Способ определения массы нетто железнодорожных грузов движущегося поезда

 

Использование: производство и потребление жидких и других продуктов, транспортируемых по железной дороге. Сущность изобретения: при определении массы нетто железнодорожных грузов перемещают по весовой колее сцепленный состав со скоростью в пределах разрешаемого диапазона, измеряют составляющие веса каждого вагона и суммируют их в зависимости от скорости движения состава. Повторяют взвешивание порожнего состава и вычисляют массы нетто по разнице весов вагонов до и после разгрузки, причем весовые модули устанавливают на расстояниях, равных длинам без наиболее распространенных типов вагонов - цистерн, горизонтальный участок весовой колен ограничивают и формируют участок с уклоном, определяемым по коэффициентам сопротивления весовой колеи и средней загрузке состава, а при суммировании веса каждого вагона учитывают, совпадает ли база взвешиваемого вагона одним из межмодульных расстояний. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к весоизмерительной технике и предназначено преимущественно для использования при производстве и потреблении жидких и других видов продуктов, транспортируемых по железной дороге.

Взвешивание железнодорожных грузов при движении состава позволяет существенно сократить время и трудозатраты на измерение массы железнодорожных грузов, обеспечивая тем самым значительный экономический эффект. Однако для практического использования взвешивания в движении необходимо достигнуть точности взвешивания 0,5-0,25% что трудно осуществить из-за большой погрешности, вносимой движением поезда.

В особенности вышесказанное относится к взвешиванию жидких грузов, в частности легких нефтепродуктов, основная масса которых транспортируется в железнодорожных цистернах. При взвешивании жидких нефтепродуктов в погрешность взвешивания добавляется составляющая от колебаний жидкости, достигающая 2-5% от веса продукта, компенсация которой требует специальных приемов взвешивания, не отработанных в настоящее время.

Известен способ определения массы нетто железнодорожных грузов, заключающийся в подготовке весовой колеи, установке весовых модулей под рельсами весовой колеи, перемещении по ней сцепленного груженого состава со скоростью 0,8-4,0 м/с, определении положения поезда относительно весовых модулей, суммировании составляющих веса вагона и состава, регистрации массы груза и определении массы нетто путем взвешивания порожнего состава и вычисления разности масс груженых и порожних вагонов [6] Недостатками такого способа являются его сложность и высокая стоимость реализации, а также низкая точность. В этом способе, в зависимости от длины используемых модулей может производится поосное, повагонное или потележечное взвешивание составляющих груза.

С точки зрения минимальных затрат и простоты реализации при сохранении высокой точности взвешивания наиболее совершенен поосный вариант способа [2] и [3] при котором используется единственный короткий (1,25 м) весовой модуль. Однако при взвешивании жидких грузов на каждую из осей вагона воздействуют низкочастотные помехи, обусловленные первой модой продольных, слабозатухающих собственных колебаний жидкости, период которой составляет 10-50 с [4] Этот период во много раз превышает время взвешивания (1,5 с при скорости 3,0 км/ч), что делает невозможным фильтрацию этой помехи. Кроме того, существенная погрешность возникает от непостоянства продольного ускорения состава, что требует очень умелого его вождения или корректировки по способу [5] Аналогичные недостатки присущи потележечному варианту способа, с той лишь разницей, что при этом используют весовые модули длиной около 6 м.

Для достижения высокой точности при взвешивании жидких грузов наиболее эффективен повагонный вариант взвешивания, предусматривающий установку достаточного для одновременного взвешивания всех осей вагонов всех типов числа длинномерных модулей. Но т.к. отечественный парк вагонов насчитывает около 15 типоразмеров цистерн, различающихся базами вагонов и тележек, то общая длина весов должна превышать 20 м с числом весовых модулей от 5 до 10. Например, весы "Траппер" акционерного общества Пивотекс(Финляндия), реализующие этот способ [6] имеют 3 модуля общей длиной 18 м и при этом не обеспечивают повагонное взвешивание восьмиосных цистерн 15-871 и 15-1500 [7] для которых необходимы весы с длиной весовых модулей более 20 м.

