61928672 guia de utilizacao de celulas de carga

GUIA DE UTILIZAO DE CLULAS DE CARGA

GUIA DE UTILIZAO DE CLULAS DE CARGA - Vol 1 - DIRETRIZES GERAIS.doc- DIRETRIZES GERAIS 1/1


GUCC1 DIRETRIZES GERAIS



GOSTARAMOS INICIALMENTE DE PARABENIZ-LO PELA ESCOLHA Parabns. Se voc est recebendo este guia de utilizao de clulas de carga, significa trs coisas: - Primeiro que voc adquiriu as melhores clulas de carga e indicador digital do mercado com uma excelente relao custo benefcio. Segundo: - que voc no adquiriu os nossos servios de engenharia (1); e terceiro: - no contratou a sua instalao atravs de nosso centro de servios, ou seja: - Voc sabe como e onde utiliz-las. No obstante, estamos lhe enviamos este guia, elaborado especialmente para voc, como um lembrete dos cuidados que voc deve ter ao utiliz-las. Se todas as informaes aqui contidas j forem do seu conhecimento, muito bem, parabns de novo. Caso contrrio, se a leitura deste guia lhe suscitar alguma dvida, no hesite em entrar contato com a nossa Engenharia de Solues (2). Obrigado.

(1) - A Toledo do Brasil, possui uma diviso especialmente criada a mais de 40 anos para lidar com sistemas de pesagem. Este grupo tcnico, com largo conhecimento em manuseio de materiais e estruturas metlicas, tem fornecido ao longo destes anos, inmeros sistemas para os mais variados segmentos de mercado, tais como a fabricao do vidro, ao, cimento, borracha, plstico, industrias alimentcias e farmacuticas, manuseio de gros, etc. assim como tambm desenvolve todos os projetos eltricos e a automao necessria para utilizar as informaes de peso de nossos indicadores digitais e clulas de carga. A Engenharia de Sistemas da Toledo do Brasil composta pela seo de Manuseio e Estrutura de Materiais, da seo de Automao e Controle e da seo de Informtica Industrial.

(2)- Em caso de dvidas ou consultas entre em contato com a Engenharia de Solues, fone (0xx11) 5547-1800, fax (0xx11) 5524-4167e e-mail: [email protected]



NDICE I DEFINIES 4

1. MDULOS DE PESAGEM.........................................................................................................................................4 2. MDULOS DE PESAGEM TRAO........................................................................................................................4 3. MDULOS DE PESAGEM COMPRESSO................................................................................................................4 4. MDULOS DE PESAGEM COMPRESSO FLEXMOUNT OU CENTERLIGN?...............................................................4 5. O UNIVERSO DA PESAGEM .....................................................................................................................................5

II APLICANDO FORAS S CLULAS DE CARGA 6 6. CARGA ANGULAR..................................................................................................................................................7 7. CARGA EXCNTRICA .............................................................................................................................................8 8. CARGAS LATERAIS E DE TOPO ...............................................................................................................................8 9. CARGA DE TORO ...............................................................................................................................................9 10. CARREGAMENTO ASSIMTRICO EM TRS CLULAS DE CARGA...........................................................................9

III PROJETOS DE TANQUES, VASOS E MOEGAS 10 11. INTEGRIDADE ESTRUTURAL.............................................................................................................................10 12. DESBALANCEAMENTO POR PRESSO ...............................................................................................................10 13. PREVER O USO DE MASSAS DE AFERIO.........................................................................................................11

IV DIRETRIZES PARA A ESTRUTURA SUPORTE 11 14. DEFLEXO DOS SUPORTES...............................................................................................................................11 15. MDULOS DE PESAGEM E ALINHAMENTO DOS SUPORTES ................................................................................13 16. ENRIJECENDO AS ESTRUTURAS DE SUPORTE....................................................................................................14 17. SUPORTE VIA VIGAS ESTRUTURAIS ..................................................................................................................15 18. INTERAO ENTRE TANQUES...........................................................................................................................17

V MTODOS ADICIONAIS DE RESTRIO DOS TANQUES 18 19. RESTRIES AO MOVIMENTO ..........................................................................................................................18 20. VARES E LIMITADORES DE MOVIMENTO ........................................................................................................19 21. DISPOSITIVOS DE SEGURANA PARA MDULOS DE TRAO ............................................................................19 22. PROJETO DAS TUBULAES .............................................................................................................................20 23. PROJETANDO A INSTALAO DE TUBULAES ................................................................................................21 24. PROJETANDO A ESTRUTURA SUPORTE..............................................................................................................29 25. LOCALIZAO DE CLULAS DE CARGA............................................................................................................30 26. REFERNCIA ESTVEL ....................................................................................................................................31 27. POSICIONAMENTO CORRETO............................................................................................................................31

VI SUGESTES DE MONTAGEM E CALIBRAO 32 28. MONTAGEM IDEAL..........................................................................................................................................32 29. MONTAGEM ALTERNATIVA.............................................................................................................................33 30. CUIDADOS NO ASSENTAMENTO DE CLULAS DE CARGA ..................................................................................34 31. CUIDADOS NA COLOCAO DAS MASSAS DE AFERIO...................................................................................35 32. DIMENSES DA MASSA DE AFERIO ..............................................................................................................35

