ШТЕПСЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ РЕЛЬСОВОЙ ЦЕПИ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ

Полезная модель относится к элементам аппаратуры железнодорожной автоматики, а именно к устройствам штепсельных узлов соединения дроссельной перемычки и электротягового соединителя с рельсом электрической рельсовой цепи (РЦ), которые крепятся в цилиндрических отверстиях шейки рельса, предназначена для постановки штепсельного узла в отверстия с ненормируемым диаметром.
Уровень техники известен из технического решения, содержащее штепсель, имеющий резьбовую, коническую и цилиндрическую части и отверстие, выполненное в цилиндрической части штепселя для закрепления провода элемента электрической рельсовой цепи, медную фланцевую втулку, установленную на конической части штепселя, штепсель выполнен длиной 105-110 мм с резьбой М20, диаметр конусной части штепселя составляет 20-23,5 мм, диаметр внутреннего конуса фланцевой втулки составляет 20-21,35 мм, на конической части штепселя за фланцевой втулкой установлена упорная шайба диаметром 20 мм, зафиксированная крепежным элементом. (Патент на полезную модель RU 162466, заявка №2015116314 от 29.04.2015, «Штепсельный узел элементов электрической рельсовой цепи»).
Недостатком этого решения является низкая надежность электрического соединения, при установке штепсельного узла в отверстие в шейке рельса, диаметр которого больше номинального. Обусловлено это тем, что такая конструкция узла не позволяет получить достаточно эффективную поверхность механического контакта между фланцевой втулкой и конусной частью штепселя при установке узла в отверстие больше номинального или при установке фланцевой втулки в отверстие меньше номинального, когда происходит ее разрушение.
Известен штепсельный узел элементов электрической цепи, содержащий штепсель, имеющий резьбовую, коническую и цилиндрическую части с отверстием в цилиндрической части для закрепления провода, втулку, установленную на конической части штепселя, имеющей меньший диаметр, и зафиксированный крепежным элементом, слой электропроводной смазки в отверстии шейки рельса на фланцевой втулке, при этом поверхность цилиндрической части штепселя сопряжена с поверхностью отверстия фаской. (Патент на полезную модель RU 83363, заявка №2008130672 от 25.07.2008, «Штепсельный узел элементов электрической рельсовой цепи»).
Недостатком этого решения в том, что при монтаже узла соединения снижается надежность электрического соединения, происходит увеличение переходного электрического соединения. Это обусловлено тем, что уменьшается эффективная площадь механического контакта в соединениях между фланцевой втулкой и конусной частью штепселя с одной стороны и наружной поверхностью фланцевой втулки и поверхностью отверстия в шейке рельса, с другой стороны. Это происходит в соединениях, в которых увеличен диаметр отверстия в шейке рельса выше номинального, или произошло разрушении фланцевой втулки при ее установке в отверстие с диаметром меньше номинального.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности работы штепсельного узла соединения электрической рельсовой цепи.
Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в увеличении контактной поверхности электрического соединения в штепсельном узле электрической рельсовой цепи при его установке в цилиндрическое отверстие, выполненное в шейке рельса, имеющее диаметр больше номинального или при установке в цилиндрическое отверстие, выполненное в шейке рельса, имеющее диаметр меньше номинального, а также в возможности многократного использования провода дроссельной перемычки и электротягового соединителя, при разрушении штепсельного узла в целом или его отдельного элемента при установке в отверстии шейки рельса.
2
Данный технический результат штепсельным узлом электрической рельсовой цепи универсальным, характеризующимся тем, что включает рельс, имеющий отверстие, выполненное в шейке рельса, фланцевую втулку, установленную в отверстие шейки рельса, при этом втулка имеет продольную прорезь шириной не более 5 мм, а осевое отверстие втулки имеет конусность в виде двух сопряженных конических поверхностей, одну с конусностью, равной конусности отверстия фланцевой втулки ((1:8)-(1:12)), вторую - , равной ((1:4)-(1:6)), диаметр сопряжения конических поверхностей равен номинальному диаметру отверстия в шейке рельса, штепсель, установленный в коническое отверстие фланцевой втулки, имеет резьбовую, коническую и цилиндрическую части, упорный стакан, установленный на штепселе со стороны резьбы, провод многожильный электрической рельсовой цепи, концы которого заделаны в кольцевую клемму. Кроме этого, цилиндрической части штепселя выполнены лыски под гаечный ключ, на фланцах втулки выполнены 1-3 паза шириной 0,5-1,5 мм, провод многожильный электрической рельсовой цепи выполнен из жил сталемедного провода, провод многожильный электрической рельсовой цепи выполнен из жил медного провода, провод многожильный электрической рельсовой цепи выполнен из жил стального провода, сечение провода равно (70-120) мм, кольцевая клемма закреплена на штепселе с помощью гаек, фланцевая втулка выполнена из стали, фланцевая втулка выполнена из бронзы, фланцевая втулка выполнена из латуни, фланцевая втулка выполнена из меди, соединение провода и кольцевой клеммы опрессовано, штепсель выполнен из стали, один конец провода разъединен и заделан в две кольцевые клеммы, на поверхности фланцевой втулки и кольцевые клеммы нанесен слой электропроводной смазки, сопряженные конические поверхности штепселя имеют высоту не мене толщины шейки рельса, высот высота штепсельной втулки не мене толщины шейки рельса, кольцевая клемма закреплена на резьбовой части штепселя на упорном стакане крепежными элементами.
