ИЗОЛИРУЮЩИЙ СТЫК С МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ НАКЛАДКОЙ И ПЛАСТИКОВОЙ ОБОЛОЧКОЙ

Полезная модель относится к строению железнодорожного пути, а именно, к конструкциям рельсовых изолирующих стыков.
Известен электроизолирующий стык для рельсовых цепей (патент RU 2151078, Е01В 11/54), содержащий с обеих сторон рельса металлические накладки с выемкой. Накладки скреплены между собой болтовым соединением. Зазор относительно граней рельса заполнен наружным электроизолирующим материалом. В выемке накладки установлен заполнитель, который жестко скреплен с накладкой и с наружным электроизолирующим материалом. Указанный материал закреплен по всей поверхности металлической накладки. Часть его соответствует сопрягаемой поверхности рельса. Недостаток такого решения выражается в отсутствии шунтирования магнитного поля в рельсовом изолирующем стыке и сложный трудоемкий монтаж и демонтаж стыка, его переборка из-за большого количества деталей.
Известно техническое решение по патенту RU №2409722. Изолирующий стык, содержащий, металлические накладки, расположенные по обе стороны от рельса, стянутые посредством крепежных элементов, расположенных в электроизолирующих втулках, выполненных из нескольких слоев стеклоткани, пропитанных эпоксидным клеем, вкладыши, распложенные в углублении накладки, из магнитодиэлектрического эластомера и металлических элементов, стыковую прокладку, расположенную между торцами рельсов, боковую прокладку, расположенную между металлической накладкой и рельсом, профиль части боковой прокладки, контактирующий с рельсом, повторяет профиль сопрягаемой поверхности рельса, профиль части боковой прокладки, выступающий за пределы соединения рельса, повторяет профиль сопрягаемой части накладки и плотно прилегает к поверхности накладки, при этом, вкладыши образованы путем заливки углубления в металлической накладке магнитодиэлектрического материала, а металлические элементы, усиливающие шунтирующий эффект магнитодиэлектрического материала, установлены внутри залитого углубления между изолирующими втулками и торцами, выполнены из электротехнической стали толщиной достаточной, что бы при полном погружении элемента в углубление, на его наружной поверхности образовался слой магнитодиэлектрического материала, при чем заливка осуществлена заподлицо с поверхностью металлической накладки, боковая прокладка имеет перфорацию, выполнена из стеклопластика с пределом прочности на сжатие не менее 300 МПа, состоит из нижней и верхней частей, между которыми имеется зазор, а перфорация заполнена магнитодиэлектрическим материалом, стыковая прокладка выполнена из слоистого стеклопластика с пределом прочности на сжатие не менее 300 МПа, имеющей контурный ободок, выполненный из магнитодиэлектрического материала толщиной обеспечивающей постоянный контакт с магнитодиэлектрическим материалом вкладыша.
Недостатком известного устройства является недостаточная степень шунтирования магнитного поля изолирующего стыка, разрушение боковых накладок при прогибе рельсов в районе стыка рельсов, сложная технология изготовления боковых накладок, сложность монтажа и демонтажа боковой прокладки.
Наиболее близким техническим решением является решение по патенту RU №105303. Изолирующий стык содержит, расположенные по обе стороны от рельса, металлические накладки, стянутые посредством крепежных элементов, расположенных в электроизолирующих втулках, выполненных из нескольких слоев стеклоткани, пропитанных эпоксидным клеем, вкладыш, распложенный в углублении накладки, в виде монолитного элемента из магнитодиэлектрического материала, образован путем заливки углубления в накладке магнитодиэлектрическим эластомером, при чем заливка осуществлена заподлицо с поверхностью накладки, стыковую прокладку, расположенную между торцами рельсов, выполненную из слоистого стеклопластика с пределом прочности на сжатие не менее 300 МПа, на торцовой поверхности которой имеется контурный ободок, выполненный из магнитодиэлектрического эластомера толщиной обеспечивающей постоянный контакт с магнитодиэлектрическим материалом вкладыша, боковую прокладку, расположенную между накладкой и рельсом имеющей профиль сопрягаемой поверхности рельса, и профиль части боковой прокладки, выступающий за пределы контакта с рельсом, боковая прокладка выполнена из стеклопластика, отличающийся тем, что боковая прокладка выполнена составной состоящей из полос стеклопластика и магнитодиэлектрического эластомера, причем полоса магнитодиэлектрического эластомера располагается в районе стыковой прокладки и находится в контакте с контурным ободком расположенном на торцовой поверхности стыковой прокладки, полосы стеклопластика и магнитодиэлектрического эластомера выполнены замкнутыми или разомкнутыми, размыкание выполнено на стороне не входящей в контакт с поверхностью рельса.
Недостаток данного технического решения недостаточная жесткость изолирующего стыка, что приводит к быстрому разрушению боковой прокладки.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности работы изолирующего стыка и повышение безопасности движения железнодорожного транспорта.
Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в повышения жесткости изолирующего стыка, повышении срока службы боковой накладки, снижении трудоемкости изготовления и обслуживании изолирующего стыка.
Указанный технический результат достигается изолирующим стыком с металлической накладкой и пластиковой оболочкой, содержащим, расположенные по обе стороны от рельса, металлические накладки, стянутые посредством крепежных элементов, расположенных в электроизолирующих втулках, выполненных из нескольких слоев стеклоткани, пропитанных эпоксидным клеем, стыковую прокладку, расположенную между торцами рельсов, выполненную из слоистого стеклопластика с пределом прочности на сжатие не менее 300 МПа, на торцовой поверхности которой имеется контурный ободок, выполненный из магнитодиэлектрического эластомер, боковую прокладку, расположенную между накладкой и рельсом, имеющей профиль сопрягаемой поверхности рельса, и профиль металлической накладки в части, выступающий за пределы контакта с рельсом с образованием полости, боковая прокладка выполнена составной состоящей из полос стеклопластика и магнитодиэлектрического эластомера, при этом полоса стеклопластика имеет предел прочности на сжатие не менее 300 МПа, и располагается в районе стыковой прокладки, а число полос из магнитодиэлектрического эластомера как минимум две.
Особенностью работы изолирующего стыка является то, что рельсы образующие стык должны быть изолированы друг от друга. Такая изоляция приводит к тому, что в изолирующем стыке, между торцами рельсов, возникает магнитное поле, напряженность которого со временем увеличивается. При разработке устройства изолирующего стыка, одновременно должны решаться как минимум две задачи: обеспечение полной изоляции рельсов друг от друга и снижение напряженности магнитного поля между торцами рельсов, при сохранении высокой жесткости соединения рельсов. Обеспечение полной изоляции рельсов, неизбежно приводит к тому, что жесткость соединения рельсов неизбежно снижается. Кроме того в местах соединения рельсов и накладок происходит выработка на рельсах. Техническим регламентом по эксплуатации рельсового пути допускается прогиб в месте соединения рельсов до 10 мм. Это обусловлено тем, отверстия в рельсах, накладках и диаметры болтов выполняются с некоторым допуском, позволяющим собирать изолирующий стык в различное время года. Летом при сгоне рельсов, зимой при их расхождении.
Выполнение боковой прокладки из слоистого стеклопластика с пределом прочности на сжатие не менее 300 МПа, позволяют обеспечить работоспособность стыка.
Наличие полос боковой накладки выполненных из магнитодиэлектрического эластомера образуют единую магнитную цепь с металлической накладкой и рельсами, что позволяет снизить напряженность магнитного паля между торцами рельсов до значений, когда образования электропроводящих мостиков между рельсами не происходит.
На фиг.1 показано продольное сечение стыка изолирующего композиционного (вид сверху); на фиг.2 показано поперечное сечение стыка изолирующего композиционного; на фиг.3 показано поперечное сечение металлической накладки с боковой накладкой выполненной из магнитодиэлектрического эластомера.
Изолирующий стык включает расположенную между торцами рельсов 1 стыковую прокладку 2, металлические накладки 3 расположенные по обе стороны от рельсов 1 и стянутые посредством крепежных элементов (гаек 4, болтов 5). Болты 5 располагаются в электроизолирующих втулках 6, которые вставляются в отверстия рельсов 1.
Между накладкой 3 и рельсом 1 располагается боковая прокладка 7, боковая прокладка состоит из полос соединенных между собой, 7.1 выполненных из магнитодиэлектрического эластомера и 7.2 выполненных из стеклопластика. Для увеличения эффекта снижения намагниченности рельсов 1 полоса 7.1 выполненная из магнитодиэлектрического эластомера контактирует с рельсом 1. При этом, стыковая прокладка 2 и полосы 7.2 боковой прокладки 7, выполнены из стеклопластика повышенной прочности на сжатие, кроме этого полосы 7.2 посажены на подслой из полимерного материала 8 (полимерная клеевая композиция), что позволяет в целом значительно повысить жесткость стыка. Стыковая прокладка 2, электроизолирующие втулки 6 и боковые прокладки 7 обеспечивают электрическую изоляцию между стыкуемыми рельсами.
Создание магнитопровода из магнитодиэлектрических материалов между стыкуемыми рельсами, обеспечивают снижение намагниченности изолирующего стыка, а значит и снижают вероятность замыкания рельсовой цепи металлической стружкой скапливающейся в зазоре между торцами рельсов.
Боковая прокладка выполнена как отдельная деталь, состоящая из трех полос стеклопластика и двух полос магнитодиэлектрического эластомера. Поэтому, при износе или разрушении достаточно поменять ее на новую боковую прокладку.
Отличительные признаки полезной модели направлены на повышение надежности работы изолирующего стыка, снижение затрат на изготовление обслуживание и ремонт изолирующего стыка.