VII CUIDADOS ADICIONAIS 36 33. UMIDADE E CORROSO ...................................................................................................................................36 34. DESCARGAS ATMOSFRICAS E PROTEO CONTRA SURTOS DE TENSO ..........................................................36

VIII Pontos a considerar (check-list) 37 IX CONTATOS 38



I DEFINIES

1. Mdulos de pesagem

Para atender as aplicaes de pesagem so utilizados os mdulos de pesagem. Entende-se aqui como mdulo de pesagem, o conjunto formado por uma clula de carga e sua ferragem associada, a qual no s permite que a fora peso seja aplicada corretamente clula de carga e uma fcil fixao da mesma, como tambm fornece restries movimentao do elemento a ser pesado. Os mdulos de pesagem so de trao ou de compresso.

2. Mdulos de pesagem trao

Os mdulos trao so usados para tanques ou moegas que estejam suspensos no teto ou no piso superior. Esta deve ser sempre a primeira escolha a ser utilizada se a capacidade de pesagem assim o permitir. Um mdulo de pesagem a trao tpica mostrado na figura 1. So utilizadas clulas de carga com formato de S com roscas nas duas extremidades. Cada rosca recebe rtulas que por suas vez possuem vares que so utilizados para sustentar a moega e de todo o conjunto na superestrutura.

3. Mdulos de pesagem compresso

Os mdulos de pesagem compresso se adaptam a maioria das aplicaes. Estes mdulos podem ser fixados diretamente no solo ou em vigas estruturais. Os tanques, ou qualquer outra estrutura, so montados no topo dos mdulos de pesagem. Um mdulo de pesagem a compresso mostrado na figura 2, consiste de uma clula de carga, uma placa superior (que recebe a carga), um pino de carga e uma placa base (que fixada ao solo ou qualquer superfcie de suporte). Um parafuso limitador utilizado para impedir que o elemento a ser pesado tombe.

4. Mdulos de pesagem compresso Flexmount ou Centerlign?

Os mdulos de compresso Flexmount so os indicados para tanques e silos de armazenagem de grande porte, cujas nicas foras externas so apenas as contrao ou dilatao por origem trmica. Os mdulos de compresso Centerlign so os indicados para aplicaes onde fortes foras horizontais podem ser esperadas.Tais aplicaes podem incluir estruturas com foras de choque horizontais elevadas, isto , um transportador classificador ou um tanque com entrada de alimentaes horizontais, nos quais

Mdulo de

trao Figura 1



o produto alimentado se choca com presso contra a parede oposta do tanque. De um modo geral, todas as caambas de dosagem se enquadram nesta caracterstica. Outras aplicaes incluem converses de balanas de piso mecnicas em eletrnicas, previstas para receber veculos tais como empilhadeiras que iro frear ou acelerar sobre a plataforma, e sees de transportadores usados para pesar sacos pesados, bobinas de papel, ou tambores em movimento.

A diferena entre os mdulos de pesagem a compresso Centerlign e os Flexmount est no pino de carga. O pino de carga nos mdulos de pesagem Centerlign em vez de estar fixado na clula de carga, livre para oscilar quando submetido a foras horizontais. Quando a carga na balana se estabiliza, o pino de carga volta a posio vertical para garantir uma pesagem exata.

5. O universo da pesagem Tanques, silos, moegas, vasos e transportadores so usados para manuseio de materiais em muitas industrias. Atravs do uso de mdulos de pesagem ns podemos pes-los com preciso e confiabilidade. Este guia usar o termo tanque como o nome genrico para se referir a qualquer tanque, silo, moega ou vaso suportado por mdulos de pesagem. Mas cada um deles um tipo de depsito usado para um propsito tpico. Tanques/Silos: O tanque um depsito fechado usado para armazenar lquidos e o silo para slidos. Podem variar em tamanho de pequenos como os usados em residncias at os de uso industrial com milhares de toneladas de material. A figura 3 mostra um tanque suportado por mdulos de pesagem a compresso. Moegas: As moegas (ou caambas) so um tipo de depsito aberto no topo. So utilizados geralmente para coletar ingredientes a serem processados posteriormente. As moegas tendem a ser menores que os tanques e so normalmente suspensos em uma superestrutura. A figura 4 mostra uma moega suportada por mdulos de pesagem a trao. Vasos: Um vaso um tanque sofisticado com equipamentos que permitem aquecer, resfriar, misturar, pressurizar e outros processos. Muitos vasos hospedam reaes qumicas (reatores) e ento devem ser capazes de fornecer medies precisas dos materiais depositados (figura 5). Transportadores de correia: Para pesarmos objetos transportados em um sistema de roletes, podemos colocar mdulos de pesagem em seus suportes. Uma vez que os objetos que esto pesados no transportador normalmente esto em movimento, esta aplicao requer que o mdulo de pesagem capaz resistir grande a foras horizontais de cisalhamento e ainda fornecem medidas de peso que se repetem(figura 6).

