Ротационные весы-дозатор хозина в.в.
Владельцы патента RU 2382338:
Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Тест" (UA)
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для взвешивания или дозирования различных материалов и грузов. Устройство выполнено с грузоприемной емкостью, разделенной на отдельные транспортные модули, опирающиеся конечным числом подвижных опор на кольцевые направляющие с наличием степени свободы в вертикальном направлении в выделенной зоне взвешивания и связанные с приводом вращения в виде устройства поворота отдельных транспортных модулей с нулевым воздействием в указанной зоне взвешивания. Технический результат заключается в повышении точности показаний при взвешивании. 26 з.п. ф-лы, 22 ил.
Предлагаемое изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для взвешивания или дозирования различных материалов и грузов, например песка, цемента, сельскохозяйственной продукции и т.п.
Известны весы для непрерывного взвешивания сыпучих материалов, содержащие окно загрузки и окно выгрузки, а также грузоприемную емкость, расположенную по кольцу относительно вертикальной оси и выполненную в виде цельного ротора, связанного с приводом вращения вокруг этой оси, имеющего контакт с весоизмерительным датчиком (заявка на патент Великобритании №2121551, 3 МПК G01G 601611/00, 1984).
Грузоприемная емкость содержит множество грузоприемных устройств в виде ячеек или карманов, расположенных равномерно по окружности ротора, охваченного корпусом, опирающимся на две поворотные опоры и весоизмерительный датчик. Контакт взвешиваемого материала с весоизмерительным датчиком осуществляется через стенку корпуса, охватывающего ротор.
Определение веса в известной конструкции происходит путем регистрации показаний весоизмерительного датчика, а также датчика скорости вращения ротора, которые будут пропорциональны массе груза в грузоприемной емкости. Такая конструкция не обеспечивает устранение влияния окна загрузки и окна выгрузки при подаче и удалении материала, что снижает точность снимаемых показаний.
Рассмотренная конструкция основана на схеме косвенной регистрации веса при непрерывном вращении груза от окна загрузки к окну выгрузки.
Весы могут работать как дозатор при необходимости автоматического отмеривания определенных порций (доз) транспортируемого груза или поддержания заданной производительности.
Аналогичная схема измерения присуща также нижеприведенной конструкции весов, принимаемой за прототип.
Весы содержат окно загрузки и окно выгрузки, а также грузоприемную емкость, расположенную по кольцу относительно вертикальной оси и выполненную в виде цельного ротора, связанного с приводом вращения вокруг этой оси, имеющего контакт с весоизмерительным датчиком (заявка на патент Великобритании №2127566, 3 МПК G01G 601611/00, 1984).
Грузоприемная емкость содержит множество грузоприемных устройств в виде секторных отделений, расположенных симметрично по окружности ротора, охваченного корпусом, опирающимся на две поворотные опоры и весоизмерительный датчик. Контакт взвешиваемого материала, расположенного в секторных отделениях, с весоизмерительным датчиком осуществляется через стенку корпуса, охватывающего ротор.
Основанием для выбора указанной конструкции весов в качестве прототипа является выполнение грузоприемных устройств в виде секторных отделений.
Существенным признаком прототипа, так же как и рассмотренного аналога, является непрерывное перемещение и взвешивание материала по кругу, т.е. ротация груза вокруг вертикальной оси. Причем измерение веса происходит путем регистрации показаний весоизмерительного датчика, которые пропорциональны массе груза в грузоприемных устройствах ротора. Такая схема не устраняет влияние течки материала при подаче и удалении его из грузоприемных устройств.
В связи с этим задачей настоящего изобретения является создание такой конструкции весов-дозаторов, в которой путем разделения грузоприемной емкости на отдельные транспортные модули, каждый из которых опирается на группу опор, взвешиваемую независимо от других групп и привода вращения без вертикального воздействия последнего на весоизмерительный датчик, достигается новый технический результат - устранение влияния течки материала в окнах загрузки и выгрузки материала, что приводит к повышению точности показаний при взвешивании.
Для решения поставленной задачи в известной конструкции весов, содержащей окно загрузки и окно выгрузки, а также грузоприемную емкость, расположенную по кольцу относительно вертикальной оси и связанную с приводом вращения вокруг этой оси, имеющую контакт с весоизмерительным датчиком, согласно изобретению грузоприемная емкость разделена на отдельные транспортные модули, опирающиеся конечным числом подвижных опор на кольцевые направляющие с наличием степени свободы в вертикальном направлении в выделенной зоне взвешивания и связанные с приводом вращения в виде устройства поворота отдельных транспортных модулей с нулевым вертикальным воздействием в указанной зоне взвешивания.
Разделение цельного ротора на отдельные транспортные модули, установленные на конечное число (три) подвижных опор без механического контакта друг с другом или с сопряжением по радиальным плоскостям с возможностью свободного перемещения в вертикальном направлении в специальной зоне взвешивания, существенно уменьшает влияние течки материала в окне загрузки и окне выгрузки на модуль в процессе его взвешивания.
