РАЗГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО ПРОДУКТА
GRANULAR MATERIAL DISCHARGE DEVICE

Изобретение относится к разгрузочному устройству для гранулированного продукта, содержащему корпус по меньшей мере с одним приемным отверстием для гранулированного продукта, соединенное с двигателем, вращающееся вокруг оси вращения, лопастное колесо с несколькими лопастями и с расположенными между ними камерами, в которых гранулированный продукт при вращении лопастного колеса может перемещаться по меньшей мере от одного приемного отверстия к по меньшей мере одному выпуску.
Под термином «гранулированный продукт» следует понимать легко сыпучий твердый материал, от зернистого до порошкообразного, к примеру материал для посыпки или песок для посыпки, который используется для улучшения эффекта торможения между колесами транспортных средств и дорожным полотном. К примеру, для рельсовых транспортных средств гранулированный продукт или песок подается от резервуара посредством дозирующего и транспортировочного устройства через форсунку перед колесами транспортного средства в зазор между колесом транспортного средства и рельсом для повышения сопротивления трению между колесом транспортного средства и рельсом и для уменьшения тормозного пути.
К примеру, AT 505783 В1 описывает такое устройство для разбрасывания материала, причем дозирование материала для посыпки осуществляется посредством вращающегося лопастного колеса.
Другое устройство для разбрасывания материала, у которого дозирование и подача материала для посыпки осуществляются посредством сжатого воздуха, известно, к примеру, из WO 2008/064747 А1.
В частности, при использовании относительно твердого гранулированного продукта, к примеру кварцевого песка, имеет место проблема относительно быстрого износа компонентов разгрузочного устройства, так как использование гранулированного продукта или песка, за счет трения о компоненты разгрузочного устройства, приводит к быстрому ухудшению разгрузочной функции или даже к сбоям в работе устройства. За счет использования высококачественных и прочных материалов для компонентов разгрузочного устройства не смогли быть достигнуты существенные улучшения, так как при этом могут иметь место блокировки, когда твердый гранулированный продукт встречается с подвижными частями разгрузочного устройства также из твердого материала. Лучшие результаты могли быть получены поэтому при использовании более мягких, а также менее прочных материалов, в частности для подвижных частей разгрузочного устройства. К примеру, лопастные колеса изготавливаются зачастую из полимерного материала, вследствие чего, однако, срок службы существенно снижается. Замена изношенных деталей является, однако, причиной снижения срока службы и дополнительных затрат на монтаж, что зачастую является нежелательным. В частности, у устройств для разбрасывания материала, которые зачастую используются в рельсовых транспортных средствах, небольшие сроки службы и короткие интервалы работ по техническому обслуживанию являются нежелательными.
Задача предложенного на рассмотрение изобретения состоит поэтому в создании вышеупомянутого разгрузочного устройства для гранулированного продукта, которое отличается низким уровнем износа, увеличенным сроком службы и тем самым увеличенными интервалами работ по техническому обслуживанию. Недостатки существующих разгрузочных устройств в отношении износа должны быть уменьшены или устранены.
Задача в соответствии с изобретением решается посредством того, что ось вращения лопастного колеса расположена вертикально. Лишь за счет вертикального расположения оси вращения лопастного колеса износостойкие свойства могут быть улучшены, так как гранулированный продукт под действием силы тяжести проходит, в основном, в камеры лопастного колеса и при вращении лопастного колеса перемещается по меньшей мере к одному выходу. В дополнение лопастное колесо с вертикальной осью вращения может быть легче смонтировано и демонтировано, так что длительность работ по техническому обслуживанию, а также затраты на него могут быть уменьшены.
В предпочтительном варианте лопастное колесо расположено внутри, в основном, цилиндрической предохранительной втулки. Предохранительная втулка, которая может быть изготовлена из подходящего материала, выполнена с возможностью простой и быстрой замены, без необходимости замены всего разгрузочного устройства в целом. За счет, в основном, вертикального расположения предохранительной втулки возможен простой и быстрый монтаж и демонтаж с нижней стороны разгрузочного устройства.
