CN105705396A - 用于轨道车辆的撒沙装置和用于为轨道车辆提供沙子的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于轨道车辆(102)的撒沙装置(100)，所述撒沙装置(100)具有配量装置(104)、输送装置(106)和解耦装置(108)。所述配量装置(104)构造成用于在使用配量空气流(100)的情况下气动地配量需要的沙量。所述输送装置(106)构造成用于在使用输送空气流(124)的情况下气动地输送沙量到至少一个撒布点(126)。所述解耦装置(108)构造成用于使配量装置(104)和输送装置(106)气动解耦，所述解耦装置(108)构造成用于提供平衡空气流(138)，该平衡空气流用于平衡配量装置(104)的输出空气流(122)和输送装置(106)的输入空气流(134)之间的差异。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于轨道车辆的撒沙装置和一种用于为轨道车辆提供沙子的方法。
背景技术
用于提高轨道车辆的车轮和轨道之间的摩擦系数的沙子可以通过空气流在软管或管道中被运输。为了在不同条件下运输预定量的沙子，需要不同的空气量。不同的空气量可以影响沙量的配量。
EP2311653说明一种用于轨道车辆的沙子输出设备。
发明内容
本发明的目的是，提供一种改进的用于轨道车辆的撒沙装置和一种改进的用于为轨道车辆提供沙子的方法。
所述目的按照独立权利要求通过一种用于轨道车辆的撒沙装置和一种用于为轨道车辆提供沙子的方法来实现。
用于需要的沙量的配量过程可以与向沙子的目的地的运输过程解耦。该解耦可以防止通过配量器的配量过程和通过输送器的输送过程之间的相互作用。如果配量过程和输送过程用压力空气运行，则为了解耦的目的可以在配量器和输送器之间进行压力平衡以及替换地或补充地进行空气量平衡。由此能够平衡在配量器和输送器之间的过压或者说过量空气或负压或者说空气不足。
一种用于轨道车辆的撒沙装置包括以下特征：
用于在使用配量空气流的情况下气动地配量需要的沙量的配量装置；
用于在使用输送空气流的情况下气动地输送沙量到至少一个撒布点的输送装置；和
用于使配量装置和输送装置气动解耦的解耦装置，所述解耦装置构造成用于提供平衡空气流，该平衡空气流用于平衡配量装置的输出空气流和输送装置的输入空气流之间的差异。
一种用于为轨道车辆提供沙子的方法包括以下步骤：
在使用配量空气流和/或配量气压的情况下配量需要的沙量；
在使用输送空气流和/或输送气压的情况下输送沙量到至少一个撒布点；并且
在使用平衡空气流的情况下使配量装置的输出空气流与输送装置的输入空气流解耦，所述平衡空气流用于平衡输出空气流与输入空气流之间的差异。
撒沙装置可以理解成一种用于在轨道车辆的车轮和轨道之间的至少一个接触点的区域内提供沙子的装置。所述接触点的区域可称为撒布点。配量空气流可以提供配量沙量所需的能量。配量空气流可以以压缩空气的形式提供。所述配量空气流可以以高压力水平提供。配量空气流可以将在量方面较多的空气量以及沙量在低压力水平上夹带通过配量装置。输送空气流可以为输送沙量至撒布点提供必要的能量。所述输送空气流可以以压缩空气的形式提供。所述输送空气流可以以高压力水平提供。所述输送空气流可以将在量方面较多的空气量以及沙量在低压力水平上夹带通过输送装置。配量装置的输出空气流可以是由配量空气流和通过配量装置夹带的空气构成的组合的空气流。输送装置的输入空气流可以是由通过输送装置的输送空气流夹带的空气流。
解耦装置可以具有用于耦合平衡空气流的压力平衡室。所述压力平衡室可以设置在配量装置和输送装置之间的连接管中。所述压力平衡室可以是空腔，由配量空气流夹带的空气以及沙子被送入该空腔中。沙子可基于其动能而几乎直线地被运输通过压力平衡室，而所述空气接受了在压力平衡室中的环境压力。压力平衡室中的沙子和空气可以被输送装置在使用输送空气流的情况下抽吸。
所述解耦装置可以具有朝向输送装置倾斜地构成的、用于阻止沙子沉积在解耦装置中的底部。通过该倾斜的底部产生漏斗效应，该漏斗效应在安装位置利用重力将沙子运输到输送装置。
所述解耦装置可以为平衡空气流具有至少一个通向环境的平衡空气流开口。所述平衡空气流开口可以是平衡空气流通道的通口。所述平衡空气流通道可以将平衡空气流导出或导入于解耦装置。
所述配量装置和作为替换或补充所述输送装置可以具有用于提供配量空气流和作为替换或补充输送空气流的喷射器，所述喷射器具有至少一个喷射器孔。喷射器可以是喷嘴，所述喷射器孔倾斜于喷嘴的轴线设置。该喷嘴可以具有小的横截面收缩部或没有横截面收缩部。在此，投影到喷嘴上的斜面的方向限定喷射器的输送方向。
所述配量装置和作为替换或补充所述输送装置可以具有用于提供配量空气流和作为替换或补充用于提供输送空气流的、具有至少一个喷射器喷嘴的喷射器。喷射器可以是具有明显的横截面收缩部的喷嘴。该横截面收缩部在此构造成，漏斗形的接收喷嘴直到横截面收缩部，并且紧接着横截面收缩部的是扩散器。扩散器颈部设置在横截面收缩部的最窄处。所述喷射器喷嘴朝向横截面收缩部定向并且配量空气流或输送空气流在接收喷嘴中夹带空气和沙子。该喷射器具有高效率。该喷射器不易被污染。
所述配量装置和作为替换或补充所述输送装置可以具有用于提供配量空气流和作为替换或补充用于提供输送空气流的空气增强器，所述空气增强器具有至少一个环形间隙。空气增强器可以是具有流动优化的横截面收缩部的喷嘴。所述环形间隙在输送方向上设置在横截面收缩部的上游，并构造成用于沿着喷嘴壁提供近似的层流。所述层流夹带空气和沙子通过喷嘴。通过层流，沙子只是轻微地回旋并且以定向射束的形式离开空气增强器。
