Портативное устройство для определения веса транспортных средств

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для взвешивания транспортных средств. Устройство состоит из опорной рамы со стяжным устройством, двух активных гидроопор, одна из которых неподвижная, а другая гидроопора имеет возможность перемещения относительно опорной рамы, гидронасоса, датчика измерения давления, суммирующего давление в обеих гидроопорах. При этом гидроопоры и стяжное устройство скреплены с опорной рамой, а в блок измерения введен преобразователь сигнала датчика измерения давления. При измерении веса поршни гидроопор перемещаются синхронно за счет синхронного поступательного перемещения плунжеров, создающих рабочее давление в обеих независимых магистралях гидроопор, одним общим элементом механизма перемещения. При этом обе гидроопоры являются активными, а общий элемент механизма перемещения может быть выполнен в виде поршня гидроцилиндра, поршня пневмопилиндра, рычажного механизма или винтовой пары. Технический результат заключается в повышении точности измерения веса и снижении веса устройства. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к весоизмерительной технике и предназначено для взвешивания транспортных средств при остановке их на любом участке пути.

Аналогами предлагаемого изобретения «Портативное устройство для определения веса транспортных средств», по нашему мнению, являются:

- устройство для поосного взвешивания вагонов железнодорожного состава, авторское свидетельство на изобретение №1735724, БИ №19, 1992 г., стр.167 (аналог) (1);

- устройство для поколесного взвешивания железнодорожных составов, авторское свидетельство на изобретение №1509613, БИ №35, 1989 г., стр.145 (аналог) (2);

- устройство для определения веса транспортных средств, патент РФ на изобретение №2116630, БИ №21, 1998 г., стр.340 (ближайший аналог) (3).

1. Известно устройство для поосного взвешивания вагонов железнодорожного состава, содержащее весовые рельсы, каждый из которых по своей нейтральной плоскости установлен на две шарнирные опоры с осями, перпендикулярными продольным осям весовых рельсов и выполнен с универсальными измерительными преобразователями, размещенными по концам измерительного участка, расположенного в пределах пролета между шарнирными опорами, длина которых не превышает наименьшего межосевого расстояния вагона, при этом универсальные измерительные преобразователи выполнены в виде датчиков перерезывающей силы, а концы весовых рельсов на шарнирных опорах установлены консольно, причем длина каждой консоли меньше полуразности наименьших межосевых расстояний локомотива и вагона, но больше полуразности наибольшего межосевого расстояния вагона и длины измерительного участка, при этом длина консоли составляет 0,23-0,33 длины пролета (Авторское свидетельство на изобретение №1735724, БИ №19, 1992 г., стр.167), аналог (1);

2. Известно устройство для поколесного взвешивания железнодорожных составов, содержащее рельсовое звено, выделенное двумя пазами, перпендикулярными опорной поверхности, на котором образован грузоприемный участок, силоизмерительные датчики, установленные на шейке грузоприемного участка рельса и связанные с блоками индикации и регистрации, при этом в шейке грузоприемного участка рельса выполнена сквозная прорезь в виде незамкнутого прямоугольника с перемычкой в одной из сторон, а две противоположные боковые стороны прямоугольника перпендикулярны продольной оси рельса, при этом перемычка обращена к опорной поверхности рельса, силоизмерительные датчики выполнены в виде четырех пар измерительных и компенсационных тензорезисторов, расположенных симметрично по обе стороны шейки рельса и соединенных в мостовую схему, причем измерительные тензорезисторы расположены на участках посередине между соответствующими боковыми сторонами прямоугольника и пазами, а компенсационные - на участке между боковыми сторонами прямоугольника, при этом глубина пазов превышает расстояние от опорной поверхности до нейтральной оси профиля сечения рельса на длину базы тензорезистора (Авторское свидетельство на изобретение №1509613, БИ №35, 1989 г., стр.145), аналог (2).