Если по меньшей мере один выпуск расположен на нижней стороне разгрузочного устройства и выполнен в предпочтительном варианте в виде шлица или сектора, выявляются особо предпочтительные пути прохождения гранулированного продукта от резервуара для гранулированного продукта до по меньшей мере одного выпуска и тем самым приводят к относительно небольшой длительности нахождения гранулированного продукта внутри разгрузочного устройства или лопастного колеса, что опять же приводит к небольшому износу. При выполнении выпуска в виде сектора он проходит через по меньшей мере одну или несколько камер между лопастями лопастного колеса. После по меньшей мере одного выпуска гранулированный продукт может различным образом подаваться к нужной цели, к примеру посредством механического или пневматического транспортирующего устройства.
В идеальном варианте лопастное колесо имеет по меньшей мере восемь лопастей. В результате между лопастями лопастного колеса образуется по меньшей мере восемь камер, внутри которых перемещается гранулированный продукт. Чем больше лопастей и, соответственно, расположенных между ними камер имеет лопастное колесо, тем меньше, в основном, время нахождения гранулированного продукта внутри лопастного колеса и тем самым износ лопастного колеса или окружающей лопастное колесо предохранительной втулки.
Если лопасти лопастного колеса выполнены по типу лопаток, может иметь место дальнейшая оптимизация транспортировки гранулированного продукта при помощи лопастного колеса по меньшей мере к одному выпуску, и трение гранулированного продукта о лопасти лопастного колеса может быть уменьшено.
Если лопасти лопастного колеса расположены наклонно к направлению оси вращения, может быть достигнута дальнейшая оптимизация транспортировки гранулированного продукта. За счет наклонного расположения лопастей устанавливается, в отличие от прямого расположения лопастей, горизонтальное или вертикальное направление действия силы. В особенности наличие вертикальной силовой компоненты приводит к целенаправленной транспортировке гранулированного продукта вниз, благодаря чему может быть получен более интенсивный выход гранулированного продукта.
Корпус разгрузочных устройств выполнен в предпочтительном варианте для расположения внутри резервуара для гранулированного продукта, и сбоку на корпусе расположено по меньшей мере одно приемное отверстие. За счет такой конструкции, с одной стороны, конструктивная высота резервуара для гранулированного продукта и разгрузочного устройства, а также возможного транспортировочного устройства, может удерживаться на небольших значениях, и процесс технического обслуживания может быть облегчен, так как разгрузочное устройство может быть демонтировано и снова смонтировано снизу из резервуара для гранулированного продукта. За счет расположения разгрузочного устройства в резервуаре для гранулированного продукта также простым способом достигается оптимальная защита от внешних воздействий и, таким образом, надежно предотвращаются нежелательные помехи и тем самым выходы системы из строя. Дополнительно оптимальным образом используется сила тяжести, под действием которой гранулированный продукт без дополнительной помощи может перемещаться от резервуара в по меньшей мере одно приемное отверстие. От расположенных сбоку на корпусе приемных отверстий гранулированный продукт попадает непосредственно в камеры между лопастями лопастного колеса и при вращении лопастного колеса перемещается и попадает затем по меньшей мере к одному расположенному соответствующим образом выпуску для дальнейшей транспортировки гранулированного продукта.
В предпочтительном варианте на корпусе предусмотрены два противолежащих приемных отверстия. Благодаря этому транспортируемое количество гранулированного продукта при постоянной скорости вращения лопастного колеса может быть увеличено или же скорость вращения лопастного колеса при одинаковом количестве транспортируемого гранулированного продукта может быть уменьшена. К тому же, при наличии двух или более приемных отверстий пути прохождения гранулированного продукта внутри разгрузочного устройства между приемным отверстием и выпуском могут быть уменьшены и тем самым износ также может быть уменьшен.