Попытка снизить число весовых модулей за счет увеличения их длины снижает точность измерения. В весах "Траппер", например, наряду с двумя модулями длиной 4 м использован весовой модуль длиной 8 м. На этом модуле приходится взвешивать как тележки пустых четырехосных вагонов (10 тс), так и тележки груженых восьмиосных вагонов (100 тс), что приводит к низкой относительной точности взвешивания. Таким образом, описанный способ требует применения сложных и дорогостоящих весовых модулей, но даже в этом случае не позволяет обеспечить требуемую точность для всех типов вагонов-цистерн.

Известен способ определения массы нетто железнодорожных грузов движущегося поезда, включающий взвешивание вагонов сцепленного груженого состава путем его перемещения по весовой колее с прямыми и горизонтальными участками и весовыми модулями, установленными под рельсами этой колеи, со скоростью в пределах разрешенного диапазона, измерения скорости движения состава и составляющих веса каждого вагона с задержкой, зависящей от скорости состава, и суммирования составляющих веса, повторение взвешивания разгруженного состава и определение массы нетто каждого вагона по разнице его весов до и после разгрузки [3] Согласно этому способу, состав из вагонов, подлежащих взвешиванию, перемещают по весовой колее.

На фиг. 1,а изображена схема участка весовой колеи с установленными согласно способу весовыми модулями (ВМ) длиной l, датчиками, измеряющими скорость состава (ПД), и прямыми горизонтальными участками полотна длиной А; на фиг. 1,б фронтальный разрез весового модуля, включающий тензодатчик силы 1, устройство нормирования сигнала 2, вычислительный блок (компьютер) 3 и выход на систему регистрации данных 4.

При прохождении состава по ВМ время нахождения на нем каждой оси можно определить по формуле tc 1/Vср (1), где Vср средняя скорость передвижения оси по ВМ. Сигнал, пропорциональный нагрузке от оси вагона, снимают с помощью датчика 1 и через нормализатор 2 подают на вычислитель 3. Вычислитель 3 осуществляет цифровую фильтрацию сигнала и вычисляет физическое значение нагрузки на ось по тарировочным таблицам. Одновременно по сигналам ПД вычислитель определяет значение скорости состава и в случае необходимости (выход значения скорости состава за пределы допуска) вносит коррекцию в вычисления. Результаты вычислений сохраняют в памяти вычислителя и используют в дальнейшем для определения массы нетто вагонов состава после повторного взвешивания порожнего состава.

Недостатком описанного технического решения является низкая точность определения массы нетто жидких грузов и отсутствие возможности повышения таковой без существенного увеличения длины ВМ, которая в свою очередь ограничена техническими возможностями.

Этот недостаток обусловлен малым временем измерения (1), составляющим незначительную долю от периода свободных колебаний жидкости в цистерне. Частота этих колебаний, согласно (4), определяется выражением (2) где g 9,8 м/с ускорение свободного падения, Θ(β) функция степени заполнения цистерны, зависящая от коэффициента заполнения цистерны по объему β, который можно рассчитать по центральному углу 2·v, опирающемуся на поверхность жидкости в поперечном сечении цистерны, Lк длина котла цистерны, Dк его диаметр.

Для существующих цистерн частота w лежит в пределах 0,6-0,12 с^-1, что соответствует периоду колебаний 50-10 с. При таком периоде вычислитель 3 не в состоянии отфильтровать низкочастотную помеху, частотный спектр которой лежит значительно ниже частоты f 1/tс, являющейся 1-й гармоникой в сигнале, принимаемом от датчика 1. В силу недостатка взвешивание по описанному способу не позволяет достичь коммерческой точности, уровень которой составляет 0,25% и не находит широкого применения.

Целью изобретения является повышение точности определения массы нетто жидких грузов в смешанных составах при минимальных затратах и усложнениях весовой колеи.

