ДОЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕСКОСТРУЙНОЙ УСТАНОВКИ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
DISPENSING DEVICE FOR SAND BLASTING INSTALLATION OF RAIL VEHICLE

Изобретение относится к дозирующему устройству в соответствии с ограничительной частью п. 1 формулы изобретения.
Рельсовое транспортное средство, в частности, локомотив или мотор-вагонный поезд, имеет выполненные с возможностью приведения в действие и/или торможения колеса. Для поддержания оптимального коэффициента трения между колесом транспортного средства и рабочим рельсом в начале движения, при торможении и во время движения рельсового транспортного средства, при необходимости песок для посыпки дорог при помощи пескоструйной установки подается в зазор между колесом транспортного средства и рабочим рельсом. Такая пескоструйная установка содержит ящик для песка для пополнения запасов песка для посыпки дорог, закрепленное на ящике для песка дозирующее устройство для пневматического дозирования выхода песка для посыпки дорог, а также соединенную через трубопровод для песка с дозирующим устройством и выходящую перед колесом транспортного средства трубу для выведения песка.
Из документа DE 21 46 540 А1 известно дозирующее устройство для пескоструйной установки рельсового транспортного средства, у которого песок проходит лишь через отверстия в блоке корпуса. Для подачи песка из расположенного над блоком корпуса резервуара для песка служат отверстия, которые переходят в самотечную трубу. Самотечная труба входит в цилиндрическое пространство для песка, которое образуется посредством слегка наклонного отверстия. В его нижний конец снаружи ввинчена соосно входящая в пространство для песка струйная труба. Самотечная труба на небольшом расстоянии от конца струйной трубы входит в расположенное ниже пространство для песка. Вертикальное отверстие образует входной элемент трубы для отведения песка. К блоку корпуса подсоединен образующий концевую часть трубы для выведения песка патрубок, который переходит в наклонный, направленный на колесо транспортного средства фрагмент трубы. Переход от пространства для песка к вертикальной части трубы для выведения песка, которая имеет такое же поперечное сечение, что и пространство для песка, образует поперечное отверстие с  поперечным сечением, чем пространство для песка. Следующая струйная труба соосно сверху введена в трубу для выведения песка и входит вплоть до наклонного фрагмента трубы для выведения песка. В верхней, вертикальной части трубы для выведения песка предусмотрено вентиляционное отверстие.
Известное дозирующее устройство имеет высокие допуски дозирования выгруженного количества песка для посыпки дорог и, в частности, в отношении следующей струйной трубы склонно к износу.
Из DE 2146 540 А известно устройство для песка для посыпки дорог для рельсовых транспортных средств. Оно имеет струйную трубу для передающей давление среды, причем струйная труба соосно входит в предусмотренное для осаждения падающего песка цилиндрическое пространство для песка.
Из US 3,677,590 В известно следующее устройство для песка для посыпки дорог, у которого песок за счет своего собственного веса через вход попадает в камеру для песка. Через выход и через следующую трубу для песка песок контролируемым образом попадает на рельс.
Поэтому, в основе изобретения лежит задача создания дозирующего устройства ранее указанного типа, которое позволяет осуществлять точное дозирование выгруженного количества песка для посыпки дорог, и при этом менее склонно к износу.
Задача решается в соответствии с изобретением посредством «песочной лестницы» с представленными в отличительной части пункта 1 формулы изобретения признаками. В соответствии с этим, дозирующее устройство для пескоструйной установки рельсового транспортного средства содержит блок корпуса, в котором располагается путь прохождения песка. Песок проходит от воронки для подачи песка через канал для смешивания песка в перпендикулярный канал для выдувания песка. Канал для смешивания песка поднимается от пространства для приема песка с наклоном к пространству для поворота потока песка. Дозирующее устройство содержит входящую снизу соосно в канал для смешивания песка, перемещающую воздух трубу для создания перемещающего песок для посыпки дорог воздушного потока. В соответствии с изобретением в блоке корпуса располагается входящий сверху в пространство для поворота потока песка впускной канал, в который с возможностью разъема помещена вставка для сопла для создания направленного вниз в канал для выдувания песка воздушного потока. Воздушный поток направлен вниз соосно в канал для выдувания песка и создает за счет этого, с одной стороны, всасывающий эффект, вследствие пониженного давления в канале для смешивания песка, а, с другой стороны, увеличение объемного потока подающего воздуха в канале для выдувания песка. За счет использования вставки для сопла устраняется не только склонная к износу, входящая в трубопровод для песка и изогнутая струйная труба, но и создается возможность для более точной регулировки выгруженного количества песка для посыпки дорог через вставку для сопла посредством сжатого воздуха.
