CN112512892A - 用于散布颗粒的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于散布颗粒(2)，特别是用于将沙子散布到导轨(3)和轨道车辆(5)的轮(4)之间的间隙中的装置(1)，其中所述装置包括壳体(6)，用于颗粒(2)的至少一个入口(7)和用于颗粒(2)的至少一个出口(8)，可轴向移动的计量活塞(9)和压缩空气连接部(11)，所述压缩空气连接部通向压力室(10)并用于借助于压缩空气致动所述计量活塞(9)以便计量颗粒(2)，并且其中至少一个腔孔(14)设置在所述计量活塞(9)中。为了创造特别简单且紧凑构造的装置(1)，提供与所述压力室(10)分离并且具有压缩空气连接部(13)的输送空气室(12)，并且所述计量活塞(9)中的所述至少一个腔孔(14)将所述输送空气室(12)连接到所述用于颗粒(2)的至少一个出口(8)，使得可以独立于计量过程借助于压缩空气将颗粒(2)输送到所述至少一个出口(8)。

Description

用于散布颗粒的装置
技术领域
本发明涉及一种用于散布颗粒，特别是用于将沙子散布到导轨和轨道车辆的轮之间的间隙中的装置，其中所述装置包括壳体，用于颗粒的至少一个入口和用于颗粒的至少一个出口，可轴向移动的计量活塞和压缩空气连接部，所述压缩空气连接部通向压力室并用于借助于压缩空气致动所述计量活塞以便计量颗粒，并且其中至少一个腔孔设置在所述计量活塞中。
背景技术
特别是在轨道车辆中，通常的做法是通过将颗粒，尤其是沙子散布到导轨和轨道轮之间的间隙中来增加车轮和轨头之间的静摩擦以进行起动或制动操作。为此，这样的散布装置布置在轨道车辆的轮的前面并且借助于车辆控制例如手动或也自动启动。在该情况下，必须计量来自颗粒容器的适量的颗粒，并且经由相应的输送管线将该颗粒输送到导轨和轮之间的间隙。
因此用于散布颗粒的大多数常规装置包括相应的计量装置和单独的排出装置。除了电动，电磁或气动致动的活塞外，旋转蜂窝轮也适合于计量所需的颗粒量。
经由输送管线将计量的颗粒输送到导轨和轮之间的间隙通常也用压缩空气实现，例如，如AT 403 559 B中所述。
例如，从WO 2008/061650 A1已知用压缩空气操作的另一种散布装置。
FR 593 382 A描述了一种所述类型的颗粒散布装置，其中在输送管线的开始处用同一个压缩空气流计量，以及输送或疏松颗粒。
EP 656 292 A1公开了一种沙子散布装置，其中以非常精细的方式气动地计量和输送沙子。
已知的颗粒散布装置的计量和输送装置通常相对较大，使得该类型的构造不太适合于对仅有限空间可用的现有轨道车辆进行改装。另外，为了在较大的空间距离上输送计量的颗粒，需要相对较高的能量输入或大量的压缩空气。
发明内容
本发明基于创造上述的颗粒散布装置的目的，所述颗粒散布装置具有紧凑且节省空间的构造，因此也非常适合于改装仅有限空间可用的现有轨道车辆。所提出的散布装置的特征还在于相对于所需能量输入的特别高的效率。已知的散布装置的缺点应被消除或至少减少。
本发明的目的是这样实现的，即，提供与压力室分离并且具有压缩空气连接部的输送空气室，并且计量活塞中的至少一个腔孔将输送空气室连接到用于颗粒的至少一个出口，使得可以独立于计量过程借助于压缩空气将颗粒输送到至少一个出口。根据本发明，由于与压力室分离的输送空气室的布置以及计量活塞中的至少一个腔孔的布置，实现了计量功能和输送功能的空间和功能集成。与现有技术相比，因此不需要单独的装置(例如单独的喷射器)来输送计量的颗粒，而是用于将颗粒输送到散布装置的出口的压缩空气流通过计量活塞中的至少一个腔孔经由位于计量活塞后面的输送空气室被输送。输送空气在计量活塞的前端上的排出在空间上与用于颗粒的入口分离，但是在紧邻的位置发生，使得颗粒和输送空气最佳地混合。这有助于以最小的能量输入将颗粒特别有效地输送到期望位置，通常是导轨和轮之间的间隙。所提出的散布装置的主要特征在于没有喷射器的活塞计量。散布装置具有特别节省空间和紧凑的构造，因此特别好地适合于改装仅少量空间可用的轨道车辆。散布装置的紧凑且相对简单的构造也导致减少的维护工作。
