BRPI1104146A2 - Sistema de pesagem de carga de basculador giratório de vagão - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE PESAGEM DE CARGA DE BASCULADOR GIRATÓRIO DE VAGÃO. Um sistema de pesagem para um basculador giratório de vagão. O basculador giratório de vagão inclui um conjunto de armação que recebe um vagão incluindo o conteúdo a ser pesado. Uma série de munhões é posicionada para sustentar de forma giratória o conjunto de armação e permitir que o conjunto de armação seja girado para despejar o conteúdo do vagão. O aferidor de peso é posicionado sobre cada um dos munhôes. O aferidor de peso gera um sinal com base na força aplicada ao munhão respectivo pelo peso do conjunto de armação e vagão. Em uma modalidade, os medidores de peso são vários medidores de tensão que geram um sinal elétrico com base na forma aplicada ao medidor de tensão. Uma unidade de controle recebe os sinais elétricos a partir dos medidores de tensão e determina o peso do vagão antes e após o conteúdo do vagão ter sido despejado.

Description

SISTEMA DE PESAGEM DE CARGA DE BASCULADOR GIRATÓRIO DE

VAGÃO

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

A presente revelação se refere geralmente a um sistema 5 de pesagem para um basculador giratório de vagão. Mais especificamente, a presente revelação se refere a um sistema de pesagem que inclui um aferidor de peso associado a cada um dos munhões do basculador giratório de vagão para pesar um vagão posicionado sobre o basculador giratório de 10 vagão.

Atualmente, existem sistemas para rapidamente descarregar o conteúdo de um vagão. Os sistemas incluem tipicamente um dispositivo para inverter um ou mais corpos de vagão para descarregar o conteúdo do corpo dentro de uma 15 tremonha adequada para manejo adicional. Um tal basculador giratório de vagão está disponível através da Metso Minerais Industries, Inc. Nos basculadores giratórios de vagão atualmente disponíveis, um dispositivo é incluído dentro de um basculador para pesar o vagão antes e após o

2 0 material ter sido descarregado. A diferença entre os pesos

determinados permite que o sistema de pesagem determine o peso do material despejado a partir do vagão.

Sistemas de pesagem atuais utilizados com basculadores giratórios de vagão incluem dispositivos de pesagem 25 associados com os trilhos de apoio que recebem o vagão antes do despejamento. Embora esses sistemas de pesagem funcionem bem para determinar o peso do material sendo descarregado, os sistemas de pesagem são tipicamente complicados e aumentam o custo e a complexidade do

3 0 basculador giratório de vagão. SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente revelação se refere geralmente a um sistema de pesagem para um basculador giratório de vagão. O basculador giratório de vagão inclui um conjunto de armação 5 giratória que inclui um par de trilhos de apoio para receber o vagão a ser pesado e um par de anéis de extremidade giratórios. Quando o vagão deve ser esvaziado, o conjunto de armação inteiro é girado em torno do par de anéis de extremidade giratórios.

O conjunto de armação inclui ao menos dois munhões que

são posicionados para sustentar giratoriamente cada um dos anéis de extremidade. Cada um dos munhões inclui rodas de apoio que são montadas dentro de um suporte de rodas. 0 peso do conjunto de armação giratória e do vagão cria uma 15 força ao longo de um raio dos anéis de extremidade que sofre oposição por cada um dos munhões.

O sistema de pesagem inclui ainda um aferidor de peso associado com cada um dos munhões. 0 aferidor de peso é posicionado de tal modo que a força aplicada a cada um dos 20 munhões pelo peso combinado do conjunto de armação e vagão é detectada pelo aferidor de peso. O aferidor de peso gera um sinal elétrico com base na força aplicada ao munhão.

Em uma modalidade, cada um dos medidores de peso é um medidor de tensão posicionado de tal modo que o medidor de 25 tensão contata um pino pivô do munhão. A força total sentida por cada um dos munhões é aplicada ao medidor de tensão de tal modo que o medidor de tensão gera um sinal elétrico relacionado à força aplicada.

Uma unidade de controle do sistema de pesagem recebe

3 0 os sinais elétricos a partir de cada um dos medidores de tensão. A unidade de controle calcula o peso visto pela combinação dos munhões com base no valor dos sinais elétricos recebidos a partir dos medidores de tensão. A unidade de controle determina o peso do vagão quando o 5 vagão está carregado com o material e subtrai o peso do vagão quando o material tiver sido dispensado. A diferença entre esses dois pesos é o peso do material que foi armazenado dentro do vagão.