Оптимальные условия прохода или протекания для гранулированного продукта создаются тогда, когда приемные отверстия расположены с наклоном вниз, предпочтительно под углом от 30 до 40° к горизонтали. При этом преимуществом является, если нижняя сторона резервуара для гранулированного продукта уже аналогичным образом располагается с наклоном и переходит в расположенные соответствующим образом с наклоном приемные отверстия разгрузочных устройств.
Если мотор располагается над лопастным колесом, то монтаж и демонтаж изношенных деталей разгрузочного устройства может быть облегчен.
На нижней стороне корпуса предусмотрены крепежные элементы для закрепления устройства для транспортировки гранулированного продукта, и это транспортирующее устройство может быть осуществлено различным образом. В зависимости от варианта применения, главным образом, используются механические или пневматические транспортирующие устройства.
Преимуществом является далее, если предохранительная втулка выполнена с возможностью смещения относительно лопастного колеса в направлении оси вращения лопастного колеса. Благодаря этому может быть осуществлена компенсация износа или дополнительная юстировка разгрузочного устройства, а также могут быть увеличены срок службы и интервалы работ по техническому обслуживанию.
Такая дополнительная юстировка может быть осуществлена, к примеру, посредством того, что предохранительная втулка установлена с возможностью смещения посредством по меньшей мере одной пружины в направлении лопастного колеса. За счет поддерживаемого пружиной и выполненного с возможностью смещения расположения предохранительной втулки истирание о предохранительную втулку и/или о лопастное колесо может быть до определенной степени компенсировано и тем самым может быть увеличен срок службы разгрузочного устройства.
В альтернативном варианте лопастное колесо совместно с двигателем может быть также установлено с возможностью смещения посредством по меньшей мере одной пружины в направлении предохранительной втулки. По меньшей мере одна пружина прижимает, таким образом, лопастное колесо к предохранительной втулке и до определенной степени компенсирует тем самым износ.
В соответствии со следующим признаком изобретения лопасти лопастного колеса расположены на нижней стороне с наклоном в направлении оси вращения лопастного колеса, а нижняя сторона предохранительной втулки, дополнительно к лопастям лопастного колеса, выполнена воронкообразной. Благодаря этому, дополнительно поддерживается транспортировка гранулированного продукта внутри разгрузочного устройства, и износ за счет трения гранулированного продукта о компоненты разгрузочного устройства уменьшается.
В предпочтительном варианте лопастное колесо образовано из полимерного материала, предпочтительно из полиуретана. Полимерный материал является сравнительно недорогим и имеет хорошую устойчивость против коррозии. Высокомолекулярный полиэтилен имеет особенно хорошие износостойкие свойства. Теоретически для лопастного колеса и для предохранительной втулки могут быть использованы и металлические материалы. Однако один из двух компонентов должен быть более упругим по сравнению с другим компонентом и поэтому в предпочтительном варианте должен быть образован из полимерного материала.
Предохранительная втулка также может быть образована из полимерного материала, предпочтительно из высокомолекулярного полиэтилена.
Изобретение поясняется более детально на основании приложенных чертежей, на которых представлены:
фиг. 1 - вариант осуществления разгрузочного устройства на вертикальном виде в разрезе;
фиг. 2 - разгрузочное устройство в соответствии с фиг. 1 вдоль линии разреза II-II;
фиг. 3 - разгрузочное устройство в соответствии с фиг. 1 вдоль линии разреза II-II в измененной форме;
фиг. 4 - вариант осуществления лопастного колеса на виде сбоку;
фиг. 5 - следующий вариант осуществления разгрузочного устройства на вертикальном виде в разрезе;
фиг. 6 - разгрузочное устройство в соответствии с фиг. 5 вдоль линии разреза VI-VI; и
фиг. 7 - принципиальная блок-схема применения разгрузочного устройства в пескоразбрызгивателе.
