具。搖桿銷的上表面為球面半徑,這就是說頂板只有單點(diǎn)支撐,理論上應(yīng)為頂板的中心點(diǎn)。另外,稱重模塊必須具備允許頂板在發(fā)生熱膨脹和收縮時(shí)水平移動(dòng)的機(jī)制,這種情況下,搖桿銷經(jīng)過 5-7 次傾斜,使頂板的支撐點(diǎn)水平移開中心點(diǎn)位置。前述狀況有兩個(gè)重要后果:
1.無法向頂板施加力矩來防止其轉(zhuǎn)出水平面之外。
2.頂板會(huì)自然轉(zhuǎn)出水平面之外。即使從上方向頂板添加負(fù)載,下面的支撐點(diǎn)也會(huì)因?yàn)闊崤蛎?收縮輕微偏離中心,這樣就會(huì)產(chǎn)生多種轉(zhuǎn)動(dòng)頂板的可能。這一情形會(huì)因?yàn)楸厝坏闹圃旌桶惭b容差而加重。
這些點(diǎn)對(duì)所有稱重模塊都適用,并且對(duì)壓式秤的設(shè)計(jì)師有很多啟示:
?一個(gè)單獨(dú)的壓式稱重模塊無法支撐一個(gè)秤,至少需要三個(gè)稱重模塊。在平面圖中,稱重模塊不能在一條直線上,三個(gè)稱重模塊必須安排成三角形,四個(gè)則要安排成正方形或矩形等。
?作用于稱重心的垂直重力應(yīng)始終在支撐點(diǎn)規(guī)定的稱重模塊頂板上的水平面范圍內(nèi);不得出這一范圍。換句話說,在正常的稱重狀況下一定會(huì)對(duì)稱重模塊產(chǎn)生一些向下的作用力。不能過任何稱重模塊的額定量程,因?yàn)榭赡軙?huì)損壞稱重傳感器;理想狀況下重心應(yīng)在位置,這樣所有的稱重模塊才能平均負(fù)載。
?請(qǐng)參見圖 5-8,稱重模塊必須夾在堅(jiān)固的底座(下部)和堅(jiān)固的秤結(jié)構(gòu)(下部)之間,以確?;晚敯灞3衷谒矫鎯?nèi)。底座可以是混凝土,也可以是鋼結(jié)構(gòu)。秤結(jié)構(gòu)可為鋼質(zhì)平臺(tái),也可為料罐、料斗等,增加稱重模塊頂板的堅(jiān)固性。如果料罐有支架,支架一定要牢固并且呈十字支撐,請(qǐng)參見下面的圖 5-15a 和 5-15b。
典型的秤配置(可看到 4 個(gè)稱重模塊中的 2 個(gè))
?基板不能直接置于腳輪或車輪上,如圖 5-9 所示。可以制作案秤,但是車輪/腳輪與稱重模塊基板之間必須有堅(jiān)固的架構(gòu)。
稱重模塊上的水分或腐蝕性物質(zhì)會(huì)影響稱重傳感器的壽命。樹葉、塵土之類的雜物聚集在稱重模塊上或者稱重模塊周圍也會(huì)導(dǎo)致問題。您可以采取很多措施來盡量降低受潮和被腐蝕問題發(fā)生的可能性:
?對(duì)稱重模塊做好充分排水。
?避免使稱重模塊接觸要融化以及會(huì)將水分引入系統(tǒng)的積雪。
?不要使用平頂?shù)牧瞎?,?huì)積存積水、積雪、樹葉或者其它雜物,從而增加系統(tǒng)的無補(bǔ)償重量。
?定期用水管澆料罐來清除積存的雜物。
?保持電纜清潔,并保持良好狀態(tài)。電纜包皮破損或磨損,水會(huì)進(jìn)入電纜,造成腐蝕。
?將電纜置于導(dǎo)線管或聚四氟乙烯套中,以保護(hù)電纜。
?將料罐(和稱重模塊)置于遠(yuǎn)離腐蝕性物質(zhì)和化學(xué)物質(zhì)的地方。在溫度、水分以及空氣的綜合作用下會(huì)腐蝕周邊的稱重模塊。如果料罐旁有腐蝕性物質(zhì),請(qǐng)?zhí)砑颖Wo(hù)涂層和屏蔽材料。地區(qū)的空氣流通也有助于防止發(fā)生腐蝕性破壞。
?工具、生活用品以及垃圾的存放要遠(yuǎn)離料罐和稱重系統(tǒng)。
壓式稱重模塊和拉式稱重模塊
稱重模塊分為兩種基本類型:
壓式稱重模塊旨在在稱重模塊頂部安裝料罐或其它結(jié)構(gòu)。拉式稱重模塊用于在稱重模塊上懸掛料罐或
一 其 它 結(jié) 構(gòu) 。
您應(yīng)該采用壓式稱重模塊還是拉式稱重模塊,這取決于具體的應(yīng)用。表 3-1 簡(jiǎn)要介紹了影響稱重模塊選擇的一般設(shè)計(jì)考慮因素。
考慮因素
壓式稱重模塊與拉式稱重模塊的對(duì)比
設(shè)計(jì)考慮因素 壓式稱重模塊 拉式稱重模塊
地面空間 需要足夠的地面空間來容納料罐。料罐周圍可
能需要緩沖空間。 無需地面空間,并且可以懸掛起來,從而在料
罐下方自由移動(dòng)。
結(jié)構(gòu)限制 不牢固的地面可能需要另外加固,或者特別進(jìn)行安裝, 從而能夠承受料罐裝滿物料后的
重量。 不牢固的頂部支撐/天花板可能需要另外加固, 或者進(jìn)行特別安裝,從而能夠承受料罐裝滿物
料后的重量。