Указанная цель достигается тем, что весовые модули устанавливают на расстояниях, равных длинам баз наиболее распространенных типов вагонов-цистерн, состав перемещают со скоростью, лежащей в диапазоне скоростей где N число типоразмеров вагонов-цистерн вагонного парка страны, подлежащих взвешиванию, m число используемых при взвешивании весовых модулей, i 1,2 N-m+1 номер типоразмера цистерны, база которой не совпадает с расстояниями между модулями, Dкi внутренний диаметр i-й цистерны, Ку K_ϕ= [(2·π-2·ϕ+sin(2·ϕ))/(sinϕ)]^1/2 1/2 коэффициент, зависящий от заполнения цистерны, v arc cos (1-2h/Dki),где h высота недолива котла цистерны, а при достижении вагонами состава расстояния, измеренного от последнего весового модуля и равного наибольшей длине взвешиваемого вагона, их перемещают с уклоном, угол которого равен
(Ктр.г Ктр.п·Кт.ср)/(1 Кт.ср),
где Кт. ср среднее отношение массы тары и массы груженого вагона-цистерны, Ктр.г и Ктр.п коэффициенты сопротивления весовой колеи, определенные экспериментально для груженого и порожнего составов соответственно, при этом вес каждого вагона определяют по формуле

где Gij вес i-й тележки вагона, измеренный с помощью j-го весового модуля, n число тележек у вагона, Kij весовые коэффициенты, причем, если база вагона совпадает с расстоянием между весовыми модулями, то Кij 1 для совпадающих по времени измерений и Кij 0-0,5 для остальных измерений,а если база вагона не совпадает с расстояниями между модулями, то Кij 1 для измерений, выполненных с помощью весового модуля, на котором их разброс максимален, и Kij 0,3-0,7 для остальных измерений, причем значения выбирают из указанных диапазонов в линейной зависимости от разности скорости проезда весовых модулей и средней скорости диапазона скоростей так, что наибольшим разностям скорости проезда весовых модулей и средней скорости соответствуют наименьшие значения коэффициентов, и нулевой разности наибольшие значения, и повторное взвешивание производят аналогично с использованием весовых коэффициентов, определенных для взвешивания груженого состава.

Кроме того, предполагается, что состав перемещают по весовой колее, под рельсами которой расположены весовые модули с эффективной длиной равной 0,9-1,1 длины круга катания колеса взвешиваемых вагонов.

На фиг. 2 изображен продольный разрез вагона-цистерны, показывающий форму поверхности жидкости при ее колебаниях в процессе взвешивания; на фиг. 3, 4, 5 три этапа последовательности взвешивания цистерн для случая, когда база вагона совпадает с расстоянием между весовыми модулями, а на фиг. 6-9 четыре этапа взвешивания 4-тележечной цистерны с базой вагона, не совпадающей с межмодульными расстояниями.

Для понимая сущности предлагаемого способа рассмотрим на примере четырехосной ж.д. цистерны дополнительные силы, возникающие в опорах каждой оси груженого вагона, пренебрегая характерными для всех способов взвешивания влияющими факторами и учитывая только продольные собственные колебания жидкости.

На фиг. 2 показана форма поверхности жидкости в вагоне-цистерне с длиной котле Lк и внутренним диаметром котла Dк. Амплитуда колебаний жидкости в любом поперечном сечении цистерны определяется выражением
A(X,t) = A_m·cos(π·X/L_к)sin(ω·t), (3)
где А(Х, t) амплитуда отклонения поверхности жидкого от горизонтальной плоскости равновесия, А m максимальная амплитуда в плоскости днища котла, Lк длина котла, ω = 2·π·f частота первой моды собственных продольных колебаний жидкости в цистерне, Х координата на продольной оси цистерны, t текущее время.

Степень заполнения цистерны определяется углом ϕ, который связан с коэффициентом заполнения цистерны по объему b(ϕ) соотношением

При малых колебаниях жидкости ее масса, перетекающая из одной половины котла в другую, может быть найдена на основании (3):

где m масса, определяемая параметрами котла, жидкости и амплитудой колебаний Аm, ρ плотность жидкости.

Исследования (4) показали, что частота w собственных колебаний жидкости связана с параметрами котла цистерны вышеприведенной формулой (2).

Учитывая, что диаметры Dк котлов цистерн, предназначенных для перевозки конкретного вида жидких грузов, близки по величине, а степень заполнения b нормируется в стандартах на перевозку жидких грузов железнодорожным транспортом весьма узким диапазоном, можно сделать вывод о том, что частота собственных продольных колебаний конкретного продукта зависит главным образом от длины котла цистерны

где К некоторый коэффициент.

