БОКОВОЙ ИЗОЛЯТОР РЕЛЬСОВОГО СКРЕПЛЕНИЯ

Полезная модель Боковой изолятор относится к элементам узлов крепления рельса к основанию железнодорожного пути и является одной из составных частей узла крепления. Боковой изолятор предназначен для удержания ширины колеи железнодорожного пути в заданных пределах и для изоляции подошвы рельса от анкера, замоноличенного в основании железнодорожного пути или закрепленного на основании известными средствами.
Известны боковые изоляторы, применяемые для их установки между подошвами рельсов рельсового пути и анкерами, посредством которых рельсы соединены с основанием рельсового пути (RU 2398923 С1, 10.09.2010. RU 2452806 С1, 10.06.2012. RU 2125626 С1, 27.01.1999. RU 181212 U1 06.07.2018. RU 129938 U1, 10.07.2013. 189544 U1, 28.05.2019. RU 189522 U1, 28.05.2019. RU 130316 U1, 07.20.13. RU 2691466 С2. 14.06.2019. RU 2017108803 А, 14.06.2019. GB 1414595.7, 18.08.2014. RU 1999291 U1, 26.08.2020. RU 196527 U1, 03.03.2020).
В патенте RU 2125626 С1 раскрыто крепежное приспособление (боковой изолятор) для удержания клеммы, содержащее средства для обеспечения позиционирования клеммы, которые включают в себя базовый элемент и соединенную с ним пару удерживающих клемму элементов, простирающихся вверх, разнесенных друг относительно друга с образованием проема и выполненных с направляющими проходами. Указанные направляющие проходы сформированы на соответствующих наружных поверхностях удерживающих клемму элементов. Каждый из направляющих проходов выполнен в виде паза, образованного в боковой стенке соответствующего удерживающего клемму элемента. Каждый из удерживающих клемму элементов выполнен с выступающей вовнутрь частью, простирающейся над упомянутым проемом. Свод каждого упомянутого направляющего прохода выполнен с наклонной вниз частью, простирающейся вдоль него в направлении от его проема. Указанный базовый элемент служит опорой клемме, когда она находится в положении перед сборкой внутри приспособления. Боковые наружные поверхности удерживающих клемму элементов соединены между собой базовым элементом по части своих длин. Базовым элементом соединены смежные концевые части удерживающих клемму элементов (RU 2125626 С1, 27.01.1999)
В патенте RU 129938 U1 раскрыт боковой изолятор узла рельсового скрепления, выполненный в виде цельной детали, имеющей сложную форму и состоящую из первой пластины, второй пластины, выступающей перпендикулярно из центральной части верхнего края первой пластины, причем на каждом конце первой пластины выполнены выступающие вверх позиционирующие элементы изолятора, которые простираются перпендикулярно к первой пластине, позиционирующие элементы изолятора разнесены в стороны и каждый из них в нижней части имеет паз, простирающийся параллельно первой пластине. Изолятор имеет позиционирующие опоры, простирающиеся от нижней поверхности каждого позиционирующего элемента изолятора, опоры удалены от первой пластины и имеют наклонную верхнюю поверхность. Изолятор имеет стенки, соединяющие одну сторону верхней поверхности позиционирующих опор с позиционирующими элементами изолятора. (RU 129938 U1, 10.07.2013).
Из известных изоляторов наиболее близким к представленному в данном описании боковому изолятору является боковой изолятор рельсового скрепления, содержащий корпус, имеющий переднюю стенку, образующую с задней стороны корпуса изолятора внутреннюю грань на виде сзади, вертикальные пластины с внутренними стенками, при этом на торцах корпуса снизу выполнены вырезы с верхними и боковыми сторонами, при этом сзади изолятора на боковых сторонах передней стенки выполнены верхние передние фаски, внутренняя грань и внутренние грани вертикальных пластин образуют собой на виде изолятора сзади усеченную пирамиду, сужаясь снизу вверх, при этом каждая вертикальная пластина бокового изолятора с внутренней стороны снизу имеет фаску, напротив внутренней грани изолятора вертикальные пластины имеют конические выступы, каждый из которых расположен в углублении пластины на ее горизонтальной стенке, сверху с внешней стороны каждой вертикальной пластины выполнена верхняя фаска, на передней стороне каждой вертикальной пластины выполнены наклонные направляющие, являющиеся продолжением передней стенки и пластин, внизу в передней стенке выполнены вырезы, внутренняя грань передней стенки выполнена наклонной в заднюю сторону изолятора, каждая пластина на виде сзади имеет наклонную к середине изолятора грань под углом β к вертикали в пределах β=0,5-10°, внутренняя грань наклонена в заднюю сторону изолятора, на которой выполнены наклонные выступы, а каждый конический выступ, имеет вершину и грани, одна из которых является вертикальной гранью, а другая грань является наклоненной гранью в сторону к вертикальной пластине (RU 196527 U1, 03.03.2020 - прототип).
