Устройство для взвешивания емкостей

Полезная модель предназначена для взвешивания емкостей с насыпными, жидкими и т.п. материалами с использованием опор емкости в качестве датчиков веса. Может быть использована для взвешивания крупногабаритных объектов или объектов сложной формы, которые нельзя разместить на платформах обычных весов. Устройство содержит весоизмерительные датчики, установленные под емкостью, каждый весоизмерительный датчик снабжен опорой, расположенной между весоизмерительным датчиком и фундаментом. Опоры содержат сопрягаемые друг с другом выпуклую и вогнутую поверхности, каждый весоизмерительный датчик содержит тензорезисторы, соединенные по мостовой схеме, и соединенные с электронной аппаратурой для преобразования сигналов весоизмерительных датчиков. С целью удешевления устройства и повышения точности взвешивания, в него введены герметизирующие кожуха по числу весоизмерительных датчиков и герметик, каждый весоизмерительный датчик выполнен в виде резьбового стержня, содержащего в центральной части зону, свободную от резьбы, а каждый герметизирующий кожух выполнен в виде полого цилиндра, закрытого крышкой с одного торца, каждый герметизирующий кожух прикреплен к соответствующему резьбовому стержню крышкой, тензорезисторы размещены в зонах резьбовых стержней, свободных от резьбы, находящихся внутри полого цилиндра, а герметик размещен во внутренней части полого цилиндра и полностью закрывает тензорезисторы, при этом сопрягаемые друг с другом выпуклые и вогнутые поверхности опор каждого весоизмерительного датчика выполнены в виде сфер, образующих двухстепенной шарнир, и компенсирующие неровности фундамента. 1 пункт патентной формулы, 2 илл.

Полезная модель предназначена для взвешивания емкостей с насыпными, жидкими и т.п. материалами с использованием опор емкости в качестве датчиков веса. Может быть использована для взвешивания крупногабаритных объектов или объектов сложной формы, которые нельзя разместить на платформах обычных весов.

Известно устройство для взвешивания, в котором взвешиваемый объект опирается на датчики, снабженные опорными резьбовыми стержнями с индивидуальной регулировкой высоты (патент США 6150619 "Support base for a measuring cell", НКИ 177/201, 2000 г). Недостатком этого устройства является необходимость применения датчиков с центральным отверстием для пропуска опорной шпильки. Это усложняет конструкцию устройства. Другим недостатком аналога является использование в опоре пары сфера-плоскость, что снижает несущую способность опоры из-за больших контактных напряжений.

Наиболее близким к полезной модели по совокупности существенных признаков, т.е. прототипом, является устройство по патенту США 6596949 "Tank weighing assembly with integrated tank mount and load cell", НКИ 177/142, МКИ G01G 19/52, 2003 г.

В прототипе емкость опирается на фундамент через весоизмерительные датчики, выполненные в виде дисков, при этом каждый весоизмерительный датчик снабжен опорой, расположенной между весоизмерительным датчиком и фундаментом, содержащей сопрягаемые друг с другом выпуклую и вогнутую конические поверхности, каждый весоизмерительный датчик содержит тензорезисторы, соединенные по мостовой схеме, и соединенные с электронной аппаратурой для преобразования сигналов весоизмерительных датчиков.

Прототипу присущи следующие недостатки.

Опора содержит сопрягаемые друг с другом выпуклую и вогнутую конические поверхности, которые плотно прилегают одна к другой только при условии, что оси датчиков строго вертикальны, а поверхность фундамента ровная и горизонтальная. Достаточно нарушить одно из этих условий, и плотного прилегания выпуклой и вогнутой конических поверхностей не будет. Поэтому сила, приложенная к датчику, отклонится от оси симметрии, что приведет к появлению дополнительной погрешности. Далее, сложная конструкция датчика с большим числом тензорезисторов удорожает прототип в целом.

Полезная модель направлена на устранение этих недостатков. Техническими результатами, достигаемыми полезной моделью, являются удешевление устройства для взвешивания емкостей с одновременным повышением точности.

Для достижения этих результатов в устройство для взвешивания емкостей с весоизмерительными датчиками, установленными под емкостью, и снабженными опорами, расположенными между весоизмерительными датчиками и фундаментом и содержащих сопрягаемые друг с другом выпуклую и вогнутую поверхности, каждый весоизмерительный датчик содержит тензорезисторы, соединенные по мостовой схеме, и соединенные с электронной аппаратурой для преобразования сигналов весоизмерительных датчиков, введены герметизирующие кожуха по числу весоизмерительных датчиков и герметик, каждый весоизмерительный датчик выполнен в виде резьбового стержня, содержащего в центральной части зону, свободную от резьбы, а каждый герметизирующий кожух выполнен в виде полого цилиндра, закрытого крышкой с одного торца, каждый герметизирующий кожух прикреплен к соответствующему резьбовому стержню крышкой, тензорезисторы размещены в зонах резьбовых стержней, свободных от резьбы, находящихся внутри полого цилиндра, а герметик размещен во внутренней части полого цилиндра и полностью закрывает тензорезисторы, при этом сопрягаемые друг с другом выпуклые и вогнутые поверхности опор каждого весоизмерительного датчика выполнены в виде сфер, образующих двухстепенной шарнир.

Проведенные патентные исследования не выявили идентичных и сходных технических решений, что позволяет сделать вывод о новизне предоженной полезной модели.

Предлагаемое устройство состоит из узлов, которые освоены в серийном производстве, что позволяет сделать вывод о промышленной применимости.

