CN102494745A - 直荷式单传感器多托辊皮带秤称重单元 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直荷式单传感器多托辊皮带秤称重单元，其特征在于用1个称重传感器未经杠杆直接支承2～6组托辊支架及配套的称重托辊的载荷，它的承重机构仅有一处通过称重传感器与机架固定连接，没有多点连接时会出现的静不定与过约束，对称重传感器不存在结构造成的附加干扰力，具有结构简单、用料节省、自重轻巧，制造、安装与维护成本低等优点。采用多个这样的称重装置作为组合单元串接成阵列式称重系统，以延伸称量长度，能消除大部分皮带张力的影响，提高散状物料的计量准确度。

Description

直荷式单传感器多托辊皮带秤称重单元

技术领域

本发明涉及一种电子称重装置，尤其是一种采用单个称重传感器直接承载多组称重托辊的称量台单元。

背景技术

为了获得准确的计量结果，要求所用称重装置构成的皮带秤能具有尽量长的称量长度；此外，当代电子皮带秤多数采用电阻应变式称重传感器作为力电转换元件，还要求其称重传感器在稳恒电压的激励下所输出的mV信号增量线性正比于其所受到的重力增量。然而，目前大多数皮带秤称重装置的结构型式存在这样或那样的非预期干扰力的影响，使得计量准确度变差。

目前常见的皮带秤称重装置的结构型式有以下几种：

A.多传感器直荷式多托辊皮带秤称重装置。这种结构的皮带秤称重装置为一个安装了若干组称重托辊(通常为2～5组)的秤框(与平台秤的秤台类似)，秤框的四角由称重传感器支承。其缺点是用的称重传感器数量多，为避免偏载误差，4支传感器相互之间的灵敏系数与输出阻抗需要匹配，要求参数有很高的一致性；几组称重托辊相互之间受到秤框的牵制；秤框的钢构较重，现场安装和维护费时费力，而且减小了称重传感器的有效载荷，使皮带秤的分辨力降低；秤框受环境影响时产生的变形会导致各传感器受到干扰力，并互相干涉；称量长度受到秤框的限制，若要增加称重托辊数量来延长称量长度，将使秤框钢构的重量剧增，甚至还需再增加称重传感器的数量，好似长秤台的汽车衡要用到6～8支传感器。

B.杠杆式皮带秤称重装置。这种结构的皮带秤称重装置的秤框由称重传感器和作为支点的构件(常见的构件类别有刀口刀承、橡胶轴承、簧片支点等)共同支承，从而形成杠杆(有单向的单杠杆式和相向布置的双杠杆式之分)。其优点是用的称重传感器比直荷式少，由于杠杆的作用称重传感器可以选用较小的规格；但是仍没能避免结构笨重、秤框易受环境影响致传感器受到干扰力；称量长度受到秤框的限制等缺点，而且还因支点会产生附加误差、容易因钢结构变形产生移位，使稳定性变劣。

C.单辊直荷式皮带秤称重装置。这种结构的皮带秤称重装置一般用2支称重传感器支承1组托辊。其优点是摒除了秤框，结构简单重量轻，也没有杠杆支点带来的问题；缺点是称重传感器配置不经济(1组托辊要用2支称重传感器，单位称量长度需用的传感数量多)；而且仍存在称重传感器参数匹配与两传感器相互干涉影响的问题。

由于现有技术各种类型皮带秤称重装置的结构存在着影响计量准确度和稳定性的种种因素，因此均无法在要求高准确度计量的场合(如贸易结算、精细工艺等)正常使用。

发明内容

针对现有皮带秤称重装置的技术缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种计量准确度更高，用料更省、自重更轻，便于现场安装与维护的新颖结构皮带秤称重装置。

称重装置及其传感器的理想受力状态应当是：(1)既能全部或按正比例接受计量对象所施的重力，(2)又能不受到任何非计量对象的干扰力。我们知道，任何物体在三维空间中具有6个自由度，要使称重装置及其传感器处于理想的受力状态，就必须使它们既不欠约束，也不过约束。为了解决上述技术问题，本发明采用1个单点式称重传感器通过横梁和其它构件连接两根或更多的托辊组支承梁，并直接由它们来承载多组托辊，从而构成皮带秤的称量平台；没有秤框，也不用杠杆。这种独特的结构使得称重装置及其传感器除了必要的紧固件外没有其它构件水平方向的牵制，也没有安装多支称重传感器可能产生的相互牵制和干涉，同时不影响称重托辊对传感器的施力。

