UA89112C2 - Пристрій для підвішування і переміщення вантажу відносно опорної і підстеляючої поверхонь - Google Patents

Abstract

Пристрій для підвішування і переміщення вантажу відносно опорної і підстеляючої поверхонь містить опору з опорною поверхнею, встановлену на підстеляючу поверхню, герметичну робочу порожнину, обмежену еластичною бічною поверхнею, яка жорстко сполучена своєю верхньою основою з опорною поверхнею, а нижньою основою - з переміщуваним навантаженням, системи напуску і вакуумного відкачування робочого середовища з робочої порожнини. Робоча порожнина додатково забезпечена впускним клапаном, сполученим з вихідним отвором системи напуску, і випускним клапаном, сполученим з вхідним отвором системи відкачування робочого середовища. При цьому вихідний отвір системи відкачування герметично сполучений з вхідним отвором системи напуску робочого середовища.

Description

Після цього вантаж переміщують у горизонта- переміщуваним вантажем, і робочої порожнини з льному напрямку на відстань, рівну робочій дов- робочим середовищем. жині опорної поверхні плити. Надалі цикл повто- Робоча порожнина виконана у вигляді герме- рюють необхідне число разів. тичної оболонки, обмеженої еластичною бічною

До недоліків такого пристрою слід віднести на- поверхнею, яка жорстко сполучена своєю верх- ступне: ньою основою з опорною поверхнею, а нижньою - необхідність створення підстеляючої подуш- основою - з вантажною платформою, з можливіс- ки під високим тиском і, як наслідок, витрата вели- тю вільного вертикального переміщення вантажної кої кількості електроенергії для створення надмір- платформи щодо опорної поверхні. ного тиску, що використовується для створення Застосування такого способу і пристрою для компенсуючої сили, що врівноважує вантаж; підвісу вантажу, що його реалізовує, на відміну від - для зменшення тертя і втрати робочого се- відомих аналогів, скорочує енерговитрати на пе- редовища при переміщуванні вантажу потрібна реміщення вантажу щодо підстеляючої поверхні, спеціальна полірована поверхня опорної плити; оскільки в даному випадку - в повітряному просто- - жорстке з'єднання елементу ущільнювача з рі, як "аеростатична опора" або "подушка" викори- опорною плитою не дає можливості віброізолюва- стовується природний атмосферний тиск середо- ти вантаж відносно підстеляючої поверхні; вища, а підвіс вантажу у зважений стан - переміщення вантажу у горизонтальному на- здійснюється шляхом відкачування середовища з прямку можливе тільки на відстань, рівну робочій робочої порожнини одноразово, і не вимагає пос- довжині опорної поверхні плити, що різко обмежує тійно працюючих агрегатів для підтримки необхід- застосування даного пристрою конкретним техно- ного тиску. логічним процесом. Проте, недоліком його є те, що даний пристрій

Найбільш близьким до запропонованого, є забезпечує тільки одноразовий статичний підвіс пристрій для підвішування і переміщення вантажу вантажу на вантажній платформі і не дає можли- відносно опорної і підстеляючої поверхонь, (СА вості циклічного, такого, що періодично поверта- мМо21737), МПК(2006) В65057/00, 2007г.І. Цей при- ється в початкове положення, руху вантажної пла- стрій реалізує спосіб, заснований на створенні між тформи з вантажем, або з іншим навантаженням, опорною поверхнею і вантажною платформою щодо опори. Що обмежує можливості ширшого робочої порожнини з робочим середовищем, і за- застосування даного пристрою для вирішення ін- безпечення у робочій порожнині розрахункового ших технічних завдань в різних галузях, зокрема, у тиску середовища. При цьому, вантажну платфо- машинобудуванні. рму розташовують під опорною поверхнею. Після Метою винаходу є удосконалення відомого закріплення вантажу, підйом і переміщення його пристрою для підвішування і переміщення вантажу здійснюють за рахунок створення у робочій поро- або іншого навантаження, в якому, шляхом моди- жнині розрідження, величину якого визначають із фікації схеми напуску і відкачування робочого се- заявленого співвідношення: редовища, розширені технологічні можливості

РО Р -тод (й) пристрою при одночасній оптимізації енергетичних а З, втрат. За рахунок чого, збільшується продуктив-