Várias outras características, objetivos e vantagens da invenção se tornarão evidentes a partir da descrição seguinte considerada em conjunto com os desenhos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Os desenhos ilustram um modo considerado de realização da presente revelação. Nos desenhos:

A Figura 1 é uma vista frontal de um basculador

giratório de vagão da presente revelação;

A Figura 2 é uma vista de extremidade do basculador giratório de vagão;

A Figura 3 é uma vista ampliada de um dos munhões conforme identificado pela linha 3-3 da Figura 2;

A Figura 4 é uma vista em perspectiva de um dos munhões nos quais as rodas de apoio foram removidas;

A Figura 5 é uma vista em seção tomada ao longo da linha 5-5 da Figura 4;

A Figura 6 é uma ilustração esquemática da unidade de

controle que recebe sinais a partir de cada um dos medidores de tensão e determina o peso do vagão; e

A Figura 7 é uma vista em perspectiva de uma segunda modalidade do munhão mostrado na Figura 4.

3 0 DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO As Figuras, I e 2, ilustram um basculador giratório de vagão construído de acordo com a presente revelação. 0 basculador giratório de vagão recebe um vagão 12. 0 vagão 12 é tipicamente carregado com material e o basculador 5 giratório de vagão é usado para primeiramente pesar a combinação de vagão e material antes de despejar o material dentro de um receptáculo de coleta 14. O basculador giratório de vagão 10 inclui geralmente um conjunto de armação 16 que suporta o peso do vagão 12 e permite que o 10 vagão 12 seja inclinado para dispensar o material contido dentro do vagão 12. 0 conjunto de armação 16 inclui um par de anéis de extremidade 18 aos quais é montada uma plataforma de suporte de vagão 20. A plataforma de suporte de vagão 2 0 inclui um par de trilhos de suporte 22 que 15 permite que o vagão 12 seja rolado para sobre a plataforma de suporte 20.

Conforme ilustrado na Figura 1, cada um dos anéis de extremidade 18 é posicionado em extremidades opostos do conjunto de armação 16. Cada anel de extremidade 18 tem uma 20 configuração circular e é sustentado por um par de munhões 24, conforme mostrado na Figura 2. Os munhões 24 contatam o anel contatam o anel de extremidade 18 e sustentam o peso total do conjunto de armação inteiro 16 e do vagão 12 quando o vagão 12 é posicionado sobre os trilhos de apoio

22. Os munhões 24 mostrados na Figura 2 incluem individualmente um par de rodas de apoio 26 que permitem que os munhões 24 sustentem o peso do conjunto de armação 16 e permitem que os anéis de extremidade 18 girem conforme mostrado pela seta 25. A rotação de cada um dos anéis de 30 extremidade é controlada por um motor de acionamento 28 que engata uma engrenagem de dentes montada ao menos uma porção de cada um dos anéis de extremidade 18. Alternativamente, um sistema de corrente poderia ser usado para girar o conjunto de armação 16 em torno dos anéis de extremidade 18.

Conforme pode ser entendido nas Figuras 1 e 2, o basculador giratório de vagão 10 da presente revelação inclui quatro munhões separados 24 que combinam para suportar o peso total do conjunto de armação 16 e vagão 12.

A Figura 3 ilustra a configuração de um dos munhões

24. Conforme mostrado na Figura 3, o munhão 24 inclui um par de rodas de apoio 26 cada uma das quais é montada de forma giratória dentro de um suporte de rodas 32. Embora um par de rodas de apoio 26 seja mostrado nas figuras de

desenho, cada um dos munhões 24 poderia ter uma, duas, três ou até mesmo quatro rodas de apoio enquanto operando dentro do escopo da presente revelação. Conforme ilustrado na Figura 4, o suporte de rodas 32 inclui um par de chapas laterais espaçadas 34 cada uma das quais inclui uma

2 0 abertura de eixo 36 que recebe uma extremidade de um eixo

de roda 3 8 (Figura 3) . Quando cada uma das rodas de apoio

26 é montada no suporte de roda 32, a superfície externa 40 de cada um dos suportes de roda 26 contata uma superfície de borda externa 42 do anel de extremidade 18. Conforme

descrito previamente, o par de munhões 24 posicionado em cada extremidade do conjunto de armação para o basculador giratório de vagão sustenta o peso total do conjunto de armação e vagão enquanto permitindo o giro dos anéis de extremidade 18.