Сущность полезной модели поясняется чертежами.

На фиг. 1 показана схема устройства для взвешивания емкостей, вид спереди.

На фиг. 2 показан один из весоизмерительных датчиков в разрезе.

Устройство для взвешивания емкостей содержит раму 1, весоизмерительные датчики 2, соединенные с рамой 1, при этом каждый весоизмерительный датчик 2 снабжен опорой 3, расположенной между весоизмерительным датчиком 2 и фундаментом 4, содержащей сопрягаемые друг с другом выпуклую 5 и вогнутую 6 поверхности. Каждый весоизмерительный датчик 2 содержит тензорезисторы 7, соединенные по мостовой схеме (на чертеже не показана), и соединенные с электронной аппаратурой для преобразования сигналов весоизмерительных датчиков (на чертеже не показана). Герметизирующие кожуха 8 размещены на каждом весоизмерительном датчике 2 и залиты герметиком 9. Каждый весоизмерительный датчик 2 выполнен в виде резьбового стержня 10, содержащего в центральной части зону 11, свободную от резьбы, а каждый герметизирующий кожух 8 выполнен в виде полого цилиндра, закрытого крышкой 12 с одного торца, при этом другой торец полого цилиндра открыт, каждый герметизирующий кожух 8 прикреплен к соответствующему резьбовому стержню 10 крышкой 12. Тензорезисторы 7 размещены в свободных от резьбы зонах 11 резьбовых стержней 10, находящихся внутри герметизирующего кожуха 8. Герметик 9 размещен во внутренней части герметизирующего кожуха 8 и полностью закрывает тензорезисторы 7, защищая их от влаги.

Сопрягаемые друг с другом выпуклые 5 и вогнутые 6 поверхности опор 3 каждого весоизмерительного датчика 2 выполнены в виде сфер, образующих двухстепенной шарнир. Для улучшения скольжения при повороте относительно друг друга сопрягаемые друг с другом выпуклая 5 и вогнутая 6 поверхности могут быть изготовлены из разных материалов.

Резьбовые стержни 10 жестко соединены с рамой 1 с помощью гаек 12 и 13.

Взвешиваемая емкость 14 установлена на раме 1.

Сигналы от датчиков 2 передаются через кабели 15 на электронную аппаратуру для преобразования сигналов весоизмерительных датчиков (на чертеже не показана).

Из условия обеспечения устойчивости устройства число весоизмерительных датчиков не менее трех. В случае больших поперечных размеров рамы число весоизмерительных датчиков может быть больше 4, 5, 6 и т.д.

Устройство работает следующим образом.

Вес «Р» взвешиваемой емкости через раму 1 распределяется по весоизмерительным датчикам 2.

Каждый весоизмерительный датчик 2 воспринимает часть веса «Р» взвешиваемой емкости. Резьбовые стержни 10 сжимаются, и тензорезисторы 7, расположенные в свободных от резьбы зонах 11 резьбовых стержней 10, преобразуют соответствующую деформацию сжатия в электрический сигнал, который по кабелю 15 передается на электронную аппаратуру для преобразования сигналов весоизмерительных датчиков (на чертеже не показана).

Регулировка высоты рамы 1 над фундаментом 4 с помощью гаек 12 и 13 позволяет обеспечить равномерность нагружения весоизмерительный датчиков 2, что повышает точность взвешивания при разновысотности зон фундамента 4, на которые опираются весоизмерительные датчики 2. В случае наклона этих зон фундамента 4 по отношению к горизонту двухстепенные шарниры, образованные выполненными в виде сопрягаемых друг с другом выпуклых 5 и вогнутых 6 поверхностей сфер, позволяют им повернуться друг относительно друга, отслеживая наклоны, и, тем самым исключить паразитный изгиб весоизмерительного датчика 2, что также повышает точность взвешивания.

Герметик 9 имеет резиноподобную консистенцию, и поэтому не стекает вниз, и не влияет на деформацию тензорезисторов.

В качестве резьбовых стержней 10, герметизирующих кожухов 8 применяются серийно выпускаемые детали (шпильки, болты, втулки и т.п.), что удешевляет устройство для взвешивания емкостей.

Устройство для взвешивания емкостей, содержащее весоизмерительные датчики, установленные под емкостью, при этом каждый весоизмерительный датчик снабжен опорой, расположенной между весоизмерительным датчиком и фундаментом, содержащей сопрягаемые друг с другом выпуклую и вогнутую поверхности, каждый весоизмерительный датчик содержит тензорезисторы, соединенные по мостовой схеме, и соединенные с электронной аппаратурой для преобразования сигналов весоизмерительных датчиков, отличающееся тем, что, с целью удешевления и повышения точности взвешивания, в него введены герметизирующие кожуха по числу весоизмерительных датчиков и герметик, каждый весоизмерительный датчик выполнен в виде резьбового стержня, содержащего в центральной части зону, свободную от резьбы, а каждый герметизирующий кожух выполнен в виде полого цилиндра, закрытого крышкой с одного торца, каждый герметизирующий кожух прикреплен к соответствующему резьбовому стержню крышкой, тензорезисторы размещены в зонах резьбовых стержней, свободных от резьбы, находящихся внутри полого цилиндра, а герметик размещен во внутренней части полого цилиндра и полностью закрывает тензорезисторы, при этом сопрягаемые друг с другом выпуклые и вогнутые поверхности опор каждого весоизмерительного датчика выполнены в виде сфер, образующих двухстепенной шарнир.