У тих випадках, коли необхідно піднімати ван- ність пристрою в цілому Ї розширюється сфера тажі із змінною вагою, розрідження у робочій по- иого застосування. рожнині створюють також і перед закріпленням Поставлена мета досягається тим, що, у при- вантажу на вантажній платформі, а умову рівнова- строї для підвішування і переміщення вантажу, ги вантажу забезпечують шляхом зміни його ваги або іншого навантаження, щодо опорної і підсте- або розрахункового тиску в порожнині, відповідно ляючої поверхонь, що містить опору з опорною до заявленого виразу: поверхнею, встановлену на підстеляючу поверх- з ню, герметичну робочу порожнину, обмежену ела-

Ра -то| при Ро «10 ра) (2) стичною бічною поверхнею, яка жорстко сполуче- на своєю верхньою основою з опорною де: о поверхнею, а нижньою основою - з переміщуваним

Ро - величина залишкового тиску в робочій навантаженням, системи напуску і вакуумного від- порожнині, Па; й качування робочого середовища з робочої порож-

Ра - атмосферний тиск або тиск середовища, в нини, у відповідності з винаходом, робоча порож- якому знаходиться вантаж, Па; Й нина додатково забезпечена впускним і випускним т - загальна маса вантажу і вантажної плат- клапанами. форми, кг; й й о. При цьому, впускний клапан сполучений з ви- 9 - прискорення вільного падіння, м/с"; хідним отвором системи напуску, а випускний кла-

З - площа поперечного перетину частини зов- пан сполучений з вхідним отвором системи відка- нішньої поверхні вантажної платформи, обмеженої чування робочого середовища. Вихідний же отвір по периметру бічною поверхнею робочої порожни- системи відкачування герметично сполучений з ни, М. щ ше вхідним отвором системи напуску робочого сере-

Пристрій для реалізації такого способу скла- довища. дається з опорної конструкції з несучою платфор- При цьому, площа прохідного отвору випуск- мою, встановленої на підстеляючій поверхні, ван- ного клапана виконана більшою за площу прохід- тажної платформи, жорстко пов'язаної з ного отвору впускного клапана не менше, ніж у два рази.

Як навантаження до нижньої основи може бу- сти більшу роботу нижньою основою при тих са- ти жорстко приєднаний переміщуваний вантаж або мих габаритах робочої порожнини. кривошипно-шатунний механізм з валом, що обер- Аналогічно, виконання верхньої основи робо- тається. чої порожнини з розвиненою, щодо нижньої її ос-

При цьому, зовнішня поверхня нижньої основи нови, зовнішньою поверхнею, наприклад, у вигляді робочої порожнини може бути виконана пласкою конуса або іншої криволінійної форми, забезпечує або розвиненою, щодо верхньої її основи, напри- максимальний робочий тиск пресового пристрою клад, конусоподібною або іншої криволінійної фо- при тих самих габаритах робочої порожнини. рми. Все це також призведе до зниження енергети-

Аналогічно, зовнішня поверхня верхньої осно- чних витрат і підвищення ККД пристрою. ви робочої порожнини може бути виконана плас- Т.ч., сукупність заявлених ознак пристрою є кою або розвиненою, щодо її нижньої основи, на- необхідною і достатньою для вирішення поставле- приклад, конусоподібною або іншої криволінійної ного завдання. форми. Схема пристрою, що заявляється, представ-

Т.ч., у пристрої, що заявляється, запропоно- лена на кресленні. вана інакша схема забезпечення циклічної зміни Пристрій складається з відповідного (виходячи тиску в робочій порожнині за рахунок введення з умов експлуатації) виду опорної конструкції (опо- швидкодіючих клапанів напуску і відкачування ри) 1 з опорною поверхнею 2. Опора 1 закріплена безпосередньо в основу робочої порожнини, що на підстеляючій поверхні З (це може бути поверх- дозволило забезпечити послідовне швидке відка- ня грунту, морське дно, підлогове покриття і т.п.). чування і напуск робочого середовища. До опорної поверхні 2 жорстко приєднана вер-

Це дозволило, у сукупності з перевагами при- хня основа 4 герметичної робочої порожнини 5, строю-прототипу, забезпечити не тільки статичне обмеженої еластичною бічною поверхнею 6. До підвішування великовагових вантажів, але і забез- нижньої основи 7 порожнини 5 жорстко прикріпле- печити, з мінімальними енергетичними втратами, не переміщуване навантаження - вантаж (не пока- принципово нову можливість циклічного, такого, заний), що піднімається, або кривошипно- що періодично повертається в початкове поло- шатунний механізм 8. ження, переміщення навантаження щодо опори Робоча порожнина 5 забезпечена впускним під дією атмосферного тиску. клапаном 9, сполученим з системою напуску 10