所述配量装置和作为替换或补充所述输送装置可以具有文丘里喷嘴，该文丘里喷嘴具有至少一个用于供给沙量的取出管。所述文丘里喷嘴可以在装配位置上水平地定向。通过文丘里喷嘴，沙子可以在使用配量空气流或输送空气流的情况下向侧面偏转。从而可以放弃使用弯管。
所述配量装置可具有至少一个通向环境的二次空气流开口。所述二次空气流开口可以与配量装置的进口相邻设置。所述二次空气流开口可以构造成用于：当配量空气流流过配量装置时，在进口区域中提供用于使沙子流态化的二次空气流。二次空气流可以是被通过配量装置的配量空气流夹带的空气。所述二次空气流开口可以是二次空气流通道的通口。
通过二次空气流开口，具有小阻力的二次空气流能被抽吸。于是沙子容器可被构造成密封的。
所述二次空气流开口可以倾斜地设置。所述二次空气流开口可被多孔介质封闭。该多孔介质可以是烧结材料。
所述二次空气流开口可以在进口的区域内构造成斜孔。通过该斜孔阻止沙子的侵入。
所述配量装置可以具有在进口上方的罩。该罩可以构造成用于在没有配量空气流的情况下阻止沙子侵入到配量装置中。罩可以是盖子。所述罩可以构成间隙或通道，夹带的空气和夹带的沙子可被抽吸通过该间隙或通道。沙子容器中的沙子可以通过该罩被安全地存储。
所述配量装置可具有料斗，通过该料斗，所述沙子容器被配量装置无残留地排空。通过该料斗，沙子被重力运输至配量装置。
所述配量装置可以具有多个孔，这些孔引导干燥空气流进入沙子容器。这些孔可以构成向下倾斜的。通过这种倾斜阻止沙子侵入孔中。
所述配量装置可以具有被多孔元件封闭的开口。所述多孔元件可以是烧结板。干燥空气流可以被引导通过该多孔元件、进入沙子容器中。
干燥空气流可被加热和/或干燥。
沙子容器中的沙子储备可通过干燥空气流被干燥。
撒沙装置可以具有加热体，该加热体具有加热元件和传热元件，所述加热元件构造成用于将电能转化成热量，并且该传热元件构造成用于将热量从加热元件传递给撒沙装置的壳体和传递给干燥空气流。通过加热体，沙子容器中的沙子可以被干燥。此外，撒沙装置还可以被加热，例如用以防止结冰。
在料斗中，用于干燥空气流的多个孔可构造成斜孔。通过这些斜孔，沙子不能侵入到这些孔中。
壳体可构造成多件式的，其中，在第一壳体部分中设置围绕配量装置环绕的槽，所述加热体设置在该槽中。所述槽被第二壳体部分封闭。在该槽中，加热体得到良好保护。
所述槽可以具有多边形的走向。该槽可以具有六角形走向。通过多边性，该槽的走向可与其它结构元件隔开设置。例如，该槽与连接元件(例如螺栓或通道)隔开地延伸。
所述槽可具有深度且加热体可在松弛状态下具有高度，所述高度大于所述深度，并且加热体在安装的状态下被第二壳体部分挤压。通过该挤压能实现相对于壳体的良好密封和/或向壳体的良好传热。
所述传热元件可以具有用于提供用于干燥空气流的传热面和用于提供用于壳体的接触面的结构，所述传热面和所述接触面有预定的面积比。该结构可构成为至少一个筋并提供大传热面。所述接触面可以是平的。通过该结构可有效地加热干燥空气。
所述筋可以构成为螺旋，干燥空气流流动通过该螺旋。通过该螺旋，干燥空气流可以更长久地与传热面接触。
所述传热元件可以具有由弹性体制成的基体，所述基体包围加热元件。弹性体是持久弹性的，并与所述槽适配。
所述弹性体可配备有至少一种填料，所述填料构造成用于改变、特别是提高或降低弹性体的导热能力。所述填料可具有导热特性。所述填料可具有隔热特性。通过该填料，弹性体能适应于多种不同要求。
所述弹性体在用于干燥空气流的传热面上可以配备有构造成用于提高弹性体的导热能力的填料。作为替换或补充，所述弹性体在用于壳体的接触面上可以配备有构造成用于降低弹性体的导热能力的填料。由此，壳体和干燥空气之间的热量分配被朝着有利于干燥空气的方向转移。
附图说明
下面借助附图详细阐述本发明的优选实施例。附图如下：
图1示出按本发明一个实施例的撒沙装置的框图；
图2示出按本发明一个实施例的撒沙装置；
图3示出按本发明一个实施例的加热体；
图4示出按本发明一个实施例的用于撒沙装置的配量装置；
图5示出按本发明一个实施例的用于撒沙装置的输送装置；
图6示出按本发明一个实施例的用于撒沙装置的解耦装置和输送装置；
图7示出按照本发明另一个实施例的用于撒沙装置的输送装置；
图8示出按本发明一个实施例的用于提供沙子的方法的流程图。
具体实施方式
在下文对于本发明的优选实施例的描述中，对于在不同附图中示出的功能相似的元件使用相同或相似的附图标记，省去对于这些元件的重复说明。
