散料平整装置 本发明涉及一种散料平整装置，用于平整尤其在向列车厢中装载松散物料时形成的锥形散料堆。这种散料平整装置有一个设置在一条行车道上方尤其是装卸轨道上方的上框架和一个与上框架相连的平整机构，平整机构有一个带平整梁的下框架，下框架上还装有一个用于固定散料的沿行驶方向位于后面的平整滚筒或滚子，此外还有一个使下框架在一个上端位和一个下端位之间运动的提升机构。
这种散料平整装置已为人所知，主要用于运输散料的列车车厢上。当然也不排除用于其它散料运输工具，如卡车和轮船。对锥形散料堆进行平整主要是为了散料运输中避免产生过量的粉尘，同时出于安全考虑也避免装载的散料表面是松浮的且要有利于充分利用装载容量。公知的散料平整装置由一种稳定的型钢结构的上下框架组成。两个框架通过一个用螺栓支承的平行导向件相互连接。上框架固定安装在装卸轨道上方的一个相应的下部结构上。下框架用于安装平整梁和接在后面的平整滚筒，该滚筒用于将已平整的散料压实。
平整机构的下框架用至少一根钢索与固定在上框架上的一台起重机相连。该起重机配有一种进行慢速运转的速度级。上下终端开关点分别装有一个终端开关。操纵人员从一个控制中心通过按键盘操纵起重机。借助于该按键盘和视觉监视，操纵人员可以把平整机构开到要进行平整的车厢上方所希望的高度。如果没有马上达到进行平整工作所要求的正确高度上，那么操纵人员就要把平整机构一直往下开，直到达到所希望的高度。这一过程必要时在每辆车厢上都要重复进行。
操纵人员除了要观察平整过程外，还必须注意车厢的不同高度。如果跟在进行平整的车厢后的车厢比前者要高，那么操纵人员必须根据其外形尺寸的大小将平整机构及时地升高，否则平整机构有被较高的车厢拉断的严重危险，或者至少使车厢和平整机构造成很大的损坏。
平整过程结束后，操纵人员把平整机构开回到上方的停车位置。
显然，操纵公知的散料平整装置需要操纵人员保持高度的注意力，但总免不了出错。
本发明的任务是提供一种本文开头所述类型的散料锥平整装置，它基本上是自动工作的，并且保证装置的操纵人员具有极高的安全性和操纵便利性，尤其是防止了在降下状态的装置与处于作业区中和到达其作业区的运输车之间发生碰撞。
按照本发明，上述任务是通过为散料平整装置配置一个无接触式扫描器来解决的。扫描器经一个电路控制机构与提升机构相连，该电路控制机构控制平整机构，使之不会与散料运输车接触。本发明的扫描器由此保证平整机构既不会被例如列车车厢碰撞，也不会被其拉断。对于扫描器本身也是这样，因为按照本发明扫描器是在无接触下工作的。根据本发明，如果散料平整装置不是全自动化的，但至少可以是部分自动化，因为不必再对平整过程用人眼进行监视，并且不再有至今还存在的损坏或拉断平整机构的那种危险。
在本发明构思的有利的结构中，扫描器至少有一个第一扫描部件，它装在下框架上并且探测接近下框架的目标(或物体)。如果例如在这种情况下跟在后面的要平整的车厢高度有变化，那么就会被第一扫描部件提前探测到这种改变，由此可使下框架或者平整机构上升，直到达到后来的要平整的车厢的相应高度。
此外设置了一个第二扫描部件，它装在上框架上，探测处于平整机构区域中的散料运输车，由此可以保证，如果在平整过程中，后继的、可能较高的车厢挤入第二扫描部件的可确定的探测区内，那么平整机构会被强迫地带到上方的停车位置，由此使其避免受到损坏。第二扫描部件此时最好指向向下。
最后还设置了一个第三扫描部件，它设置在装卸轨道或行驶道区域中的散料平整装置之前(最好在其之后也设置)一定距离处，探测一辆驶近的散料运输车。这些第三扫描部件用于提早发现在可能的情况下一辆未按规定，例如以增大的速度接近散料平整装置的散料运输车。在这种情况下，就会相应地探测到该情况，使平整机构开到上方的停车位置。
当顺着和逆着列车行驶方向都设置了扫描器，那么就保证了本发明的散料锥平整装置一方面能在两侧使用，另一方面它在两侧都受到相应的保护而不会被接触(或碰撞)。
