ШТЕПСЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ РЕЛЬСОВОЙ ЦЕПИ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ

Полезная модель относится к устройствам штепсельных узлов электрической рельсовой цепи (РЦ), для соединения дроссельных перемычек с рельсом в цилиндрических отверстиях шейки рельса.
Уровень техники известен из устройства штепсельного узла, элемента электрической цепи, содержащего 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, МПК H01R 11/00).
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.
Известно техническое решение, 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, МПК H01R 11/26).
Недостатком этого решения является низкая надежность электрического соединения, при установке штепсельного узла в отверстие в шейке рельса, диаметр которого больше или меньше номинального. В данном случае необходимо иметь фланцевую втулку большего диаметра, которая не всегда имеется под необходимый диаметр.
2
Известен штепсельный узел электрической рельсовой цепи универсальный, характеризующийся 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.
(Полезная модель RU 176476, заявка №2017124384 от 10.07.2017г. МПК H01R 11/26). Данное техническое решение принято в качестве прототипа.
Недостатком данного технического решения является наличие на штепселе двойного конуса, что приводит к увеличению штепселя по высоте. Кроме этого, втулка имеет продольную прорезь шириной не более 5 мм, а осевое отверстие втулки имеет конусность равную конусности только одного конуса штепселя. Установка втулки в отверстие в шейке рельса имеющего диаметр больше чем наружный диаметр втулки приводит к ее деформации, что практически исключает ее повторное использование.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности работы штепсельного узла соединения электрической рельсовой цепи.
Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в возможности установки штепсельного узла в шейке рельса, имеющей диаметр отверстия больше номинального или при установке в отверстие, выполненное в шейке рельса, имеющее диаметр меньше номинального, без деформации втулки, а также в возможности многократного использования фланцевой втулки и штепсельного соединителя, при монтаже и демонтаже штепсельного узла при обслуживании рельсовой электрической цепи.
2
Данный технический результат достигается штепсельным узлом электрической рельсовой цепи универсальным, включающим в себя рельс, имеющий отверстие, выполненное в шейке рельса, фланцевую втулку, установленную в отверстие шейки рельса, штепсель установленный в коническое отверстие фланцевой втулки, имеющий резьбовую, коническую и цилиндрическую части, упорный стакан установленный на резьбовую часть штепселя, провод многожильный электрической рельсовой цепи закрепленный в цилиндрической части штепселя, при этом коническая часть штепселя имеет конусность равную конусности отверстия фланцевой втулки, фланцевая втулка состоит из двух полувтулок, и выполнена из материала, с низким удельным электрическим сопротивлением, а диаметр цилиндрической поверхности фланцевых полувтулок равен номинальному диаметру отверстия в шейке рельса. Кроме этого в цилиндрической части штепселя выполнено отверстие, в котором закреплен обжатием и последующей сваркой провод, провод многожильный электрической рельсовой цепи выполнен из меди МГ и находится в трубе термоусадочной с коэффициентом усадки не менее 2:1, длина провода относится к его диаметру в пределах 30:1÷190:1, при площади сечения провода 50-120 мм, электрическом сопротивлении постоянному току (0,92 - 0,340) Ом/км, разрушающей нагрузке при растяжении от 20 до 40 кН, на цилиндрической части штепселя с двух сторон параллельно друг другу выполнены лыски, под гаечный ключ, фланцевая втулка выполнена из бронзы, штепсель и стакан выполнены из стали, на конической части штепселя и цилиндрической поверхности фланцевых полувтулок имеется слой электропроводной смазки, внутреннее отверстие фланцевой втулки имеет конусность (1:8)- (1:12), равную конусности конической части штепселя, высота конусной части штепселя на 10-15 мм больше высоты фланцевой втулки, упорный стакан установлен на резьбовой части штепселя и зафиксирован крепежным элементом.
Возможность установки штепсельного узла в шейке рельса, имеющее диаметр больше номинального или при установке в цилиндрическое отверстие, выполненное в шейке рельса, имеющее диаметр меньше номинального достигается за счет выполнения фланцевой втулки состоящей из двух частей (двух полувтулок). Номинально, диаметр отверстия в шейке рельса равен 22 мм с полем допуска плюс-минус 0,3 мм. Такой номинальный размер имеет изготовленная фланцевая втулка. При распиливании фланцевой втулки на две части, образуется двойной зазор в полувтулках, равный 1,5-2,5 мм. Этого зазора хватает, чтобы легко, без деформации устанавливать штепсельный узлов в отверстия с диаметром от 21 до 24 мм. Такие отверстия встречаются часто в рельсах после длительной эксплуатации. Возможность многократного использования фланцевых полувтулок обусловлена тем, что при монтаже и демонтаже штепсельного узла, при обслуживании рельсовой электрической цепи, полувтулки легко снимаются и устанавливаются без какой либо деформации.
Незначительное уменьшение контактной поверхности электрического соединения в штепсельном узле электрической рельсовой цепи, в случае установки фланцевых полувтулок, не влияет на величину контактного сопротивления соединения, так все контактные поверхности имеют слой электропроводной смазки и более плотный контакт поверхностей полувтулок с рельсом и штепселем. Во всех случаях штепсельное соединение обеспечивает необходимое удельное сопротивление.
На фиг. 1 показан штепсельный узел электрической рельсовой цепи универсальный. На фиг. 2 показана фланцевая втулка из двух полувтулок.
Штепсельный узел включает рельс, имеющий отверстие, выполненное в шейке рельса 1, фланцевую втулку 2 установленную в отверстие шейки рельса 1, штепсель 3 установленный в коническое отверстие фланцевой втулки 2, имеющий резьбовую 3.1, коническую 3.2 и цилиндрическую части 3.3, упорный стакан 4, провод 5.
2
В цилиндрической части 3.3 штепселя выполнено отверстие 3.3.1, в котором закреплен обжатием и последующей сваркой провод многожильный 5 электрической рельсовой цепи, выполненный из меди МГ по ТУ 3517-031-59680332-2013 и находящийся в термоусадочной трубе с коэффициентом усадки не менее 2:1 по ТУ2247-011-795-23310-2006. Длина провода 5 относится к его диаметру в пределах 30:1÷190:1, при площади сечения 50-120 мм, электрическом сопротивлении постоянному току (0,92 - 0,340) Ом/км, разрушающей нагрузке при растяжении от 20 до 40 кН. Фланцевая втулка 2 состоит из двух полувтулок 2.1 и 2.2, выполнена из бронзы БрКМц3-1 ГОСТ 18175-78. Штепсель 3 и упорный стакан 4 выполнены из стали. Внутреннее отверстие фланцевой втулки 2 имеет конусность (1:8)-(1:12), равную конусности конической части 3.2, высота конусной части 3.2 на 10-15 мм больше высоты втулки 2, на конической части 3.2 и цилиндрической поверхности 2.3 фланцевых полувтулок 2.1 и 2.2 имеется слой электропроводной смазки. Упорный стакан 4 установлен на резьбовой части 3.1 штепселя и зафиксирован крепежными элементами 3.1.1.
Монтаж штепсельного узла осуществляют следующим образом. Очищают отверстие в шейке рельса 1 от пыли и ржавчины, устанавливают в нее полувтулки 2.1 и 2.2, затем в коническое отверстие фланцевой втулки 2 вводят до упора коническую часть 3.2 штепселя 3. На выступающую резьбовую часть штепселя 3.1, устанавливают упорный стакан 4 навинчивают на резьбовую часть гайки 3.1.1 и подтягивают их до упора до получения между контактирующими поверхностями максимального механического контакта.