МОДУЛЬНЫЕ ВЕСЫ ДЛЯ СТАТИЧЕСКОГО ВЗВЕШИВАНИЯ ВАГОНОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО СОСТАВА Российский патент 2024 года по МПК G01G19/04 

Изобретение относится к устройствам для взвешивания грузов специального назначения, в частности железнодорожных подвижных составов [G01G 19, G01G 19/04, G01G 19/12, G01G 19/417].

Из уровня техники известен ПРОЦЕСС ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ НЕТТО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ГРУЗА ДВИЖУЩЕГОСЯ ПОЕЗДА [RU 2077032 C1], в рамках которого для определения массы нетто железнодорожного грузового поезда перемещают по весовому пути со скоростью в пределах допустимого диапазона, измеряют составляющие веса каждого грузового вагона и суммируют их в зависимости от скорости движения поезда, проводят повторное взвешивание порожнего поезда и рассчитывают массу нетто по разнице весов грузовых вагонов до и после разгрузки. Весовые модули монтируются на расстояниях, равных длине большинства широко используемых вагонов. Ограничивают горизонтальный участок весового пути и формируют участок с наклоном, определяемым коэффициентами сопротивления весового пути и средней загрузкой поезда. При этом при суммировании веса каждого вагона следует учитывать, совпадает ли база взвешиваемого вагона с одним из межмодульных расстояний.

Наиболее близким по технической сущности являются ВЕСЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗОК НА ОСИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА [RU 2730375 C1], включающие грузоприемную платформу, размер которой позволяет разместить одновременно все оси транспортного средства, отличающиеся тем, что содержат весоизмерительные датчики, закрепленные в узлах встройки, соединенные как минимум с одним аналого-цифровым преобразователем, позволяющим передавать на устройство с микропроцессором данные по каждому весоизмерительному датчику, преобразованные из аналогового сигнала в цифровые значения с частотой дискретизации, позволяющей устройству с микропроцессором производить расчет нагрузок на оси, устройство с микропроцессором. Основным техническим недостатком прототипа и аналога является отсутствие возможности взвешивания вагонов железнодорожного состава различных габаритов без значительных временных издержек из-за отсутствия в весах системы весовых и не весовых модулей.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа и аналогов.

Техническим результатом изобретения является сокращение временных издержек проведения процесса взвешивания вагонов железнодорожного состава различных габаритов.

Указанный технический результат достигается за счет того, что модульные весы для статического взвешивания вагонов железнодорожного состава, выполненные из последовательно расположенных друг за другом модулей, модули могут быть выполнены как весовыми, так и не весовыми, под весовыми модулями смонтированы весоизмерительные датчики, при этом для вагонов длиной от 13000 мм до 28520 мм, шестиосных, используется конфигурация из трех весовых модулей и двух не весовых модулей, первый весовой модуль длиной 4700 мм, второй весовой модуль длиной 4700 мм, третий весовой модуль длиной 4700 мм, четвертый не весовой модуль длиной 3000 мм, пятый не весовой модуль длиной 4700 мм.

В частности, модуль выполнен в виде несущей балки с участком рельсового пути и боковым ограждением.

В частности, поверх модуля расположена защитная крышка.

В частности, под весовыми модулями смонтировано по четыре весоизмерительных датчика.

В частности, весоизмерительные датчики выполнены тензорезисторными.

В частности, модули смонтированы в многосекционный каркас.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан вид сверху весового модуля статических весов.

На фиг. 2 показан вид сверху не весового модуля статических весов.

На фиг. 3 показан вид сверху одной из вариаций компоновки весовых и не весовых

модулей на железнодорожных путях.

На фиг. 4 схематично показан вид сбоку процесса взвешивания вагона со вторым и третьим активными весовыми модулями и первым не весовым модулем.

На фиг. 5 схематично показан вид сбоку процесса взвешивания с тремя активными весовыми модулями.

На фиг. 6 схематично показан вид сбоку процесса взвешивания с активными первым и третьим весовыми модулями и не весовым вторым модулем.

На фиг. 7 схематично показан процесс взвешивания вагонов одного типа с активными первым, третьим и пятым весовыми модулями и не весовым вторым и третьим модулем.