此外，为了最大限度地提高平整机构的安全性，在顺着和逆着行驶方向上至少各设置了两个最好是上下设置的扫描部件，这样既使在某个扫描部件出现故障时也保证一直在进行扫描，由此探测到散料运输的情况。此外，利用上下设置的扫描部件还可以确定出两个车厢相互间的极小的高度差，使平整机构相应地升高一个极小的距离，以消除这一高度差。如果由上下设置的第一扫描部件确定出要平整的车厢和随后的车厢之间具有很大的高度差，那么就由控制机构发出一个相应的脉冲，使得平整机构在提升机构的协助下开到其上方的位置。
在这个发明构思的具体结构上，规定扫描部件可以是超声波，光或红外线传感器。这种扫描部件用于散料平整装置证明是非常适用的并且成本极低。
当提升机构具有至少一个高的升降速度级和一个极低的升降速度级时，则对于平整机构达到极高程度的安全性是极其有用的。其中高的升降速度是这样设计的，即在一辆驶近的散料运输车接触到下框架之前，平整机构要能够从该散料运输车的断面范围中运动出来。本发明一方面提供了一种慢的工作速度级，提升机构以这种速度在平整工作期间将平整机构升到要平整的散料的各个高度上，而高的速度则在扫描器发来一个相应的脉冲后由控制机构来调整。在这样的一种情况下则由扫描器和控制机构确定出在以工作速度运行下不能使平整机构及时越过的一个大的高度差。当探测到一辆快速驶近的散料运输车时就是这种情况。此时，由控制机构控制的提升机构则从工作速度转换到高的速度，从而使平整机构及时地从危险区域中开出来。最大速度的计算值取决于本发明装置的扫描部件的布置情况和作用范围以及可达到的最大牵拉速度。计算高升降速度的值对于专业人员来说是熟悉的，可以按已经的公式很容易地计算出来，当然还要包含一定的安全系数。
散料平整装置一般设置在一个装卸装置的前面，由装卸装置将散料装入散料运输车中。本发明中，提升机构经控制机构与该装卸装置如此相连，即在装卸装置经一定的时间后没有启动时，平整机构就自动地被开到上方的位置。同样也可以这样设置与平整机构的连接，即在平整机构经一定时间后没有被启动时，平整机构也同样地要被开到上方的位置。这种强制地将平整机构控制到上方的停车位置的方式保证了平整机构不是不必要地位于危险区域中，从而在这一时间内完全排除了遭受到破坏的可能性。
如果平整机构在上方的位置上要保持较长的时间，则由一种相应的闭锁机构将其锁定在该位置上，此处涉及的最好是一种机械式闭锁。这是因为由于种种错误动作或功能失误，会使平整机构非按人愿地从上方的位置下降。利用这种机械式闭锁可靠地防止了这种类型的错误动作。
如果这种闭锁状态此外还由一个记录机构记录下来并传送给一个控制机构，该控制机构一直锁闭住提升机构，直到闭锁状态被解除为止，那么就能保证当操纵人员在平整机构被闭锁的情况下无意地启动了提升机构时，平整机构不会有意地破坏机械闭锁。
为了避免损坏提升机构，该提升机构设有一个过载保护机构。如果达到额定负载的例如110％的数值时，过载保护机构就自动地断开提升机构。
为了保证平整过程能顺利且迅速地进行，此外还规定，设置用于限制平整机构最大运动范围的上下应急限位开关和用于在平整工作中限制运动的上下工作限位开关。上下应急限位开关的位置是预先固定，而工作限位开关是可调整的。设置这些开关在于使本发明的装置进一步地自动化。例如在一辆散料运输车驶进时可以确定要平整的散料锥堆位于何种高度范围上。此时由上下工作限位开关就可以调整相应的高度差，而平整过程中平整机构就在这个高度差范围之间运动。上下限位开关规定了最大的运动界限，可以与终端开关相连，这些终端开关在提升机构到达每次的位置后就将其停下。同样的情况当然也适合于工作限位开关。
为了使本发明的装置进一步地自动化，此外还设有测量机构，尤其是近似起始器、转角传感器或类似物，它们用来探测已提到的标高和记录平整机构的各个位置。当然，测量机构经控制机构而与提升机构相连。这样就不再要求不断地调节提升机构，以便达到所要求的位置。同样也有效地避免了可能会多次出现的由于操纵人员造成的错误判断。
