CN102159407A - 砂计量阻挡装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆，尤其是具有驱动器的轨道车辆的播砂系统使用的砂计量阻挡装置(1)，本发明包括供砂容器(2)，该供砂容器具有可通过关闭元件(3)关闭的出口孔(4)，用于将计量的砂释放到优选气动启动的传送器单元(5)，其中，所述关闭元件(3)由可电动启动的提升磁体(6)的提升杆(7)形成。根据本发明，所述提升磁体(6)在所述出口孔(4)的区域中布置在所述供砂容器(2)内。

Description

砂计量阻挡装置

技术领域

本发明涉及一种用于车辆，尤其是具有驱动器的轨道车辆的播砂系统使用的砂计量阻挡装置(sand dosing and blocking device)，该砂计量阻挡装置包括砂容器，该砂容器具有适于通过关闭元件关闭的出口孔，用于将计量的砂排出到优选气动操作的传送器单元。

背景技术

EP 1312488A2公开了一种用于砂计量装置的阻挡装置，该阻挡装置具有连接到提升磁体的计量活塞。在计量装置的入口通道的关闭位置，与计量活塞连接的密封件的环形凸起抵靠在壳体壁的突出部上。为了释放入口通道，通过计量活塞将凸起提升离开突出部。

US 2325441A描述了一种具有砂容器的播砂装置，该播砂装置的底端设有一开口，该开口适于通过杯状阀盖关闭。为此，阀盖与提升磁体的活塞连接。

JP 2000-071979A公开了一种具有容器和入口通道的播砂装置。在关闭位置，入口通道通过关闭活塞关闭，该关闭活塞紧固至可电操作的提升磁体的活塞。

CH 423860A描述了另一种车用播砂装置，其中播砂通道适于通过可弹性变形的管关闭。为了播砂而激励线圈，将紧固至所述管的滑块式或柱塞式电枢分别抵抗压力弹簧的作用向外拉动，从而释放通道。

US 1990253A和DE 418221C公开了具有机械摆动装置的播砂装置。

播砂系统特别用于具有驱动器的轨道车辆的情况下。在这样的情况下，砂容器中可用的砂通过砂计量阻挡装置馈送到通常被气动致动的传送装置，随后砂通过适当的管线分别引导至车轮与轨道或地面之间的间隙，从而形成防滑保护。

现有技术公知的砂计量装置，尤其是活塞控制的砂计量阻挡装置具有以下列出的多种缺点。

公知的砂计量阻挡装置，尤其是活塞控制的砂计量阻挡装置，基本只能安装在砂容器的外部，这样大大增加了砂计量装置的空间需求。由于所需的安装高度，在有限安装空间的情况下只能提供填充容积非常小的砂容器。这导致砂再填充间隔更短或者更频繁。

一个缺点在于，对于公知的砂计量阻挡装置，只能以相对小的精度来计量要排放的砂量，因为传递到传送装置的砂量受到砂质量，即砂粒的具体尺寸的很大影响。特别是利用公知的活塞控制的砂计量阻挡装置，只能以有限的方式设定较小的砂量。最小的计量活塞开口间隙以及最小的设定砂量取决于所用的砂粒尺寸，从而最大的砂粒分别确定了最小的计量活塞开口间隙或者最小的砂量。

在播砂系统的操作期间，在气动传送砂的情况下，通过吸入效应由喷射器功能产生负压，所述负压尤其分别在设定砂量小或者计量活塞开口间隙小的情况下具有负面影响，因为砂被压紧在出口截面中，并且可能导致诸如堵塞的功能异常。即使通过特殊的附加措施(例如，受控的供应空气经由旁路流入喷射室以降低负压)，也只能部分地补偿该效应。

砂量的设定只能对于每个单独的砂计量装置分别进行，例如通过在外部定位的致动器处的设定螺钉进行。这意味着必须耗费相当大的时间和人力将每个单独的砂计量装置调节至所需砂量。

另外，公知的砂计量装置不能用于根据车辆速度持续调整传送的砂量。

发明内容

本发明的目的是提供一种如上所述的砂计量阻挡装置，通过该砂计量阻挡装置可以充分确保避免或者减少公知的活塞控制的砂计量阻挡装置的缺点。根据本发明的砂计量阻挡装置旨在以优选节省空间和重量、免于维护、低磨损和成本优化的方式构造。另外，旨在用根据本发明的砂计量阻挡装置不费力地替换所有其它公知的播砂系统的构造。

