Celle di carico a trave in flessione in ambienti ostili: il design robusto garantisce processi di produzione più efficienti

Le celle di carico a trave in flessione sono spesso utilizzate nei sistemi in cui la produzione è soggetta a condizioni difficili dove le celle sono esposte a un’ampia gamma di carichi come polvere, liquidi e detergenti aggressivi. Per garantire che i produttori possano ottenere risultati di misura precisi anche con requisiti così impegnativi, HBM offre soluzioni e prodotti speciali, come la cella di carico Z6R. Questa cella è particolarmente robusta, compatibile e facile da pulire; inoltre, le sue proprietà uniche garantiscono un processo di produzione efficiente.

Queste celle di carico dalle molteplici proprietà sono attive in un’ampia gamma di sistemi di produzione diversi: le celle di carico a trave in flessione. Compatte, versatili e disponibili con capacità massima da 5 kg a 10 tonnellate, sono adatte a numerose applicazioni di pesatura.

“HBM ha definito lo standard per le celle di carico a trave in flessione nel 1972, con la Z6,” spiega Stefan Schmidt, product manager per le celle di carico a trave in flessione e perno a bilanciere di HBM. “Il caratteristico soffietto protegge la sezione di misura sensibile.”

Le celle di carico a trave in flessione sono usate in molti settori diversi, ad esempio per la pesatura di serbatoi e di processo. Oltre che nei settori farmaceutico, chimico e cosmetico, le pese con celle di carico a trave in flessione sono usate nei settori dei materiali di costruzione, alimentare e del cibo per animali. Questo tipo di cella di carico è usata principalmente nelle bilance a piattaforma, nei sistemi di dosaggio e formulazione, nelle macchine da imballaggio e nelle selezionatrici ponderali. Per rispondere a un’ampia gamma di requisiti, queste pese devono essere particolarmente precise, spesso addirittura legali per il commercio, e robuste. In alcuni casi, le condizioni in fase di produzione sono difficili o presentano requisiti igienici speciali, ad esempio nel caso della produzione di cibo. In questi casi, è necessaria una pulizia regolare dei sistemi e delle celle di carico.

“HBM offre il supporto necessario per rispondere a requisiti di questo tipo, ad esempio con componenti facili da pulire. La nuova Z6R stabilisce un nuovo standard in questo campo”, afferma Stefan Schmidt. “Grazie al suo design protetto, è particolarmente robusta e facile da pulire, il che rende i processi di produzione efficienti.”

La speciale struttura delle celle di carico a trave in flessione

La struttura delle celle di carico a trave in flessione segue un principio uniforme: il componente principale delle celle di carico sono gli estensimetri, che sono incollati all’elemento a molla a forma di barra in metallo della cella. Gli estensimetri sono collegati fra loro a formare un circuito a ponte di Wheatstone. Se una forza agisce sul corpo di misura in direzione della pressione, il corpo stesso si distende, causando un allungamento degli estensimetri che quindi modificano la loro resistenza elettrica. In questo modo è possibile misurare la deformazione elastica del materiale dell’elemento a molla e determinare la forza che agisce sullo stesso. Questi valori misurati sono acquisiti dall’elettronica di misura a valle e rimangono disponibili per ulteriori analisi.

I sensori sono spesso realizzati in acciaio legato; nelle versioni più robuste, i trasduttori sono costruiti in acciaio inossidabile. Per offrire una protezione efficace all’estensimetro, l’intera sezione di misura della cella di carico viene coperta. A questo scopo, si utilizzano diversi meccanismi di protezione: in alcuni modelli, la sezione di misura sensibile viene protetta con un agente protettivo infuso. Quando le celle di carico a trave in flessione entrano in contatto con liquidi o sporcizia in ambienti con applicazioni difficili, la sezione di misura viene saldata ermeticamente. Le celle di carico a trave in flessione con capacità massima superiore ai 100 kg hanno spesso una vaschetta saldata, ad esempio, le celle di carico HLC  di HBM. Altre celle di carico con capacità massime comprese tra 5 kg e 1 tonnellata, come ad esempio la cella di carico a trave in flessione Z6 di HBM, presentano i caratteristici soffietti in metallo saldati. Questi soffietti hanno le pareti molto sottili e consentono di sigillare ermeticamente la sezione di misura proteggendola dai potenziali effetti dannosi provenienti dall’esterno.

 

Le celle di carico protette sono in grado di sopportare condizioni difficili

A seconda dell’applicazione, le pese e le celle di carico in esse integrate sono esposte a un’ampia gamma di rischi, poiché le condizioni difficili comprendono anche tipi di carico speciali.

  • Innanzitutto, la sporcizia può avere un effetto negativo sulle celle di carico a trave in flessione: ad esempio, polvere e sporcizia nel settore dei materiali di costruzione e i liquidi nel settore alimentare.
  • Inoltre, i processi di pulizia utilizzati per rimuovere la sporcizia spesso hanno effetti negativi sulla cella di carico. Spesso vengono utilizzati detergenti chimici aggressivi che rimangono attivi per un periodo esteso e rischiano di danneggiare le superfici dei componenti del sistema.
  • Gli addetti alla pulizia solitamente usano anche pulitrici ad alta pressione per la rimozione della sporcizia e quindi le celle di carico sono regolarmente sottoposte all’effetto di flussi di acqua ad alta pressione. Nel settore alimentare, ad esempio, le bilance devono essere pulite a fondo per rispondere ai requisiti dell’UE, come le norme GHP (Good Hygiene Practice – corrette prassi igieniche) e HACCP (Hazard Analysis Critical Control Point – analisi dei rischi e punti critici di controllo), obbligatorie per tutti gli operatori dell’industria alimentare.

La pulizia del sistema è in genere associata a momenti di interruzione delle attività: più i componenti sono difficili da pulire, più lunghe sono le operazioni di pulizia. Per questo motivo, HBM si è posta l’obiettivo di sviluppare componenti di sistema robusti che siano però anche facili da pulire. Uno di questi componenti è la nuova cella di carico a trave in flessione Z6R, costruita su basi molto solide. È una variante estesa della cella di carico Z6, che costituisce da decenni lo standard di mercato delle celle di carico a trave in flessione.

 

Cella di carico Z6R: il design robusto assicura una produttività efficace

“La cella di carico Z6 costituisce lo standard perché è stata la prima cella di carico sigillata ermeticamente ad essere immessa sul mercato,” afferma Stefan Schmidt. “Il soffietto protegge la sezione di misura e impedisce all’acqua e alla sporcizia di entrare nella cella di carico.”

Interventi di miglioramento continui e attività di sviluppo costante della cella Z6 hanno portato alla Z6R, con classe di precisione fino a C3 per intervalli di misura da 20 e 200 kg. Grazie al design protetto, è la prima cella di carico sigillata ermeticamente con un tubo di protezione liscio al posto del soffietto e senza saldature. La sporcizia, ad esempio i residui di cibo, aderisce meno intensamente alla cella di carico, riducendo così i potenziali rischi dovuti all’accumulo di sporcizia. Il tubo di protezione è realizzato in acciaio inossidabile con un equivalente ad alto contenuto di cromo e pareti particolarmente spesse che garantiscono ulteriore protezione. Tutto questo rende la cella di carico estremamente robusta e molto facile da pulire.

 

La superficie della nuova Z6R è realizzata in acciaio inossidabile lucidato elettricamente ed è quindi più semplice proteggerla da contaminanti che possono aderire ad essa. Anche i liquidi formano delle gocce compatte e scorrono via rapidamente. In questo modo è possibile rispondere ai requisiti più esigenti, come quelli di tipo igienico, senza compromettere l’efficienza dei processi produttivi. Questo è un ottimo vantaggio nei settori farmaceutico, chimico e cosmetico e nella produzione di materiali di costruzione, alimenti e cibo per animali. Le bilance a piattaforma, i sistemi di dosaggio e le selezionatrici ponderali sono spesso soggetti a richieste molto esigenti in questi settori.

“Con la classe di protezione IP68/69K, la cella di carico è molto robusta e resiste anche alla pulizia con pulitrici ad alta pressione oltre che all’esposizione a detergenti chimici aggressivi,” spiega Stefan Schmidt.

La cella di carico Z6R è certificata ATEX e IECEx per l’uso in atmosfere potenzialmente esplosive. Ha le stesse dimensioni di mercato standard della Z6 e presenta compatibilità elettrica. La Z6R può quindi essere integrata rapidamente nelle piattaforme, nei macchinari e nei sistemi esistenti, assicurando tempi di avviamento e di inattività più brevi.

 

La nuova cella di carico a trave in flessione Z6R:

Facile da pulire, grazie al design protetto

  • Costruzione di tipo protetto e repellente alla sporcizia senza spazi aperti o spigoli
  • Resiste alla pulizia con pulitrici ad alta pressione
  • La sezione di misura è protetta dal corpo della cella saldato ermeticamente
  • La superficie lucidata elettricamente impedisce alla sporcizia di aderire

Robusta – per l’uso in ambienti ostili

  • Precisione fino alla classe C3
  • Alloggiamento in acciaio inossidabile di grado elevato
  • Resistente agli agenti chimici e ai detergenti aggressivi
  • Adatto all’uso in atmosfere potenzialmente esplosive
  • Testato per la compatibilità elettromagnetica

Integrazione rapida, installazione facile e tempi di inattività ridotti

  • Dimensioni identiche a quelle della cella di carico Z6
  • Z6 e Z6R sono elettricamente compatibili
  • Facilmente sostituibile

Può essere utilizzata per numerose applicazioni, in molti settori diversi

  • Ideale per l’uso in processi legali per il commercio e per la pesatura di serbatoi
  • Adatta per l’uso in un’ampia gamma di settori: chimico, farmaceutico, materiali di costruzione, cibo per animali e alimentare
  • Ottimale per l’uso in bilance a piattaforma, sistemi di dosaggio e formulazione, macchinari da imballaggio e selezionatrici ponderali

 

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