本发明是通过如下技术方案实现的：其主要组成包括，1个单点式称重传感器、上横梁、下横梁、至少2根托辊组支承梁、2～6组托辊支架及配套的称重托辊；其特征是：所述上横梁、下横梁和托辊组支承梁呈П形，下横梁П形开口向上，上横梁П形开口向下，两者对扣且互不接触；所述称重传感器位于下横梁开口内，被上横梁罩住；所述上横梁通过传感器上衬构件与称重传感器的上受力面连接，所述下横梁通过传感器下垫构件与称重传感器的下受力面连接；俯视本装置，托辊组支承梁与上下横梁正交，托辊支架对称分布在横梁两旁，固定在托辊组支承梁上，称重托辊安放在托辊支架上。

上述上横梁、下横梁和托辊组支承梁通常由型钢或钢板折弯、焊接制成。

单点式称重传感器工作时受到的是剪切力或者弯曲力，那是重力及与之平行的支反力。本发明装置按称重传感器承受的重力及其支反力的方向可分为两类：(甲)当上述装置的称重传感器承受的重力与其支反力的方向相对指向传感器本体(俗称压式受力)时，其下横梁两端各设有一个横梁腿，两个横梁腿分别固定于皮带输送机两侧的纵梁上，托辊组支承梁与上横梁连成一体；(乙)当上述装置的称重传感器承受的重力与其支反力的方向相反背离传感器本体(俗称拉式受力)时，其上横梁两端各设有一个横梁腿，两个横梁腿分别固定于皮带输送机两侧的纵梁上，托辊组支承梁与下横梁连成一体。

上述装置的称重传感器的型式可为任意类型，倘若采用本申请人的另一项已授权专利“多维约束称重传感器”(CN 200820237618.X)，其性能将更为优越。这时，与之配套的两个多面角状定位连接用构件分别与传感器上衬构件、传感器下垫构件成一体。

为了便于在使用中进行模拟载荷试验，本装置还可加装挂码杆。对于采用压式传感器的甲类装置，挂码杆固定于上横梁；对于采用拉式传感器的乙类装置，挂码杆固定于下横梁。

由于本发明仅用1个称重传感器，因此不存在参数匹配的问题；承重机构仅有一处通过称重传感器与输送机架固定连接，不像其它型式的皮带秤称重装置存在多处连接导致的静不定与过约束现象，也就没有对称重传感器造成附加干扰力的结构因素，具有结构简单、用料节省、自重轻巧，制造、安装与维护成本低，以及称重传感器有效载荷大等优点，并适于采用多个这样的称重装置作为组合单元串接成阵列式称重系统，以延伸称量长度，从而大大提高散状物料的计量准确度，而且稳定性与耐久性远远好于现有技术。依照本发明设计的产品投放市场后，受到了不少用户的欢迎。

附图说明

图1是本发明甲类装置(图中未画出托辊组支架和称重托辊)的正面剖视示意图。

图2是本发明甲类装置实施例的立体外观图。

图3是本发明乙类装置(图中未画出托辊组支架和称重托辊)的正面剖视示意图。

图4是本发明乙类装置实施例的立体外观图。

图5是本发明另一实施例的俯视图(图中未画出托辊组支架和称重托辊)。

图中标记：1-上横梁，2-下横梁，3-托辊组支承梁，4-称重传感器，41-传感器上衬构件，42-传感器下垫构件，5-托辊组支架，6-称重托辊，7-托辊组支架固定构件，8-标码挂杆，9-横梁腿，10-皮带输送机纵梁

具体实施方式

下面将结合附图与具体实施例对本发明进一步详细说明。

通过图1可以了解甲类实施例的工作原理。在图1中，输送机皮带上的物料重力经称重托辊和托辊组支架传递到托辊组支承梁3上，使跟支承梁3连成一体的上横梁1向下运动，上横梁1经传感器上衬板41把重力传递到称重传感器4的上平面；同时，通过横梁腿9安装在皮带输送机纵梁10上面的下横梁2，经由传感器下垫板42托住称重传感器4并对其提供支反力，称重传感器产生应变，并在激励电源的作用下输出反映重力大小的电信号。

