УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗБРАСЫВАНИЯ ПЕСКА И РЕЛЬСОВОЕ СРЕДСТВО С УКАЗАННЫМ УСТРОЙСТВОМ
SAND SPREADING DEVICE AND RAIL FACILITY WITH SAID DEVICE

Изобретение относится к устройству для разбрасывания песка по ограничительной части п. 1 формулы изобретения, а также к рельсовому транспортному средству, оснащенному указанным устройством.
Устройство для разбрасывания песка с признаками в соответствии с ограничительной часть п. 1 известно из документа DD 220 863 A1.
Такого рода устройства для разбрасывания песка для рельсовых транспортных средств содержат ящик для песка для запаса песка для посыпки, укрепленный на ящике для песка желоб для песка для пневматически управляемого дозирования выхода песка для посыпки, и выпускной трубы песка, соединенную через рукав песка с желобом для песка и оканчивающуюся перед приводимым в действие и/или притормаживаемым колесом рельсового подвижного состава. Введенный между колесом рельсового подвижного состава и ходовым рельсом песок для посыпки обеспечивает оптимальную силу трения при трогании с места, торможении и во время движения рельсового транспортного средства. Устройства для разбрасывания песка с желобами для песка хорошо зарекомендовали себя с давнего времени.
Устройство для разбрасывания песка с фильтром известно из документа DE 29 38 583 А1.
Другие устройства для разбрасывания песка раскрыты в документах EP 0 499 199 A2, DE 103 05 551 A1, WO 2004/080778 A1, DE 1 279 057 A и DE 26 17 331 С3.
Функция устройства для разбрасывания песка с желобом для песка может быть существенно нарушена при определенных условиях окружающей среды, например, влажности, влаги и/или мороза, в результате чего ухудшается эффективность эксплуатации рельсового транспортного средства.
В основу изобретения положена задача создания устройства для разбрасывания песка для рельсового транспортного средства, которое функционирует также при неблагоприятных окружающих условиях и, следовательно, обеспечивает возможность эффективной эксплуатации рельсового транспортного средства.
В соответствии с изобретением задача решена с помощью устройства для разбрасывания песка названного выше типа с признаками, указанными в отличительной части п. 1 формулы изобретения. В соответствии с этим в желоб для песка встроено нагревательное устройство для выработки потока теплого воздуха, проходящего через песок для посыпки. За счет встраивания нагревательного устройства в желоб для песка песок для посыпки, который образовал комки и/или замерз вследствие влияния влаги или льда, может быть нагрет потоком теплого воздуха и высушен. За счет этого также при плохих погодных условиях может быть подготовлен сыпучий песок для посыпки в любой момент времени в соответствии с потребностью. Поскольку нагревательное устройство встроено в желоб для песка, отпадают этапы изготовления и монтажа отдельного по мере необходимости нагревательного устройства. Нагревательное устройство может содержать один или несколько источников тепла, которые в зависимости от конструкции могут быть встроены в различных местах в желоб для песка, чтобы обеспечить эффективную сушку песка для посыпки. На, по меньшей мере, одном выпускном отверстии расположен металлокерамический фильтр, через который в ящик для песка протекает поток теплого воздуха. Пористый металлокерамический материал металлокерамического фильтра является проницаемым для выработанного потока теплого воздуха, но, предпочтительно, не для частиц песка для посыпки, в результате чего предотвращают засорение выпускного отверстия песком для посыпки из ящика для песка.
В предпочтительной форме исполнения соответствующего изобретению устройства для разбрасывания песка желоб для песка содержит корпус с крепежным фланцем для его крепления на ящике с песком, причем в крепежном фланце простирается система каналов для крепления нагревательного устройства и для направления потока воздуха, достигающего нагревательного устройства. Система каналов может быть образована, например, системой аэрогидродинамически соединенных поперечных и продольных каналов, которые выполнены в виде высверленных в крепежном фланце глухих или сквозных отверстий. Такого рода система каналов может быть легко изготовлена с технологической точки зрения и в ней может быть расположено нагревательное устройство и осуществлено направление воздуха для выработки потока теплого воздуха.
Предпочтительно система каналов соответствующего изобретению устройства для разбрасывания песка содержит одно или несколько присоединительных отверстий, через которые снаружи может быть введен имеющий форму стержня нагревательный элемент нагревательного устройства. В зависимости от потребности в тепле нагревательное устройство может содержать один или несколько имеющих форму стержня нагревательных элементов, которые могут быть введены в систему каналов снаружи через присоединительные отверстия. Присоединительные отверстия предусмотрены на боковых поверхностях крепежного фланца таким образом, что при прифланцованном к ящику для песка желобе для песка может быть без проблем осуществлены комплектование или замена нагревательных элементов. За счет этого улучшается удобство работ технического обслуживания соответствующего изобретению устройства для разбрасывания песка.
В предпочтительном исполнении соответствующего изобретению устройства для разбрасывания песка система каналов содержит одно или несколько впускных отверстий для питающего потока воздуха и одно или несколько выпускных отверстий для потока теплого воздуха. К впускным отверстиям, которые предпочтительно также расположены на легко доступных боковых поверхностях крепежного фланца, могут быть присоединены пневмолинии для подвода питающего потока воздуха. Питающей поток воздуха направляют через систему каналов к нагревательному элементу или нагревательным элементам, чтобы нагреть его при контакте с ними. Выработанный таким образом поток теплого воздуха затем покидает желоб для песка через выпускные отверстия системы каналов, которые могут быть расположены, например, на указывающей вверх поверхности крепежного фланца. Поднимающийся в ящике для песка поток теплого воздуха пронизывает, таким образом, сползающий вниз песок для посыпки, в результате чего достигают особо эффективной сушки в режиме противотока.
Предпочтительно питающим потоком воздуха можно управлять независимо от сжатого воздуха, подводимого к желобу для песка соответствующего изобретению устройства для разбрасывания песка для дозирования выхода песка для посыпки. Поскольку давление и объемный поток питающего потока воздуха для нагревательного устройства можно регулировать раздельно, количество тепла может быть подготовлено в соответствии с потребностью и независимо от необходимого количества песка для посыпки. Эта возможность отсутствовала бы в том случае, если поток теплого воздуха был бы идентичен потоку сжатого воздуха, подведенного для дозирования выхода песка для посыпки.
Предпочтительно металлокерамический фильтр выполнен в форме усеченного конуса и выступает от крепежного фланца в ящик для песка. За счет исполнения металлокерамического фильтра в форме конуса образуется грубая, выступающая в ящик для песка фильтрующая поверхность, в результате чего выходящий поток теплого воздуха может пронизывать большую толщину слоя лежащего над поверхностью фланца песка для посыпки.
В предпочтительной форме исполнения соответствующего изобретению устройства для разбрасывания песка корпус желоба выполнен в виде цельной детали, например, с помощью метода литья или метода изготовления на 3D-принтере, например, с помощью плавления лазерным или электронным лучом. Литая часть для желоба для песка с ее сложной наружной и внутренней, образующей путь песка формой, с одной стороны, может быть без труда изготовлена и, с другой стороны, является хорошим проводником тепла для тепловой энергии, выданной встроенным нагревательным устройством. За счет монолитности предотвращают возникновение тепловых барьеров в желобе для песка, в результате чего тепловая энергия хорошо распределяется в корпусе желоба и, таким образом, способствует эффективной сушке также песка для посыпки, находящегося в мульде корпуса желоба.
Рельсовое транспортное средство, в частности, локомотив или моторвагонная секция, которая содержит, по меньшей мере, одно приводимое в действие и/или притормаживаемое колесо рельсового подвижного состава, оснащено в соответствии с изобретением устройством для разбрасывания песка по любому из пп. 1-6 формулы. За счет этого процессы привода или торможения могут быть эффективно выполнены также при неблагоприятных погодных условиях, характеризующихся влажностью и низкими температурами.
