Гидростатические весы Советский патент 1986 года по МПК G01G5/04 

Изобретение относится к силоизмеритель- ной технике и может быть использовано для измерения веса, крутящего момента, аэродинамических и других сил на экспериментальных и испытательных стендах.

Цель изобретения - повышение точности измерения и воспроизводимости показаний, а также уменьшение габаритов весов и увеличение чувствительности.

Сущность изобретения состоит в исключении собственного трения от расцентров- ки взаимно подвижных частей посредством использования магнитной подвески на постоянных магнитах, повышении диапазона измерений при меньших габаритах посредством расположения пар поплавок-камера друг в друге «стопкой и повышении чувствительности и точности весов посредством выполнения пбплавков и камер с непостоянной на разной высоте площадью сечения и сообщения одной из камер с изогнутой определенным образом уровнемерной трубкой, снабженной шкалой, так как при больших нагрузках и малом из-за этого зазоре между стенками дополнительного поплавка и камеры по причине глубокого погружения в жидкость камеры, перемещение уровня жидкости в трубке будет большим, чем погружение поплавка, т.е. вертикальное перемещение штока.

На чертеже схематически изображены гидростатические весы.

Гидростатические весы содержат корпус 1, связанную с ним и заполненную жидкостью основную камеру 2(постоянного горизонтального сечения) с поплавком 3, снабженным выступами 4 на боковой поверхности, гру- зоприемное устройство 5, соединенное штоком 6 с поплавком основной камеры 2, и дополнительные камеры 7 с жидкостью, имеющие форму тел вращения с возрастающей вверх площадью горизонтальных сечений и закрепленные на корпусе 1 весов, в каждую из которых вложены геометрически подобные им по форме и соединенные со штоком 6 поплавки 8, т.е. поплавки 8 и камеры 7 сложены «стопкой с взаимным чередованием. Одна из дополнительных камер сообщена с уровнемерной трубкой 9, снабженной шкалой 10 отсчета и изогнутой в плоскости осевого сечения этой камеры эквидистантно ее боковой образующей. Весы также содержат по крайней мере одну пару постоянных магнитов 11 с осесимметричными одноименными полюсами. Магниты расположены встречно-полюсно и взаимно концентрично с образованием зазора и связаны также один со штоком 6, а другой - с корпусом 1 весов. Кроме того, весы снабжены шкалой 12 отсчета и оптическим устройством регистрации вертикального перемещения поплавков, являющегося мерой веса. Оптическое устройство содержит точечный источник 13 света и линзу 14. Причем расстояние от щкалы 10 до

0

0

5 0

линзы 14 превыщает в несколько раз расстояние от линзы до источника света 13, а фокусное расстояние линзы 14 подобрано для проецирования светящейся точки от источника 13 света на шкалу 12. Неподвижная щкала 12 и источник 13 света жестко связаны с корпусом 1 весов, а линза 14 - со щтоком 6.

Гидростатические весы работают следующим образом.

Перед началом измерения поплавки 8, связанные щтоком 6, не погружены в жидкость дополнительных камер 7, вес подвижной части весов компенсируется за счет подъемной силы поплавка 3, постоянно погруженного в жидкость основной камеры 2.

5 Световой луч от источника 13 света и линзы 14 находится на нулевой отметке шкалы 12 отсчета вертикального перемещения. После приложения веса груза к грузопри- емному устройству 5, связанному через шток 6 с поплавками 8, последние частично погружаются в жидкость дополнительных камер 7. При этом вместе с поплавками 8 перемещается линза 14, которая жестко связана с ними и штоком 6 и, следовательно, световой луч также перемещается

5 по шкале 12 и производится отсчет этого перемещения, т.е. определяется вес груза. Центровка поплавков 8 относительно камер 7 обеспечивается по крайней мере одной парой постоянных магнитов 11, жестко связанных один со штоком 6, а другой - с корпусом 1. Создаваемое магнитами 11 магнитное поле обеспечивает зазоры между подвижными и неподвижными частями всего устройства, а выступы 4 поплавка 3 демпфируют колебания подвижных частей весов благодаря сопротивлению перетекания рабочей жидкости в камере 2. При нагрузках, близких к предельным, когда встречный подъем уровня жидкости в камерах 7 снижает величину перемещения линзы 14, которая связана с поплавками 8, и, следовательно, светового луча по шкале 12, отсчет показаний производится по шкале 10 прозрачной уровнемерной трубки 9.

Для предотвращения перелива жидкости из камер 7 при полностью погруженных поплавках 8, когда измеряемая нагрузка превыщает предельную расчетную нагрузку, камеру 2 делают такого размера, чтобы при превышении допускаемой нагрузки поплавок 10 упирался в дно камеры 11. Возможны и другие варианты ограничителя перемещения.

Формула изобретения

1. Гидростатические весы, содержащие корпус, связанную с ним основную камеру постоянного горизонтального сечения с поплавком, заполненную жидкостью, грузоприем- ное устройство, соединенное штоком с поплавком, и шкалу отсчета, отличающиеся тем.

0

0

что, с целью повышения точности измерения и воспроизводимости показаний, онн снабжены связанной с корпусом по крайней мере одной дополнительной камерой с геометрически подобным ей по форме поплавком, соединенным со штоком, которые имеют форму тел враш,ения с плавно возрастаюш,ей вверх площадью горизонтальных сечений, а поплавок основной камеры имеет выступы на боковой поверхности.

2. Весы по п. 1, отличающиеся тем, что они снабжены по крайней мере одной парой осесимметричных постоянных магнитов, расположенных встречно-полюсно и взаимно

концентрично с образованием зазора и связанных один со штоком, а другой - с корпусом.

3.Весы по пп. 1 и 2, отличающиеся тем, что, с целью уменьшения габаритов весов, дополнительные камеры с поплавками размещены одна в другой.

4.Весы по пп. 1-3, отличающиеся тем, что, с целью увеличения чувствительности, они снабжены уровнемерной трубкой, сообщенной с одной из дополнительных камер, причем трубка изогнута в плоскости осевого сечения дополнительной камеры эквидистантно ее боковой образующей.

Изобретение относится к силоизмери- тельной технике и позволяет повысить точность измерений и воспроизводимость показаний. На корпусе 1, связанном с основной камерой 2 постоянного сечения с поплавком 3 закреплены дополнительные камеры 7, имеющие форму тел вращения с возрастающей вверх площадью горизонтальных сечений. В каждой камере 7 установлен геометрически подобный ей поплавок 8, соединенный со штоком 6. Под действием веса размещенного в грузоприемном устройстве груза поплавки 8 погружаются в жидкость камер 7, что приводит к смещению светового луча, величину которого определяют по щкале 12. Размеры камеры 2 выбраны из расчета, чтобы при превышении допускаемой нагрузки поплавок 3 упирался в ее дно, что предотвращает выливание жидкости из камер 7 при полностью погруженных поплавках 8. Выступы 4 на поплавке 3 демпфируют колебания подвижных частей весов. Центровка поплавков 8 относительно камер обеспечивается магнитной подвеской на постоянных магнитах 11. 3 з.п.ф-лы, 1 ил. (Л to 4 СО сл