3. Известно устройство для определения веса транспортных средств, содержащее грузоподъемный блок с датчиком измерения и измерительный блок, в состав которого входят блок индикации, микропроцессорное вычислительное устройство и блок управления, причем первый вход микропроцессорного вычислительного устройства соединен с выходом блока управления, первый информационный выход - с первым входом блока индикации, а второй выход - с первым входом блока управления, при этом грузоподъемный блок выполнен в виде гидравлического подъемника, в состав которого входят опорная рама со стяжным устройством, упорный подпятник, силовой подпятник, представляющий собой камеру давления со штоком, гидронасос, при этом силовой и упорный подпятники и стяжное устройство закреплены на опорной раме с возможностью перемещения, датчик измерения выполнен в виде датчика давления, в блок измерения введены усилитель, мультиплексор, АЦП и блок питания, причем вход датчика давления соединен с выходом камеры давления силового подпятника, выход датчика давления через преобразователь давление - напряжение, усилитель соединен с входом мультиплексора, выход которого через АЦП соединен со вторым входом микропроцессорного вычислительного устройства, третий вход которого соединен с первым входом согласующего устройства, выход которого является выходом измерительного блока и соединен с входом электродвигателя, вторые входы блока управления, блока индикации и согласующего устройства и третий вход микропроцессорного вычислительного устройства являются входом питания (Патент РФ на изобретение №2116630, БИ №21, 1998 г., стр.340), ближайший аналог (3).

Известные конструкции устройств для определения веса транспортных средств имеют значительные погрешности измерения, связанные с влиянием на точность измерения наклона участка пути, на котором остановлено взвешиваемое транспортное средство, а также с влиянием перекоса моста колес и дефектов контактирующей наружной поверхности колеса.

Предлагаемое техническое решение направлено на повышение точности измерения веса транспортного средства за счет исключения влияния наклона участка пути, на котором остановлено измеряемое средство, а также исключения влияния перекоса моста колес в момент измерения и дефектов контактирующей наружной поверхности колеса.

Поставленная задача решается путем обеспечения синхронного подъема поршней гидроопор вне зависимости от перераспределения действующих на них нагрузок за счет того, что они имеют независимые магистрали, в которые поступают равные количества рабочей жидкости, обеспечиваемые, например, конструкцией спаренного мультипликатора, в котором плунжера обеих магистралей приводятся в движение одним общим элементом механизма перемещения, например поршнем.

Проведенные патентные исследования не выявили сходных технических решений, что позволяет сделать вывод о новизне заявляемого объекта.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется схемой устройства, на которой схематически показана работа гидроопор и их связь с источником перемещения, где

1 - опорная рама;

2 - стяжное устройство;

3 - неподвижная гидроопора;

4 - подвижная гидроопора;

5 - гидронасос;

6 - датчик измерения давления;

7 - преобразователь сигнала датчика давления 6;

8 - поршень гидроопоры 3;

9 - поршень гидроопоры 4;

10 - плунжер гидроопоры 3;

11 - плунжер гидроопоры 4;

12 - магистраль гидроопоры 3;

13 - магистраль гидроопоры 4;

14 - общий элемент механизма перемещения;

15 - рельс;

16 - колесо;

17 - спаренный мультипликатор.

Предлагаемое «Портативное устройство для определения веса транспортных средств» состоит из опорной рамы 1 со стяжным устройством 2, двух активных гидроопор 3, 4, одна из которых, гидроопора 3, неподвижная, а другая, гидроопора 4, имеет возможность перемещения относительно опорной рамы 1, гидронасоса 5, датчика измерения давления 6, суммирующего давление в обеих гидроопорах 3, 4, при этом гидроопоры 3, 4 и стяжное устройство 2 скреплены с опорной рамой 1, а в блок измерения введен преобразователь сигнала 7 датчика измерения 6, при этом при измерении веса поршни 8, 9 гидроопор 3, 4 перемещаются синхронно за счет синхронного поступательного перемещения плунжеров 10, 11, создающих рабочее давление в обеих независимых магистралях 12, 13 гидроопор 3, 4 одним общим элементом механизма перемещения 14, при этом обе гидроопоры 3, 4 являются активными.

Изготовление и сборка предлагаемого «Портативного устройства для определения веса транспортных средств» может быть выполнено, например, следующим образом. Все металлические детали, входящие в устройство, могут быть изготовлены, например, из профилированного сортового проката, обработкой на металлорежущих станках, а сборка конструкции устройства может быть выполнена, например, следующим образом. В начале производят сборку и предварительную настройку отдельных узлов, а затем производят их установку и скрепление с опорной рамой и окончательную настройку. Для изготовления деталей «Портативного устройства для определения веса транспортных средств» не требуется использования специального и дорогостоящего оборудования и материалов.

