ОПОРНЫЙ ИЗОЛЯТОР

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а более конкретно, к опорным изоляторам железнодорожного транспорта, предназначенным для изоляции и крепления токоведущих частей в электрических аппаратах и распределительных устройствах, особенно для установки токоприемников электровозов постоянного тока.
Известен опорный изолятор электровоза ЧС7 (см. Северин Ф.А. "Обслуживание локомотивной бригадой электровоза ЧС7 серии Е5, Е6, Е7, Е9", г.Шепетовка, 2007, стр.32 и Альбом на электровоз типа ЧС7-№111-150-82Е5. Электрическая часть). Известный опорный изолятор представляет аппаратный изолятор для механического крепления токоприемников постоянного тока на электровозах ЧС7. Данный изолятор состоит из опоры, содержащей фланец с резьбовым штырем, и тарелкообразного тела изолятора с нижней и верхней внутренней закладной арматурой. В нижней и верхней арматуре выполнена внутренняя резьба для соединения со штырем опоры и для установки токоприемника, соответственно. Для надежного сцепления с телом изолятора (для страховки от поворота вокруг собственной оси) на арматуре выполнено рифление, а для исключения осевого перемещения - заплечики. В нижней и верхней арматуре выполнены по два технологических отверстия. Для исключения концентрации напряжений в теле изолятора и для лучшего заполнения формы углы арматуры выполнены с закруглениями. Верхняя арматура для исключения попадания влаги сверху через резьбу в тело изолятора выполнено с глухим резьбовым отверстием, а нижняя - со сквозным отверстием. Верхняя и нижняя арматура разделены между собой перегородкой тела изолятора. Тело изолятора с арматурой фиксируется от проворачивания на резьбовом стержне опоры с помощью специальных стопорящих паст.
Недостатками известной конструкции опорного изолятора являются большой объем механической обработки при изготовлении арматуры, сложность формы деталей арматуры. Также недостатком являются относительно тонкий изоляционный слой перегородки тела изолятора из-за встречного расположения верхней и нижней арматуры. Трудоемким является процесс стопорения резьбового соединения опоры изолятора с телом изолятора.
Наиболее близким по технической сущности к заявленной полезной модели является опорный изолятор электровозов 2ЭС6 и 2ЭС10 постоянного тока (см. установку токоприемников согласно спецификаций 2ЭС6.91.050.000 и 2ЭС10.91.200.000).
Известный опорный изолятор состоит из тарелкообразного тела и опоры изолятора. Сверху в тарелкообразном теле изолятора размещена арматура с внутренней глухой резьбой для установки токоприемника. Снизу тарелкообразное тело изолятора переходит в полый усеченный конус, на конце которого выполнен цилиндрический участок с заплечиком. Цилиндрический участок пересекает сквозное радиальное отверстие. Опора изолятора состоит из фланца и гильзы, соединенной с фланцем сваркой. Со стороны свободного конца гильзы выполнены два продольных разреза в осевой плоскости. Перпендикулярно этой осевой плоскости выполнено сквозное радиальное отверстие. Тело изолятора насаживается в гильзу опоры цилиндрическим участком до упора в заплечик. Скрепление тела изолятора с опорой производиться болтом и гайкой через радиальные отверстия в них. Под головку болта и гайки кладут пружинные и плоские шайбы. При стягивании болтового соединения образуется гарантированный натяг, обеспечивающий плотное соединение.
Недостатком известного опорного изолятора при простоте конструкции в сравнении с аналогом является то, что при стягивании гильзы болтовым соединением к телу изолятора происходит неравномерный натяг на тело изолятора. В направлении стягивания болтового соединения могут возникнуть опасные кромочные давления, которые в процессе эксплуатации могут вызвать микротрещины. Неравномерность натяга может вызвать микроперемещения в соединении при эксплуатации, приводящее к износу глянцевой посадочной поверхности, снижению гидрофобности и в итоге к снижению поверхностного сопротивления, а в случае смачивания водой и объемного. Через продольные разрезы и неплотности по периметру соединения может попадать вода, что при попадании воды в микротрещины и изношенные места тела изолятора за счет снижения гидрофобных свойств может резко снизить поверхностное и объемное сопротивление тела изолятора, резко снижая электрическую прочность изолятора. При проникновении сверху вода может скапливаться в гильзе опоры изолятора. Также вода может появиться при конденсации паров из воздуха в объеме гильзы.
