ES2532629T3 - Sistema de arenado para vehículos ferroviarios - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de descarga de arena (1) para un vehículo ferroviario, presentando - un depósito de almacenamiento (2) para contener la arena, con un fondo que converge cónicamente y - por lo menos un inserto de tobera de aspiración (5, 5') dispuesto en el punto más bajo del fondo cónicamente convergente del depósito de almacenamiento (2) y que se proyecta por lo menos parcialmente dentro del depósito de almacenamiento (2), en donde el inserto de tobera de aspiración (5, 5') presenta una caja sustancialmente cilíndrica (6) con un espacio hueco abierto hacia abajo (7), al que se puede conectar un conducto de transporte de arena (8), y en donde a través del inserto de tobera de aspiración (5, 5') de manera paralela a un eje central (16) de la caja cilíndrica (6) en la dirección del conducto de transporte de arena (8) puede fluir una corriente de aire, en donde en la caja cilíndrica (6), preferentemente en una región ubicada dentro del depósito de almacenamiento (2), se encuentra dispuesto adicionalmente por lo menos un canal de aspiración (10) que conecta el espacio hueco (7) del inserto de tobera de aspiración (5, 5') con el interior del depósito de almacenamiento (2) y que presenta una abertura exterior (11) que desemboca en el lado exterior de la caja (6) del inserto de tobera de aspiración (5, 5') dentro del depósito de almacenamiento (2), así como una abertura interior (12) que desemboca en el espacio hueco (7), caracterizado por que el canal de aspiración (10) está inclinado hacia abajo en un ángulo agudo contra el eje central (16) de la caja (6), y adicionalmente por que la caja (6) presenta por lo menos un canal de ventilación (13) con una abertura de entrada (14) y una abertura de salida (15), en donde la abertura de salida (15) desemboca en el depósito de almacenamiento (2) dentro del dispositivo de descarga de arena (1).
Description
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DESCRIPCIÓN
Sistema de arenado para vehículos ferroviarios
La presente invención se refiere a un dispositivo de descarga de arena de acuerdo con el término genérico de la reivindicación 1.
Estos dispositivos de descarga de arena para vehículos ferroviarios ya se conocen desde hace mucho tiempo, en particular para tranvías. Normalmente, semejante dispositivo de descarga de arena está formado por un depósito de arena que se llena con arena. Dependiendo de la variante de realización, la arena es transportada de diferentes maneras a través de conductos de transporte de arena para ser aplicada delante de las ruedas del vehículo ferroviario, en donde debe aumentar la fricción entre el riel y la rueda y prevenir así que las ruedas puedan patinar al arrancar o frenar.
En una variante ampliamente difundida, la región inferior del depósito de arena está configurada en forma de embudo. Mediante un dispositivo de tobera de aspiración dispuesta en el fondo de la región en forma de embudo, que normalmente funciona con aire comprimido, la arena es aspirada fuera del depósito de arena y transportada delante de las ruedas del vehículo ferroviario a través de los conductos de transporte de arena.
El documento GB 28.725 del año 1913 muestra un dispositivo de este tipo, en donde el dispositivo de tobera de aspiración presenta dos caperuzas superpuestas de forma cónica, entre las que se encuentra un espacio de inyección que solo está conectado con el depósito de arena a través de una ranura anular. A este respecto, la caperuza superior presenta un diámetro mayor que la caperuza inferior y apantalla el espacio de inyección contra la arena circundante. A través de la caperuza superior se suministra un fluido, por ejemplo aire comprimido o vapor, a alta velocidad en dirección vertical, mediante lo cual se forma una presión negativa en el espacio de inyección que aspira la arena a través de la ranura anular desde el depósito de arena al espacio de inyección. Allí, la arena es arrastrada por el fluido entrante y suministrada a un conducto de transporte de arena a través de una abertura en la caperuza inferior. Debido a vibraciones condicionadas por el funcionamiento, en este dispositivo puede ocurrir que se introduzca arena en el espacio de inyección y subsiguientemente en el conducto de transporte de arena. En el peor de los casos, esto puede resultar en un taponamiento del conducto de transporte de arena, pero en cualquier caso esto resulta en una descarga no deseada de la arena y en el vaciado del depósito de arena durante la marcha.