«Портативное устройство для определения веса транспортных средств» работает следующим образом. Активные гидроопоры 3 и 4, скрепленные с опорной рамой 1, устанавливают на рельс 15 с левой и с правой стороны колеса 16. При помощи стяжного устройства 2, обхватывающего колесо 16, поджимают гидроопоры 3 и 4 к колесу 16, включают гидронасос 5, который создает давление на общий элемент механизма перемещения 14, при этом в независимые магистрали 12 и 13 гидроопор 3 и 4 поступают равные количества рабочей жидкости, обеспечиваемые, например, конструкцией спаренного мультипликатора 17, в котором плунжеры 10 и 11 обеих магистралей 12 и 13 приводятся в движение одним общим элементом 14, при этом поршни 8 и 9 гидроопор 3 и 4 синхронно поджимаются вне зависимости от перераспределения действующих на них нагрузок. Измерение веса груза основано на измерении давления датчиком измерения давления 6 в момент отрыва колеса 16 от рельса 15, при этом для определения веса груза производится поочередное определение нагрузок, приходящихся на каждое колесо вагона, и суммирование результатов взвешивания.

Общее количество взвешиваний для одного вагона равняется количеству его колес (от 4-х для двуосного вагона, до 16-ти для восьмиосного).

Общим элементом механизма перемещения 14 может быть поршень гидроцилиндра, поршень пневмоцилиндра, рычажный механизм или винтовая пара.

Основные размеры, параметры и характеристики

Наибольший предел взвешивания (НПВ) нагрузки на колесо, т	15
Наименьший предел взвешивания (НмПВ) нагрузки на колесо, т	2
Наибольший предел взвешивания двуосного вагона, т	60
Наименьший предел взвешивания двуосного вагона, т	8
Наибольший предел взвешивания восьмиосного вагона, т	240
Наименьший предел взвешивания восьмиосного вагона, т	32
Дискретность отсчета и цена поверочного деления, кг, не более	4,0
Время однократного взвешивания нагрузки на колесо, с, не более	30
Гарантийный срок эксплуатации, мес.	12
Средний срок службы, лет	8
Масса, кг, не более	15

Предложенная конструкция «Портативное устройство для определения веса транспортных средств» позволяет повысить точность измерения веса транспортного средства за счет:

- исключения влияния угла наклона участка пути, на котором остановлено измеряемое средство,

- исключения влияния перекоса моста колес в момент измерения,

- исключения влияния дефектов контактирующей наружной поверхности колеса,

а также значительно снизить вес конструкции за счет выполнения отдельных элементов устройства в виде ажурной конструкции из легких материалов, например алюминиевых сплавов и пластмасс.

Предложенная конструкция «Портативное устройство для определения веса транспортных средств» в настоящее время находится в стадии подготовки к серийному производству.

Источники информации

1. Устройство для поосного взвешивания вагонов железнодорожного состава, авторское свидетельство на изобретение №1735724, БИ №19, 1992 г., стр.167, аналог.

2. Устройство для поколесного взвешивания железнодорожных составов, авторское свидетельство на изобретение №1509613, БИ №35, 1989 г., стр.145, аналог.

3. Устройство для определения веса транспортных средств, патент РФ на изобретение №2116630, БИ №21, 1998 г., стр.340, ближайший аналог.

1. Портативное устройство для определения веса транспортных средств, содержащее грузоподъемный блок с датчиком измерения и измерительный блок, при этом грузоподъемный блок выполнен в виде гидравлического подъемника, в состав которого входят опорная рама со стяжным устройством, две гидроопоры, одна из которых имеет возможность перемещения относительно рамы, гидронасос, датчик измерения давления, суммирующий давление в обеих гидроопорах, при этом гидроопоры и стяжное устройство скреплены с опорной рамой, а в блок измерения введен преобразователь сигнала датчика давления, отличающееся тем, что при измерении веса поршни гидроопор перемещаются синхронно за счет синхронного поступательного перемещения плунжеров, создающих рабочее давление в обеих независимых магистралях гидроопор одним общим элементом механизма перемещения, при этом обе гидроопоры являются активными.

2. Портативное устройство для определения веса транспортных средств по п.1, отличающееся тем, что общим элементом механизма перемещения является поршень гидроцилиндра.

3. Портативное устройство для определения веса транспортных средств по п.1, отличающееся тем, что общим элементом механизма перемещения является поршень пневмоцилиндра.

4. Портативное устройство для определения веса транспортных средств по п.1, отличающееся тем, что общим элементом механизма перемещения является рычажный механизм.

5. Портативное устройство для определения веса транспортных средств по п.1, отличающееся тем, что общим элементом механизма перемещения является винтовая пара.