重量限制 一般情況下無限制。甚至連載荷分配本身都帶有三個(gè)容器支撐,如果數(shù)量過四個(gè)就難達(dá)
到限制值。 拉式稱重模塊大可承受 20,000 磅 [10 噸] 的重量。這一限制和結(jié)構(gòu)因素會(huì)限制張力系統(tǒng)的
容量。
稱重傳感器校準(zhǔn) 設(shè)計(jì)可能會(huì)有所不同,并且必須考慮地面的傾斜度、可用的支撐梁以及料罐的大小、形狀和
狀況。 元件校準(zhǔn)不會(huì)有太大差別,因?yàn)槔綏U和其它支撐設(shè)備往往支持大多數(shù)傾斜度。
梅特勒托利多稱重模塊環(huán)境因素
由于環(huán)境因素會(huì)影響稱重模塊系統(tǒng)的精確度和安全性,因此在設(shè)計(jì)階段一定要考慮到這些因素。如果秤會(huì)受到風(fēng)、地震或撞擊荷載的影響,您可能需要使用較大量程的稱重模塊和/或添加控制設(shè)備,從而使秤在極端情況下保持穩(wěn)定狀態(tài)。
風(fēng)力載荷安裝在室外或者開放式建筑或架構(gòu)中的秤會(huì)受到風(fēng)力的影響,由于種種原因需要考慮到 這一因素。秤
體受到風(fēng)力影響會(huì)產(chǎn)生新的力,作用于稱重模塊,并且會(huì)導(dǎo)致稱重模塊過載,個(gè)別情況下還會(huì)導(dǎo)致秤傾倒。同時(shí)也會(huì)嚴(yán)重影響秤的性能。下面兩部分會(huì)對(duì)這些要點(diǎn)作進(jìn)一步探討。室外料罐和料倉秤通常為垂直圓筒形,通過支架來提高,并受到圖 4-1 中所示的通用型壓式稱重模塊的支撐,符合下面所介紹的類型(除非另有說明)。
梅特勒托利多稱重模塊典型室外料罐秤
結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性
在秤的穩(wěn)定性分析中,一般會(huì)假設(shè)風(fēng)從任意水平方向吹來。風(fēng)吹向秤的側(cè)面對(duì)迎風(fēng)一側(cè)產(chǎn)生水平作用
力,這會(huì)對(duì)秤產(chǎn)生幾個(gè)結(jié)構(gòu)效應(yīng):
1.稱重模塊必須通過施加水平力來抵抗風(fēng)力。不得過 稱重模塊的額定大水平力。
2.風(fēng)力使重量從迎風(fēng)面的稱重模塊轉(zhuǎn)移到背風(fēng)面的稱重模塊上,請(qǐng)參見第 10 章,附錄 2,計(jì)算反作用力,進(jìn)一步探討這一點(diǎn)。如果過了稱重模塊的額定量程,就會(huì)對(duì)其造成損壞,稱滿載時(shí)容易發(fā)生這樣的狀況。因此可能需要選擇額定量程較大的稱重模塊。將稱重模塊放在靠近秤的重心的位置,如第 5 章,圖 5-19a 所示,可大程度上降低這一效應(yīng)。
3.在個(gè)別情況下,風(fēng)力會(huì)導(dǎo)致秤傾倒,特別是高且細(xì)的料罐或料倉。秤零負(fù)載時(shí)容易發(fā)生傾倒。為防止發(fā)生傾倒,所采用的稱重模塊必須具備防傾倒性能,并且不得過其大上升力額定值。個(gè)別情況下可能需要添加外部約束力來防止強(qiáng)風(fēng)吹到料罐,請(qǐng)參見第 5 章“其它容器控制方法”。
在計(jì)算風(fēng)力時(shí),重要的因素是要確定(設(shè)定)現(xiàn)場(chǎng)的基本風(fēng)速,一般情況下,這可以在地區(qū)建筑條例的等風(fēng)速線圖中找到。同時(shí),現(xiàn)場(chǎng)的暴露程度也很重要,例如秤位于峭壁上,或者面對(duì)著大片開放水域、鹽場(chǎng)等?秤的設(shè)計(jì)必須符合當(dāng)?shù)氐慕ㄖl例。另外,許多國家要求必須由經(jīng)認(rèn)證可以在該地區(qū)執(zhí)行工作的專業(yè)工程師來完成這一類型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。梅特勒-托利多認(rèn)為,風(fēng)荷載設(shè)計(jì)必須由本地經(jīng)過認(rèn)證的經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)人員根據(jù)本地條例及不同的情況來完成;我們的數(shù)據(jù)表為設(shè)計(jì)師提供進(jìn)行此類分析所需的稱重傳感器及稱重模塊數(shù)據(jù)。
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