根据本发明的目的通过上述砂计量阻挡装置实现，在该砂计量阻挡装置中，提升磁体在出口孔的区域中定位在砂容器内。通过使用该磁体操作的砂计量阻挡装置，在该砂计量阻挡装置中提升磁体在出口孔的区域中设置在砂容器内，可以得到新的构造和功能。砂容器的出口孔通过构成提升磁体的电枢的提升杆的运动而打开和关闭。排放到传送装置的砂量均与砂粒的尺寸和砂的质量无关，因为提升活塞的每次提升将均匀的砂量从砂容器中压入或排放至传送装置中。这与公知的砂计量阻挡装置相反，在公知的砂计量阻挡装置中，砂由于其自重而流过释放的出口孔。由于提升磁体在出口孔的区域中定位在砂容器内，可以实施特别小的结构，通过该结构在砂容器中仅损失很小的砂填充容积。另外，由于该安装思想，砂容器可以使用更高的结构形状。此外，通过提升磁体的振动促进砂的传送。

为了保护提升磁体不受到砂经过的砂容器区域中的灰尘损坏，提升磁体可以至少被适当材料、适当形状的防尘装置局部封闭。

为了安全地关闭砂容器的出口孔，优选由可弹性变形的塑料材料制成的密封元件可布置在提升杆处。该密封元件被压靠在砂容器的出口孔处，从而中断砂流。为了通过出口孔释放限定量的砂，密封元件通过提升磁体的提升杆而适当地移位。

优选地，提升杆与回复弹簧连接。该回复弹簧确保了出口孔在提升磁体的无电流状态下关闭。回复弹簧优选定位在提升磁体的壳体中，并且被设计成压缩弹簧。提升磁体优选“以挤压方式”操作，因为提升杆在电流流动的情况下移动，并且提升杆在无电流状态下通过回复弹簧定位在关闭元件的关闭端位置。

根据本发明的另一特征，在提升杆处设置用于使砂松散的销等。通过这类销等，可以使出口孔区域中砂容器的砂松散，从而可以安全地防止负面影响。例如，可以在防尘装置下方将两个销彼此交错90°上下叠置地定位在提升杆处，所述销支持砂在砂经过区域中的流动，这是特别重要的。

优选地，计量壳体结合在砂容器的出口孔中，并且与砂容器适当地连接。

计量壳体包括多个，优选四个以90°交错的砂入口孔，砂通过砂入口孔从砂容器输送到在其下方定位的传送装置。计量壳体中的砂入口孔定位成使得可实现砂容器的完全排空。砂经过开口优选具有恒定的横截面，并且设计用于最大的砂质量流率。

密封件优选定位在砂容器与计量壳体之间。该密封件也优选由可弹性变形的塑料材料制成。

计量壳体沿传送砂的方向与传送装置的砂馈送喷射器邻接。喷射器效应在该喷射器中产生负压，该负压引起砂的传送。定位在计量壳体下方的优选气动的传送装置的该砂馈送喷射器分别紧连有一线路或一管，所述线路或管将砂分别传送到车轮与轨道或地面之间的间隙。

所述提升磁体优选与控制装置连接。通过该控制装置，可以调节提升磁体的致动时间和致动持续时间。

所述控制装置优选设计成控制提升磁体的频率。因而控制装置确定提升磁体启动的频率，以及随后移动提升磁体的提升杆的频率。频率因而限定了每单位时间内提升杆的提升次数，即，提升杆的往复运动次数。在提升期间提升磁体的启动持续时间和提升磁体的无效持续时间可以选择为相同或者不同。这种频率受控的砂计量阻挡装置可提高播砂系统的功能性和品质。通过限定控制提升磁体的提升频率，可以将限定的砂量通过砂容器的出口孔传递至传送装置。因此，可以通过提升磁体的提升频率以不复杂而精确的方式控制砂量，这样相对于公知的砂计量和/或阻挡装置构成了很大的改进，在公知的砂计量和/或阻挡装置中，主要通过出口孔的开口横截面设定排放的砂量。提升频率与排放砂量成反比，即，提升频率低导致砂量大，提升频率高导致砂量小。通过上述将提升磁体定位在砂容器的内部以及具有特定提升频率的操作模式，可以相对于传统装置在传送期间实现改进。这是因为车辆的驱动动力，尤其是轨道车辆的驱动动力，常常导致高频振动和/或冲击，这些振动和/或冲击可能导致砂容器中的砂被基本压紧，并且由于砂计量装置的砂出口横截面通常较小，导致不确定的砂排放，特别是在设定砂量较小的情况下。传送装置的压缩空气也可能导致类似的砂排放问题，因为由于砂被压紧，砂计量装置的砂出口横截面通常较小，不确定的砂排放导致播砂系统在过大压力下操作，而且在负压下操作。这种负压表现可通过特殊效应以简单的方式解决，所述特殊效应由将提升磁体定位在砂容器的内部，即，在砂本身中而产生，并且/或者由频繁的操作模式导致提升磁体产生的振动能量而产生，因为围绕磁体的砂变松，因此促进了砂流。