В предпочтительном варианте осуществления дозирующего устройства в соответствии с изобретением вставка для сопла осуществлена в виде латунной вращающейся детали. Благодаря этому, возможно точное изготовление вставки для сопла с высокой степенью соблюдения всех заданных параметров в отношении диаметра сопла. Вставка для сопла может быть осуществлена, к примеру, в виде цилиндрической втулки и может иметь аксиальное проходное отверстие, которое определяет точный диаметр сопла. Благодаря этому, воздушный поток в отношении своей ориентации и силы точно определяется, что приводит к повышению точности дозирования песка для посыпки дорог. На конце против направления потока втулка может иметь плоский цилиндрический буртик, который подходит под соответствующее углубление впускного канала. Его форма позволяет осуществить простое введение вставки для сопла во впускной канал, а также такое же простое удаление ее, так что у дозирующего устройства в соответствии с изобретением можно без больших затрат осуществить замену вставки для сопла. Благодаря этому, засоренная вставка для сопла может быть быстро заменена на чистую или же на другую вставку для сопла с меньшим или  диаметром.
В предпочтительном варианте осуществления дозирующего устройства в соответствии с изобретением вставка для сопла может быть выбрана из сменного набора вставок для сопла с различными соизмеренными диаметрами сопла соответственно размеру зерна использованного песка для посыпки дорог. За счет использования сменного набора вставок для сопла с различными диаметрами сопла, эксплуатационщик рельсового транспортного средства может выбрать набор вставок, который лучше всего согласуется с используемым им песком для посыпки дорог, к примеру, в плане усредненного размера зерна. За счет простого выбора вставки для сопла это возможно также без больших производственных затрат.
В предпочтительном варианте осуществления дозирующего устройства в соответствии с изобретением канал для смешивания песка поднимется под углом наклона в диапазоне от 10° до 40°, предпочтительно от 20° до 30°, относительно горизонтали. За счет поднимающегося в направлении пространства для поворота потока песка расположения канала для смешивания песка предотвращается то обстоятельство, что за счет вибраций и движений рывками при начале движения и торможении рельсового транспортного средства неконтролируемо большое количество песка для посыпки дорог из пространства для приема песка попадает в пространство для выдувания песка. Это способствует точному дозированию выгруженного количества песка для посыпки дорог.
В предпочтительном варианте осуществления дозирующего устройства в соответствии с изобретением выпускной участок воронки для подачи песка в зоне входа перемещающей воздух трубы сверху входит в канал для смешивания песка. Размер поперечного сечения выпускного участка при заданной зернистости песка для посыпки дорог определяет подачу песка для посыпки дорог по принципу песочных часов, т.е. выходящее в единицу времени из выпускного участка количество песка для посыпки дорог. В зависимости от положения входа перемещающей воздух трубы под выпускным участком более или менее большая часть песка для посыпки дорог захватывается непосредственно воздушным потоком перемещающей воздух трубы. Другая часть перемещаемого потоком воздуха песка для посыпки дорог посредством изменившего направление песка для посыпки дорог выводится из пространства для приема песка канала для смешивания песка.
В следующем предпочтительном варианте осуществления дозирующего устройства в соответствии с изобретением канал для смешивания песка образован посредством первого цилиндрического отверстия, а канал для выдувания песка образован посредством второго цилиндрического отверстия в блоке корпуса с одинаковыми диаметрами. За счет цилиндрических отверстий с одинаковыми диаметрами канал для смешивания песка и канал для выдувания песка могут быть изготовлены простым способом.
В предпочтительном варианте пространство для поворота потока песка дозирующего устройства в соответствии с изобретением образовано посредством расположенного перпендикулярно каналу для смешивания песка и каналу для выдувания песка цилиндрического поперечного отверстия, диаметр которого больше, чем диаметры канала для смешивания песка и канала для выдувания песка. За счет поперечного отверстия пространство для поворота потока песка может быть изготовлено простым способом и может быть закрыто посредством соответствующего закрывающего элемента.
