خلاصه اختراع

سيستم اندازه گيري كشش سيم با روش گهواره اي در فرآيند سيم پيچي، در انجام عمليات سيم پيچي جهت تقويت مخازن فشار بالا، مخازن CNG نوع 2 و … داراي كاربرد ميباشد. از آنجايي كه اين عمليات بصورت پيوسته و با ايجاد نيروي كششي معين و متغير در سيم انجام ميپذيرد، اندازه گيري دقيق اين نيرو در تمامي مراحل انجام عمليات اهميت بالايي دارد. در روشهاي موجود نيروي سيم بوسيله دستگاههايي اندازه گيري ميگردد كه بايستي در تماس مستقيم با سيم باشند كه علاوه بر امكان ايجاد خطا در اندازه گيري بدليل حركت و نوسان سيم، ممكن است سبب پاره گي سيم شوند. در اين اختراع، ابتدا سيم بصورت منظم بدور يك چرخ پيچيده ميشود. شفت مركزي اين چرخ به سيستم ايجاد كننده نيروي كششي در سيم متصل ميگردد. دو تكيه گاه پين سيستم را بگونه اي به زمين متصل ميكنند كه مجموعه حالت گهواره اي داشته باشد. با اتصال يك نيروسنج مابين مجموعه و يك پايه ثابت در جهت عكس راستاي سيم خروجي از چرخ، گشتاور موجود در تكيه گاهها خنثي ميشود. بدليل يكسان بودن بازوي گشتاور در سيم و نيروسنج، نيروي يكساني در آنها ايجاد شده و با دانستن مقدار نيرو در نيروسنج، نيروي موجود در سيم مشخص ميگردد. اين اختراع را ميتوان جزو بخشهاي مكانيكي-الكترونيكي بشمار آورد.

حوزه کاربرد (زمینه فنی)

این اختراع جهت اندازه گیری نیروی کششی سیم در فرآیند سیم پیچی مخازن فشار بالا کاربرد دارد. با توجه به وجود قسمتهای مکانیکی و الکترونیکی در این دستگاه و همچنین با توجه به نوع عملیات، می توان این اختراع را جزو بخش های مکانیکی-الکترونیکی بشمار آورد.

مشکل فنی موجود و هدف از این اختراع:

از آنجایی که عملیات سیم پیچی بصورت پیوسته و با ایجاد نیروی کششی معین و متغیر در سیم انجام می پذیرد، اندازه گیری دقیق این نیرو در تمامی مراحل انجام عملیات سیم پیچی از اهمیت بالایی برخوردار است. در روشهای موجود نیروی کششی در سیم های تحت کشش بوسیله دستگاههایی اندازه گیری می گردد که بایستی در تماس مستقیم با سیم باشند. در این شرایط علاوه بر امکان ایجاد خطا در اندازه گیری بدلیل حرکت سیم در حین انجام عملیات سیم پیچی، نیروی وارده از طرف این دستگاهها به سیم در حال کشش که نیرو کششی بسیار بالایی در آن وجود دارد و نیز تنش خمشی ایجاد شده، ممکن است سبب پاره گی آن شوند. در این صورت عملیات سیم پیچی متوقف شده و مشکلات بسیاری برای ادامه آن بوجود می آید.

ارایه راه حل برای مشکل فنی موجود همراه با شرح دقیق و کافی و یکپارچه اختراع

برای رفع مشکل موجود، می توان از سیستم اندازه گیری نیروی کششی سیم با روش گهواره ای استفاده نمود. در این روش منبع تغذیه سیم که غالباً به صورت یک چرخ طیار (همراه با یک پایه) می باشد، بنحوی بر روی دو تکیه گاه قرار می گیرد که کل مجموعه قابلیت دوران بر روی این دو تکیه گاه را دارا می باشد. در این حالت با استفاده از یک نیروسنج نیروی موجود در سیم در هر لحظه بدون تماس با آن و بصورت پیوسته اندازه گیری می شود. در این روش نیازی به استفاده از دست نبوده و با توجه به نیروسنج های موجود، نیرو می تواند به هر مقدار دلخواه زیاد باشد.با توجه به طراحی های صورت گرفته، خلاصه دستاورد هاي اين اختراع را مي توان در موارد زير بيان نمود:
اندازه گیری نیروی کششی در سیم بدون نیاز به تماس با سیم
امکان اندازه گیری پیوسته نیروی کششی در سیم متحرک
عدم وجود محدودیت برای حداکثر نیروی قابل اندازه گیری با توجه به نیروسنج های موجود

کاربرد اصلی این دستگاه، اندازه گیری نیروی موجود در سیم در حین انجام انواع عملیات سیم پیچی بالاخص در تقویت مخازن فشار بالا مانند مخازن جدار ضخیم و مخازن CNG نوع 2 می باشد.بعد از طراحی و ساخت این اختراع، از آن در ساخت و تقویت یک نمونه مخزن جدار ضخیم فشار بالا با 30 لایه سیم پیچی استفاده شد. لازم به ذکر است با توجه به جنس و نیروی کششی موجود در سیم و نحوه انجام عملیات سیم یچی، امکان ساخت و تقویت این مخزن بدون استفاده از سیستم اندازه گیری مذکور وجود نداشت. این مخازن دارای کاربردهای بسیار زیاد در صنایع شیمیایی، هوافضا، حمل و نقل و نظامی می باشند.