根据本发明的特征，多个腔孔优选以环形方式布置在计量活塞中。这改善了输送空气的分配并且导致均匀的流速，并且因此导致更大的可桥接输送距离或减少的能量输入和压缩空气需求。
如果腔孔布置成朝向计量活塞的中心轴线倾斜，则可以实现颗粒的改善输送和更高的加速度。在该背景下，在1°至5°之间的范围内的倾斜角被证明是特别合适的。
如果优选环形地实现并且连接到用于颗粒的至少一个入口的颗粒室围绕计量活塞的面向用于颗粒的至少一个出口的端部布置，则可以确保改善的颗粒的连续供应。由于颗粒的基本环形供应和用于输送颗粒的压缩空气的优选环形排出，因此可以额外减少用于输送颗粒的能量输入和压缩空气需求，或者可以将颗粒以更大的距离输送到期望位置。
用于颗粒的至少一个入口理想地布置成使得其优选地倾斜30°至60°，特别地倾斜45°。由于颗粒入口的这种倾斜，可以实现颗粒的恒定和连续供应。
如果计量活塞的面向用于颗粒的至少一个出口的端部以尖锐的方式实现，则可以实现颗粒的出色计量，原因是计量活塞的端部上的点使得可以在计量活塞的运动期间连续改变间隙尺寸。
根据本发明的另一特征，提供了用于复位计量活塞的弹簧。以该方式，计量活塞也可以在不使用压缩空气的情况下返回到起始位置。所使用的复位弹簧优选地是具有预定且成比例地延伸的弹簧特性的螺旋弹簧。替代地也可想到使用具有相当特性的叠盘弹簧。在任何情况下，复位弹簧的力必须确保计量活塞以快速而精确的方式返回。另外，复位弹簧防止在潜在发生的压力下降期间意外排出颗粒。
弹簧优选地布置在压力密封弹簧室中。由于返回弹簧布置在其中的这样的压力密封弹簧室的布置，形成简化计量活塞的返回的压力缓冲。
如果阀布置在该弹簧室中，则可以实现计量活塞的受控返回。
压力室和输送空气室之间的分离可以通过具有用于计量活塞的引导件的分离元件形成。分离元件和计量活塞之间的引导可以例如借助于相应的密封唇实现。
用于将用于输送颗粒的压缩空气的一部分引导到颗粒入口的旁路可以布置在输送空气室和用于颗粒的至少一个入口之间。如果将所使用的压缩空气的一部分引导通过这样的旁路，则可以防止用于颗粒的入口中的真空，所述真空可能导致颗粒的压缩并因此阻碍颗粒的输送。颗粒入口中的轻微和短暂超压已经可以防止出现不良的真空，并且因此防止计量或输送过程出现故障。
调节螺钉优选地设置在旁路中以便调节流过旁路的压缩空气。在最简单的情况下，用于调节流过旁路的压缩空气的调节螺钉可以以相应地改变旁路的横截面的锥形螺钉的形式实现。
密封件，优选O形环可以布置在计量活塞和壳体之间。这样的密封件优选地由诸如橡胶的弹性材料制成，并且可以确保没有颗粒在空闲状态下到达散布装置的出口。
用于颗粒的至少一个出口可以连接到输送管线。输送管线借助于相应的法兰或类似物固定在出口上，并且将计量的颗粒输送到预期位置，特别是导轨和轨道车辆的轮之间的间隙，以便增加轮和导轨之间的静摩擦，由此简化轨道车辆的起动或制动操作。
根据设计变型，计量活塞基本水平地布置，并且壳体可以从下方连接到用于颗粒的容器。由于结构高度特别小，因此该变型特别好地适合于改装现有车辆，特别是轨道车辆中的散布装置。在该情况下，散布装置可以简单地从下方连接到紧固在现有颗粒容器上。
替代地，计量活塞也可以基本竖直地布置并且壳体可以布置在用于颗粒的容器中。该变型更好地适合于轨道车辆的新构造，其中可能有更多的空间可用于容纳颗粒容器和计量活塞。