El documento GB 663.674 desvela un dispositivo similar, en el que se suministra aire comprimido a una cámara de presión y desde allí en dirección vertical hacia abajo a un espacio de inyección que desembocar en una especie de tobera Venturi que a su vez está conectada con un conducto de transporte de arena. El borde superior de la tobera Venturi presenta un engrosamiento frente al fondo circundante del depósito de arena, con lo que se quiere prevenir que la arena se introduzca en la tobera y desde allí al conducto de transporte de arena, cuando la cámara de presión no está cargada con aire comprimido. En un dispositivo de este tipo, las sacudidas y golpes durante la marcha pueden hacer fácilmente que se introduzca arena de manera no deseada en la tobera, y por otra parte, la cantidad de arena dispensada solo se puede dosificar con dificultad.
En los dispositivos descritos en los documentos GB 28.725 y GB 663.674 también es posible que se introduzca humedad desde el entorno del dispositivo de descarga de arena a través del conducto de transporte de arena y al interior del depósito de arena, resultando en el apelmazamiento y con bajas temperaturas posiblemente el congelamiento de la arena en la región de las disposiciones de tobera de aspiración.
El documento EP 1 470 981 describe una disposición de tobera de aspiración con una caperuza de tapa de forma cónica que está dispuesta en el fondo de un depósito de arena que se estrecha cónicamente. La disposición de tobera de aspiración puede ser cargada con aire comprimido que fluye a través de la disposición en dirección vertical. Entre el interior de la disposición y el depósito de arena circundante se encuentran dispuestos canales de aspiración que se extienden en dirección horizontal. Cuando la disposición se carga con aire comprimido, en el interior se forma una presión negativa y la arena del entorno es aspirada a través de los canales de aspiración al interior. Esta arena es arrastrada entonces en el interior por el chorro de aire comprimido (eyección) y transportada en el lado inferior de la disposición de tobera de aspiración al conducto de transporte de aire conectado. Adaptada al interior de la disposición hay una caja con agujeros, en donde los agujeros están alineados con las aberturas de los canales de succión. Mediante el giro de esta caja, se puede modificar la sección transversal de los canales de aspiración, con lo que es posible regular la cantidad de arena aspirada. Para prevenir que la arena se introduzca en los canales de aspiración, la caperuza de tapa de forma cónica se extiende hasta cubrir las aberturas de los canales de aspiración, formándose así una ranura anular, a través de la cual la arena solo puede introducirse cuando sea aspirada por la presión negativa en el interior de la disposición.
Sin embargo, si la arena se conglomera por las sacudidas o se apelmaza por la humedad, con la solución propuesta en el documento EP 1 470 981 no es posible garantizar una descarga uniforme de la arena. Además, la construcción con una caja, que se encuentra montada de forma giratoria en la disposición de tobera de aspiración, es compleja y costosa.
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Por lo tanto, el objetivo de la presente invención consiste en proveer un dispositivo de descarga de arena que permita una descarga constante de la arena, de manera independiente de la altura de llenado de un depósito de arena, que además sea resistente a las sacudidas y a prueba de derrames, y que presente una forma de construcción tan compacta como sea posible.
Este objetivo se logra de acuerdo con la invención con un dispositivo de descarga de arena del tipo inicialmente mencionado, debido a que el canal de aspiración está inclinado en un ángulo agudo contra el eje central de la caja hacia abajo y adicionalmente debido a que la caja presenta por lo menos un canal de ventilación con una abertura de entrada y una abertura de salida, en donde la abertura de salida dentro del dispositivo de descarga de arena desemboca en el depósito de almacenamiento.
El dispositivo de acuerdo con la invención permite, a través de la combinación del principio de eyección con una ventilación propia, una descarga de arena constante con diferentes alturas de llenado del depósito de almacenamiento. Debido a la ventilación a través del canal de ventilación, la arena aspirada a través del canal de aspiración se afloja – de esta manera se pueden disolver los aglutinamientos formados por vibraciones y humedad. A este respecto, la abertura de salida en principio puede estar dispuesta por encima, pero también por debajo o a la misma altura de la abertura exterior del canal de aspiración. Para la asignación de los términos arriba, por encima, abajo y por debajo, en este contexto y en lo subsiguiente se debe suponer un inserto de tobera de aspiración que está dispuesto de tal manera que su eje central se encuentra orientado en dirección vertical. Para asignar la información previamente mencionada de una manera correcta también en otros casos, siempre se ha de considerar, por lo tanto, el caso general aquí descrito. Debido a la disposición inclinada del canal de aspiración, en una condición sin carga de aire comprimido, el dispositivo es a prueba de derrames. El término “disposición inclinada” se refiere aquí en un sentido estricto a la posición de una línea de conexión entre la abertura exterior y la abertura interior del canal de aspiración, en donde el término “inclinado hacia abajo” se debe interpretar como en dirección desde la abertura interior hacia la abertura exterior del canal de aspiración, de tal manera que la abertura exterior del canal de aspiración con una alineación vertical del dispositivo de descarga de arena se encuentra debajo de la abertura interior del canal de aspiración – a la luz de esta aclaración se deben considerar también las regiones parciales que presenten una orientación un poco diferente. Debido a su forma de construcción simple y compacta, el dispositivo es de bajo coste y además puede ser usado en depósitos de almacenamiento tanto resistentes a la presión como también ventilados, es decir, abiertos. Adicionalmente, en instalaciones ya existentes se puede hacer de manera relativamente fácil un reequipamiento.