Учитывая (6) в выражении (5), получим

Возмущение от колеблющейся жидкости передается на тележки цистерны в виде трех составляющих силы, величина которых определяется параметрами цистерны и описывается в (4):
1. Статическая нагрузка на тележку от перетекающей жидкости.

2. Реакция днищ котла цистерны, воспринимающих дополнительную переменную составляющую давления жидкости и зависящая от высоты центра тяжести жидкости.

3. Вертикальная составляющая, обусловленная изменением высоты центра тяжести.

Первые две составляющие пропорциональны перетекающей массе жидкости из (7) и воздействуют на тележки вагона в противофазе, не изменяя ее веса, а третья, незначительная по величине, действует с удвоенной частотой синфазно на обе тележки. Таким образом, реакцию первой тележки на колебания жидкости можно приближенно записать в виде

а реакция второй тележки в виде

где К некоторый коэффициент пропорциональности.

При одновременном взвешивании обеих тележек (повагонный способ взвешивания) сумма ΔP₁(t)+ΔP₂(t) = 0..

Однако реализовать такой способ взвешивания для всех цистерн, находящихся в эксплуатации, практически невозможно по техническим причинам.

Предлагаемый в заявке способ позволяет организовать взвешивание таким образом, чтобы минимизировать погрешность взвешивания вагона при взвешивании тележек в различные моменты времени t₁ и t₂:
(10)
Из (10) следует, что при выборе моментов взвешивания t₁ и t₂ тележек (или осей) таким образом, чтобы
t₁-t₂= 2·π·L_к·i/K, (11),
где i любое целое число, сумма возмущений становится равной нулю и не сказывается на результате измерений.

Способ основан на том, что по существующим правилам проектирования вагонов-цистерн из соображений прочности и устойчивости выдерживают пропорцию между длиной котла Lк и базой вагона Lб·в.

Анализ (7) показал, что Lк/Lб.в. 1,52+0,2= Это означает, что для компенсации колебаний жидкости достаточно выдерживать соотношение

откуда следует, что

где Vср средняя скорость движения вагона при прохождении весового модуля.

Таким образом, выдерживая скорость в соответствии с (12), т.е. независимо от типов взвешиваемых цистерн, компенсируют влияние колебаний жидкости и организуют "квазиповагонное" взвешивание.

На основании формул (2) и (6) отметим, что

откуда требуемая скорость движения в м/с равна

где 2· v центральный угол (фиг. 2), опирающийся на поверхность жидкости в поперечном разрезе котла цистерны, Dк -диаметр котла цистерны в метрах. Так как диаметры котлов у цистерн имеют небольшой разброс, при выборе скорости движения смешанного состава по предлагаемому способу значения выражения (13) осредняют по всем цистернам, повагонное взвешивание которых невозможно при используемом расположении весовых модулей.

Небольшие, в пределах ±10% отклонения скорости движения состава от требуемой не влекут за собой ошибки, превышающей 0,20% т.е. не выводят за пределы коммерческой точности взвешивания.

При этом, согласно предлагаемому способу, используют измерения, выполненные на том весовом модуле, где фаза колебаний жидкости менее динамична. Динамичность оценивают по разности весов тележек, определенных на одном модуле, причем большей разности соответствует меньшая скорость перетечки жидкости. Информацию, полученную посредством других модулей, также используют для статического усреднения, но и меньшими весами.

При взвешивании длинных составов существенную погрешность вносит сила тяги, передаваемая сцепками вагонов. Эта сила, равная сумме сил сопротивления всех вагонов состава от взвешиваемого до последнего, может быть рассчитана по формуле

где М число вагонов, на которые через взвешиваемый вагон передается тяга локомотива, Ктр. i коэффициент сопротивления движению i-го вагона, имеющего вес Gi, Ктр.ср средний коэффициент сопротивления для всех типов вагонов, Gm вес М вагонов (М>5).