图1示出按本发明的一个实施例的用于轨道车辆102的撒沙装置100的框图。所述撒沙装置100具有配量装置104、输送装置106和解耦装置108。所述撒沙装置100是轨道车辆102的部件。所述配量装置104构造成用于气动地配量所需的沙量。为此，所述配量装置104使用配量空气流110。当配量空气流110流动通过配量装置104时，二次空气流112被配量装置104中的造成的负压夹带。所述二次空气流112依赖于配量空气流110。配量空气流110越大，则二次空气流112也就越大。所述二次空气流112流过有沙子116的沙子容器114，在该沙子容器中沙子116被二次空气流112至少部分地流态化，并且沙量被夹带。沙量与二次空气流112混合成为由沙子116和空气构成的第一双相流118。所述第一双相流118以二次空气流112包括配量装置104的输入空气流。所述第一双相流118又在配量装置104中与配量空气流110混合成为第二双相流120。所述第二双相流120以二次空气流112和配量空气流110包括配量装置的输出空气流122。所述输出空气流122运输配量好的沙量给输送装置106。所述输送装置106构造成用于在使用输送空气流124的情况下气动地输送沙量给至少一个撒布点126。所述撒布点126处于轨道车辆102的车轮128上。所述撒布点126通过导沙软管与所述撒沙装置100连接。沙子116用于提高车轮128和轨道130之间的摩擦。当输送空气流124流动通过输送装置106时，由沙子116和空气或者说输送装置106的输入空气流134构成的第三双相流132被输送装置106中的造成的负压夹带。所述输入空气流134依赖于输送空气流124。输送空气流124越大，则输入空气流134越大。输入空气流134和输送空气流124在输送装置106中混合成输送装置106的输出空气流。输送装置106的输出空气流是由沙子116和空气构成的第四双相流136。所述输出空气流将沙量运输给撒布点126。
配量装置104的输出空气流122依赖于配量空气流110。输送装置106的输入空气流134依赖于输送空气流124。所述输出空气流122和输入空气流134可以不同，而沙量是相同的。解耦装置108构造成用于气动平衡配量装置的输出空气流122和输送装置的输入空气流134之间的差异。为此，解耦装置108提供用于平衡所述差异的平衡空气流138。因此，解耦装置108使配量装置104与输送装置106解耦。
在图1中示出气动的沙子配量和输送设备100。为了提高轨道车辆102中的车轮128和轨道130之间的摩擦系数，在一定情况下需要在车轮128和轨道130之间撒布沙子116。出于该目的，撒沙设备100被安装在轨道车辆102的选出的车轮128的上游。撒沙设备102包括主要部件：储备容器114、配量器104、输送器106和导沙软管。对应于在车辆102上的相应的安装情况，导沙软管的走向是很不同的。由此也产生不同的气动阻力，导沙软管中的沙子-空气双相流经过该气动阻力，并且该气动阻力导致导沙软管的首尾两端之间的不同压降。该压降反作用于输送器106的功能。受影响的输送器106的功能是可实现的沙子输送速度和最大可能的沙子流量。如果气动输送器106同时被用作为气动配量器104，或者如果气动输送器106和气动配量器106依次安装，那么导沙软管中的压降也对配量器104并因此对沙子输送量具有反作用。
通过这里介绍的方案，对沙子输送量的反作用被最小化并且在理想情况下被消除。在此允许尽可能小的由强研磨性沙子引起的磨损。
配量器104和输送器106可以分开，使得该反作用通过为配量器104和输送器106使用不同的作用原理而得到避免。在此可以例如将机械的活塞配量器与气动的喷嘴输送器106相组合。同样，机械的叶轮闸门式配量器可以与气动的输送器106组合。由于为配量器使用机械可动部件例如活塞和叶轮，在机械可动部件和沙子之间的磨损很高。
介绍一种方法和一种装置100，其中，气动的配量器104和气动的输送器106高效地气动解耦并因此能最小化或消除对于沙子输送量的反作用。在此，双相流118代表沙子输送量。所述解耦这样实现，即双相流120、134在压力平衡室内部通过朝向环境空气的平衡空气流开口被置于环境压力。所述平衡空气流开口由此使得平衡空气流138成为可能，该平衡空气流138由双相流120的空气部分122和双相流132的空气部分134之差构成，所述空气部分122由配量空气流110和二次空气流122的总和构成。
因此，可以在不影响代表沙子输送量的双相流118的情况下通过输送空气124调节出双相流136或者通过改变导沙软管的走向来影响双相流136。
由此存在一个纯气动的配量和输送设备100，其不具有在配量和输送设备100内部的可动部件。尽管使用纯气动的配量和输送设备100，配量器104和输送器106也解耦。此外还存在不依赖于配量的激活将剩余沙子从导沙软管吹出的可能性。附加地，配量和输送不依赖于储备容器114的密封性。
图2示出按本发明一个实施例的撒沙装置100。所述撒沙装置100基本上对应于图1中的撒沙装置。这里，该撒沙装置100在安装位置中示出，使得沙子容器114中的沙子在重力作用下流到配量装置104。所述撒沙装置100在这里具有多件式的壳体200，所述壳体包围配量装置104、输送装置106和解耦装置108。沙子容器114用法兰连接在壳体200上。该沙子容器114在朝向撒沙装置100的端部上以漏斗形式成型。配量装置104设置在该漏斗的变细的端部上。在该图示的实施例中，配量装置104和输送装置106构造成用于提供配量空气流或输送空气流的、各具有至少两个喷射器孔202的喷射器。所述喷射器具有一个在结构上固定的输送方向。所述喷射器各具有一个进口和一个出口。配量装置104的喷射器的输送方向从沙子容器114指向输送装置106。输送装置106的喷射器的输送方向从配量装置104指向导沙软管。
