Chương 2 NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CẤP LIỆU
2.4. Nghiên cứu hệ thống cân băng định lượng
Cân băng định lượng của nhà máy sản xuất xi măng là cân định lượng băng tải, được dùng cho hệ thống cân liên tục (liên tục theo chế độ dài hạn lặp lại). Thực hiện việc phối liệu một cách liên tục theo tỷ lệ yêu cầu công nghệ đặt ra.
Trong các nhà máy sản xuất công nghiệp, các dây chuyền sản xuất xi măng, hệ thống cân băng định lượng còn đáp ứng sự ổn định về lưu lượng liệu và điều khiển lượng liệu cho phù hợp với yêu cấu, chúng đóng một vai trò rất quan trọng trong việc điều phối và hoạch định sản xuất, do đó nó quyết định vào chất lượng sản phẩm.
Cân băng định lượng là thiết bị cung cấp kiểu trọng lượng vật liệu được chuyên chở trên băng tải mà tốc độ của nó được điều chỉnh để nhận được lưu lượng vật liệu ứng với giá trị do người vận hành đặt trước.
2.4.2. Cấu tạo của cân băng
Hình 2.6. Cấu tạo cân băng.
Cấu tạo của cân băng gồm các phần sau:
1. Phễu cấp liệu.
Chương 2. Nghiên cứu hệ thống cấp liệu
24 2. Cảm biến trọng lượng (Loadcell).
3. Băng truyền.
4. Tang bị động.
5. Bulông cơ khí.
6. Tang chủ động.
7. Hộp số giảm tốc.
8. Cảm biến đo tốc độ (máy phát tốc).
9. Động cơ không đồng bộ.
10. Cảm biến vị trí.
2.4.3. Nguyên lý tính lưu lượng của cân băng định lượng a. Nguyên lý tính lưu lượng
Cân băng định lượng là thiết bị cung cấp liệu kiểu trọng lượng. Vật liệu được chuyên chở trên băng tải, mà tốc độ của băng tải được điều chỉnh để nhận được lưu lượng đặt trước khi có nhiễu tác động (liệu không xuống đều).
Trọng lượng đo được từ tín hiệu loadcell bao gồm cả trọng lượng của băng tải và trọng lượng của nguyên liệu trên băng. Vì vậy, để đo trọng lượng của vật liệu, ta phải tiến hành “ trừ bì ” trọng lượng băng. Bộ điều khiển xác định được trọng lượng của vật liệu nhờ tự động trừ bì các phân đoạn băng tải. Nguyên lý của trình tự trừ bì như sau: băng tải phải được chia thành các phân đoạn có độ dài nhất định. Trong thao tác trừ bì băng tải rỗng, trọng lượng mỗi phân đoạn trừ phải được ghi vào bộ nhớ. Khi vận hành bình thường, trọng lượng của nguyên liệu trên mỗi phân đoạn được xác định bằng cách lấy trọng lượng đo được trên mỗi phân đoạn trừ đi trọng lượng của phân đoạn băng tải tương ứng đã ghi trong bộ nhớ. Điều này giúp cho cân liệu được chính xác ngay cả khi dùng băng tải có độ dày không đều trên toàn bộ chiều dài.
Để xác định lưu lượng vật liệu chuyển tới nơi đổ liệu thì phải xác định đồng thời vận tốc của băng tải và trọng lượng của vật liệu trên 1 đơn vị chiều dài. Trong đó tốc độ của băng tải được đo bằng cảm biến tốc độ có liên hệ động học với động cơ.
Tốc độ băng là tốc độ dài v(m/s), nếu đo trực tiếp đảm bảo tính toán chính xác lưu lượng, tuy nhiên đo tốc độ dài khó đo trực tiếp (vì vẫn dùng cảm biến quay). Điểm đo được chọn là tốc độ quay trục bị dẫn động (không được đo tốc độ trục dẫn động vì bị hiện
Chương 2. Nghiên cứu hệ thống cấp liệu
25
tượng trượt). Để đảm bảo chính xác ta dùng encoder có số xung lớn. Ta cần tính để bù hiện tượng trượt, bằng tín hiệu “belt index”, ta có được chiều dài trên mỗi đoạn băng đo bằng tần số xung thấp, giá trị này phải tương ứng với số xung Encoder tần số cao, nếu sai khác tức là bị trượt. Từ số liệu sai lệch đó, ta tính được giá trị bù trượt.
Tải của băng truyền là trọng lượng vật liệu được truyền tải trên một đơn vị chiều dài (kg/m). Cân băng tải có bộ phận đo trọng lượng để đo và bộ điều khiển để điều chỉnh tốc độ băng tải sao cho điểm đổ liệu, lưu lượng dòng chảy liệu bằng giá trị đặt do người vận hành đặt trước.
Bộ điều khiển đo tải trọng trên băng truyền và điều chỉnh tốc độ băng đảm bảo lưu lượng không đổi ở điểm đổ liệu.
Q = * v (2.1) Trọng lượng tổng trên băng là lực Fc(N) được đo bởi hệ thống cân trọng lượng và , được tính theo biểu thức:
2
FC
Lg
(2.2)
Trong đó: L - chiều dài của cầu cân.
g - gia tốc trọng trường (g=9,8 m/s2).
Lực hiệu dụng Fm(N) do trọng lượng của vật liệu trên băng tải gây nên:
Fm FcF0 (2.3) Trong đó:
F0: là lực đo trọng lượng của băng tải cả con lăn và giá đỡ cầu cân.
Tải trọng trên băng truyền có thể tính là:
= S * (kg/m) (2.4) Trong đó : - khối lượng riêng của vật liệu (kg/m3)
S - tiết diện cắt ngang của vật liệu trên băng (m2) Do đó lưu lượng có thể tính là:
Chương 2. Nghiên cứu hệ thống cấp liệu
26 Q = * 2. *
* 2
Fc v Fc v Lg L g
(kg/m) (2.5)
Chương 3. Xây dựng hệ thống điều khiển cấp liệu
27
Chương 3