Проведенными экспериментальными исследованиями (8) установлено, что на магистральных железнодорожных колеях для груженых вагонов Ктр.г 0,00186, а для порожных вагонов Ктр.п 0,00257. Чтобы силы, действующие в сцепках, не сказывались на массе нетто, определяемый по разнице весов груженого и порожнего вагонов, сцепленных в неизменном порядке, их компенсируют действием силы скатывания по наклонной весовой колее. Уклон колеи α к следует выбрать таким образом, чтобы силы в сцепках при взвешивании груженого и порожнего составов были одинаковы:
(K_тр.г-α_к)·G_м.г= (K_тр.п-α_к)·G_м.п (15)
Тогда требуемый уклон колеи будет равен

где Кт. ср Gm.г/Gm.п осредненное по используемым вагонам-цистернам отношение массы порожнего вагона к массе груженого вагона. Для парка цистерн СНГ Ктр.ср 0,3.

Устройство, изображенное на фиг. 3, содержит два весовых модуля (ВМ) 1 и 2, длиной 3,1 м каждый, установленных в горизонтальной части весовой колеи - 3 и предназначенных для полного взвешивания на ходу двухосной тележки с приходящимся на нее весом любого четырехосного вагона. Горизонтальный участок ограничен на расстоянии, равном наибольшей длине взвешиваемых вагонов (25 м), от ВМ 2 по направлению движения состава. За горизонтальным участком колеи расположен участок колеи, обеспечивающий перемещение вагонов 4 с уклоном, обеспечивающим компенсацию влияния сил сопротивления движению состава на результаты взвешивания. Длина этого участка достаточна для размещения на нем взвешиваемого состава. Расстояние между геометрическими центрами ВМ выбрано равным 7,8 м, что соответствует длине базы наиболее распространенных на территории СНГ (7) четырехосных цистерн.

ВМ и весовая колея оснащены датчиками пути 5 и скорости 6 взвешиваемых вагонов. Локомотив 7 оснащен автономным измерителем продольных скоростей и ускорений 8. Динамометры 9, датчики пути и скорости, а также датчики температуры и ветровых нагрузок 9 (не показаны), соединены с программно-управляемым блоком нормализации сигнала 10, находящимся на магистрали с ЭВМ 11, ведущей сбор и обработку по адаптивным алгоритмам сигналов датчиков, документирование результатов измерений и управление процессом взвешивания. В дальнейшем работа измерительно-вычислительного комплекса не рассматривается, т. к. она типична для комплексов известных весоизмерительных устройств. Угол α у уклона колеи, компенсирующего силы сопротивления движению состава, выбирают из расчетного соотношения (16).

Процесс взвешивания для устройства с двумя ВМ происходит следующим образом. По ВМ 1 и 2, смонтированным под весовой колеей 3, перемещают состав с цистернами 4 (фиг. 3). Скорость перемещения состава поддерживают в пределах диапазона скоростей, обеспечивающих компенсацию влияния продольных колебаний жидкости в цистернах. При такой скорости проезда по ВМ тележек цистерны фазы колебаний жидкости достаточно близки, чтобы погрешность от перелива жидкости внутри цистерны не привела к недопустимой суммарный погрешности взвешивания, определяемой в настоящее время уровнем 0,25% Диапазон скоростей определяют по формуле

где N число типоразмеров вагонов-цистерн в вагонном парке страны, m - число используемых ВМ, число N-m+1 число типов вагонов (в рассматриваемом устройстве повагонное взвешивание обеспечивают только для четырехосных цистерн с базой 7,8 м), Dкi внутренний диаметр котла цистерны i-го типоразмера.

K_ϕ= [(2·π-2·ϕ+sin(2·ϕ))/(sinϕ)]^1/2
коэффициент, зависящий от заполнения цистерны, 2·v центральный угол в поперечном сечении, опирающийся на поверхность жидкости. Так как степень заполнения цистерны жестко регламентируется нормами перевозки грузов железнодорожным транспортом в зависимости от сезона, значение К v одинаково для всех вагонов состава и определяется текущим сезоном. При необходимости угол v можно связать с коэффициентом заполнения по объему b и недоливом h следующими формулами

При взвешивании скорость состава контролируют с помощью ЭВМ 11, обрабатывающей наряду с другими сигналами и сигналы от путевых датчиков 5 и датчиков скорости 6. Если скорость состава выходит за пределы диапазона (17), ЭВМ отмечает измерение веса текущего вагона как недостоверное.