Устройство поворота отдельных транспортных модулей с нулевым вертикальным воздействием в выделенной зоне взвешивания позволяет обеспечить непрерывное перемещение по кругу группы транспортных единиц со снятием вертикального усилия со стороны устройства поворота на модуль, находящийся в состоянии взвешивания.
Для характеристики важного существенного признака предлагаемого изобретения введен термин “транспортный модуль”, который имеет следующее значение.
“Транспортный модуль” - унифицированный узел или единица весов, включающий необходимые конструктивные элементы: грузонесущее устройство для содержания и транспортирования груза, например емкость различной формы, группу опор, состоящую из, по крайней мере, трех опорных элементов: колес, роликов или опор скольжения. В ряде предлагаемых вариантов в “транспортный модуль” входят детали для взаимодействия и связи с устройством поворота отдельных транспортных модулей с нулевым вертикальным воздействием в выделенной зоне взвешивания.
Под термином “конечное число опор” понимается наличие, по крайней мере, трех опор в отличие от опирания грузонесущей емкости на весоизмерительный датчик всей плоскостью емкости.
В предлагаемом изобретении приведены три модификации изобретения, разработанные для взвешивания различных видов грузов.
Для взвешивания сухих сыпучих материалов, например гравия, предлагается модификация с грузонесущим устройством в виде лотка с бортами по периметру; для полусухих или умеренно влажных, например песка, - модификация с грузонесущим устройством в виде лотка со сквозным продольным каналом в направлении перемещения транспортного модуля; для липких, влажных материалов - транспортные модули сопряжены друг с другом радиально и последовательно по всей длине окружности перемещения и снабжены грузонесущим устройством в виде безбортовых платформ, взаимодействующих с механизмом удаления груза, установленным в окне выгрузки и выполненным в форме скребка, или в виде бесконечной ленты, установленной радиально в окне выгрузки.
Для первой и второй модификации устройство поворота отдельных транспортных модулей с нулевым вертикальным воздействием выполнено в виде поводкового механизма, обеспечивающего дифференцированное перемещение каждого транспортного модуля через выделенную зону взвешивания.
Поводковый механизм имеет радиальные тяговые штанги, один конец которых связан с приводом вращения механизма, а второй - с отдельным транспортным модулем с наличием степени свободы последнего в вертикальном направлении в выделенной зоне взвешивания.
В I и II модификациях конструкции весов подвижные опоры отдельного транспортного модуля установлены на транспортной гильзе, имеющей внутри сегментную вставку, сопрягающуюся с подшипником, расположенным на стержневой части радиальной тяговой штанги, и опирающуюся указанными опорами на кольцевые направляющие.
Для использования в III модификации вторые концы радиальных тяговых штанг поводкового механизма снабжены опорными штырями, спрягающимися с шариковой обоймой, прикрепленной к отдельным транспортным модулям. В этой же модификации платформы установлены одним концом на подвижных опорах, а вторым опираются на переднюю часть последующей платформы.
Во избежание появления реактивных усилий в подвижных опорах предлагаются два варианта выполнения сопряжения платформ.
В первом варианте сопряжение платформ выполнено по Г-образным поверхностям, средняя линия опорных поверхностей которых в вертикальной плоскости совпадает с осью подвижной опоры.
Для второго варианта сопряжение платформ выполнено по клиновым поверхностям, средняя линия контакта которых в вертикальной плоскости совпадает с осью подвижной опоры.
Кольцевые направляющие, по которым происходит перемещение отдельных транспортных модулей, выполнены в виде концентрично расположенных наружного, среднего и внутреннего рельсов, имеющих весовые вставки с весоизмерительным датчиком, образующие интегрированную весоизмерительную секцию и выполненные с окном выгрузки в виде разрыва по среднему рельсу с длиной
,
где Dcp - диаметр среднего кольцевого рельса, n - количество грузонесущих устройств, и длиной весовых вставок
,
где Dp - диаметр соответствующего рельса со вставкой.
Для III модификации предлагаемых весов кольцевые направляющие выполнены в виде концентрично расположенных двух кольцевых рельсов - наружного и внутреннего - с выделенной зоной взвешивания, состоящей из весовых вставок, образующих интегрированную весоизмерительную секцию и выполненных с длиной весовых вставок
,
где Dp - диаметр соответствующего рельса со вставкой.
Для I и II модификаций окно выгрузки снабжено устройством восстановления первоначального положения отдельного транспортного модуля. Предлагается выполнить устройство в виде отжимного ролика, закрепленного во входной части среднего кольцевого рельса.
Для III модификации весов предлагается новая конструкция устройства поворота отдельных транспортных модулей с нулевым вертикальным воздействием в выделенной зоне взвешивания. Конструкция устройства позволяет получить дополнительный технический результат - устранить влияние сил трения различных узлов и деталей устройства в вертикальном направлении в выделенной зоне взвешивания, что приводит к дальнейшему повышению точности взвешивания; снижению накапливаемых погрешностей от изготовления и сборки; уменьшению трудозатрат на изготовление весов. Устройство выполнено в виде внешней силовой передачи, приводной орган которой связан вне зоны взвешивания, по крайней мере, с одним из отдельных транспортных модулей. Внешняя силовая передача снабжена внутренним опорным роликом, установленным по вертикальной оси внутри множества указанных модулей и сопряженным с одним из них по его внутренней цилиндрической поверхности.