配量装置104的喷射器构成为在安装位置中垂直定向的第一管204。该第一管204安装在壳体200中。该第一管204伸进沙子容器114内。由此，配量装置104的进口在安装位置中设置得高于沙子容器114的最深点。在壳体200的出口处，管204具有一个锥形收缩部。管204的外径在沙子容器114的区域内比在壳体200内小。管204的内径是恒定的。喷射器孔202倾斜于管204的中轴线设置在管204的管壁中。喷射器孔202朝着输送方向定向。这些喷射器孔通过一个环形地围绕第一管204延伸的配量空气流通道相互连接。所述配量空气流通道在此设置在管壁中。该配量空气流通道与一个用于配量空气流的配量空气流接头相连接。该配量空气流接头设置在壳体200的外表面上。在运行中，配量空气流从配量空气流接头被压入配量空气流通道中。在配量空气流通道中，配量空气流均匀地分布到各喷射器孔202上。配量空气流通过喷射器孔202流入第一管204中并沿输送方向夹带二次空气。配量装置104具有设置在进口上方的罩206。该罩206构造成用于，在无配量空气流的情况下阻止沙子侵入配量装置104中。在罩206和第一管204的较薄部分之间构成一个环形的间隙，通过该间隙，二次空气流在运行过程中将沙子克服重力输送到配量装置104中。配量装置104具有至少一个与环境连通的二次空气流开口208。这些二次空气流开口208与配量装置104的进口相邻设置。所述二次空气流开口208构造成用于提供二次空气流，用于当配量空气流流过配量装置104时在进口区域内将沙子流态化。二次空气流通道通过壳体200通向二次空气流开口208。二次空气流通道在安装位置上垂直地延伸通过壳体200。在沙子容器114的区域内，所述二次空气流通道具有拐点，并从该拐点起近似平行于沙子容器114的漏斗形端部的容器壁延伸。由此，沙子在安装位置不能克服重力地侵入到二次空气流通道中。二次空气流开口208设置在沙子容器114的最深点。二次空气流开口208设置成与第一管204隔开微小距离。二次空气流通道朝向第一管204定向。在二次空气流开口208和处在罩206与第一管204之间的间隙之间设置一个混合区域，当二次空气流从二次空气流开口208流入该间隙中时，沙子与二次空气流在该混合区域中混合或流态化成第一双相流。通过沙子容器114的漏斗形状，容器中的沙子能借助重力下滑到混合区域中。第一双相流被运输通过配量装置104并在配量装置104中与配量空气流混合成为第二双相流。在配量装置104和输送装置106之间设置有弯管，以将双相流在输送装置106上游朝侧向偏转90度。
输送装置106的喷射器构成为在安装位置上水平定向的第二管210。该第二管210被安装在壳体200中。喷射器孔202如同在配量装置104中一样相对于管210的中轴线倾斜地设置在管210的管壁中。喷射器孔202朝向输送方向定向。所述喷射器孔经由一个环形地围绕第二管210延伸的输送空气流通道相互连接。输送空气流通道在此处设置在管壁中。所述输送空气流通道与用于输送空气流的输送空气流接头连接。所述输送空气流接头设置在壳体200的外表面上。在运行中，输送空气流从输送空气流接头被压入输送空气流通道中。在输送空气流通道中，输送空气流均匀地分布到各喷射器孔202上。所述输送空气流流过喷射器孔202并在第二管210中将第三双相流沿着输送方向夹带到导沙软管中，所述第三双相流由配量装置104的夹带的沙子和空气构成。在第二管210中，输送空气流与第三双相流混合成为第四双相流。第二管210比第一管204具有更大的内径。紧接着第二管210，输送装置106具有用于导沙软管的连接法兰，所述连接法兰突出于壳体200的外表面。
在配量装置104和输送装置106之间设置解耦装置108。所述解耦装置108具有用于耦合平衡空气流的压力平衡室212。所述压力平衡室212设置在配量装置104和输送装置106之间的连接管中。压力平衡室212具有一个朝向输送装置106倾斜设置的底部。所述倾斜的底部构成为通向连接管的漏斗。所述底部构造成用于阻止沙子沉积在解耦装置108中。沉积的沙子朝着输送装置106的方向滑过该漏斗。压力平衡室212具有朝向环境的用于平衡空气流的平衡空气流开口214。所述平衡空气流开口214经由平衡空气流通道穿过壳体200与环境相连通。在压力平衡室212中是环境压力。所述平衡空气流通道在安装位置上垂直延伸穿过壳体200。设置在上游的板保护二次空气流通道的开口以及平衡空气流通道的开口不受污染，例如水和/或固体的污染。
当代表着来自配量装置104的第二双相流的空气部分的输出空气流和代表着流入输送装置106的第三双相流的空气部分的输入空气流不一致时，平衡空气流通过平衡空气流开口214流入或流出于压力平衡室212。
从壳体200的两个壳体部分之间的分界缝出发，其中一个壳体部分具有一个环形地围绕配量装置延伸的槽。该槽与配量装置104同心地定向。所述槽设置在沙子容器114的漏斗状端部的区域内。在该槽中设置用于撒沙装置100的加热体216。所述槽被另一个壳体部分封闭。所述加热体216具有加热元件218和传热元件220。该加热元件218是加热丝并构造成用于将电能转化为热能。当电流流过加热丝218时，所述加热丝218变热。所述传热元件220构造成用于将热能从加热元件218传递到壳体200上并传递到干燥空气流上。
一个第一干燥空气流通道将壳体200的外表面上的干燥空气流接头与所述槽的背向沙子容器114的第一侧连接。至少一个第二干燥空气流通道从所述槽的朝向沙子容器114的第二侧几乎平行于沙子容器114的漏斗状端部的容器壁、通向至少一个干燥空气流开口。由此，沙子在安装位置上不能克服重力地侵入第二干燥空气流通道中。所述干燥空气流开口在沙子容器114的最深点上设置在混合区域中。所述干燥空气流开口设置成与第一管204隔开微小间距。所述第二干燥空气流通道朝向第一管204定向。