Фиг. 1 демонстрирует вариант осуществления разгрузочного устройства 1 на вертикальном виде в разрезе. Разгрузочное устройство 1 расположено в предпочтительном варианте внутри резервуара 12 для гранулированного продукта 2. За счет вертикального расположения разгрузочного устройства 1 в смонтированном виде в резервуаре 12 для гранулированного продукта 2 простым способом обеспечивается оптимальная защита разгрузочного устройства 1 от внешних воздействий и тем самым действенным образом предотвращаются нежелательные помехи и, таким образом, выход системы из строя. Разгрузочное устройство 1 включает в себя корпус 3 с по меньшей мере одним приемным отверстием 4 для гранулированного продукта 2 и с лопастным колесом 6, соединенным с двигателем 11. Лопастное колесо 6 имеет несколько лопастей 7 и расположенных между ними камер 9, в которых гранулированный продукт 2 при вращении лопастного колеса 6 перемещается от по меньшей мере одного приемного отверстия 4 к по меньшей мере одному выпуску 5. Лопасти 7 и камеры 9 лопастного колеса 6 лучше видны на разрезе согласно фиг. 2. В соответствии с изобретением ось 8 вращения лопастного колеса 6 расположена, в основном, вертикально, так что под действием силы тяжести гранулированный продукт 2 через по меньшей мере одно приемное отверстие 4 может попадать в камеры 9 лопастного колеса 6 и при вращении лопастного колеса 6 перемещаться к по меньшей мере одному выпуску 5. За счет расположения в соответствии с изобретением путь гранулированного продукта 2 внутри разгрузочного устройства 1 небольшой и время нахождения гранулированного продукта 2 в разгрузочном устройстве 1 незначительно, вследствие чего износ, в частности, лопастного колеса 6, может удерживаться на небольших значениях. В идеальном варианте лопастное колесо 6 расположено внутри, в основном, цилиндрической предохранительной втулки 10. Предохранительная втулка 10 и лопастное колесо 6 при такой конструкции отличаются большими сроками службы и длительными интервалами работ по техническому обслуживанию. Если же они все-таки должны быть заменены, то они могут быть простым способом заменены с нижней стороны резервуара 12 для гранулированного продукта 2. В предпочтительном варианте лопастное колесо 6 имеет по меньшей мере восемь лопастей 7 и, таким образом, восемь камер 9. Приемные отверстия 4 расположены в предпочтительном варианте сбоку на корпусе 3 разгрузочного устройства 1 и, как и нижняя сторона резервуара 12 для гранулированного продукта 2, расположены с наклоном. По меньшей мере один выпуск 5 разгрузочного устройства 1 в предпочтительном варианте расположен на нижней стороне предохранительной втулки 10 и выполнен в предпочтительном варианте в виде шлица, что можно видеть на фиг. 2. За счет трения гранулированного продукта 2 о лопастное колесо 6 или о его лопасти 7, а также о предохранительную втулку 10 имеет место истирание, которое при определенной степени приводит к тому, что оптимальная транспортировка или дозирование гранулированного продукта 2 не могут быть осуществлены. Для предотвращения необходимости частой замены изнашиваемых деталей разгрузочных устройств 1 в соответствии с изобретением предохранительная втулка 10 выполнена с возможностью смещения относительно лопастного колеса 6 в направлении оси 8 вращения лопастного колеса 6. Это происходит в варианте осуществления в соответствии с фиг. 1 и 2 посредством по меньшей мере одной пружины 15, которая прижимает предохранительную втулку 10 в направлении лопастного колеса 6. Таким образом, может быть осуществлена дополнительная юстировка предохранительной втулки 10 относительно лопастного колеса 6 до определенной степени, к примеру до нескольких миллиметров, и тем самым могут быть увеличены срок службы разгрузочного устройства 1 и интервалы работ по техническому обслуживанию.
