СТЫКОВОЙ РЕЛЬСОВЫЙ СОЕДИНИТЕЛЬ

Область техники
Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к устройствам рельсовых цепей, и предназначена для обеспечения прохождения сигнальных токов на участках железнодорожного пути, оборудованных рельсовыми цепями, а также на электрифицированных участках пути для пропуска обратного тягового тока.
Предшествующий уровень техники
Известен соединитель рельсовый шаберно-пружинный (патент РФ №195026, опубликовано 14.01.2020 г.), содержащий установленную на шейке стыкуемых рельсов тоководную пластину с электроконтактными элементами, расположенными со стороны, обращенной к рельсам, выпукло-вогнутый пружинный элемент, рельсовую накладку, при этом на каждом стыкуемом рельсе располагается по одному электроконтактному элементу тоководной пластины. Тоководная пластина имеет продолговатую форму с полками вдоль длинных сторон, обеспечивающими жесткость конструкции. Электроконтактные элементы сферической формы имеют шабрящую поверхность. Пружина в центре имеет вогнутость, посредством которой она контактирует с ответным выступом на тоководной пластине. На стенках тоководной пластины выполнены фиксаторы пружинного элемента, обеспечивающие неразъемное соединение пружины с тоководной пластиной.
Известен соединитель рельсовый (патент РФ №2330912, опубликовано 10.08.2008 г.), принятый за наиболее близкий аналог к заявляемому решению, содержащий установленную на шейке стыкуемых рельсов тоководную пластину с электроконтактными элементами, расположенными со стороны, обращенной к рельсам, выпукло-вогнутый пружинный элемент, рельсовую накладку, при этом на каждом стыкуемом рельсе располагается по одному электроконтактному элементу тоководной пластины. Тоководная пластина имеет коробчатую форму и снабжена перемычкой, расположенной между электроконтактными элементами и выполненной из материала, имеющего электрическое сопротивление меньше, чем материал тоководной пластины. Пружинный элемент расположен выпуклостью к шейкам стыкуемых рельсов, а отогнутыми горизонтально концами - к рельсовой накладке. В центре пружинного элемента выполнена вогнутость, посредством которой пружинный элемент контактирует с ответным выступом на тоководной пластине. На стенках тоководной пластины выполнены фиксаторы пружинного элемента, обеспечивающие самоустановку пружинного элемента на выступе тоководной пластины и исключающие возможность осевых перемещений. Электроконтактные элементы выполнены из композитного материала.
Недостатками указанных рельсовых соединителей является их ремонтонепригодность, так как соединители выполнены в виде неразборной конструкции. При этом малое демпфирование колебаний от воздействия колеса подвижного состава на рельсы, особенно в зоне стыка, и недостаточно плотное прилегание к поверхности желоба стыковой накладки могут привести к смещению таких рельсовых соединителей, что в совокупности с одноточечным контактом с каждым из рельсов может привести к разрыву рельсовой цепи.
Технической проблемой заявляемой полезной модели является преодоление технических недостатков, присущих аналогам, что ведет к необходимости создания ремонтопригодной разборной конструкции стыкового рельсового соединителя, обладающей простотой монтажа и демонтажа, а также позволяющей снизить стоимость эксплуатации рельсовых цепей.
Раскрытие сущности полезной модели
Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение надежности эксплуатации рельсовых цепей за счет более плотного равномерного прижатия стыкового рельсового соединителя к шейке рельса и обеспечения неразрывности рельсовой цепи.
Технический результат достигается при использовании стыкового рельсового соединителя, содержащего установленную на шейке стыкуемых рельсов тоководную пластину с электроконтактными элементами, расположенными с ее наружной стороны, обращенной к рельсам, и уплотнитель из упругого полимерного материала, имеющий выступы, соответствующие впадинам на внутренней стороне тоководной пластины, при этом электроконтактные элементы попарно расположены на тоководной пластине для их размещения на каждом стыкуемом рельсе.
Использование одной тоководной пластины электроконтактными элементами, расположенными попарно, позволяет получить более надежный двухточечный контакт с каждым из стыкуемых рельсов вместо одноточечного контакта, имеющего место у аналогов. При этом за счет применения уплотнителя из упругого полимерного материала, сопрягаемого полностью с внутренней поверхностью тоководной пластины, обеспечивается более плотная равномерная фиксация стыкового рельсового соединителя в рельсовом стыке, что существенно снижает риск разрыва рельсовой цепи на участке пути, оборудованном заявляемыми соединителями.
Выполнение стыкового рельсового соединителя из двух основных элементов - тоководной пластины и уплотнителя из упругого полимерного материала - позволяет получить ремонтопригодную разборную конструкцию соединителя, что снижает затраты на эксплуатацию рельсовых цепей: в данном случае требуется замена только его составных частей вместо замены изделия целиком, которое имеет место у рассмотренных выше аналогов.
