用松散物料特别是沙子填装容器的设备的制作方法

1.本发明涉及一种用松散物料(特别是沙子)填装容器的设备，该设备包括具有可关闭的盖和出口的用于松散物料的存储容器、布置在存储容器下方的计量装置、以及布置在计量装置下方用于借助于压缩空气经由给送软管将松散物料给送到待填装容器中的气动给送装置。


背景技术：

2.本发明主要但不排他地涉及一种用于填装沙子容器的设备，这种设备例如特别是用在铺沙系统中轨道安装和驱动的车辆中，以支持制动和驱动技术。用于松散物料的容器，特别是车辆(特别是轨道车辆)中的沙子容器，通常用手工或半自动方式填装松散物料，特别是砂砾。除了填装松散物料容器非常耗时并且对体力要求很高之外，这样填装还经常导致大量的粉尘形成，结果危及工作人员的健康，或者需要采取防护措施。
3.固定式填装设备的缺点还有，在各种不同车辆的存储容器要用松散物料填装并且具有不同车辆长度的情形中，必须为松散物料创建并桥接各种不同的给送路径，导致填装过程需要更长的时间，成本也会增加。
4.ep561679b1描述了一种用松散物料填装容器的设备，其中，松散物料通过软管用气动方式输送到待填装容器中。软管的末端由操作人员手动地保持在待填装容器的开口中。
5.us2003/0160459a1描述了一种用于填装轨道车辆中沙子容器的设备，其中，松散物料被存储在加压的容器中，并且经由管线被运输到待填装容器中。由于用于松散物料的存储容器包括压力容器，因此它必须设计得特别坚固且笨重，这要求存储容器具有一个固定位置，导致填装设备非常不灵活，或者必须桥接很长的软管进行装填。
6.在例如de19935726a1中描述了这种类型的移动式填装设备，其中，松散物料的计量通过存储容器下部区域中的提升阀进料到另一个容器中，即输送容器，该输送容器被加压，用于经由压缩空气管线以气动方式输送定量的松散物料。由于输送容器被构造为压力容器，因此这意味着更高的结构费用。此外，当在输送容器中计量过多的松散物料时，输送软管的堵塞会较容易发生。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种前述的填装设备，该填装设备允许用松散物料特别简单且快速地填装容器，并且还以可能最简单和最节省空间的方式构造，使得还可以提供移动应用。应当避免或至少减少已知填装设备的缺点。
8.根据本发明的目的通过一种前述的填装设备实现，其中，给送装置具有喷射器，喷射器带有多个用于压缩空气的孔。由于特殊构造的给送装置采用所谓的推进式射流喷射器形式，具有多个孔，用于压缩空气输送松散物料，从而即使在较长的给送长度和高度差异下，也可实现简单、节能且均匀地经过给送软管输送松散物料。由于压缩空气仅仅被引入到
由喷射器形成的给送装置中，因此计量装置和存储容器都不需要很坚固或设计为压力容器。结果，各个部件可以成效比非常高地进行生产并且重量轻，例如通过使用轻金属。由于在喷射器中有多个用于压缩空气的孔，所以，即使在低压下，也可以实现经过给送软管对松散物料进行均匀的气动给送。由于松散物料以准悬浮方式输送经过给送软管，所以给送软管的内壁磨损减少，于是可以延长给送软管的使用寿命，或者给送软管无需设计成特别坚固。由于填装设备的诸部件可以被构造为较为简单和轻便，因此导致制造成本低和总重量小，于是，诸部件可以以简单方式布置在移动式平台上。
9.优选的是，喷射器具有至少五个孔。这种方案对于经过给送软管输送松散物料具有相应的优点。
10.根据本发明的另一特征，喷射器中的一个孔布置成居中延伸，而另外的孔围绕中心孔以圆形形状布置，优选的是，彼此之间以相同的角度距离布置。由于喷射器中孔的这种设计，实现了给送软管内比较均匀的流动样式，因此实现了给送软管中松散物料的均匀输送。
11.在这种情形中，围绕中心孔布置的孔优选布置成使得它们沿锥形向外延伸。由于外侧孔的这种倾斜布置，在喷射器出口的横截面或给送软管的横截面上，产生了压缩空气的最佳分布。外侧孔的倾斜度例如可以根据设计在2.5度和7.5度之间的范围内。
12.储存容器基本上是圆筒形的，并且构造成朝向出口沿锥形会聚。这构成了一种用于松散物料容器的常用但有利的实施例，由此确保了松散物料由于重力而到达最低点处的出口，无需用于将松散物料给送到出口的装置。