Tanques e silos

Figura 3

Moegas e Caambas

Figura 4



II APLICANDO FORAS S CLULAS DE CARGA

As clulas de carga baseadas em extensmetros de resistncia varivel (Strain Gauges) so extremamente sensveis a ponto de detectarem variaes nfimas nas foras aplicadas a elas. O segredo se assegurar que elas reajam somente ao peso que ns queremos medir e no a outras foras a que possam estar sendo submetidas. Para se obter leituras de pesos precisas ns devemos controlar como e onde o peso aplicado na clula de carga. Idealmente, uma clula de carga deve ser instalada de modo que a carga seja aplicada sempre verticalmente em de toda a faixa de pesagem (figura 7).

Para atingir este ideal, o peso do vaso e a clula de carga que o suporta devem estar nivelados, paralelos e rgidos o mximo possvel. Quando uma balana de tanque e a sua estrutura suporte so projetadas e instaladas cuidadosamente, possvel o sistema resultante ficar prximo da aplicao de carga ideal. Quando a balana no instalada apropriadamente, existe uma srie de foras que podem afetar a sua preciso Nas sees seguintes descreveremos os problemas mais comuns encontrados nas aplicaes de balanas de tanque.

Vasos Transportadores Figura 5 Figura 6

Carregamento ideal Toda a fora aplicada verticalmente

Figura 7



6. Carga angular A aplicao de carga em ngulo ocorre quando a fora aplicada na clula de carga no perfeitamente vertical. Esta fora diagonal pode ser definida como a soma de sua componente vertical e da sua componente horizontal. Em uma aplicao de mdulos de pesagem bem projetada, a clula de carga ir sentir somente o peso (fora vertical), mas no ir sentir a carga lateral (fora horizontal). A figura 8 mostra a aplicao de um mdulo de pesagem com a clula de carga ancorada na fundao. Na figura

8A, a fora exercida pelo peso do tanque perfeitamente vertical. Na figura 8B, a fora aplicada em ngulo. A componente vertical (F) desta fora angular normal e a sentida pela clula de carga. Ela igual a fora aplicada na figura 8A . A componente horizontal (carga lateral) igual a F x Tangente .

A figura 9 mostra como a carga em ngulo pode afetar a clula de carga ancorada no corpo do tanque. A figura 9A mostra a instalao ideal com a aplicao da fora perfeitamente vertical. Na figura 9B, a fora (FN) que normal a que sentida pela clula de carga, pode ser menor que a fora vertical (F) aplicada na clula de carga na aplicao ideal. Neste caso, FN = F x Coseno .

Fora Vertical Fora Angular

Figura 8

Fora Vertical Fora Angular

Figura 9



7. Carga excntrica O carregamento excntrico ocorre quando a fora aplicada na clula de carga efetuada em um ponto que no passe por suas linhas de centro (CL) como ocorre na figura 10. Este problema pode ser ocasionado por expanso ou contrao trmica ou ainda por um projeto pobre das ferragens associadas. Ns podemos evitar os problemas de carregamento excntrico utilizando mdulos de pesagem que possam compensar os movimentos de contrao e expanso.

8. Cargas laterais e de topo Os carregamentos laterais e de topo ocorrem quando foras horizontais so aplicadas no topo ou na lateral da clula de carga como ocorre na figura 11. Estes problemas podem ser ocasionados por expanso ou contrao trmica, por desalinhamento, ou ainda por movimentos dinmicos do tanque associado. Para aplicaes de carga esttica deve ser utilizado um mdulo de pesagem que compense o movimento trmico (Flexmount). Para aplicaes com cargas sujeito a movimentos dinmicos, devemos usar um mdulo de pesagem dotado de sistema de autoalinhamento (Centerlign).

Carregamento excntrico

Figura 10

Carregamento lateral e de topo

Figura 11



9. Carga de toro O carregamento com toro ocorre quando uma fora lateral tem o efeito de torcer a clula de carga como ocorre na figura 12. Este problema pode ser ocasionado por deflexo na estrutura, por movimentos dinmicos, movimentos trmicos, ou desalinhamento da ferragem associada. As cargas de toro afetam a preciso e a repetibilidade do sistema. Para evitar estes problemas, sempre utilizar os suportes estruturais e as orientaes deste guia e usar os mdulos de pesagem que possam compensar estes movimentos.

10. Carregamento assimtrico em trs clulas de carga

Em estruturas apoiadas em trs clulas de carga, posicionar as clulas em relao ao centro de gravidade do conjunto (estrutura + material depositado) de modo que haja uniformidade na distribuio de carga.

A distncia x deve ser igual a d/2 para que a carga P se distribua uniformemente entre todos os apoios.

Figura 13

Ateno no caso de indicadores de nvel onde os pontos b e c so apoios articulados.

Grfico: - O peso no apoio a varia de zero at P/2 de acordo com a distncia os apoios b e c ao centro de gravidade.

Carregamento a toro

Figura 12



III PROJETOS DE TANQUES, VASOS E MOEGAS

A preciso de uma balana de tanque pode ser afetada pelo desenho do prprio tanque. Um tanque balana deve ser projetado de modo a que no venha a fletir significativamente sob o peso de seu contedo e que no venha a ser submetido a desbalanceamento por presses quando estiver sendo cheio ou vazio. Se estivermos convertendo em balana um tanque existente, ns devemos ter que modificar (ou enrijecer) o tanque para exercer esta nova funo.