Устройство поворота отдельных транспортных модулей с нулевым вертикальным воздействием в выделенной зоне взвешивания не содержит трущихся в указанной зоне деталей и узлов, что устраняет появление дополнительных усилий при вертикальном смещении отдельного транспортного модуля при взвешивании. Внутренний опорный ролик в совокупности с приводным органом обеспечивают позиционирование модулей на кольцевых направляющих. Каждый из модулей входит последовательно и попеременно в контакт с приводным органом, перемещаясь непрерывно по кольцу и проходя зоны загрузки, взвешивания и выгрузки материала.
Искомый технический результат более эффективно достигается при сопряжении платформ посредством подвижного соединения, соединяющего каждые две смежные платформы. Причем подвижное соединение обеспечивает передачу как усилия толкания от приводного органа, так и тянущее усилие на смежную платформу при перемещении отдельного транспортного модуля к зоне выгрузки. При этом подвижное соединение дает возможность свободы перемещения отдельного транспортного модуля в вертикальном направлении в зоне взвешивания. Конструктивно предпочтительным является выполнение подвижного соединения в виде выступов Г-образной формы, один из которых находится на нижней части платформы, а второй - на накладке, прикрепленной к нижней части стыкующейся с ней следующей платформы, и выступы сопряжены с линейным контактом в пазу на нижней части платформы.
Дополнительный технический результат - позиционирование отдельных транспортных модулей при перемещении их по кольцу - достигается посредством специального устройства удержания, предлагаемого в двух вариантах: в виде стяжных струн, один конец которых закреплен с возможностью регулировки натяжения на отдельном транспортном модуле, а второй - на свободно подвешенном опорном кольце; и в виде совокупности пластинчатых звеньев, связывающих попарно смежные платформы и закрепленных на них с возможностью вертикального смещения платформ относительно оси крепления. В последнем случае жесткость позиционирования повышается в связи с попарной связью смежных модулей.
Для устранения радиальных усилий со стороны внутреннего опорного ролика на отдельный транспортный модуль в выделенной зоне взвешивания внутренняя цилиндрическая поверхность множества отдельных транспортных модулей выполнена с зазором холостого хода внутреннего опорного ролика при перемещении указанных модулей через указанную зону.
Более рациональным конструктивным исполнением является выполнение внешней силовой передачи в виде фрикционной пары, ведомым элементом которой является цилиндрический корпус отдельного транспортного модуля.
Для устранения возможных зазоров и обеспечения надежного сцепления, достаточного для создания необходимого крутящего момента, фрикционная передача снабжена роликом подпора приводного органа к цилиндрическому корпусу отдельного транспортного модуля.
Дополнительный технический результат - уменьшение налипания при выгрузке влажных, липких материалов; обеспечение сохранности в случае взвешивания грузов различной формы и габаритов - достигается при выполнении устройства удаления груза в виде бесконечной ленты, установленной радиально в окне выгрузки.
При этом оптимальный вариант выполнения - совмещение привода бесконечной ленты с внутренним опорным роликом внешней силовой передачи.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, на которых представлены:
Фиг.1 - общий вид предлагаемой конструкции весов первой модификации, разрез А-А, фиг.2;
Фиг.2 - вид сверху на весы;
Фиг.3 - разрез Б-Б, фиг.2, на котором представлено поперечное сечение по транспортной гильзе;
Фиг.4 - разрез В-В, фиг.1, схема выполнения кольцевых направляющих для первой и второй модификаций;
Фиг.5 - общий вид предлагаемой конструкции весов второй модификации, разрез С-С, фиг.6;
Фиг.6 - вид сверху на весы второй модификации;
Фиг.7 - общий вид предлагаемой конструкции весов третьей модификации;
Фиг.8 - вид сверху на весы третьей модификации;
Фиг.9 - разрез Е-Е, фиг.8, на котором показано выполнение связи конца поводка приводного поводкового механизма с отдельным транспортным модулем;
Фиг.10 - разрез F-F, фиг.7, схема выполнения кольцевых направляющих;
Фиг.11 - разрез G-G, фиг.7, вариант сопряжения отдельных транспортных модулей;
Фиг.12 - разрез Н-Н, фиг.8, вариант сопряжения отдельных транспортных модулей по клиновым поверхностям;
Фиг.13 - общий вид предлагаемой конструкции ротационных весов, разрез I-I, фиг.14, с устройством поворота отдельных транспортных модулей с нулевым вертикальным воздействием в выделенной зоне взвешивания, выполненным в виде внешней силовой передачи;
Фиг.14 - вид сверху на весы;
Фиг.15 - разрез J-J, фиг.14, на котором показана конструкция внутреннего опорного ролика в сопряжении его с отдельным транспортным модулем;
Фиг.16 - разрез К-К, фиг.14, выполнение подвижного соединения между смежными платформами отдельных транспортных модулей;
Фиг.17 - разрез L-L, фиг.13, на котором показано исполнение устройства удержания отдельных транспортных модулей в виде множества стяжных струн;
Фиг.18 - исполнение устройства удержания отдельных транспортных модулей в виде совокупности пластинчатых звеньев;
Фиг.19 - разрез М-М, фиг.18, конструктивное выполнение попарной связи смежных платформ;
Фиг.20 - выполнение устройства удаления груза в виде скребка;
Фиг.21 - выполнение устройства удаления груза в виде бесконечной ленты;
Фиг.22 - фрикционная передача с роликом подпора.