13.由于存储容器不承受任何压力，因此不必将其设计为压力容器，所以，它可以由铝或铝合金制成，并且可以设计成相应地重量较轻。自然，也可以使用合适的塑料材料制造存储容器。
14.为了能够释放存储容器中任何多余压力，可以在存储容器上布置泄压阀。
15.如果在存储容器中布置观察镜，则可以对松散物料的填装水平进行目视检查。
16.作为观察镜的补充或替代，可以在存储容器中提供用于检测松散物料的填装水平的传感器。这种传感器可以例如以电容传感器的形式实施。其他类型的传感器也是可行的，例如，测量存储容器重量的传感器，或者以非接触方式测量填装水平的超声传感器或光学传感器。
17.计量装置可以由气动或电磁致动的计量活塞和复位弹簧形成。这种方式形成了计量装置的一种简单且坚固的实施例。当使用气动致动的计量活塞时，具有的优点是，在给送松散物料的任何情况下都需要的压缩空气也可以用于计量。另一方面，当使用电磁致动的计量活塞时，需要电导线，然而，电导线对于填装设备的其他部件通常是必须的，并且在任何情况下都存在。
18.如果计量装置具有用于调节计量活塞的开口的调节螺钉，则可以对计量活塞单个活塞行程期间的最大计量进行简单而可靠的规定。松散物料的进一步计量可以通过控制计量活塞的打开时间和/或必要的活塞行程数来进行调节。
19.出口上方的储存容器下部区域中，至少一个喷嘴可以通向储存容器中，该至少一个喷嘴借助于压缩空气管线连接到压力调节器。借助于这种所谓的旁通管，松散物料可以在出口区域中被松散开，因此可以支持对松散物料的计量，并且可以防止松散物料在出口
区域中的任何阻塞。
20.优选的是，在设备中设置有控制填装设备的控制装置，这种方案导致对使用者来说简单的操纵。控制装置优选由微处理器或微控制器形成，所述微处理器或微控制器由相应的电压源供应电能。控制装置连接到操作元件或用户界面，以便能够进行各种设置。
21.控制装置可以被配置为在松散物料的给送已经被停用之后的预定时间间隔内主动启动给送装置。结果，可以从给送软管上吹散松散物料，特别是沙子。通过这种方式，当从待填装容器的开口中拉出给送软管时，可以防止沙子从给送软管中滴落出来而导致污染和灰尘的形成。在填装过程完成之后，借助于这种按时间控制的后吹功能(例如保持几秒钟)，可以使给送软管中没有松散物料残留。代替规定具体的时间间隔，给送软管中的传感器也可以提供不再给送松散物料的信息，并且后吹功能根据传感器信号自动停止。
22.可以在给送装置中布置压力传感器，该压力传感器连接至控制装置。借助于这种压力传感器，可以以简单的方式检测到当待填装容器达到填装极限时建立的反作用压力。在检测到例如处于几毫巴范围内的反作用压力时，开始自动关闭松散物料的给送。
23.此外，可以在给送装置中设置用于检测松散物料的流动的传感器，该传感器连接至控制装置。结果，可以在给送期间对松散物料的流动进行监控，并且例如可以自动确定堵塞，并导致输出光学信息或声音信息，或者还导致自动关闭给送。如果即使在启动给送后仍未确定松散物料的流动，则这也可以作为存储容器中不再存在松散物料或者给送管线中发生堵塞的指示。在正在进行的填装过程中，流量传感器的波动表示松散物料的给送波动，或者松散物料的给送中断。
24.如果在填装设备上设置压缩空气连接部，则可以将现有的压缩空气管线连接到该压缩空气连接部，按照这种方式可以向填装设备供应必要的压缩空气。
25.作为压缩空气连接部的替代或补充，还可以提供压缩机来提供压缩空气。
26.根据本发明的又一特征，在给送软管的自由端处布置喷枪。借助于这种喷枪，给送软管的端部也可以被最佳地放置在与其适配的开口中或者在待填充容器的填装连接器中。
27.如果在喷枪上设置吸嘴，则可以抽吸在填装过程中产生的任何灰尘，并且可以防止灰尘逃逸到大气中。结果，操作人员不必使用像例如呼吸面罩等的防护设备。
28.吸嘴优选沿着喷枪的纵向方向以可移动且可固定的方式布置。结果，可以进行吸嘴的最佳定位，并因此可以进行最佳的灰尘检测或灰尘抽吸。