Лопастное колесо 6 изготовлено в предпочтительном варианте из полимерного материала, предпочтительно из полиуретана, тогда как предохранительная втулка 10 также может быть изготовлена из полимерного материала, предпочтительно из высокомолекулярного полиэтилена. Корпус 3 разгрузочного устройства 1 образован в предпочтительном варианте из коррозионно-стойкого, легкого металла, к примеру из алюминия или алюминиевого сплава. Двигатель 11 для приведения в действие лопастного колеса 6, который в предпочтительном варианте расположен выше лопастного колеса 6, для облегчения монтажа и демонтажа лопастного колеса 6 может быть редукторным электродвигателем постоянного тока.
В варианте осуществления в соответствии с фиг. 3 выпуск 5 осуществлен не в форме шлица, а в форме сектора и включает в себя, к примеру, три камеры 9 между лопастями 7 лопастного колеса 6. Для дозирования особенно большого количества гранулированного продукта 2 приемное отверстие для гранулированного продукта 2 может располагаться также иным образом, к примеру, приемное отверстие может располагаться горизонтально, а выпуск вертикально рядом с лопастным колесом (не изображено). Такой вариант осуществления имеет преимущества и в плане меньших габаритных размеров разгрузочного устройства.
Фиг. 4 демонстрирует вариант осуществления лопастного колеса 6 на виде сбоку, причем лопасти 7 расположены с наклоном к направлению оси 8 вращения. Благодаря этому, может быть достигнута оптимизация транспортировки гранулированного продукта 2. За счет наклонного расположения лопастей 7, в отличие от прямого расположения лопастей 7, устанавливается горизонтальное или вертикальное направление действия силы. В особенности, вертикальная силовая компонента приводит к целенаправленному перемещению гранулированного продукта 2 вниз в направлении выпуска 5, благодаря чему может быть обеспечен более интенсивный выход гранулированного продукта.
Фиг. 5 и фиг. 6 демонстрируют следующий вариант осуществления разгрузочного устройства 1 на вертикальном и горизонтальном виде в разрезе, с измененной, по сравнению с вариантом осуществления в соответствии с фиг. 1 и 2, системой слежения за износом. При таком варианте осуществления не предохранительная втулка 10 прижата в направлении лопастного колеса 6, а лопастное колесо 6 совместно с двигателем 11 посредством по меньшей мере одной пружины 15 прижаты к предохранительной втулке 10. И, таким образом, может быть осуществлена дополнительная юстировка или компенсация износа. В остальном компоненты осуществлены, в основном, идентично представленным на фиг. 1 и 2. За счет смещения двигателя 11 и лопастного колеса 6 относительно предохранительной втулки 10 крепежные элементы для закрепления двигателя должны располагаться внутри корпуса 3 в соответствующих продольных пазах, которые допускают смещение в направлении оси 8 вращения на несколько миллиметров.
И наконец, на фиг. 7 представлена принципиальная блок-схема применения разгрузочного устройства 1 в пескоразбрызгивателе. Разгрузочное устройство 1 расположено в резервуаре 12 для гранулированного продукта 2 и соединено с соответствующим устройством 16 управления. Устройство 16 управления регулирует частоту вращения лопастного колеса 6 в разгрузочном устройстве 1 и, таким образом, количество гранулированного продукта, которое проводится далее к транспортировочному устройству 14, расположенному под разгрузочным устройством. В представленном примере транспортировочное устройство 14 образовано для транспортировки гранулированного продукта 2 посредством пневматического транспортировочного устройства. Для этой цели сжатый воздух доставляется от источника 17 сжатого воздуха через трубопровод 18 для сжатого воздуха в транспортировочное устройство 14, и гранулированный продукт, который из разгрузочного устройства 1 выходит через по меньшей мере один выпуск 5, подается по транспортировочному трубопроводу 19 к нужному месту, к примеру перед колесом рельсового транспортного средства.
Другие варианты управления разгрузочным устройством 1 и транспортировки гранулированного продукта 2, разумеется, также возможны.
Предложенное на рассмотрение изобретение отличается оптимальными износостойкими свойствами, без значительного удорожания конструкции разгрузочного устройства.