Все составляющие веса вагона измеряют с задержкой относительно момента въезда первой тележки на первый весовой модуль, зависящий от скорости движения состава. Значение задержки определяют с помощью ЭВМ таким образом, чтобы измерение составляющих веса происходило одновременно, а если это невозможно (база цистерны отличается от всех межмодульных расстояний), то чтобы измерения происходили в те моменты времени, когда тележки находятся в центре ВМ.

При проезде первой тележки первого вагона по первому модулю (фиг. 3) измеряют составляющую веса вагона, приходящуюся на первую тележку. Полученный вес G₁₁, где индексы обозначают принадлежность измерения первой тележки и первому ВМ, запоминают в памяти ЭВМ. На следующем этапе (фиг. 4) обе тележки вагона проезжают по ВМ 1 и 2 одновременно, т.к. база вагона совпадает с расстоянием между модулями. При этом в памяти ЭВМ фиксируют веса G₁₂ и G₂₁, а также факт одновременного взвешивания. Наконец, после проезда второй тележки по второму ВМ (фиг. 5) измеряют вес G₂₂ и вычисляют результат по формуле

в которой весовой коэффициент Кв определяет ЭВМ по линейной зависимости от скорости состава V и

При этом, если скорость состава близка к скорости, рассчитанной из условия совпадения фаз колебаний жидкости (17), то Кв оказывается близок к 0,5, и информация, полученная на всех ВМ, усредняется. Если в силу каких-либо обстоятельств скорость существенно отличается от заданной и близка к предельному значению диапазона скоростей,то Кв оказывается близким к нулю и неодновременные измерения исключаются из расчета.

Аналогичным образом взвешивают последующие вагоны состава с базами, совпадающими с межмодульными расстояниями. При достижении каждым вагоном расстояния от последнего ВМ, равного длине вагона, его передвигают с уклоном и на него действует скатывающая сила, частично компенсирующая силу сопротивления колеи. При этом снижается усилие, передаваемое сцепками взвешиваемого вагона и соответственно вертикальные составляющие этих сил. Вертикальные составляющие сил в сцепках, достигающие в известных способах величины 0,2 горизонтальной составляющей (1,4), невозможно скомпенсировать с помощью одного уклона весовой колеи, т.к. у груженого и порожнего составов коэффициенты сопротивления различны. Поэтому уклон α к выбран таким образом, чтобы устранить погрешность от сил в сцепках в конечном результате в массе нетто груза (см. формулы 15 и 16).

Для определения массы нетто производят взвешивание порожнего состава. При его проезде после разгрузки каждый вагон взвешивают, используя те расчетные формулы и значения Кв, которые были использованы при взвешивании груженого состава, а затем определяют массу нетто, вычитая вес порожнего вагона из веса груженого вагона.

Дополнительное повышение точности взвешивания достигают путем компенсации вертикальных сил инерции, порождаемых эксцентриситетом и некруглостью колес взвешиваемых вагонов. Компенсация осуществляется за счет интегрирования этих сил за время оборота колеса. С этой целью длину ВМ выбирают равной длине окружности колеса (длине круга катания) с тем, чтобы за время нахождения колеса на ВМ оно совершало один оборот.

Для цистерн, база которых не совпадает с межмодульным расстоянием, взвешивание четырехтележечной (восьмиосной) цистерны двухмодульных весах осуществляют следующим образом. На фиг. 6-9 показаны первые четыре фазы взвешивания для первых двух тележек вагона-цистерны. Взвешивание третьей и четвертой тележек производят аналогично. Как и в предыдущем примере, обозначим символом Gij вес i-й тележки, измеренный на j-м ВМ.Тогда при проезде цистерны по двум ВМ весов в память ЭВМ вводят восемь значений в следующем порядке: G₁₁, G₂₁, G₁₂, G₂₂, G₃₁, G₄₁, G₃₂, G₄₂. Предположим, что значения весов, полученные на первом ВМ, имеют общий разброс. Так как ни одна из тележек не взвешивается одновременное с другой, то в соответствии с предлагаемым способом расчет веса вагона проводят по формуле

где Кв₁ и Кв₂ весовые коэффициенте, один из которых Кв₁, соответствующий сумме с большим разбросом слагаемых, принимают равным единице, а другой выбирают из диапазона 0,3-0,7, руководствуясь линейной зависимостью от скорости движения состава:

Таким образом, если скорость состава V и равна оптимальной Vср, то коэффициенты оказываются близкими и при расчете по формуле (21) используют осреднение по ВМ. Если скорость находится на границе диапазона скоростей, то значение вычисляемого коэффициента (22) становится минимальным и в формуле (21) превалирует значение составляющих веса, измеренных на том ВМ, при проезде которого разброс значений максимален, а скорость перетечки жидкости в цистерне минимальна.

