EP3052366A2 - Heizkörper für eine sandungsvorrichtung und sandungsvorrichtung für ein schienenfahrzeug - Google Patents

Heizkörper für eine sandungsvorrichtung und sandungsvorrichtung für ein schienenfahrzeug

Info

Publication number
EP3052366A2
EP3052366A2 EP14772354.8A EP14772354A EP3052366A2 EP 3052366 A2 EP3052366 A2 EP 3052366A2 EP 14772354 A EP14772354 A EP 14772354A EP 3052366 A2 EP3052366 A2 EP 3052366A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
air flow
metering
sand
sanding
conveying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14772354.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Georg KRISMANIC
Florian HOESCH
Albert Schneider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Original Assignee
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH filed Critical Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Publication of EP3052366A2 publication Critical patent/EP3052366A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C15/00—Maintaining or augmenting the starting or braking power by auxiliary devices and measures; Preventing wheel slippage; Controlling distribution of tractive effort between driving wheels
    • B61C15/08—Preventing wheel slippage
    • B61C15/10—Preventing wheel slippage by depositing sand or like friction increasing materials

Definitions

  • the present invention relates to a radiator for a sanding apparatus and a sanding apparatus for a rail vehicle.
  • Sand for increasing a coefficient of friction between wheel and rail in a rail vehicle can be transported by a stream of air in a hose or pipe.
  • EP231 1653 describes a sand discharge device for a rail vehicle.
  • An air driven sanding device uses energy contained in compressed air to meter and feed sand.
  • the compressed air is released. When you release the compressed air, the compressed air cools down. Under certain environmental conditions, moisture contained in the compressed air can condense out or freeze due to cooling.
  • a sand supply in a sand container, a sand container and / or a sanding device may become humid under certain climatic conditions. These circumstances can occur when the temperature of the sand container, the sand stock and / or the sanding device falls below the dew point.
  • the sand supply and / or parts of the sanding device - such as nozzles - can freeze when the temperature falls below freezing and moisture is already condensing.
  • the sanding device can be heated.
  • a housing of the sanding device and, alternatively or additionally, an air flowing through the sanding device can be heated.
  • a radiator for a sanding device comprises the following features: a heating element configured to convert electrical energy into heat; and a heat transfer member configured to transfer the heat from the heating element to a housing of the sander and a drying air stream.
  • a sanding apparatus for a railway vehicle comprises the following features: metering means for pneumatically metering a desired amount of sand using a metered air stream; a conveyor for pneumatically conveying the amount of sand to at least one spreading site using a conveying air stream; a decoupling device for the pneumatic decoupling of the metering device and the conveying device, wherein the decoupling device is designed to provide a compensation air flow for compensating a difference between a Popeluft- ström the metering device and an input air flow of the conveyor; and a radiator according to a variant presented here, which is arranged in a housing of the sanding device.
  • a sanding device may be understood to mean a device for providing sand in the region of at least one contact point between a wheel of the rail vehicle and the rail.
  • the area of the contact point can be referred to as a scattering point.
  • a metered air flow can provide a necessary energy for metering the amount of sand.
  • the metered air stream can be provided as compressed air.
  • the metered air flow can be provided with a high pressure level.
  • the dosing air flow can tear a quantitatively larger amount of air and the amount of sand at a low pressure level through the metering device.
  • a conveying air stream may provide necessary energy to convey the amount of sand to the spreading site.
  • the conveying air flow can be provided as compressed air.
  • the conveying air flow can be provided with a high pressure level.
  • the conveying air flow can tear a quantitatively larger amount of air and the amount of sand at a low pressure level through the conveyor.
  • An outlet air flow of the metering device can be a combined air flow from the metering air flow and an air entrained by the metering device.
  • An inlet air flow of the conveyor may be a stream of air entrained by the conveying air flow through the conveyor.
  • the radiator can provide warm air that can compensate for the cooling.
  • the radiator may further dry the sand in the sand container.
  • the sanding device can be heated directly, for example, to prevent icing.
  • the heat transfer member may have a structure for providing a heat transfer surface to the drying air flow and a contact surface with the housing, wherein the heat transfer surface and the contact surface are in a predetermined area ratio.
  • the structure may be formed as at least one rib and provide a large heat transfer area.
  • the contact surface can be flat. Due to the structure, the drying air can be effectively heated.
  • the rib may be formed as a helix, through which the drying air flow flows.
  • the heat transfer element may comprise a base body made of an elastomer which surrounds the heating element.
  • An elastomer is permanently elastic and adapts to the groove.
  • the elastomer may be provided with at least one filler, wherein the filler is adapted to change a heat conductivity of the elastomer, in particular to increase or decrease.
  • the filler may have thermally conductive properties.
  • the filler may have heat-insulating properties. Due to the filler, the elastomer can be adapted to different requirements.
  • the elastomer may be equipped on a heat transfer surface to the drying air stream with a filler which is adapted to increase the thermal conductivity of the elastomer.
  • the elastomer may be provided at a contact surface to the housing with a filler which is adapted to reduce the thermal conductivity of the elastomer.
  • the elastomer may have on the heat transfer surface to the drying air flow a Hmalformige structure for increasing the heat transfer surface.
  • the structure may be configured to guide the drying air flow and to increase a residence time of the drying air flow at the heat transfer surface.
  • the housing may be designed in several parts, wherein in a first housing part, a circumferential groove around the metering device is arranged, in which the radiator is arranged.
  • the groove can be closed by a second housing part. In the groove, the radiator is well protected.
  • the groove may have a polygonal shape.
  • the groove may have a hexagonal shape. Due to the polygonality, the course of the groove can be arranged at a distance from other components.
  • the groove may be spaced from fasteners such as screws or channels.
  • the groove may have a depth and the radiator may have a height in the relaxed state, wherein the height is greater than the depth, and the radiator is crimped in the installed state of the second housing part.
  • the decoupling device may have a pressure compensation chamber for coupling the compensation air flow.
  • the pressure compensation chamber may be arranged in a connecting line between the metering device and the conveyor.
  • the pressure compensation chamber may be a cavity into which the air entrained by the metering air flow and the sand are introduced.
  • the sand can be due to its kinetic energy transported approximately rectilinearly through the pressure equalization chamber, while the air assumes the prevailing in the pressure equalization chamber ambient pressure. Sand and air from the pressure equalization chamber can be drawn in by the conveyor using the flow of conveying air.
  • the decoupling device may have a bottom inclined to the conveyor device for preventing sand deposits in the decoupling device.
  • the oblique bottom creates a funnel effect, which in the installed position uses gravity to transport the sand to the conveyor.
  • the decoupling device may have at least one compensating airflow opening to an environment for the compensating airflow.
  • a Austicians Kunststoffstromo réelle may be an orifice of a compensation air flow channel.
  • the equalizing air flow channel can direct the equalizing air flow from or to the decoupling device.
  • the metering device and, alternatively or additionally, the delivery device may have an ejector with at least one ejector bore for providing the metered air flow and, alternatively or additionally, the conveying air flow.
  • An ejector may be a nozzle to whose axis the ejector bore is arranged obliquely.
  • the nozzle may have little or no cross-sectional taper. In this case, the direction of the slope projected onto the nozzle defines a conveying direction of the ejector.
  • the metering device and, alternatively or additionally, the delivery device may include an injector with at least one injector nozzle for providing the metered air flow and all ternative or complementary to the conveying air flow.
  • An injector can be a nozzle with a pronounced cross-sectional taper.
  • the cross-sectional taper forms up to the cross-sectional taper a funnel-shaped catching nozzle and then to the cross-sectional taper a diffuser. At the narrowest point of the cross-sectional taper is a diffuser neck.
  • the injector nozzle is aligned with the cross-sectional taper and the dosing air flow or the conveying air flow entrain air and sand in the catching nozzle.
  • the injector has a high efficiency.
  • the injector is less susceptible to contamination.
  • the metering device and, alternatively or additionally, the conveying device may have an air amplifier with at least one annular gap for providing the metering air flow and, alternatively or additionally, the conveying air flow.
  • An air amplifier may be a nozzle with a flow optimized cross-sectional taper.
  • the annular gap is arranged in the conveying direction before the cross-sectional tapering and is designed to provide an approximately laminar flow along the wall of the nozzle. The laminar flow tears air and sand through the nozzle. Due to the laminar flow of the sand is only slightly swirled and exits as a directed beam from the air amplifier.
  • the metering device and, alternatively or additionally, the delivery device may have a Venturi nozzle with at least one take-off tube for supplying the amount of sand.
  • the Venturi nozzle can be aligned horizontally in the installation position. Through a Venturi nozzle, the sand can be deflected laterally using the Dosierluftstroms or the conveying air flow. This can be dispensed with a manifold.
  • the metering device may have at least one false air flow opening to an environment.
  • the false air flow opening may be arranged adjacent to an inlet opening of the metering device.
  • the false air flow opening may be configured to provide a false air flow for fluidizing sand in the region of the inlet opening when the metering air flow flows through the metering device.
  • a false airflow may be the air entrained by the metered airflow through the metering device.
  • the false air flow opening may be the mouth of a false air flow channel. By the false air flow opening of the false air flow can be sucked in with little resistance. Then the sand container can be sealed.
  • the false air flow opening may be arranged obliquely.
  • the false air opening may be closed by a porous medium.
  • the porous medium may be a sintered material.
  • the false air flow opening can be designed as an oblique bore in the region of the inlet opening. The oblique hole prevents penetration of sand.
  • the metering device may have a scoop above an inlet opening.
  • the scoop may be designed to prevent penetration of sand into the metering device in the absence of the metered air flow.
  • a scoop can be a cover.
  • the scoop can form a gap or channel through which the entrained air and the entrained sand can be sucked. Through the scoop, the sand can be safely stored in the sand container.
  • the metering device can have a feed hopper, through which the sand container can be completely emptied by the metering device. Through the funnel, the sand is transported by gravity to the metering device.
  • the metering device may have bores which conduct a drying air flow into the sand container.
  • the holes can be formed obliquely downwards. The slope prevents penetration of sand into the holes.
  • the metering device may have an opening closed by a porous element.
  • the porous element may be a sintered plate.
  • the drying air can be passed through the porous element in the sand container
  • the drying air can be heated and / or dried.
  • the sand supply in the sand container can be dried by the drying air stream.
  • FIG. 1 is a block diagram of a sanding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an illustration of a sanding apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG 3 is an illustration of a radiator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows an illustration of a metering device for a sanding device according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 5 shows an illustration of a conveying device for a sanding device according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 6 shows an illustration of a decoupling device and a conveying device for a sanding device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 shows an illustration of a conveying device for a sanding device according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • the sanding device 100 has a metering device 104, a conveying device 106 and a decoupling device 108.
  • the sanding device 100 is a component of the rail vehicle 102.
  • the metering device 104 is designed to produce a desired pneumatically metered amount of sand.
  • the metering device 104 uses a metering air flow 1 10.
  • a false air flow 1 12 is entrained by a resulting negative pressure in the metering device 104.
  • the secondary air flow 1 12 is dependent on the metering air flow 1 10.
  • the false air flow 1 12 flows through a sand tank 1 14 with sand 1 16, where at least partially fluidized by the false air flow 1 12 of the sand 1 16 and the amount of sand is entrained.
  • the first two-phase flow 1 18 comprises with the false air flow 1 12 an input air flow of the metering device 104.
  • the first two-phase flow 1 18 mixes again in the metering device 104 with the metering air flow 1 10 to a second two-phase flow 120.
  • the second two-phase flow 120 includes with the secondary air flow 1 12 and the metering air flow 1 10 an output air flow 122 of the metering device.
  • the output airflow 122 transports the metered amount of sand to the conveyor 106.
  • the conveyor 106 is configured to pneumatically convey the amount of sand to at least one scattering location 126 using a conveying airflow 124.
  • the scattering point 126 is located on a wheel 128 of the rail vehicle 102.
  • the scattering point 126 is connected to the sanding device 100 via a sanding hose.
  • the sand 1 16 serves to increase the friction between the wheel 128 and the rail 130.
  • Intake air flow 134 and delivery air flow 124 mix in the conveyor 106 to an output airflow of the delivery device 106.
  • the output airflow of the delivery device 106 is a fourth two-phase flow 136 of sand 16 and air.
  • the output airflow transports the amount of sand to the scattering site 126.
  • the output airflow 122 of the metering device 104 is dependent on the metered air flow 1 10.
  • the input airflow 134 of the conveyor 106 is dependent on the conveying air flow 124.
  • the output airflow 122 and the input airflow 134 may have a difference while the amount of sand is the same.
  • the decoupling device 108 is designed to detect the difference between the output air flow 122 of the metering device and the input air flow 134 of the conveyor to compensate pneumatically. For this purpose, the decoupling device 108 provides a compensation air flow 138 for compensating for the difference.
  • the decoupling device 108 decouples the dosing device 104 from the conveyor 106.
  • a pneumatic sand dosing and conveying system 100 is shown.
  • sanding systems 100 are installed in front of selected wheels 128 of rail vehicles 102.
  • the Sandstreuanlagen 102 consist of the main components reservoir 1 14, doser 104, conveyor 106 and Sandleitschlauch. According to the respective installation situation on the vehicle 102, the course of the Sandleitschlauches can be very different.
  • Doser 104 and conveyor 106 may be separated such that this repercussion is avoided by using different operating principles for doser 104 and conveyor 106.
  • mechanical piston dispensers can be combined with pneumatic jet nozzle conveyors 106.
  • mechanical rotary vane feeders may be combined with pneumatic conveyors 106. Due to the use of mechanically moving parts, such as pistons and cell wheels for the Doser, the abrasion between the mechanical moving part and the sand is very high.
