СТЫК РЕЛЬСОВЫЙ ИЗОЛИРУЮЩИЙ С МАГНИТОПРОВОДНЫМИ НАКЛАДКАМИ

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к конструкции верхнего строения железнодорожного пути, и может быть использована в конструкции электрически изолирующих рельсовых стыковых соединений.
Известен принятый за прототип стык изолирующий композиционный по патенту РФ №122660, 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.
Существенными признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками предлагаемого технического решения являются следующие: стык рельсовый изолирующий с магнитопроводными накладками, содержащий расположенные по обе стороны от рельса металлические накладки, стянутые посредством крепежных элементов, расположенных в электроизолирующих втулках, стыковую прокладку, расположенную между торцами рельсов, боковую изолирующую прокладку, расположенную между металлической накладкой и рельсом, профиль части боковой прокладки, контактирующей с рельсом, повторяет профиль сопрягаемой поверхности рельса, боковая прокладка выполнена из стеклопластика.
Металлические накладки прототипа выполнены из типовой железнодорожной накладки с выемкой в средней части с расстоянием от рельса до сердечника 25 мм. Для усиления шунтирующего эффекта эта выемка заполннена съемным вкладышем, однако известно, что монолитный сердечник имеет большую магнитопроводность, чем составной. Боковая изолирующая прокладка имеет одинаковую толщину по всему периметру, а как показывает практика, ее верхняя опорная грань подвергается повышенному износу, допустимая величина которого составляет 4 мм, что снижает срок службы накладок и приводит к их выбраковке даже при допустимых ее износах. Увеличенная толщина накладки и отсутствие специальной фаски в ее нижней части приводит к невозможности установки на подошве рельса в зоне изолирующего стыка стальных клемм (диаметром до 18 мм) современных промежуточных рельсовых скреплений. Данная проблема ограничивает применение запатентованной модели, так как отсутствует типовая конструкция закрепления рельсов на шпалах в зоне стыка в случае отсутствия на подошве рельса места для размещения круга диаметром до 18 мм.
Предлагаемой полезной моделью решаются следующие технические задачи: максимальное повышение шунтирующего эффекта накладок при одновременном обеспечении предотвращения наезда на металлические накладки гребня колеса подвижного состава при износе рельса, а также обеспечение установки в зоне изолирующего стыка стальных клемм современных стандартных промежуточных рельсовых скреплений для железобетонных и деревянных шпал. Также решается задача существенного повышения ресурса изолирующих накладок. Зазор между рельсами и металлическими сердечниками накладок должен быть 5÷10 мм по всей линии прилегания.
Для достижения указанного технического результата в стыке рельсовом изолирующем с магнитопроводными накладками, содержащем расположенные по обе стороны от рельса металлические накладки, стянутые посредством крепежных элементов, расположенных в электроизолирующих втулках, стыковую прокладку, расположенную между торцами рельсов, боковую изолирующую прокладку, расположенную между металлической накладкой и рельсом, профиль части боковой прокладки, контактирующей с рельсом, повторяет профиль сопрягаемой поверхности рельса, боковая прокладка выполнена из стеклопластика, в отличие от прототипа, площадь поперечного сечения накладок в стыке находится в диапазоне от 96 до 104% площади поперечного сечения стыкуемых рельсов, зазор между рельсами и металлическими накладками находится в диапазоне от 5 до 10 мм по всей линии прилегания, металлическая накладка выполнена из стального проката монолитного полнопрофильного сечения, максимально приближенного по форме к контактной с ней поверхности рельса; в верхней и нижней части накладки имеются уступы (фаски) соответственно для свободного прохождения гребня колеса подвижного состава и установки стальных клемм современных стандартных промежуточных рельсовых скреплений; боковая изолирующая прокладка наклеена на металлическую накладку с помощью клеевой мембраны; толщина боковой изолирующей прокладки в зоне верхней опорной грани составляет не менее 5 мм, а в остальных местах около 3 мм.
Отличительными признаками предлагаемого технического решения -прототипа являются следующие - площадь поперечного сечения накладок в стыке находится в диапазоне от 96 до 104% площади поперечного сечения стыкуемых рельсов, зазор между рельсами и металлическими накладками находится в диапазоне от 5 до 10 мм по всей линии прилегания, металлическая накладка выполнена из стального проката монолитного полнопрофильного сечения, максимально приближенного по форме к контактной с ней поверхности рельса; в верхней и нижней части накладки имеются уступы соответственно для свободного прохождения гребня колеса подвижного состава и установки стальных клемм современных стандартных промежуточных рельсовых скреплений; боковая изолирующая прокладка наклеена на металлическую накладку с помощью клеевой мембраны; толщина боковой изолирующей прокладки в зоне верхней опорной грани составляет не менее 5 мм, а в остальных местах около 3 мм.