优选地，控制装置与用于检测车速的装置连接，使得根据速度进行提升频率调整。从而，能够根据车速持续调整排砂量。

控制装置还优选与传送装置连接，使得可根据计量砂量调整在砂计量装置之后的砂传送。控制装置例如可以与气动致动的传送装置的压缩空气线路中的磁阀连接。

附图说明

通过附图更加详细地说明本发明。附图中：

图1是根据本发明的砂计量阻挡装置的实施方式的剖面图；并且

图2是用于示出根据本发明的砂计量阻挡装置的控制的示意图。

具体实施方式

图1示出的砂计量阻挡装置包括提升磁体6，该提升磁体6的提升杆7作为关闭元件3关闭砂容器2的出口孔4。优选由弹性体制成的密封元件9布置在提升杆7处。该密封元件9可以通过适当的支撑盘10和紧固螺母11紧固至杆7。在砂容器2的底部区域定位有计量壳体14，计量壳体14包括多个砂入口孔，优选四个砂入口孔，所述砂入口孔均围绕周边以90°交错，砂容器2的砂通过所述入口孔沿着所示的箭头输送到出口孔4。这些砂出口孔能够使砂均匀、安全且完全地从砂容器流出，并防止砂沉积。计量壳体14除了安装凸缘之外，定位在砂容器2中。该构造思想相对于空间车辆侧安装设计提供了很大的构造优点。

为了保护提升磁体6免受灰尘影响，可以布置适当的防尘装置8。另外，可以在计量壳体14与砂容器2之间设置密封件15。

提升磁体6的提升杆7设有回复弹簧12，使得提升杆7在提升磁体6无电流的状态下自动处于关闭位置，在关闭位置，砂容器2的出口孔4被关闭。因此，通过回复弹簧12防止在提升磁体6的无电流状态下砂意外流出。

沿着向下方向，即，沿着传送砂的方向，优选气动的传送装置5的喷射器壳体16紧随计量壳体14。在计量壳体14和喷射器壳体16之间可设置密封件17。在喷射器壳体16处，通过适当的管连接部19和紧固夹具20安装输砂管18。砂通过输砂管18从喷射器壳体16分别输送到车轮与轨道或地面之间的间隙(未示出)。优选通过压缩空气进行输砂，该压缩空气通过适当的压缩空气连接部25(见图2)引入。用于向提升磁体6供应电能的连接器21定位在计量壳体14的外部。

图2以示意图示出了根据本发明的砂计量阻挡装置1的控制。对应地，砂计量阻挡装置1与控制装置22连接。这通过适当的电线23进行，电线23与提升磁体6的连接器21连接。控制装置22因而控制提升磁体6的致动。控制装置22通过对应的控制线24接收来自车辆的控制信号。控制装置22被设计用于对提升磁体6进行频率受控的致动。控制装置22控制提升磁体6的提升频率，因而控制播砂过程的排砂量。通过降低提升磁体6的提升频率，实现砂量的增加。有利地，控制装置22还与传送装置5连接。在气动传送装置5的情况下可以这样进行，因为布置在压缩空气线路26中的磁阀27经由控制线路28与控制装置相连接。因此，进入在砂计量阻挡装置1后方的压缩空气连接部25的用于输砂的压缩空气可能受到控制装置22的影响。通过控制装置22与气动传送装置5的该连接，在播砂功能终止之后还可以通过控制线路28将砂传送线路随后吹净。

优选地，控制装置22与用于检测车速的装置连接，从而能够与车速成比例地持续调整排砂量。例如，可以将与车速成比例的例如0-10V的电压信号发送到控制装置22(未示出)。

通过提升频率受控的磁体来操作的砂计量阻挡装置1被设计为优选电动气动操作的播砂系统的基本构件，并且优选设计用于具有驱动器的轨道车辆。砂计量阻挡装置1能够以简单安全的方式根据需要可靠地控制播砂功能。与传统的砂计量阻挡装置相比，根据本发明的砂计量阻挡装置1的特征在于结构简单和特别的功能性。

直接布置在砂容器2的出口孔的4的区域中的砂计量阻挡装置1在播砂系统中的定位是很重要的。通过砂计量阻挡装置1和/或提升磁体6的该安装位置、连同砂容器2内部中的计量壳体14的砂经过区域的运行原理和构造空间设计、以及使提升磁体16的频率受控的操作模式可行的控制装置22，相对于公知装置实现了很大的优点。提升磁体6具有恒定的不可设定的提升量，在无电流状态下处于关闭砂容器2的出口孔4的位置，并且在承载电流的状态下处于释放出口孔4的位置。通过对提升磁体6的频率控制，可以控制通过出口孔4流出的砂量。

