ВЗВЕШИВАЮЩАЯ СИСТЕМА Российский патент 2002 года по МПК G01G5/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для взвешивания различных объектов, преимущественно транспортных средств, например самолетов, железнодорожных вагонов, автомобилей, а также в случаях, когда установка взвешиваемого объекта на весы трудоемка.

Известны взвешивающие устройства, содержащие основание, взвешиваемый объект, преобразователь (см. RU 2119647 С1, 27.09.98, FR 2691252 А, 1995 г.). Недостатками этих устройств являются
большие габариты,
сложность монтажа устройств и высокая трудоемкость изготовления,
сложность в эксплуатации из-за сложности доступа к датчикам,
сложность настройки и регулировки.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип предлагаемого изобретения, является взвешивающее устройство, описанное в патенте Германии 4331149 А1, G 01 G 19/08, содержащее основание, взвешиваемый объект, резервуар с жидкостью, расположенный между основанием и взвешиваемым объектом, преобразователь давления жидкости, при этом боковые стенки резервуара выполнены эластичными.

Недостатки прототипа
Высокая материалоемкость взвешивающего устройства, так как стенки резервуара, обращенные к взвешиваемому объекту и основанию, выполнены недеформируемыми и, следовательно, массивными. Особенно этот недостаток существенен, когда взвешиваемый объект обладает большой массой и габаритами. В этом случае взвешивающее устройство невозможно сделать переносным (портативным), поэтому взвешиваемый объект необходимо транспортировать к специальному, стационарному месту взвешивания, что трудоемко, занимает много времени и создает неудобства в эксплуатации. Указанное устройство не может использоваться в труднодоступных местах, например, на ограниченных площадях или в ограниченных объемах. Из-за значительной массы взвешивающего устройства повышается его инерционность, что увеличивает время взвешивания.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является снижение материалоемкости и повышение эксплуатационных возможностей устройства.

Сущность предлагаемой взвешиваемой системы состоит в следующем. Взвешивающая система содержит основание, взвешиваемый объект, резервуар с жидкостью, расположенный между основанием и взвешиваемым объектом, преобразователь давления жидкости, при этом боковые стенки резервуара выполнены эластичными. Отличительными признаками взвешиваемой системы является то, что резервуар выполнен в виде полых пластины или ленты.

Кроме того, по крайней мере одна из стенок резервуара, обращенных к взвешиваемому объекту или основанию, выполнена эластичной.

Кроме того, стенки резервуара выполнены в виде тонких металлических лент или пластин.

Кроме того, поверхности взвешиваемого объекта и основания, обращенные к стенкам резервуара, расположены с возможностью совмещения с поверхностями соответствующих стенок резервуара.

Кроме того, поверхности взвешиваемого объекта и основания, обращенные к стенкам резервуара, расположены с возможностью перекрытия поверхностей соответствующих стенок резервуара.

Кроме того, основание может быть выполнено в виде грунтовой поверхности.

Изобретательский уровень предлагаемого устройства состоит в разрешении технического противоречия, заключающегося в обеспечении возможности взвешивания больших масс при значительно меньшей материалоемкости взвешивающей системы по сравнению с известными средствами. Технический результат достигнут за счет того, что при указанной совокупности существенных признаков функцию грузоприемной платформы выполняет сам взвешиваемый объект (его поверхность, обращенная к резервуару), а функцию основания может выполнять грунтовая поверхность.

Сущность изобретения поясняется чертежом. Между основанием 1, которым может служить грунтовая поверхность, и взвешиваемым объектом 2 помещен резервуар 3, заполненный жидкостью. Резервуар 3 выполнен в виде полой тонкой пластины или ленты с эластичными стенками 4 и 6. К резервуару 3 подсоединен преобразователь 5 давления жидкости.

Работа предлагаемой взвешивающей системы состоит в следующем. Под действием силы тяжести взвешиваемого объекта 2 в резервуаре 3 возникает избыточное давление, соответствующее весу взвешиваемого объекта 2, которое воздействует на преобразователь 5 давления жидкости.

Резервуар 3 может быть выполнен в виде сварной конструкции или сборной конструкции с болтовыми соединениями с соответствующими герметичными уплотнениями.

Предлагаемое устройство имеет широкие эксплуатационные возможности, поскольку позволяет, если это необходимо, применять резервуар любой конфигурации, в зависимости от конфигурации рабочей поверхности взвешиваемого объекта. Особенно это удобно в случае сложной (например, криволинейной) конфигурации поверхности взвешиваемого объекта. Устройство может легко устанавливаться в труднодоступных местах, в ограниченном рабочем пространстве.

Рассмотрим следующий пример.

Допустим, что вес четырехосного груженного железнодорожного вагона составляет 100000 кг. Нагрузка на каждое из восьми колес, а следовательно, и на резервуар 3 (чертеж), расположенный под ним, составит 100000: 8 = 12500 кг. Пусть ширина подошвы рельса равна 150 мм, резервуар 3 выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда, площадь стенки 6 которого равна (150 мм х 150 мм = 22500 мм²), высота боковой стенки 4 по внешней ее стороне равна 4 мм, толщина стенок 4 и 6 равна по 1 мм, высота внутренней полости резервуара 3, заполненного жидкостью, равна 2 мм. Предположим, что резервуар 3 изготовлен из стали марки Ст 2. Тогда при нагрузке, равной 12500 кг, на резервуар 3 внутри него создается давление 12500 кг: 22500 мм² = 0,556 кг/мм². При этом элементы боковой стенки 4 резервуара 3 будут испытывать напряжение, равное G_p = 0,556 кг/мм². Представим, что элементом боковой стенки 4 является ее часть, ограниченная двумя поперечными сечениями, расстояние между которыми равно 1 мм. Площадь поверхности этого элемента со стороны жидкости будет равна 1х2=2 мм². Тогда сила, действующая на элемент боковой стенки под давлением жидкости, будет равна 0,556 кг х 2 = 1,12 кг. Площадь поперечного сечения боковой стенки равна 1 мм х 2 мм = 2 мм². Учитывая, что эту площадь стремится разорвать сила, равная 1,12 кг, в элементах этой площади возникает напряжение, равное G = 1,12 кг: 2 мм² = 0,56 кг/мм². Известно (см. Справочник конструктора-машиностроителя под редакцией В.И.Анурьиева, том 1, с. 84, Москва, "Машиностроение", 1978 г.), что допускаемое напряжение при растяжении для стали марки Ст 2 равно 21 кг/мм².

Таким образом, стенка толщиной 1 мм резервуара 3 обеспечивает необходимую прочность резервуара с выбранными нами параметрами.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при взвешивании преимущественно большегрузных транспортных средств. Технический результат: снижение материалоемкости и повышение эксплуатационных возможностей. Взвешивающая система содержит основание, резервуар с жидкостью, расположенный между основанием и взвешиваемым объектом, преобразователь давления жидкости. Резервуар выполнен в виде тонкостенных полых металлических пластины или ленты, а поверхности взвешиваемого объекта и основания, обращенные к резервуару, расположены с возможностью совмещения с поверхностями соответствующих стенок резервуара или их перекрытия. 1 ил.

Взвешивающая система, содержащая основание, взвешиваемый объект, резервуар с жидкостью, расположенный между основанием и взвешиваемым объектом, преобразователь давления жидкости, отличающаяся тем, что резервуар выполнен в виде тонкостенных полых металлических пластины или ленты, а поверхности взвешиваемого объекта и основания, обращенные к резервуару, расположены с возможностью совмещения с поверхностями соответствующих стенок резервуара или их перекрытия.