当干燥空气流通过干燥空气流接头提供时，其通过第一干燥空气流通道流向加热体216。当加热元件217运行时，加热空气流在加热体216上吸收热能。干燥空气流从加热体216通过第二干燥空气流通道、流向干燥空气流开口、进入混合区域。
当配量装置104运行并且流态化的沙子从混合区域被吸出时，干燥空气流至少部分地替代相应减少的二次空气流，以保持平衡的压力条件。现在，热的干燥空气流加热和/或干燥配量装置104、解耦装置108以及接着也加热和/或干燥输送装置106。
如果配量装置104未运行，则干燥空气流部分地从混合区域流入沙子容器114内，在那里，干燥空气流加热和/或干燥沙子。由此，沙子保持可流动的状态，并且提高撒沙装置100的工作可靠性。另一部分通过二次空气流通道流入环境中，二次空气流通道被加热和/或干燥。
一部分也可流过第一管204并继续流过平衡空气流开口214、第二管210和导沙软管，这些部件被加热和/或干燥。
在一个实施例中，传热元件220具有一个由弹性体构成的基体，所述基体包围加热丝218。在未安装状态中，所述加热体216比所述槽窄。在此时，所述加热体216在松弛的状态下的高度比槽的深度要大。通过比槽小的宽度，加热体216能被容易地置入槽中。当壳体部分被合并，弹性体被挤压，由此，加热体216的高度与槽的深度适配。在此时，加热体216的宽度被增大，由此，传热元件220与壳体200直接接触。通过该直接接触使从传热元件220向壳体200的良好传热成为可能。如果加热体216运行而没有提供干燥空气流，那么热能主要被传递到壳体200上，该壳体因此被加热。
在一个实施例中，传热元件220具有一种结构，其用于提供一个用于干燥空气流的传热面以及一个用于壳体200的接触面。所述传热面和所述接触面有预定的面积比。用于干燥空气流的传热面通过一个螺旋形的、沿着加热体216的第一侧延伸的筋构成。所述筋由弹性体构成并设置在槽的第一侧表面上并且与形成的干燥空气流通道的相邻的绕圈彼此密封。干燥空气流通过筋被螺旋形地沿着加热体216引导，由此产生一条长的用于接收热能的路程。加热体216的第二侧具有波纹状的表面结构。所述表面结构处于槽的第二侧表面上。通过该波纹状的表面结构，用于壳体200的接触面相对于光滑的表面缩小。传热面显著比接触面大，以考虑从加热体216到干燥空气流的传热系数和从加热体216到壳体200的传热系数不同。
在图示的实施例中，筋指向配量装置104的方向。所述波纹状的表面背离配量装置104地指向。
在一个未示出的实施例中，波纹状的表面指向配量装置104的方向。所述筋背离配量装置104地指向。
在一个实施例中，弹性体配备有两种填料。第一填料构造成用于提高弹性体的导热能力。第二填料构造成用于减小弹性体的导热能力。在用于干燥空气流的传热面上，弹性体配备有第一填料，所述第一填料构造成用于提高弹性体的导热能力。在用于壳体200的接触面上，弹性体配备有第二填料，所述第二填料构造成用于减小弹性体的导热能力。
在一个实施例中，配量器104包括以下主要元件：壳体200、喷射器管204、罩206、多个二次空气供给装置208(为简化起见只示出其中一个)、空气接头以及在加热室内部的集成的加热体216、多个配属的倾斜孔(为简化起见只示出其中一个)以及用于干燥空气流的接头。
在一个实施例中，输送器106包括以下主要元件：壳体200、压力平衡室212、多个平衡空气流开口214(为简化起见只示出其中一个)、弯管、喷射器管210、软管接头和空气接头。
在图示的实施例中，配量器106的壳体200与储备容器114连接，使得储备容器114与料斗一起能通过装置100被完全排空并实现均匀的沙流。
在图示的实施例中，配量器104与输送器106通过在喷射器管204下端和压力平衡室212之间的接口连接。
在一个实施例中，压力平衡室212的下部被成型为料斗，这样沙子就不能保持在压力平衡室212中。
在一个实施例中，二次空气流开口208和平衡空气流开口214都通过将它们向下导引的空气通道以及通过保护板保护而防止外界污染和水的侵入，所述保护板通过间距保持器保持。
导沙软管经由软管接头与装置100连接。
在运行中，储备容器114中储备的沙子通过罩206的形状被阻碍自动排空。此外，用于干燥空气流的倾斜孔和用于二次空气流的倾斜孔也阻止沙子侵入到空气通道和加热室中。
通过将配量空气流施加在配量空气流接头上，负压通过喷射器管204的上部中的喷射器孔202产生，并因此产生通过喷射器管204的空气流。所述负压和所述空气流吸入沙子并且提升沙子越过由罩206和喷射器管204形成的位垒。在此时，二次空气流通过孔被吸入。因此，在第一双相流中的沙子按照配量空气流的强度并独立于储备容器114的气密性被配量并被引入到压力平衡室212中。在压力平衡室212中，沙子束略微变宽并且沙子由其惯性决定地继续流入弯管中。因为沙子在此时只是轻微地减速，其动能可被用来其在第三双相流内的继续输送。在此时，平衡空气流这样构成，使得压力平衡室212具有环境压力，并且避免在双相流中对于沙量的反作用。基于随机行为未进入弯管中的沙子被料斗同样引导进入弯管。非常少的沙量能够直接进入平衡空气流通道的孔并继续闲置地、在设备没有堵塞危险的情况下到达外面。