  • a method and a device 100 are presented, in which a pneumatic metering device 104 and a pneumatic conveyor 106 are effectively pneumatically decoupled and thus a reaction to the sand flow rate can be minimized or eliminated.
  • the two-phase flow 1 18 represents the sand flow rate.
  • the decoupling is achieved in that the two-phase flows 120, 134 are brought to ambient pressure within a pressure equalization chamber through a compensation air flow opening to the ambient air.
  • the compensation air flow opening thus enables a compensation air flow 138, which consists of the difference of the air portion 122 of the two-phase flow 120, which is composed of the sum of metered air flow 1 10 and false air flow 1 12, and the air portion 134 of the two-phase flow 132.
  • the two-phase flow 136 can be adjusted by the conveying air 124 or influenced by changing the course of the Sandleitschlauches without affecting the sand flow rate representing two-phase flow 1 18.
  • This results in a purely pneumatic metering and conveying system 100 which has no moving parts within the metering and conveying system 100.
  • the purely pneumatic metering and conveying system 100 results in a decoupling of doser 104 and conveyor 106.
  • the dosage and promotion of the tightness of the reservoir 1 14 are independent.
  • FIG. 2 shows an illustration of a sanding apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the sanding device 100 corresponds essentially to the sanding device in FIG. 1.
  • the sanding device 100 is here shown in an installed position, so that the sand from the sand container 1 14 flows by gravity to the metering device 104.
  • the sanding apparatus 100 here has a multi-part housing 200 which encloses the metering device 104, the conveying device 106 and the decoupling device 108. Flanged to the housing 200 is the sand container 1 14.
  • the sand container 1 14 is at one, the sanding device 100th facing end, shaped as a funnel.
  • the metering device 104 is arranged.
  • the metering device 104 and the conveyor 106 are designed as ejectors with at least two ejector bores 202 each for providing the metered air flow or the conveying air flow.
  • the ejectors have a structurally defined conveying direction.
  • the ejectors each have an inlet opening and an outlet opening.
  • the conveying direction of the ejector of the metering device 104 is aligned from the sand container 1 14 to the conveyor 106.
  • the conveying direction of the ejector of the conveyor 106 points from the metering device 104 to the Sandleitschlauch.
  • the ejector of the metering device 104 is formed as in the installed position vertically aligned first tube 204.
  • the first tube 204 is inserted into the housing 200.
  • the first tube 204 protrudes into the sand container 1 14.
  • the inlet opening of the metering device 104 is arranged higher in the installed position, as a lowest point of the sand container 1 14.
  • the tube 204 has a conical taper.
  • An outer diameter of the tube 204 is less in the region of the sand container 1 14 than in the housing 200.
  • An inner diameter of the tube 204 is constant.
  • the ejector bores 202 are disposed obliquely to a center axis of the tube 204 in a shell of the tube 204.
  • the ejector bores 202 point in the conveying direction.
  • the ejector bores are connected to each other via a metering airflow channel extending annularly around the first pipe 204.
  • the metering air flow channel is arranged here in the jacket.
  • the dosing air flow channel is connected to a dosing air flow connection for the dosing air flow.
  • the metering air flow connection is arranged on an outer surface of the housing 200. In operation, the metering air flow is pressed by the Dosierluftstroman gleich in Dosierluftstromkanal.
  • the metering air flow distributes uniformly to the ejector bores 202.
  • the metering air flow flows through the ejector bores 202 into the first tube 204 and entrains the secondary air in the conveying direction.
  • the metering device 104 has a scoop 206 above the inlet opening.
  • the scoop 206 is configured to prevent ingress of sand into the metering device 104 in the absence of the metered air flow.
  • an annular gap is formed, through which the secondary air flow during operation conveys the sand against gravity into the dosing device 104.
  • the metering device 104 has at least one false air flow opening 208 to the environment.
  • the false air flow opening 208 is arranged adjacent to the inlet opening of the metering device 104.
  • the false air flow opening 208 is designed to provide the secondary air flow for fluidizing sand in the region of the inlet opening when the metering air flow flows through the metering device 104.
  • the false airflow channel In the region of the sand container 1 14, the false airflow channel has a kink and runs from there approximately parallel to a container wall of the funnel-shaped end of the Sand container 1 14. As a result, the sand can not penetrate in the installed position against gravity in the false air flow channel.
  • the false air flow opening 208 is arranged at the lowest point of the sand container 1 14.
  • the false air flow opening 208 is arranged at a small distance from the first tube 204.
  • the false air flow channel is directed to the first tube 204.
  • a mixing area is arranged, in which the sand is mixed with the false air flow to a first two-phase flow or fluidized when the false air from the false air flow opening 208 in the gap flows. Due to the funnel shape of the
  • Sand container 1 14 the sand from the container by gravity to slip into the mixing area.
  • the first two-phase flow is transported through the metering device 104 and mixes in the metering device 104 with the metering air flow to a second two-phase flow.
  • a manifold is arranged to deflect the two-phase flow in front of the conveyor 106 by 90 degrees laterally.
  • the ejector of the conveyor 106 is formed as in the installed position horizontally oriented second tube 210.
  • the second tube 210 is inserted into the housing 200.
  • the ejector bores 202 are arranged obliquely to a center axis of the tube 210 in a jacket of the tube 210.
  • the ejector bores 202 point in the conveying direction.
  • the ejector bores are connected to one another via a conveying airflow channel which extends annularly around the second pipe 210.
  • the conveying air flow channel is arranged here in the jacket.
  • the conveying air flow channel is connected to a conveying air flow connection for the conveying air flow.
  • the conveying air flow connection is arranged on an outer surface of the housing 200.
  • the conveying air flow is pressed by the conveying air flow connection into the conveying air flow channel.
  • the conveying air flow distributes uniformly to the ejector bores 202.
  • the conveying air flow flows through the ejector bores 202 and tears in the second tube 210 a third two-phase flow from the entrained sand of the metering device 104 and air in the conveying direction in the Sandleitschlauch with.
  • the conveying air flow mixes with the third two-phase flow to a fourth two-phase flow.
  • the second tube 210 has a larger inner diameter than the first tube 204.
  • the conveyor 106 has a connection flange for the Sandleitschlauch, which projects beyond the outer surface of the housing 200.
  • the decoupling device 108 is arranged between the metering device 104 and the conveyor 106.
  • the decoupling device 108 has a pressure compensation chamber 212 for coupling the compensation air flow.
  • the pressure compensation chamber 212 is arranged in a connecting line between the metering device 104 and the conveyor 106.
  • the pressure compensation chamber 212 has a, to the conveyor 106 obliquely executed bottom.
  • the sloping bottom is designed as a funnel to the connecting line.
  • the floor is designed to prevent sand deposits in the decoupler 108. Deposited sand slips through the hopper in the direction of the conveyor 106.
  • the pressure compensation chamber 212 has a compensation air flow opening 214 to the environment for the compensation air flow.
  • the equalizing air flow opening 214 is connected to the environment through the housing 200 via a compensating airflow channel.
  • the compensating air flow channel extends in the installed position vertically through the housing 200.
  • the openings of the false air flow channel and the compensating air flow channel are protected by an upstream plate from contamination, for example by water and / or solids.
  • one of the housing parts has an annular groove around the metering device.
  • the groove is concentrically aligned with the metering device 104.
  • the groove is arranged in the region of the funnel-shaped end of the sand container 1 14.
  • a heating body 216 for the sanding device 100 is arranged in the groove.
  • the groove is interrupted by a wide ren housing part closed.
  • the radiator 216 has a heating element 218 and a heat transfer element 220.
  • the heating element 218 is a heating wire and configured to convert electrical energy into heat.
  • the heating wire 218 becomes hot when electric current flows through the heating wire 218.
  • the heat transfer element 220 is designed to transfer the heat from the heating element 218 to the housing 200 and to a drying air flow.
  • a first drying air flow channel connects a drying air flow connection on an outer surface of the housing 200 with a first side of the groove facing away from the sand container 1 14. From one, the sand container 1 14 facing the second side of the groove leads at least a second drying air flow channel approximately parallel to the container wall of the funnel-shaped end of the sand container 1 14 to at least one Trocknungs Kunststoffstromo réelle. As a result, the sand can not penetrate into the second drying air flow channel in the installed position against gravity.
  • the drying air flow opening is arranged at the lowest point of the sand container 1 14 in the mixing area.
  • the Trocknungs Kunststoffstromo réelle is arranged at a small distance from the first tube 204.
  • the second drying air flow channel is directed to the first tube 204.
  • the drying airflow When the drying airflow is provided over the drying airflow port, it flows through the first drying airflow channel to the heater 216.
  • the drying air flow to the heater 216 absorbs heat energy. From the heating body 216, the drying air flow flows through the second drying air flow channel to the drying air flow opening into the mixing area.
  • the drying air flow at least partially replaces the false air flow, which decreases accordingly to obtain balanced pressure ratios.
  • the warm drying air stream now heats and / or dries the metering device 104, the decoupling device 108 and consequently also the conveyor 106.
  • the drying air flow flows partly from the mixing area into the sand container 14, where it heats and / or dries the sand. As a result, the sand remains free-flowing and a safe operation of the sanding Device 100 is increased. Another part flows through the secondary air flow channel into the environment, wherein the secondary air flow channel is heated and / or dried.
  • a part may also flow through the first pipe 204 and further through the equalizing air flow opening 214 and through the second pipe 210 and the sanding hose, which are heated and / or dried by the drying air.
  • the heat transfer element 220 has an elastomeric body surrounding the heater wire 218.
  • the radiator 216 When not installed, the radiator 216 is narrower than the groove. In this case, the radiator 216 in the relaxed state to a greater height than the groove is deep. Due to the smaller width, as the groove of the radiator 216 can be easily inserted into the groove.
  • the elastomer When the housing parts are joined together, the elastomer is squeezed, whereby the height of the heater 216 adapts to the depth of the groove. In this case, the width of the radiator 216 increases, whereby the heat transfer element 220 gets in direct contact with the housing 200. Due to the direct contact, a good heat transfer from the heat transfer element 220 to the housing 200 is made possible.
  • the heater 216 When the heater 216 is in operation without providing the drying air flow, the heat energy is primarily transferred to the housing 200, which heats up.
  • the heat transfer element 220 has a structure for providing a heat transfer surface to the drying air stream and a contact surface to the housing 200.
  • the heat transfer surface and the contact surface are in a predetermined area ratio.
  • the heat transfer surface to the drying air stream is in a predetermined area ratio.
  • Drying air flow is formed by a helical, along a first side of the radiator 216 extending rib.
  • the rib is formed of the elastomer and abuts against a first side surface of the groove and thus seals adjacent turns of the resulting drying air flow channel from each other.
  • the drying air flow is spirally guided by the rib along the radiator 216, resulting in a long distance for receiving the heat energy.
  • a second side of the radiator 216 has a corrugated surface structure. The surface structure abuts against a second side surface of the groove. Due to the corrugated surface structure, the contact surface with the housing 200 is reduced with respect to a smooth surface.
  • the heat transfer surface is much larger than the contact surface to the different heat transfer coefficients from the radiator 216 to the drying air flow and the radiator 216 to the housing 200 to be considered.
  • the rib points in the direction of the metering device 104.
  • the corrugated surface faces away from the metering device 104.
  • the corrugated surface points in the direction of the metering device 104.
  • the rib points away from the metering device 104.
  • the elastomer is equipped with two fillers.
  • the first filler is designed to increase a thermal conductivity of the elastomer.
  • the second filler is designed to reduce the thermal conductivity of the elastomer.
  • the elastomer is equipped with the first filler, which is designed to increase the thermal conductivity of the elastomer.
  • the elastomer is provided with the second filler, which is designed to reduce the thermal conductivity of the elastomer.
  • the doser 104 consists of the main elements housing 200, ejector tube 204, scoop 206, false air feeds 208, of which only one is simplified, and an air connection and an integrated heating element 216 within a heating chamber, the associated oblique bores, of which simplified only one is shown, and the connection for the drying air flow.
  • the conveyor 106 consists of the main elements housing 200, pressure equalization chamber 212, equalizing airflow openings 214, of which only one is simplified, manifold, ejector tube 210, hose nozzle and an air connection.
  • the housing 200 of the doser 106 is connected to the reservoir 1 14 so that together with the hopper of the reservoir 1 14 can be completely emptied through the device 100 and a uniform sand flow is achieved.
  • the doser 104 is connected to the conveyor 106 via an interface between the lower end of the ejector tube 204 and the pressure compensation chamber 212.
  • the pressure compensation chamber 212 is formed below as a feed hopper so that the sand can not remain in the pressure compensation chamber 212.
  • the false airflow opening 208 and the equalizing airflow opening 214 are both protected from external contamination and from water ingress by their downwardly directed air channels and by a fender held by a spacer.
  • the Sandleitschlauch is connected via the hose nozzle with the device 100.
  • the stock 1 14 in-stock sand is prevented by the shape of the scoop 206 on autonomous emptying.
  • the oblique holes for the drying air flow and the secondary air flow prevent the sand from entering the air ducts and the heating chamber.
  • a negative pressure is produced by the ejector bores 202 in the upper part of the ejector tube 204 and, as a consequence, an air flow through the ejector tube 204.
  • the negative pressure and the air flow suck the sand and lift it over the potential barrier formed by the scoop 206 and the ejector tube 204.
  • a false air flow is sucked in through the bore.
  • the sand is dosed in the first two-phase flow as a function of the strength of the Dosierluftstroms and regardless of the tightness of the reservoir 1 14 and introduced into the pressure compensation chamber 212.
