ИЗОЛИРУЮЩИЙ СТЫК

Полезная модель относится к строению железнодорожного пути, а именно, к конструкциям рельсовых изолирующих стыков.
Известен стык, изолирующий композиционный, в описании полезной модели №122660, МПК Е01В 11/54, опубл. 06.12.2011, содержащий расположенные по обе стороны от рельса металлические накладки, стянутые посредством крепежных элементов, расположенных в электроизолирующих втулках, стыковую прокладку, расположенную между торцами рельсов, боковую прокладку, расположенную между металлической накладкой и рельсом, профиль части боковой прокладки, контактирующей с рельсом, повторяет профиль сопрягаемой поверхности рельса, профиль части боковой прокладки, выступающей за пределы соединения рельса, повторяет профиль сопрягаемой части накладки и плотно прилегает к поверхности накладки, боковая прокладка выполнена из стеклопластика, стыковая прокладка выполнена из слоистого стеклопластика с пределом прочности на сжатие не менее 300 МПа, на торцовой поверхности которой имеется контурный ободок, выполненный из магнитодиэлектрического эластомера толщиной, обеспечивающей постоянный контакт с магнитодиэлектрическим материалом вкладыша, вкладыш выполнен из магнитодиэлектрического эластомера, расположен в углублении накладки, внутри которого установлены элементы, усиливающие шунтирующий эффект магнитодиэлектрического материала. Вкладыш выполнен съемным, профиль вкладыша повторяет профиль углубления металлической накладки, боковая прокладка со стороны углубления металлической накладки имеет окно, достаточное для установки вкладыша, а вкладыш на 1,0-2,0 мм выступает над боковой прокладкой.
Недостатки: отсутствие шунтирования магнитного поля в рельсовом изолирующем стыке, низкая надежность изолирующего стыка.
Наиболее близким аналогом является изолирующий стык, в описании к изобретению №2459898, МПК Е01В 11/54, опубл. 27.08.2012, содержащий расположенные по обе стороны от рельса металлические накладки, стянутые посредством крепежных элементов, расположенных в электроизолирующих втулках, выполненных из нескольких слоев стеклоткани, пропитанных эпоксидным клеем, вкладыш, расположенный в углублении накладки, в виде монолитного элемента из магнитодиэлектрического материала, образован путем заливки углубления в накладке магнитодиэлектрическим эластомером, причем заливка осуществлена заподлицо с поверхностью накладки, стыковую прокладку, расположенную между торцами рельсов, выполненную из слоистого стеклопластика с пределом прочности на сжатие не менее 300 МПа, на торцовой поверхности которой имеется контурный ободок, выполненный из магнитодиэлектрического эластомера толщиной, обеспечивающей постоянный контакт с магнитодиэлектрическим материалом вкладыша, боковую прокладку, расположенную между накладкой и рельсом, имеющую профиль сопрягаемой поверхности рельса, и профиль части боковой прокладки, выступающий за пределы контакта с рельсом. Боковая прокладка выполнена составной, состоящей из полос стеклопластика и магнитодиэлектрического эластомера, причем полоса магнитодиэлектрического эластомера располагается в районе стыковой прокладки и находится в контакте с контурным ободком, расположенным на торцовой поверхности стыковой прокладки.
Недостатки: отсутствие шунтирования магнитного поля в рельсовом изолирующем стыке, низкая надежность изолирующего стыка.
Технический результат: повышение надежности изолирующего стыка со снижением напряженности магнитного поля в рельсовом изолирующем стыке до нулевого значения.
Технический результат достигается за счет того, что изолирующий стык, содержащий расположенные по обе стороны от рельса металлические накладки, стянутые посредством гаек, болтов и шайб, вкладыши, установленные в пазухи накладок, стыковую прокладку, расположенную между торцами рельсов, боковые прокладки, расположенные между накладками и рельсом, отличающийся тем, что болты выполнены изолированными с интерференционным покрытием на основе эпоксидных компаундов, а вкладыши из древесины хвойных пород термически закреплены с боковой прокладкой, причем вкладыш расположен с зазором между ним и металлической накладкой, по всей ее длине не менее 0,1 мм и не более 1,0 мм и с зазором между ним и шейкой рельса не менее 0,1 мм не более 2,5 мм при этом стыковая прокладка выполнена на основе фибры полиамидной, а боковая прокладка, охватывающая металлическую накладку, выполнена армированной, ячейки, которой составляют не менее 0,5×0,5 мм и не более 5,0×5,0 мм с интерференционным покрытием на основе эпоксидных компаундов.
К недостаткам известных устройств относится полная «экранизация» боковых прокладок из составных магнитодиэлектрических материалов - стеклопластика и эластомера, близкими по характеристикам к полиуретану, пенополистиролу, армамиду, каучуку. Такие диэлектрики притягивают металлические пыль, стружки, окалины, что ускоряют накопление и углубление намагниченного слоя под влиянием электромагнитных полей, на концах стыкуемых рельсов происходит поляризация молекул в прямой зависимости от вида источника и от длины накладок. Поэтому из-за большого волнового сопротивления и почти полного отсутствия поглощающей способности материала покрытия накладок, а так же прокладок стыковой электромагнитные поля в стыке способны быстро накапливаться. В этих условиях, когда выбираются все возможные зазоры в болтовых соединениях, расстояние между торцами рельсов возрастает и возрастает возможность заполнения данного промежутка металлическими частицами, способными образовать электропроводящий шунт между рельсами. В аналогах изолирующий стык является недостаточно надежным из-за разрушения покрытия боковой прокладки, состоящей из полос стеклопластика и магнитодиэлектрического эластомера, являющего недостаточно жестким, в этом участке при динамической нагрузке создаваемой колесными парами будет происходить сминание боковой прокладки, стеклопластик является накопителем статического напряжения, в результате в зоне стыка растет магнитное напряжение и происходит намагничивание концов рельса, что приводит к скоплению металлической стружки в области торцевой изоляции.