3 0 Conforme ilustrado na Figura 3, o peso combinado do conjunto de armação e vagão exerce uma força sobre o munhão

24 que pode ser representada por um vetor F. O vetor de força F mostrado na Figura 3 se estende ao longo do raio do anel de extremidade circular 18. Um vetor de força F 5 similar é visto e sofre oposição por intermédio de cada um dos munhões 24 posicionados nas extremidades opostas do conjunto de armação. 0 vetor de força F tem componentes, vertical e horizontal, devido à posição de deslocamento do munhão 24 em relação à linha central vertical que passa 10 através de cada um dos anéis de extremidade 18.

Com referência de volta à Figura 4, o suporte de roda 32 é montado de forma pivotante em um suporte de apoio estacionário 44 por um pino pivô 46. 0 suporte de apoio 44 inclui uma chapa de base geralmente horizontal 4 8 e um par 15 de chapas de apoio geralmente verticais 50 posicionadas em lados opostos do suporte de roda 32. Conforme ilustrado na Figura 5, o pino pivô 46 passa através de aberturas alinhadas formadas nas chapas de suporte 50. Um flange 52 é fixado no pino pivô 46 em cada extremidade para impedir que 20 o pino pivô 46 deslize para fora das aberturas formadas nas chapas de apoio verticais 50.

Conforme ilustrado na Figura 5, cada uma das chapas laterais 34 é posicionada em contato com uma superfície externa 53 do pino pivô 46 de tal modo que o suporte de 25 roda inteiro 32 pode girar em relação ao suporte de apoio estacionário 44. Um espaçador 55 é posicionado entre cada uma das chapas de suporte verticais 50 e chapas laterais espaçadas 34 para impedir que as chapas laterais 34 entrem em contato com as chapas de apoio verticais 50.

3 0 Com referência de volta à Figura 4, o suporte de apoio 44 inclui um par de escoras 54, 56 para proporcionar suporte adicional para a chapa de apoio vertical 50. As escoras 54, 56 são preferivelmente soldadas a ambos, chapa de base 48 e o suporte de apoio correspondente 44. Contudo,

outras configurações são consideradas como estando dentro do escopo da presente revelação.

Com referência de volta à Figura 4, cada um dos munhões inclui um aferidor de peso 58 posicionado para medir a força empurrando o munhão 24 devido ao peso do 10 conjunto de armação e vagão. O aferidor de peso 58 funciona para gerar um sinal elétrico que se baseia na força exercida sobre o munhão devido ao peso do conjunto de armação e vagão. Conforme descrito anteriormente com referência à Figura 3, a força exercida contra o munhão 24 15 é geralmente ao longo do vetor de força F ilustrado. A orientação do vetor de força F é ao longo do raio do anel de extremidade 18, conforme previamente descrito.

Na modalidade mostrada na Figura 4, o aferidor de peso 58 de cada munhão 24 inclui um par de medidores de tensão 60, cada um dos quais é posicionado em lados opostos do suporte de roda 32 e em contato com o pino pivô 46. 0 medidor de tensão 60 inclui uma primeira extremidade 62 montada em um primeiro bloco de apoio 64 e uma segunda extremidade 66 sustentada por um segundo bloco de apoio 68. Um pino de contato 7 0 formado no pino pivô 4 6 contata o medidor de tensão dentro da ranhura 72. Embora apenas um único medidor de tensão 60 seja mostrado na Figura 4, um medidor de tensão idêntico é incluído no munhão 24 no lado oposto, conforme pode ser entendido mediante referência à Figura 5. Conforme ilustrado na Figura 5, o medidor de tensão 60 se apoia sobre um coxim 74 incluindo um localizador 76. 0 localizador 76 é recebido dentro de uma ranhura formada no medidor de tensão para localizar com exatidão o medidor de tensão, conforme ilustrado.

Embora diversos tipos diferentes de medidores de

tensão sejam considerados como abrangidos pelo escopo da presente revelação, o medidor de tensão mostrado nas Figuras 4 e 5 está comercialmente disponíveis através da Rice Lake. Como bem sabido, quando uma força é aplicada ao 10 medidor de tensão 60 entre a primeira e a segunda extremidade, 62, 66, o medidor de tensão 60 gera um sinal elétrico que é diretamente proporcional à força sendo aplicada ao medidor de tensão 60. Na modalidade mostrada na Figura 4, o pino pivô 4 6 é apoiado sobre o medidor de 15 tensão 60 através da conexão entre o pino de contato 70 e a ranhura 72 formada no medidor de tensão. O pino pivô 4 6 é recebido dentro de uma abertura em cada um dos suportes de apoio 44 que é ligeiramente maior do que o diâmetro do pino pivô 46. Assim, o peso total do suporte de roda 32, e assim 20 o peso do conjunto de armação total do basculador giratório de vagão e vagão é direcionado para o medidor de tensão 60 O sinal gerado pelo medidor de tensão 60 desse modo varia dependendo da quantidade de força exercida contra o medidor de tensão 60 através do pino de contato 70. 0 sinal a 25 partir do medidor de tensão 60 pode ser assim calibrado e usado para determinar a quantidade de peso sendo sustentado pelo munhão 24.