  • the sandblast In the pressure compensation chamber 212, the sandblast easily expands and the sand flows due to its inertia further into the manifold. Since the sand is slowed down only slightly, its kinetic energy can be used for its further promotion within the third two-phase flow. In this case, a compensation air flow is formed so that the pressure compensation chamber 212 has the ambient pressure, and thus avoids a retroactive effect on the amount of sand in the two-phase flows. Sand, which due to the stochastic behavior does not hit the elbow, gets through the feeding funnel also directed into the manifold. Very slight amounts of sand can escape directly into the bore of the equalizing air flow channel and continue unused without the risk of clogging the system.
  • a negative pressure and, as a consequence, an air flow through the ejector tube 210 are produced by the ejector bores 202 in the right-hand part of the ejector tube 210.
  • the thereby sucked false air is provided by a part of the compensation air flow, which flows through the bore 214.
  • the compensation air flow can flow into or out of the pressure compensation chamber 212 as a function of the operating point. The operating point depends on the metering air flow, the conveying air flow, the resistance of the sanding hose and / or the cross-section of the sand.
  • the equalizing air flow is a superposition of the air portion of the second two-phase flow with the additionally required or excessively present secondary air flow for the conveyor 106.
  • the airflow present in the ejector tube 210 further conveys the sand through the sand hose, which is connected to the ejector tube 210 via the nozzle Wheel and rail.
  • a device 100 for dosing and conveying sand 16 for sanding systems in rail vehicles is characterized in that the pneumatic dosing device 104 and the pneumatic conveyor 106 are decoupled by a pressure compensation chamber 212 with a connected equalizing air flow opening 214.
  • the doser 104 is realized by an ejector tube 204 with ejector bores 202.
  • the conveyor 106 is realized by an ejector tube 210 with ejector bores 202.
  • a heater 216 for heating the drying air flow and the housing 200 are present.
  • the radiator 216 has a helical structure, which leads the drying air from the drying air connection to the oblique holes within the heating chamber and thus emits the heat evenly to the drying air.
  • the heat transfer coefficients heating elements 216 on drying air and heating elements 216 on housing 200 are so different that the heat is optimally distributed to drying air and housing 200.
  • the different heat transfer coefficients are realized by different thermally conductive materials. In one embodiment, the different heat transfer coefficients are realized by different thermal surface contacts.
  • the slanted bores in the metered air blower housing 200 are arranged to fluidize the sand in this area.
  • FIG. 3 shows an illustration of a radiator 216 according to an embodiment of the present invention.
  • the radiator 216 substantially corresponds to the radiator in FIG. 2.
  • the radiator 216 is annularly closed as in FIG. 2.
  • the radiator 216 has a, deviating from the circular outer contour.
  • the radiator 216 has a polygonal outer contour.
  • the radiator 216 is designed as a hexagonal ring 300.
  • the hexagon has rounded edges.
  • the helical rib 302 is arranged with three complete turns, so that in the space between the turns of the spiral drying drying air flow channel is formed when the radiator 216 is arranged in a correspondingly shaped groove in the housing of the sanding device.
  • the rib 302 has a trapezoidal cross section.
  • the ring 300 has an end surface 304 and a bottom surface 306 which abut the housing when the heater 216 is inserted into the groove and the housing parts are connected to each other.
  • lines and / or connecting elements can be arranged in the housing without the To interrupt radiator.
  • FIG. 4 shows an illustration of a metering device 104 for a sanding device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the metering device 104 is arranged in the sanding device, as shown in FIG.
  • the metering device 104 is designed as an injector with an injector nozzle 400 for providing the metered air flow.
  • the injector is designed analogously to a jet pump.
  • the injector nozzle 400 is aligned coaxially with a capture nozzle 402 followed by a diffuser 404.
  • the catching nozzle narrows in a funnel shape up to a diffusor neck, where the catching nozzle has its smallest diameter. From there, the diameter gets bigger again.
  • the suction medium is the first two-phase flow of false air and sand during operation of the metering device 104.
  • the jet mixes in the capture nozzle 402 with the suction medium to the second two-phase flow.
  • the suction medium is entrained in the catching nozzle 402 and thereby accelerated.
  • the jet widens from the injector nozzle 400 and reaches approximately the diameter of the diffuser neck in the diffuser neck. In the diffuser neck, the second two-phase flow reaches its highest speed and the lowest pressure. From here the suction medium and the jet have the same pressure.
  • the second two-phase flow expands to the final diameter of the diffuser 404.
  • the second two-phase flow is decelerated and compressed again to the pressure prevailing at the final diameter. Since ambient pressure prevails in the decoupling device 108, a distinct negative pressure prevails in the diffuser neck, which attracts the first two-phase flow through access bores 406 out of the mixing region.
  • the injector nozzle 400 is here in the scoop 206 arranged.
  • the metering air flow channel is arranged in a wall of the scoop 206.
  • the access holes 406 are arranged obliquely in the wall.
  • the doser 104 shown in FIG. 4 substantially corresponds to the exemplary embodiment illustrated in FIG. 2.
  • the doser 104 is designed with a jet nozzle.
  • the metering device 104 differs in the elements injector nozzle 400 with diffuser 404, scoop 206 with oblique holes, of which only one is simplified, and the supply of the metered air flow from the illustration in FIG. 2.
  • the housing 200 is corresponding to the air guide with respect to FIG. 2 adapted. All other positions are identical to the positions of the embodiment in Fig. 2.
  • the doser 104 is realized by an injector nozzle 400 with diffuser 404.
  • FIG. 5 shows an illustration of a conveyor 106 for a sanding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the conveyor 106 is as shown in Fig. 2, arranged in the sander.
  • the conveyor 106 is designed as an injector with an injector nozzle 400 for providing the conveying air flow.
  • the function of the injector is as described in FIG. 4.
  • the suction medium is here the third two-phase flow described in FIG. By mixing with the conveying air flow, the fourth two-phase flow is created in the injector.
  • the injector nozzle 400 is designed here as a tube protruding horizontally into the manifold.
  • the conveying air flow channel extends in the extension of the injector 400 straight to the side surface of the housing 200th
  • the conveyor 106 shown in Fig. 5 corresponds substantially to the embodiment shown in Fig. 2.
  • the conveyor 106 is designed with a jet nozzle.
  • the conveyor 106 differs in the elements housing 200, Manifold and injector nozzle 400 with diffuser as shown in FIG. 2.
  • the conveyor 106 is realized by an injector nozzle 400 with a diffuser.
  • FIG. 6 shows an illustration of a decoupling device 108 and a conveying device 106 for a sanding device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the conveyor 106 and the decoupling device 108 are arranged in the sander, as shown in FIG.
  • the decoupling device 108 corresponds to the decoupling device in Fig. 2.
  • the conveyor 106 is designed as an air amplifier with an annular gap 600 for providing the conveying air flow.
  • the conveying air flow exits from the annular gap 600 at almost the speed of sound.
  • the conveying air flow extends from the annular gap due to a geometry of the nozzle 602 along a wall of the nozzle 602 and thereby expands increasingly.
  • the suction medium here the third two-phase flow, entrained and accelerated, whereby the negative pressure is created, which sucks the third two-phase flow.
  • the conveying air flow mixes with the third two-phase flow to the fourth two-phase flow.
  • the metering device comprises an air amplifier, as shown in Fig. 6, on.
  • the conveyor 106 shown in Fig. 6 has an air amplifier.
  • the conveyor 106 differs in the elements housing 200 and the air amplifier nozzle 602.
  • the conveyor 106 is realized by an air amplifier. Functionally arises as a difference compared to the embodiments shown in Figures 2 and 4, that created by the simultaneous with the Dosierluftstrom applying a flow of air to the supply a negative pressure to the right of the air amplifier nozzle, which generates an air flow in a row, which sucks the sand and on transported through the nozzle 602.
  • FIG. 7 shows an illustration of a conveying device 106 for a sanding device according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • the conveyor 106 has a Venturi nozzle with at least one take-off tube 700 for supplying the amount of sand.
  • the Venturi nozzle consists of a nozzle 702 and a downstream diffuser 704.
  • the nozzle 702 accelerates the conveying air flow. The pressure in the conveying air flow drops.
  • the take-off tube 700 is arranged. Due to the negative pressure, the suction medium is sucked in and torn into the diffuser 704.
  • the diffuser 704 opens into the nozzle for the Sandleitschlauch.
  • the take-off tube 700 is connected directly to the decoupling device 108.
  • the conveyor 106 shown in Fig. 7 has a venturi tube.
  • the conveyor 106 differs in the elements housing 200 and the Venturi tube, consisting inter alia of the feed 700 and the diffuser 704.
  • the conveyor 106 is realized by a Venturi tube 602.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Heizkörper (216) für eine Sandungsvorrichtung (100), wobei der Heizkörper (216) ein Heizelement (218) und ein Wärmeübertragungselement (220) aufweist. Das Heizelement (218) ist dazu ausgebildet, elektrische Energie in Wärme umzuwandeln. Das Wärmeübertragungselement (220) ist dazu ausgebildet, die Wärme von dem Heizelement (218) an ein Gehäuse (200) der Sandungsvorrichtung (100) und einen Trocknungsluftstrom zu übertragen.

Description

Heizkörper für eine Sandungsvorrichtung und Sandungsvorrichtung für ein Schienenfahrzeug
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Heizkörper für eine Sandungsvorrichtung und eine Sandungsvorrichtung für ein Schienenfahrzeug.
Sand zum Erhöhen eines Reibungsbeiwerts zwischen Rad und Schiene bei einem Schienenfahrzeug kann durch einen Luftstrom in einem Schlauch oder einem Rohr transportiert werden.
Die EP231 1653 beschreibt eine Sandaustragungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen verbesserten Heizkörper für eine Sandungsvorrichtung und eine verbesserte Sandungsvorrichtung für ein Schienenfahrzeug zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch einen Heizkörper für eine Sandungsvorrichtung und eine Sandungsvorrichtung für ein Schienenfahrzeug gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Bei einer druckluftbetriebenen Sandungsvorrichtung wird in Druckluft enthaltene Energie verwendet, um Sand zu dosieren und fördern. Dabei wird die Druckluft entspannt. Beim Entspannen der Druckluft kühlt sich die Druckluft ab. Unter bestimmten Umweltbedingungen kann in der Druckluft enthaltene Feuchtigkeit durch das Abkühlen auskondensieren oder gefrieren.
Ein Sandvorrat in einem Sandbehälter, ein Sandbehälter und/oder eine Sandungsvorrichtung können unter bestimmten klimatischen Umständen feucht werden. Diese Umstände können eintreten, wenn die Temperatur des Sandbehälters, des Sandvorrates und/oder der Sandungsvorrichtung den Taupunkt unterschreitet. Der Sandvorrat und/oder Teile der Sandungsvorrichtung - wie z.B. Düsen - können einfrieren, wenn die Temperatur unter den Gefrierpunkt fällt und bereits Feuchte kondensiert ist. Um bei verschiedenen klimatischen Bedingungen ein sicheres Dosieren und ein sicheres Fördern zu gewährleisten, kann die Sandungsvorrichtung geheizt werden. Dabei kann ein Gehäuse der Sandungsvorrichtung und alternativ oder ergänzend eine, durch die Sandungsvorrichtung strömende Luft erwärmt werden. Ein Heizkörper für eine Sandungsvorrichtung umfasst die folgenden Merkmale: ein Heizelement, das dazu ausgebildet ist, elektrische Energie in Wärme umzuwandeln; und ein Wärmeübertragungselement, das dazu ausgebildet ist, die Wärme von dem Heizelement an ein Gehäuse der Sandungsvorrichtung und einen Trocknungsluftstrom zu übertragen.
Eine Sandungsvorrichtung für ein Schienenfahrzeug umfasst die folgenden Merkmale: eine Dosiereinrichtung zum pneumatischen Dosieren einer gewünschten Sandmenge unter Verwendung eines Dosierluftstroms; eine Fördereinrichtung zum pneumatischen Fördern der Sandmenge zu zumindest einer Streustelle unter Verwendung eines Förderluftstroms; eine Entkopplungseinrichtung zum pneumatischen Entkoppeln der Dosiereinrichtung und der Fördereinrichtung, wobei die Entkopplungseinrichtung dazu ausgebildet ist, einen Ausgleichsluftstrom zum Ausgleichen eines Unterschieds zwischen einem Ausgangsluft- ström der Dosiereinrichtung und einem Eingangsluftstrom der Fördereinrichtung bereitzustellen; und einen Heizkörper gemäß einer hier vorgestellten Variante, der in einem Gehäuse der Sandungsvorrichtung angeordnet ist. Unter einer Sandungsvorrichtung kann ein Gerät zum Bereitstellen von Sand im Bereich zumindest einer Kontaktstelle zwischen einem Rad des Schienenfahrzeugs und der Schiene verstanden werden. Der Bereich der Kontaktstelle kann als Streustelle bezeichnet werden. Ein Dosierluftstrom kann eine notwendige Energie zum Dosieren der Sand- menge bereitstellen. Der Dosierluftstrom kann als komprimierte Luft bereitgestellt werden. Der Dosierluftstrom kann mit einem hohen Druckniveau bereitgestellt werden. Der Dosierluftstrom kann eine mengenmäßig größere Luftmenge und die Sandmenge auf einem niedrigen Druckniveau durch die Dosiereinrichtung reißen. Ein Förderluftstrom kann eine notwendige Energie zum Fördern der Sandmenge zu der Streustelle bereitstellen. Der Förderluftstrom kann als komprimierte Luft bereitgestellt werden. Der Förderluftstrom kann mit einem hohen Druckniveau bereitgestellt werden. Der Förderluftstrom kann eine mengenmäßig größere Luftmenge und die Sandmenge auf einem niedrigen Druckniveau durch die Fördereinrichtung reißen. Ein Ausgangsluftstrom der Dosiereinrichtung kann ein kombinierter Luftstrom aus dem Dosierluftstrom und einer durch die Dosiereinrich- tung mitgerissenen Luft sein. Ein Eingangsluftstrom der Fördereinrichtung kann ein durch den Förderluftstrom durch die Fördereinrichtung mitgerissener Luftstrom sein. Beim Übergang von dem hohen Druckniveau auf das niedrige Druckniveau kann sich die Druckluft abkühlen. Der Heizkörper kann warme Luft bereitstellen, die die Abkühlung kompensieren kann. Durch den Heizkörper kann ferner der Sand in dem Sandbehälter getrocknet werden. Weiterhin kann die Sandungsvorrichtung direkt erwärmt werden, um beispielsweise ein Vereisen zu verhindern.