11. Integridade estrutural O tanque e a sua estrutura suporte, podem fletir com o peso do seu contedo. Esta uma preocupao especial se o tanque tem um grande dimetro ou suas pernas so longas e tendem a se arquear (figura 17A). Os mdulos Flexmount foram projetados para compensar pequenas deflexes. Mas grandes deflexes (maiores que grau na vertical) iro causar erros de linearidade e pesagens imprecisas. O projeto de engenharia deve prever e garantir que as deflexes do tanque estejam dentro das especificaes. Deflexes excessivas podem ser corrigidas pela amarrao ou unio das pernas do tanque. Ver figura 17B.

12. Desbalanceamento por presso Quando o material flui rapidamente para dentro ou para fora de um tanque sem ventilao (respiro), ele pode criar um des-balanceamento interno de presses. Se o tanque estiver sendo cheio, a presso de ar dentro do tanque ser maior que a presso do ar externo ao tanque. Por exemplo, vamos supor que 15 m3 de um lquido proveniente de uma linha pressurizada seja adicionado ao tanque. O lquido ir deslocar 15 m3 de ar do interior do tanque. A menos que estes 15 m3 de ar sejam retirados do tanque, o que acontecer que a presso interna ir aumentar. Este aumento de presso ir produzir um erro de pesagem at que a presso interna seja equilibrada. Situao similar ocorre quando o material descarregado rapidamente do tanque, criando um vcuo parcial no interior do tanque. Para prevenir o desbalanceamento por presses internas, os tanques devem ser providos de dispositivos de ventilao adequada.



13. Prever o uso de massas de aferio

Se estivermos prevendo o uso de pesos padres para calibrar a balana de tanque, iremos necessitar de algum modo de pendurar ou apoiar os pesos no tanque. Em muitos casos, isto pode ser feito com algum tipo de sapata, espaadas igualmente em torno do tanque. A figura 14 mostra um dispositivo para permitir que a massa seja pendurada.

IV DIRETRIZES PARA A ESTRUTURA SUPORTE

As diretrizes que se seguem fornecem informaes para se instalar os suportes estruturais adequadamente.

14. Deflexo dos suportes Devido s clulas de carga defletirem somente entre 0,254mm a 0,762 mm quando submetidas sua capacidade mxima, elas so muito sensveis aos mnimos movimentos. Por isto, deflexes em seus suportes de fixao ao tanque podem afetar o peso indicado pelo indicador. Deflexes excessivas ou no uniformes iro introduzir foras no verticais indesejadas na clula de carga, reduzindo a preciso e repetibilidade do sistema. Quando estivermos projetando uma estrutura para suporte dos mdulos de pesagem devemos seguir as trs recomendaes seguintes:

Os suportes para os mdulos de pesagem no devem fletir

mais que grau quando submetidos capacidade total. A base do suporte para o mdulo de pesagem no deve ser

torcida ou fletir mais de grau quando submetida capacidade total.

Sapatas para fixao de massas de aferio

Figura 14



A base do suporte para o mdulo de pesagem deve fletir uniformemente.

A figura 15 mostra com a flexo do suporte afeta o mdulo de pesagem.

Figura 15 A: A sapata est fora de nvel, aplicando foras

laterais na clula de carga. Figura 15 B: A sapata e o suporte esto alinhados

adequadamente. Figura 15 C: A sapata est fora de nvel, aplicando foras

laterais na clula de carga.

A estrutura suporte de uma balana de tanque deve fletir o mnimo possvel, e qualquer deflexo que ocorra deve ser uniforme em todos os pontos de apoio (ver figura 16). Deflexes excessivas podem causar flexes nas tubulaes de entrada e sada, criando erros de linearidade. Quando a deflexo no uniforme, temos erros de repetibilidade e de retorno a zero.

Deflexes do elemento de suporte das clulas de carga

Figura 15



Em alguns casos, as pernas do tanque iro fletir com o peso do tanque (figura 17A). Se a flexo for grande o suficiente para afetar as leituras de peso, ns devemos travar as pernas mantendo-as rgidas (figura 17B).

15. Mdulos de pesagem e alinhamento dos suportes

A linha de centro da aplicao de carga em uma clula de carga deve estar alinhada com a linha de centro dos mdulos de pesagem. A instalao ideal para um mdulo de pesagem compresso e de trao so mostrados nas figuras 18A e 18B. Adicione reforos ou enrijea os apoios para prevenir que as vigas possam ser torcidas quando submetidas ao carregamento (ver figura19).

Deflexo mxima do piso

Figura 16

Sapatas para fixao de pesos de aferio

Figura 17



16. Enrijecendo as estruturas de suporte

Estruturas metlicas de suporte tendem a se fletir ou se curvar a medida que o peso que suportam aumenta. Uma deflexo muito grande afeta a preciso da balana de tanque. O maior potencial de flexo ocorre quando o mdulo de pesagem est no meio de uma viga em balano. A figura 20A mostra como a viga suporte em balano pode fletir quando um mdulo de pesagem colocado no meio da mesma. Se este tipo de arranjo no pode ser evitado, ento devemos reforar as vigas para minimizar a flexo. A figura 20B e a figura 20C mostram os dois mtodos tpicos de reforo.