Ventajosamente, la abertura de salida del canal de ventilación desemboca por encima de la abertura exterior del canal de aspiración dentro del recipiente de almacenamiento. En esta disposición es ventajoso que la arena se ventile y se afloje por encima del canal de aspiración, facilitando así la aspiración de la arena.
Ventajosamente, la abertura de entrada del canal de ventilación está conectada con la atmósfera circundante de un vehículo ferroviario, en el que se encuentra instalado el dispositivo de descarga de arena o en el que puede ser instalado el dispositivo de descarga de arena, o de una cabina de pasajeros de tal vehículo ferroviario. Así, es posible suministrar aire de manera fácil y descomplicada al depósito de almacenamiento a través del sistema de ventilación. En caso de que la abertura de entrada desemboque en la cabina de pasajeros, el aire suministrado a través de la ventilación normalmente tendrá una mayor temperatura que el aire ambiental circundante, lo que en particular en la época fría del año puede contribuir a prevenir la condensación del vapor de agua o la congelación de la arena.
Una ventaja adicional se obtiene si el canal de ventilación se dispone en la caja de manera sustancialmente paralela al eje central de la caja del inserto de tobera de aspiración, mientras que la parte del canal de ventilación inmediatamente delante de la abertura de salida está inclinada en un ángulo agudo hacia abajo contra el eje central de la caja. De esta manera se previene el derrame de la arena a través del canal de ventilación. Adicionalmente, en el caso de una disposición de la abertura de salida por encima de la abertura exterior del canal de aspiración se ventila así en particular la arena localizada por encima del canal de aspiración, lo que facilita sustancialmente la aspiración.
La caja del inserto de tobera de aspiración presenta en su extremo superior una sección sustancialmente cónica que en la zona de transición hacia la parte cilíndrica de la caja presenta un mayor diámetro que la parte cilíndrica de la caja y forma una cubierta anular que sobresale de la superficie cilíndrica de la caja. La distancia x, por la que la cubierta anular sobresale de las superficies cilíndrica de la caja, ventajosamente equivale a un máximo de 25 % del radio de la parte cilíndrica de la caja. Semejante dimensionamiento ofrece un compromiso ventajoso entre la estabilidad y el máximo apantallamiento posible. La sección cónica absorbe la carga de la arena dispuesta encima del inserto de tobera de aspiración y por medio de su cubierta se encarga de que la arena localizada debajo se someta a una menor presión y, por lo tanto, puede hacer aspirada mejor a través del canal de aspiración. Adicionalmente, la arena puede escurrirse más fácilmente gracias a la forma cónica.
En una variante ventajoso de la presente invención, el inserto de tobera de aspiración está dispuesto de tal manera en el depósito de almacenamiento que el eje central de la caja está orientado de manera sustancialmente vertical; en otra variante, el inserto de tobera de aspiración está dispuesto de tal manera que el eje central de la caja está
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inclinado en un ángulo α contra la vertical, en donde para el ángulo α rige que: 0° < α≤ 30°. Sin embargo, en el segundo caso se debería asegurar mediante el giro del inserto de tobera de aspiración alrededor de su eje central que los canales de aspiración tengan la inclinación correcta y que no puede introducirse arena de manera no deseada a través de los mismos. Dependiendo de la disposición del inserto de tobera de aspiración, la descarga de arena puede ser variada y de esta manera optimizada para diferentes aplicaciones. Adicionalmente, debido al montaje inclinado, en la práctica muchas veces se obtiene la ventaja de un conducto de transporte de arena de tendido más favorable, con mejores planos inclinados de escurrimiento y trayectos arqueados más moderados. Esto resulta en una mejor seguridad de funcionamiento debido a condiciones de flujo más favorables de la mezcla de aire-arena de frenado.