В частном случае реализации полезной модели электроконтактные элементы на тоководной пластине могут быть выполнены полусферической или полуэллипсоидной формы.
Выступы уплотнителя могут быть выполнены полусферической или полуэллипсоидной формы.
Тоководная пластина может представлять собой С-образный металлический профиль с полками Г-образной формы.
Тоководная пластина может содержать фиксатор для соединения с уплотнителем.
На одной стороне тоководной пластины может быть выполнено круглое отверстие с диаметром, позволяющим свободное введение стыкового болта, а на другом конце тоководной пластины может быть выполнена вилка (при низких значениях возможной подвижки рельсов при эксплуатации), или продолговатое отверстие (в случае необходимости увеличения площади прикрепления контактной поверхности для предотвращения подвижки рельсов свыше предельных значений при эксплуатации), обеспечивающие введение стыкового болта и не препятствующие его продольному перемещению относительно стыкового рельсового соединителя.
Уплотнитель на стороне, конгруэнтной продольному желобу стыковой накладки, может содержать поперечные ребра, расположенные напротив выступов уплотнителя.
Уплотнитель может содержать продольные пазы для соединения с тоководной пластиной.
В целях улучшения электрического контакта между тоководной пластиной и стыкуемыми рельсами, на вершинах электроконтактных элементов пластины тоководной могут быть выполнены шабрящие элементы. Шабрящие элементы в частном случае выполняются в виде расположенных под углом от 5° до 90° к продольной оси тоководной пластины параллельных насечек глубиной от 0,1 до 2 мм. При этом на вершинах соседних электроконтактных элементов шабрящие насечки в частном случае выполняют параллельно (во взаимно обратном направлении).
В собранном узле стыкового рельсового скрепления при плотном прижатии электроконтактных элементов тоководной пластины к шейкам стыкуемых рельсов шабрящие элементы позволяют обеспечить непрерывный электрический контакт даже при наличии значительного слоя окалины. За счет этого обеспечивается отсутствие необходимости в механической обработке шейки стыкуемых рельс перед установкой рельсового соединителя данной конструкции, что снижает трудоемкость монтажа рельсового соединителя, обеспечивая при этом дополнительное повышение надежности эксплуатации рельсовых цепей.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 приведен общий вид заявляемого рельсового соединителя;
На фиг. 2 приведен общий вид первого варианта выполнения тоководной пластины;
На фиг. 3 приведен общий вид второго варианта выполнения тоководной пластины;
На фиг. 4 приведен вид уплотнителя из полимерного материала;
На фиг. 5 приведен частный случай выполнения соединителя с шабрящими элементами на электроконтактных элементах;
На фиг. 6 приведено изображение вида прямо первого варианта выполнения рельсового соединителя;
На фиг. 7 приведено изображение вида снизу первого варианта выполнения тоководной пластины.
Позициями на чертежах обозначены следующие элементы:
1 - тоководная пластина;
2 - уплотнитель;
3 - электроконтактные элементы;
4 - полусферические впадины на тоководной пластине;
5 - Г-образные полки тоководной пластины;
6 - круглое отверстие тоководной пластины;
7 - вилка тоководной пластины в первом варианте выполнения;
8 - продолговатое отверстие тоководной пластины во втором варианте выполнения;
9 - полусферические выступы уплотнителя;
10 - поперечные ребра уплотнителя;
11 - продольные пазы уплотнителя;
12 - поперечный паз уплотнителя;
13 - фиксатор тоководной пластины;
14 - шабрящие элементы.
Заявляемый стыковой рельсовый соединитель выполнен в виде сборной конструкции (фиг. 1, 6), состоящей из двух элементов - тоководной пластины 1 (фиг. 2, 3, 7) и уплотнителя 2 (фиг. 4)
Тоководная пластина 1 (фиг. 2, 3, 7) представляет собой С-образный металлический профиль, имеющий плоскую стенку с четырьмя полусферическими электроконтактными элементами 3, симметрично выдавленными на наружной стороне профиля и расположенными попарно. При этом с внутренней стороны профиля тоководной пластины 1 располагаются соответствующие полусферические впадины 4. Полки 5 профиля тоководной пластины 1 имеют Г-образную форму и служат для фиксации уплотнителя 2 из полимерного упругого материала.
В первом варианте (фиг. 2, 7) выполнения на одной стороне тоководной пластины 1 имеется круглое отверстие 6 диаметром, позволяющим свободное введение стыкового болта. На другом конце тоководной пластины 1 имеется вилка 7, позволяющая свободное введение стыкового болта и не препятствующая его продольному перемещению относительно стыкового рельсового соединителя.
Во втором варианте (фиг. 3) выполнения на одной стороне тоководной пластины 1 также имеется круглое отверстие 6 диаметром, позволяющим свободное введение стыкового болт. На другом конце тоководной пластины 1 имеется продолговатое отверстие 8, также обеспечивающее введение стыкового болта и не препятствующее его продольному перемещению относительно стыкового рельсового соединителя.