На фиг. 8 схематично показана одна из вариаций компоновки весовых и не весовых модулей на железнодорожных путях.

На фигурах обозначено: 1 - крышка, 2 - тензометрический датчик, 3 - рельсовый путь, 4 -подкладки под рельс, 5 - несущая балка, 6 - опора не весовой платформы, 7 - торцевая пластина, 8 - весовой модуль, 9 - не весовой модуль, 10 - боковое ограждение, 11 - подъездные пути.

Осуществление изобретения

Устройство представляет из себя весы статического взвешивания, выполненные из грузоприемного устройства и электронного весоизмерительного устройства. Грузоприемное устройство состоит из одной или нескольких весовых модулей 8, а также (при необходимости) не весовых модулей 9 и подъездных путей 11 (см. фиг. 3) Модули могут иметь длину от 3-х до 6,3-х метра (см. фиг. 1 и 2). Каждый весовой модуль 8 и не весовой модуль 9 представляет собой несущую балку 5 с участком рельсового пути 3 и боковым ограждением 10. Рельсы на рельсовом пути 3 выполнены из углеродистой стали и монтируются поверх подъездных путей уже после установки весового модуля 8 и не весового модуля 9. Под рельсовым путем 3 располагаются подкладки под рельс 4. Весовой модуль 8 и не весовой модуль 9 устанавливаются на единый железобетонный фундамент. Несущая балка 5 и опора не весовой платформы 6 выполнены из чугуна, углеродистой стали или железа. Поверх каждого весового модуля 8 и не весового модуля 9 располагаются защитные крышки 1. Крышки 1 выполнены таким образом, что имеют возможность сниматься и устанавливаться на каркас путем отсоединения с помощью смонтированной на них ручки.

Конструктивное решение статических весов дает возможность установить весовой модуль 8 и не весовой модуль 9 таким образом и в таком порядке, чтобы при взвешивании различных типов вагонов под их колесами находились только весовые модули 8, а в полостях не весовые модули 9 (см. фиг. 4, 5 и 6). Подобная конструкция позволяет добиться максимальной длины для взвешивания вагонов различного типа, используемых потребителем. Помимо этого, благодаря широкой вариативности в выборе порядка расположения весовых и не весовых модулей, появляется возможность сэкономить средства путем выбора необходимого количества весовых модулей 8 и не весовых модулей 9, входящих в полный конструктив изделия для взвешивания только определенного типа вагонов. (См. фиг. 3 и 7.)

Весовые модули 8 опираются на четыре аналоговых или цифровых тензорезисторных весоизмерительных датчика 2. Сигнальные кабели тензометрических датчиков 2 в зависимости от исполнения весов подключены к электронному весоизмерительному устройству напрямую или через соединительную коробку. Короб находится под крышками 1 и представляет из себя короб с ручкой для быстрого доступа в случае необходимости. В весах используется встроенное программное обеспечение, которое привязано к электрической схеме. Программное обеспечение выполняет функции по сбору, обработке, хранению, передаче и предоставлению измерительной информации. Принцип действия весов основан на преобразовании деформации упругого элемента тензометрического датчика 2, возникающей под действием взвешиваемого груза в аналоговый электрический сигнал, пропорциональный его массе. После появления массивного объекта поверх одного или нескольких весовых модулей 8, они переходят в рабочее состояние и передают полученный сигнал, который, в свою очередь, преобразуется в цифровой код и обрабатывается. Измеренное значение массы выводится на дисплей электронного весоизмерительного устройства.

Устройство работает следующим образом.

В процессе взвешивания вагон железнодорожного состава заезжает на статические весы на рельсовых путях 3 через подъездные пути 11, располагаясь движущимися осями на весовых модулях 8 (см. фиг. 4, 5, 6, 7). Пространство, где вагон не контактирует с рельсовыми путями 3 заполняется не весовыми модулями 9. После того, как вагон заедет на рельсовые пути 3, располагающиеся на весовых модулях 8, тензометрические датчики 2 сработают и передадут сигнал на электронное вычислительное оборудование, где, в свою очередь, полученные данные преобразуются в цифровой код и подвергнуться обработке. Измеренное значение массы выводится на дисплей электронного весоизмерительного устройства.

