Устройство для измерения массы нетто груза

 

Сущность изобретения: грузоприемник установлен на основании 4 с помощью кронштейнов 2. В отверстии кронштейна 2 установлена втулка 7 с внутренней резьбой, в которой размещена призма б в виде винта. Опора призмы 6 выполнена в виде поршня 3. Поршень 3 установлен на пружине 15 в гильзе 20 и скреплен с силовыводящим стержнем 10, который пропущен через отверстие в дне гильзы 20. Гильза 20 установлена в отверстии П-образной стойки 19 над силоизмеритёльным датчиком, установленным с возможностью осевого фиксированного перемещения. До начала измерения массы нетто компенсируют балластную массу груза путем выравнивания расстояния от кронштейна 2 до П-образной стойки 19 и последующей установки показания силоизмерительного датчика 8 на нуль. 10 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s G 01 G 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

О

Л (21) 4635631/10 (22) 10.01.89 (46) 23.02,93, Бюл. N 7 (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт металлургической промышленности "Гипросталь" (72) В,М.ÀMáðoæåâè÷ (73) Государственный научно-исследовательский и проектный институт металлургической промышленности (56) Устройства тензометрические весоизмерительные 1ЭДВУ. Техническое описание и инструкция по эксплуатации АЖВ2

796 024ТО, 1981 г., рис. 3, 5. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАССЫ НЕТТО ГРУЗА (57) Сущность изобретения: грузоприемник установлен на основании 4 с помощью

„„Я „„1797696 АЗ кронштейнов 2, В отверстии кронштейна 2 установлена втулка 7 с внутренней резьбой, в которой размещена призма 6 в виде винта.

Опора призмы 6 выполнена в виде поршня

3. Поршень 3 установлен на пружине 15 в гильзе 20 и скреплен с силовыводящим стержнем 10, который пропущен через отверстие в дне гильзы 20. Гильза 20 установлена в отверстии П-образной стойки 19 над силоизмерительным датчиком, установленным с возможностью осевого фиксированного перемещения. До начала измерения массы нетто компенсируют балластную массу груза путем выравнивания расстояния от кронштейна 2 до П-образной стойки 19 и последующей установки показания силоиэмерительного датчика 8 на нуль, 10 ил.

1797696

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении груза в различных областях народного хозяйства.

Известен электромеханический тензометр. содержащий корпус, две опорные ножки, установленные в нем, два чувствительных элемента. закрепленных в корпусе одним концом так, что их оси вращения расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, измерительную ножку, узел крепления измерительной ножки к корпусу, включающий элемент, связывающий их через ножевые опоры.

Элемент выполнен в виде траверсы, а узел крепления снабжен двумя нитями, параллельными одна другой и траверсе.

Недостатком известного тензометра является то, что он предназначен для деформации твердого тела и не может быть использован для измерения массы груза, Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототип а, я вняется электротензометрическое весоизмерительное устройство, содержащее грузоподъемник с кронштейнами, установленными на опоре, закрепленные на основании, причем между первой опорой и основанием через плиту(силовводящий элемент) установлен силоизмерительный датчик.

Кроме того, устройство содержит струны, прикрепленные к кронштейнам, фиксирующие положение плиты по отношению к основанию в горизонтальной плоскости, фальшопоры, устанавливаемые при необходимости под грузоприемником, измерительный прибор, на который .поступают выходные сигналы от силоизмерительного датчика и преобразуются в показатели веса, Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет измерять массу нетто груза отдельно. а измеряет ее вместе с балластной массой груза, брутто.

Цель изобретения — повышение эффективности устройства за счет обеспечения возможности измерения массы нетто, меньшей балластной массы.

Поставленная цель достигается тем. что в устройство, содержащее груэоприемник с кронштейнами, установленными на опоре, закрепленные на основании, причем между первой опорой и основанием через силовводящий элемент установлен силоиэмерительный датчик, введены втулки с внутренней резьбой, П-образная стойка с отверстием в горизонтальной перемычке. пружина, гильза с фланцем на открытом конце и отверстием в ее дне, причем гильза установлена в отверстии П-образной стойки, которая размещена над силоизмерительным датчиком, а его силовводящий элемент выполнен в виде стержня, который пропущен через отверстие в дне гильзы и скреплен с подпятником первой опоры, выполненным в виде поршня, который размещен в гильзе на пружине, при этом призма каждой опоры выполнена в виде винта и установлена во втулке, которая закреплена на соответствующем кронштейне, а силоизмерительный датчик установлен с возможностью фиксированного перемещения, Примеры реализации предлагаемого устройства приведены на прилагаемых черте15 жах.