Предлагаемые весы имеют следующую конструкцию.
I модификация
Весы данной модификации имеют множество, в данном примере четыре, отдельных транспортных модулей секторной формы 1, установленных с возможностью перемещения вокруг вертикальной оси 2 (фиг.1).
Отдельные транспортные модули 1 связаны с устройством поворота их с нулевым вертикальным воздействием в выделенной зоне взвешивания, выполненным в виде поводкового механизма 3. Связь модулей 1 осуществлена посредством радиальных тяговых штанг в виде поводков 4, количество которых равно количеству отдельных транспортных модулей.
Поводки 4 расположены симметрично по окружности и имеют один общий привод 5. Один конец поводков 4 закреплен на приводном диске 6, а второй связан с отдельным транспортным модулем 1, который представляет собой грузонесущее устройство в форме лотка 7 с бортами по периметру и подвижными опорами в виде колеса 8 (фиг.2 и 6), закрепленного на транспортной гильзе 9, имеющей внутри сегментную вставку 10 (фиг.3), сопрягающуюся с подшипником 11, установленным на стержневой части 12 поводка 4, и подвижными опорами в виде колес 13, которыми транспортная гильза 9 опирается на кольцевые направляющие 14 (фиг.1).
Благодаря наличию сегментных вставок 10 и подшипников 11 при перемещении транспортных модулей не возникают дополнительные вертикальные составляющие усилия, искажающие результаты взвешивания.
Кольцевые направляющие 14 выполнены в виде концентрично расположенных кольцевых рельсов - наружного 15, среднего 16 и внутреннего 17, имеющих весовые вставки 18, 19, 20, образующих интегрированную измерительную секцию с весоизмерительным датчиком (условно не показан).
Средний кольцевой рельс имеет окно выгрузки в виде разрыва 21 (фиг.4) длиной
,
где Dсp - диаметр среднего кольцевого рельса, n - количество лотков.
Длина весовых вставок
где Dp - диаметр соответствующего рельса со вставкой.
Весовые вставки 18, 19, 20 расположены таким образом, что три колеса, одно из которых 8 расположено на лотке, а два колеса 13 на транспортной гильзе 9, наезжают и съезжают с весовых вставок одновременно.
Для загрузки материала имеется окно загрузки 22 (фиг.2). В случае выполнения весов второй и третьей модификаций верхняя течка 23 снабжается приводом радиального перемещения 24 относительно вертикальной оси (фиг.1, 5).
С целью более точного регулирования производительности весов электродвигатель общего привода 5 приводного поводкового механизма 3 запитывается от частотного преобразователя.
Во входной части среднего кольцевого рельса 16 установлено устройство восстановления первоначального положения отдельного транспортного модуля, выполненного в виде отжимного ролика 25 (фиг.4).
Для компенсации влияния центробежной силы внутри поводка 4 закреплена гибкая струна 26. Струна 26 одним концом соединена с транспортной гильзой 9, а вторым - с поводком 4.
Предлагаемая модификация весов работает следующим образом.
Общий привод 5 приводного поводкового механизма 3 через приводной диск 6 и поводки 4 приводит во вращательное движение (показано стрелкой на фиг.2) отдельные транспортные модули 1 вокруг вертикальной оси 2.
Материал загружается через окно загрузки 22 в грузоприемную емкость в форме лотка 7.
Каждый отдельный транспортный модуль 1 с грузом перемещается посредством транспортной гильзы 9 с колесами 13 и колеса 8 по кольцевым направляющим - рельсам 15, 16, 17.
При наезжании загруженного отдельного транспортного модуля 1 на весовые вставки 18, 19, 20 происходит его взвешивание.
При дальнейшем движении отдельного транспортного модуля 1 колесо 8 попадает в окно выгрузки в виде разрыва 21 по среднему рельсу и затем происходит поворот лотка 7 с материалом относительно оси поводка с опрокидыванием его вниз и высыпанием материала (фиг.1).
После прохождения зоны разрыва отдельный транспортный модуль с помощью отжимного ролика 25 восстанавливает свое первоначальное положение, т.е. вкатывается на кольцевой рельс 16 и подается к окну загрузки 22.
При необходимости регулирования производительности, в случае исполнения весов второй и третьей модификаций, перемещают верхнюю течку 23 в радиальном направлении при помощи привода радиального перемещения 24. При этом окно загрузки 22 перемещается к периферии весов, линейная скорость материала в зоне загрузки увеличивается и, следовательно, производительность весов возрастает.
II модификация
Конструкция весов второй модификации (фиг.5, 6) отличается от первой выполнением грузонесущего устройства в виде лотка 27 со сквозным продольным каналом 28 в направлении перемещения отдельного транспортного модуля.