29.吸嘴经由抽吸软管与抽吸除尘装置相连。在除尘装置中，检测和抽吸到的灰尘必要的话被收集在相应的收集容器中，并且可以以这种方式简单且可靠地除去。由于来自松散物料(特别是砂砾)的灰尘通常是可吸入的灰尘，因此应将这些废物按有害物质对待，并且必须进行适当处理。
30.所述抽吸除尘装置优选包括过滤器和集尘容器。在填装期间可能发生的任何灰尘逃逸到大气中的情况，都可以在很大程度由抽吸除尘装置中的组件阻止。根据所使用的松散物料和产生的灰尘，相应地使用合适的过滤器，例如微细过滤器。过滤器系统可以具有自动过滤器清洁功能，该功能可以使抽吸除尘装置以及因此整个填装设备无故障运行。
31.在喷枪上可以设置致动元件，优选的是开/关式开关，该致动元件与控制装置相连。借助于所述致动元件，即使在距填装设备一定距离的情况下，操作人员也可以进行填装过程的控制。
32.给送软管、抽吸软管和任何电导线都可以通过夹具或类似物相互连接。通过这种措施，给送软管的重量肯定会略微增加，因此其处理变得更加困难，但是，由于有多根软管或管线，这导致它们不会缠结在一起。这也可以使在软管或管线上绊倒的风险降到最低。
33.如果设置轮子或类似物，则填装设备可以特别容易地运输，并且迅速带到待填装容器附近。而且，可以减小给送软管的长度，并且可以减小给送松散物料所需的压力。作为轮子的替代或补充，还可以在填装设备的底侧布置滑道，滑道使得可以借助于叉车或类似物提升和操纵填装设备。此外，还可以在填装设备的上侧布置钩、孔眼或类似结构，这些钩、孔眼或类似结构允许借助于起重机移动填装设备。
34.如果将至少一个轮子连接到驱动器，优选是电驱动器，则可以使填装设备的操纵变得更容易。
35.如果在该设备上设置用于提供电能的能量存储装置，特别是蓄能器，则这种方案可导致至少在一定的时间间隔内独立于电源网络的连接，并且可以省略连至填装设备的缆线。
附图说明
36.下面参照附图详细地解释本发明。在图中：
37.图1示出了用松散物料(特别是沙子)填装容器的设备的示意图；
38.图2以剖视图示出了填装设备的计量和给送装置的示意性详细视图；
39.图3以放大视图示出了根据图2的给送装置构造为喷射器的细节；以及
40.图4示出了根据优选示例性实施例的用于操作给送装置的压缩空气的时间特性。
具体实施方式
41.图1示意性地示出了用于用松散物料2(特别是沙子)填装容器b的设备1。设备1包括用于松散物料2的存储容器3，其具有优选在上侧的可关闭的盖4。出口5位于存储容器3的下侧，松散物料2经由出口5进入位于其下方的计量装置6。在本发明的填装设备1设计中，存储容器3没有被设计为压力容器，这就是为什么它可以由例如铝或铝合金等轻金属或甚至塑料形成，并且具有较轻重量的原因。存储容器3优选基本上是圆筒形的，并且构造成朝向出口5以圆锥形会聚。可以借助于存在于存储容器3中的观察镜11对松散物料2的填装水平进行目视检查。作为替代或者补充，还可以在存储容器3中布置传感器13，用以检测松散物料2的填装水平。这种传感器13可以以各种方式实现，例如，实现为电容式或光学式传感器。位于计量装置6下方的是用于给送松散物料2的气动给送装置7，其按照喷射器9的形式构造，具有多个用于压缩空气p的孔10、10
′
(见图2)。
42.优选的是，可以在存储容器3的上侧布置减压阀12，经由减压阀12可以释放出多余的压力，特别是在填装存储容器3的过程中。压缩空气p通过压缩空气连接部23或通过其自身的压缩机24提供，并且经由压力调节器19被引导到不同的位置，特别是气动给送装置7，并且如果需要的话，按气动方式构造的计量装置6。另外，可以设置压缩空气管线18，该压缩空气管线18在出口5上方的存储容器3的下部区域中通向至少一个喷嘴17。借助这种所谓的旁通管线，通过适当调节经由压力管线18流向喷嘴17的空气体积和空气压力，松散物料2(特别是沙子)的流动可以得到支撑并且可以使松散物料2松散开。通过压力调节器19，可以
以非常简单的方式影响松散物料2经由存储容器3中的出口5流出的数量。