Com referência de volta à Figura 3, o corpo do medidor de tensão 60 é montado de tal modo que o eixo longitudinal 3 0 do medidor de tensão 6 0 é perpendicular ao vetor de força F. Assim, o vetor de força F é direcionado para o medidor de tensão 60 através do pino de contato 70. Cada um dos munhões 24 é configurado similar ao munhão 24 mostrado na Figura 3 de tal modo que o par de medidores de tensão em 5 cada um dos munhões 24 é posicionado para detectar a força F criada pelo peso do conjunto de armação e vagão.

Conforme descrito anteriormente, o basculador giratório de vagão da presente revelação inclui quatro munhões separados. Especificamente, dois munhões separados 10 são posicionados para sustentar cada um dos anéis de extremidade 18 posicionados em extremidades opostas do conjunto de armação. Na modalidade descrita na Figura 4, cada munhão inclui um par de medidores de tensão de tal modo que cada par de medidores de tensão gera um sinal 15 elétrico combinado que corresponde à força aplicada aos medidores de tensão 60 pelo peso do conjunto de armação e vagão.

Com referência agora à Figura 6, é mostrada uma versão simplificada do sistema de pesagem da presente revelação. 0

2 0 sistema de pesagem inclui uma unidade de controle 7 8 que é

posicionada para receber sinais elétricos a partir de cada um dos medidores de tensão 60 associados a cada um dos quatro munhões 24. Embora a modalidade mostrada nas Figuras 5 e 6 inclua dois medidores de tensão para cada munhão, o 25 sinal elétrico combinado recebido a partir de cada munhão é direcionado para a unidade de controle 78, conforme ilustrado.

A unidade de controle 7 8 é calibrada para calcular o peso sustentado pelos quatro munhões 24. Inicialmente,

3 0 quando nenhum vagão está presente dentro do conjunto de armação, os sinais elétricos recebidos na unidade de controle 78 a partir dos quatro medidores de tensão 60 representam o peso do conjunto de armação em um vagão. Esse peso é salvo na memória da unidade de controle 78 para uso ao se determinar o peso de um vagão carregado.

Quando um vagão carregado 12 é acionado para sobre os trilhos de apoio 22, conforme ilustrado na Figura 2, o peso adicionado do vagão e de seu conteúdo faz com que cada um dos medidores de tensão 60 gere um sinal elétrico que varia 10 dependendo da força exercida contra o medidor de tensão. A unidade de controle 7 8 é programada para calcular o peso combinado com base nos sinais enviados pelos quatro medidores de tensão 60. Quando o peso combinado tiver sido determinado, a unidade de controle 7 8 subtrai o peso do 15 conjunto de armação isoladamente para determinar o peso combinado do vagão e seu conteúdo.

Quando o peso do vagão e de seu conteúdo são conhecidos, o basculador giratório de vagão opera para despejar o conteúdo do vagão para dentro do receptáculo de

2 0 coleta 14, como é bem sabido. Quando o vagão 12 tiver sido esvaziado, a unidade de controle 78 outra vez determina o peso da combinação de vagão vazio e conjunto de armação. A diferença entre o peso antes do despejamento e após o despejamento é usada para determinar o peso do conteúdo que 25 foi despejado a partir do vagão 12. Conforme ilustrado na Figura 6, um mostrador 80 pode ser associado com a unidade de controle 7 8 de tal modo que o peso do conteúdo é mostrado no mostrador 80.

Com referência agora ã Figura 7, é mostrada uma modalidade alternativa considerada para o munhão 24. Na modalidade alternativa, o medidor de suspensão 60 é sustentado por um único bloco 82 que se estende entre o par de escoras 54, 56. Na modalidade mostrada na Figura 7, o medidor de tensão 60 é outra vez posicionado perpendicular 5 ao vetor de força criado pelo peso combinado do conjunto de armação e vagão. O único bloco 82 mostrado na Figura 7 sustenta o par de coxins 74 de uma maneira similar àquela descrita com relação à primeira modalidade da Figura 4. Na segunda modalidade mostrada na Figura 7, o medidor de 10 tensão 60 funciona da mesma maneira como previamente descrito.

