Устройство для взвешивания емкости

Предложено устройство для взвешивания емкости, содержащее опору, опорные узлы, размещенные на емкости, консольные датчики веса, размещенные на опоре, силопередающие узлы, соединяющие с консольными датчиками веса опорные узлы, размещенные на емкости, электронный преобразователь сигналов датчиков, каждый силопередающий узел выполнен в виде опоры качения, каждая из которых содержит по два силовводящих узла с обращенными друг к другу вогнутыми сферическими поверхностями, между которыми размещен шар, при этом первый силовводящий узел каждого силопередающего узла соединен с консольным датчиком веса, второй силовводящий узел каждого силопередающего узла соединен с опорным узлом емкости, а силовводящие узлы, соединенные с опорами, размещены на ней с возможностью перемещения и фиксации. Это обеспечивает повышение быстродействия, точности взвешивания и уменьшение габаритных размеров.

Полезная модель относится к области приборостроения, к взвешиванию емкостей.

Известно устройство для взвешивания емкости, содержащее датчики веса, основания которых закреплены на опорах, а силовводящие узлы датчиков соединены с кронштейнами, прикрепленными к взвешиваемой емкости. (Anwendung und Einbau von Wagezellen, Gert Gommola, HBM, 1999, p.7-50. См. приложение)

Недостатками этого устройства являются отсутствие развязки от боковых сил, действующих на датчики веса вследствие неизбежных погрешностей сборки. Кроме того, применение в известном устройстве консольных датчиков веса при измерении малых нагрузок приводит к усложнению конструкции узлов встройки датчиков.

Наиболее близким к предложенному устройству по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является устройство для взвешивания емкости, использованное в дозаторе весовом бункерном ДВС-1. (Весы, весовые дозаторы, системы. Взвешивание и дозирование, Справочник, т.1, под редакцией М.П.Никитинского, Одесса, Астро-принт, 2001 г, стр.152-153, рис.4.1.7., см. приложение).

Недостатками прототипа являются использование длинных подвесок-тяг, соединяющих емкость (бункер) с датчиками веса, что приводит к раскачиванию емкости при открывании и закрывании ее нижнего затвора, и при наполнении емкости сыпучим или жидким материалом. Для точного взвешивания емкости необходимо выждать время успокоения колебаний, что уменьшает производительность и точность устройства. Другим недостатком известного устройства являются увеличение габаритных размеров, вызванное необходимостью размещения подвесок-тяг.

Предложенное техническое решение направлено на устранение указанных недостатков.

С этой целью в устройстве для взвешивания емкости, содержащим опору, опорные узлы, размещенные на емкости, консольные датчики веса, размещенные на опоре, силопередающие узлы, соединяющие с консольными датчиками веса опорные узлы, размещенные на емкости, электронный преобразователь сигналов датчиков, каждый силопередающий узел выполнен в виде опоры качения, каждая из которых содержит по два силовводящих узла с обращенными друг к другу вогнутыми сферическими поверхностями, между которыми размещен шар, касающийся вогнутых сферических поверхностей в их центрах, так что центры каждого из шаров и касающихся его вогнутых сферических поверхностей лежат на одной вертикали, при этом первый силовводящий узел каждого силопередающего узла соединен с консольным датчиком веса, второй силовводящий узел каждого силопередающего узла соединен с соответствующим опорным узлом емкости, а силовводящие узлы, соединенные с опорными узлами, размещены на них с возможностью перемещения и фиксации.

Техническим результатом, получаемым при использовании данной полезной модели, является одновременно достигаемые повышение быстродействия, точности взвешивания и уменьшение габаритных размеров.

Проведенный поиск информации по научно-технической литературе и по фондам патентной библиотеки не выявил известного технического решения, обладающего заявленной совокупностью существенных признаков. Таким образом, предложенное техническое решение соответствует требованиям, предъявляемым к полезной модели.

Сущность полезной модели иллюстрируется чертежами.

Фиг.1. Общий вид взвешиваемой емкости.

Фиг.2. Силопередающий узел.