Viga suporte com reforo para receber o mdulo de

pesagem Figura 19

Travamentos da Estrutura Suporte Figura 20



17. Suporte via vigas estruturais

O melhor modo de reduzir a flexo montar os mdulos de pesagem prximos das colunas verticais fixas ao solo em vez das vigas centrais ou horizontais. Se assegure que todos os mdulos de pesagem estejam suportados por vigas de mesmo tamanho estrutural para impedir flexes diferenciais, as quais podem causar erros de no repetibilidade ou problemas de no retorno a zero. A figura 21A mostra a disposio recomendada com os mdulos de pesagem prximos s vigas verticais, e a figura 21B mostra os mdulos de pesagem no centro das vigas em balano, que s pode ser tolerado se todas as vigas tiverem o mesmo dimensionamento.

Disposio recomendada Clulas no canto mais rgido, prximo s

colunas verticais. Figura 20

Disposio no recomendada, mas aceitvel

Todos os pontos fletem igualmente. Figura 20



As figuras 22A e 22B mostram detalhes dos mtodos utilizados para montar os mdulos de pesagem prximos das vigas fixadas ao solo.

Travamentos da Estrutura Suporte Figura 22A

Travamentos da estrutura suporte

Figura 22B



18. Interao entre tanques Quando balanas de tanque so colocadas prximas umas das outras, o peso de cada tanque pode afetar a carga sentida pelos mdulos de pesagem do outro tanque. Existe um forte potencial deste tipo de interao quando os tanques compartilham uma fundao em comum. As figuras a seguir mostram a instalao de quatro tanques, indo da melhor (figura23A) at a pior (figura 23D) montagem.

Interao entre tanques Figura 23



Figura 23 A: - A melhor escolha montar os mdulos de pesagem em fundaes de concreto. Como o concreto flete muito pouco, dois tanques podem compartilhar a mesma fundao sem interao. Figura 23 B: - A prxima melhor escolha montar os mdulos de pesagem prximo das vigas verticais, com estruturas suportes independentes para cada tanque. Isto limita a deflexo e a interao entre os tanques. Figura 23 C: - A prxima pior escolha montar os mdulos de pesagem no meio das vigas horizontais, com estruturas suportes independentes para cada tanque. Isto limita a interao entre os tanques, mas no a deflexo dos suportes.

Figura 23 D: - A pior escolha montar os mdulos de pesagem no meio das vigas horizontais, com os tanques compartilhando a estrutura suporte. Isto permite tanto a interao entre os tanques, como a deflexo dos suportes.

V MTODOS ADICIONAIS DE RESTRIO DOS TANQUES

A maioria dos mdulos de compresso utilizada pela Toledo do Brasil projetada para serem auto limitantes e proporcionar a proteo adequada contra tombamento. Mas em aplicaes em que ventos excessivos ou foras de cargas ssmicas so riscos potenciais, so necessrios sistemas de restries adicionais. Para sistemas suspensos por mdulos de pesagem a trao, so sempre necessrios sistemas de segurana para sustentar o tanque no caso de falha no conjunto.

19. Restries ao movimento

Os vares so usados para limitar o movimento horizontal do tanque de modo a que no tombe ou gire. Eles devem ser posicionados no centro de gravidade ou acima deste. Notar que os vares so tangenciais ao tanque, com espaamentos entre as porcas de fixao na sapata que o prende ao tanque. Isto permite que os vares restrinjam o tanque ao mesmo tempo em que permitem um mnimo de expanso/contrao trmica. Se os vares forem instalados em perfeita posio horizontal, eles no criam foras verticais que podem afetar as leituras de peso.



20. Vares e limitadores de movimento

Todo tanque que for suspenso por mdulos de pesagem trao deve ter um sistema secundrio de segurana. Os vares de segurana devem ser suficientemente robustos para suportar o tanque cheio em caso de falha no sistema de suspenso primrio. Em muitas aplicaes, devem-se instalar vares de segurana prximos a cada mdulo de trao (figura 25).

Cada varo de segurana deve ser fixo atravs de um orifcio super dimensionado no suporte e com espaamento entre suas porcas de sustentao de modo que o varo no interfira nas leituras de peso. Os mdulos de compresso Centerlign no so providos de proteo contra o levantamento das plataformas associadas aos mesmos. Limitadores verticais devem ser adicionados se este for o caso. (figura 27). Vares horizontais ou batentes podem ser usados em torno do permetro do tanque para impedir que gire (figura 26).

21. Dispositivos de segurana para mdulos de trao Para impedir que qualquer problema no mdulo de pesagem provoque a queda do elemento a ser pesado, ou mesmo para facilitar a troca de clulas, devemos sempre prover o sistema trao de dispositivos de segurana.