Заявленный технический результат - сокращение временных издержек проведения процесса взвешивания вагонов железнодорожного состава различных габаритов -достигается за счет использования весовых и не весовых модулей в конструкции статических весов, размеры которых составляют от 3 до 6,3 метра. Подобное конструктивное решение статических весов дает возможность установить весовой модуль 8 и не весовой модуль 9 таким образом и в таком порядке, чтобы при взвешивании различных типов вагонов под их колесами находились только весовые модули 8, а в полостях не весовые модули 9 (см. фиг. 4, 5 и 6). Таким образом, при взвешивании весов различных габаритов пропадает необходимость в их монтаже и последующем переносе на одну весовую платформу, что известно из уровня техники и отнимает достаточно много времени. При этом, в процессе изучения перечня вагонов железнодорожного состава РФ, было выявлено, что при производстве весовых и не весовых модулей размером менее 3х метров, заявленной разницы между ними не будет хватать, чтобы произвести взвешивание максимального обширного количества вагонов железнодорожного состава, а при производстве модулей более 6,3 метра, заявленное расстояние будет слишком большим, чтобы произвести качественное взвешивание. Наличие под весовым модулем 8 четырех тензорезисторных датчиков позволяет преобразовать полученный сигнал в цифровой и вывести полученное значение массы вагона на экран пользователя. Выбранное количество является достаточным для качественного взвешивания, однако при использовании менее 4-х тензорезисторных датчиков полученные данные могут не являться корректными и точными.

Наличие съемных защитных крышек 1 поверх весовых модулей 8 и не весовых модулей 9 позволяет в случае технической неисправности достаточно быстро добраться до электронной составляющей весов и устранить неполадку.

В качестве подтверждения достижения технического результата, ниже приведены результаты проведения опыта, в рамках которого изучению были подвержены 5 опытных образцов, где:

1) патентуемый образец (см. таблицу 1);

2) весы, выполненные в виде одной статической весовой платформы (см. таблицу 2);

3) весы, выполненные в виде рельсовых путей с закрепленными на них тензометрическими датчиками (см. таблицу 3).

В процессе проведения опыта, на патентуемом образце и аналоге, выполненном в виде одной статической весовой платформы, были произведены взвешивания различных по своим габаритам грузовых вагонов железнодорожного составов РФ. Время взвешивания фиксировалось секундомером, от момента заезда на подъездную рельсовую платформу, после чего было переведено в табличные значения.

По результатам проведения опытов можно сделать следующие выводы:

1) модульная конструкция весов позволяет достаточно быстро взвешивать вагоны железнодорожного состава вне зависимости от их габаритов;

2) в отличие от модульной системы, взвешивание вагонов на статической одной весовой платформе подразумевает их достаточно долгую транспортировку до места взвешивания, что значительно замедляет общий процесс;

3) расположение тензометрических датчиков под рельсами хоть и ускоряет процесс взвешивания, но не позволяет быть конструкции достаточно универсальной, чтобы взвесить вагоны, длина которых не учитывалась при изначальной закладке датчиков (в таблице 3 мы можем наблюдать, что вагоны длиной 13500, 13920, 15050, 18500 20780 и 21800 мм не взвесились вовсе).

Примеры реализации заявленного технического решения

Пример 1. Вагоны длиной от 6 940 до 9 720 мм. Используется конфигурация из двух весовых и одного не весового модулей. Первый весовой модуль длиной 4 500 мм, второй не весовой модуль длиной 3 200 мм, третий весовой модуль длиной 4 500 мм.

Пример 2. Вагоны длиной от 9 000 мм до 11 200 мм. Используется конфигурация из двух весовых и одного не весового модулей. Первый весовой модуль длиной 4 500 мм, второй не весовой модуль длиной 4 500 мм, третий весовой модуль длиной 4 500 мм.

Пример 3. Вагоны длиной от 11 060 мм до 13 920 мм. Используется конфигурация из двух весовых и двух не весовых модулей. Первый весовой модуль длиной 4 500 мм, второй не весовой модуль длиной 4 500 мм, третий не весовой модуль длиной 3 200 мм, четвертый весовой модуль длиной 4 500 мм.