图1和图2反映了甲类实施例的基本结构。托辊组支承梁3与上横梁1连成一体，上横梁1经传感器上衬板41与称重传感器4的上平面连接，称重传感器4的下平面与传感器下垫板42连接，再与下横梁2连接，下横梁2的两端有横梁腿9，用来与皮带输送机的纵梁连接。托辊组支架5由托辊组支架固定构件7固定在托辊组支承梁3上，称重托辊6安放在托辊组支架5上。

通过图3可以了解乙类实施例的工作原理。在图3中，输送机皮带上的物料重力经称重托辊和托辊组支架传递到托辊组支承梁3上，使跟支承梁3连成一体的下横梁2向下运动，重力经下横梁2和传感器下垫板42把称重传感器4往下拉；同时，在称重传感器4的上平面的上衬板41通过上横梁1和安装在皮带输送机纵梁10上面的横梁腿9，对称重传感器4提供支反力，称重传感器产生应变，并在激励电源的作用下输出反映重力大小的电信号。

图3和图4反映了乙类实施例的基本结构。托辊组支承梁3与下横梁2连成一体，下横梁2经传感器下垫板42与称重传感器4的下平面连接，传感器上衬板41与称重传感器4的上平面连接，再与上横梁1连接，上横梁1的两端有横梁腿9，用来与皮带输送机的纵梁连接。托辊组支架5由托辊组支架固定构件7固定在托辊组支承梁3上，称重托辊6安放在托辊组支架5上。

以上实施例均具有2根托辊组支承梁和2组托辊支架及相应数量的称重托辊。图5所画的实施例采用了3根托辊组支承梁和4组称重托辊。

上面结合附图对本发明优选的实施方式和实施例作了详细说明，当然，本发明并不限于上述实施方式和实施例，此装置还可以在本技术领域技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化，这样的结构变换均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种直荷式单传感器多托辊皮带秤称重单元，其基本组成包括：1个称重传感器(4)、上横梁(1)、下横梁(2)、至少2根托辊组支承梁(3)、2～6组托辊支架(5)及配套的称重托辊(6)；其特征是：所述上横梁、下横梁和托辊组支承梁呈П形，下横梁П形开口向上，上横梁П形开口向下，两者对扣，互不接触；所述称重传感器位于下横梁开口内，被上横梁罩住；所述上横梁(1)通过传感器上衬构件(41)与称重传感器的上受力面连接，所述下横梁通过传感器下垫构件(42)与称重传感器的下受力面连接；俯视本装置，托辊组支承梁(3)与上下横梁正交，托辊支架(5)对称分布在横梁两旁，并由托辊组支架固定构件(7)固定在托辊组支承梁(3)上，称重托辊(6)安放在托辊支架(5)上。

2.根据权利要求1所述的直荷式单传感器多托辊皮带秤称重单元，其特征为：所述上横梁(1)、下横梁(2)和托辊组支承梁(3)由型钢或钢板折弯、焊接制成。

3.根据权利要求1所述的直荷式单传感器多托辊皮带秤称重单元，其特征在于：所述称重传感器(4)为单点式称重传感器。

4.根据权利要求3所述的直荷式单传感器多托辊皮带秤称重单元，其特征在于：所述称重传感器(4)为多维约束型式称重传感器，这时，与之配套的两个多面角状定位配件分别与传感器上衬构件(41)、传感器下垫构件(42)成一体。

5.根据权利要求1所述的直荷式单传感器多托辊皮带秤称重单元，其特征在于：安装时，所述下横梁(2)两端各设有一个横梁腿(9)，两个横梁腿(9)分别固定于皮带输送机两侧的纵梁上，托辊组支承梁(3)与上横梁(1)连成一体。

6.根据权利要求1所述的直荷式单传感器多托辊皮带秤称重单元，其特征在于：安装时，所述上横梁(1)两端各设有一个横梁腿(9)，两个横梁腿(9)分别固定于皮带输送机两侧的纵梁上，托辊组支承梁(3)与下横梁(2)连成一体。

7.根据权利要求5所述的直荷式单传感器多托辊皮带秤称重单元，其特征在于：所述上横梁(1)的两端分别各装有标码挂杆(8)。

8.根据权利要求6所述的直荷式单传感器多托辊皮带秤称重单元，其特征在于：所述下横梁(2)的两端分别各装有标码挂杆(8)。

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