Поперечное отверстие может быть осуществлено таким образом, что внешние контуры канала для смешивания песка и канала для выдувания песка гладко переходят в рабочую поверхность поперечного отверстия. Вследствие этого, воздушный поток вместе с песком для посыпания дорог оптимальным образом для улучшения характеристик потока поворачивается от канала для смешивания песка в канал для выдувания песка.
В следующем предпочтительном варианте осуществления дозирующего устройства в соответствии с изобретением перемещающая воздух труба осуществлена в виде ввинчивающейся детали, которая ввинчена на заданную глубину регулировки извне в первое цилиндрическое отверстие. Благодаря этому, можно отказаться от использования сменного комплекта перемещающих воздух труб с различными длинами, так как глубина регулировки ввинчивающегося элемента может быть просто изменена посредством ввинчивания и вывинчивания ввинчивающегося элемента. В зависимости от использованного типа песка для посыпания дорог, можно, тем самым, отрегулировать оптимальное положение входа перемещающей воздух трубы относительно выпускного участка воронки для прохождения песка. Такая возможность регулировки также повышает точность дозировки выгруженного количества песка для посыпания дорог.
В следующем предпочтительном варианте осуществления дозирующего устройства в соответствии с изобретением блок корпуса изготовлен в виде монолитной детали, полученной методом точного литья, или для прохождения песка может быть изготовлен - в частности, по сравнению с использованными до этого чугунными деталями - с большей точностью по размеру без больших затрат на дополнительную обработку. Это опять же улучшает допуски при дозировке выгруженного количества песка для посыпки дорог. Если блок корпуса изготавливается из инструментальной стали, то можно отказаться даже от специальных мер по защите от коррозии.
В следующем предпочтительном варианте осуществления дозирующего устройства в соответствии с изобретением в блок корпуса встроен термоэлемент для нагревания песка для посыпки дорог. Термоэлемент может быть выполнен в виде стержня и может быть расположен в приемном отверстии в блоке корпуса, которое входит в зоне конического участка воронки для подачи песка. Термоэлемент может иметь нагревательный стержень, который преобразует электрическую энергию в тепловую. Нагретый таким образом воздух проходит - в случае необходимости с поддержкой подведенным питающим воздушным потоком - через металлокерамический фильтр, который предотвращает проникновение отклонившегося от пути своего прохождения песка для посыпки дорог к нагревательному стержню, в песок для посыпки дорог. При помощи нагретого воздуха песок для посыпки дорог высушивается и, таким образом, удерживается в скользящем или сыпучем состоянии. Это улучшает процесс дозировки количества песка для посыпки дорог, в частности, и при влажной погоде, а также при низких температурах.
Другие свойства и преимущества изобретения выявляются из последующего описания конкретного примера осуществления, на основании чертежей, на которых схематично представлено следующее:
фиг. 1 - дозирующее устройство в соответствии с изобретением на виде сверху,
фиг. 2 - продольный разрез дозирующего устройства вдоль представленной на фиг. 1 линии II-II разреза.
Представленное на фиг. 1 и на фиг. 2 дозирующее устройство 1 служит для пневматического дозирования выхода песка для посыпки дорог известной и, поэтому, не представленной в целом пескоструйной установки для также не изображенного рельсового транспортного средства. Рельсовое транспортное средство содержит выполненные с возможностью приведения в действие и/или торможения колеса, и может являться, к примеру, локомотивом или мотор-вагонным поездом. К пескоструйной установке относится далее ящик для песка для пополнения запасов подаваемого в дозирующее устройство 1 песка для посыпки дорог. Песок для посыпки дорог выходит из дозирующего устройства 1 через не изображенный трубопровод для песка, который, в свою очередь, соединен с выходящей в направлении движения перед колесом транспортного средства трубой для выведения песка. Дозирующее устройство 1 содержит блок 2 корпуса, который осуществлен в виде цельного конструктивного элемента, в частности, в виде детали, полученной методом точного литья, или детали, полученной методом 3-D печати, за счет использования которого можно предотвратить большие погрешности в размерах при последующей обработке. Блок 2 корпуса может быть изготовлен при этом, в частности, из инструментальной стали, благодаря чему особые меры по защите от коррозии становятся излишними. Через блок 2 корпуса проходит путь подачи песка, который идет от воронки 3 для подачи песка через поднимающийся с наклоном канал 4 для смешивания песка в вертикальный канал 5 для выдувания песка. Воронка 3 для подачи песка имеет входное отверстие 6 в крепежном фланце 7 блока 2 корпуса, через который блок 2 корпуса может присоединяться посредством резьбовых соединений к ящику для песка. Через входное отверстие 6 подаваемый песок для посыпки дорог попадает на конический участок 8 воронки 3 для подачи песка, который переходит в выпускной участок 9 воронки 3 для подачи песка с зауженным поперечным сечением. Выпускной участок 9 входит в канал 4 для смешивания песка, который образован посредством первого цилиндрического отверстия 10, которое с наклоном расположено в блоке 2 корпуса. Через размер поперечного сечения выпускного участка 9, по принципу песочных часов, можно регулировать количество песка для посыпки дорог.
