Составная торцевая рельсовая изоляция с полимерными барьерами

Заявляемая полезная модель относится к смежной области железнодорожной автоматики и телемеханики и путевого хозяйства и обеспечивает повышение надежности работы рельсовых цепей с изолирующими стыками, подверженными влиянию намагниченности рельсов.
На железных дорогах России применяются рельсовые цепи, работающие как с изолирующими стыками, так и без них. Изолирующий стык обеспечивает электрическое разделение смежных рельсовых цепей [1].
В качестве торцевой рельсовой изоляции в сборных изолирующих стыках различных конструкций применяются цельные изолирующие прокладки, например, «Прокладка стыковая ПС-65» (толщиной 8 мм), имеющие форму, повторяющую поперечное очертание рельса [2]. Конструкция изостыка не позволяет избегать закорачивания торцевой изоляции металлической окалиной или стружкой по всему очертанию рельса, что приводит к ложной занятости рельсовой цепи и задержкам поездов [3, 4].
По истечении срока эксплуатации изолирующей прокладки или при ее повреждении, когда возникает необходимость ее замены, требуется выполнение ряда трудоемких технологических операций с большими затратами времени работников дистанций пути (ПЧ) и дистанций сигнализации, централизации и блокировки (ШЧ). При этом возникает риск создания опасных ситуаций, связанных с нарушением безопасности движения поездов, выраженный в разъединении рельсов между собой [3, 4].
Эти два фактора - отсутствие защиты от закорачивания изоляции и необходимость разборки изолирующего стыка и разъединения рельсов являются основным недостатками существующей торцевой изоляции.
Для содержания изолирующего стыка в исправном состоянии установлена следующая периодичность проведения профилактических работ.
По главным путям и путям пропуска пассажирских поездов - 2 раза в год. По остальным путям - 1 раз в год. В зонах тяговых подстанций и по результатам наблюдения наиболее не благополучных по намагниченности концов рельс - 1 раз в месяц [2].
Работа по замене изоляционной прокладки выполняется бригадой из 6 человек с прекращением движения поездов. Технологический процесс по замене применяемой в настоящее время торцевой изоляции для случая с шестидырными накладками, составляет примерно 67,2 нормо-минут. Суммарные трудозатраты на бригаду составляют 6,72 нормо-часа [5].
При выполнении данной работы требуется оформление записей в журнале формы ДУ-46, ожидание предоставления времени на проведение работы в отсутствии поездов, закрытие движения, ограждение места работ, снятие механического напряжения рельсов прилегающих к стыку, разборка изостыка, покраска, сборка, снятие ограждения, оформление записей по окончанию работы. На время работ на месте так же должен присутствовать электромеханик дистанции сигнализации, централизации и блокировки.
Данная проблема обостряется в связи с ростом интенсивности движения поездов, когда технологическое «окно» для выполнения данной работы приводит к сбоям в графике движения поездов.
Только на Восточно-Сибирской железной дороге ежегодно в границах одной дистанции пути меняют в среднем около 2500 торцевых изоляционных прокладок, с учетом плановых и не плановых замен. В год по дороге при переборке изостыков происходит замена порядка 50 тыс. торцевых изоляционных прокладок. На сети дорог это количество значительно больше.
Известно устройство торцевой рельсовой изоляции (RU 148437 U1) для повышения эффективности технической эксплуатации рельсовых цепей. Но оно решает одну из частных задач - сокращение времени и трудозатрат на замену неисправной торцевой изоляции путем замены ее без разборки изолирующего стыка, тем самым обеспечить повышение безопасности и бесперебойности движения поездов [6].
Недостатком такой конструкции торцевой изоляции является то, что она не защищает от закорачивания изолирующего стыка и не позволяет регулировать высоту торцевой изоляции с учетом износа стыкуемых рельсов.
Известно также устройство разборной торцевой рельсовой изоляции с барьерами и сигнализатором сгона изостыка (RU 160811 U1). Конструкция такой торцевой изоляции позволяет исключить случаи закорачивания изолирующих стыков намагниченными элементами по всему очертанию торцов рельсов и своевременно выявлять предотказное состояние путем визуального обнаружения и предотвращения перекрытия торцевого зазора между рельсами в изостыке. Она также обеспечивает возможность ее замены путем механического разъединения замка и беспрепятственного извлечения верхней и нижней частей без снятия боковых накладок изостыка [7, 8].
Недостатком такой конструкции торцевой изоляции также является то, что она не позволяет регулировать высоту торцевой изоляции с учетом износа стыкуемых рельсов, а наличие сигнализатора сгона изостыка значительно усложняет процесс ее изготовления и удорожает стоимость.
Задачей применения предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы рельсовых цепей, выражающееся в исключении случаев закорачивания изолирующих стыков намагниченными элементами, в частности, металлической окалиной или стружкой, по всему очертанию торцов рельсов, не зависимо от износа стыкуемых рельсов.