Dispositivos a segurana

Figura 28

Varo de segurana a trao Figura 25

Limitadores de movimento tipo batente Figura 26

Limitador Vertical para Centerlign Figura 27



22. Projeto das tubulaes

Toda vez que uma tubulao conectada a um tanque (de uma conexo fixa para uma conexo flexvel), existe um risco potencial de curvaturas mecnicas. Se a tubulao no for instalada adequadamente, ela pode causar erros ao puxar ou empurrar o tanque. A melhor maneira de evitar estes problemas projetar as tubulaes de modo que no exeram foras no tanque. Listamos a seguir as regras a serem seguidas ao se projetar tubulaes: 1. Se assegure que a estrutura de suporte flexione o mnimo

possvel. Isto ir minimizar a flexo total da tubulao.

2. Faa todas as tubulaes correrem horizontalmente a partir do tanque de modo que o tanque no seja suspenso em nenhuma circunstncia pela tubulao.

3. Posicione o primeiro suporte rgido da tubulao o mais longe

possvel do tanque, o que torna a tubulao mais flexvel.

4. Use a tubulao com o dimetro menor e a mais leve bitola possvel, o que torna a tubulao mais flexvel.

E por qu importante a tubulao ser flexvel? A figura 29A mostra um tanque montado em mdulos de pesagem suportados em uma viga. Uma tubulao est conectada ao tanque e rigidamente presa a uma outra estrutura a uma distncia L deste tanque. Quando o tanque est vazio, a tubulao permanece horizontal e no exerce fora ao tanque. Quando o tanque est cheio (figura 29B), ele se move para baixo devido a deflexo combinada das clulas e da viga. Isto puxa a tubulao para baixo na mesma distncia que o tanque deflete (h). A tubulao exerce uma fora contrria que suspende o tanque, afetando as medies de peso. Quando mais flexvel for a tubulao, menor fora ser exercida no tanque.

Tanque Vazio Tanque Cheio

Figura 29



As tubulaes podem ter um efeito significativo na preciso da pesagem, especialmente quando muitas tubulaes so conectadas a um tanque de baixa capacidade. Atravs do projeto adequado das tubulaes podemos reduzir as foras indesejveis a uma frao da carga viva do tanque. Assim poderemos compensar as foras remanescentes quando formos calibrar a balana. Como o simulador de clulas de carga no pode simular as foras produzidas pela tubulao presa ao tanque, a calibrao s pode ser efetuada na balana de tanque instalada.

23. Projetando a instalao de tubulaes

Esta seo mostra como projetar as tubulaes de modo a evitar problemas de deflexes em projeto novos ou solucionar problemas existentes. Quando estivermos projetando a entrada de materiais slidos em tanques e moegas onde sero dosados, devemos sempre evitar que os materiais exeram presso contra as paredes laterais ou exeram carga descentralizadas (Figura 30).

Dosagem de slidos Figura 30

Quando estivermos projetando a entrada de materiais lquidos em tanques e moegas onde sero dosados, devemos sempre evitar que os materiais exeram presso contra as paredes laterais devido turbulncia (Figura 31B). No conecte tubulaes diretamente no vaso. Procure introduzir a tubulao com folga. Flexveis podem ser a soluo, em caso de sistemas selados.

Dosagem de lquidos Figura 31

Usar sees de conexes flexveis de modo que a tubulao no exera foras indevidas quando o tanque se deflete (figura 32B).



Use sempre tubulaes flexveis Figura 32

Quanto maior for distncia entre o tanque e o primeiro suporte externo da tubulao, mais flexvel a conexo da tubulao ser (figura 33B). Os pontos de fixao devem ser o mais afastados possveis.

Quanto mais distante melhor Figura 33

A fixao vertical no recomendada. Prefira sempre as horizontais. (figura 34B).

No usar tubulaes na vertical Figura 34



O mesmo se aplica s ligaes eltricas. Fazer com que no venham a sustentar o tanque. (figura 35B).

Tubulaes em nvel Figura 35

Sempre que possvel, procurar efetuar a tubulao em nvel com o tanque (figura 36B).

Tubulaes em nvel Figura 36

Quanto menor o dimetro da tubulao, menor ser a sua interferncia (figura37B).

Usar os menores dimetros viveis Figura 37



Procure escolher a espessura da parede da tubulao a mais fina possvel (figura 38B).

Usar as menores espessuras viveis Figura 38

Quando houver mais de uma tubulao de admisso, procure distribu-las em torno do tanque (figura39B).

Distribuio de tubulaes Figura 39



Quando usar clulas de carga em conjunto com apoios articulados para a medio de nvel em tanques cilndricos, usar a seguinte disposio para as tubulaes (figura 40B).

Clulas de carga x apoios articulados Figura 40

Quando usar clulas de carga em conjunto com apoios articulados para a medio de nvel em tanques longos, usar a seguinte disposio para as tubulaes (figura 41B).

Clulas de carga x apoios articulados Figura 41



Estruturas em balano promovem instabilidade no sistema (figura 42A).

Estrutura suporte em balano Figura 42

Uma curva de 90 em um lance de tubulao horizontal torna a tubulao mais flexvel (figura 43).

Curva a 90 Figura 43



Quando uma tubulao de descarga utilizada por tanques adjacentes (figura 44A), o peso do material sendo descarregado por um dos tanques pode exercer uma fora para baixo no outro tanque. Por isto devemos projetar um sistema de modo que a tubulao de descarga de cada tanque seja suportada independente e no interaja com o outro tanque (figura 44B).