通过与配量空气流同时地将输送空气流施加在输送空气流接头上，负压通过喷射器管210的右侧部分中的喷射器孔202产生，并由此产生通过喷射器管210的空气流。在此时吸入的二次空气是由通过孔214流入的平衡空气流的一部分提供的。所述平衡空气流能根据工作点流入或流出于压力平衡室212。所述工作点依赖于配量空气流、输送空气流、导沙软管的阻力和/或沙子的有效横截面。所述平衡空气流是第二双相流的空气部分与用于输送器106的额外需要的或多余存在的二次空气流的叠加。在喷射器管210中存在的空气流输送沙子继续通过在车轮和轨道之间的导沙软管，所述导沙软管通过接头与喷射器管210连接。
在切断配量空气流之后，仍存在于导沙软管中的沙子通过仍然起作用的输送空气流从导沙软管中输出，而沙子并没有从储备容器114中被配量。输送空气流直到完全排空导沙软管之后才被切断。
一种用于轨道车辆的撒沙设备的用于配量和输送沙子116的装置100的特征在于，气动的配量器104和气动的输送器106通过压力平衡室212与连接的平衡空气流开口214解耦。
在料斗的下部区域中存在壳体200中的用于配量器104的二次空气流的倾斜孔。
所述配量器104通过具有喷射器孔202的喷射器管204实现。
所述输送器106通过具有喷射器孔202的喷射器管210实现。
在一个实施例中，对沙子容器114的无残留的排空通过相应形成的料斗实现，该料斗是装置100的一部分。
在料斗中存在壳体200中的用于干燥空气的倾斜孔和用于加热干燥空气流和用于加热壳体200的加热体216。
所述加热体216具有螺旋状结构，该结构将干燥空气从干燥空气接头引导向加热室内部的倾斜孔并因此使热量向干燥空气均匀释放。
加热体216向干燥空气的传热系数和加热体216向壳体200的传热系数是不同的，使得热量被优化地分配到干燥空气和壳体200上。
在一个实施例中，不同的传热系数通过不同地导热的材料实现。
在一个实施例中，不同的传热系数通过不同的热表面接触实现。
壳体200中用于配量器的二次空气流的倾斜孔设置成，使得沙子在该区域内流态化。
图3示出按照本发明的一个实施例的加热体216。所述加热体216基本上对应于图2中的加热体。该加热体216如图2中一样是环形封闭的。所述加热体216具有偏离圆形的外轮廓。所述加热体216具有多边形外轮廓。
在图示的实施例中，加热体216被构造成六角形的环300。该六角形具有倒圆的边棱。在环300的内侧上设置有具有三个完整的绕圈的螺旋形的筋302，使得当加热体216设置在撒沙装置的壳体中的相应成型的槽中时，螺旋形的干燥空气通道构造在绕圈之间的间隙中。所述筋302具有梯形的横截面。所述环300具有端面304和底面306，当加热体216嵌入槽中且各壳体部分相互连接时，这两个面贴靠在壳体上。
偏离圆形的外轮廓使得加热体216的环形封闭的形状成为可能。在加热体216的直线部段的区域内和/或在加热体216的角部区域内，固定元件、管线和/或连接元件可以设置在壳体内，而不中断加热体。
图4示出按本发明一个实施例的用于撒沙装置的配量装置104。所述配量装置104如图2所示地设置在撒沙装置中。与图2不同，配量装置104构造成用于提供配量空气流的具有喷射器喷嘴400的喷射器。该喷射器构造成类似于喷射泵。喷射器喷嘴400与具有紧接着的扩散器404的接收喷嘴402同轴地定向。该接收喷嘴漏斗形地逐渐变窄直到扩散器颈部，在该扩散器颈部上，所述接收喷嘴具有其最小的直径。从那里开始，直径又变大。当配量空气流以射束的形式从喷射器喷嘴200流出时，实现向接收喷嘴402中的抽吸介质的动量传递。所述抽吸介质在配量装置104运行中是由二次空气和沙子构成的第一双相流。射束在接收喷嘴402中与抽吸介质混合成为第二双相流。该抽吸介质被夹带到接收喷嘴402中并在此时被加速。射束从喷射器喷嘴400开始加宽并且在扩散器颈部中近似达到扩散器颈部的直径。在扩散器颈部中，第二双相流达到其最大速度和最小压力。从这里开始，抽吸介质和射束具有相同的压力。在扩散器404中，第二双相流扩大到扩散器404的最终直径。在此时，第二双相流被减速并再次被压缩到在最终直径处存在的压力。因为在解耦装置108中是环境压力，所以在扩散器颈部中存在明显的负压，该负压把第一双相流通过进入孔406从混合区域中吸出。所述喷射器喷嘴400在此设置在罩206中。所述配量空气流通道设置在罩206的壁部中。进入孔406倾斜地设置在所述壁部中。在撒沙装置的安装位置上，这些进入孔倾斜地指向下方，以防止在不运行时沙子侵入配量装置104中。所述喷射器喷嘴400和具有扩散器404的接收喷嘴404如图2所示地置入壳体200中。
图4中示出的配量器104基本上对应于在图2中示出的实施例。与之相反，配量器104构造成具有射束喷嘴。该配量器104和在图2中示出的配量器在如下元件方面不同：具有扩散器404的喷射器喷嘴400、具有多个倾斜孔(为简化起见只显示其中一个)的罩206以及配量空气流的供给装置。壳体200相对于图2与空气引导相应地被适配。所有其它位置都是和图2中的实施例中的位置一致的。配量器104通过具有扩散器404的喷射器喷嘴400实现。
在功能上相对于图2的实施例是有区别的。通过将配量空气流施加在通过喷射器喷嘴400的在扩散器404上方的供给装置上，形成负压，并因此形成通过扩散器404的空气流。所述负压和所述空气流吸入沙子并将沙子提高到越过由倾斜孔形成的位垒。
图5示出按本发明一个实施例的用于撒沙装置的输送装置106。该输送装置106如图2所示地设置在撒沙装置中。与图2相反，所述输送装置106构造成用于提供输送空气流的具有喷射器喷嘴400的喷射器。该喷射器的功能如图4所示。抽吸介质在此是图2中示出的第三双相流。通过与输送空气流混合，在喷射器中产生第四双相流。所述喷射器喷嘴400在此构造成水平地突入到弯管中的管。输送空气流通道在喷射器喷嘴400的延长线中直线地延伸到壳体200的侧表面。