播砂过程通常通过手动致动车辆的驱动器来执行，或者在现代车辆的情况下通过车辆的防滑保护自动进行。此时，控制装置22通过车辆侧ON信号启动，提升磁体6和压缩空气线路26的磁阀27同时通过两个单独的控制信号启动。通过以期望的提升频率交替致动提升磁体6，释放砂流，并且通过同时启动传送装置，通过压缩空气经由压缩空气连接部25将砂通过输砂管18输送到车轮与轨道之间的间隙。

在通过将提升磁体切换成无电流而终止播砂处理之后，通过回复弹簧12使提升杆7处于关闭位置，使得通过密封元件9关闭砂容器2的出口孔4。由于延迟释放几秒，例如最大五秒，可以重新调节压缩空气线路26中的磁阀27，从而将砂传送输砂管的砂和灰尘吹净。因此，可以防止由于砂沉积和湿气造成的线路堵塞。

根据本发明，可以根据要配备的车辆概念所产生的问题来确定播砂系统和/或砂计量阻挡装置1的各种操作模式。

变型1：对车辆限定仅具有一个固定设定的恒定排砂量的仅一个单级播砂功能——结果是只有一个来自车辆和控制装置22的ON/OFF信号，只有一个用于提升磁体6的频率信号。

变型2：对车辆限定根据车速控制的持续排砂量——结果是从车辆向控制装置22发送分配给该速度的控制信号，例如0-10V，并且控制装置22将该车辆信号发送至提升磁体6，作为与速度成比例的频率信号，并且控制持续排砂量。

所述控制还可提供进一步的系统优点。在轨道车辆中，通常为每个轴安装两个播砂系统(每个车轮1个系统)，并且在许多情况下，沿着车辆长度的几个轴配备有播砂系统。在这种情况下，可以根据驱动方向仅通过一个单独信号控制来控制安装在车辆中的所有播砂系统。

根据本发明的砂计量阻挡装置1是播砂系统的主要部件，并且对于播砂系统的系统构造、功能性和可靠性(易失效性)是决定性的。

所述的砂计量阻挡装置1绝对满足轨道适用系统的高要求，并且由于特别新颖的功能特征、高免于失效性和可靠性而尤为突出。

Claims (13)

1.一种用于车辆，尤其是具有驱动器的轨道车辆的播砂系统使用的砂计量阻挡装置(1)，该砂计量阻挡装置包括砂容器(2)，该砂容器具有适于通过关闭元件(3)关闭的出口孔(4)，用于将计量的砂排出到优选气动启动的传送器单元(5)，其中，所述关闭元件(3)由可电动操作的提升磁体(6)的提升杆(7)形成，所述砂计量阻挡装置的特征在于，所述提升磁体(6)在所述出口孔(4)的区域中定位在所述砂容器(2)内。

2.根据权利要求1所述的砂计量阻挡装置(1)，其特征在于，所述提升磁体(6)至少被防尘装置(8)局部封闭。

3.根据权利要求1或2所述的砂计量阻挡装置(1)，其特征在于，优选由可弹性变形的塑料材料制成的密封元件(9)布置在所述提升杆(7)处。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的砂计量阻挡装置(1)，其特征在于，所述提升杆(7)与回复弹簧(12)连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的砂计量阻挡装置(1)，其特征在于，在所述提升杆(7)处设置用于使砂松散的销(13)等。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的砂计量阻挡装置(1)，其特征在于，计量壳体(14)结合在所述出口孔(4)中。

7.根据权利要求6所述的砂计量阻挡装置(1)，其特征在于，所述计量壳体(14)包括多个，优选四个以90°交错的砂入口孔。

8.根据权利要求7所述的砂计量阻挡装置(1)，其特征在于，密封件(15)布置在所述砂容器(2)与所述计量壳体(14)之间。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的砂计量阻挡装置(1)，其特征在于，所述传送装置(5)的砂馈送喷射器(16)与所述计量壳体(14)邻接。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的砂计量阻挡装置(1)，其特征在于，所述提升磁体(6)与控制装置(22)连接。

11.根据权利要求10所述的砂计量阻挡装置(1)，其特征在于，所述控制装置(22)设计成用于所述提升磁体(6)的频率控制。

12.根据权利要求11所述的砂计量阻挡装置(1)，其特征在于，所述控制装置(22)与用于检测车速的装置连接，使得能够根据速度进行提升频率调整。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的砂计量阻挡装置(1)，其特征在于，所述控制装置(22)与所述气动操作的传送装置(5)连接。

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