Das Wärmeübertragungselement kann eine Struktur zum Bereitstellen einer Wärmeübergangsfläche zum Trocknungsluftstrom und eine Kontaktfläche zu dem Gehäuse aufweisen, wobei die Wärmeübergangsfläche und die Kontaktfläche in einem vorbestimmten Flächenverhältnis stehen. Die Struktur kann als zumindest eine Rippe ausgebildet sein und eine große Wärmeübergangsfläche bereitstellen. Die Kontaktfläche kann eben sein. Durch die Struktur kann die Trocknungsluft effektiv erwärmt werden. Die Rippe kann als Helix ausgebildet sein, durch die der Trocknungsluftstrom strömt.
Durch die Helix kann der Trocknungsluftstrom länger Kontakt mit der Wärmeübergangsfläche haben. Das Wärmeübertragungselement kann einen Grundkörper aus einem Elastomer aufweisen, der das Heizelement umschließt. Ein Elastomer ist dauerelastisch und passt sich an die Nut an. Das Elastomer kann mit zumindest einem Füllstoff ausgerüstet sein, wobei der Füllstoff dazu ausgebildet ist, eine Wärmeleitfähigkeit des Elastomers zu verändern, insbesondere zu erhöhen oder zu verringern. Der Füllstoff kann wärmeleitende Eigenschaften aufweisen. Der Füllstoff kann wärmeisolierende Eigenschaften aufweisen. Durch den Füllstoff kann das Elastomer an verschiedene Erfordernisse angepasst werden.
Das Elastomer kann an einer Wärmeübergangsfläche zum Trocknungsluftstrom mit einem Füllstoff ausgerüstet sein, der dazu ausgebildet ist, die Wärmeleitfähigkeit des Elastomers zu erhöhen. Alternativ oder ergänzend kann das Elastomer an einer Kontaktfläche zu dem Gehäuse mit einem Füllstoff ausgerüstet sein, der dazu ausgebildet ist, die Wärmeleitfähigkeit des Elastomers zu verringern. Dadurch kann eine Wärmeverteilung zwischen dem Gehäuse und der Trocknungsluft zugunsten der Trocknungsluft verschoben werden.
Das Elastomer kann an der Wärmeübergangsfläche zum Trocknungsluftstrom eine he- lixformige Struktur zum Vergrößern der Wärmeübergangsfläche aufweisen. Die Struktur kann dazu ausgebildet sein, den Trocknungsluftstrom zu führen und eine Verweildauer des Trocknungsluftstroms an der Wärmeübertragungsfläche zu vergrößern. Somit kann eine über das Heizelement gleichförmige Wärmeabgabe ermöglicht werden. Das Gehäuse kann mehrteilig ausgeführt sein, wobei in einem ersten Gehäuseteil eine um die Dosiereinrichtung umlaufende Nut angeordnet ist, in der der Heizkörper angeordnet ist. Die Nut kann durch einen zweiten Gehäuseteil verschlossen sein. In der Nut ist der Heizkörper gut geschützt. Die Nut kann einen polygonalen Verlauf aufweisen. Die Nut kann einen sechseckigen Verlauf aufweisen. Durch die Polygonalität kann der Verlauf der Nut beabstandet zu anderen Bauelementen angeordnet sein. Beispielsweise kann die Nut so beabstandet zu Verbindungselementen, wie Schrauben oder Kanälen verlaufen. Die Nut kann eine Tiefe aufweisen und der Heizkörper kann in entspanntem Zustand eine Höhe aufweisen, wobei die Höhe größer ist, als die Tiefe, und der Heizkörper in eingebautem Zustand von dem zweiten Gehäuseteil gequetscht ist. Durch die Quetschung kann eine gute Abdichtung gegen das Gehäuse und/oder eine gute Wärmeübertragung zu dem Gehäuse erreicht werden.
Die Entkopplungseinrichtung kann eine Druckausgleichskammer zum Koppeln des Ausgleichsluftstroms aufweisen. Die Druckausgleichskammer kann in einer Verbindungsleitung zwischen der Dosiereinrichtung und der Fördereinrichtung angeordnet sein. Die Druckausgleichskammer kann ein Hohlraum sein, in den die vom Dosierluftstrom mitgerissene Luft und der Sand eingebracht werden. Der kann Sand aufgrund seiner kinetischen Energie näherungsweise geradlinig durch die Druckausgleichskammer transportiert werden, während die Luft den in der Druckausgleichskammer herrschenden Umgebungsdruck annimmt. Sand und Luft aus der Druckausgleichskammer können von der Fördereinrichtung unter Verwendung des Förderluftstroms angesaugt werden.
Die Entkopplungseinrichtung kann einen, zu der Fördereinrichtung hin schräg ausgeführten Boden zum Verhindern von Sandablagerungen in der Entkopplungseinrichtung aufweisen. Durch den schrägen Boden entsteht ein Trichtereffekt, der in Einbaulage die Gravitation zum Transport des Sands zu der Fördereinrichtung nutzt.
Die Entkopplungseinrichtung kann für den Ausgleichsluftstrom zumindest eine Ausgleichsluftstromoffnung zu einer Umgebung aufweisen. Eine Ausgleichsluftstromoffnung kann eine Mündung eines Ausgleichsluftstromkanals sein. Der Ausgleichsluftstromkanal kann den Ausgleichsluftstrom von oder zu der Entkopplungseinrichtung leiten.
Die Dosiereinrichtung und alternativ oder ergänzend die Fördereinrichtung kann einen Ejektor mit zumindest einer Ejektorbohrung zum Bereitstellen des Dosierluftstroms und alternativ oder ergänzend des Förderluftstroms aufweisen. Ein Ejektor kann eine Düse sein, zu deren Achse die Ejektorbohrung schräg angeordnet ist. Die Düse kann eine geringe oder keine Querschnittsverjüngung aufweisen. Dabei definiert die Richtung der Schräge projiziert auf die Düse eine Förderrichtung des Ejektors.
Die Dosiereinrichtung und alternativ oder ergänzend die Fördereinrichtung kann einen Injektor mit zumindest einer Injektordüse zum Bereitstellen des Dosierluftstroms und al- ternativ oder ergänzend des Förderluftstroms aufweisen. Ein Injektor kann eine Düse mit einer ausgeprägten Querschnittsverjüngung sein. Die Querschnittsverjüngung bildet dabei bis zu der Querschnittsverjüngung eine trichterförmige Fangdüse und anschließend an die Querschnittsverjüngung einen Diffusor aus. An der engsten Stelle der Quer- schnittsverjüngung befindet sich ein Diffusorhals. Die Injektordüse ist auf die Querschnittsverjüngung ausgerichtet und der Dosierluftstrom oder der Förderluftstrom reißen in der Fangdüse Luft und Sand mit. Der Injektor weist einen hohen Wirkungsgrad auf. Der Injektor ist wenig anfällig für Verschmutzungen. Die Dosiereinrichtung und alternativ oder ergänzend die Fördereinrichtung kann einen Luftverstärker mit zumindest einem Ringspalt zum Bereitstellen des Dosierluftstroms und alternativ oder ergänzend des Förderluftstroms aufweisen. Ein Luftverstärker kann eine Düse mit einer strömungsoptimierten Querschnittsverjüngung sein. Der Ringspalt ist in Förderrichtung vor der Querschnittsverjüngung angeordnet und ist dazu ausgebildet, ei- ne näherungsweise laminare Strömung an der Wand der Düse entlang bereitzustellen. Die laminare Strömung reißt Luft und Sand durch die Düse. Durch die laminare Strömung wird der Sand nur geringfügig verwirbelt und tritt als gerichteter Strahl aus dem Luftverstärker aus. Die Dosiereinrichtung und alternativ oder ergänzend die Fördereinrichtung kann eine Venturidüse mit zumindest einem Abnahmerohr zum Zuführen der Sandmenge aufweisen. Die Venturidüse kann in Einbaulage horizontal ausgerichtet sein. Durch eine Venturidüse kann der Sand unter Verwendung des Dosierluftstroms oder des Förderluftstroms seitlich abgelenkt werden. Dadurch kann auf einen Krümmer verzichtet werden.
Die Dosiereinrichtung kann zumindest eine Falschluftstromöffnung zu einer Umgebung aufweisen. Die Falschluftstromöffnung kann benachbart zu einer Einlassöffnung der Dosiereinrichtung angeordnet sein. Die Falschluftstromöffnung kann dazu ausgebildet sein, einen Falschluftstrom zum Fluidisieren von Sand im Bereich der Einlassöffnung bereit- zustellen, wenn der Dosierluftstrom durch die Dosiereinrichtung strömt. Ein Falschluftstrom kann die von dem Dosierluftstrom durch die Dosiereinrichtung mitgerissene Luft sein. Die Falschluftstromöffnung kann die Mündung eines Falschluftstromkanals sein. Durch die Falschluftstromöffnung kann der Falschluftstrom mit geringem Widerstand angesaugt werden. Dann kann der Sandbehälter gedichtet ausgeführt werden. Die Falschluftstromöffnung kann schräg angeordnet sein. Die Falschluftöffnung kann durch ein poröses Medium verschlossen sein. Das poröse Medium kann ein Sintermaterial sein. Die Falschluftstromöffnung kann im Bereich der Einlassöffnung als Schrägbohrung ausgeführt sein. Durch die Schrägbohrung wird ein Eindringen von Sand verhindert.
Die Dosiereinrichtung kann eine Hutze über einer Einlassöffnung aufweisen. Die Hutze kann dazu ausgebildet sein, in Abwesenheit des Dosierluftstroms ein Eindringen von Sand in die Dosiereinrichtung zu verhindern. Eine Hutze kann eine Abdeckung sein. Die Hutze kann einen Spalt oder einen Kanal ausbilden, durch den die mitgerissene Luft und der mitgerissenen Sand angesaugt werden kann. Durch die Hutze kann der Sand in dem Sandbehälter sicher gelagert werden. Die Dosiereinrichtung kann einen Aufgabetrichter aufweisen, durch den der Sandbehälter durch die Dosiereinrichtung restlos entleerbar ist. Durch den Trichter wird der Sand durch die Schwerkraft zu der Dosiereinrichtung transportiert.
Die Dosiereinrichtung kann Bohrungen aufweisen, die einen Trocknungsluftstrom in den Sandbehälter leiten. Die Bohrungen können schräg nach unten ausgebildet sein. Durch die Schräge wird ein Eindringen von Sand in die Bohrungen verhindert.
Die Dosiereinrichtung kann eine durch ein poröses Element verschlossene Öffnung aufweisen. Das poröse Element kann eine Sinterplatte sein. Die Trocknungsluft kann durch das poröse Element in den Sandbehälter geleitet werden
Der Trocknungsluft kann erwärmt und/oder getrocknet.
Der Sandvorrat im Sandbehälter kann durch den Trocknungsluftstrom getrocknet wer- den.
Im Aufgabetrichter können Bohrungen für den Trocknungsluftstrom als Schrägbohrungen ausgeführt sein. Durch die Schrägbohrungen kann kein Sand in die Bohrungen eindringen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Sandungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Darstellung einer Sandungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine Darstellung eines Heizkörpers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 eine Darstellung einer Dosiereinrichtung für eine Sandungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine Darstellung einer Fördereinrichtung für eine Sandungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 eine Darstellung einer Entkopplungseinrichtung und einer Fördereinrichtung für eine Sandungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 7 eine Darstellung einer Fördereinrichtung für eine Sandungsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Zeichnungen dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Sandungsvorrichtung 100 für ein Schienenfahrzeug 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Sandungsvorrichtung 100 weist eine Dosiereinrichtung 104, eine Fördereinrichtung 106 und eine Entkopplungseinrichtung 108 auf. Die Sandungsvorrichtung 100 ist eine Komponente des Schienenfahrzeugs 102. Die Dosiereinrichtung 104 ist dazu ausgebildet, eine gewünsch- te Sandmenge pneumatisch zu dosieren. Dazu verwendet die Dosiereinrichtung 104 einen Dosierluftstrom 1 10. Wenn der Dosierluftstrom 1 10 durch die Dosiereinrichtung 104 strömt, wird ein Falschluftstrom 1 12 durch einen resultierenden Unterdruck in der Dosiereinrichtung 104 mitgerissen. Der Falschluftstrom 1 12 ist von dem Dosierluftstrom 1 10 abhängig. Je größer der Dosierluftstrom 1 10 ist, umso größer ist der Falschluftstrom 1 12. Der Falschluftstrom 1 12 durchströmt einen Sandbehälter 1 14 mit Sand 1 16, wo durch den Falschluftstrom 1 12 der Sand 1 16 zumindest partiell fluidisiert wird und die Sandmenge mitgerissen wird. Die Sandmenge vermischt sich mit dem Falschluftstrom 1 12 zu einer ersten Zweiphasenströmung 1 18 aus Sand 1 16 und Luft. Die erste Zweiphasen- Strömung 1 18 umfasst mit dem Falschluftstrom 1 12 einen Eingangsluftstrom der Dosiereinrichtung 104. Die erste Zweiphasenströmung 1 18 vermischt sich wiederum in der Dosiereinrichtung 104 mit dem Dosierluftstrom 1 10 zu einer zweiten Zweiphasenströmung 120. Die zweite Zweiphasenströmung 120 umfasst mit dem Falschluftstrom 1 12 und dem Dosierluftstrom 1 10 einen Ausgangsluftstrom 122 der Dosiereinrichtung. Der Ausgangs- luftstrom 122 transportiert die dosierte Sandmenge zu der Fördereinrichtung 106. Die Fördereinrichtung 106 ist dazu ausgebildet, die Sandmenge unter Verwendung eines Förderluftstroms 124 pneumatisch zu zumindest einer Streustelle 126 zu fördern. Die Streustelle 126 befindet sich an einem Rad 128 des Schienenfahrzeugs 102. Die Streustelle 126 ist über einen Sandleitschlauch mit der Sandungsvorrichtung 100 verbunden. Der Sand 1 16 dient zum Erhöhen der Reibung zwischen dem Rad 128 und der Schiene 130. Wenn der Förderluftstrom 124 durch die Fördereinrichtung 106 strömt, wird eine dritte Zweiphasenströmung 132 aus Sand 1 16 und Luft bzw. ein Eingangsluftstrom 134 der Fördereinrichtung 106 durch einen resultierenden Unterdruck in der Fördereinrichtung 106 mitgerissen. Der Eingangsluftstrom 134 ist vom Förderluftstrom 124 abhängig. Je größer der Förderluftstrom 124 ist, umso größer ist der Eingangsluftstrom 134. Der
Eingangsluftstrom 134 und der Förderluftstrom 124 vermischen sich in der Fördereinrichtung 106 zu einem Ausgangsluftstrom der Fördereirichtung 106. Der Ausgangsluftstrom der Fördereirichtung 106 ist eine vierte Zweiphasenströmung 136 aus Sand 1 16 und Luft. Der Ausgangsluftstrom transportiert die Sandmenge zu der Streustelle 126.