Техническим результатом, достигаемым с помощью заявляемой полезной модели, является улучшение конструкции соединения тела изолятора и опоры изолятора без значительного усложнения конструкции, повышение надежности соединения, повышение гидрофобных свойств, исключение скапливания воды в опоре изолятора и повышение электрической прочности.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где:
На фиг.1 - дано аксонометрическое изображение опорного изолятора с дренажными отверстиями в стенке гильзы опоры изолятора по контуру сопряжения гильзы с фланцем;
На фиг.2 - изображен осевой разрез опорного изолятора с дренажными отверстиями в стенке гильзы опоры изолятора по контуру сопряжения гильзы с фланцем;
На фиг.3 - изображен опорный изолятор с дренажными отверстиями в фланце опоры изолятора в проекции гильзы на фланец в виде решетки с сотовым расположением отверстий;
На фиг.4 - изображен опорный изолятор с одинарным дренажным отверстием в проекции гильзы на фланец;
На фиг.5 - изображен опорный изолятор с фланцем опоры изолятора, выполненным под гильзой под наклоном, а дренажное отверстие расположено в нижней части контура сопряжения гильзы с фланцем;
На фиг.6 - изображен изолятор с дренажными отверстиями в стенке гильзы опоры изолятора по контуру сопряжения гильзы с фланцем, а во фланце выполнен конус вершиной в сторону тела изолятора.
Опорный изолятор содержит тело изолятора 1, опору изолятора 2 и болтовое соединение 3. Тело изолятора имеет тарелкообразную верхнюю часть 4 с арматурой 5 и нижнюю часть в виде полого усеченного конуса 6 с цилиндрическим участком 7 с заплечиком 8. На цилиндрическом участке 7 имеется сквозное радиальное отверстие 9. Арматура 5 имеет глухое резьбовое отверстие 10. Опора 2 состоит из фланца 11 и гильзы 12 с продольными разрезами 13, сквозным радиальным отверстием 14 и внутренней кромкой свободного конца гильзы 15, выполненной с галтелью или с фаской. По контуру сопряжения 16 фланца 11 и гильзы 12 выполнены дренажные отверстия 17. В кольцевом радиальном зазоре 18 между цилиндрическим участком 7 тела изолятора 1 и гильзой 12 и в продольных пазах разрезах 13 находится упругий герметик 19. Болтовое соединение 3 включает болт 20, плоские шайбы 21, пружинную шайбу 22 и гайку 23.
Опорный изолятор имеет варианты исполнения с дренажными отверстия 17 в проекции гильзы 12 на фланец 11 в виде решетки с сотовым расположением или в виде одного отверстия, а также вариант с фланцем 11, имеющим наклон под гильзой 12 и с дренажным отверстием 17 в нижней части контура сопряжения 16, и вариант с дренажными отверстиями по контуру сопряжения 16 аналогично основному исполнению, при этом во фланце 11 выполнен конус 24 вершиной 25 в сторону тела изолятора 1.
Заявляемую полезную модель осуществляют следующим образом: изготовляют тело изолятора 1 с тарелкообразной верхней частью 4 с арматурой 5 и нижней частью в виде полого усеченного конуса 6. При этом свободный конец нижней части выполняют с цилиндрическим участком 7 и заплечиком 8. На цилиндрическом участке 7 выполняют сквозное радиальное отверстие 9. Арматуру 5 выполняют с глухим резьбовым отверстием 10 для установки токоприемника. Резьбовое отверстие 10 выполняют глухой для исключения затекания материала тела изолятора 1 в резьбовое отверстие при изготовлении и исключения попадания влаги в тело изолятора 1. Далее изготовляют сваркой опору изолятора 2 из фланца 11 и гильзы 12, при этом в гильзе 12 выполняют диаметрально противоположно расположенные продольные разрезы 13, сквозное радиальное отверстие 14, по контуру сопряжения 16 выполняют дренажные отверстия 17, а внутреннюю кромку 15 свободного конца гильзы 12 выполняют с галтелью или фаской. Перед установкой цилиндрический участок 7 тела изолятора 1 покрывают герметиком 19. После установки тела изолятора 1 в опору 2 герметик 19 заполняет кольцевой радиальный зазор 18, схватывается с поверхностями цилиндрического участка 7 тела изолятора 1 и гильзы 12. После выдержки герметик 19 приобретает упругие свойства. Закрепление тела изолятора 1 в опоре 2 производят болтовым соединением 3, установив перед затяжкой под головку болта 20 и гайку 23 шайбы 21 и 22. При затяжке болтового соединения герметик 19 более равномерно распределяет давление на цилиндрический участок 7 тело изолятора 1, снижая риск появления микротрещин и исключая износ цилиндрической поверхности 7. Фаска или галтель на внутренней кромке 15 гильзы 12 также снижают риск появления микротрещин.
В двух вариантах опорного изолятора дренажные отверстия 17 выполняют в виде решетки с сотовым расположением в проекции гильзы 12 на фланец 11 или одинарного отверстия.
В двух других вариантах исполнения опорного изолятора локально изменяют наклон фланца 11 - в одном варианте вводят наклон фланца гильзы, при этом дренажное отверстие 17 выполняют в нижней части контура сопряжения 16 гильзы 12 с фланцем 11, а в другом варианте во фланце выполняют конус 24 с вершиной 25, направленной к телу изолятора 1, а дренажные отверстия располагают в стенке гильзы 12 по контуру сопряжения 16.
Полезная модель «Опорный изолятор» соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость», так как данное техническое решение успешно реализовано на электровозах серии 2ЭС10, 2ЭС6 - выпускаемых в ООО «Уральские локомотивы» г. Верхняя Пышма.