在图5中示出的输送器106基本上相应于图2中示出的实施例。与之相反，所述输送器106构造有射束喷嘴。该输送器106与图2中示出的输送器在以下元件方面不同：壳体200，弯管和具有扩散器的喷射器喷嘴400。输送器106通过具有扩散器的喷射器喷嘴400实现。
在功能上相对于图2的实施例是有区别的。通过与配量空气流同时地将输送空气流施加到通过喷射器喷嘴400的供给装置上，在扩散器的右侧部分中形成负压并因此形成通过扩散器的空气流。
图6示出按本发明一个实施例的用于撒沙装置的解耦装置108和输送装置106。所述输送装置106和所述解耦装置108如图2所示地设置在撒沙装置中。所述解耦装置108对应于图2中的解耦装置。与图2不同，所述输送装置106构造成用于提供输送空气流的具有环形间隙600的空气增强器。所述输送空气流以近似声速地从环形间隙600流出。所述输送空气流从环形间隙基于喷嘴602的几何形状沿着喷嘴602的壁部流动并在此时逐渐扩宽。如图4中示出的喷射器中，抽吸介质(这里是第三双相流)被夹带并加速，由此产生负压，所述负压抽吸第三双相流。输送空气流与第三双相流混合成为第四双相流。
在一个实施例中，所述配量装置具有空气增强器，如其在图6中所示的。
在图6中示出的输送器106具有空气增强器。所述输送器106在元件：壳体200和空气增强器喷嘴602方面是不同的。所述输送器106通过空气增强器实现。
在功能上，相对于图2和图4中示出的实施例的区别在于，通过与配量空气流同时地将输送空气流施加到供给装置上，在空气增强器喷嘴的右侧旁边产生负压，所述负压再产生空气流，该空气流抽吸沙子并且接下来将沙子运输通过喷嘴602。
图7示出按本发明另一个实施例的用于撒沙装置的输送装置106。所述输送装置106具有用于供给沙量的、具有至少一个取出管700的文丘里喷嘴。所述文丘里喷嘴包括喷嘴702和设置在下游的扩散器704。所述喷嘴702使输送空气流加速。在此时，输送空气流中的压力下降。在从喷嘴702到扩散器704的过渡部分上设置取出管700。抽吸介质通过负压被抽吸并被夹带到扩散器704中。所述扩散器704通入用于导沙软管的接头。所述取出管700直接与解耦装置108连接。除了压力平衡室212底部上的斜面之外，取出管700的朝向解耦装置108的端部也被漏斗形地扩大，以便将从配量装置104流出的第二双相流集束到文丘里喷嘴的窄部中。
图7中示出的输送器106具有文丘里管。所述输送器106在元件：壳体200和文丘里管方面是不同的，也就是说，包括供给装置700和扩散器704。所述输送器106通过文丘里管602实现。
与图2、图4和图6中示出的实施例在功能上的区别如下，通过与配量空气流同时地将输送空气流施加到供给装置上，在料斗的下部产生负压并因此产生空气流，该空气流抽吸沙子并且接下来将沙子运输通过扩散器704。
图8示出了按本发明一个实施例的用于为轨道车辆提供沙子的方法800的流程图。该方法800具有配量步骤802、输送步骤804和解耦步骤806。在配量步骤802中，需要撒布的沙量在使用配量空气流的情况下被配量。在输送步骤804中，该沙量在使用输送空气流的情况下被输送到至少一个撒布点。在解耦步骤806中，配量装置的输出空气流和输送装置的输入空气流在使用平衡空气流的情况下被解耦。在此时，所述平衡空气流设置成用于补偿在输出空气流和输入空气流之间的差异。
图8中示出的用于在轨道车辆中为撒沙设备配量和输送沙子的方法800的特征在于纯气动的配量和输送，其中，配量器和输送器通过平衡空气流相互解耦。
以上描述的各实施例仅作为例子被选择并且可以相互组合。
附图标记列表
100撒沙装置
102轨道车辆
104配量装置、配量器
106输送装置、输送器
108解耦装置
110配量空气流
112二次空气流
114沙子容器，储备容器
116沙子
118从储备容器到配量器的第一空气-沙子双相流
120从配量器直到平衡开口的第二空气-沙子双相流
122输出空气流
124输送空气流
126撒布点
128车轮
130轨道
132从平衡开口直到输送器的第三空气-沙子双相流
134输入空气流
136从输送器通过导沙软管直到车轮和轨道之间的第四空气-沙子双相流
138平衡空气流
200壳体
202喷射器孔
204第一管、配量器的喷射器管
206配量器的罩
208二次空气流开口
210第二管、输送器的喷射器管
212压力平衡室
214平衡空气流开口
216加热体
218加热元件
220传热元件
300环
302筋
304端面
306底面
400配量器或输送器的喷射器喷嘴
402接收喷嘴
404配量器的扩散器
406进入孔、用于抽吸沙子的倾斜孔
600环形间隙
602喷嘴
700取出管
702喷嘴
704扩散器
800用于提供沙子的方法
802配量步骤
804输送步骤
806解耦步骤
Claims (22)
1.用于轨道车辆(102)的撒沙装置(100)，所述撒沙装置(100)具有以下特征：
用于在使用配量空气流(110)的情况下气动地配量需要的沙量的配量装置(104)；
用于在使用输送空气流(124)的情况下将沙量气动地输送到至少一个撒布点(126)的输送装置(106)；和