Un alto grado de humedad dentro del recipiente de almacenamiento muchas veces ocasiona problemas en los sistemas de arenado, debido a que la arena se apelmaza con más facilidad y con bajas temperaturas incluso se puede congelar. Este problema se resuelve de acuerdo con la invención, debido a que dentro del depósito de almacenamiento se encuentra dispuesto un recipiente con un agente deshumidificador en forma desprendible. Este agente deshumidificador puede ser un gel de sílice u otros materiales comparables. Se pueden obtener buenos resultados mediante el uso de un cierre magnético. De esta manera, el depósito puede ser cambiado fácilmente. También es posible remover el depósito, desecarlo y volver a montarlo. De esta manera, el mismo depósito puede ser usado muchas veces, lo que ahorra costes.
En una variante de la invención, el depósito de almacenamiento presenta un tubo de carga de arena que se puede cerrar con una tapa, en donde el recipiente con el agente deshumidificador está dispuesto de manera desprendible en el lado interior de la tapa. De esta manera se puede manipular el recipiente de forma particularmente fácil y descomplicada.
Ventajosamente, el recipiente tiene la forma de una jaula perforada. Sin embargo, también son posibles diversas otras formas de realización.
A continuación, la invención se describe más detalladamente basándose en un ejemplo de realización que no tiene ningún carácter limitativo y que se representa ilustrativamente en los dibujos. En los dibujos se muestra esquemáticamente lo siguiente:
La Fig. 1 muestra un esquema de funcionamiento del dispositivo de descarga de arena de acuerdo con la invención,
La Fig. 1a muestra una sección del dispositivo representado en la figura 1 con insertos de tobera de aspiración inclinados contra la dirección vertical,
La Fig. 2 es una vista de sección paralela a la línea central de un inserto de tobera de aspiración a lo largo de la línea B-B en la figura 3,
La Fig. 3 es una vista superior de un inserto de tobera de aspiración conforme a un corte a lo largo de la línea A-A en la figura 2 (y la figura 4),
La Fig. 4 es una vista de sección como en la figura 2, a lo largo de la línea C-C en la figura 3,
La Fig. 5 es una vista de sección como en la figura 2, a lo largo de la línea D-D en la figura 3,
La Fig. 6 es una vista de sección de un tubo de carga de arena con la tapa cerrada y
La Fig. 7 es una vista de sección de un tubo de carga de arena con la tapa abierta.
La figura 1 muestra un esquema de funcionamiento del dispositivo de descarga de arena 1 de acuerdo con la presente invención. A este respecto, en el vehículo ferroviario se encuentra dispuesto un depósito de almacenamiento 2 para arena de frenado, que puede ser llenado con arena a través de un tubo de carga de arena 4. El tubo de carga de arena 4 está cerrado con una tapa 3, para proteger la arena de frenado contra la humedad y los cuerpos extraños. En el depósito de almacenamiento 2 puede estar dispuesta una mirilla de inspección 20 para comprobar fácilmente el nivel de llenado del depósito de almacenamiento 2. Los depósitos de almacenamiento 2 en principio pueden estar configurados de manera ventilable o resistentes a la presión; el dispositivo de descarga de arena 1 de acuerdo con la invención puede ser empleado para ambas variantes.
Como se puede ver en la figura 1, el depósito de almacenamiento 2 presenta una región de fondo que converge de manera cónica. En el punto más bajo un de la región de fondo se encuentra dispuesto por lo menos un inserto de tobera de aspiración 5, 5’ para la arena. En principio, el inserto de tobera de aspiración 5 puede estar dispuesto en cualquier lugar en el recipiente de almacenamiento 2, aunque los mejores resultados se obtienen con una disposición en la región del fondo. El inserto de tobera de aspiración 5, 5’ desemboca en un conducto de transporte de arena 8, 8’ que transporta la arena de frenado a través de una campana de arena 21, 21’ delante de las ruedas
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del vehículo ferroviario. Esta campana de arena 21, 21’ presenta opcionalmente un cartucho de calefacción; con el mismo es posible prevenir con bajas temperaturas el congelamiento y la consiguiente aglomeración de la arena en el conducto de transporte de arena 8, 8’ o en la campana de arena 21, 21’, respectivamente. Adicionalmente, la campana de arena 21, 21’ también puede presentar canales especiales y aberturas de ventilación para impedir o reducir la entrada de humedad y salpicaduras de agua.
Cuando el vehículo ferroviario se usa de manera bidireccional, ventajosamente se proveen dos insertos de tobera de aspiración 5, 5’ con sus correspondientes conductos de transporte de arena 8, 8’ y campanas de arena 21, 21’. Este segundo conjunto de dispositivos de arenado se representa en la figura 1 con línea intermitente. Para las demás figuras, solo se hace referencia a los dispositivos representados con línea sólida en la figura 1.