Claims (19)

1. Sistema de pesagem para determinar o peso de um vagão posicionado dentro de um basculador giratório de vagão, caracterizado pelo fato de que compreende: um conjunto de armação giratória que tem um par de trilhos de apoio para receber o vagão e um par de anéis de extremidade giratórios; ao menos dois munhões posicionados para sustentar giratoriamente cada um dos anéis de extremidade; e um aferidor de peso associado a cada um dos munhões, em que cada um dos medidores de peso gera um sinal correspondendo à força aplicada aos munhões pela combinação do vagão e conjunto de armação giratória.

2. Sistema de pesagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aferidor de peso é um medidor de tensão que gera um sinal elétrico que tem um valor baseado na força aplicada ao medidor de tensão.

3. Sistema de pesagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende uma unidade de controle em comunicação com cada um dos medidores de peso para combinar os sinais a partir dos medidores de peso e determinar o peso do vagão.

4. Sistema de pesagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada um dos munhões inclui rodas de apoio montadas dentro de um suporte de roda que é montado giratoriamente em um suporte de apoio estacionário em torno de um pino pivô.

5. Sistema de pesagem, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o aferidor de peso é um medidor de tensão posicionado em contato com o pino pivô.

6. Sistema de pesagem, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o medidor de tensão gera um sinal elétrico que depende da força aplicada ao medidor de tensão por intermédio do pino pivô.

7. Sistema de pesagem, de acordo com a reivindicação5, caracterizado pelo fato de que o pino pivô é verticalmente móvel em relação ao suporte de apoio.

8. Sistema de pesagem, de acordo com a reivindicação5, caracterizado pelo fato de que o medidor de tensão é montado perpendicular à força aplicada aos munhões pela combinação de vagão e conjunto de armação giratória.

9. Sistema de pesagem para determinar o peso de um vagão posicionado dentro de um basculador giratório de vagão, caracterizado pelo fato de que compreende: um conjunto de armação giratória que tem um par de trilhos de apoio para receber o vagão a ser pesado e um par de anéis de extremidade giratórios; ao menos dois munhões posicionados para sustentar giratoriamente cada um dos anéis de extremidade, cada um dos munhões incluindo uma ou mais rodas de apoio montadas dentro de um suporte de roda montado giratoriamente em um suporte de apoio estacionário em torno de um pino pivô; e um aferidor de peso associado a cada um dos munhões, em que cada um dos medidores de peso gera um sinal correspondendo à força aplicada ao munhão pela combinação de vagão e armação giratória.

10. Sistema de pesagem, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o aferidor de peso é um medidor de tensão que gera um sinal elétrico que tem um valor baseado na força aplicada ao medidor de tensão.

11. Sistema de pesagem, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende uma unidade de controle em comunicação com cada um dos medidores de peso para combinar os sinais a partir dos medidores de peso e determinar o peso do vagão.

12. Sistema de pesagem, de acordo com a reivindicação10, caracterizado pelo fato de que o medidor de tensão é posicionado em contato com o pino pivô.

13. Sistema de pesagem, de acordo com a reivindicação12, caracterizado pelo fato de que o pino pivô é verticalmente móvel em relação ao suporte de apoio estacionário.

14. Sistema de pesagem, de acordo com a reivindicação10, caracterizado pelo fato de que o medidor de tensão é montado perpendicular à força aplicada aos munhões pela combinação de vagão e conjunto de armação giratória.

15. Método de pesar um vagão utilizando um basculador giratório de vagão que tem um conjunto de armação giratória incluindo um par de trilhos para sustentar o vagão e um par de anéis de extremidade, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: posicionar ao menos um par de munhões sob cada um dos anéis de extremidade de tal modo que os munhões sustentam o peso combinado do conjunto de armação giratória e vagão; montar um aferidor de peso em cada um dos munhões, em que cada aferidor de peso gera um sinal correspondendo à força aplicada ao munhão pelo peso do conjunto de armação giratória e vagão; receber o sinal a partir de cada um dos medidores e peso em uma unidade de controle; e operar a unidade de controle para determinar o peso do vagão com base nos sinais recebidos a partir dos medidores de peso.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que cada um dos medidores de peso é um medidor de tensão.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que cada um dos medidores de tensão é posicionado sob um pino pivô incluído em cada um dos munhões.

18. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o sinal gerado por cada um dos medidores de peso é diretamente proporcional à força aplicada ao munhão devido ao peso do vagão e conjunto de armação giratória.

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle determina o peso do vagão com base nos sinais recebidos a partir dos medidores de peso menos um peso predeterminado do conjunto de armação giratória.