Демагнитизатор изолирующих стыков

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а именно к устройствам для магнитной обработки рельсовых токопроводящих и изолирующих стыков. Технический результат заключается в обеспечении размагничивания рельсовых токопроводящих и изолирующих стыков, за счет дезориентации областей магнитных доменов в структуре металла рельсов токопроводящего или изолирующего стыка, путем воздействия магнитного поля неодимового магнита, совпадающего по направлению с линиями магнитного поля токопроводящего или изолирующего стыка (N+N и S+S).
Данный технический результат достигается устройством для магнитной обработки токопроводящего и изолирующего стыка, содержащим неодимовый магнит с металлическими наконечниками для установки его на рельсы токопроводящего или изолирующего стыка, размещенным в корпус с рукояткой, изготовленных из немагнитных материалов (текстолит, дерево), при этом, полюса магнита устройства располагаются на различных концах рельсов токопроводящего или изолирующего стыка в одинаковой полярности.
Из уровня техники известно устройство для защиты изоляционного стыка рельсов от скопления металлических частиц на электрифицированных участках железной дороги, включающие комплект постоянных магнитов. При этом комплект постоянных магнитов, с магнитной индукцией не менее 0,07 Тл, установлен по ходу движения поезда перед светофором на шейке рельса, между головкой и подошвой рельса на длине, равной длине окружности колеса локомотива, начиная от изолированной накладки, соединяющей два рельса (RU 2 389 843).
Недостатком данного устройства является ограниченность использования, т.к. использовать устройство возможно только по ходу поезда. Установленные магниты с двух сторон изолирующего стыка, увеличивают напряженность магнитного поля в изостыке, что наоборот увеличивает вероятность его замыкания металлическими частицами. Постоянные магниты, установленные на рельсе, в месте установки создают мощное магнитное поле, которое со временем увеличивается, это может отрицательно сказаться на работе устройств безопасности АЛСН, КЛУБ-У, БЛОК.
Известно устройство для размагничивания рельсов, содержащее магнитопровод, состоящий из пластин с двумя размещенными на нем обмотками, источник переменного напряжения, блок конденсаторов, включенный параллельно обмоткам («Устройство для размагничивания рельсов» Автоматика, связь, информатика. №7-2008, стр. 27-28).
К недостаткам известного устройства для размагничивания относятся большой вес и габариты, в качестве источника тока используется внешний источник электрической энергии (например: генератор с бензиновым приводом), высокий уровень потребляемой электрической мощности, не менее 10 кВт и недостаточная точность импульса тока, что не позволяет обеспечить качественное размагничивание.
Известно устройство для размагничивания стыков рельс, включающее в себя трансформатор для размагничивания и блок питания, отличающееся тем, что в состав устройства дополнительно включены датчик для измерения параметров магнитного поля рельса, блок логики, датчик линейных ускорений и биполярный генератор импульсов тока. При этом трансформатор для размагничивания размещен на подвижном составе, над рельсом, параллельно ему, с минимально допустимым воздушным зазором, исключающим контакт при движении, и сориентирован таким образом, что линии магнитного поля, образованные им, совпадают по направлению с линиями магнитного поля изолирующего стыка (RU 115 787).
К недостаткам известного устройства для размагничивания относятся необходимость источника постоянного тока, недостаточный уровень размагничивания изолирующего стыка и возможность перемагничивания изолирующего стыка, с увеличением напряженности магнитного поля в изолирующем стыке. Данный аспект увеличивает вероятность замыкания изолированного стыка металлическими частицами, а также ограниченность его применения только в составе поезда.
Известно устройство для размагничивания рельсового изолирующего стыка, содержащее источник постоянного тока, батарею конденсаторов, разрядный и зарядный ключи, размагничивающую обмотку, образующие колебательный контур, при этом, обмотка установлена на П-образном сердечнике-индукторе, причем, полюса сердечника-индуктора расположены на различных концах рельсов изолирующего стыка, а сердечник-индуктор сориентирован таким образом, что линии магнитного поля, образованные сердечником-индуктором, совпадают по направлению с линиями магнитного поля изолирующего стыка, а в качестве зарядного и разрядного ключей используется полевые транзисторы (RU 103112).