Las demás figuras muestran representaciones detalladas del inserto de tobera de aspiración 5, que puede ser fijado mediante tornillos u otros medios de fijación en la región del fondo del depósito de almacenamiento 2. En las figuras 2, 4 y 5 se trata de representaciones seccionales paralelas al eje central 16 del inserto de tobera de aspiración 5, mientras que la figura 3 muestra una vista superior del inserto de tobera de aspiración 5 con el desarrollo de las secciones representadas en las otras figuras.
En la figura 2 se trata de una sección paralela al eje longitudinal de un inserto de tobera de aspiración 5 a lo largo de la línea de sección B-B en la figura 3. El inserto de tobera de aspiración 5 sustancialmente está formado por una caja cilíndrica 6 que encierra un espacio hueco abierto hacia abajo 7. En el ejemplo de realización representado, la caja 6 del inserto de tobera de aspiración 5 presenta en su región superior una sección cónica 9.
El espacio hueco 7 presenta desde arriba hacia abajo, de acuerdo con la disposición mostrada en la figura 1, los siguientes componentes: una tobera 22, un espacio de inyección 23, un tubo Venturi 24 y un manguito 25 para conectar el espacio hueco 7 con el conducto de transporte de arena 8. El tubo Venturi 24 sustancialmente está formado por dos conos orientados de forma mutuamente opuesta que en el punto más reducido de su diámetro están unidos por una corta sección de precisamente ese diámetro constante. Adicionalmente, el espacio hueco 7 se conecta a través de por lo menos un canal de aspiración 10 para arena con el interior del depósito de almacenamiento 2. El canal de aspiración 10 presenta una abertura exterior 11 que está dispuesta en el lado exterior de la caja en el lado interior del depósito de almacenamiento 2, así como una abertura interior 12 en el espacio hueco 7 de la caja 6 del inserto de tobera de aspiración 5. El canal de aspiración 10 está inclinado en un ángulo agudo contra el eje central 16 del inserto de tobera de aspiración 5 hacia abajo en dirección desde la abertura interior 12 hacia la abertura exterior 11, de tal manera que la abertura exterior 11 con una disposición vertical del inserto de tobera de aspiración 5 se encuentra dispuesta debajo de la abertura interior 12. El ángulo normalmente es 40°más/menos 10 % y sustancialmente depende del tamaño de los canales de aspiración o del canal de aspiración 10 y del espesor de pared restante de la caja 6 en esta zona. Otro parámetro puede ser el ángulo de descarga específico de la arena de frenado empleada. En el presente caso se prevén cuatro canales de aspiración 10 – pero en principio también son posibles más o menos canales de aspiración 10.
En la representación seccional de la figura 4 a lo largo de la línea C-C de la figura 3 se pueden ver dos características adicionales del inserto de tobera de aspiración 5: en la parte de la caja 6 que se encuentra a la izquierda del espacio hueco 7 en la figura 4, se puede ver un canal de ventilación 13, mientras que en la parte situada a la derecha del espacio hueco 7 se encuentra dispuesto un canal de aire comprimido 26. El canal de aire comprimido 26 desemboca en la región situada por encima de la tobera 22 en el espacio hueco 7. El canal de aire comprimido 26 puede ser cargado con aire comprimido a través de un compresor o a través del suministro de aire comprimido de a bordo del vehículo ferroviario. El canal de ventilación 13 presenta una abertura de salida 15, que en la figura 4 se puede ver solamente como una estructura ovalada. La abertura de entrada 14 del canal de ventilación 13 en el presente ejemplo de realización está dispuesta en el lado inferior del inserto de tobera de aspiración 5, pero esto solo representa una entre varias variantes posibles. Está previsto por lo menos un canal de ventilación 13, aunque obviamente su número también puede ser mayor. En el ejemplo de realización representado están previstos tres canales de ventilación 13, como se puede ver en la figura 3.
La figura cinco muestra un corte a través del inserto de tobera de aspiración 5 a lo largo de la línea D-D en la figura 3, que se extiende exactamente a través de un canal de ventilación 13. Allí se pueden ver claramente tanto el canal de ventilación 13 como también sus aberturas de entrada 14 y de salida 15. La parte principal del canal de ventilación 13 está dispuesto de manera sustancialmente paralela al eje central 16 de la caja del inserto de tobera de aspiración 5, 5’ dentro de la caja y por ella pasa la corriente desde la abertura de entrada 14 en dirección hacia la sección cónica 9 del inserto de tobera de aspiración 5, 5’. La sección final del canal de ventilación 13 poco antes de la abertura de salida 15 está inclinada en ángulo agudo hacia abajo contra el eje central 16 del inserto de tobera de aspiración 5, aunque esto, sin embargo, solo representa una entre varias variantes de realización.