根据本发明的变型，压缩空气连接部通过节流阀的插入连接到公共压缩空气管线。在该情况下，所提出的散布装置的计量和输送装置分别通过公共压缩空气管线或公共压缩空气连接部被供应。该所谓的单管线系统特别设计用于3巴至8巴或不超过10巴的工作压力，并且特别好地适合桥接较短的输送距离，例如，小于1.5m。节流阀或流阻使得可以相对于用于移动计量活塞的压力相应地减小用于输送颗粒的压力。
如果止回阀布置在压缩空气管线中，则可以分别实现或改善用于在散布过程完成之后清理输送管线的所谓的″后吹效应″或″后吹功能″。在已关闭压缩空气供应之后，计量活塞移动回到其起始位置。在压力室中剩余的压缩空气经由止回阀通过压缩空气管线到达输送空气室，并且将输送管线中的潜在的颗粒沉积物输送到输送管线的端部。
在替代变型中，压缩空气连接部连接到两个不同的压缩空气管线。在该变型中，车辆提供两个压缩空气供应，压缩空气从所述两个压缩空气供应经由两个不同的压缩空气管线分别输送到压力室和输送空气室中。该系统类似地设计用于3巴至8巴或不大于10巴的工作压力，但是非常适合于桥接更大的输送距离，例如，高达15m。
通过在压缩空气管线中布置泄放阀，可以促进计量活塞返回到起始位置。
附图说明
图1示出了安装在轨道车辆上的颗粒散布装置的示意图；
图2示出了处于水平布置的本发明的颗粒散布装置的设计变型的横截面；
图3示出了沿着截线III-III的根据图2的颗粒散布装置的截面；
图4示出了颗粒散布装置在用于颗粒的容器中的竖直布置；
图5示出了用于可视化操作本发明的颗粒散布装置的方法的框图；
图6示出了用于可视化操作本发明的颗粒散布装置的替代方法的框图；以及
图7示出了用于可视化用于操作颗粒散布装置的压缩空气源的控制的示意性时序图。
具体实施方式
图1示出了安装在轨道车辆5上的用于散布颗粒2的装置1的示意图。用于散布颗粒2的装置1从下方连接到用于颗粒2的容器22，并且计量期望量的颗粒2并将其经由输送管线21输送到轨道车辆5的轮4和导轨3之间的间隙中以便增加导轨3和轮4之间的摩擦。用于散布颗粒2的装置1通常被手动或自动控制。
图2示出了在用于颗粒2的容器22下方处于水平布置的用于散布颗粒2的本发明的装置1的设计变型的横截面。装置1包括壳体6，所述壳体具有用于颗粒2的至少一个入口7和用于颗粒2的至少一个出口8，其中用于将计量的颗粒2输送到期望位置的相应的输送管线21连接到所述颗粒出口。可轴向移动的计量活塞2位于壳体6内以便计量颗粒2。计量活塞9的运动借助于压缩空气实现，所述压缩空气可以经由压缩空气连接部11引入压力室10中。当将计量活塞9从起始位置移出时释放出用于颗粒2的入口7，使得可以在计量活塞9的前面计量与计量活塞9的轴向位移和位移持续时间对应的颗粒2的量。在所示的示例性实施例中，用于颗粒2的入口7连接到优选环形的颗粒室15，使得可以实现颗粒2的均匀且连续的供应。输送空气室12独立于压力室10布置在装置1的壳体6内，其中压缩空气可以类似地经由相应的压缩空气连接部13引入所述输送空气室12中。输送空气室12的压缩空气通过计量活塞9中的至少一个腔孔14在用于颗粒的出口8处到达计量活塞9的端部并由此用于将计量的颗粒2通过输送管线21输送到期望位置，特别是轮4和导轨3之间的间隙。多个腔孔14优选地以环形方式布置在计量活塞中，以便实现用于输送颗粒2的压缩空气的环形分布。腔孔14相对于计量活塞9的中心轴线A倾斜例如1°至5°之间的角度α以可能的最小能量输入促进颗粒2的输送。计量活塞9可以在其面向用于颗粒2的出口8的自由端上以尖锐的方式实现，以便由此简化颗粒2的计量。用于颗粒2的入口7也可以具有一定的倾斜，优选30°至60°。由此实现颗粒2从(未示出的)容器22的连续供应。弹簧16优选地用于使计量活塞9自动返回到起始位置。弹簧16可以以布置在压力密封的弹簧室30中的螺旋弹簧的形式实现。弹簧室30可以根据需要借助于阀31通风。可以提供相应的密封件20，特别是合适弹性材料的O形环，以便保证计量活塞9在起始位置的密封性并且防止颗粒2从入口7到出口8的意外泄漏。可以提供具有用于计量活塞9的相应引导件的分离元件17以便将压力室10与输送空气室12分离。分离元件17以及布置在输送空气室12前面的元件用相应的(未示出)锁定螺钉紧固在壳体6上，如虚线所示。用于轴向可移动的计量活塞9的相应引导件和密封件也布置在分离元件17上和布置在输送空气室12前面的元件上。