Der Ausgangsluftstrom 122 der Dosiereinrichtung 104 ist abhängig von dem Dosierluftstrom 1 10. Der Eingangsluftstrom 134 der Fördereinrichtung 106 ist abhängig von dem Förderluftstrom 124. Der Ausgangsluftstrom 122 und der Eingangsluftstrom 134 können einen Unterschied aufweisen, während die Sandmenge gleich ist. Die Entkopplungsein- richtung 108 ist dazu ausgebildet, den Unterschied zwischen dem Ausgangsluftstrom 122 der Dosiereinrichtung und dem Eingangsluftstrom 134 der Fördereinrichtung pneumatisch auszugleichen. Dazu stellt die Entkopplungseinrichtung 108 einen Ausgleichsluftstrom 138 zum Ausgleichen des Unterschieds bereit. Damit entkoppelt die Entkopplungseinrichtung 108 die Dosiereinrichtung 104 von der Fördereinrichtung 106.
In Fig. 1 ist eine pneumatische Sanddosier- und -förderanlage 100 dargestellt. Um den Haftbeiwert zwischen Rad 128 und Schiene 130 bei Schienenfahrzeugen 102 zu verbessern, ist es unter bestimmten Umständen notwendig, Sand 1 16 zwischen Rad 128 und Schiene 130 zu streuen. Zu diesem Zweck werden Sandstreuanlagen 100 vor aus- gewählten Rädern 128 der Schienenfahrzeuge 102 eingebaut. Die Sandstreuanlagen 102 bestehen aus den Hauptkomponenten Vorratsbehälter 1 14, Dosierer 104, Förderer 106 und Sandleitschlauch. Entsprechend der jeweiligen Einbausituation am Fahrzeug 102 kann der Verlauf des Sandleitschlauches sehr unterschiedlich sein. Somit ergeben sich auch unterschiedliche pneumatische Widerstände, welche die Zweiphasenströmung Sand-Luft im Sandleitschlauch erfährt und welche unterschiedliche Druckabfälle im Sandleitschlauch zwischen dessen Anfang und Ende bewirken. Dieser Druckabfall hat eine Rückwirkung auf die Funktion des Förderers 106. Die betroffenen Funktionen des Förderers 106 sind erreichbare Sandfördergeschwindigkeit und maximal möglicher Sanddurchsatz. Wird ein pneumatischer Förderer 106 gleichzeitig als pneumatischer Dosierer 104 eingesetzt oder sind ein pneumatischer Förderer 106 und ein pneumatischer Dosierer 106 hintereinander angebracht, dann hat die Rückwirkung des Druckabfalles im Sandleitschlauch auch eine Rückwirkung auf den Dosierer 104 und somit auf die Sandfördermenge. Durch den hier vorgestellten Ansatz wird diese Rückwirkung auf die Sandfördermenge minimiert und im Idealfall eliminiert. Dabei wird möglichst wenig Verschleiß durch den stark abrasiven Sand zugelassen.
Dosierer 104 und Förderer 106 können derart getrennt werden, dass diese Rückwirkung durch Verwendung unterschiedlicher Wirkprinzipien für Dosierer 104 und Förderer 106 vermieden wird. Dabei können beispielsweise mechanische Kolbendosierer mit pneumatischen Strahldüsenförderern 106 kombiniert werden. Ebenfalls können mechanische Zellradschleusendosierer mit pneumatischen Förderern 106 kombiniert werden. Aufgrund der Verwendung mechanisch beweglicher Teile, wie Kolben und Zellräder für den Dosierer ist die Abrasion zwischen dem mechanisch bewegten Teil und dem Sand sehr hoch.
Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung 100 vorgestellt, bei welchen ein pneuma- tischer Dosierer 104 und ein pneumatischer Förderer 106 wirkungsvoll pneumatisch entkoppelt sind und somit eine Rückwirkung auf die Sandfördermenge minimiert oder eliminiert werden kann. Dabei repräsentiert die Zweiphasenströmung 1 18 die Sandfördermenge. Die Entkopplung wird dadurch erreicht, dass die Zweiphasenströmungen 120, 134 innerhalb einer Druckausgleichskammer durch eine Ausgleichsluftstromöffnung zur Umgebungsluft auf Umgebungsdruck gebracht werden. Die Ausgleichsluftstromöffnung ermöglicht somit einen Ausgleichsluftstrom 138, der aus der Differenz des Luftanteils 122 der Zweiphasenströmung 120, welcher sich aus der Summe von Dosierluftstrom 1 10 und Falschluftstrom 1 12 zusammensetzt, und dem Luftanteil 134 der Zweiphasenstromung 132 besteht.
Somit kann die Zweiphasenströmung 136 ohne Beeinflussung der die Sandfördermenge repräsentierenden Zweiphasenströmung 1 18 durch die Förderluft 124 eingestellt oder durch Veränderung des Verlaufes des Sandleitschlauches beeinflusst werden. Dadurch ergibt sich eine rein pneumatische Dosier- und Förderanlage 100, die keine bewegten Teile innerhalb der Dosier- und Förderanlage 100 aufweist. Trotz der Verwendung der rein pneumatischen Dosier- und Förderanlage 100 ergibt sich eine Entkopplung von Dosierer 104 und Förderer 106. Weiterhin ergibt sich die Möglichkeit des Ausblasens des Sandleitschlauches von Restsand unabhängig von der Aktivierung der Dosie- rung. Zusätzlich sind die Dosierung und Förderung von der Dichtheit des Vorratsbehälters 1 14 unabhängig.
Fig. 2 zeigt eine Darstellung einer Sandungsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Sandungsvorrichtung 100 entspricht im Wesent- liehen der Sandungsvorrichtung in Fig. 1 . Die Sandungsvorrichtung 100 ist hier in einer Einbaulage dargestellt, sodass der Sand aus dem Sandbehälter 1 14 durch die Gravitation zu der Dosiereinrichtung 104 fließt. Die Sandungsvorrichtung 100 weist hier ein mehrteiliges Gehäuse 200 auf, das die Dosiereinrichtung 104, die Fördereinrichtung 106 und die Entkopplungseinrichtung 108 umschließt. An das Gehäuse 200 angeflanscht ist der Sandbehälter 1 14. Der Sandbehälter 1 14 ist an einem, der Sandungsvorrichtung 100 zugewandten Ende, als Trichter ausgeformt. An einem zulaufenden Ende des Trichters ist die Dosiereinrichtung 104 angeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Dosiereinrichtung 104 und die Fördereinrichtung 106 als Ejektoren mit zumindest je zwei Ejektorbohrungen 202 zum Bereitstellen des Dosierluftstroms bzw. des Förderluft- stroms ausgebildet. Die Ejektoren weisen eine konstruktiv festgelegte Förderrichtung auf. Die Ejektoren weisen je eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung auf. Die Förderrichtung des Ejektors der Dosiereinrichtung 104 ist von dem Sandbehälter 1 14 zu der Fördereinrichtung 106 ausgerichtet. Die Förderrichtung des Ejektors der Fördereinrichtung 106 weist von der Dosiereinrichtung 104 zu dem Sandleitschlauch.
Der Ejektor der Dosiereinrichtung 104 ist als in der Einbaulage vertikal ausgerichtetes erstes Rohr 204 ausgebildet. Das erste Rohr 204 ist in das Gehäuse 200 eingesetzt. Das erste Rohr 204 ragt in den Sandbehälter 1 14 hinein. Damit ist die Einlassöffnung der Dosiereinrichtung 104 in der Einbaulage höher angeordnet, als ein tiefster Punkt des Sandbehälters 1 14. An einer Austrittsstelle aus dem Gehäuse 200 weist das Rohr 204 eine konische Verjüngung auf. Ein Außendurchmesser des Rohrs 204 ist im Bereich des Sandbehälters 1 14 geringer, als im Gehäuse 200. Ein Innendurchmesser des Rohrs 204 ist konstant. Die Ejektorbohrungen 202 sind schräg zu einer Mittelachse des Rohrs 204 in einem Mantel des Rohrs 204 angeordnet. Die Ejektorbohrungen 202 weisen in die Förderrichtung. Die Ejektorbohrungen sind über einen ringförmig um das erste Rohr 204 verlaufenden Dosierluftstromkanal miteinander verbunden. Der Dosierluftstromkanal ist hier in dem Mantel angeordnet. Der Dosierluftstromkanal ist mit einem Dosierluftstrom- anschluss für den Dosierluftstrom verbunden. Der Dosierluftstromanschluss ist an einer Außenfläche des Gehäuses 200 angeordnet. Im Betrieb wird der Dosierluftstrom von dem Dosierluftstromanschluss in den Dosierluftstromkanal gepresst. In dem Dosierluftstromkanal verteilt sich der Dosierluftstrom gleichmäßig auf die Ejektorbohrungen 202. Der Dosierluftstrom strömt durch die Ejektorbohrungen 202 in das erste Rohr 204 und reißt die Falschluft in der Förderrichtung mit. Die Dosiereinrichtung 104 weist eine Hutze 206 über der Einlassöffnung auf. Die Hutze 206 ist dazu ausgebildet, in Abwesenheit des Dosierluftstroms ein Eindringen von Sand in die Dosiereinrichtung 104 zu verhindern. Zwischen der Hutze 206 und dem dünneren Teil des ersten Rohrs 204 ist ein ringförmiger Spalt ausgebildet, durch den der Falschluftstrom im Betrieb den Sand entgegen der Gravitation in die Dosiereinrichtung 104 befördert. Die Dosiereinrichtung 104 weist zumindest eine Falschluftstromöffnung 208 zur Umgebung auf. Die Falschluftstromöff- nung 208 ist benachbart zu der Einlassöffnung der Dosiereinrichtung 104 angeordnet. Die Falschluftstromöffnung 208 ist dazu ausgebildet, den Falschluftstrom zum Fluidisie- ren von Sand im Bereich der Einlassöffnung bereitzustellen, wenn der Dosierluftstrom durch die Dosiereinrichtung 104 strömt. Zu der Falschluftstromöffnung 208 führt ein Falschluftstromkanal durch das Gehäuse 200. Der Falschluftstromkanal verläuft in Ein- baulage senkrecht durch das Gehäuse 200. Im Bereich des Sandbehälters 1 14 weist der Falschluftstromkanal einen Knick auf und verläuft ab da näherungsweise parallel zu einer Behälterwand des trichterförmigen Endes des Sandbehälters 1 14. Dadurch kann der Sand in Einbaulage nicht entgegen der Gravitation in den Falschluftstromkanal eindringen. Die Falschluftstromöffnung 208 ist am tiefsten Punkt des Sandbehälters 1 14 ange- ordnet. Die Falschluftstromöffnung 208 ist in geringem Abstand zu dem ersten Rohr 204 angeordnet. Der Falschluftstromkanal ist auf das erste Rohr 204 gerichtet. Zwischen der Falschluftstromöffnung 208 und dem Spalt zwischen der Hutze 206 und dem ersten Rohr 204 ist ein Misch bereich angeordnet, in dem sich der Sand mit dem Falschluftstrom zu einer ersten Zweiphasenströmung vermischt bzw. fluidisiert wird, wenn die Falschluft von der Falschluftstromöffnung 208 in den Spalt strömt. Durch die Trichterform des
Sandbehälters 1 14 kann der Sand aus dem Behälter durch die Gravitation in den Mischbereich nachrutschen. Die erste Zweiphasenströmung wird durch die Dosiereinrichtung 104 transportiert und vermischt sich in der Dosiereinrichtung 104 mit dem Dosierluftstrom zu einer zweiten Zweiphasenströmung. Zwischen der Dosiereinrichtung 104 und der Fördereinrichtung 106 ist ein Krümmer angeordnet, um die Zweiphasenströmung vor der Fördereinrichtung 106 um 90 Grad seitlich abzulenken.