1. Благодаря наличию данных отличительных признаков достигаются следующие технические результаты - за счет увеличения площади поперечного сечения 2х накладок до примерно площади поперечного сечения стыкуемых рельсов достигается максимальный шунтирующий эффект (при площади менее 48% ухудшаются шунтирующие свойства, а при площади более 52% габариты накладки увеличиваются на столько, что в верхней части при износе рельса возможен наезд гребня колеса подвижного состава, а в нижней части становится невозможным установка стальных клемм стандартных промежуточных рельсовых скреплений). Также достижение максимального шунтирующего эффекта достигается выполнением накладки из стального проката монолитного полнопрофильного сечения, максимально приближенного по форме к контактной с ней поверхности рельса с максимальным приближением накладок к рельсу - 5÷10 мм по всей линии прилегания. Минимальный гарантированный зазор необходим в связи с имеющимися допусками на геометрические параметры рельсов (точность изготовления, износ и т.п.).
Выполнение зазора выше максимального ухудшает шунтирующий эффект накладки. Выполнение толщины боковой изолирующей прокладки в зоне верхней опорной грани не менее 5 мм, а в остальных местах около 3 мм обеспечивает максимальное продление срока службы накладки без повреждения изоляции до сального сердечника (при допустимом ее износе 4 мм). Изолирующий слой в зоне нижней опорной грани практически не изнашивается, поэтому его толщина в этом месте может быть минимизирована в целях увеличения сечения стального сердечника накладки. Наличие уступа (фаски) в верхней части накладки обеспечивает предотвращение наезда на нее гребня колеса при истирании поверхности рельса, а наличие уступа (фаски) в нижней части обеспечивает закрепление рельсов на шпалах в зоне стыка с помощью стальных клемм современных стандартных промежуточных рельсовых скреплений.
Предложенное решение может найти применение в конструкции верхнего строения железнодорожного пути для обеспечения электрической изоляции рельсовых стыков и может быть использовано как при монтаже нового пути, так и при ремонте старого.
Предлагаемое техническое решение поясняется рисунками фиг.1 и 2, на которых изображен стык рельсовый изолирующий с магнитопроводными накладками, содержащий расположенные по обе стороны от рельса 1 металлические магнитопроводные накладки 2, стянутые посредством крепежных элементов 3, расположенных в электроизолирующих втулках 4, стыковую прокладку 5, расположенную между торцами рельсов 1, боковую изолирующую прокладку 6, расположенную между металлической накладкой 2 и рельсом 1. Площадь поперечного сечения накладок 2 в стыке примерно равна площади поперечного сечения стыкуемых рельсов 1, зазор между рельсами 1 и металлическими накладками находится в диапазоне от 5 до 10 мм по всей линии прилегания, металлическая накладка 2 выполнена из стального проката монолитного полнопрофильного сечения, максимально приближенного по форме к контактной с ней поверхности рельса 1; в верхней и нижней части накладки имеются уступы (фаски) 7 и 8 соответственно для свободного прохождения гребня колеса подвижного состава и установки стальных клемм 9 современных стандартных промежуточных рельсовых скреплений; боковая изолирующая прокладка 6 наклеена на металлическую накладку 2 с помощью клеевой мембраны 10. Толщина боковой изолирующей прокладки 6 в зоне верхней опорной грани составляет 5 мм, а в остальных местах около 3 мм.
Сборка данного стыка рельсового изолирующего производится традиционным способом. Особенностью изготовления используемой в стыке накладки 2 является то, что ее сердечник выполнен не из типовой железнодорожной накладки с выемкой в средней части с расстоянием от рельса до сердечника 25 мм, а из стального проката монолитного полнопрофильного сечения, максимально приближенного по форме к контактной с ней поверхности рельса 1, а также то, что закрепление изолирующей прокладки 6 на металлической накладке 2 производится с помощью клеевой мембраны 10. Толщина боковой изолирующей прокладки 6 в зоне верхней опорной грани составляет 5 мм, а в остальных местах около 3 мм.