НЕОБСЛУЖИВАЕМЫЙ ПОПЕРЕЧНЫЙ СТЫКОВОЙ ВЫСОКОПРОВОДНОЙ СОЕДИНИТЕЛЬ (Н-ПСВС)

Изобретение относится к верхнему строению пути, рельсовым стыковым соединениям и предназначено для повышения надежности электрического соединения, снижения электрического сопротивления сигнальным и тяговым токам в рельсовых цепях.
В известных авторам аналогах заявляемой полезной модели, технические решения направленные на стабилизацию и снижение электрического сопротивления рельсового стыка включают в себя приварные рельсовые соединители и боковые (продольные) накладки различной конфигурации.
Технический уровень заявляемого изобретения известен из устройства [1] входящее в состав путевых устройств автоблокировки, и имеет своей целью повышение надежности электросоединителя при упрощении монтажа. Устройство включает в себя гибкий медный проводник, концы которого размещены в обоймах, привариваемых к пластинам, которые присоединяют к боковым граням рельсов. Приваривание может при такой конструкции производиться автоматизированной дугоконтактной сваркой, улучшающей технологичность изготовления соединителей. Рельсовый соединитель такой конструкции обеспечивает повышение долговечности и эксплуатационной надежности
Данный рельсовый соединитель обладает высокой вероятностью отслоения в местах его приваривания к головке рельса. Это влечет к увеличению электрического сопротивления в рельсовых цепях, сбоям кодов автоматической локомотивной сигнализации.
Авторам известно устройство [2] относящееся к области железнодорожного транспорта, в частности к устройствам рельсовых цепей, и предназначено для пропуска по рельсам сигнального и тягового токов на участках железных дорог с электрической тягой. Соединитель рельсовый стыковой пружинный содержит токопроводящую пластину с электроконтактными элементами и выпукло-вогнутый пружинный элемент. Токопроводящая пластина имеет коробчатую форму, снабжена перемычкой. На токопроводящей пластине на расстоянии 60 мм друг от друга отформованы сферические элементы, обращенные выпуклой стороной к шейке рельса. Сферические элементы имеют сегментообразные разрывы и конусообразные углубления, в которые установлены электроконтактные элементы с выступом над основанием конуса. Каждый электроконтактный элемент имеет посадочную часть в форме усеченного конуса и контактную часть в форме сферы. Сферическая часть электроконтактного элемента и сферическая часть отформованного элемента образуют единую сферу одного радиуса. Конусность посадочной части электроконтактного элемента равна конусности углубления, выполненного в сферическом элементе. Электроконтактные элементы покрыты смазкой, содержащей олово, медь, графит и микродобавки фуллерено-содержащих материалов. Технический результат от использования изобретения направлен на повышение надежности соединителя рельсового стыкового пружинного.
Указанные устройства в первом случае [1] ненадежны, во втором случае [2] сложны в изготовлении, точечный износ шейки рельса, наличие смазки и поддержание ее рабочего уровня или количества требует проведения регламентных работ по обслуживанию (это идет в разрез со Стратегией инновационного развития ОАО "Российские железные дороги" на период до 2015 года (Белая книга ОАО "РЖД", где обозначен переход на разработку необслуживаемых или малообслуживаемых устройств, технологий), так как смазка будет вымываться осадками, выкрашиваться под воздействием ударных нагрузок подвижного состава и как следствие вести к повышению электрического сопротивления, термическому нагреву тяговым током. Кроме того, их установка требует полной замены существующих стыковых рельсовых накладок, что делает соединитель рельсовый стыковой пружинный экономически невыгодным.
В настоящее время ОАО «РЖД» и другие предприятия имеющие на своем балансе действующие железные дороги (крупные металлургические и горнодобывающие предприятия) испытывают экономические трудности, обусловленные влиянием мировой экономики. В сложившейся экономической ситуации целесообразным считается проводить не полную замену существующих устройств, а выполнить модернизацию существующей материально-технической базы (Стратегия инновационного развития ОАО "Российские железные дороги" на период до 2015 года (Белая книга ОАО "РЖД")).
Таким образом, появляется необходимость в разработке недорогих и надежных устройств, способных обеспечить малое переходное электрическое сопротивление рельсовых стыков для обеспечения высокоэффективного пропуска тяговых и сигнальных токов рельсовых цепей.
Задачей, решаемой заявляемой полезной моделью, является создание необслуживаемого устройства обеспечивающего возможность установки на рельсовый путь независимо от типа рельсов (P-50, P-65, P-75) и боковых накладок, с техническими и эксплуатационными характеристиками превосходящие существующие аналоги.
Для решения этой задачи в устройство рельсового стыка содержащего боковые накладки и рельсовые соединители, дополнительно введены токопроводящая платформа с упругими токопроводящими стержнями выполненные так, чтобы обеспечить надежную замкнутую низкоомную электрическую цепь смежных рельс за счет обеспечения ими требуемой площади соприкосновения с торцами смежных рельс для пропуска тягового и сигнального тока рельсовой цепи.
Существенными отличиями заявляемой полезной модели по сравнению с прототипом являются следующие.
Использование токопроводящей платформы с упругими токопроводящими стержнями позволяют использовать любую конфигурацию сборного рельсового стыка, т.е. применять существующие и вновь разработанные типы боковых накладок и тросиковые соединители. Н-ПСВС прост по конструкции и установке в стык, не требует обслуживания.
Заявляемую полезную модель иллюстрируют следующие графические материалы:
Фиг. 1 Общий вид Н-ПСВС, где:
1. Токопроводящая платформа.
2. Упругие токопроводящие стержни.
3. Смежные рельсы.
Рассмотрим возможность реализации устройства.
Токопроводящая платформа 1 с упругими токопроводящими стержнями 2, Фиг. 1 располагаются между смежными рельсами 3. Токопроводящая платформа 1 и упругие токопроводящие стержни 2 могут быть выполнены из любых низкоомных токопроводящих материалов, например сталемедных, медных, стальных с оцинкованием или освинцеванием их поверхности для улучшения антикоррозийной стойкости и электрической проводимости. Через токопроводящую платформу 1 проходят упругие токопроводящие стержни 2 количество и диаметр, которых определяется требуемой площадью их соприкосновения со смежными рельсами 3. Для обеспечения надежного пропуска сигнального и тягового тока рельсовой цепи согласно Нормам технологического проектирования устройств СЦБ необходимо чтобы площадь соприкосновения упругих токопроводящих стержней 2 была на участках с электротягой постоянного тока:
2
- медных - сечением не менее 70 мм;
2
- сталемедных - сечением не менее 120 мм.
При электротяге переменного тока:
2
- медных - сечением не менее 50 мм;
2
- сталемедных - сечением не менее 70 мм;
2
- стальных - сечением не менее 120 мм.
При автономной тяге:
2
- стальных - сечением не менее 28,27 мм.
Устройство работает следующим образом. При установке токопроводящей платформы 1 с упругими токопроводящими стержнями 2 между торцами смежных рельс 3 образуется замкнутая низкоомная электрическая цепь для пропуска сигнального и тягового тока за счет соприкосновения упругих торцов 2 с торцами смежных рельс 3.
Таким образом, заявляемое Н-ПСВС просто в изготовлении, требует малых эксплуатационных затрат, устойчиво к неблагоприятным условиям эксплуатации и обеспечивает надежное электрическое соединение для пропуска тягового и сигнального тока рельсовой цепи.
Источники информации:
1. Патент SU 1308512.
2. Патент РФ №2404318.