Общими признаками прототипа и заявленного изолятора является то, что оба содержат корпус, имеющий переднюю стенку, образующую с задней стороны корпуса изолятора внутреннюю грань на виде сзади, вертикальные пластины с внутренними стенками, при этом на торцах корпуса снизу выполнены вырезы с верхними и боковыми сторонами.
Изолятор, раскрытый в прототипе, имеет не удовлетворительный срок службы, форма изолятора не исключает возможность интенсивного износа и задиров, особенно при температурном удлинении рельса или уменьшения его длины, при этом форма не исключает вероятность повреждения изолятора при его надевании на анкер. Изолятор не имеет защиты его наиболее изнашиваемых поверхностей. В совокупности перечисленные недостатки снижают надежность изолятора при его взаимодействии с торцом подошвы рельса железнодорожного пути и с другими элементами узла крепления рельса к основанию пути.
Техническим результатом представленного в данном описании бокового изолятора рельсового скрепления является повышение срока службы изолятора и его надежности.
Технический результат получен боковым изолятором рельсового скрепления, содержащим корпус, имеющий переднюю стенку, образующую с задней стороны корпуса внутреннюю грань, вертикальные пластины с внутренними стенками, при этом на торцах корпуса снизу выполнены вырезы с верхними и боковыми поверхностями, причем изолятор оснащен зафиксированным на его передней стенке металлическим защитным элементом, закрывающим переднюю стенку изолятора с его передней стороны.
Защитный элемент выполнен из пластины с закругленными вовнутрь концами и на виде спереди он имеет ступенчатую форму со ступенями на боковых сторонах, расположенными над вырезами корпуса, при этом каждая концевая закругленная часть защитного элемента охватывает собой закругленную концевую часть изолятора.
Каждая концевая часть изолятора выполнена закругленной и имеет в нижней части закругления полку, на которую опирается нижний торец защитного элемента.
Каждый вырез на конце изолятора образован нижней поверхностью полки и боковой плоскостью выреза, при этом нижняя поверхность полки расположена на высоте h от нижней кромки изолятора, а высота защитного элемента равна или меньше высоты торца подошвы рельса рельсового пути.
На фиг. 1 показан боковой изолятор в аксонометрии (вид сзади).
На фиг. 2 показан боковой изолятор в аксонометрии (вид спереди).
На фиг. 3 - изолятор, вид справа по стрелке А на фиг. 1.
На фиг. 4 - изолятор, вид слева по стрелке Б на фиг. 1.
На фиг. 5 - изолятор, вид снизу по стрелке В на фиг. 1.
На фиг. 6 - изолятор, вид сверху по стрелке Г на фиг. 2.
На фиг. 7 - изолятор, вид сзади по стрелке Д на фиг. 1.
На фиг. 8 - изолятор, вид спереди по стрелке Е на фиг. 1.
На фиг. 9 - пример выполнения защитного элемента изолятора в виде скобы.
Боковой изолятор имеет корпус 1 сложной формы (фиг. 1, 2), выполненный монолитным из прочного электроизолирующего материала. На корпусе 1 с натягом надет съемный защитный элемент 2, выполненный в одном из примеров исполнения в виде вытянутой с-образной стальной скобы 2 с фартуком 3 в нижней части (фиг. 2, 9). В другом исполнении защитный элемент может быть изготовлен из другого прочного на износ материала, прочность которого больше прочности материала, из которого выполнен корпус изолятора. На фиг. 1-8 показан один из примеров исполнения защитного элемента 2 в виде скобы, каждый конец которой загнут вовнутрь скобы, имеет полукруглую форму и плотно охватывает концевую часть изолятора.