На фиг.1 изображено устройство, измеряющее массу нетто; на фиг.2 — фальшопора; на фиг.3 изображен грузоприемник, с одной стороны которого подсоединено уст20 ройство, измеряющее массу нетто, а с другой — фальшопора, На фиг,4, 5, 6, 7 и 8 приведены варианты возможного расположения силоизмерительных датчиков и фальшопор относитвльно измеряемой массы, а также геометрическое распределение усилий по опорам на устройство для измерения массы нетто груза: для фиг.4 при a = 120 и 3-х опорах п =

30 1

= — = 0,33;

3 для фиг,5 при а = 180 и 3-х опорах n =

= — =0,5;

2 для фиг.6 при а = 180 и 4-х опорах и =

==0,25;

1 .4 для фиг,7 при а = 120 и 3-х опорах и =

40 = -= 033;

3 для фиг.8 при а = 180 и 4-х опорах п =

= — 0.25:

4. и — коэффициент геометрического регулиро45 вания нагрузки на опоры; а — угол, определяющий распределение усилий в зависимости от расположения опор, . На фиг,9 изображена диаграмма деформации упругого устройства под действием

50 массы нетто и балластного груза, где Р— усилие, воспринимаемое пружиной силовводящего элемента от массы балластного груза; кг;

С вЂ” величина сокращения пружины си55 ловводящего элемента под действием массы балластного груза. см;

1 — величина сокращения высоты упругого элемента силоизмерительного датчика под воздействием массы нетто груза, см.

1797696

На фиг. 10 изображен упругий элемент тензометрического датчика. где L — общая высота упругого элемента, см;

L<, L2, з — высота соответствующего сечения упругого элемента, см;

F1, F2, Гз — площадь соответствующего участка упругого элемента, см . г

Устройство для измерения массы нетто груза содержит грузоприемник 1 (фиг.1, 2, 3) с кронштейнами 2, установленными на опоре 3, закрепленные на основании 4.

Призма 5 каждой опоры 3 выполнена в виде винта 6 и установлена во втулке 7 с внутренней резьбой, которая закреплена на соответствующем кронштейне 2.

С помощью винта 6 осуществляется регулировка расстояния Н (фиг.1) для установки грузоприемника 1 в горизонтальное положение.

Силоизмерительный датчик 8 установлен на опорном фланце 9 между первой опорой 3 и основанием 4 через силовводящий элемент 10 с воэможностью осевого фиксированного перемещения.

Опорный фланец фиксируется винтом

11, Втулка 7 зафиксирована гайкой 12, Силовводящий элемент 10 выполнен в виде стержня и предназначен для компенсации балластной массы груза и для передачи усилия от массы нетто груза на силоизмерительный датчик 8.

Подпятник 13 первой опоры 3 выполнен в виде поршня, который размещен в гильзе

14 на пружине 15.

Силовводящий элемент 10 пропущен через отверстие 16 в дне гильзы l4 и скреплен с подпятником 13 первой опоры 3.

Над силоизмерительным датчиком 8 размещена П-образная стойка 17 с отверстием 18 в горизонтальной перемычке 19.

Гильза 14 установлена в отверстии 18

П-образной стойки 17 и имеет фланец 20.на открытом конце для опирания íà ll-образную стойку 17.

С одной стороны грузоприемник 1 опирается на опору 3 и через силовводящий элемент 10 — на силоизмерительный датчик

8, установленный на опорном фланце 9.

С другой стороны (фиг,3) грузоприемник

1 опирается на фальшопору 21 (фиг.2) и поддерживающую стойку 22, установленную на основании 4, Фальшопора 21 предназначена для распределения усилий от массы груза.

Количество фальшопор зависит ат форму груза или грузоприемника.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом измерения массы нетто груза производят компенсацию балластной массы груза, для чего устанавливают грузоприемник 1 в горизонтальное положение.

Для этого винтом 6 регулируется расстояние Н на каждой опоре (см, фиг.1, 2) до установления одинакового расстояния на каждой опоре, после чего это положение винта 6 фиксируется гайкой 12.

10 Поднимают или опускают фланец 9 с размещенным на нем датчиком 8 путем вращения фланца 9 в одну или в другую сторону до тех пор, пока показания измерительного прибора датчика 8 установятся на нулевом

15 значении, после чего установившееся положение фланца 9 фиксируется винтом 11.

После выполнения регулировки и установки измерительного прибора на нуль устройство готово к работе, 20 Затем производят заполнение грузоприемника 1 измеряемой массой и по показаниям датчика 8 судят о массе нетто груза.

Например, при получении среднеуглеродистого феррохрома методом смешива25 ния жидких расплав производят технологическую операцию по заливке жидкого силикохрома в ковш, содержащий рудноизвестковый расплав.

Операция заливки должна осуществ30 ляться с жесткими требованиями как по ве35

50 совому количеству заливаемого силикохрома, так и по количеству заливки в единицу времени, Такие требования связаны, с одной стороны, с технологией восстановления феррохрома, а с другой — с ликвидацией выбросов расплава в процессе заливки.

Исходные данные.

Собственная масса ковша объемом 20 м с рудноизвестковым расплавом — 58000 з кг; масса рудноизвесткового расплава с твердыми добавками — 24000 кг; масса футерованной платформы весового устройства—

20000 кг.

Итого, масса балластного груза составляет:

58000 + 24000 + 20000 = 102000 кг.

Количество заливаемой массы силикохрома нетто составляет 5200 60 кг.

