ВЕСЫ ВАГОННЫЕ ПЕРЕНОСНЫЕ Российский патент 2006 года по МПК G01G19/04 

Весы вагонные переносные для статического взвешивания и взвешивания в движении железнодорожных вагонов (включая цистерны), платформ и составов из них найдут применение в различных производственных отраслях, где необходимо контролировать массу груза, размещенного в вагоне, контролировать статическую нагрузку колеса вагона на рельс или определить положение центра масс вагона.

Весы вагонные - одно из самых распространенных средств измерений в железнодорожном хозяйстве страны. Есть многовесовые системы, весы потележечного взвешивания всех типов вагонов с расцепкой или без. Вагонные весы комплектуются широким набором устройств отображения информации, автоматической обработки и передачи получаемой информации в компьютерную сеть. Существует большой объем информации о вагонных весах в печатной литературе и на сайтах в Интернете [1, 2, 3]. Общие технические требования к весам для взвешивания железнодорожных транспортных средств изложены в Стандартах РФ, например, ГОСТ 29329 - 92, ГОСТ 30414 - 96, ГОСТ Р 8.598-2003.

Большинство весов для статического взвешивания вагонов содержат металлоемкие грузоприемные устройства большого веса и больших габаритов. Например, у весов типа 100×2ТВД-5 грузоприемное устройство выполнено в виде платформы длиной несколько метров и массой более тонны, свободно подвешенной к опорным блокам фундамента. Чтобы взвесить вагон, его необходимо транспортировать на стационарные весы. Вагонные весы для взвешивания подвижного железнодорожного состава состоят из одного или нескольких монтируемых в железнодорожное полотно грузоприемных модулей, снабженных силоизмерительными тензометрическими датчиками. Грузоприемный модуль состоит из рамы с рельсами, которая устанавливается на уплотненную щебеночную основу или на фундамент между рельсами железнодорожного полотна. АОЗТ "МЕТРОВЕС" (г.Киев) предлагает вагонные весы М8300 для повагонного или потележечного взвешивания с расцепкой вагонов. В вагонных весах ВД-30 фирмы ООО "Авитек-Плюс" грузоприемное устройство состоит из двух рельсов, монтируемых в разрезе железнодорожного пути. Вагонные весы ВД НПО "Весы" представляют собой металлическую раму с тензодатчиками, устанавливаемую на щебеночную отсыпку железнодорожного полотна под рельсы. Компания Pfister Wagen (Германия) предлагает весы Solar, содержащие семь стальных измерительных шпал, укладываемых в путь наряду с обычными шпалами. Названные весы - весы стационарные. Некоторую особенность имеет способ взвешивания вагона в патенте RU №2110047 "Способ определения массы груза в транспортном средстве". Масса поступающего в вагон груза определяется по вертикальному перемещению грузоприемной платформы вагона и сравнивается с вертикальным перемещением вагона от эталонного груза известной массы. Требуется многократное использование эталонного груза в процессе наполнения вагона. В переносных вагонных весах типа ВИУ-1 [АОЗТ "МЕТРОВЕС"] используют силовой гидроподъемный узел для подъема вагона до отрыва колеса от рельса. Гидроподъемный узел крепится к рельсам.

По технической сущности наиболее близким к предлагаемому изобретению авторы считают "Рельс тензометрический вагонный для взвешивания в движении железнодорожных составов (РТВ-Д)", изготавливаемый по техническим условиям ТУ 4274-008-10897043-03 (www.sibpress.ru). Весы содержат грузоприемное устройство со встроенными силоизмерительными элементами, вторичный преобразователь, программно-технический комплекс и соединительные кабели. В качестве грузоприемного устройства применены отрезки рельс, которые вмонтированы в стыки между рельсами железнодорожного полотна и установлены на уплотненное основание полотна. Принцип работы весов заключается в преобразовании нагрузки вагона на рельсы в электрический сигнал с помощью силоизмерительных элементов, которые устанавливаются под рельсы устройства, с последующей его обработкой в программно-техническом комплексе. Монтаж и демонтаж устройства требует много времени и средств и сопровождается нарушением целостности действующего железнодорожного полотна.

Предлагаемые весы вагонные переносные позволяют определить вес вагона на любом прямолинейном горизонтальном участке железнодорожного полотна в местах погрузки или выгрузки как в статике, так и во время его перемещения без нарушения целостности железнодорожного полотна. Устройство переносное, по весу и габаритам меньше, чем у известных вагонных весов, предназначенных для тех же целей. Силоизмерительный преобразователь выполнен в виде двух кассет по две катушки в каждой, а кассеты расположены на некотором расстоянии друг от друга в металлическом корпусе. Катушки попеременно исполняют роль активных или компенсационных плеч измерительного электронного моста. Такое расположение пар катушек, включенных в электронный измерительный мост, позволяет максимально уменьшить влияние помех и увеличить объем полезной информации. Катушки из провода высокого сопротивления и высокой температурной стабильности. Корпус выполнен по форме и размерам таким, чтобы обеспечить надежное крепление преобразователя на головке рельса. При накатывании колеса на одну из кассет преобразователя происходит изменение тензосигнала пропорционально силе, с которой колесо действует на рельс. Равномерное распределение массы груза в вагоне и симметрия конструкции тележек вагона позволяют полагать, что вес вагона распределился на колеса равномерно. Любое колесо тележки действует на рельс с такой же силой, как и другие колеса этой тележки. Сумма статических нагрузок на рельс всех колее вагона в таком случае аддитивна его весу. Горизонтальные силовые действия сцепки вагонов не вносят заметного вклада на вертикально направленную силу тяжести.