Устройство для взвешивания емкости 1 содержит опорные узлы 2, размещенные на боковой поверхности емкости 1, консольные датчики 3 веса, размещенные на опоре 4, силопередающие узлы 5.

Каждый силопередающий узел 5 выполнен из первого силовводящего узла 6 и второго силовводящего узла 7. Первый силовводящий узел 6 каждого силопередающего узла 5 соединен с консольным датчиком 3 веса, второй силовводящий узел 7 каждого силопередающего узла 5 соединен с опорным узлом 2 емкости 1.

Силовводящие узлы 6 и 7 выполнены в виде опор качения, содержащих обращенные друг к другу вогнутые сферические поверхностями 8 и 9, между которыми размещен шар 10.

Силовводящие узлы 5, соединенные с опорными узлами 2, размещены на них с возможностью перемещения и фиксации (на чертеже не показано). На упорных узлах 2 размещены ограничители 10 этого перемещения.

Общее число силопередающих узлов 5 должно быть достаточным для устойчивости емкости 1. Обычное число три (третий узел не показан на чертеже), возможно применение большего числа силопередающих узлов 5.

Устройство работает следующим образом.

Загрузка емкости 1 осуществляется через его верхнюю часть, заливкой или засыпкой через подводящие трубы (на чертеже не показаны).

Емкость 1 опирается на шары 10, которые находятся в нижних точках сферических поверхностей 8 каждого из первых силовводящих узлов 6, что обеспечивает минимум потенциальной энергии, т.е. устойчивое положение. С другой стороны, шары 10 находятся в центрах сферических поверхностей 9 каждого из вторых силовводящих узлов 7, что обеспечивает отсутствие боковых сил, выводящих емкость 1 из исходного положения равновесия.

При работе устройства практически невозможно обеспечить симметричность силового воздействия падающего сверху потока вещества на емкость 1, следовательно внутри емкости 1 возникают горизонтальные силы, раскачивающие ее. Вогнутые сферические поверхности 8 и 9 опор качения 5 при закатывании на них шара 10 создают значительную возвращающую силу, что обеспечивает малую амплитуду, быстрое затухание возникающих колебаний емкости 1 и возврат ее в исходное положение, а это, в свою очередь, повышает быстродействие и точность измерений.

Исключение длинных тяг позволяет разместить датчики 3 на уровне емкости 1, что уменьшает габаритные размеры устройства.

Чтобы обеспечить равномерность передачи веса емкости 1 на датчики 3, и вертикальное положение емкости 1, необходимо, чтобы все шары 10 одновременно находились в центрах сферических поверхностей 8 и 9. Для этого силовводящие узлы 7, соединенные с опорными узлами 2, размещены на них с возможностью перемещения и фиксации в пределах ограничителей 10 перемещения. Узлы фиксации на чертеже не показаны.

Равномерность передачи веса емкости 1 на датчики 3 обеспечивает повышение точности измерения веса, уменьшает амплитуду и время колебаний емкости 1, что повышает быстродействие и точность устройства.

Сигналы датчиков 3 передаются на электронный преобразователь сигналов датчиков (на чертежах не показан).

Устройство для взвешивания емкости, содержащее опору, опорные узлы, размещенные на емкости, консольные датчики веса, размещенные на опоре, силопередающие узлы, соединяющие с консольными датчиками веса опорные узлы, размещенные на емкости, электронный преобразователь сигналов датчиков, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, точности взвешивания и уменьшения габаритных размеров, каждый силопередающий узел выполнен в виде опоры качения, каждая из которых содержит по два силовводящих узла с обращенными друг к другу вогнутыми сферическими поверхностями, между которыми размещен шар, касающийся вогнутых сферических поверхностей в их центрах, так что центры каждого из шаров и касающегося его вогнутых сферических поверхностей лежат на одной вертикали, при этом первый силовводящий узел каждого силопередающего узла соединен с консольным датчиком веса, второй силовводящий узел каждого силопередающего узла соединен с соответствующим опорным узлом емкости, а силовводящие узлы, соединенные с опорными узлами, размещены на них с возможностью перемещения и фиксации.