Защитный элемент 2 исключает повреждения концевых частей изолятора и его передней наиболее изнашиваемой части. Форма исполнения защитного элемента в виде скобы связана с измененными формами концевых частей изолятора. Загнутый внутрь скобы каждый ее полукруглый конец является средством фиксации скобы на изоляторе и средством защиты концевой части изолятора. В данном решении существенно, что защитный элемент 2 имеет плоскую среднюю часть для взаимодействия с торцом подошвы рельса при работе узла рельсового скрепления и надежно закреплен боковом изоляторе загнутыми внутрь скобы закругленными концевыми частями. Такое исполнение скобы исключает ее отделение от изолятора при работе узла крепления. Независимо от форм средств фиксации защитного элемента на изоляторе существенным является закрепленная на передней части изолятора средняя часть защитного элемента 2, имеющая плоскую форму и прочную на износ структуру.
Изолятор содержит переднюю стенку 4 (фиг. 6), вертикальные пластины 5 (фиг. 5), которые выступают перпендикулярно от центральной части изолятора и образуют изнутри внутренние углубления 6. Ниже каждой пластины 5 на каждом конце изолятора с его нижней стороны выполнен боковой вырез 7 (фиг. 7), образующий верхнюю плоскость 8 и боковую плоскость 9. Верхняя плоскость 8 каждого выреза 7 предназначена для прижатия ушек прокладки узла скрепления к шпале рельсового пути (прокладка не показана), а также для предотвращения перемещения прокладки в вертикальном направлении в процессе работы узла и крепления рельса к шпале. Боковая плоскость 9 каждого выреза 7 предназначена для удержания прокладки в неподвижном рабочем положении, что исключает перемещения прокладки в продольном направлении. Каждый вырез 7 изолятора имеет увеличенную высоту h (фиг. 7), обеспечивающую регулировку рельса по высоте относительно шпалы в более широком диапазоне. Регулировку осуществляют путем подкладывания под подошву рельса регулировочных прокладок с целью проектного позиционирования рельса по высоте относительно шпалы в установленных пределах. Вырезы 7 бокового изолятора служат также для удобства снятия бокового изолятора с анкера узла крепления, в процессе которого изолятор зацепляют инструментом одновременно за две верхние стороны выреза и поднимают изолятор вверх. Возможен попеременный подъем бокового изолятора за одну и другую стороны, поднимая по очереди каждый край бокового изолятора.
Концевые части 10 изолятора выполнены закругленными (фиг. 6) и эти части изолятора охвачены закругленными концами С-образного защитного элемента 2, при этом закругленные концы защитного элемента повторяют форму закругленных концевых частей 10 изолятора. При температурном удлинении рельса или уменьшения его длины благодаря указанным закругленным частям изолятора и защитного элемента изолятор не задирается и при этом не образуется клин, препятствующий перемещению рельса. Закрытые защитным элементом 2 передняя стенка корпуса 1 изолятора и его закругления 10, позволяют устанавливать изолятор в узлах крепления рельсов на кривых участках железной дороги с малым радиусом. В этом случае закругленные части 10 изолятора и закругленные концы защитного элемента с большей эффективностью исключают опасный контакт рельса с изолятором, так как закругления позволяют рельсу плавно огибать изолятор.
На виде снизу (фиг. 5) боковой изолятор имеет внутренние грани 11 вертикальных пластин 5, служащие для облегчения позиционирования бокового изолятора в процессе его надевания на анкер. С этой целью каждая вертикальная пластина 5 изолятора с внутренней стороны снизу имеет фаску 12.
На виде изолятора снизу (фиг. 5) и на виде бокового изолятора сзади (фиг. 7) изолятор на каждой его выступающей части имеет внутреннюю грань 13, которая вместе с гранями 11 образуют усеченную пирамиду, сужающуюся снизу вверх, что облегчает заведение бокового изолятора на анкер и его надевание на него, при этом в процессе соединения изолятора с анкером изолятор соединяется с анкером с натягом, образуя плотное и надежное соединение.
Напротив внутренней грани 13 каждая вертикальная пластина 5 имеет конический выступ 14 (фиг. 5), расположенный в углублении пластины 5 на ее горизонтальной стенке. Выступы 14 обеспечивают плотное соединение и надежную фиксацию бокового изолятора на анкере. При этом выступы защищают находящиеся за выступами поверхности изолятора от повреждений при надевании бокового изолятора на анкер. Каждый конический выступ 14, имеет вершину и две грани, одна из которых является вертикальной гранью, а другая грань является наклоненной в сторону к вертикальной пластине гранью.