Поданный песок для посыпки дорог собирается в пространстве 11 для приема песка, которое образовано посредством нижнего концевого участка канала 4 для смешивания песка. В первом отверстии 10 нарезана внутренняя резьба 12, которая взаимодействует с наружной резьбой 13 образующего перемещающую воздух трубу 14 ввинчивающегося элемента. Первое отверстие 10 закрывается снизу посредством введенного ввинчивающегося элемента, так что он образует нижнее перекрытие канала 4 для смешивания песка и, тем самым, пространства 11 для приема песка. Посредством резьбового соединения глубина t регулировки входа 15 перемещающей воздух трубы 14 может регулироваться, а посредством выполненной с возможностью перемещения по наружной резьбе 13 ввинчивающего элемента контргайки 16 может фиксироваться. На своем наружном конце ввинчивающийся элемент имеет штуцер 17 для подачи сжатого воздуха, для подсоединения не изображенного трубопровода сжатого воздуха, для создания воздушного потока с целью перемещения песка для посыпки дорог через поднимающийся канал 4 для смешивания песка. Посредством глубины t регулировки вход 15 перемещающей воздух трубы 14 может быть позиционирован относительно выпускного участка 9 и, кроме того, может быть оказано воздействие на количество подаваемого песка для посыпки дорог. В канале 4 для смешивания песка выходящий из перемещающей воздух трубы 14 поток воздуха захватывает песок для посыпки дорог, который частично выходит непосредственно из выпускного участка 9 и частично вихрем выводится из пространства 11 для приема песка, и перемещает его к пространству 18 для поворота потока песка на верхнем конце канала 4 для смешивания песка, в котором смешанный с песком для посыпки дорог воздушный поток поворачивается вниз в канал 5 для выдувания песка. Канал 4 для смешивания песка поднимается в представленном примере осуществления под углом наклона α=20° относительно горизонтали, причем для угла наклона α, в зависимости от применяемого песка для посыпки дорог, может быть выбрано значение в диапазоне от 10° до 40°, предпочтительно от 20° до 30°.
Канал 5 для выдувания песка образован посредством проходящего снизу в блок 2 корпуса второго цилиндрического отверстия 19, которое в представленном примере осуществления расположено в одной плоскости с первым отверстием 10 и имеет такой же диаметр, что и указанное отверстие. Пространство 18 для поворота потока песка образуется посредством поперечного отверстия 20, которое располагается перпендикулярно первому отверстию 10 и второму отверстию 19 через блок 2 корпуса и имеет  диаметр, чем они. Поперечное отверстие 20 располагается таким образом, что его рабочая поверхность образует гладкий переход от внешнего контура канала 4 для смешивания песка к внешнему контуру канала 5 для выдувания песка. На нижнем конце канала 5 для выдувания песка предусмотрено выходное отверстие 21, через которое песок для посыпки дорог с потоком перемещающегося воздуха выходит из блока 2 корпуса, чтобы через присоединенный здесь трубопровод для песка для повышения коэффициента трения выдуваться в зазор между колесом транспортного средства и рабочим рельсом.
Для более точной дозировки выгруженной массы песка для посыпки дорог блок 2 корпуса имеет входящий сверху в пространство 18 для поворота потока песка впускной канал 22 для воздушного потока, который образуется посредством введенной во впускной канал 22 с возможностью разъема вставки 23 для сопла. Воздушный поток направлен вниз соосно в канал 5 для выдувания песка и создает, вследствие этого, с одной стороны, всасывающий эффект, за счет пониженного давления в канале 4 для смешивания песка, а, с другой стороны, увеличение объемного потока подаваемого воздуха в канале 5 для выдувания песка.