La vista conjunta de la figura 2 y la figura 5 muestra una forma de realización de la presente invención en la que la abertura de salida 15 del canal de ventilación 13 está dispuesta por encima de la abertura exterior 11 del canal de aspiración 10. Esta abertura de salida 15 en principio también se puede proveer por debajo o a la misma altura de la abertura exterior 11.
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Adicionalmente, a continuación se describe el modo de funcionamiento del dispositivo de descarga de arena 1: El inserto de tobera de aspiración representado en las figuras 2, 3, 4 y 5 está dispuesto en el fondo cónicamente convergente de un depósito de almacenamiento 2 para arena de frenado. Si para el arranque o frenado del vehículo ferroviario se requiere arena de frenado sobre los rieles, el canal de aire comprimido 26 se carga con aire comprimido. A este respecto, la presión es de aproximadamente 1 bar, aunque puede variar dependiendo de la situación.
El aire comprimido fluye a través del canal de aire comprimido 26 al interior del inserto de tobera de aspiración 5 y a través de la tobera 22 a alta velocidad dentro del espacio de inyección 23 y luego vuelve a salir del sistema a alta velocidad a través del tubo Venturi 24 y a través del conducto de transporte de arena 8 conectado al manguito 25 pasando por la campana de arena 21. Debido a la alta velocidad y al tubo Venturi 24, en el espacio de inyección 23 se forma una presión negativa que a través de los canales de aspiración 10 aspira a la arena del depósito de almacenamiento 2 circundante. La arena que penetra en el espacio de inyección 23 es arrastrada entonces por el chorro de aire comprimido que entra a través de la tobera 22. Es decir que se forma una mezcla de aire comprimidoarena de frenado que se descarga a través de la campana de arena 21 pasando por el conducto de transporte de arena 8. Debido al desarrollo oblicuo del canal de aspiración 10, se previene que debido a las sacudidas la arena pueda penetrar en el espacio de inyección 23 y desde allí en el conducto de transporte de arena 8 cuando no se haya emitido una instrucción de arenado a través del sistema.
En los dispositivos de descarga de arena conocidos hasta ahora, muchas veces es difícil descargar cantidades de arena a constantes de manera independiente de la altura de llenado del depósito de almacenamiento 2: Por una parte, la arena se puede aglomerar y aglutinar debido a las sacudidas, lo que puede resultar en dificultades en el abastecimiento de insertos de tobera de aspiración eventualmente existentes. Además, este problema puede agravarse todavía más debido a la humedad eventualmente existente en el depósito de almacenamiento 2.
Para contrarrestar el primer problema, el dispositivo de descarga de arena 1 de acuerdo con la presente invención presenta dos características: Por una parte, se provee por lo menos un canal de ventilación 13, cuya abertura de salida 15 está dispuesta, por ejemplo, por encima de la abertura exterior 11 del canal de aspiración 10. De esta manera se ventila y se afloja la arena localizada por encima de la abertura del canal de aspiración 10, previniendo así de manera eficaz las aglomeraciones y aglutinamientos. Adicionalmente, la sección cónica 9 en la región superior de la caja 6 en la zona de transición hacia la sección cilíndrica de la caja 6 presenta un mayor diámetro que la sección cilíndrica ubicada debajo. Por lo tanto, la sección cónica 9 sobresale de la región cilíndrica de la caja 6 – el radio de está cubierta anular es mayor, por una cantidad x, que el radio de la parte cilíndrica de la caja 6 que está ubicada debajo. Esta cantidad x equivale como máximo a un 25 % del radio de la parte cilíndrica.
La sección cónica 9 de la caja 6 absorbe, debido a su configuración, la mayor parte de la carga de la arena acumulada sobre el inserto de tobera de aspiración 5. En la región próxima a la caja cilíndrica 6, desde la que la arena es aspirada a través del canal de aspiración 10 dentro del inserto de tobera de aspiración 5, la arena por lo tanto está expuesta a una menor presión y puede ser aspirada más fácilmente. De esta manera se asegura una descarga uniforme y continua de la arena.
Adicionalmente, la superficie de la sección cónica 9 de la caja 6 en el caso ideal presenta un ángulo de inclinación que es ligeramente mayor que el ángulo de vertido de arena y que se ubica en el alcance de 30° a 40°. De esta manera, la arena se desliza también con un nivel de llenado bajo del depósito de almacenamiento 2 desde la sección cónica 9 y está disponible para su descarga.