Сверху с внешней стороны каждой вертикальной пластины 5 выполнена верхняя фаска 15 (фиг. 6), в другом исполнении вертикальная пластина может быть выполнена с закруглением вместо фаски. Фаска 15 исключает зацепление бокового изолятора рельсом при позиционировании и установке между анкерами рельса в случае замены изношенного рельса на новый рельс. Также для этой цели на изоляторе выполнены наклонные под углом направляющие 16 (фиг. 6), отходящие вверх от передней стенки 4 изолятора и от пластин 5.
В работе изолятор изнашивается, при этом образуется зазор между анкером, внутренней поверхностью каждой вертикальной пластины 5 и внутренней гранью 13. С целью исключения застоя воды в указанном зазоре и коррозии металла анкера и рельса в стенке 4 изолятора выполнены вырезы 17 (фиг. 7), обеспечивающие проветривание щелей и скапливание в них воды, что уменьшает коррозию анкера.
На задней стороне изолятора (фиг. 6) имеются наклонные выступы 18, расположенные под углом к горизонтали. Выступы 18 предназначены для их расположения под концами прижимной клеммы узла крепления рельса к шпале и для удержания бокового изолятора от смещения в плоскости действия на изолятор моментов кручения.
На каждой концевой части изолятора выполнена полукруглая полка 19. На полки 19 опирается защитный элемент 2 своими нижними торцовыми частями 20 (фиг. 3, 4, 9). Сверху защитный элемент фиксируется от его перемещения прижимным изолятором, надетым на металлическую клемму узла рельсового скрепления (прижимной изолятор и клемма не показаны). Высота h каждого выреза 7 изолятора (фиг. 7) установлена между нижней кромкой 21 изолятора и нижней поверхностью 22 каждой полки 19.
Работает изолятор следующим образом. Надевают изолятор на анкер (не показан) и осуществляют монтаж узла соединения рельса с основанием известным образом. При этом в рабочем положении передняя стенка 4 изолятора находится в зажатом положении между торцом подошвы рельса и рабочими элементами анкера. Вместе со стенкой 4 зажата пластинчатая средняя часть защитного элемента 2 и фартук 3 этого элемента. В результате снижается износ стенки 4 изолятора, подверженной ударным и динамическим нагрузкам, передаваемым от рельса через изолятор на анкер рельсового скрепления. Изолятор электроизолирует рельс, воспринимает боковые силы, передаваемые от подошвы рельса на анкер, удерживает ширину колеи железнодорожного пути в расчетных пределах.
При соответствующей толщине защитного элемента он наряду с основной функцией защиты может быть использован в качестве регулировочной прокладки для регулировки ширины колеи железнодорожного пути в пределах установленных стандартов. Такую регулировку проводят известным образом в случаях смещения рельса и/или износа боковой поверхности головки рельса.
Вследствие того, что торец подошвы рельса не всегда идеально параллелен контактирующей с ним поверхности бокового изолятора, то в случае отсутствия защитного элемента на боковом изоляторе возникают концентрации напряжений, что приводит к образованию трещин в боковом изоляторе и к снижению надежности его работы. Благодаря наличию на изоляторе защитного элемента, последний работает как компенсатор нагрузок, он перераспределяет нагрузки от рельса и передает их на боковой изолятор в более равномерном виде, что повышает надежность работы бокового изолятора и срок его службы. Изолятор исключает: вероятность его повреждения при надевании на анкер, ненадежное удержание прокладки узла крепления изолятором от ее перемещения в продольном направлении, неприемлемую высоту выреза в изоляторе для его снятия с анкера узла крепления. Изолятор также исключает возможность задира (зацепления) изолятора при температурном удлинении рельса или уменьшения его длины, а также в процессе разрядки рельсовых плетей, при этом упрощает процесс заведения и позиционирования бокового изолятора при его надевания на анкер, обеспечивает плотное и надежное их соединение. Также конструкция изолятора исключает возможность застоя воды в зазоре соединения изолятора с анкером, что уменьшает коррозию металла анкера и рельса путем проветривания соединения. Изолятор обеспечивает возможность его установки в узлах крепления рельсов на кривых участках железной дороги с малым радиусом. В совокупности существенные признаки изолятора повышают срок его службы путем исключения преждевременного износа, а повышение надежности работы изолятора достигнуто при его взаимодействии с элементами узла рельсового скрепления и с торцовой частью подошвы рельса рельсового пути.