Interao entre tanques Figura 44

Tanques sem interao Figura 44



Quando possvel, evitar conexes rgidas entre as tubulaes e os tanques. Notar os espaamentos entre o tanque e as tubulaes de entrada e sada na figura. Uma vedao flexvel deve ser prevista para cada conexo (figura45).

Conexes com as tubulaes livres de interferncia Figura 45



No fixar tubulaes em suportes presos em mezanino, piso superior, ou outras estruturas que deflitam independentes do tanque (figura 46A). Por isto, fixar as tubulaes ao suporte dos tanques de modo que a tubulao siga os movimentos do tanque (figura 46B).

Interao entre tanques e estruturas Figura 46

24. Projetando a estrutura suporte

Esta seo mostra os cuidados que devem ser tomados para evitar problemas de deflexes em projeto novos ou solucionar problemas existentes.

Interao entre tanques e estruturas

Figura 47



A viga de menor resistncia desnivela o tanque (figura 49).



25. Localizao de clulas de carga

Esta seo mostra os cuidados que devem ser tomados na instalao das clulas de carga em projeto novos ou solucionar problemas existentes.

Localizao das clulas de carga Figura 50



26. Referncia Estvel Devemos garantir que as clulas de carga tenham uma referncia estvel.

Cuidados nas fixaes das clulas de carga Figura 51

27. Posicionamento correto

Fixao das clulas Flexmount em baixo de ps de tanques (figura 52).

Correto e Preferencial

Correto como Alternativa Incorreto

Posicionando as clulas Flexmount corretamente Figura 52



VI SUGESTES DE MONTAGEM E CALIBRAO

28. Montagem Ideal 1. Quando da montagem do tanque, utilizar um suporte (gabarito)

com as dimenses da clula em seu lugar, evitando assim danos nesta por pancadas ou por correntes eltricas oriundas de soldagens.

2. Prever espao tanto no pilar como no tanque para a colocao de macaco hidrulico para a manuteno, troca de clulas e etc.

3. Para a calibrao necessrio prever um olhal no tanque e espao entre os pilares para a chegada da paleteira com as massas de aferio.

Projeto ideal

Figura 53



29. Montagem Alternativa Caso no possamos ter a montagem anterior podemos ter a seguinte alternativa:

Soluo alternativa

Figura 54

Alternativa para a colocao de massas de aferio quando o tanque no possuir

alas prprias.

ATENO Concentrar as massas ao redor de cada p.

Evitar colocar as massas sobre as

travessas.

Alternativa para a colocao de massas de aferio Figura 55



30. Cuidados no assentamento de clulas de carga

Situaes indesejveis na montagem de tanques onde o assentamento da placa inferior da clula encontra superfcies de contato cncava, convexa ou desnivelada, provocando flexes no ato de fixao da clula de carga. Nestes casos as leituras de peso sofrero estas interferncias na medida que a carga for sendo adicionada. O assentamento das clulas deve ser o mais nivelado possvel.

1 2 3 Cuidados nos pilares de assentamento

das clulas de carga Figura 56

A: - A variao mxima de nvel entre os ps do tanque deve ser de 1,5mm. B: - O nivelamento entre os pilares deve ser no mximo 2mm. C: - O apoio provoca flexo na base e na clula. D: - O apoio provoca flexo na base e na clula. E: - O calo para o nivelamento da base provoca flexo na base e na clula.



31. Cuidados na colocao das massas de aferio

Ateno na colocao das massas de aferio

Cuidados na colocao de massas de aferio

Figura 57

F: - Barras de travamento dos ps do tanque. G: - A colocao das massas de aferio deve ser sempre sobre as clulas de carga. H: - Nunca colocar as massas de aferio sobre as barras de travamento dos ps do tanque.

32. Dimenses da massa de aferio

235mm

445mm

37mmPeso: 20kg Figura 58



VII CUIDADOS ADICIONAIS

33. Umidade e Corroso Umidade e materiais corrosivos atingindo os mdulos de pesagem podem afetar a vida til das clulas de carga. Detritos, tais como folhas de rvores e sujeira acumuladas em torno dos mdulos de pesagem podem tambm causar problemas. Para minimizar o potencial de umidade e corroso, sugerimos: 1. Prover drenagem adequada ao redor dos mdulos de

pesagem. 2. Manter os mdulos de pesagem livre de gua e detritos que

possam acumular umidade. 3. No utilizar tanque com o topo plano que reter gua, folhas e

quaisquer outros detritos que possam adicionar peso no compensado ao sistema.

4. Lavar regularmente os tanques para se livrar dos detritos acumulados.

5. Manter os cabos limpos e em boas condies. Cabos rompidos ou com a isolao gasta podem permitir a entrada de gua e sofrer corroso.

6. Proteger os cabos colocando-os em conduites. 7. Localizar os tanques (e os mdulos de pesagem) distantes de

materiais corrosivos qumicos. Os efeitos combinados de temperatura, gua, e ar podem corroer os mdulos de pesagem. Se os tanques estiverem prximos substncia corrosivas, usar pintura protetora e blindagens. Fluxo de ar positivo pode tambm ajudar a prevenir danos por corroso.