Вставка 23 для сопла выполнена в предпочтительном варианте в виде вращающейся детали, к примеру, в виде латунной вращающейся детали, и может быть изготовлена, вследствие этого, с высокой точностью в отношении диаметра сопла. Насадка 23 сопла осуществлена в представленном примере осуществления в виде цилиндрической втулки и имеет аксиальное проходное отверстие, которое определяет точный диаметр сопла. На конце в направлении потока проходное отверстие имеет конусообразное сужение, в то время как на конце против потока оно просверлено по форме цилиндра и имеет ровный цилиндрический буртик, который подходит под соответствующее сужение впускного канала 22. Его форма позволяет осуществить простое размещение вставки 23 для сопла во впускном канале 22, а также, соответственно, простое извлечение ее, так что у дозирующего устройства 1 в соответствии с изобретением без больших затрат можно произвести замену вставки 23 для сопла. Благодаря этому, засоренная вставка 23 для сопла может быть быстро заменена на чистую или же на другую вставку 23 для сопла с меньшим или  диаметром сопла. Для этого в распоряжении имеется сменный набор вставок для сопла с различными диаметрами сопла соответственно размерами частиц используемого песка для посыпки дорог. На блоке 2 корпуса, при промежуточном расположении уплотнения, фланец 24 для сжатого воздуха закреплен герметично, однако, за счет резьбового соединения, с возможностью разъема. Внутри фланца 24 для сжатого воздуха канал 25 для сжатого воздуха располагается от присоединительного отверстия 26 для не изображенного трубопровода для сжатого воздуха до выпуска 27, который входит во впускной канал 22. Через фланец 24 для сжатого воздуха к вставке 23 для сопла подается сжатый воздух, который через впускной канал 22 проходит в пространство 18 для поворота потока песка и далее в канал 5 для выдувания песка.
В блок 2 корпуса может быть встроен термоэлемент 28 для нагревания песка для посыпки дорог. Благодаря этому, песок для посыпки дорог высушивается и удерживается в скользящем или сыпучем состоянии. За счет встраивания термоэлемента 28 имеет место экономия на дополнительных конструктивных элементах и, тем самым, на возникающих расходах на изготовление и на монтаж. Термоэлемент 28 выполнен в форме стержня и располагается в вертикально проходящем в блоке 2 корпуса и входящем в конический участок 8 воронки 3 для подачи песка приемном отверстии 29. Термоэлемент 28 содержит наружный шестигранный участок 30 для установки крепежного инструмента, примыкающий к нему наружный резе отверстия 29 и примыкающий к нему нагревательный стержень, который преобразует электрическую энергию, которая подается через присоединенные с торцевой стороны извне питающие трубопроводы 31, в тепловую энергию. В блоке 2 корпуса может быть предусмотрен боковой вход в приемное отверстие 29, через который питающий воздушный поток проходит в окружающий нагревательный стержень кольцевой зазор. При этом проходящий мимо нагревательного стержня воздух нагревается и образует поток горячего воздуха, который проходит в предназначенный для высушивания песок для посыпки дорог в воронке 3 для подачи песка. На верхнем входе впускного отверстия 29 расположен металлокерамический фильтр 32, через который может проходить поток горячего воздуха, однако, не может проходить песок для посыпки дорог, благодаря чему предотвращается закупорка входа. Металлокерамический фильтр 32 выполнен в форме усеченного конуса и от рабочей поверхности конического участка 8 в направлении вверх входит в воронку 3 для подачи песка. Покидающий металлокерамический фильтр 32 в направлении вверх поток горячего воздуха проходит через песок для посыпки дорог в воронке 3 для подачи песка и в расположенном над ней ящике для песка против направления подачи песка. За счет этого принципа противотока можно добиться особенно эффективного просушивания песка для посыпки дорог. Дополнительно посредством удлиненного нагревательного стержня нагревается блок 2 корпуса, который дополнительно отдает тепло ссыпающемуся песку для посыпки дорог. За счет монолитности блока 2 корпуса происходит его нагрев, вследствие подачи тепла, и в зоне пространства 11 для приема песка, так что высушивается и находящийся там песок для посыпки дорог.