Выполнение и работа остальных узлов и механизмов аналогичны описанным в первой модификации.
III модификация
Весы третьей модификации имеют следующую конструкцию. Отдельные транспортные модули секторной формы 29 (в данном примере их пять) установлены с возможностью перемещения вокруг вертикальной оси 30 (фиг.7) и связаны поводками 31 приводного поводкового механизма 37, который имеет количество поводков, равное количеству модулей. Поводки 31 расположены симметрично по окружности и имеют один общий привод 33 (фиг.7, 8).
Поводки 31 выполнены в виде горизонтальных тяговых штанг, один конец которых закреплен на приводном диске 34, а второй снабжен двумя опорными штырями 35 (фиг.7, 9), сопрягающимися с шариковой обоймой 36, прикрепленной к отдельным транспортным модулям 29. Шариковая обойма 36 имеет контакт с опорными штырями 35 по поверхностям 37, 38. Причем шарики 39 шариковой обоймы 36 предназначены для перемещения отдельных транспортных модулей 29 по кругу, а шарики 40 служат для ограничения перемещения отдельных транспортных модулей в радиальном направлении (фиг.9).
Благодаря наличию шариков 39 и 40 при перемещении транспортных модулей устраняются дополнительные вертикальные составляющие усилия, искажающие результаты взвешивания.
Отдельные транспортные модули сопряжены друг с другом радиально и последовательно по всей длине окружности перемещения и снабжены безбортовыми платформами 41, взаимодействующими в окне выгрузки 42 с механизмом удаления груза 43 (фиг.8).
В первом варианте исполнения сопряжение 44 безбортовых платформ выполнено по Г-образным поверхностям 45, средняя линия опорных поверхностей которых в вертикальной плоскости 46 совпадает с осью 47 подвижной опоры 48 (фиг.11).
Во втором варианте сопряжение 49 безбортовых платформ 41 выполнено по клиновым поверхностям 50, средняя линия 51 которых в вертикальной плоскости 52 (фиг.12) совпадает с осью 47 подвижной опоры 48.
Безбортовые платформы 41 установлены одним концом 53 на подвижных опорах 48, а вторым 54 - опираются на переднюю часть 55 последующей платформы.
Кольцевые направляющие 56 (фиг.7) выполнены в виде концентрично расположенных наружного 57 и внутреннего рельсов 58 (фиг.10), снабженных весовыми вставками 59 с весоизмерительным датчиком. Длина весовых вставок
где Dp - диаметр соответствующего рельса со вставкой, n - количество безбортовых платформ.
Механизм удаления груза 43 с платформы 41 выполнен в виде скребка 60, закрепленного в окне выгрузки 42 (фиг.8).
Предлагаемая модификация работает следующим образом.
Общий привод 33 приводного поводкового механизма 37 через приводной диск 34 и поводки 31 приводит во вращательное движение (показано стрелкой на фиг.8) отдельные транспортные модули 29 вокруг вертикальной оси 30.
Материал, например глина, загружается через окно загрузки по кругу на безбортовые платформы 41.
Отдельный транспортный модуль 29 с материалом перемещается на подвижных опорах 48, опираясь вторым концом 54 безбортовой платформы 41 на переднюю часть 55 следующей безбортовой платформы. Круговое перемещение отдельных транспортных модулей 29 происходит по наружному 57 и внутреннему 58 рельсам.
При наезжании опор загруженных отдельных транспортных модулей 29 на весовые вставки 59 происходит взвешивание каждого из сопряженных модулей в выделенной зоне взвешивания.
При дальнейшем движении транспортных модулей 29 в зону окна выгрузки 42 производится удаление материала с безбортовой платформы 41 посредством скребка 60.
При необходимости регулирования производительности весов перемещают верхнюю течку 61 в радиальном направлении при помощи привода радиального перемещения 62, аналогичного приведенному во второй модификации (фиг.7).
Для аттестации весов пропускают через весоизмерительную секцию целое количество оборотов сначала порожние отдельные транспортные модули, определяют среднее значение суммарной массы транспортных модулей за один оборот, затем на модули устанавливают эталонный груз, например гири, и пропускают также через весоизмерительную секцию целое количество оборотов, определяют среднее значение суммарной массы транспортных модулей с грузом за один оборот и по приведенной ниже формуле высчитывают масштабирующий коэффициент весов k:
где Рэт - суммарная масса эталонных грузов, Σ1 - суммарная масса за один оборот груженных транспортных модулей, Σ0 - суммарная масса за один оборот порожних транспортных модулей.
При этом для весов первой и второй модификаций в разрыв среднего рельса устанавливают вставку, предотвращающую опрокидывание транспортных модулей и удаление груза, а в третьей модификации снимают скребок.
При диагностике состояния весов пропускают многократно порожние транспортные модули через весоизмерительную секцию и, сравнивая показания суммарной массы модулей за один оборот до начала работы и в момент диагностики, определяют погрешность весов, полученную в результате эксплуатации, а также характер неисправности конструкции.
