Jak zbudowane są wagi zbiornikowe?

Wagi przemysłowe są jednymi z szerzej wykorzystywanych urządzeń niezbędnych do prowadzenia większości złożonych procesów technologicznych. Precyzyjne odmierzanie masy używanych surowców czy wytwarzanych produktów jest konieczne w większości branż przemysłu oraz w rolnictwie. W przypadku towarów sypkich lub płynnych jednym z najczęściej wybieranych rozwiązań są wagi zbiornikowe.

Rola i zastosowanie wag zbiornikowych

Możliwość dokładnego kontrolowania masy różnych substancji sypkich i ciekłych jest jednym z ważniejszych elementów większości procesów produkcyjnych. Pozwala na dobre dozowanie substancji wykorzystywanych w ciągach technologicznych, a także na kontrolowanie ilości pozyskiwanego produktu. Często ważenie jest niezbędnym składnikiem porcjowania gotowego wyrobu podczas pakowania czy przygotowania do dystrybucji. Rozwiązaniem, które jest szeroko stosowane w działalności przemysłowej, są wagi zbiornikowe. Pozwalają na precyzyjne ważenie substancji, które są gromadzone i wykorzystywane w dużych ilościach. Są nieodzowne także wówczas, gdy pozyskiwanie danych na temat ich pozostałych parametrów fizycznych, np. objętości nie zapewnia potrzebnej precyzji lub jest trudne do przeprowadzenia z powodów technicznych

– wyjaśnia specjalista z firmy METRO WAG, która zajmuje się produkcją wag przemysłowych.

Współczesne wagi zbiornikowe to urządzenia, które są w dużym stopniu zautomatyzowane, a ich dokładność dopasowana do potrzeb konkretnego zastosowania. Większość wag zbiornikowych jest wykorzystywana w różnych branżach przemysłowych, a także w rolnictwie. W pierwszym przypadku wargi zbiornikowe są używane tam, gdzie stosuje się większe ilości materiałów sypkich lub płynnych. Wagi tego typu są więc montowane m.in. w zakładach zajmujących się produkcją materiałów budowlanych, branży chemicznej, kosmetycznej oraz farmaceutycznej. Szeroko wagi zbiornikowe są wykorzystywane w przemyśle spożywczym oraz przetwórstwie. Znaczącym obszarem zastosowania wag zbiornikowych jest też rolnictwo. Z wag tego rodzaju korzysta się zarówno przy magazynowaniu ziarna, jak i środków ochrony roślin. Wagi zbiornikowe są nieodzowne w produkcji zwierzęcej, zwłaszcza przy produkcji, przygotowywaniu i dozowaniu pasz mokrych i suchych.

Wagi zbiornikowe są używane zarówno jako wagi magazynowe, pozwalające na precyzyjne odmierzanie wydawanych produktów, jak i wagi technologiczne, przydatne przy dozowaniu składników w procesie produkcji. Jednym z częstych zastosowań wag tego rodzaju jest konfekcjonowanie produktów sypkich i ciekłych. Wagi zbiornikowe są często elementem instalacji workujących czy napełniających beczki lub mniejsze opakowania ściśle odmierzoną ilością produktu. Warto zwrócić uwagę na fakt, że większość zastosowań wag zbiornikowych wymaga dużej dokładności, a koszty ewentualnych odchyłek i błędów byłyby bardzo duże, dlatego wszystkie elementy konstrukcyjne i wykorzystywane oprzyrządowanie muszą być właściwie zestrojone i skalibrowane.

Najważniejsze elementy konstrukcji wag zbiornikowych

Zasada działania wag zbiornikowych jest stosunkowo prosta. Rejestrują one masę umieszczonych w pojemniku substancji, w zależności od potrzeb podając np. wielkość przepływu czy po prostu masę zgromadzonego materiału. W przypadku wag zbiornikowych przeznaczonych do kontroli znacznej masy, która nie rzadko znajduje się w ruchu, kluczową kwestią jest stabilność całej konstrukcji. Ze względu na to, że pomiar dokonuje się często w otoczeniu innych działających maszyn, bardzo ważne jest takie zaprojektowanie i posadowienia urządzenia by generowane w pobliżu wibracje nie miały wpływu na jego dokładność.

Wagi zbiornikowe mają najczęściej postać zbiornika umieszczonego na podporach, pod którymi są zamontowane czujniki tensometryczne. W większości przypadków optymalną liczbą zastosowanych przetworników będą trzy czujniki ustawione w tej samej płaszczyźnie, w jednakowej odległości od geometrycznego środka zbiornika. Czujniki muszą być rozstawione precyzyjnie i równomiernie w identycznym oddaleniu od siebie. W przypadku niektórych instalacji celowe będzie zastosowanie większej liczby przetworników, zwłaszcza gdy wymaga tego kształt zbiornika czy rozstawienie podpór lub innych elementów zapewniających działanie urządzenia.

Do pomiarów masy w wagach zbiornikowych są wykorzystywane czujniki tensometryczne. Charakteryzują się one niewielkimi rozmiarami, stabilnością uzyskiwanych wyników, także w niekorzystnych warunkach zewnętrznych związanych z ciśnieniem, temperaturą czy działaniem rozmaitych par lub chemikaliów. Ich niewątpliwą zaletą jest duża dokładność oraz możliwość uzyskiwania wysokiej czułości. Zasada działania tensometrów jest prosta i polega na pomiarze oporu elektrycznego zmieniającego się wraz z wydłużaniem i skracaniem długości przewodnika, przez który płynie prąd. Plusem korzystania z przetworników tego typu jest uzyskiwanie wyniku w postaci sygnału elektrycznego, który może być bardzo łatwo przełożony na dane cyfrowe i wykorzystany w systemach informatycznych.

Ważnym elementem konstrukcji wag zbiornikowych jest uwzględnianie połączonych z całą instalacją elementów dodatkowych. W przypadku urządzeń wykorzystywanych jako części składowe linii produkcyjnych konieczne będą połączenia z rurociągami, taśmociągami lub innymi systemami służącymi do dostarczania niezbędnych substancji, a także do pobierania ich ze zbiornika. Waga zbiornikowa musi zatem być w odpowiedni sposób połączona z instalacjami zewnętrznymi, np. za pośrednictwem połączeń elastycznych, mechanicznych kompensatorów ruchu i drgań.

Dla działania współczesnych maszyn i urządzeń bardzo ważna jest możliwość współpracy z systemami komputerowymi oraz automatyką przemysłową. Ze względu na otrzymywanie z przetworników tensometrycznych danych w postaci sygnału elektrycznego, nowoczesne wagi zbiornikowe mogą być podłączane do sterowników przemysłowych PLC i przekazywać informacje wykorzystywane przez oprzyrządowanie pakujące czy sterujące opróżnianiem i napełnianiem zbiornika.