34. Descargas atmosfricas e proteo contra surtos de tenso

Dispositivos de proteo devem ser instalados para proteger a balana contra danos por descargas atmosfricas. Usar dispositivos que sejam projetados para impedir que a corrente produzida pela descarga passe atravs da clula de carga. E por outro lado devem prover um caminho de baixa resistncia para terra perto de cada mdulo de pesagem (figura 59). 1. Verificar a integridade dos sistemas de aterramento existentes. 2. Usar um sistema de ponto nico de aterramento.

Surtos de tenso so variaes instantneas de tenso ou correntes. Elas podem ser causadas por descargas atmosfricas ou por equipamentos com grandes cargas de motores. Variaes pequenas podem ser eliminadas por meio de UPS ou estabilizadores de tenso. Deve ser providenciada proteo contra surtos de tenso para impedir danos aos mdulos de pesagem.

Sistema de aterramento para mdulos de pesagem

Figura 59



VIII Pontos a considerar (check-list)

Para se obter sucesso na execuo de qualquer projeto envolvendo clulas de carga, as seguintes perguntas devem estar respondidas previamente: 1. Qual a preciso requerida para o sistema de pesagem? 2. Qual o peso morto do tanque, silo, vaso, estrutura? 3. Qual o peso do produto contido/confinado? 4. Que tipo de produto manuseado (slido, lquido, granulado)? 5. O tanque, silo, vaso, estrutura sero apoiados ou suspensos? 6. Quantos so os pontos de apoio ou suporte? 7. Existiro tubulaes conectadas? 8. Quando o produto adentra ao tanque, silo, vaso, estrutura

causam choques contra as paredes? 9. Onde ser instalado (interno ou externo)? Se externo: - Qual

os requisitos para ventos? 10. Qual a classificao ssmica da rea? 11. Quais faixa de variao de temperatura do local e de

operao da clula de carga (mnima, mxima, de operao)? 12. Qual a temperatura do processo? Se as temperaturas forem

maiores que 50 C, isolao trmica deve ser considerada. 13. Existe agitador, vibrador ou misturador acoplado? 14. A rea externa est sujeita a lavagens peridicas? 15. A clula de carga necessita ser de ao inoxidvel? 16. Existe a possibilidade de contato com produtos qumicos /

corrosivos externamente? 17. Qual a classificao da rea local? 18. Qual a classificao da rea onde estar o indicador de peso? 19. Que tipo de indicador ser necessrio (cego/indicao) 20. Onde ser instalado o indicador de peso? 21. Qual a distncia entre as clulas e o indicador de peso? 22. O indicador de peso ser conectado em qu equipamento

(PC, PLC, DCS, outros)? 23. Ser necessrio sada analgica? (4-20mA, 0-20mA, 0-

10VCC) 24. Qual os requisitos eltricos de interfaceamento? (RS-485, RS-

422,ModBus, ProfiBus, AB RIO, DeviceNet, Ethernet) 25. Qual o protocolo a ser utilizado? 26. necessrio o controle de Rede/Gateway? 27. necessrio o controle de setpoints via indicador? 28. necessrio indicao remota? 29. O servio de calibrao ser necessrio? 30. Esto previstos pontos de apoio para as massas de

calibrao?



IX CONTATOS Em caso de dvidas ou consultas entrar em contato com a Engenharia de Solues, Rua Galeno de Castro, 730, So Paulo, SP, CEP 04696-916, tel.: (11) 5547-1800, fax.: (11)5524-4167, e-mail: [email protected] ou com a filial da Toledo do Brasil mais prxima:

Filial Endereo Tel. Fax e-mail

Belm, PA Av. Senador Lemos,3501 CEP 66120-000 (91)233-5633 (91)244-0871 [email protected]

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Campo Grande, MS Av. Eduardo Elias Zahran, 2473 CEP 79004-000 (67)341-1300 (67)741-1302 [email protected]

Curitiba, PR R. 24 de Maio, 1666 CEP 80220-060 (41)332-1010 [email protected]

Fortaleza, CE R. Padre Moror, 915 CEP 60015-220 (85)283-4050 (85)283-3183 [email protected]

Goinia, GO Av. Laurcio P. Rasmussem,357 CEP 74620-030 (62)202-0344 [email protected]

Manaus, AM R. Ajuricaba, 999 CEP 69065-110 (92) 635-0441 (92)233-0787 [email protected]

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Recife, PE R. D. Arcelina de Oliveira, 48 CEP 51200-200 (81)3339-4774 (81)3339-6200 [email protected]

Ribeiro Preto, SP R. Iguape, 210 CEP 14090-090 (16)3967-2332 (16)3967-2330 [email protected]

Rio de Janeiro, RJ R. Proclamao, 574 CEP 21040-282 (21)3867-1393/1395/1399 [email protected]

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S. J. dos Campos, SP R. Dr. Mrio Galvo, 161 CEP 12209-400 (12) 3934-9211 [email protected]

So Paulo, SP R. do Manifesto, 1183 CEP 04209-901 (11)6160-9000 (11)6160-0183 [email protected]

61928672 guia de utilizacao de celulas de carga

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