Пример 4. Вагоны длиной от 15 050 мм до 18 500 мм. Используется конфигурация из двух весовых и трех не весовых модулей. Первый весовой модуль длиной 4 500 мм, второй не весовой модуль длиной 4 500 мм, третий не весовой модуль длиной 4 500 мм, четвертый не весовой модуль длиной 3 200 мм, пятый весовой модуль длиной 4 500 мм.

Пример 5. Спецвагоны длиной от 18 500 мм до 20 780 мм, трехосные. Используется конфигурация из трех весовых и двух не весовых модулей. Первый весовой модуль длиной 4 500 мм, второй не весовой модуль длиной 4 500 мм, третий весовой модуль длиной 4 500 мм, четвертый не весовой модуль длиной 3 000 мм, пятый весовой модуль длиной 4 500 мм.

Пример 6. Вагоны длиной от 13 000 мм до 28 520 мм, шестиосные. Используется конфигурация из трех весовых модулей и двух не весовых модулей. Первый весовой модуль длиной 4 700 мм, второй весовой модуль длиной 4 700 мм, третий весовой модуль длиной 4 700 мм, четвертый не весовой модуль длиной 3 000 мм, пятый не весовой модуль длиной 4 700 мм.

Пример 7. Вагоны длиной от 18 000 мм до 21 800 мм, восьмиосные. Используется конфигурация из пяти весовых модулей. Первый весовой модуль длиной 4 700 мм, второй весовой модуль длиной 4 700 мм, третий весовой модуль длиной 4 700 мм, четвертый весовой модуль длиной 3 000 мм, пятый весовой модуль длиной 4 700 мм.

Пример 8. Вагоны длиной от 21 800 мм до 33 096 мм, где используется конфигурация из трех весовых модулей и двух не весовых модулей, первый весовой модуль длиной 6 300 мм, второй весовой модуль длиной 4 700 мм, третий не весовой модуль длиной 4 700 мм, четвертый не весовой модуль длиной 3 000 мм, пятый весовой модуль длиной 4 700 мм.

Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к устройствам для взвешивания железнодорожных подвижных составов. Устройство выполнено из последовательно расположенных друг за другом модулей. Модули могут быть выполнены как весовыми, так и не весовыми, под весовыми модулями смонтированы весоизмерительные датчики. При этом для вагонов длиной от 13000 мм до 28520 мм, шестиосных, используется конфигурация из трех весовых модулей и двух не весовых модулей. Первый весовой модуль длиной 4700 мм, второй весовой модуль длиной 4 700 мм, третий весовой модуль длиной 4700 мм, четвертый не весовой модуль длиной 3000 мм, пятый не весовой модуль длиной 4700 мм. Техническим результатом является сокращение временных издержек проведения процесса взвешивания вагонов железнодорожного состава различных габаритов. 5 з.п. ф-лы, 8 ил., 3 табл.

1. Модульные весы для статического взвешивания вагонов железнодорожного состава, выполненные из последовательно расположенных друг за другом модулей, модули могут быть выполнены как весовыми, так и не весовыми, под весовыми модулями смонтированы весоизмерительные датчики, при этом для вагонов длиной от 13000 мм до 28520 мм, шестиосных, используется конфигурация из трех весовых модулей и двух не весовых модулей, первый весовой модуль длиной 4700 мм, второй весовой модуль длиной 4700 мм, третий весовой модуль длиной 4700 мм, четвертый не весовой модуль длиной 3000 мм, пятый не весовой модуль длиной 4700 мм.

2. Модульные весы по п. 1, отличающиеся тем, что модуль выполнен в виде несущей балки с участком рельсового пути и боковым ограждением.

3. Модульные весы по п. 1, отличающиеся тем, что поверх модуля расположена защитная крышка.

4. Модульные весы по п. 1, отличающиеся тем, что под весовыми модулями смонтировано по четыре весоизмерительных датчика.

5. Модульные весы по п. 1, отличающиеся тем, что весоизмерительные датчики выполнены тензорезисторными.

6. Модульные весы по п. 1, отличающиеся тем, что модули смонтированы в многосекционный каркас.