Использованные при взвешивании вагона коэффициенты, как и в предыдущем случае, запоминают в памяти ЭВМ, а затем используют при взвешивании порожнего состава и определении массы нетто груза.

Эффективность способа возрастает с увеличением количества используемых ВМ. При использовании трех ВМ два из них располагаются как описано выше, а третий на расстоянии, равном базе второго по объему применения типа вагона. Последующие ВМ добавляются аналогичным образом, увеличивая количество вагонов, тележки которых взвешивают одновременно.

Т. к. точность взвешивания в современных способах взвешивания составов в движении ограничивается динамическими погрешностями от движения состава, то дальнейшее их совершенствование возможно только за счет учета свойств груза, геометрии колес и экипажа, условий измерения, исключения потерь полезной информации. Предлагаемый способ характеризуется тем, что вся получаемая при проезде вагонов по ВМ информация используется для определения веса.

Формула изобретения

1. Способ определения массы нетто железнодорожных грузов движущегося поезда, включающий взвешивание вагонов сцепленного груженого состава путем его перемещения по весовой колее с прямыми и горизонтальными участками и весовыми модулями, установленными под рельсами этой колеи, со скоростью в пределах разрешенного диапазона, измерение скорости движения состава и составляющих веса каждого вагона с задержкой, зависящей от скорости состава, и суммирование составляющих веса, повторение взвешивания разгруженного состава и определение массы нетто каждого вагона по разнице его весов до и после разгрузки, отличающийся тем, что весовые модули устанавливают на расстояниях, равных длинам баз наиболее распространенных типов вагонов-цистерн, состав перемещают со скоростью, лежащей в диапазоне скоростей

где N число типоразмеров вагонов-цистерн вагонного парка страны, подлежащих взвешиванию;
m число используемых при взвешивании весовых модулей;
i 1, 2,N m + 1 номер типоразмера цистерны, база которой не совпадает с расстоянием между модулями;
D_кi внутренний диаметр котла i-й цистерны;
коэффициент, зависящий от заполнения цистерны;
v = arccos (1-2·h/D_ki),
где h высота недолива котла цистерны, а по достижении вагонами состава расстояния, измеренного от последнего весового модуля и равного наибольшей длине взвешиваемого вагона, их перемещают с уклоном, угол которого равен
(K_тр.г-K_тр.п·K_т.ср)/(1-K_т.ср),
где К_т.ср среднее отношение массы тары к массе груженого вагона-цистерны;
К_тр.г и К_тр.п коэффициенты сопротивления весовой колеи, определенные экспериментально для груженого и порожнего составов соответственно,
при этом вес каждого вагона определяют по формуле

где G_ij вес i-й тележки вагона, измеренный с помощью j-го весового модуля;
n число тележек у вагона;
K_ij весовые коэффициенты,
причем если база вагона совпадает с расстоянием между весовыми модулями, то K_ij 1 для совпадающих по времени измерений и K_ij 0 - 0,5 для остальных измерений, а если база вагона не совпадает с расстоянием между модулями, то K_ij 1 для измерений, выполненных с помощью весового модуля, на котором их разброс максимален, и K_ij 0,3 0,7 - для остальных измерений, причем значения выбирают из указанных диапазонов в линейной зависимости от разности скорости проезда весовых модулей и средней скорости диапазона скоростей так, что наибольшим разностям скорости проезда весовых модулей и средней скорости соответствуют наименьшие значения коэффициентов, нулевой разности наибольшие значения, а повторное взвешивание производят аналогично с использованием весовых коэффициентов, определенных для взвешивания груженого состава.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что состав перемещают по весовой колее, под рельсами которой расположены весовые модули с эффективной длиной, равной 0,9 1,1 длины круга катания колеса взвешиваемых вагонов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9