З'єднання між собою систем напуску і відкачу- робочого середовища через магістраль напуску вання забезпечує замкнутий цикл руху робочого 11. А також випускним клапаном 12, сполученим з середовища у пристрої, зменшуючи, тим самим, системою відкачування 13 робочого середовища з енергетичні втрати і дає можливість застосовувати порожнини 5 через магістраль відкачування 14. оптимальні, з точки зору технології відкачування, При цьому, вихідний отвір вакуумного засобу газові середовища, відмінні від атмосферного по- відкачування (не показано) системи відкачування вітря. 13 герметично сполучено з вхідним отвором (не

Виконання площі прохідного отвору випускно- показано) системи напуску 10 робочого середови- го клапана більшою (у два і більше разів), ніж про- ща через сполучну магістраль 15. хідний отвір впускного клапана дозволить приско- Пристрій працює таким чином. рити процес відкачування робочого середовища з На початку циклу в робочій порожнині 5 зна- робочої порожнини. ходиться робоче середовище під атмосферним

Що, у свою чергу, також зменшить енергетичні тиском, тобто, Рроб-Ра і результуюча сил, що втрати, оскільки, баланс споживаної та відданої діють на нижню підставу 7, дорівнює нулю. При потужностей визначатиметься швидкостями сис- цьому об'єм робочої порожнини максимально збі- тем відкачування і систем напуску робочого сере- льшений, завдяки своїй еластичній бічній поверхні довища у робочу порожнину. 6, і нижня основа 7 знаходиться у крайньому ниж-

Можливість використання в конструкції, що за- ньому положенні щодо опорної поверхні 2. Робоча являється, різного виду навантажень на нижню порожнина 5 заповнюється робочим середовищем основу робочої порожнини, забезпечує можливість з системи напуску 10 через впускний клапан 9. її роботи як при необхідності отримання зворотно- До рухомої, щодо опори 1, нижньої основи 7 поступального руху відповідного навантаження, робочій порожнині 5 жорстко прикріплюють наван- наприклад, пресового пристрою великого тиску таження 8, що піднімається. Після закріплення при штампуванні. навантаження, починається відкачування робочого

Так і при необхідності перетворення циклічно- середовища через випускний клапан 12 і систему го зворотно-поступального руху нижньої основи відкачування 13 з робочої порожнини 5. Внаслідок робочої порожнини з навантаженням в оберталь- чого, вона, під дією атмосферного тиску, починає ний рух валу кривошипно-шатунного механізму. стискатися і нижня основа 7, рухаючись вгору що-

Виконання нижньої основи робочої порожнини до опори 1, починає піднімати за собою наванта- з розвиненою, щодо верхньої її основи, зовніш- ження 8. ньою поверхнею, наприклад, у вигляді конуса або Для кожної конкретної ваги навантаження 8, іншої криволінійної форми, дозволить понизити що піднімається, величину залишкового тиску в опір середовища, в якому вона рухається з наван- порожнині 5 визначають із співвідношення (1). А таженням, наприклад, у воді. А також, при певному умову рівноваги навантаження 8 максимальною співвідношенні рівнодіючих сил, дозволить прове- масою т, в зваженому стані визначають із співвід- ношення (2), змінюючи при цьому вагу наванта-

ження 8 (коли це можливо) або тиск в порожнині 5, ЕЕРаб, або контролюючи ці дані за допомогою електромагніт- Е-КРабр-, (4) них датчиків положення і ваги навантаження (не де: К-л/4-0,785. показані). Такі датчики можуть бути встановлені на Якщо робоча порожнина відкачана до тиску нижній основі 7 і/або на опорі 1. Ро, то робота А |Джі, проведена її нижньою осно-

При забезпеченні, послідовно, швидкого цик- вою 7, під дією сили атмосферного тиску, буде лічного відкачування робочого середовища з по- дорівнювати: рожнини 5 через магістраль відкачування 14 до А:КРАаОЯгІ. (5) величини тиску: Т.ч., якщо об'єм робочої порожнини 5 рівний 1