43.给送软管8连接在气动给送装置7的出口处，松散物料2经由该出口以基本上悬浮的方式通过给送软管8输送。优选在给送软管8的自由端处布置喷枪25，喷枪25形成到待填装容器b的填充连接器的连接件，容器b例如在车辆(特别是轨道车辆)中。喷枪25优选设计为厚壁不锈钢管，并根据车辆的相应类型按相对应的长度设置。可以在气动给送装置7中布置压力传感器21和用于测量松散物料2的流动的传感器22。可以通过压力传感器21检测反压，并可以开始自动关闭松散物料2的给送。至少2mbar的反压可以例如借助于测量技术很容易地检测到。用于测量松散物料2的流动的传感器22可以传递有关松散物料2的任何堵塞或不规则给送的重要信息。
44.优选的是，设置控制装置20，它与填装设备1的最重要部件连接，特别是所述压力传感器21、用于检测松散物料的流动的传感器22、或者优选地布置在给送软管8或喷枪25的端部处的致动元件31。控制装置20经由相应的电导线32被供以电能。作为这种方案的替代或者补充，可以设置能量存储装置36，特别是蓄能器，用于在填装过程持续期间给电气部件供应电能。
45.优选的是，在喷枪25上布置吸嘴26，吸嘴26优选能在喷枪25的纵向方向上进行位移和固定，从而可以进行相应于各自结构情形的匹配。在填装过程中产生的任何灰尘由吸嘴26进行抽吸，并沿着抽吸软管27收集在抽吸除尘装置28中，抽吸除尘装置28优选带有过滤器29和集尘容器30。于是，可以防止或至少减少了任何污染，并可以避免由于灰尘而对工作人员造成的任何危险。
46.给送软管8和抽吸软管27以及任何电导线32可以经由合适的夹具33或类似物相互连接起来。
47.如果将填装设备1的所有部件都布置在合适的支撑平台上并且可在支撑平台上设置轮子34或类似物，则填装设备1可以容易地移动到待填装容器3，于是，得到更短的给送路径，并因此可以降低能源成本。如果至少一个轮子34连接到相应的驱动器35，则可以促成填装设备1的运动。
48.图2以剖视图示出了填装设备1的计量装置6和给送装置的示意性详细视图。在该实施例中，计量装置6也是利用压缩空气p通过提供能够按气动方式致动的计量活塞14和复位弹簧15进行操作。通过吹入压缩空气p，计量活塞14可克服复位弹簧15移动，并且松散物料2经由相应的沙子进料部(此处是倾斜布置的)进入计量装置6，然后进一步进入布置在计量装置6下方的气动给送装置7。代替气动致动的计量活塞14，电磁致动的计量活塞14和相应的复位弹簧15可以形成计量装置6(未示出)。
49.气动给送装置7以喷射器9的形式形成，喷射器9具有多个，优选至少5个孔10、10'，其中，一个孔10布置成在喷射器9中居中地延伸，另外的孔10'围绕中心孔10沿圆形布置，优选的是彼此间隔相同的角距离。围绕中心孔10布置的孔10'可以布置成向外延伸。这种所谓推进式喷射喷嘴的构造确保了松散物料2在布置于气动供给装置7之后的给送软管8中的最佳给送。按照上面已经提到的那样，压力传感器21和/或用于检测松散物料2的流动的传感器22可以设置在气动给送装置7中，这些传感器连接到控制装置20。
50.图3以放大图示出了被构造为根据图2的喷射器9的气动给送装置7的细节。这里，用于压缩空气p的孔10、10'更容易看到。如已经提到的那样，围绕中心孔10布置的外孔10'
可以布置成沿锥形向外延伸，例如以2.5度至7.5度之间的角度α沿锥形向外延伸。这确保了压缩空气p在喷射器9的出口中以及在给送软管8中的最佳流动样式，并且因此确保了松散物料2在给送软管8内向待填装容器b的准悬浮输送。
51.最后，图4示出了根据一个优选示例性实施例用于操作气动给送装置7的压缩空气p的时间特性。在时刻t
a
处，通过向气动给送装置7施加具有工作压力pa的相应压缩空气p来启动气动给送装置7，从而压缩空气p经由孔10、10'进入气动给送装置7。在时刻t
e
处，松散物料2的给送结束。根据一个优选示例性实施例，气动给送装置7可以再运行一个预设时间间隔δt，即，压缩空气p仍被吹入气动给送装置7，于是，从给送装置7和给送软管8吹干净松散物料2。根据给送软管8的长度，这种后吹功能的时间间隔δt可以例如在3至10秒之间。代替预设时间间隔δt，也可以借助于适当布置的传感器来检测松散物料2通过给送软管8的流动的结束，然后，可以关闭压缩空气p。