Увеличение контактной поверхности электрического соединения в штепсельном узле электрической рельсовой цепи, предлагаемым техническим решением достигается следующим образом. Номинально, диаметр отверстия в шейке рельса равен 22 мм с полем допуска плюс-минус 0,3 мм. Под такой номинальный размер изготавливается фланцевая втулка и определяется конусность отверстия фланцевой втулки и конусность поверхности штепселя. Но реально, как показывает практика, установка штепсельных узлов происходит в отверстия с диаметром от 21 до 23 мм, установить в такое отверстие штепсельный узел, подготовленный под номинальные размеры порой невозможно. Такая «нестыковка» приводит к разрушении фланцевой втулки при ее установке, или получению соединительного узла имеющего малую контактную поверхность электрического соединения штепселя, фланцевой втулки и поверхности отверстия в шейке рельса. Под контактной поверхностью электрического соединения здесь понимается совокупность точек (площадок) через которые передается давление, эта же поверхность является и контактной поверхностью электрического соединения. Чем больше контактная поверхность, тем ниже удельное электрическое сопротивление штепсельного узла. Увеличение контактной поверхности электрического соединения в штепсельном узле электрической рельсовой цепи, в случае увеличения диаметра отверстия в шейке рельса относительно номинального, будет обеспечиваться тем, что фланцевая втулка, устанавливаемая в отверстие шейки рельса, при затягивании штепселя в конусное отверстие втулки будет не деформироваться с нарушением конусности и уменьшением контактной поверхности электрического соединения, а за счет продольной прорези произойдет увеличение наружного диаметра втулки с сохранением конусности и сохранением максимальной контактной поверхности. В случае уменьшения диаметра отверстия в шейке рельса относительно номинального, продольная прорезь шириной не более 5 мм на всю высоту втулки позволит установить ее в отверстие за счет сжатия и уменьшения ширины прорези без деформации и разрушения, при этом сохранится конусность и максимальная контактная поверхность электрического соединения. Выполнение крепления провода съемным, без удаления штепселя из отверстия, позволит сохранить прежнее электрическое соединение, и при необходимости заменить провод на другой необходимого размера. Во всех случаях штепсельное соединение обеспечит необходимое удельное сопротивление.
На фиг. 1 показан универсальный штепсельный узел электрической рельсовой цепи для соединения дроссельной перемычки и электротягового соединителя с рельсом. На фиг. 2 и 3 показана фланцевая втулка.
2
Штепсельный узел устанавливается в отверстие, выполненное в шейке рельса 1, имеет фланцевую втулку 2, установленную в отверстие шейки рельса 1, при этом втулка 2 имеет продольную прорезь 2.1 шириной не более 5 мм, а осевое отверстие 2.2 втулки 2 имеет конусность. Штепсель, установленный в коническое отверстие 2.2 фланцевой втулки 2, имеет резьбовую 3.1, коническую 3.2 и цилиндрическую части 3.3, коническая часть 3.2 имеет две сопряженные конические поверхности, одну с конусностью равную конусности отверстия фланцевой втулки 2 равную ((1:8)-(1:12)), вторую равную ((1:4)-(1:6)). Диаметр сопряжения конических поверхностей равен номинальному диаметру отверстия в шейке рельса. Концы провода 4 многожильного электрической рельсовой цепи, заделаны в кольцевую клемму 5 с диаметром равным диаметру резьбы штепселя 3.1, упорный стакан 6, установлен на штепселе 3 со стороны резьбы, зафиксирован крепежными элементами 7. На контактные поверхности соединения нанесен слой электропроводной смазки. На цилиндрической части 3.3 штепселя 3 выполнены лыски под гаечный ключ, на фланцах втулки 2 выполнены 1-3 паза 2.3 шириной 0,5-1,5 мм (на фиг. не показаны). Провод многожильный электрической рельсовой цепи выполнен из жил сталемедного провода или из жил медного провода, из жил стального провода, сечение провода равно (70-120) мм, один конец провода разъединен на две части и заделан в две кольцевые клеммы, соединение провода и кольцевой клеммы опрессовано, кольцевая клемма закреплена на штепселе с помощью гаек.
Фланцевая втулка выполнена из стали, или бронзы, латуни, меди, штепсель выполнен из стали. Сопряженные конические поверхности штепселя имеют высоту не мене толщины шейки рельса, высот высота штепсельной втулки не мене толщины шейки рельса.
Монтаж штепсельного узла осуществляют следующим образом. Очищают отверстие в шейке рельса 1 от пыли и ржавчины, устанавливают в нее фланцевую втулку 2, затем в коническое отверстие фланцевой втулки 2 вводят до упора коническую часть штепселя 3. На выступающую резьбовую часть штепселя 3, устанавливают упорный стакан 6, надевают кольцевую клемму, навинчивают на резьбовую часть гайки 7 и подтягивают их до упора до получения между контактирующими поверхностями максимальной механического контакта.