旁路18可以布置在输送空气室12和用于颗粒2的入口7之间以便防止用于颗粒2的入口7中的真空，其中用于输送颗粒2的压缩空气的一部分通过所述旁路18引导到用于颗粒2的入口7。旁路18中的调节螺钉19使得可以调节流过旁路18的压缩空气的量。
图3示出了沿着截线III-III的根据图2的用于散布颗粒2的装置1的截面。在该设计变型中，用于散布颗粒2的装置1基本水平地布置在用于颗粒2的容器22下方。根据图3的截面图示出了计量活塞9包含六个腔孔14，所述腔孔以环形方式布置在计量活塞9中。环形颗粒室15在该截面图中也清楚地可见。装置1的水平布置特别好地适合于改装仅有限空间可用的现有轨道车辆。
图4示出了用于散布颗粒2的装置1在用于颗粒2的容器22中的竖直布置。在水平布置相比需要更多的结构空间的该设计变型中，用于散布颗粒2的装置1布置在用于颗粒2的容器22中。在其他方面，装置1的功能与根据图2和3的水平布置的功能没有不同。
图5示出了用于可视化用于操作本发明的用于散布颗粒2的装置1的方法的框图。在该所谓的单管线系统中，压缩空气源27经由公共压缩空气管线连接到压力室10或其压缩空气连接部11，以及连接到输送空气室12或其压缩空气连接部13。在一方面用于移动计量活塞9并且在另一方面用于输送颗粒的压缩空气的期望水平可以借助于压缩空气调节器28和节流阀23进行调节。压缩空气管线24中的止回阀26用于实现所谓的后吹效应，根据所述后吹效应压力室10中的压缩空气在完成计量和输送过程之后不会膨胀到压缩空气管线24中，而是到达输送空气室12并将输送管线21中剩余的颗粒2运走。
图6示出了用于可视化操作本发明的用于散布颗粒2的装置1的替代方法的框图。在替代方法中，两个压缩空气管线24、25分别连接到用于压力室10的压缩空气连接部11和用于输送空气室12的压缩空气连接部13。可以借助于相应的压缩空气调节器和相应的节流阀23来调节用于移动计量活塞9和用于输送颗粒2的压缩空气的期望水平。在该所谓的双管线系统中，计量室10的供应和输送空气室12的供应经由分开的压缩空气管线24、25实现，并且计量功能和输送功能可以分别彼此独立地进行控制和调节。
图7最终示出了用于可视化用于操作散布颗粒2的装置1的压缩空气源的控制的示意性时序图。用于移动计量活塞的压缩空气p1根据颗粒2的期望计量被启动。在用于移动计量活塞9的压缩空气p1已被切断之后，压力室10中的压力p1缓慢下降。用于输送颗粒的压缩空气p2保持启动超过计量活塞9的切断时间，以便可靠地通过输送管线21输送颗粒2并因此清理输送管线21。
用于散布颗粒2的本装置1的特征在于更少的部件，节省空间的构造，更轻的重量和更低的成本，使得它还可以广泛地用于改装现有的轨道车辆。所提出的散布装置的特征还在于短反应时间，小磨损和低能量消耗。

Claims (20)