Следующие характеристики и преимущества изобретения вытекают из последующего описания чертежей, на которых представлено следующее:
фиг. 1 показывает в виде сбоку в частичном сечении соответствующее изобретению устройство для разбрасывания песка с желобом для песка;
фиг. 2 показывает сечение через крепежный фланец желоба для песка вдоль обозначенной на фиг. 1 линии II-II сечения;
фиг. 3 показывает в виде сверху устройство в соответствии с фиг. 1;
фиг. 4 показывает продольное сечение через крепежный фланец желоба для песка вдоль обозначенной на фиг. 3 линии IV-IV сечения.
В соответствии с фиг. 1 устройство 1 для разбрасывания песка для не изображенного рельсового транспортного средства, например, локомотива с колесами рельсового подвижного состава, которые могут быть приведены в действие и/или приторможены, содержит также не изображенный ящик для запаса песка для посыпки. Ниже ящика для песка расположен желоб 2 для песка для дозирования с пневматическим управлением выхода песка для посыпки. Желоб 2 для песка через не изображенный рукав для песка соединен с также не изображенной выпускной трубой песка, оканчивающейся в направлении движения перед колесом рельсового подвижного состава. Не изображенные части являются по себе известными. Желоб 2 для песка содержит выполненный в виде цельной литой части корпус 3 желоба, через который проходит сифонообразный, главным образом S-образный путь песка. Корпус 3 желоба содержит крепежный фланец 4 для его крепления на ящике с песком. Песок для посыпки поступает из ящика для песка через предусмотренное в крепежном фланце 4 входное отверстие 5 песка и соскальзывает в примыкающую к нему, имеющую форму воронки мульду 6 корпуса 3 желоба. Стенка 7 основания мульды 6 целесообразным образом имеет угол наклона, который улучшает соскальзывание в сравнении с углом естественного откоса используемого песка для посыпки. К мульде 6 примыкает горизонтальная, относительно узкая часть 8 канала, которая действует в качестве места дросселирования для сползающего песка для посыпки. За счет этого при сотрясениях рельсового транспортного средства предотвращают сползание из ящика для песка чрезмерно большого количества песка для посыпки. Часть 8 канала впадает в пространство 9 для песка, которое с помощью вертикальной разделительной стенки 10 отделена от выпускного канала 11 корпуса 3 желоба. При этом вершина 12 части 8 канала расположена ниже верхней кромки 13 разделительной стенки 10 и, тем самым, ниже входного отверстия выпускного канала 11, простирающегося от него вертикально вниз. Выше выпускного канала 11 и пространства 9 для песка сверху через содержащий два сопла 30, 31 штуцер 14 корпуса 3 желоба подводят сжатый воздух. Из первого сопла 30 поток сжатого воздуха проходит в пространство 9 для песка, в результате чего там возникает завихрение песка для посыпки. Завихренный песок для посыпки захватывается выходящим из второго сопла 31 потоком воздуха и транспортируется через выпускной канал 11, который он покидает через выходное отверстие 15 песка корпуса 3 желоба. К выходному отверстию 15 песка подключен оканчивающийся выпускной трубой песка рукав для песка, из которого для повышения коэффициента трения производят пескоструйную обработку зазора между колесом рельсового подвижного состава и ходовым рельсом.
В соответствии с фиг. 1-4 в желоб 2 для песка в соответствии с настоящим изобретением встроено нагревательное устройство 16 для выработки потока теплого воздуха, проходящего через песок для посыпки. За счет этого осуществляют сушку песка и его поддержание в сыпучем состоянии. За счет встраивания нагревательного устройства 16 в желоб 2 для песка экономят на дополнительных конструктивных элементах и обусловленных ими расходах на изготовление и монтаж. Для встраивания нагревательного устройства 16 в крепежном фланце 4 корпуса 3 желоба простирается система каналов для крепления нагревательного устройства 16 и для направления воздушного потока, достигающего нагревательного элемента 16.