На чертеже изображен эскиз одного из возможных вариантов весов вагонных переносных для поколесного измерения веса железнодорожных вагонов. Кассеты с катушками 1 помещены в пазы корпуса 2, который установлен непосредственно на головку рельса. Элементы крепления корпуса к рельсу изображены слева вверху (Вид по А). Прочность крепления корпуса к рельсу можно увеличить за счет болтов на стыках рельсов. Для этого в корпусе весов предусмотрены отверстия.

Для неравномерно загруженного вагона необходимо и достаточно расположить весы под одно из колес каждой тележки. Более точный способ оценки неравномерности загрузки вагона с помощью вагонных электронных весов описан в патенте RU №2210747. Для него потребуется многократное поколесное измерение массы брутто вагона с последующим вычитанием из нее массы нетто вагона.

В опытном образце весов вагонных переносных было использовано автономное электропитание. К сигнальной диагонали моста тензопреобразователя после предварительного усилителя был подключен преобразователь напряжение-частота и радиопередатчик, что позволило исключить проводную связь при передаче информации результатов измерений на расстояние и, следовательно, ее влияние на результаты измерений.

Изобретение обладает преимуществом перед известными платформенными и крановыми весами, так как позволяет производить взвешивание вагона как в статике, так и во время его перемещения на любом прямолинейном участке железнодорожного полотна, без нарушения его целостности. Если установить весы на противоположных рельсах, то во время движения вагона реализуется суммирование сигналов от всех его колес, что способствует уменьшению погрешности измерений веса, в том числе при неравномерном распределении груза в вагоне. Наибольший предел нагружения весов вагонных переносных 15 тонн (исходя из допустимой статической нагрузки колеса на рельс). При совмещении нормали из центра колеса с центром кассеты преобразователя погрешность определения веса вагона минимальна (не более ±1%). Во время перемещения вагона такое условие автоматически выполняется. Диапазон рабочих температур устройства: от -30 до +40°С. Устройство можно отнести к весовым приборам обычного класса (IIII).

Основные особенности предлагаемого изобретения:

силоизмерительный преобразователь устанавливают непосредственно на головку рельса без нарушения целостности железнодорожного полотна;

весы имеют малые габариты и вес;

весы переносные оперативно могут быть доставлены непосредственно в места погрузки или выгрузки вагонов, не оборудованные стационарными платформенными или крановыми весами.

Источники информации

1. Исакович Е.Г. Весы и весовые дозаторы. Метрологическое обеспечение: справочная кн. метролога. - М.: Изд-во стандартов. - 1991. - 376 с.

2. Патенты RU: №2057302, G 01 G 19/06, 15.06.1992; №2039946, G 01 G 19/04 06.01.1993; №2071037, G 01 G 19/04, 24.08.1993; №2071038, G 01 G 19/04, 07.09.1993; №2082112, G 01 G, 19/04; №2110047, G 01 G 19/08, 27.04.1998; №2210747, G 01 G 19/04, 30.05.2001; №2239800, G 01 G 19/04, 26.12.2002.

3. Сайты в Интернете: www.promcon.ru, 02.02.2004; www.alex-se.com, 25.09.2002; www.vyborg.ru. 11.02.2004; www.sibpress.ru, 19.02.2004; www.avitec.ru, 07.03.2004; www.nais.ru, 11.12.2004.

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для взвешивания железнодорожных вагонов. Устройство содержит силоизмерительный преобразователь с тензорезисторами на клеевой основе, установленный на грузоприемное устройство. Преобразователь выполнен в виде двух кассет по две катушки в каждой. Кассеты в свою очередь помещены в корпус, установленный и закрепленный непосредственно на головке рельса без нарушения его целостности. Катушки попеременно выполняют роль активных или компенсационных плеч измерительного моста. При этом кассеты с катушками помещаются в пазы, размер которых соответствует размерам кассет и которые выполнены в корпусе параллельно опорной поверхности головки рельса на расстоянии, исключающем одновременное касание колесами обеих пар катушек. Технический результат заключается в обеспечении возможности взвешивания вагона как в статике, так и во время его перемещения, повышении точности взвешивания и установке весов на рельсы без нарушения их целостности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Весы вагонные переносные, содержащие силоизмерительный преобразователь с тензорезисторами на клеевой основе, установленный на грузоприемное устройство, отличающиеся тем, что преобразователь выполнен в виде двух кассет по две катушки в каждой, которые попеременно исполняют роль активных или компенсационных плеч измерительного электронного моста и помещены в пазы в корпусе, размер которых соответствует размерам кассет, и выполнены в корпусе параллельно опорной поверхности головки рельса на расстоянии, исключающем одновременное касание колесами обеих пар катушек, а корпус установлен и закреплен непосредственно на головке рельса без нарушения целостности железнодорожного полотна.2. Весы вагонные по п.1, отличающиеся тем, что к сигнальной диагонали моста тензопреобразователя после предварительного усилителя подключен преобразователь напряжение-частота, на выход которого включен радиопередатчик.