用于使所述配量装置(104)和所述输送装置(106)气动解耦的解耦装置(108)，所述解耦装置(108)构造成用于提供平衡空气流(138)，所述平衡空气流用于平衡在所述配量装置(104)的输出空气流(122)和所述输送装置(106)的输入空气流(134)之间的差异。
2.按照权利要求1的撒沙装置(100)，其中，所述解耦装置(108)具有用于耦合平衡空气流(138)的压力平衡室(212)，所述压力平衡室(212)设置在所述配量装置(104)和所述输送装置(106)之间的连接管中。
3.按照前述权利要求之一的撒沙装置(100)，其中，所述解耦装置(108)具有朝向输送装置(106)倾斜地构成的底部，所述底部用于阻止沙子沉积在解耦装置(108)中。
4.按照前述权利要求之一的撒沙装置(100)，其中，所述解耦装置(108)为平衡空气流(138)具有至少一个通向环境的平衡空气流开口(214)。
5.按照前述权利要求之一的撒沙装置(100)，其中，所述配量装置(104)和/或所述输送装置(106)具有用于提供配量空气流(110)和/或输送空气流(124)的喷射器，所述喷射器具有至少一个喷射器孔(202)。
6.按照前述权利要求之一的撒沙装置(100)，其中，所述配量装置(104)和/或所述输送装置(106)具有用于提供配量空气流(110)和/或输送空气流(124)的喷射器，所述喷射器具有至少一个喷射器喷嘴(400)。
7.按照前述权利要求之一的撒沙装置(100)，其中，所述配量装置(104)和/或所述输送装置(106)具有用于提供配量空气流(110)和/或输送空气流(124)的空气增强器，所述空气增强器具有至少一个环形间隙(600)。
8.按照前述权利要求之一的撒沙装置(100)，其中，所述配量装置(104)和/或所述输送装置(106)具有用于供给沙量的文丘里喷嘴(702)，所述文丘里喷嘴(702)具有至少一个取出管(700)。
9.按照前述权利要求之一的撒沙装置(100)，其中，所述配量装置(104)具有至少一个通向环境的二次空气流开口(208)，所述二次空气流开口(208)设置成与所述配量装置(104)的进口相邻并且构造成用于：当配量空气流(110)流过配量装置(104)时，在进口区域内提供使沙子(116)流态化的二次空气流(112)。
10.按照权利要求9的撒沙装置(100)，其中，所述二次空气流开口(208)在所述进口的区域内构造成倾斜孔。
11.按照前述权利要求之一的撒沙装置(100)，其中，所述配量装置(104)在进口上方具有罩(206)，所述罩(206)构造成用于在没有配量空气流(110)的情况下阻止沙子(116)侵入配量装置(104)中。
12.按照前述权利要求之一的撒沙装置(100)，其中，所述配量装置(104)具有料斗，所述沙子容器(114)能通过配量装置(104)被无残留地排空。
13.按照前述权利要求之一的撒沙装置(100)，其具有加热体(216)，所述加热体具有加热元件(218)和传热元件(220)，所述加热元件(218)构造成用于将电能转化成热量，并且所述传热元件(220)构造成用于将热量从所述加热元件(218)传递到所述撒沙装置(100)的壳体(200)和传递到干燥空气流。
14.按照权利要求12和13的撒沙装置(100)，其中，在料斗中，用于干燥空气流的孔构造成倾斜孔。
15.按照前述权利要求之一的撒沙装置(100)，其中，所述壳体(200)构造成多件式的，在第一壳体部分中设置围绕配量装置(104)环绕的槽，所述加热体(216)设置在所述槽中，所述槽被第二壳体部分封闭。
16.按照权利要求15的撒沙装置(100)，其中，所述槽具有多边形的走向。
17.按照权利要求15至16之一的撒沙装置(100)，其中，所述槽具有深度且所述加热体(216)在松弛状态中具有高度，所述高度大于所述深度，并且所述加热体(216)在安装状态中被第二壳体部分挤压。
18.按照权利要求15至17之一的撒沙装置(100)，其中，所述传热元件(220)具有用于提供用于干燥空气流的传热面和用于提供用于壳体(200)的接触面的结构(302)，所述传热面和所述接触面具有预定的面积比。
19.按照权利要求15至18之一的撒沙装置(100)，其中，所述传热元件(220)具有由弹性体构成的基体，所述基体围绕加热元件(218)。
20.按照权利要求19的撒沙装置(100)，其中，所述弹性体配备有至少一个填料，所述填料构造成用于改变、特别是提高或降低所述弹性体的导热能力。
21.按照权利要求19至20之一的撒沙装置(100)，其中，所述弹性体在用于干燥空气流的传热面上配备有一种构造成用于提高所述弹性体的导热能力的填料，和/或所述弹性体在用于所述壳体(200)的接触面上配备有一种构造成用于降低该弹性体的导热能力的填料。
22.用于为轨道客车(102)提供沙子(116)的方法(800)，其中，所述方法(800)包括以下步骤：
在使用配量空气流(110)的情况下配量(802)需要的沙量；
在使用输送空气流(124)的情况下输送(804)沙量到至少一个撒布点(126)；并且
在使用平衡空气流(138)的情况下使配量装置(104)的输出空气流(122)和输送装置(106)的输入空气流(134)解耦(806)，所述平衡空气流用于平衡输出空气流(122)和输入空气流(134)之间的差异。
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