一个结构非常简单的提升机构实施例是采用起重机作为提升机构，它装在上框上并至少经一根钢索与下框架相连。两个框架则至少通过两个相互平行设置的可摆动的导杆而相互连接在一起。已经表明，在本发明的工作运转中采用由提重机构成的提升机构不仅成本低，而且工作可靠。当然也可以采用其它提升机构，例如可以考虑用齿轮杆或者是由气压或液压动作的使两个框架相连的杆。
为了保证能良好地直接地调节平整机构，尤其是在散料运输车高速驶近时能使平整机构立即动作，本发明还规定在提升机构上设置一个钢索张紧机构，使之在安放平整机构时也始终保持钢索处于张紧状态，从而能够使提升机构相应地快速提升平整机构。
为了在平整过程中防止和减小尘扬，根据本发明的另一个有利的实施例还建议在下框架上还设置一个喷水机构，它是可以控制的，固此可以根据散料的情况多喷或少喷水，或者不喷水。
从以下对照附图描述的实施例中以及附图本身可以得到本发明的其它特征、优点和目的，而所有描述和/或图示的特征本身或者这些特征任何有意义的组合都构成本发明的内容。
唯一的附图中示出了本发明的散料平整装置的示意侧视图。
本发明的散料平整装置1有一个整体上用标号2表示的框架结构，该框架结构2配置了一个水平的上框架3，其上装有一个整体上用标号4表示的提升机构。在上框架3的下侧上固定有两个导杆5和6，这两个导杆5和6是铰接在上框架3的用标号7和8表示的部位上的。导杆5和6的下端铰接在整体上用标号11表示的平整机构上，铰接部位用标号9和10表示。平整机构11有一相对于上框架3而言的下框架12，一装有犁13的平整梁和一沿行驶方向F看装在后面的平整滚子14。在该实施例中，导杆5、6铰接在下框架12上。与下框架12相连的还有犁形的平整梁13，平整滚子则可转动地支承在下框架12上。
在所示实施例中，提升机构4是起重机15，它至少有一根与平整机构11的下框架12相连接的钢索16。
由上框架3上方的点划线视图可见，通过加长框架结构2可以使上框架3向上位移。框架结构2位于一条装卸轨道17的上方并且最好固定在那里。在这种情况下，由列车车皮构成的散料运输车可以在牵拉下穿过框架结构2。车皮18、19或者由一台相应的牵拉机牵拉或者由一台绞车牵拉。车皮18、19来自一个未示出的装卸站，在该装卸站将相应的散料装入车皮18、19中。
散料平整装置1配有一个未详细示出的无接触式扫描器(或称探测器)，它有一些不同的扫描部件，以下还要详细说明这些扫描部件。在平整机构11上，尤其是在下框架12中设置了扫描器的第一扫描部件20、21，其中扫描部件20对着行驶方向F，扫描部件21则顺着行驶方向F。两个扫描部件20、21中的每个扫描部件都有一个单独的传感器，或者是两个并排或上下设置的传感器，这一点没有详细示出。
无接触式扫描器另外还有一个第二扫描部件22，它固定在上框架3上并指向下方。固定点沿行驶方向着位于导杆6的外铰接点8之前。此外在框架结构2前面和后面的一定距离处设置了第三扫描部件23、24，它们指向从此处通过的车皮的侧壁。同扫描部件20、21的情况一样，扫描部件22、23、24也可以分别有至少一个传感器，或者也可以是两个传感器，以便由此减小单一扫描部件产生故障的可能性。这些扫描部件在本例情况下是一些超声波箱，但完全也可以采用另外的无接触式扫描部件。
扫描部件20至24经一控制机构与起重机15相连，该控制机构下面还要详细说明。起重机15可以有两种工作速度，其中一种是较慢的工作速度，另一种是高的升降速度。高的升降速度依据扫描部件测量的由控制机构修正的值来确定，使得散料运输车接触到平整梁之前，平整机构11能从这辆正在驶进的运输车的前侧面移动出来。这样，如果要求起重机15将平整机构提升510毫米，车皮18、19行驶的速度为0.4至0.5米/秒左右，两个相继车皮的后前端壁之间的间距约为1米时，则所述高的升降速度至少应为0.255米/秒。考虑到相应的安全系数，该速度应约为0.373米/秒。