В соответствии с фиг. 2 система каналов проходит параллельно приблизительно квадратной поверхности 17 фланца крепежного фланца 4 и содержит два параллельных продольных канала 18, а также перекрещивающийся с продольными каналами 18 перпендикулярно им поперечный канал 19, в результате чего создана сообщающаяся система каналов. Каждый из продольных каналов 18 проходит от бокового присоединительного отверстия 20 во внутрь крепежного фланца 4 и впадает соответственно в расположенное по обеим сторонам имеющего прямоугольную форму отверстия 5 входа песка глухое отверстие, которое открыто в направлении поверхности 7 фланца и образует выпускное отверстие 21. Через присоединительное отверстие 19 снаружи в продольный канал 18 введен и укреплен с помощью резьбового соединения имеющий форму стержня нагревательный элемент 22 нагревательного устройства 16. В зависимости от необходимого количества тепла для сушки песка для посыпки присоединительное отверстие 20 другого продольного канала 18 может быть либо заперто не изображенной заглушкой, либо укомплектовано также не изображенным, вторым, имеющим форму стержня нагревательным элементом 22. Для герметичного запирания присоединительных отверстий 20 продольные каналы 18 содержат насадки с внутренней резьбой для резьбовых соединений. Поперечный канал 19 выполнен в виде сквозного отверстия и содержит на противолежащих торцовых поверхностях крепежного фланца 4 соответственно впускное отверстие 23, к которому может быть присоединена не изображенная пневмолиния для подвода питающего потока воздуха. В случае необходимости большего питающего потока воздуха для сушки песка для посыпки, например, если продольные каналы 18 укомплектованы нагревательными элементами 22, пневмолинии могут быть подключены к обоим впускным отверстиям 23. В ином случае не являющееся необходимым для пневмолинии входное отверстие 23 герметично запирают с помощью заглушки. Особое преимущество заключается в отделении подготовленного с помощью пневмолиний питающего потока воздуха от потока сжатого воздуха, подводимого для дозирования выхода песка для посыпки, так что первым можно управлять независимо от потребности в песке для посыпки лишь в зависимости от актуальной потребности в тепле.
В соответствии с фиг. 4 нагревательный элемент 22 содержит наружный шестигранный участок 24 для насаживания крепежного инструмента, примыкающий к нему участок 25 с наружной резьбой для cвинчивания c насадкой с внутренней резьбой продольного канала 18 и примыкающий к нему нагревательный стержень 26, который простирается через продольный канал 18 почти до выпускного отверстия 21. Нагревательный стержень 26 преобразует электрическую энергию, которую подводят по подключенным снаружи на торцовой стороне линиям 27 электропитания, в тепловую энергию. От бокового или боковых впускных отверстий 23 питающий поток воздуха протекает далее через поперечный канал 19 в продольные каналы через кольцевой зазор 28, окружающий нагревательный стержень 28. При этом происходит нагревание воздуха, протекающего мимо нагревательного стержня 26, и образование потока теплого воздуха, который протекает через выпускное отверстие 21 в подлежащий сушке песок для посыпки. На выпускном отверстии 21 расположен металлокерамический фильтр 29, который для предотвращения засорения выпускного отверстия 21 является проницаемым для воздуха, однако, не для песка для посыпки. Ввинченный в выпускное отверстие 21 металлокерамический фильтр 29 выполнен в форме усеченного конуса и выступает от поверхности 17 крепежного фланца 4 вверх в ящик для песка. Покидающий металлокерамический фильтр или металлокерамические фильтры 29 поток теплого воздуха проходит вверх через сползающий вниз песок для посыпки в ящике для песка. С помощью этого принципа противотока достигают особенно эффективной сушки песка для посыпки. Дополнительно с помощью удлиненных нагревательных стрежней 26 происходит нагрев крепежного фланца 4, который дополнительно отдает тепло в сползающий вниз песок для посыпки. За счет монолитности выполненного в виде литой детали или полученной с помощью 3D-принтера детали корпуса 3 кожуха последний вследствие теплопроводности нагревается также в области мульды 6, в результате чего происходит сушка также и находящегося там песка для посыпки.