1.一种用于散布颗粒(2)，特别是用于将沙子散布到导轨(3)和轨道车辆(5)的轮(4)之间的间隙中的装置(1)，其中所述装置包括壳体(6)，用于颗粒(2)的至少一个入口(7)和用于颗粒(2)的至少一个出口(8)，可轴向移动的计量活塞(9)和压缩空气连接部(11)，所述压缩空气连接部通向压力室(10)并用于借助于压缩空气致动所述计量活塞(9)以便计量颗粒(2)，并且其中至少一个腔孔(14)设置在所述计量活塞(9)中，其特征在于，提供与所述压力室(10)分离并且具有压缩空气连接部(13)的输送空气室(12)，并且所述计量活塞(9)中的所述至少一个腔孔(14)将所述输送空气室(12)连接到所述用于颗粒(2)的至少一个出口(8)，使得可以独立于计量过程借助于压缩空气将颗粒(2)输送到所述至少一个出口(8)。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述多个腔孔(14)优选以环形方式布置在所述计量活塞(9)中。
3.根据权利要求2所述的装置(1)，其特征在于，所述腔孔(14)布置成使得它们朝向所述计量活塞(9)的中心轴线(A)倾斜。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的装置(1)，其特征在于，优选环形地实现并且连接到所述用于颗粒(2)的至少一个入口(7)的颗粒室(15)围绕所述计量活塞(9)的面向所述用于颗粒(2)的至少一个出口(8)的端部布置。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的装置(1)，其特征在于，所述用于颗粒(2)的至少一个入口(7)布置成使得其优选地倾斜30°至60°，特别地倾斜45°。
6.根据权利要求1至5中的一项所述的装置(1)，其特征在于，所述计量活塞(9)的面向所述用于颗粒(2)的至少一个出口(8)的端部以尖锐的方式实现。
7.根据权利要求1至6中的一项所述的装置(1)，其特征在于，弹簧(16)被提供用于复位所述计量活塞(9)。
8.根据权利要求7所述的装置(1)，其特征在于，所述弹簧(16)布置在压力密封弹簧室(30)中。
9.根据权利要求8所述的装置(1)，其特征在于，阀(31)布置在所述弹簧室(30)中。
10.根据权利要求1至9中的一项所述的装置(1)，其特征在于，所述压力室(10)和所述输送空气室(12)之间的分离通过具有用于所述计量活塞的引导件的分离元件(17)形成。
11.根据权利要求1至10中的一项所述的装置(1)，其特征在于，用于将用于输送颗粒(2)的压缩空气的一部分引导到所述用于颗粒(2)的入口(7)的旁路(18)布置在所述输送空气室(12)和所述用于颗粒(2)的至少一个入口(7)之间。
12.根据权利要求11所述的装置(1)，其特征在于，调节螺钉(19)设置在所述旁路(18)中。
13.根据权利要求1至12中的一项所述的装置(1)，其特征在于，密封件(20)，优选O形环布置在所述计量活塞(9)和所述壳体(6)之间。
14.根据权利要求1至13中的一项所述的装置(1)，其特征在于，所述用于颗粒(2)的至少一个出口(8)连接到输送管线(21)。
15.根据权利要求1至14中的一项所述的装置(1)，其特征在于，所述计量活塞(9)基本水平地布置，并且所述壳体(6)可以从下方连接到用于所述颗粒(2)的容器(22)。
16.根据权利要求1至15中的一项所述的装置(1)，其特征在于，所述计量活塞(9)基本上垂直地布置，并且所述壳体(6)布置在用于颗粒(2)的容器(22)中。
17.根据权利要求1至16中的一项所述的装置(1)，其特征在于，所述压缩空气连接部(11、13)通过节流阀(23)插入连接到公共压缩空气管线(24)。
18.根据权利要求17所述的装置(1)，其特征在于，止回阀(26)布置在所述压缩空气管线(24)中。
19.根据权利要求1至16中的一项所述的装置(1)，其特征在于，所述压缩空气连接部(11、13)连接到两个不同的压缩空气管线(24、25)。
20.根据权利要求19所述的装置(1)，其特征在于，泄放阀(29)布置在所述压缩空气管线(24)中。
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