起重负载约为50KN(千牛顿力)的起重机15还配有一个过载保护机构或过载断开电路，当负载达到额定负载的110％时，该电路就将起重机15断开。起重机15的工作负载为32KN，这意味着在采用两根钢索16时，每根钢索要承受16KN。这种过载保护机构当平整机构在平整位置上悬停在某一物体上时的情况下是有用的，此时操纵人员一般都试图用起重机15“自由牵拉”平整机构。为了避免受损，因此设置了过载断开电路。
除了过载断开电路外，起重机15还配有一个钢索张紧机构或松弛钢索断开保护，和一个起重机继电器开关(紧急开关)。此外它还配置了有四个触头的传动限位开关，这些触头是一个上应急限位开关和一个下应急开关，以及一个上工作限位开关和下工作限位开关。
未详细示出的钢索松弛保护机构将钢索始终保持在一种张紧的状态。上、下应急限位开关指示出平整机构的最上和最下位置。
在唯一的附图中示出的平整机构用点划线表示的部分对应于设置上应急限位开关的上方位置，在由上下应急限位开关确定的高度差之间是上下工作限位开关。
启动工作开关后车皮的高度可以预选，例如为2.8米、3.4米、4.2米或4.4米。据此使平整机构11起动上工作终端开关(基准运行)，之后上升到所希望的高度。如果在基准运行中平整梁到达所要求的位置，则高度预选过程就结束了。高度预选过程可以通过工作开关或者紧急开关来中断。手动操作在这段时间期间是闭锁的。
在高度预选之前和之后可以使用手动操纵，操纵人员因此可以在上、下工作终端开关之间的任意位置上进行操纵。此外，平整机构11经前述控制机构与装卸装置相连。当装卸装置在一定的时间内不被启动时，平整机构就会自动地一直升到上工作限位开关点处，进入停车位置。同样，当平整机构本身在一定时间内不被启动时也会自动地运动到停车位置。当平整机构11到了停车位置后，通过上工作限位开关断开起重机15。为了消除停车时间较长时例如由于制动器滑动而使平整机构11产生非人愿的下降，设置了一个未示出的机械闭锁。这种闭锁既可以手动进行也可以由相应的闭锁机构来实现。闭锁状态由一个近似起始器检测并在一个控制室中例如由一个红色指示灯指示。
为了进行平整工作，首先要解除平整机构的机械闭锁，其结果由近似起始器测定。上工作限位开关记录下平整机构的位置，并经近似起始器释放后控制室发出“准备工作”的信号，例如由一个绿色指示灯指示。此时操纵人员按动按扭将平整机构下降到所要求位置。每种标高通过一次性启动每种标高的按扭就能达到。借助于近似起始器，转角传感器或类似测量机构测定标高，这些测量机构相应于所希望的高度记录下平整机构的各个位置并将其继续传给控制机构。
如果单个的扫描部件出现故障或者由于错误动作使起重机上的安全措施未能起作用，其结果可以导致绞车自动断开，或者发出光声警告信号。
此外，在钢索张紧机构出现故障时，可以中断手动操纵，也可以中断高度预选操纵。故障消除后，必须重新进行高度预选，或者用手动操纵达到所要求的位置。当过载断开电路保护出现故障时，必须在消除故障后按动一个回复按扭，然后同在钢索张紧机构的情况下一样，必须进行重新预选。如果用手动或者通过高度预选而启动了一个应急终端开关，那么车皮当时的行驶方向就被闭锁，此时只有在手动操纵下才能从该终端开关处开出来。如果装卸装置未作好工作准备，那么就不能从总控制台处进行操纵。通过将输入线路从总控制转换到现场控制可以使装置在维修运行状态下运行。此外设置了工作终端开关的一个分路。在这种工作方式下，操纵人员可以越过工作终端开关，由此来检验应急终端开关。如果到达应急终端开关，则沿相同方向的继续运行受到闭锁，这是由控制机构来实施。如果列车沿错误方向向散料平整装置内驶入，则平整装置就会被强迫地带到上工作终端开关位置。当四个固定高度均未调定时，在行驶方向上会发生与上述相同的情况。如果此时是用手动操纵进行平整工作，并且平整梁距车皮端部的间距小于1米，那么平整梁也同样被带向工作终端开关处。
总之可以确认，本发明提供了一种能保证散料锥堆平整装置可靠工作的可能性，其中防止了车皮接触平整机构。该装置不仅可以手动、半自动操纵，而且也可以全自动操纵，并且该装置可以应用于任何要移动散料的地方。