Ротационные весы-дозатор с устройством поворота отдельных транспортных модулей с нулевым вертикальным воздействием в выделенной зоне взвешивания, выполненным в виде внешней силовой передачи, имеют следующую конструкцию.
Весы имеют множество, в данном примере шесть, отдельных транспортных модулей секторной формы 63, установленных с возможностью перемещения вокруг вертикальной оси 64, с наличием степени свободы в вертикальном направлении в выделенной зоне взвешивания (фиг.13, 14).
Отдельные транспортные модули 63 снабжены грузонесущими устройствами в виде сопряженных между собой безбортовых платформ 65, установленных на подвижных опорах 66, выполненных в виде колес или ползунов, с возможностью перемещения по кольцевым направляющим 67.
Отдельные транспортные модули 63 связаны с устройством их поворота с нулевым вертикальным воздействием в выделенной зоне взвешивания 68, выполненным в виде внешней силовой передачи 69, имеющей фрикционную пару с приводным органом 70 и ведомым элементом - цилиндрическим корпусом 71 отдельного транспортного модуля 63, сопряженным внешней цилиндрической поверхностью с приводным органом 70 в зоне загрузки.
Кроме фрикционной пары (эквивалентами ее могут быть зубчатая, червячная передачи) устройство поворота отдельных транспортных модулей с нулевым вертикальным воздействием в выделенной зоне взвешивания 68 содержит внутренний опорный ролик 72, установленный по вертикальной оси 64 внутри множества указанных модулей и сопряженный с одним из них по его внутренней цилиндрической поверхности 73 (фиг.15), выполненной с зазором холостого хода 74 ролика 72 в выделенной зоне взвешивания.
Для установления возможных радиальных зазоров и обеспечения необходимого сцепления фрикционная передача снабжена роликом подпора 75 приводного органа 70 к цилиндрическому корпусу 71 отдельного транспортного модуля 63 (фиг.14, 16).
Для передачи движения отдельным транспортным модулям 63 по кругу безбортовые платформы 65 имеют сопряжение в виде подвижного соединения 77 (фиг.14), выполненного в виде выступов Г-образной формы, один из которых 78 находится на нижней части безбортовой платформы 65, а второй 79 - на накладке 80, прикрепленной к нижней части 81 стыкующейся с ней смежной безбортовой платформы 65, и выступы 78, 79 сопряжены с линейным контактом в пазу на нижней части безбортовой платформы 65. Каждая из безбортовых платформ опирается на опорный участок 82, выполненный на накладке 80.
Для обеспечения позиционирования каждого отдельного транспортного модуля 63 весы снабжены устройством удержания отдельных транспортных модулей при перемещении их по кругу, выполненным в двух вариантах.
В первом варианте (фиг.17) устройство представляет собой множество стяжных струн 83, один конец которых 84 закреплен с возможностью регулировки натяжения на отдельном транспортном модуле 63, а второй 85 - на свободно подвешенном опорном кольце 86. Каждый из отдельных транспортных модулей 63 имеет одну или несколько стяжных струн, натяжение которых регулируется гайкой 87.
Во втором варианте с целью жесткого позиционирования устройство удержания отдельных транспортных модулей при перемещении их по кругу (фиг.18) выполнено в виде совокупности пластичных звеньев 88, связывающих попарно две смежные безбортовые платформы 65 и закрепленных на них с возможностью вертикального смещения платформы относительно оси крепления 89 (фиг.19).
Предлагаемые ротационные весы содержат зону загрузки 90, выделенную зону взвешивания 91 и зону выгрузки 92 (фиг.14).
Для загрузки материала имеется окно загрузки 93, а также верхняя течка 94.
Выделенная зона взвешивания 91 имеет интегрированную измерительную секцию с весоизмерительным датчиком (не показан), образованную весовыми вставками 95, 96 (фиг.14), размещенными в концентрично расположенных наружном 97 и внутреннем 98 рельсах кольцевых направляющих 67; зона выгрузки 92 содержит окно выгрузки 99 с устройством удаления груза в виде скребка 100, или в виде бесконечной ленты 101 (фиг.21), установленной радиально в окне выгрузки 99. Привод бесконечной ленты может быть совмещен с внутренним опорным роликом 72 внешней силовой передачи 69.
Для регулирования производительности, а также величины взвешиваемых доз, схема управления весами-дозаторами содержит широко известные элементы: задатчик массы; блок сравнения; частотный преобразователь, от которого запитан электродвигатель привода (не показаны).
Предлагаемые ротационные весы работают следующим образом.
Устройство поворота отдельных транспортных модулей с нулевым вертикальным воздействием 68 в выделенной зоне взвешивания 91 через внешнюю силовую передачу 69 (фрикционную пару) передает вращение от приводного органа 70 (направление вращения показано стрелкой на фиг.14) к ведомому элементу - цилиндрическому корпусу 71 отдельного транспортного модуля 63, находящегося в зоне загрузки 90, Материал, например известняк, загружается через окно загрузки 93 на безбортовые платформы 65 по мере их прохождения через зону загрузки 90.
Отдельный транспортный модуль 63 с материалом перемещается на подвижных опорах 66 по кольцевым направляющим 67.