К недостаткам известного устройства для размагничивания относятся необходимость источника постоянного тока и сложность настройки колебательного контура.
Известно устройство для размагничивания рельсового изолирующего стыка, содержащим источник постоянного тока, батарею конденсаторов, разрядный и зарядный ключи, размагничивающую обмотку, установленную на П-образном сердечнике индуктора, причем, полюса сердечника индуктора расположены на различных концах рельсов изолирующего стыка, между полюсами сердечника индуктора и рельсами имеется зазор, сердечник индуктора и размагничивающая обмотка находятся в отдельной корпусе и установлены под подошвой рельсов, при этом устройство состоит из отдельных модулей закрепленных неподвижно на концах рельсов, образующих стык, индуктор с сердечником и размагничивающей обмоткой является общим для модулей и соединен с ними подвижно, при этом каждый модуль имеет отдельный источник тока для зарядки блока конденсаторов, выполненный на основе пьезоэлектрического генератора, состоящего из блока пьезоэлектрических элементом установленных на упругих элементах и пластину, расположенную между блоками пьезоэлектрических элементов и воздействующую на них через упругую прокладку, блок пьезоэлектрических элементов соединен через диоды с блоком конденсаторов, управление зарядкой блока конденсаторов и разрядкой на обмотку индуктора производит блок управления, состоящий из датчика Холла размещенного в зазоре между рельсами, и контролера зарядки конденсаторов (RU 117 927).
К недостаткам известного устройства для размагничивания относятся необходимость источника постоянного тока, сложность в изготовлении и ограниченность его применения только стационарным размещением на подошве рельса.
Известно устройство, включающее постоянные магниты или электрические магниты, установленные в изолирующем стыке таким образом, что в результате взаимодействия магнитных полей установленных магнитов в пространстве стыка отсутствует магнитное поле. Металлические частицы не притягиваются в зону стыка (SE №530635, ЕР №1717125).
Устройства сложны в изготовлении и громоздки при установлении в изолирующий стык, кроме этого возможно перемагничивание поля изолирующего стыка, при котором возможен противоположный результат. Постоянные и переменные магниты производят намагничивание рельса в определенном месте, т.е. устройство обладает тем же недостатком, что и указанное выше. Недостатком данного устройства является то, что она создает компенсирующее магнитное поле, но не производит процесса размагничивания.
Известно устройство для размагничивания рельсового изолирующего стыка, содержащим размагничивающую обмотку, расположенную на П-образном сердечнике, причем полюса сердечника расположены на смежных концах рельсов изолирующего стыка, а сердечник сориентирован таким образом, что линии магнитного поля, образованные сердечником, совпадают по направлению с линиями магнитного поля изолирующего стыка, сердечник и обмотка установлены на подошвах рельсов, между полюсами сердечника и рельсами имеется зазор, при этом сердечник с обмоткой герметизированы электроизолирующим материалом, размагничивающая обмотка замкнута накоротко, а зазор между полюсами сердечника и подошвами концов рельсов заполнен эластичным магнитодиэлектрическим материалом. Кроме этого, полюса сердечника с размагничивающей обмоткой прижаты к подошвам концов смежных рельсов изолирующего стыка упругими скобами (RU130 318).
Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Отличительные особенности устройства для магнитной обработки двух видов стыков - токопроводящих и изолирующих от прототипа:
- устройство является мобильным средством магнитной обработки, т.е. способным снять магнитную индукцию изолированного стыка однократным воздействием, без необходимости его закрепления на рельсы;
- устройство имеет металлические наконечники, передающие энергию магнитного поля неодимового магнита, непосредственно на рельсы токопроводящего и изолирующего стыка;
- наконечники устройства электрически изолированы друг от друга, что исключает замыкание (перекрытие) изолирующего стыка;
- действие устройства по размагничиванию токопроводящего и изолирующего стыков не зависит от прохождения поездов;
- в устройстве отсутствуют размагничивающие обмотки;
- в устройстве не применяются эластичные магнитодиэлектрические материалы.
Устройство предназначено для проведения магнитной обработки токопроводящих и изолирующих стыков. