ОГРАНИЧИТЕЛЬ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ Российский патент 1997 года по МПК B66C15/00 

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно к предохранительным устройствам, и может быть использовано для ограничения грузоподъемности кранов. Кроме того, изобретение может быть использовано в дозирующих устройствах, в частности для измерения массы грузов.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи измерения (или ограничения) действующей силы, заключающееся в обеспечении высокого быстродействия, малой инерционности и колебательности при измерении, а также функциональной надежности.

Известен ограничитель грузоподъемности, содержащий датчик нагрузки, состоящий из двуплечих рычагов, шарнирно установленных на упругом элементе с верхним и нижним основаниями, и упоров, закрепленных на нижнем основании упругого элемента и контактирующих с короткими плечами рычагов, а также исполнительное устройство (Патент Англии N 845758, кл. 78(4) В, опублик. 1960 г.).

Недостатками известного ограничителя являются относительно низкая надежность работы устройства за счет применения контактных выключателей, а также их большое количество, зависящее от назначения устройства, и низкая чувствительность.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранный в качестве прототипа "Ограничитель грузоподъемности" (см. описание изобретения N 840 003, опубликованное 23.06.81. Б.4 N 23, М. кл. В 66 С 15/00). Прототип содержит датчик нагрузки, состоящий из двуплечих рычагов, шарнирно установленных на упругом элементе с верхним и нижним основаниями, и упоров, закрепленных на нижнем основании упругого элемента и контактирующих с короткими плечами рычагов, а также исполнительное устройство.

У прототипа и заявляемого изобретения имеются следующие сходные существенные признаки: упругий элемент с верхним и нижним основаниями, а также исполнительное устройство с закрепленным на верхнем основании упругого элемента источником и приемником излучения.

Недостатками прототипа являются: наличие четырех шарниров, которые изначально имеют люфты, в процессе эксплуатации увеличивающиеся и вносящие существенную погрешность в процессе измерений; трение об упоры и противодействие стягивающей пружины, что также привносит погрешность в измерения.

Указанные недостатки обусловлены тем, что в конструкции ограничителя грузоподъемности имеются шарнирно закрепленные двуплечие рычаги.

Цель изобретения повышение надежности работы и чувствительности ограничителя грузоподъемности.

Поставленная цель достигается тем, что исполнительное устройство содержит закрепленные на верхнем основании упругого элемента источник и приемник излучения, а шторки, первые концы которых жестко присоединены к верхнему и нижнему основаниям, расположены между источником и приемником излучения.

По отношению к прототипу у заявляемого изобретения имеются следующие отличительные признаки:
шторка, жестко прикрепленная к верхнему основанию упругого элемента, постоянно отсекает часть светового потока, идущего от излучателя к приемнику;
шторка, жестко прикрепленная к нижнему основанию упругого элемента, изменяет величину светового потока от излучателя к приемнику;
приложение силы к упругому кольцу деформирует его, меняя положение шторки, прикрепленной к нижнему основанию упругого элемента. Положение нижней шторки определяет величину светового потока, проходящего от излучателя к приемнику. В конечном итоге освещенность фотоприемника пропорциональна приложенной силе.

Между отличительными признаками и целью изобретения существует следующая причинно-следственная связь: жесткое крепление шторок исключает люфты, которые вносили существенную погрешность; кроме того, исключается трение об упоры, что исключает вероятность заедания шторок и исключает дополнительную погрешность.

Для осуществления измерения приложенной силы деформируется упругий элемент, отклоняя жестко прикрепленные к нему шторки и изменяя величину светового потока от излучателя к приемнику. Работа устройства возможна при условии работы упругого элементов в пределах закона Гука, т.е. без остаточной деформации.

Выбор граничных значений параметров измеряемой силы обусловлен тем, что при работе упругого элемента в режимах, превышающих закон Гука, возникает остаточная деформация и искажаются результаты измерений. Параметры устройства получены экспериментальным путем.

По имеющимся у авторов сведениям, совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения, не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

По мнению авторов, сущность заявляемого изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, так как из него не выявляется вышеуказанное влияние на получаемый технический результат новое свойство объекта совокупности признаков, которые отличают от прототипа заявляемое изобретение, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, в принципе, может быть многократно использована в подъемно-транспортном машиностроении, а именно в предохранительных устройствах, и может быть использована для ограничения грузоподъемности кранов, а также в дозирующих устройствах, в частности для измерения массы грузов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:
на фиг.1 ограничитель грузоподъемности, общий вид;
на фиг.2 вид А (на фиг.1).

Ограничитель грузоподъемности содержит датчик нагрузки, состоящий из упругого элемента, например в виде кольца 1, нижнего и верхнего оснований 2 и 3, источника 4 и приемника 6 излучения, шторок 6 и 7, мест 8 и 9 приложения сил (нагрузки).

Работа ограничителя грузоподъемности начинается с момента приложения сил растяжения или сжатия к местам 8 и 9 (фиг.1). Воспринимая нагрузку, упругий элемент датчика деформируется, расстояние между основаниями 2 и 3 уменьшается или увеличивается. До приложения нагрузки вторые концы шторок 6 и 7 касаются друг друга. Под действием нагрузки шторки расходятся, и световой поток, исходящий из источника излучения, 4 фиксируется приемником излучения 5. При увеличении расстояния между вторыми концами шторок растет световой поток, величина которого мгновенно фиксируется приемником излучения. Приемник излучения 5 выдает сигнал в цепь управления, например подъемным краном, пропорциональный величине нагрузки, прилагаемой к упругому элементу. В качестве источников излучения могут быть использованы источники света, в том числе инфракрасные, радиоактивные, ультразвуковые и т.п. а в качестве приемников устройства или приборы, реагирующие на перечисленные виды излучения.

Как показали результаты опытной проверки, при использовании заявляемого ограничителя грузоподъемности обеспечивается достижение следующих показателей: работоспособность, малая инерционность, высокая функциональная надежность.

Согласно данным проведенных экспериментов (опробованных в промышленных условиях), заявляемое изобретение может быть использовано в народном хозяйстве и в сравнении с прототипом обладает следующими преимуществами: у прототипа была относительно низкая надежность работы у заявляемого изобретения - высокая функциональная надежность; у прототипа отмечено наличие люфтов в шарнирных соединениях у заявляемого изобретения жесткое применение шторок исключает люфты.

Заявляемый ограничитель грузоподъемности представляет значительный интерес для народного хозяйства, так как позволит автоматизировать процессы взвешивания и дозирования за счет непрерывного контроля изменяющихся нагрузок.

Заявляемое решение не оказывает отрицательного воздействия на состояние окружающей среды.

Использование: в подъемно-транспортном машиностроении для ограничения грузоподъемности крана и в дозирующих устройствах, в частности для измерения массы груза. Сущность изобретения: в устройстве одни концы датчика нагрузок, выполненного в виде шторок 6 и 7, закреплены к верхнему и нижнему основаниям упругого элемента 1, а источник 4 и приемник 5 излучения, между которыми помещены шторки 6, 7, закреплены на верхнем основании упругого элемента 1. 2 ил.

Ограничитель грузоподъемности, содержащий датчик нагрузки, связанный с упругим элементом в виде кольца с верхним и нижним основаниями, и исполнительное устройство, включающее в себя закрепленные на верхнем основании упругого элемента источник и приемник излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе, датчик нагрузки содержит две шторки, одни концы которых жестко присоединены к верхнему и нижнему основаниям упругого элемента, а другие концы шторок обращены друг к другу и расположены между источником и приемником излучения.