Ро«к102?Ра літр, то при нормальному атмосферному тиску і напуску робочого середовища через магіст- Ра-101325Па, робоча порожнина 5 може за один раль напуску 11 у порожнину 5 до величини тиску: цикл, без урахування можливих втрат, в ідеально-

РігРа, му випадку провести роботу А-101 Дж. нижня основа 7 робочої порожнини 5, з прикрі- Робота, проведена нижньою основою 7 при пі- пленим до неї навантаженням, здійснює безпере- дйомі будь-якого навантаження, завжди визнача- рвний зворотно-поступальний рух щодо опори 1 із тиметься об'ємом робочої порожнини 5. А баланс заданою швидкістю, яка задається кількістю циклів споживаної та відданої потужностей визначати- в одиницю часу. меться швидкостями систем відкачування 13 і на-

Регулювання швидкості проводиться швидко- пуску 10 робочого середовища в порожнину 5, а діючими впускним 9 і випускним 12 клапанами, які, також кількістю циклів в одиницю часу. в даному випадку, розташовані на верхній основі 4 Наявність в конструкції, що заявляється, спо- порожнини 5, тобто, безпосередньо на вхо- лучної магістралі 15 забезпечує замкнутий цикл ді/виході робочої порожнини 5. руху робочого середовища у пристрої, без втрат.

Крім того, збільшення площі прохідного отвору Як робоче середовище використовується газ, що випускного клапана 12 по відношенню до прохід- володіє мінімальною теплоємністю і максималь- ного отвору впускного клапана 9, дозволить прис- ною швидкістю відкачування вакуумними насоса- корити процес відкачування робочого середовища. ми, наприклад, водень, гелій, аргон або ін.

Щоб вирівняти тривалість обох процесів, оскільки, Як вже наголошувалося, пристрій, що заявля- процес відкачування, відбувається повільніше. ється, володіє розширеними технологічними мож-

Ступінь збільшення площі прохідного отвору ливостями. Так, наприклад, при необхідності вико- випускного клапана 12 залежить від заданої швид- нання робіт по обертанню різного виду валів, коли кості вакуумування робочої порожнини 5 бустер- потрібно отримати значні величини обертального ним насосом і ресивера вакуумної системи від моменту, до його нижньої основи жорстко під'єд- качання (не показані). нують кривошипно-шатунний механізм 8.

Приклад. Виконуючи описану вище роботу, відповідно

Якщо робоча порожнина 5 має циліндрову до виразів (3...5), пристрій перетворить, при цьому, форму, то її об'єм рівний: циклічний зворотно-поступальний рух робочої по-

М-япргуд. (3) рожнини 5 в обертальний рух вала. де: При цьому, необхідне зусилля визначатиметь-

О - діаметр поперечного перетину нижньої ос- ся площею нижньої основи 7 робочої порожнині 5. нови 7 робочої порожнини 5, м; Так, наприклад, при діаметрі нижньої основи рів-

Ї - довжина робочої порожнини 5, яка обме- ному трьом метрам і при певному виборі кривизни жена максимальним розтягуванням і стисненням його зовнішньої поверхні (як це показано на крес- еластичної бічної поверхні 6, наприклад, сильфо- ленні), можна отримати зусилля на шток кривоши- на, м. па від 70 до 100 тонн.

Сила атмосферного тиску Ра (Па| на площу поверхні нижньої основи 5 |м21 буде дорівнювати:

де рено ун ні 1 Мч фитнннй Яке рент нн нн ння ШИЯ НІ Ка вени й Н он нкнкнняя

Барон ше хо В Й в Би ке о немов МЕН, ер ни З

ЕН ск М ск В кни | ї м: ее ге ; ї ет | Н у Тк ! ї пиши.

НЕ ТІ М х ! В Ка ШЕ Н фен

Гохеекі І: м «є ин в Ма таж

КЕ Є іх За 1 ОНКО й І: К в З Я Ходатятяняй ме нн нень В со : : о : і маш о Кнеєма в : украй і те СИ Б щ додачіуц 000 Кома Ор октеЮ оя о бідкачування

Н найуєку БОРОНИ С Кї Я

Коди нн пн ния ! | З Г що

Е ффроннннннняя : о . ща й ні

Комп'ютерна верстка Л. Ціхановська Підписне Тираж 28 прим.

Міністерство освіти і науки України

Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна

ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601