Der Ejektor der Fördereinrichtung 106 ist als in Einbaulage horizontal ausgerichtetes zweites Rohr 210 ausgebildet. Das zweite Rohr 210 ist in das Gehäuse 200 eingesetzt. Die Ejektorbohrungen 202 sind wie bei der Dosiereinrichtung 104 schräg zu einer Mittelachse des Rohrs 210 in einem Mantel des Rohrs 210 angeordnet. Die Ejektorbohrungen 202 weisen in die Förderrichtung. Die Ejektorbohrungen sind über einen ringförmig um das zweite Rohr 210 verlaufenden Förderluftstromkanal miteinander verbunden. Der Förderluftstromkanal ist hier in dem Mantel angeordnet. Der Förderluftstromkanal ist mit einem Förderluftstromanschluss für den Förderluftstrom verbunden. Der Förderluftstrom- anschluss ist an einer Außenfläche des Gehäuses 200 angeordnet. Im Betrieb wird der Förderluftstrom von dem Förderluftstromanschluss in den Förderluftstromkanal gepresst. In dem Förderluftstromkanal verteilt sich der Förderluftstrom gleichmäßig auf die Ejektorbohrungen 202. Der Förderluftstrom strömt durch die Ejektorbohrungen 202 und reißt im zweiten Rohr 210 eine dritte Zweiphasenströmung aus dem mitgerissenen Sand von der Dosiereinrichtung 104 und Luft in der Förderrichtung in den Sandleitschlauch mit. In dem zweiten Rohr 210 vermischt sich der Förderluftstrom mit der dritten Zweiphasenstromung zu einer vierten Zweiphasenströmung. Das zweite Rohr 210 weist einen größeren Innendurchmesser auf, als das erste Rohr 204. Anschließend an das zweite Rohr 210 weist die Fördereinrichtung 106 einen Anschlussflansch für den Sandleitschlauch auf, der über die Außenfläche des Gehäuses 200 übersteht.
Zwischen der Dosiereinrichtung 104 und der Fördereinrichtung 106 ist die Entkopplungseinrichtung 108 angeordnet. Die Entkopplungseinrichtung 108 weist eine Druck- ausgleichskammer 212 zum Koppeln des Ausgleichsluftstroms auf. Die Druckausgleichskammer 212 ist in einer Verbindungsleitung zwischen der Dosiereinrichtung 104 und der Fördereinrichtung 106 angeordnet. Die Druckausgleichskammer 212 weist einen, zu der Fördereinrichtung 106 hin schräg ausgeführten Boden auf. Der schräge Boden ist als Trichter zu der Verbindungsleitung ausgeführt. Der Boden ist dazu ausgebil- det, Sandablagerungen in der Entkopplungseinrichtung 108 zu verhindern. Durch den Trichter rutscht abgelagerter Sand in Richtung der Fördereinrichtung 106. Die Druckausgleichskammer 212 weist eine Ausgleichsluftstromöffnung 214 zur Umgebung für den Ausgleichsluftstrom auf. Die Ausgleichsluftstromöffnung 214 ist über einen Ausgleichs- luftstromkanal durch das Gehäuse 200 mit der Umgebung verbunden. In der Druckaus- gleichskammer 212 herrscht also Umgebungsdruck. Der Ausgleichsluftstromkanal verläuft in Einbaulage senkrecht durch das Gehäuse 200. Die Öffnungen des Falschluftstromkanals und des Ausgleichluftstromkanals sind durch eine vorgelagerte Platte vor Verschmutzung, beispielsweise durch Wasser und/oder Feststoffe, geschützt. Wenn der Ausgangsluftstrom, der einen Luftanteil der zweiten Zweiphasenströmung aus der Dosiereinrichtung 104 repräsentiert, und der Eingangsluftstrom, der den Luftanteil der dritten Zweiphasenströmung in die Fördereinrichtung 106 repräsentiert, nicht übereinstimmen, strömt der Ausgleichsluftstrom durch die Ausgleichsluftstromöffnung 214 in die Druckausgleichskammer 212 ein oder aus.
Ausgehend von einer Trennfuge zwischen zwei Gehäuseteilen des Gehäuses 200 weist eines der Gehäuseteile eine ringförmig um die Dosiereinrichtung umlaufende Nut auf. Die Nut ist konzentrisch zu der Dosiereinrichtung 104 ausgerichtet. Die Nut ist im Bereich des trichterförmigen Endes des Sandbehälters 1 14 angeordnet. In der Nut ist ein Heiz- körper 216 für die Sandungsvorrichtung 100 angeordnet. Die Nut ist durch einen weite- ren Gehäuseteil verschlossen. Der Heizkörper 216 weist ein Heizelement 218 und ein Wärmeübertragungselement 220 auf. Das Heizelement 218 ist ein Heizdraht und dazu ausgebildet, elektrische Energie in Wärme umzuwandeln. Der Heizdraht 218 wird heiß, wenn elektrischer Strom durch den Heizdraht 218 fließt. Das Wärmeübertragungsele- ment 220 ist dazu ausgebildet, die Wärme von dem Heizelement 218 an das Gehäuse 200 und auf einen Trocknungsluftstrom zu übertragen.
Ein erster Trocknungsluftstromkanal verbindet einen Trocknungsluftstromanschluss an einer Außenfläche des Gehäuses 200 mit einer von dem Sandbehälter 1 14 abgewand- ten ersten Seite der Nut. Von einer, dem Sandbehälter 1 14 zugewandten zweiten Seite der Nut führt zumindest ein zweiter Trocknungsluftstromkanal näherungsweise parallel zu der Behälterwand des trichterförmigen Endes des Sandbehälters 1 14 zu zumindest einer Trocknungsluftstromoffnung. Dadurch kann der Sand in Einbaulage nicht entgegen der Gravitation in den zweiten Trocknungsluftstromkanal eindringen. Die Trocknungsluft- stromöffnung ist am tiefsten Punkt des Sandbehälters 1 14 in dem Mischbereich angeordnet. Die Trocknungsluftstromoffnung ist in geringem Abstand zu dem ersten Rohr 204 angeordnet. Der zweite Trocknungsluftstromkanal ist auf das erste Rohr 204 gerichtet.
Wenn der Trocknungsluftstrom über den Trocknungsluftstromanschluss bereitgestellt wird, strömt er durch den ersten Trocknungsluftstromkanal zu dem Heizkörper 216.
Wenn das Heizelement 218 in Betrieb ist, nimmt der Trocknungsluftstrom an dem Heizkörper 216 Wärmeenergie auf. Von dem Heizkörper 216 strömt der Trocknungsluftstrom durch den zweiten Trocknungsluftstromkanal zu der Trocknungsluftstromoffnung in den Mischbereich.
Wenn die Dosiereinrichtung 104 in Betrieb ist und fluidisierten Sand aus dem Mischbereich absaugt, dann ersetzt der Trocknungsluftstrom zumindest zum Teil den Falschluftstrom, der sich entsprechend verringert, um ausgeglichene Druckverhältnisse zu erhalten. Der warme Trocknungsluftstrom erwärmt und/oder trocknet nun die Dosiereinrich- tung 104, die Entkopplungseinrichtung 108 und in Folge auch die Fördereinrichtung 106.
Wenn die Dosiereinrichtung 104 nicht in Betrieb ist, strömt der Trocknungsluftstrom zum Teil aus dem Mischbereich in den Sandbehälter 1 14, wo er den Sand erwärmt und/oder trocknet. Dadurch bleibt der Sand rieselfähig und eine Betriebssicherheit der Sandungs- Vorrichtung 100 wird erhöht. Ein anderer Teil strömt durch den Falschluftstromkanal in die Umgebung, wobei der Falschluftstromkanal erwärmt und/oder getrocknet wird.
Ein Teil kann auch durch das erste Rohr 204 und weiter durch die Ausgleichsluftstro- möffnung 214 und durch das zweite Rohr 210 und den Sandleitschlauch strömen, wobei diese durch die Trocknungsluft erwärmt und/oder getrocknet werden.
In einem Ausführungsbeispiel weist das Wärmeübertragungselement 220 einen Grundkörper aus einem Elastomer auf, der den Heizdraht 218 umschließt. In nicht eingebau- tem Zustand ist der Heizkörper 216 schmaler, als die Nut. Dabei weist der Heizkörper 216 in entspanntem Zustand eine größere Höhe auf, als die Nut tief ist. Durch die geringere Breite, als die Nut kann der Heizkörper 216 leicht in die Nut eingelegt werden. Wenn die Gehäuseteile zusammengefügt werden, wird das Elastomer gequetscht, wodurch sich Höhe des Heizkörpers 216 an die Tiefe der Nut anpasst. Dabei vergrößert sich die Breite des Heizkörpers 216, wodurch das Wärmeübertragungselement 220 unmittelbaren Kontakt zu dem Gehäuse 200 bekommt. Durch den direkten Kontakt wird ein guter Wärmeübergang von dem Wärmeübertragungselement 220 auf das Gehäuse 200 ermöglicht. Wenn der Heizkörper 216 in Betrieb ist, ohne dass der Trocknungsluftstrom bereitgestellt wird, dann wird die Wärmeenergie vorwiegend auf das Gehäuse 200 über- tragen, das sich dadurch erwärmt.
In einem Ausführungsbeispiel weist das Wärmeübertragungselement 220 eine Struktur zum Bereitstellen einer Wärmeübergangsfläche zum Trocknungsluftstrom und eine Kontaktfläche zu dem Gehäuse 200 auf. Die Wärmeübergangsfläche und die Kontaktfläche stehen in einem vorbestimmten Flächenverhältnis. Die Wärmeübergangsfläche zum
Trocknungsluftstrom ist durch eine helixförmige, entlang einer ersten Seite des Heizkörpers 216 verlaufende Rippe ausgebildet. Die Rippe ist aus dem Elastomer ausgebildet und liegt an einer ersten Seitenfläche der Nut an und dichtet so benachbarte Windungen des resultierenden Trocknungsluftstromkanals gegeneinander ab. Der Trocknungsluft- ström wird durch die Rippe spiralförmig entlang des Heizkörpers 216 geführt, wodurch sich eine lange Wegstrecke zum Aufnehmen der Wärmeenergie ergibt. Eine zweite Seite des Heizkörpers 216 weist eine geriffelte Oberflächenstruktur auf. Die Oberflächenstruktur liegt an einer zweiten Seitenfläche der Nut an. Durch die geriffelte Oberflächenstruktur ist die Kontaktfläche zu dem Gehäuse 200 gegenüber einer glatten Oberfläche verringert. Die Wärmeübergangsfläche ist wesentlich größer, als die Kontaktfläche, um die unterschiedlichen Wärmeübergangskoeffizienten von dem Heizkörper 216 zu dem Trocknungsluftstrom und dem Heizkörper 216 zu dem Gehäuse 200 zu berücksichtigen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Rippe in Richtung der Dosiereinrichtung 104. Die geriffelte Oberfläche weist von der Dosiereinrichtung 104 weg.
In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel weist die geriffelte Oberfläche in Richtung der Dosiereinrichtung 104. Die Rippe weist von der Dosiereinrichtung 104 weg. In einem Ausführungsbeispiel ist das Elastomer mit zwei Füllstoffen ausgerüstet. Der erste Füllstoff ist dazu ausgebildet, eine Wärmeleitfähigkeit des Elastomers zu erhöhen. Der zweite Füllstoff ist dazu ausgebildet, die Wärmeleitfähigkeit des Elastomers zu verringern. An der Wärmeübergangsfläche zum Trocknungsluftstrom ist das Elastomer mit dem ersten Füllstoff ausgerüstet, der dazu ausgebildet ist, die Wärmeleitfähigkeit des Elastomers zu erhöhen. An der Kontaktfläche zu dem Gehäuse 200 ist das Elastomer mit dem zweiten Füllstoff ausgerüstet, der dazu ausgebildet ist, die Wärmeleitfähigkeit des Elastomers zu verringern.
In einem Ausführungsbeispiel besteht der Dosierer 104 aus den Hauptelementen Ge- häuse 200, Ejektorrohr 204, Hutze 206, Falschluftzuführungen 208, von denen vereinfacht nur eine dargestellt ist, und einem Luftanschluss sowie einem integrierten Heizkörper 216 innerhalb einer Heizkammer, den zugehörigen Schrägbohrungen, von denen vereinfacht nur eine dargestellt ist, und dem Anschluss für den Trocknungsluftstrom. In einem Ausführungsbeispiel besteht der Förderer 106 aus den Hauptelementen Gehäuse 200, Druckausgleichkammer 212, Ausgleichsluftstromöffnungen 214, von denen vereinfacht nur eine dargestellt ist, Krümmer, Ejektorrohr 210, Schlauchstutzen und einem Luftanschluss. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 200 des Dosierers 106 an den Vorratsbehälter 1 14 so angebunden, dass gemeinsam mit dem Aufgabetrichter der Vorratsbehälter 1 14 über die Vorrichtung 100 vollständig entleert werden kann und ein gleichmäßiger Sandfluss erreicht wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Dosierer 104 ist mit dem Förderer 106 über eine Schnittstelle zwischen dem unteren Ende des Ejektorrohrs 204 und der Druckausgleichskammer 212 verbunden. In einem Ausführungsbeispiel ist die Druckausgleichskammer 212 unten als Aufgabetrichter ausgeformt, damit der Sand nicht in der Druckausgleichskammer 212 liegen bleiben kann.
