ИЗОЛИРУЮЩИЙ СТЫК

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности верхнего строения железнодорожного пути, и может быть использовано в конструкции изолирующих рельсовых стыков с накладками из композитного материала.
Известно электрически изолирующее рельсовое стыковое соединение - патент RU №2040622, содержащее расположенные по обе стороны рельсов стыковые накладки из композиционного материала, прижимные планки, болты с гайками и пружинными шайбами, а также установленные на болтах в отверстиях накладок и рельсов эксцентриковые втулки, назначением которых является уменьшение зазоров между телами болтов и отверстиями, повышение срока службы стыкового соединения.
Изолирующему стыку свойственны следующие недостатки:
1. В процессе эксплуатации изолирующего стыка происходит разрушение эксцентриковой втулки под воздействием контактных напряжений, возникающих от динамического ударного воздействия колесной пары на головки рельсов в районе стыкового зазора и циклического знакопеременного изгиба, передающегося через опорные поверхности рельса на изолирующую накладку и далее на втулки и стыковые болты, а также от напряжений, возникающих от суточной и сезонной температурной деформации рельсов.
2. При разрушении втулок их осколки постепенно перемещаются в зазоре между шейкой рельса и изолирующей накладкой, при этом существует большая вероятность попадания этих осколков в стыковой зазор рельсов, закорачивания изолирующего стыка и, как следствие, нарушения автоматической сигнализации блок-участка, что приводит к остановке движения поездов на всей дистанции железнодорожного пути.
Известно электрически изолирующее рельсовое стыковое соединение - патент RU №2278196, с уменьшенным зазором между телами болтов и отверстиями в рельсах и накладках, повышенной прочности соединения на срез, отсутствием легко разрушаемых элементов соединения, улучшенной электроизоляции, обеспечивающее большие усилия предварительной затяжки болтов, содержащее расположенные по обе стороны рельсов стыковые накладки из композиционного материала, прижимные планки и болты с гайками, болты имеют подголовок овальной формы и увеличенное в горизонтальной плоскости сечение участка от подголовка до резьбы, то есть в районах контакта с рельсами и стыковыми накладками со стороны головок болтов, при этом в стыковой зазор установлена торцевая изоляция.
Существенными признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками предлагаемого технического решения, является наличие расположенных по обе стороны рельсов стыковых накладок из композиционного материала, прижимных планок, болтов с гайками, наличие торцевой изоляцией, установленной в стыковом зазоре.
Данная накладка имеет хорошие диэлектрические свойства, необходимые для работы изолирующего стыка, однако при ее использовании резко возрастает намагниченность изолирующих стыков. Напряженность магнитного стыка превышает 45 Э, что приводит к притягиванию металлических частиц и пыли в изолирующий стык, их накоплении и образованию шунтирующих электропроводных мостиков. Наличие в стыковом зазоре торцевой изолирующей прокладки также не решает вопроса о возможном электрическом замыкания изолирующего стыка. Напряженность магнитного поля в стыке со временем увеличивается, в результате образуются шунтирующие электропроводные мостики, огибающие торцовую изоляцию и замыкающие электрическую цепь, вызывая ложное срабатывание автоматической сигнализации, в результате чего снижается безопасность движения подвижного состава по железной дороге.
Задачей заявляемого технического решения является повышение безопасности движения подвижного состава по железной дороге.
В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в снижении намагниченности рельсов в районе изолирующего стыка до уровня достаточного, что бы исключить образование шунтирующих электропроводных мостиков в изолирующем стыке, и тем самым исключить замыкание электрической цепи.
Технический результат достигается изолирующим стыком, содержащим расположенные по обе стороны рельсов стыковые накладки из композиционного материала, прижимные планки, болты с гайками и шайбами, болты имеют подголовок овальной формы и увеличенное в горизонтальной плоскости сечение участка от подголовка до резьбы, при чем отверстия в попарно установленных прижимных планках через одно и асимметрично относительно рельса выполнены овальными под подголовки болтов, кроме того, в стыковой зазор установлена торцевая изоляция, при этом на стыковой накладке со стороны, прилегающей к шейке рельса, между двумя средними отверстиями для болтов крепления стыковых накладок к рельсам, имеется проточка, в которой закреплен закладной элемент, закладной элемент выполнен из магнитомягкого материала, наружная часть закладного элемента покрыта магнитодиэлектрическим эластомером толщиной, обеспечивающей постоянный контакт с шейкой рельса, торцевая изоляция выполнена в виде прокладки, выполнена из магнитодиэлектрического композиционного материала толщиной, обеспечивающей постоянный контакт с закладным элементом, в месте контакта ободка и закладного элемента в покрытии выполнена канавка, на всю высоту закладного элемента и по ширине равная толщине ободка. Кроме этого глубина проточки ровна толщине закладного элемента, закрепление закладного элемента произведено при помощи уретанового клея ПУ-2.