En una forma de realización adicional de la invención, el inserto de tobera de aspiración 5 puede estar dispuesto de manera inclinada en el depósito de almacenamiento 2. Esto significa que el eje central 16 del inserto de tobera de aspiración 5 está inclinado contra la vertical – normalmente por un ángulo α, en donde para el ángulo α rige que: 0° < α≤ 30°.
En la práctica, de esto muchas veces resulta un conducto de transporte de arena 8 de tendido más favorable en forma de planos inclinados de escurrimiento mejorados y trayectos arqueados más moderados. Esto resulta en una seguridad de funcionamiento mejorada debido a las condiciones de flujo más favorables de la mezcla de aire-arena de frenado. La figura 1a muestra una sección del dispositivo de descarga de arena de la figura 1, donde en este caso se ilustran insertos de tobera de aspiración 5a, 5a’ que están inclinados contra la vertical por dicho ángulo α. Un inserto de tobera de aspiración 5a en este ejemplo se encuentra dispuesto en el fondo del depósito de almacenamiento 2, mientras que un inserto de tobera de aspiración 5a’ se encuentra dispuesto en otra región, en este caso en la región del fondo que converge de forma cónica.
Un problema adicional de los dispositivos de descarga de arena, que ya fue descrito previamente en el texto, es la humedad en la arena. Por una parte, la arena así se puede aglomerar más fácilmente, y a bajas temperaturas la arena incluso puede llegar a congelarse.
Para resolver este problema, de acuerdo con la presente invención, en el dispositivo de descarga de arena se dispone un agente deshumidificador 17, dispuesto de manera desprendible en el interior del depósito de
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almacenamiento 2. Esta característica de la invención se representa en las figuras 6 y 7 en una variante, en la que el agente deshumidificador 17 está dispuesto en la tapa 3 del tubo de carga de arena 4 del depósito de almacenamiento 2. Sin embargo, el agente deshumidificador 17 en principio también puede disponerse en cualquier sitio deseado en el depósito de almacenamiento 2.
La figura 6 muestra una sección de un depósito de almacenamiento 2 con un tubo de carga de arena 4 y una tapa 3 en estado cerrado. La tapa 3 a este respecto presenta un agente deshumidificador 17 dispuesto dentro de un recipiente 19 – en este caso se trata, por ejemplo, de un gel de sílice u otro agente desecador similar. El recipiente está unido de forma desprendible con la tapa, para lo que se puede proveer, por ejemplo, un cierre magnético 18. Sin embargo, en principio se puede usar cualquier tipo de cierre apropiado. El recipiente puede ser, por ejemplo, una jaula perforada hecha de un metal, por ejemplo, acero fino.
Las ventajas de un dispositivo de este tipo se pueden ver en la figura 7, en la que se muestra la tapa 3 en estado abierto: el recipiente 19 puede ser removido muy fácilmente gracias al cierre desprendible para ser cambiado o reacondicionado. Es decir que el dispositivo desecador es reutilizable y contribuye así al ahorro de costes.
Debido a la disminución de la humedad en el depósito de almacenamiento 2 del dispositivo de descarga de arena y debido al inserto de tobera de aspiración ventilado 5 con la sección cónica 9 en la región superior, que absorbe la carga de la arena dispuesta encima, se logra una descarga óptima de la arena.