In einem Ausführungsbeispiel sind die Falschluftstromöffnung 208 und die Ausgleichs- luftstromöffnung 214 beide durch ihre nach unten führenden Luftkanäle und durch ein Schutzblech, welches durch einen Abstandshalter gehalten wird, gegen äußere Verschmutzungen und gegen Wassereintritt geschützt.
Der Sandleitschlauch ist über den Schlauchstutzen mit der Vorrichtung 100 verbunden.
Im Betrieb wird der im Vorratsbehälter 1 14 vorrätige Sand durch die Form der Hutze 206 am selbstständigen Entleeren gehindert. Außerdem hindern die Schrägbohrungen für den Trocknungsluftstrom und den Falschluftstrom den Sand am Eindringen in die Luftkanäle und die Heizkammer.
Durch Anlegen eines Dosierluftstroms am Dosierluftstromanschluss wird durch die Ejek- torbohrungen 202 im oberen Teil des Ejektorrohres 204 ein Unterdruck und in Folge ein Luftstrom durch das Ejektorrohr 204 erzeugt. Der Unterdruck und der Luftstrom saugen den Sand an und heben ihn über die von der Hutze 206 und dem Ejektorrohr 204 gebil- dete Potentialschwelle. Dabei wird ein Falschluftstrom über die Bohrung angesaugt. Somit wird der Sand in der ersten Zweiphasenströmung in Abhängigkeit der Stärke des Dosierluftstroms und unabhängig von der Dichtheit des Vorratsbehälters 1 14 dosiert und in die Druckausgleichskammer 212 eingebracht. In der Druckausgleichkammer 212 weitet sich der Sandstrahl leicht auf und der Sand strömt bedingt durch seine Massenträgheit weiter in den Krümmer. Da der Sand dabei nur geringfügig abgebremst wird, kann seine kinetische Energie zu seiner weiteren Förderung innerhalb der dritten Zweiphasenströmung genutzt werden. Dabei bildet sich ein Ausgleichsluftstrom so aus, dass die Druckausgleichskammer 212 den Umgebungsdruck aufweist, und vermeidet so eine Rückwirkung auf die Sandmenge in den Zweiphasenströmungen. Sand, der aufgrund des stochastischen Verhaltens nicht in den Krümmer trifft, wird durch den Aufgabetrichter ebenfalls in den Krümmer geleitet. Sehr leichte Sandanteile können direkt in die Bohrung des Ausgleichluftstromkanals und weiter ungenutzt ohne Verstopfungsgefahr der Anlage ins Freie gelangen. Durch das mit dem Dosierluftstrom gleichzeitige Anlegen eines Förderluftstroms am För- derluftstromanschluss wird durch die Ejektorbohrungen 202 im rechten Teil des Ejektor- rohres 210 ein Unterdruck und in Folge ein Luftstrom durch das Ejektorrohr 210 erzeugt. Die dabei angesaugte Falschluft wird durch einen Teil des Ausgleichsluftstroms, welcher durch die Bohrung 214 strömt, bereitgestellt. Der Ausgleichsluftstrom kann in Abhängig- keit des Arbeitspunktes in oder aus der Druckausgleichskammer 212 strömen. Der Arbeitspunkt ist abhängig vom Dosierluftstrom, vom Förderluftstrom, vom Widerstand des Sandleitschlauches und/oder vom Wirkungsquerschnitt des Sandes. Der Ausgleichsluftstrom ist eine Überlagerung des Luftanteils der zweiten Zweiphasenströmung mit dem zusätzlich benötigten oder zuviel vorhandenen Falschluftstrom für den Förderer 106. Der im Ejektorrohr 210 vorhandene Luftstrom fördert den Sand weiter durch den Sandschlauch, welcher über den Stutzen, mit dem Ejektorrohr 210 verbunden ist, zwischen Rad und Schiene.
Nach Abschalten des Dosierluftstroms wird der im Sandleitschlauch noch vorhandene Sand durch den noch aktiven Förderluftstrom aus dem Sandleitschlauch befördert ohne, dass Sand aus dem Vorratsbehälter 1 14 dosiert wird. Der Förderluftstrom wird erst nach dem vollständigen Entleeren des Sandleitschlauches abgeschaltet.
Eine Vorrichtung 100 zum Dosieren und Fördern von Sand 1 16 für Sandstreuanlagen bei Schienenfahrzeugen ist dadurch gekennzeichnet, dass der pneumatische Dosierer 104 und der pneumatische Förderer 106 durch eine Druckausgleichskammer 212 mit angeschlossener Ausgleichsluftstromöffnung 214 entkoppelt sind.
Im unteren Bereich des Aufgabetrichters sind Schrägbohrungen im Gehäuse 200 für den Falschluftstrom des Dosierers 104 vorhanden.
Der Dosierer 104 ist durch ein Ejektorrohr 204 mit Ejektorbohrungen 202 realisiert.
Der Förderer 106 ist durch ein Ejektorrohr 210 mit Ejektorbohrungen 202 realisiert. In einem Ausführungsbeispiel wird eine restlose Entleerung des Sandbehälters 1 14 durch einen entsprechend geformten Aufgabetrichter, welcher Teil der Vorrichtung 100 ist, realisiert. Im Aufgabetrichter sind Schrägbohrungen im Gehäuse 200 für die Trocknungsluft und ein Heizkörper 216 zum Erwärmen des Trocknungsluftstroms sowie des Gehäuses 200 vorhanden.
Der Heizkörper 216 besitzt eine helixförmige Struktur, welche die Trocknungsluft vom Trocknungsluftanschluss zu den Schrägbohrungen innerhalb der Heizkammer führt und somit die Wärme gleichmäßig an die Trocknungsluft abgibt.
Die Wärmeübergangskoeffizienten Heizkörper 216 auf Trocknungsluft und Heizkörper 216 auf Gehäuse 200 sind so unterschiedlich, dass die Wärme optimal auf Trocknungs- luft und Gehäuse 200 aufgeteilt wird.
In einem Ausführungsbeispiel sind die unterschiedlichen Wärmeübergangskoeffizienten durch unterschiedlich thermisch leitfähige Materialien realisiert. In einem Ausführungsbeispiel sind die unterschiedlichen Wärmeübergangskoeffizienten durch unterschiedliche thermische Oberflächenkontakte realisiert.
Die Schrägbohrungen im Gehäuse 200 für den Falschluftstrom des Dosierers sind so angeordnet, dass der Sand in diesem Bereich fluidisiert wird.
Fig. 3 zeigt eine Darstellung eines Heizkörpers 216 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Heizkörper 216 entspricht im Wesentlichen dem Heizkörper in Fig. 2. Der Heizkörper 216 ist wie in Fig. 2 ringförmig geschlossen. Der Heizkörper 216 weist eine, von der Kreisform abweichende Außenkontur auf. Der Heizkörper 216 weist eine polygonale Außenkontur auf.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Heizkörper 216 als sechseckiger Ring 300 ausgeführt. Das Sechseck weist abgerundete Kanten auf. Auf einer Innenseite des Rings 300 ist die helixförmige Rippe 302 mit drei vollständigen Windungen angeordnet, sodass sich im Zwischenraum zwischen den Windungen der spiralförmige Trocknungs- luftstromkanal ausbildet, wenn der Heizkörper 216 in einer entsprechend ausgeformten Nut im Gehäuse der Sandungsvorrichtung angeordnet ist. Die Rippe 302 weist einen trapezförmigen Querschnitt auf. Der Ring 300 weist eine Stirnfläche 304 und eine Bodenfläche 306 auf, die am Gehäuse anliegen, wenn der Heizkörper 216 in die Nut einge- legt ist und die Gehäuseteile miteinander verbunden sind.
Die von der Kreisform abweichende Außenkontur ermöglicht eine ringförmig geschlossene Form des Heizkörpers 216. Im Bereich der geraden Teilstücke des Heizkörpers 216 und/oder im Bereich der Ecken des Heizkörpers 216 können Befestigungselemente, Lei- tungen und/oder Verbindungselemente im Gehäuse angeordnet sein, ohne den Heizkörper zu unterbrechen.
Fig. 4 zeigt eine Darstellung einer Dosiereinrichtung 104 für eine Sandungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Dosiereinrichtung 104 ist wie in Fig. 2 dargestellt, in der Sandungsvorrichtung angeordnet. Im Gegensatz zu Fig. 2 ist die Dosiereinrichtung 104 als Injektor mit einer Injektordüse 400 zum Bereitstellen des Dosierluftstroms ausgeführt. Der Injektor ist analog zu einer Strahlpumpe ausgeführt. Die Injektordüse 400 ist koaxial zu einer Fangdüse 402 mit anschließendem Diffusor 404 ausgerichtet. Die Fangdüse verengt sich trichterförmig bis zu einem Dif- fusorhals, an dem die Fangdüse ihren geringsten Durchmesser aufweist. Ab da wird der Durchmesser erneut größer. Wenn der Dosierluftstrom als Strahl aus der Injektordüse 400 strömt, erfolgt eine Impulsübertragung auf ein Saugmedium in der Fangdüse 402. Das Saugmedium ist im Betrieb der Dosiereinrichtung 104 die erste Zweiphasenströmung aus Falschluft und Sand. Der Strahl vermischt sich in der Fangdüse 402 mit dem Saugmedium zu der zweiten Zweiphasenströmung. Das Saugmedium wird in die Fangdüse 402 mitgerissen und dabei beschleunigt. Der Strahl weitet sich ab der Injektordüse 400 auf und erreicht im Diffusorhals näherungsweise den Durchmesser des Diffusorhal- ses. Im Diffusorhals erreicht die zweite Zweiphasenströmung ihre höchste Geschwindigkeit und den niedrigsten Druck. Ab hier weisen das Saugmedium und der Strahl den gleichen Druck auf. Im Diffusor 404 expandiert die zweite Zweiphasenströmung bis auf den Enddurchmesser des Diffusors 404. Dabei wird die zweite Zweiphasenströmung abgebremst und wieder auf den Druck komprimiert, der an dem Enddurchmesser herrscht. Da in der Entkopplungseinrichtung 108 Umgebungsdruck herrscht, herrscht im Diffusorhals ein deutlicher Unterdruck, der die erste Zweiphasenströmung durch Zugangsboh- rungen 406 aus dem Mischbereich anzieht. Die Injektordüse 400 ist hier in der Hutze 206 angeordnet. Der Dosierluftstromkanal ist in einer Wand der Hutze 206 angeordnet. Die Zugangsbohrungen 406 sind schräg in der Wand angeordnet. In Einbaulage der Sandungsvorrichtung weisen sie schräg nach unten, um ein Eindringen von Sand in die Dosiereinrichtung 104 außerhalb des Betriebs zu verhindern. Die Injektordüse 400 und die Fangdüse 404 mit dem Diffusor 404 sind wie in Fig. 2 in das Gehäuse 200 eingesetzt.
Der in Fig. 4 dargestellte Dosierer 104 entspricht im Wesentlichen dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel. Im Gegensatz dazu ist der Dosierer 104 mit einer Strahldüse ausgeführt. Der Dosierer 104 unterscheidet sich in den Elementen Injektordüse 400 mit Diffusor 404, Hutze 206 mit Schrägbohrungen, von denen vereinfacht nur eine dargestellt ist, und der Zuführung des Dosierluftstroms von der Darstellung in Fig. 2. Das Gehäuse 200 ist entsprechend der Luftführung gegenüber Fig. 2 angepasst. Alle anderen Positionen sind identisch den Positionen des Ausführungsbeispiels in Fig. 2. Der Dosierer 104 ist durch eine Injektordüse 400 mit Diffusor 404 realisiert.
Funktional ergibt sich ein Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2. Durch Anlegen des Dosierluftstroms an der Zuführung durch die Injektordüse 400 oberhalb des Diffusors 404 wird ein Unterdruck und in Folge ein Luftstrom durch den Diffusor 404 erzeugt. Der Unterdruck und der Luftstrom saugen den Sand an und heben ihn über die von den Schrägbohrungen gebildete Potentialschwelle.
Fig. 5 zeigt eine Darstellung einer Fördereinrichtung 106 für eine Sandungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Fördereinrichtung 106 ist wie in Fig. 2 dargestellt, in der Sandungsvorrichtung angeordnet. Im Gegensatz zu Fig. 2 ist die Fördereinrichtung 106 als Injektor mit einer Injektordüse 400 zum Bereitstellen des Förderluftstroms ausgeführt. Die Funktion des Injektors ist wie in Fig. 4 beschrieben. Das Saugmedium ist hier die in Fig. 2 beschriebene dritte Zweiphasenströmung. Durch das Vermischen mit dem Förderluftstrom entsteht in dem Injektor die vierte Zweiphasenströmung. Die Injektordüse 400 ist hier als horizontal in den Krümmer hinein- ragendes Rohr ausgeführt. Der Förderluftstromkanal erstreckt sich in Verlängerung der Injektordüse 400 geradlinig zu der Seitenfläche des Gehäuses 200.
Der in Fig. 5 dargestellte Förderer 106 entspricht im Wesentlichen dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel. Im Gegensatz dazu ist der Förderer 106 mit einer Strahldü- se ausgeführt. Der Förderer 106 unterscheidet sich in den Elementen Gehäuse 200, Krümmer und Injektordüse 400 mit Diffusor von der Darstellung in Fig. 2. Der Förderer 106 ist durch eine Injektordüse 400 mit Diffusor realisiert.
Funktional ergibt sich ein Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2. Durch das mit dem Dosierluftstrom gleichzeitige Anlegen des Förderluftstroms an die Zuführung durch die Injektordüse 400 wird im rechten Teil des Diffusors ein Unterdruck und in Folge ein Luftstrom durch den Diffusor erzeugt.