В данном случае взвешиванию подлежит только масса силикохрома 5200 кг, а остальная масса 102000 кг является балластной и не должна участвовать в данном процессе взвешивзния.

Определяем твчность взвешивания массы нетто силикохрома (5200 кг) с испол ьзованием устройства, измеряющего массу нетто, (фиг,1) по формуле:

+q К,кг, Р 1 (1) 1797696

30

40

S5 где,и — точность взвешивания;

P — усилие, воспринимаемое пружиной силовводящего элемента (при а = 180О, n =

=0,5,фиг.5, P = 102000 0,5 = 51000кг);

С вЂ” величина сокращения высоты пружины под действием силы P (фиг,9); которая зависит от характеристики пружины и принимается равной С = 16,8158 см;

К вЂ” точность взвешивания тензометрического датчика OT наибольшего предела взвешивания (нетто) 1 ь,. (Для данного примера наиболее подходящим является датчик типа 1ЭДВУ5 — 2 — 08,012 — 0,5); ! — величина .сокращения высоты силоизмерительного элемента тензометрического датчика под воздействием массы нетто груза, определяемая по формуле: дХ Х

Е ХF где q — масса нетто груза, кг;

L — высота силоизмерительного элемента тензодатчика (фиг.10).

В данном случае: 1 = Ь+ .2+1 3, где Ly = 1,3 см, Lz = 4,7 см, 1 з = 1,8 см.

F — площадь поперечного сечения силоизмерительного элемента тензодатчика, см (фиг.10). В данном случае;

F + Fz+ гз. где F> = 10.17 см, Рг = 3,25 см; Ез = 24,46 см, Š— модуль упругости силоиэмерительного элемента тензодатчика кгс/см (для

2 закаленной стали Е = 2,1 10 Kl c/см ); и — коэффициент геометрического распределения нагрузки на опоры (при расположении опор под углом а = 180О, n = 0,5, фиг.5).

Ввиду того, что поперечное сечение силоизмерительного элемента имеет переменное сечение. то общая величина сокращения высоты силоизмерительного элемента тензодатчика 1 определяется из суммы величин сокращений в каждом сечении (см, фиг.10). пхqхL1 пхqxQ пхqх1з. см.

Ехг1 Ехг2 Ехгз

0,5 х 5200 х 1,3 0,5 х 5200 х 4,7

1 .+. +

2,1 - 10 х 10,17 2,1 10 х 3,25

+ — 0.002039 см.

2,1,. 10@ х 24,46

Подставив полученные значения в формулу (1), получили численное значение точности взвешивания массы нетто груза, в данном случае силикохрома (5200 кг)

51000 х 0,002039 + 5200хО 01 =

16.8158

=58,186 кг .

Ниже приведена сопоставительная таблица взвешивания по заявляемому устройству и устройству-прототипу.

Анализ таблицы показал, что по прото-, 5 типу (брутто 107200 кг, полученное из суммирования балластной массы 102000 кг и массы нетто 5200 кг) точность взвешивания составляет 1072 кг или 1;ь. Если же точность взвешивания 1072 кг отнести к интересуемой массе нетто 5200 кг, то это составит

20,6 7; по предлагаемому устройству балластная масса 102000 кг скомпенсирована упругим элементом, поэтому во внимание принимается масса нетто 5200 кг, от которой точность взвешивания составляет 58,18

Kl u lM 1,11 jo.

Следовательно, точность взвешивания массы нетто 5200 кг по прототипу не отвечает условиям поставленной задачи +. 60 кг, так как превышает ее в 18,55 раза.

Точность взвешивания rio предлагаемому устройству + 58,18 кг соответствует требованиям задачи.

Таким образом, предлагаемое устройство с уравновешиванием балластной массы по сравнению с прототипом позволяет повысить точность взвешивания, Формула изобретения

Устройство для измерения массы нетто груэа, содержащее грузоприемник с кронштейнами, установленными на опоре, закрепленные на основании, причем между первой опорой и основанием через силовводящий элемент установлен силоизмерительный датчик,отл ича ющеес ятем,что, с целью повышения эффективности за счет обеспечения возможности измерителя массы нетто, меньшей балластной массы, в него введены втулки с внутренней резьбой, П-образная стойка с отверстием в горизонтальной перемычке, пружина, гильза с фланцем на открытом конце и отверстием в ее дне, причем гильза установлена в отверстии Побразной стойки, которая размещена над силоизмерительным датчиком, à eto силовводящий элемент выполнен в виде стержня, который пропущен через отверстие в дне гильзы и скреплен с подпятником первой опоры, выполненным s виде поршня, который размещен в гильзе на пружине, при этом призма каждой опоры выполнена в виде винта и установлена во втулке, которая закреплена на соответствующем кронштейне, а силоизмерительный датчик установлен с возможностью осевого фиксированного перемещения.

1797696

1797696

Составитель В.Амброжевич

Техред M,Моргентал Корректор п.Ãåðåøè

Редактор Н.Козлова

Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 669 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж=35, Раушская наб,, 4/5