Принцип действия и конструкция устройства поясняется фигурами. На фиг.1 изображен внешний вид составной торцевой рельсовой изоляции с полимерными барьерами, а на фиг.2 конструкция зубчатого замка (вид сбоку).
Конструкция предлагаемой составной торцевой рельсовой изоляции с полимерными барьерами состоит из верхней 1 и нижней 2 составных частей, изготавливаемых из твердых диэлектрических материалов, из полимерных барьеров специальной формы 3 и 4 встроенных соответственно в верхнюю и нижнюю части изделия и повторяющих форму очертания торца рельса, имеющих способность сжиматься и принимать исходную форму после наката колеса, а также замка 5 со специальной зубчатой конструкцией, позволяющей регулировать изделие по высоте с учетом износа стыкуемых рельсов.
Такое конструктивное решение позволяет значительно сократить трудоемкость замены торцевой изоляции, исключить случаи закорачивания изолирующих стыков намагниченными элементами по всему очертанию торцов рельсов и применять изделие на участках железных дорог с любым нормативным износом стыкуемых рельсов.
При собранном состоянии изолирующего стыка на новых рельсах без износа между верхней и нижней основными частями изделия с краев от замка остается зазор высотой h, как показано на фиг.1, который перекрывается выступающими частями полимерных барьеров 3 и 4.
В случае установки такой торцевой изоляции на рельсы с износом, высота изделия в собранном виде уменьшается более глубокой посадкой верхней части в нижнюю, то есть защелкиванием замка на нижние зубья до необходимой высоты по уровню поверхности катания рельсов. При этом высота h может измениться практически до ноля.
Таким образом, применение составной торцевой рельсовой изоляции с полимерными барьерами позволит значительно упростить процесс ее замены. Эта работа будет проводиться в два лица в течение примерно 6 минут без разборки изолирующего стыка при отсутствии движения поездов, но без необходимости получения технологического «окна» в графике движения поездов. Это составляет примерно 10% от трудоемкости замены обычной цельной торцевой изоляции. И самое главное, обеспечит возможность регулировки высоты изделия с учетом фактического износа стыкуемых рельсов, защелкивая замок до необходимой высоты по уровню поверхности катания рельсов.
Применение предлагаемой конструкции обеспечит повышение надежности работы рельсовых цепей и повышение безопасности и бесперебойности движения поездов на магистральных и промышленных железных дорогах.
Список использованных источников
1. Рельсовые цепи магистральных железных дорог: Справочник - 3-е изд. перераб. и доп./ B.C. Аркатов, Ю.В. Аркатов, С.В. Казеев, Ю.В. Ободовский; под ред. В.С. Аркатова. М.: Издательство «ООО Миссия-М», 2006. - 496 с.
2. Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути. Утв. распор. ОАО «РЖД» от 14.11.2016 г. №2288р. / М.: ОАО «РЖД», 2016. - 286 с.
3. Пультяков А.В. Повышение эффективности эксплуатации рельсовых цепей / А.В. Пультяков, В.П. Мартыновский, А.Ф. Наталии // Транспортная инфраструктура сибирского региона. Мат-лы V междунар. научн.-практ.конф. В 2 т.Т. 1. - Иркутск: ИрГУПС, 2014. С. 327-331.
4. Повышение эффективности работы изолирующих стыков электрических рельсовых цепей / А.В. Пультяков, В.П. Мартыновский, А.Ф. Наталии, М.Э. Скоробогатов // Мат-лы I междунар. научн. - практ. конф. - Самара: СамГУПС, 2016. С. 34-37.
5. Технически обоснованные нормы времени на работы по текущему содержанию пути - Изд. 7-е испр. и доп.(в ред. распор. ОАО «РЖД» от 11.01.2018 г. 22р.) / М.: ОАО «РЖД», 2018. - 1380 с.
7
6. Торцевая рельсовая изоляция: пат. 148437 Российская федерация: МПКB61L 1/18 / Пультяков А.В., Мартыновский В.П., Наталии А.Ф.; заявитель и патентообладатель ИрГУПС. - №2014115593/11; заявл. 17.04.14; опубл. 10.12.14, Бюл.№34. - 3 с.
7
7. Устройство разборной торцевой рельсовой изоляции с барьерами и сигнализатором сгона изостыка: пат. 160811 Российская федерация: МПКB61L 1/18, B61L 23/04, E01L 11/54 / Пультяков А.В., Мартыновский В.П., Наталии А.Ф., Скоробогатов М.Э.; заявитель и патентообладатель ИрГУПС. - №2015117851/11; заявл. 12.05.15; опубл. 10.04.16, Бюл. №10. - 3 с. Ъ
8. Пультяков А.В., Скоробогатов М.Э., Мартыновский В.П., Наталии А.Ф. / Усовершенствованная торцевая рельсовая изоляция разборного типа с барьерами. Мат-лы III всерос. научн. - практ. конф. «Образование - наука - производство» - Чита: ЗабИЖТ ИрГУПС, 2019. С. 207-213.