Fig. 6 zeigt eine Darstellung einer Entkopplungseinrichtung 108 und einer Fördereinrich- tung 106 für eine Sandungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Fördereinrichtung 106 und die Entkopplungseinrichtung 108 sind wie in Fig. 2 dargestellt, in der Sandungsvorrichtung angeordnet. Die Entkopplungseinrichtung 108 entspricht der Entkopplungseinrichtung in Fig. 2. Im Gegensatz zu Fig. 2 ist die Fördereinrichtung 106 als Luftverstärker mit einem Ringspalt 600 zum Bereitstellen des Förderluftstroms ausgeführt. Der Förderluftstrom tritt aus dem Ringspalt 600 mit nahezu Schallgeschwindigkeit aus. Der Förderluftstrom verläuft von dem Ringspalt aufgrund einer Geometrie der Düse 602 entlang einer Wand der Düse 602 und weitet sich dabei zunehmend auf. Wie beim Injektor in Fig. 4 wird das Saugmedium, hier die dritte Zweiphasenströmung, mitgerissen und beschleunigt, wodurch der Unterdruck entsteht, der die dritte Zweiphasenströmung ansaugt. Der Förderluftstrom vermischt sich mit der dritten Zweiphasenströmung zu der vierten Zweiphasenströmung.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Dosiereinrichtung einen Luftverstärker, wie er in Fig. 6 dargestellt ist, auf.
Der in Fig. 6 dargestellte Förderer 106 weist einen Luftverstärker auf. Der Förderer 106 unterscheidet sich in den Elementen Gehäuse 200 und der Luftverstärkerdüse 602. Der Förderer 106 ist durch einen Luftverstärker realisiert. Funktional ergibt sich als Unterschied gegenüber den in den Figuren 2 und 4 gezeigten Ausführungsbeispielen, dass durch das mit dem Dosierluftstrom gleichzeitige Anlegen eines Förderluftstroms an die Zuführung ein Unterdruck rechts neben der Luftverstärkerdüse entsteht, der in Folge einen Luftstrom erzeugt, welcher den Sand ansaugt und weiter durch die Düse 602 transportiert. Fig. 7 zeigt eine Darstellung einer Fördereinrichtung 106 für eine Sandungsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Fördereinrichtung 106 weist eine Venturidüse mit zumindest einem Abnahmerohr 700 zum Zuführen der Sandmenge auf. Die Venturidüse besteht aus einer Düse 702 und einem nach- gelagerten Diffusor 704. Die Düse 702 beschleunigt den Förderluftstrom. Dabei sinkt der Druck im Förderluftstrom. Am Übergang von der Düse 702 zum Diffusor 704 ist das Abnahmerohr 700 angeordnet. Durch den Unterdruck wird das Saugmedium angesaugt und mit in den Diffusor 704 gerissen. Der Diffusor 704 mündet in dem Stutzen für den Sandleitschlauch. Das Abnahmerohr 700 ist unmittelbar mit der Entkopplungseinrichtung 108 verbunden. Ein der Entkopplungseinrichtung 108 zugewandtes Ende des Abnahmerohrs 700 ist zusätzlich zu der Abschrägung am Boden der Druckausgleichskammer 212 trichterförmig aufgeweitet, um den aus der Dosiereinrichtung 104 austretenden zweiten Zweiphasenstrom in die Engstelle der Venturidüse zu bündeln. Der in Fig, 7 dargestellte Förderer 106 weist ein Venturirohr auf. Der Förderer 106 unterscheidet sich in den Elementen Gehäuse 200 und dem Venturirohr, bestehend u.a. aus der Zuführung 700 und dem Diffusor 704. Der Förderer 106 ist durch ein Venturirohr 602 realisiert. Als funktionaler Unterschied gegenüber den in den Figuren 2, 4 und 6 gezeigten Ausführungsbeispielen ergibt sich, dass durch das mit dem Dosierluftstrom gleichzeitige Anlegen eines Förderluftstroms an die Zuführung ein Unterdruck im unteren Teil des Aufgabetrichters entsteht und in Folge ein Luftstrom erzeugt wird, welche den Sand ansaugt und weiter durch den Diffusor 704 transportiert.
Bei dem hier vorgestellten Dosieren und Fördern von Sand für Sandstreuanlagen bei Schienenfahrzeugen ist eine rein pneumatische Dosierung und eine rein pneumatische Förderung durch einen Ausgleichsluftstrom voneinander entkoppelt. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombiniert werden. Bezugszeichenliste
100 Sandungsvorrichtung
102 Schienenfahrzeug
104 Dosiereinrichtung, Dosierer
106 Fördereinrichtung, Förderer
108 Entkopplungseinrichtung
1 10 Dosierluftstrom
1 12 Falschluftstrom
1 14 Sandbehälter, Vorratsbehälter
1 16 Sand
1 18 erste Zweiphasenströmung Luft-Sand von Vorratsbehälter zu Dosierer
120 zweite Zweiphasenströmung Luft-Sand von Dosierer bis zur Ausgleichsöffnung
122 Ausgangsluftstrom
124 Förderluftstrom
126 Streustelle
128 Rad
130 Schiene
132 dritte Zweiphasenströmung Luft-Sand von Ausgleichsöffnung bis zum Förderer
134 Eingangsluftstrom
136 vierte Zweiphasenströmung Luft-Sand von Förderer durch Sandleitschlauch bis zwischen Rad und Schiene
138 Ausgleichsluftstrom
200 Gehäuse
202 Ejektorbohrungen
204 erstes Rohr, Ejektorrohr des Dosierers
206 Hutze des Dosierers
208 Falschluftstromöffnung
210 zweites Rohr, Ejektorrohr des Förderers
212 Druckausgleichskammer
214 Ausgleichsluftstromöffnung
216 Heizkörper
218 Heizelement
220 Wärmeübertragungselement 300 Ring
302 Rippe
304 Stirnfläche
306 Bodenfläche
400 Injektordüse des Dosierers bzw. des Förderers
402 Fangdüse
404 Diffusor des Dosierers
406 Zugangsbohrung, Schrägbohrung zum Ansaugen des Sandes
600 Ringspalt
602 Düse 700 Abnahmerohr
702 Düse
704 Diffusor
800 Verfahren zum Bereitstellen von Sand
802 Schritt des Dosierens
804 Schritt des Förderns
806 Schritt des Entkoppeins

Claims

Patentansprüche
Heizkörper (216) für eine Sandungsvorrichtung (100), wobei der Heizkörper (216) die folgenden Merkmale aufweist: ein Heizelement (218), das dazu ausgebildet ist, elektrische Energie in Wärme umzuwandeln; und ein Wärmeübertragungselement (220), das dazu ausgebildet ist, die Wärme von dem Heizelement (218) an ein Gehäuse (200) der Sandungsvorrichtung (100) und einen Trocknungsluftstrom zu übertragen.
Heizkörper (216) gemäß Anspruch 1 , bei dem das Wärmeübertragungselement (220) eine Struktur (302) zum Bereitstellen einer Wärmeübergangsfläche zum Trocknungsluftstrom und eine Kontaktfläche zu dem Gehäuse (200) aufweist, wobei die Wärmeübergangsfläche und die Kontaktfläche in einem vorbestimmten Flächenverhältnis stehen.
Heizkörper (216) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das Wärmeübertragungselement (220) einen Grundkörper aus einem Elastomer aufweist, der das Heizelement (218) umschließt.
Heizkörper (216) gemäß Anspruch 3, bei dem das Elastomer mit zumindest einem Füllstoff ausgerüstet ist, wobei der Füllstoff dazu ausgebildet ist, eine Wärmeleitfähigkeit des Elastomers zu verändern, insbesondere zu erhöhen oder zu verringern.
Heizkörper (216) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 4, bei dem das Elastomer an einer Wärmeübergangsfläche zum Trocknungsluftstrom mit einem Füllstoff ausgerüstet ist, der dazu ausgebildet ist, die Wärmeleitfähigkeit des Elastomers zu erhöhen und/oder das Elastomer an einer Kontaktfläche zu dem Gehäuse (200) mit einem Füllstoff ausgerüstet ist, der dazu ausgebildet ist, die Wärmeleitfähigkeit des Elastomers zu verringern.
6. Heizkörper (216) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem das Elastomer an der Wärmeübergangsfläche zum Trocknungsluftstrom eine helixförmige Struktur (302) zum Vergrößern der Wärmeübergangsfläche aufweist, wobei die Struktur dazu ausgebildet ist, den Trocknungsluftstrom zu führen und eine Verweildauer des Trocknungsluftstroms an der Wärmeübertragungsfläche zu vergrößern und somit eine über das Heizelement gleichförmige Wärmeabgabe ermöglicht.
Sandungsvorrichtung (100) für ein Schienenfahrzeug (102), wobei die Sandungsvorrichtung (100) die folgenden Merkmale aufweist: eine Dosiereinrichtung (104) zum pneumatischen Dosieren einer gewünschten Sandmenge unter Verwendung eines Dosierluftstroms (1 10); eine Fördereinrichtung (106) zum pneumatischen Fördern der Sandmenge zu zumindest einer Streustelle (126) unter Verwendung eines Förderluftstroms (124); und eine Entkopplungseinrichtung (108) zum pneumatischen Entkoppeln der Dosiereinrichtung (104) und der Fördereinrichtung (106), wobei die Entkopplungseinrichtung (108) dazu ausgebildet ist, einen Ausgleichsluftstrom (138) zum Ausgleichen eines Unterschieds zwischen einem Ausgangsluftstrom (122) der Dosiereinrichtung (104) und einem Eingangsluftstrom (134) der Fördereinrichtung (106) bereitzustellen; und einen Heizkörper (216) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, der in einem Gehäuse (200) der Sandungsvorrichtung (100) angeordnet ist.
Sandungsvorrichtung (100) gemäß Anspruch 7, bei das Gehäuse (200) mehrteilig ausgeführt ist, wobei in einem ersten Gehäuseteil eine um die Dosiereinrichtung (104) umlaufende Nut angeordnet ist, in der der Heizkörper (216) angeordnet ist, wobei die Nut durch einen zweiten Gehäuseteil verschlossen ist.
Sandungsvorrichtung (100) gemäß Anspruch 8, bei der die Nut einen polygonalen Verlauf aufweist.
0. Sandungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, bei der die Nut eine Tiefe aufweist und der Heizkörper (216) in entspanntem Zustand eine Höhe, wobei die Höhe größer ist, als die Tiefe, und der Heizkörper (216) in eingebautem Zustand von dem zweiten Gehäuseteil gequetscht ist.
1 1 . Sandungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, bei der die Entkopplungseinrichtung (108) eine Druckausgleichskammer (212) zum Koppeln des Ausgleichsluftstroms (138) aufweist, wobei die Druckausgleichskammer (212) in ei- ner Verbindungsleitung zwischen der Dosiereinrichtung (104) und der Fördereinrichtung (106) angeordnet ist.
12. Sandungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 1 1 , bei der die Entkopplungseinrichtung (108) einen, zu der Fördereinrichtung (106) hin schräg ausge- führten Boden zum Verhindern von Sandablagerungen in der Entkopplungseinrichtung (108) aufweist.
13. Sandungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 12, bei der die Entkopplungseinrichtung (108) für den Ausgleichsluftstrom (138) zumindest eine Aus- gleichsluftstromöffnung (214) zu einer Umgebung aufweist.
14. Sandungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 13, bei der die Dosiereinrichtung (104) und/oder die Fördereinrichtung (106) einen Ejektor mit zumindest einer Ejektorbohrung (202) zum Bereitstellen des Dosierluftstroms (1 10) und/oder des Förderluftstroms (124) aufweist.
15. Sandungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 14, bei der die Dosiereinrichtung (104) und/oder die Fördereinrichtung (106) einen Injektor mit zumindest einer Injektordüse (400) zum Bereitstellen des Dosierluftstroms (1 10) und/oder des Förderluftstroms (124) aufweist.
16. Sandungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 15, bei der die Dosiereinrichtung (104) und/oder die Fördereinrichtung (106) einen Luftverstärker mit zumindest einem Ringspalt (600) zum Bereitstellen des Dosierluftstroms (1 10) und/oder des Förderluftstroms (124) aufweist.
17. Sandungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 16, bei der die Dosiereinrichtung (104) und/oder die Fördereinrichtung (106) eine Venturidüse (702) mit zumindest einem Abnahmerohr (700) zum Zuführen der Sandmenge aufweist.
18. Sandungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 17, bei der die Dosiereinrichtung (104) zumindest eine Falschluftstromöffnung (208) zu einer Umgebung aufweist, wobei die Falschluftstromöffnung (208) benachbart zu einer Einlassöffnung der Dosiereinrichtung (104) angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, einen Falschluftstrom (1 12) zum Fluidisieren von Sand (1 16) im Bereich der Einlassöffnung bereitzustellen, wenn der Dosierluftstrom (1 10) durch die Dosiereinrichtung (104) strömt.
19. Sandungsvorrichtung (100) gemäß Anspruch 18, bei der die Falschluftstromöffnung (208) im Bereich der Einlassöffnung als Schrägbohrung ausgeführt ist.
20. Sandungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 19, bei der die Dosiereinrichtung (104) eine Hutze (206) über einer Einlassöffnung aufweist, wobei die Hutze (206) dazu ausgebildet ist, in Abwesenheit des Dosierluftstroms (1 10) ein Eindringen von Sand (1 16) in die Dosiereinrichtung (104) zu verhindern.
21 . Sandungsvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Dosiereinrichtung (104) einen Aufgabetrichter aufweist, wobei der Sandbehälter (1 14) durch die Dosiereinrichtung (104) restlos entleerbar ist.
22. Sandungsvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der im Aufgabetrichter Bohrungen für den Trocknungsluftstrom als Schrägbohrungen ausgeführt sind.
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