Отличительными признаками предлагаемого рельсового изолирующего стыка является то, что на стыковой накладке со стороны, прилегающей к шейке рельса, между двумя средними отверстиями для болтов крепления стыковых накладок к рельсам, имеется проточка, в которой закреплен закладной элемент, закладной элемент выполнен из магнитомягкого материала, наружная часть закладного элемента покрыта магнитодиэлектрическим эластомером толщиной, обеспечивающей постоянный контакт с шейкой рельса, торцевая изоляция выполнена в виде прокладки, выполнена из магнитодиэлектрического композиционного материала толщиной, обеспечивающей постоянный контакт с закладным элементом, в месте контакта ободка и закладного элемента в покрытии выполнена канавка, на всю высоту закладного элемента и по ширине равная толщине ободка. Кроме этого глубина проточки ровна толщине закладного элемента, закрепление закладного элемента произведено при помощи уретанового клея ПУ-2.
Благодаря наличию данных отличительных признаков в совокупности с известными, указанными в ограничительной части формулы, достигаются технический результат, заключающийся в снижении намагниченности рельсов в районе изолирующего стыка до уровня достаточного, что бы исключить образование шунтирующих электропроводных мостиков в изолирующем стыке, и тем самым исключить замыкание электрической цепи ведущее за собой ложное срабатывание автоматической сигнализации, тем самым обеспечивая безопасность движения подвижного состава по железной дороге.
В результате поиска по источникам патентной и научно-технической информации совокупность признаков, характеризующая предлагаемое изолирующее рельсовое стыковое соединение, не была обнаружена. Таким образом, предлагаемая полезная модель соответствует критерию патентоспособности "новое". Предложенная полезная модель может найти применение в конструкциях изолирующих рельсовых стыковых соединений, следовательно, данное техническое решение соответствует критерию «промышленно применимо».
Изобретение поясняется чертежами фиг.1-5. На фиг.1 изображен изолированный рельсовый стык в сборе. На фиг.2 изображена накладка со стороны закладного элемента. На фиг.3 изображен горизонтальный разрез закладного элемента. На фиг.4 изображен вертикальный разрез накладки и закладного элемента. На фиг.5 изображена торцовая прокладка.
Изолирующим стык содержит расположенные по обе стороны рельсов 1 стыковые накладки 2 из композиционного материала, прижимные планки 3, болты 4 с гайками 5 и шайбами (на фиг. не показаны), болты 4 имеют подголовок овальной формы и увеличенное в горизонтальной плоскости сечение участка от подголовка до резьбы, при чем отверстия в попарно установленных прижимных планках через одно и асимметрично относительно рельса выполнены овальными под подголовки болтов, кроме того, в стыковой зазор установлена торцевая изоляция 5, при этом на стыковой накладке 2 со стороны, прилегающей к шейке рельса, между двумя средними отверстиями 6 для болтов крепления стыковых накладок к рельсам 1, имеется проточка, в которой закреплен закладной элемент 7, закладной элемент 7 выполнен из магнитомягкого материала. Наружная часть закладного элемента 7 покрыта магнитодиэлектрическим эластомером 8 толщиной, обеспечивающей постоянный контакт с шейкой рельса. Торцевая изоляция 5 выполнена в виде прокладки 9, выполнена из магнитодиэлектрического композиционного материала толщиной, обеспечивающей постоянный контакт с закладным элементом 7, в месте контакта ободка и закладного элемента в покрытии выполнена канавка 10, на всю высоту закладного элемента и по ширине равная толщине ободка. Кроме этого глубина проточки ровна толщине закладного элемента, закрепление закладного элемента произведено при помощи уретанового клея ПУ-2.
При прохождении подвижного состава на рельсы 1 действуют значительные механические нагрузки и импульсное магнитное поле, которое приводит к росту намагниченности рельсов 1 в изолирующем стыке. Благодаря наличию в накладках 2 закладных элементов покрытие 8 из магнитодиэлектрического эластомера и торцевой прокладки 9 из магнитодиэлектрического композиционного материала происходит замыкание (шунтирование) магнитного поля изолирующего стыка, уменьшается падение магнитного напряжения на нем и снижение намагниченности рельсов 1 в стыке. При проведении испытаний было установлено, что намагниченность изолирующих стыков, в которых использовано предлагаемое техническое решение, стабилизируется на определенном уровне и постепенно снижается.
Такой намагниченности недостаточно для притягивания металлической пыли, что практически исключает возможность образования в стыке шунтирующих мостиков, приводящих к пробою стыка.