При наезжании подвижных опор 66 отдельных транспортных модулей 63 на весовые вставки 95, 96 в выделенной зоне взвешивания 91 происходит регистрация массы груза в модуле.
При дальнейшем движении отдельных транспортных модулей в зону выгрузки 92 производится удаление материала через окно выгрузки 99 с безбортовой платформы посредством скребка 100 или бесконечной гибкой лепты 101.
Внутренний опорный ролик 72 и ролик подпора 75 обеспечивают в процессе привода отдельного транспортного модуля устранение возможных радиальных зазоров в фрикционной передаче и необходимое поджатие фрикционной пары.
Устройство поворота отдельных транспортных модулей с нулевым вертикальным воздействием в выделенной зоне взвешивания выполняет функцию группового привода всего множества транспортных модулей, непрерывно перемещаемых по кольцу. При этом загружаемый отдельный транспортный модуль 63, проходящий через зону загрузки, толкает через сопряжение платформ в виде подвижного соединения передний модуль, находящийся в зоне взвешивания, и тянет посредством аналогичного соединения задний модуль, находящийся в зоне выгрузки; разгруженный модуль поступает в зону загрузки, где получает принудительное вращение от внешней силовой передачи 69 и толкает впереди движущийся модуль в зону взвешивания и т.д. В зоне взвешивания модули движутся накатом, не замыкая на себя силовые цепи, обеспечивающие перемещение модулей в зоне загрузки и выгрузки материала. Таким образом устройство поворота отдельных транспортных модулей с нулевым вертикальным воздействием в выделенной зоне взвешивания обеспечивает непрерывное перемещение по кольцу отдельных транспортных модулей, оказывая принудительное воздействие только на один модуль, находящийся в зоне загрузки.
Позиционирование отдельных транспортных модулей при перемещении по кругу осуществляют стяжными струнами 83 устройства удержания, ослабляя или усиливая их натяжение гайкой 87 или посредством пластинчатых звеньев 88, размещенных на осях крепления 89.
При выполнении устройства поворота отдельных транспортных модулей с нулевым вертикальным воздействием в выделенной зоне взвешивания в виде внешней силовой передачи аттестацию весов-дозатора производят, пропуская через весоизмерительную секцию целое количество раз сначала порожние отдельные транспортные модули, определяют среднее значение суммарной массы транспортных модулей за один оборот, затем на модули устанавливают эталонный груз и пропускают также через весоизмерительную секцию целое количество оборотов, и определяют масштабирующий коэффициент весов. При этом механизм удаления груза снимается.
При диагностике состояния весов пропускают многократно порожние транспортные модули через весоизмерительную секцию и, сравнивая показания суммарной массы модулей за один оборот до начала работы и в момент диагностики, определяют погрешность весов, полученную в результате эксплуатации, а также характер неисправности конструкции.
Предлагаемое изобретение прошло успешно опытно-промышленные испытания на одном из металлургических заводов. По сравнению с прототипом изобретение позволяет повысить точность показаний при взвешивании и дозировании; снизить трудозатраты на изготовление конструкции, упростить наладку и эксплуатацию весов.
1. Ротационные весы-дозатор, содержащие окно загрузки и окно выгрузки, а также грузоприемную емкость, расположенную по кольцу относительно вертикальной оси и связанную с приводом вращения вокруг этой оси, имеющую контакт с весоизмерительным датчиком, отличающиеся тем, что грузоприемная емкость разделена на отдельные транспортные модули, опирающиеся конечным числом подвижных опор на кольцевые направляющие с наличием степени свободы в вертикальном направлении в выделенной зоне взвешивания и связанные с приводом вращения в виде устройства поворота отдельных транспортных модулей с нулевым вертикальным воздействием в указанной зоне взвешивания.
2. Весы-дозатор по п.1, отличающиеся тем, что устройство поворота отдельных транспортных модулей с нулевым вертикальным воздействием в выделенной зоне взвешивания выполнено в виде поводкового механизма, с расположенными по окружности радиальными тяговыми штангами, один конец которых связан с приводом вращения механизма, а второй - с отдельным транспортным модулем с наличием степени свободы последнего в вертикальном направлении в выделенной зоне взвешивания.
3. Весы-дозатор по п.2, отличающиеся тем, что передние подвижные опоры отдельного транспортного модуля установлены на транспортной гильзе, имеющей внутри сегментную вставку, сопрягающуюся с подшипником, расположенным на стержневой части радиальной тяговой штанги, и опирающуюся указанными опорами на кольцевые направляющие.
4. Весы-дозатор по п.2, отличающиеся тем, что вторые концы радиальных тяговых штанг снабжены опорными штырями, сопрягающимися с шариковой обоймой, прикрепленной к отдельным транспортным модулям.
5. Весы-дозатор по п.1, отличающиеся тем, что отдельные транспортные модули содержат грузонесущее устройство в виде лотка с бортами по периметру.
6. Весы-дозатор по п.1, отличающиеся тем, что отдельные транспортные модули содержат грузонесущее устройство в виде лотка со сквозным продольным каналом в направлении перемещения отдельного транспортного модуля.