В заявляемой полезной модели повышение надежности со снижением напряженности магнитного поля в рельсовом изолирующем стыке до нулевого значения, ликвидация статического напряжения и свободное прохождение магнитного потока в зоне стыкуемых рельсов достигается за счет того, что болты до начала резьбы, выполнены изолированными с интерференционным покрытием на основе пропиточно-заливочных эпоксидных компаундов. В устройстве не применяется втулка, поэтому обеспечивается жесткость и надежность изоляции, болт не касается шейки рельса, что изолирует рельс от накладок. Вкладыши, из древесины хвойных пород являющиеся стабилизаторами магнитных потоков термически закреплены совместно с боковой прокладкой. Вкладыш расположен с зазором между ним и металлической накладкой, по всей ее длине не менее 0,1 мм и не более 1,0 мм, при зазоре менее 0,1 мм будет происходить снижение пропускающей способности магнитного потока, при зазоре более 1,0 мм будет недостаточная стабилизация магнитных потоков, при зазоре 1,0 мм достигается наилучший результат стабилизации магнитных потоков. Вкладыш расположен с зазором между ним и шейкой рельса не менее 0,1 мм не более 2,5 мм, для улучшения диэлектрических свойств, при зазоре менее 0,1 мм происходит снижение пропускающей способности магнитного потока, при зазоре более 2,5 мм будет недостаточная стабилизация магнитных потоков, при зазоре 1,0 мм достигается наилучший результат стабилизации магнитных потоков. Вкладыш из древесины хвойных пород, термически закреплен с боковой прокладкой, а также стыковая прокладка на основе фибры полиамидной локализуют намагниченность стыка. Стыковая прокладка, расположенная между торцами рельсов, выполненная из сульфидных связующих высокопрочных диэлектрических материалов на основе фибры полиамидной, невосприимчива к намагничиванию стыкуемых концов рельсов с пределом прочности на сжатие не менее 3000 кН. Боковая прокладка, охватывающая металлическую накладку, выполнена армированной, ячейки ее составляют не менее 0,5×0,5 мм и не более 5,0×5,0 мм с интерференционным покрытием на основе пропиточно-заливочных эпоксидных компаундов. При размере ячейки более 5,0×5,0 мм, не будет обеспечена жесткость и надежность интерференционного покрытия на основе эпоксидных компаундов, а при размере ячейки менее 0,5×0,5 мм, нужно будет наносить слишком толстый слой интерференционного покрытия на основе пропиточно-заливочных эпоксидных компаундов, который плохо будет проникать между ячейками и не будет обеспечивать необходимую жесткость и надежность боковой прокладки. При размере ячейки 1,5×1,5 мм достигается наилучший результат стабилизации магнитных потоков. Боковая прокладка является диэлектриком, не обладающим свойством намагничивания, что увеличивает прохождение магнитного потока и в зоне стыкуемых рельсов не создается статическое напряжение.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом позволяет сделать вывод, о том, что заявляемая полезная модель отвечает условиям патентоспособности: является новой и промышленно применимой.
Изолирующий стык поясняется следующими чертежами:
на фиг. 1 показано поперечное сечение изолирующего стыка.
на фиг. 2 показано поперечное сечение металлической накладки и вкладыша.
Сущность заявляемого устройства заключается в том, что изолирующий стык включает расположенную между торцами рельсов 1 стыковую прокладку 5 выполненную на основе фибра полиамидных материалов, металлическую накладку 2, боковую прокладку 3, выполненную из армированного антистатического материала, ячейки которого составляют не менее 0,5×0,5 мм и не более 5,0×5,0 мм с интерференционным покрытием на основе пропиточно-заливочных эпоксидных компаундов и охватывающую металлическую накладку 2. Металлические накладки 2 с вкладышами 8 из древесины хвойных пород, термически закрепленными с боковой прокладкой 3, стянуты в монолит посредством крепежных элементов - гаек 7, усиленной шайбы-гровера 6, болтов 4. Болты 4 до начала резьбы, выполнены изолированными с интерференционным покрытием на основе пропиточно-заливочных эпоксидных компаундов, их вставляют через отверстия металлических накладок 2 и отверстия рельсов 1. Вкладыш 8 расположен с зазором между ним и металлической накладкой 2, по всей ее длине не менее 0,1 мм и не более 1,0 мм и с зазором между ним и шейкой рельса 1 не менее 0,1 мм не более 2,5 мм.
Технико-экономический эффект.
Использование изолирующего стыка позволяет повысить его надежность и снизить напряженность магнитного поля в рельсовом изолирующем стыке до нулевого значения. Изолирующий стык не требуют дополнительного обслуживания по уровню намагниченности в эксплуатационных условиях, независимо от плана и профиля пути, как с электротягой, так и с автономной тягой поездов, а также при высоких скоростях движения.