Lista de símbolos de referencia
- 1
- Dispositivo de descarga de arena
- 2
- Depósito de almacenamiento
- 3
- Tapa
- 4
- Tubo de carga de arena
- 5, 5’
- Inserto de tobera de aspiración (5a, 5a’)
- 6
- Caja cilíndrica
- 7
- Espacio hueco
- 8, 8’
- Conducto de transporte de arena
- 9
- Sección cónica
- 10
- Canal de aspiración
- 11
- Abertura exterior
- 12
- Abertura interior
- 13
- Canal de ventilación
- 14
- Abertura de entrada
- 15
- Abertura de salida
- 16
- Eje central
- 17
- Agente deshumidificador
- 18
- Cierre magnético
- 19
- Recipiente
- 20
- Mirilla de inspección
- 21, 21’
- Campana de arena
- 22
- Tobera
- 23
- Espacio de inyección
- 24
- Tubo Venturi
- 25
- Manguito
- 26
- Canal de aire comprimido
Claims (12)
- 5152535455565REIVINDICACIONES1. Dispositivo de descarga de arena (1) para un vehículo ferroviario, presentando-un depósito de almacenamiento (2) para contener la arena, con un fondo que converge cónicamente y -por lo menos un inserto de tobera de aspiración (5, 5’) dispuesto en el punto más bajo del fondo cónicamente convergente del depósito de almacenamiento (2) y que se proyecta por lo menos parcialmente dentro del depósito de almacenamiento (2), en donde el inserto de tobera de aspiración (5, 5’) presenta una caja sustancialmente cilíndrica (6) con un espacio hueco abierto hacia abajo (7), al que se puede conectar un conducto de transporte de arena (8), y en donde a través del inserto de tobera de aspiración (5, 5’) de manera paralela a un eje central (16) de la caja cilíndrica (6) en la dirección del conducto de transporte de arena (8) puede fluir una corriente de aire, en donde en la caja cilíndrica (6), preferentemente en una región ubicada dentro del depósito de almacenamiento (2), se encuentra dispuesto adicionalmente por lo menos un canal de aspiración (10) que conecta el espacio hueco (7) del inserto de tobera de aspiración (5, 5’) con el interior del depósito de almacenamiento (2) y que presenta una abertura exterior (11) que desemboca en el lado exterior de la caja (6) del inserto de tobera de aspiración (5, 5’) dentro del depósito de almacenamiento (2), así como una abertura interior (12) que desemboca en el espacio hueco (7),caracterizado por queel canal de aspiración (10) está inclinado hacia abajo en un ángulo agudo contra el eje central (16) de la caja (6), y adicionalmente por que la caja (6) presenta por lo menos un canal de ventilación (13) con una abertura de entrada (14) y una abertura de salida (15), en donde la abertura de salida (15) desemboca en el depósito de almacenamiento (2) dentro del dispositivo de descarga de arena (1).
- 2. Dispositivo de descarga de arena de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la abertura de salida(15) del canal de ventilación (13) desemboca en el depósito de almacenamiento (2) por encima de la abertura exterior (11) del canal de aspiración (10).
-
- 3.
- Dispositivo de descarga de arena de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la abertura de entrada (14) del canal de ventilación (13) está conectada con el entorno atmosférico circundante del vehículo ferroviario o de una cabina de pasajeros del vehículo ferroviario.
-
- 4.
- Dispositivo de descarga de arena de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la parte principal del canal de ventilación (13) está dispuesta en la caja de manera sustancialmente paralela al eje central (16) de la caja (6) del inserto de tobera de aspiración (5, 5’), mientras que una sección terminal del canal de ventilación (13) está inclinada hacia abajo en un ángulo agudo contra el eje central (16) de la caja (6) inmediatamente antes de la abertura de salida (15).
-
- 5.
- Dispositivo de descarga de arena (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la caja (6) del inserto de tobera de aspiración (5, 5’) en su extremo superior presenta una sección sustancialmente cónica (9) que en la zona de transición hacia la parte cilíndrica de la caja (6) presenta un mayor diámetro que la parte cilíndrica de la caja (6) y forma una cubierta anular que sobresale más allá de la superficie cilíndrica de la caja (6).
-
- 6.
- Dispositivo de descarga de arena (1) de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que la cubierta anular sobresale de la superficie cilíndrica de la caja (6) una distancia x, en donde la distancia x equivale como máximo a un 25 por ciento del radio de la parte cilíndrica de la caja (6).
-
- 7.
- Dispositivo de descarga de arena (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el inserto de tobera de aspiración (5, 5’) está dispuesto en el depósito de almacenamiento (2) con el eje central
(16) orientado de manera sustancialmente vertical. -
- 8.
- Dispositivo de descarga de arena (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el eje central (16) está inclinado contra la vertical un ángulo α, en donde para el ángulo α rige que: 0°< α≤ 30°.
-
- 9.
- Dispositivo de descarga de arena (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que dentro del recipiente de almacenamiento (2) se encuentra dispuesto de manera desprendible un recipiente (19) con un agente deshumidificador (17).
-
- 10.
- Dispositivo de descarga de arena (1) de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por que el depósito de almacenamiento (2) presenta un tubo de carga de arena (4) para recibir la carga de arena y que se puede cerrar con una tapa (3), y en donde el recipiente (19) con el agente deshumidificador (17) se encuentra dispuesto de manera desprendible en el lado interior de dicha tapa (3).
-
- 11.
- Dispositivo de descarga de arena (1) de acuerdo con las reivindicaciones 9 o 10, caracterizado por que el
8recipiente (19) tiene la forma de una jaula perforada. - 12. Dispositivo de descarga de arena (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado por que el recipiente (19) se encuentra dispuesto mediante un cierre magnético desprendible (18) dentro del depósito de almacenamiento (2) o en la tapa (3).9
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-
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