Уплотнитель 2 выполняется из упругого полимерного материала (например, резины).
Уплотнитель 2 с одной стороны выполнен с плоской стенкой. С целью обеспечения надежного контакта тоководной пластины 1 и шейки рельса (не показана) на плоской стенке уплотнителя 2 выполнены полусферические выступы 9 уплотнителя 2, полностью заполняющие собой полусферические впадины 4 тоководной пластины 1 при сборке стыкового рельсового соединителя (фиг. 4).
С другой стороны уплотнитель 2 имеет выпуклую поверхность, конгруэнтную продольному желобу стыковой накладки (не показана), которая может быть выполнена в виде поперечных ребер 10. При этом такие поперечные ребра 10 уплотнителя 2 должны располагаться строго напротив полусферических выступов 9 уплотнителя 2 на его плоской стенке (фиг. 4).
Также сторона уплотнителя 2, конгруэнтная продольному желобу стыковой накладки, может быть выполнена в виде единого монолитного профиля (не показано).
Для обеспечения фиксации уплотнителя 2 на тоководной пластине 1 со стороны плоской поверхности уплотнителя 2 выполнены внутренние продольные пазы 11 для введения в них Г-образных полок 5 тоководной пластины 1.
Для предотвращения продольного смещения уплотнителя 2 на его плоской поверхности выполнен поперечный паз 12 с полукруглым валиком, за счет которого уплотнитель 2 фиксируется на тоководной пластине 1 при помощи фиксатора 13 в виде фиксирующего лепестка со стороны вилки 7 или продолговатого отверстия 8 тоководной пластины 1 и упора в стыковой болт со стороны круглого отверстия 6 тоководной пластины 1.
В частном случае на вершинах соседних электроконтактных элементов 3 пластины тоководной 1 выполнены шабрящие элементы 14 - насечки, расположенные под углом от 5° до 90° к продольной оси тоководной пластины (фиг. 5).
Осуществление полезной модели
Сборка стыкового рельсового соединителя осуществляется в следующей последовательности.
Уплотнитель 2 задвигается в тоководную пластину 1 со стороны круглого отверстия 6 так, чтобы Г-образные полки 5 тоководной пластины 1 вошли во внутренние продольные пазы 11 уплотнителя 2. При этом плоская стенка уплотнителя 2 из упругого полимерного материала с четырьмя полусферическими выступами 9 должна быть обращена в сторону внутренней поверхности тоководной пластины 1, имеющей комплементарные полимерному уплотнителю 2 полусферические впадины 4. Полусферические электроконтактные элементы 3 тоководной пластины 1 располагаются со стороны, обращенной к шейкам стыкуемых рельсов. Уплотнитель 2 задвигается в тоководную пластину 1 до упора в фиксатор 13 тоководной пластины 1 и защелкивания его в поперечном пазу 12 уплотнителя 2.
Демонтаж полимерного уплотнителя 2 производится в обратном порядке.
Установка заявляемого рельсового соединителя в стыковом узле рельсового скрепления производится следующим образом.
Стыковой рельсовый соединитель устанавливается в средней части желоба стыковой накладки, при этом полимерный уплотнитель 2 соединителя помещается внутрь желоба, а полусферические электроконтактные элементы 3 тоководной пластины 1 должны быть обращены в сторону шеек стыкуемых рельсов. В целях упрощения монтажа круглое отверстие 6 в тоководной пластине 1 рельсового соединителя рекомендуется ориентировать напротив овального отверстия стыковой накладки для упрощения установки стыкового болта. При этом пара электроконтактных элементов 3 тоководной пластины 1 размещается на одном стыкуемом рельсе, а другая пара электроконтактных элементов 3 тоководной пластины 1 размещается на втором стыкуемом рельсе.
Далее сборка узла стыкового скрепления производится установленным порядком.
Заявляемая конструкция стыкового рельсового соединителя обладает простотой монтажа: для этого необходимо совместить две основные детали соединителя - тоководную пластину и уплотнитель - до защелкивания. При этом соответствующие выступы и впадины обеих деталей входят в надежное зацепление друг с другом.
При необходимости замены одной из деталей заявляемого стыкового рельсового соединителя демонтаж данной конструкции также прост в реализации и заключается в разъединении между собой тоководной пластины и уплотнителя.
В итоге, конструкция соединителя является разборной и ремонтопригодной, что в целом повышает удобство его использования, а также позволяет существенно снизить стоимость эксплуатации рельсовых цепей.
Расположение парных электроконтактных элементов тоководной пластины на каждом стыкуемом рельсе позволяет увеличить количество точек контакта, через которые может протекать сигнальный ток для обеспечения надежной работы рельсовой цепи.
Упругий полимерный уплотнитель позволяет более плотно и равномерно прижать стыковой рельсовый соединитель к шейке стыкуемых рельсов и исключить его смещение при прохождении поездных составов.