7. Весы-дозатор по п.1, отличающиеся тем, что отдельные транспортные модули сопряжены друг с другом радиально и последовательно по всей длине окружности перемещения и снабжены грузонесущим устройством в виде безбортовой платформы, взаимодействующей с механизмом удаления груза, установленным в окне выгрузки.
8. Весы-дозатор по п.7, отличающиеся тем, что платформы установлены одним концом на подвижных опорах, а вторым опираются на переднюю часть последующей платформы.
9. Весы-дозатор по п.8, отличающиеся тем, что сопряжение платформ выполнено по Г-образным поверхностям, средняя линия опорных поверхностей которых в вертикальной плоскости совпадает с осью подвижной опоры.
10. Весы-дозатор по п.8, отличающиеся тем, что сопряжение платформ выполнено по клиновым поверхностям, средняя линия контакта которых в вертикальной плоскости совпадает с осью подвижной опоры.
11. Весы-дозатор по п.7, отличающиеся тем, что сопряжение платформ выполнено в виде подвижного соединения, связывающего две смежные платформы.
12. Весы-дозатор по п.11, отличающиеся тем, что подвижное соединение выполнено в виде выступов Г-образной формы, один из которых находится на нижней части платформы, а второй - на накладке, прикрепленной к нижней части стыкующейся с ней следующей платформы, и выступы сопряжены с линейным контактом в пазу на нижней части платформы.
13. Весы-дозатор по п.1, отличающиеся тем, что кольцевые направляющие выполнены в виде концентрично расположенных кольцевых рельсов - наружного, среднего и внутреннего, с выделенной зоной взвешивания, состоящей из весовых вставок, образующих интегрированную весоизмерительную секцию и выполненных с окном выгрузки в виде разрыва по среднему рельсу с длиной
,
где Dcp - диаметр среднего кольцевого рельса,
n - количество грузонесущих устройств,
и длиной весовых вставок
,
где Dp - диаметр соответствующего рельса со вставкой.
14. Весы-дозатор по п.1, отличающиеся тем, что кольцевые направляющие выполнены в виде концентрично расположенных кольцевых рельсов - наружного и внутреннего, с выделенной зоной взвешивания, состоящей из весовых вставок, образующих интегрированную весоизмерительную секцию и выполненных с длиной весовых вставок
,
где Dp - диаметр соответствующего рельса со вставкой.
15. Весы-дозатор по п.13, отличающиеся тем, что окно выгрузки снабжено устройством восстановления первоначального положения отдельного транспортного модуля.
16. Весы-дозатор по п.15, отличающиеся тем, что устройство восстановления первоначального положения отдельного транспортного модуля выполнено в виде отдельного ролика, закрепленного во входной части среднего кольцевого рельса.
17. Весы-дозатор по п.1, отличающиеся тем, что устройство поворота отдельных транспортных модулей с нулевым вертикальным воздействием в выделенной зоне взвешивания выполнено в виде внешней силовой передачи, приводной орган которой связан вне зоны взвешивания, по крайней мере, с одним из отдельных транспортных модулей.
18. Весы-дозатор по п.17, отличающиеся тем, что внешняя силовая передача снабжена внутренним опорным роликом, установленным по вертикальной оси внутри множества указанных модулей и сопряженным с одним из них по его внутренней цилиндрической поверхности.
19. Весы-дозатор по п.18, отличающиеся тем, что внутренняя цилиндрическая поверхность множества отдельных транспортных модулей выполнена с зазором холостого хода внутреннего опорного ролика в выделенной зоне взвешивания.
20. Весы-дозатор по п.19, отличающиеся тем, что внешняя силовая передача выполнена в виде фрикционной пары, ведомым элементом которой является цилиндрический корпус отдельного транспортного модуля.
21. Весы-дозатор по п.20, отличающиеся тем, что фрикционная пара снабжена роликом подпора приводного органа к цилиндрическому корпусу отдельного транспортного модуля.
22. Весы-дозатор по п.7, отличающиеся тем, что механизм удаления груза с платформы выполнен в виде скребка, закрепленного в окне выгрузки.
23. Весы-дозатор по п.7, отличающиеся тем, что механизм удаления груза с платформы выполнен в виде бесконечной ленты, установленной радиально в окне выгрузки,
24. Весы-дозатор по п.23, отличающиеся тем, что привод бесконечной ленты совмещен с внутренним опорным роликом.
25. Весы-дозатор по п.17, отличающиеся тем, что весы снабжены устройством удержания отдельных транспортных модулей при перемещении их по кругу.
26. Весы-дозатор по п.25, отличающиеся тем, что устройство удержания отдельных транспортных модулей при перемещении их по кругу выполнено в виде совокупности стяжных струн, один конец которых закреплен с возможностью регулировки натяжения на отдельном транспортном модуле, а второй - на свободно подвешенном опорном кольце.
27. Весы-дозатор по п.25, отличающиеся тем, что устройство удержания отдельных транспортных модулей при перемещении их по кругу выполнено в виде совокупности пластинчатых звеньев, связывающих попарно смежные платформы, и закрепленных на них с возможностью вертикального смещения платформ относительно оси крепления.
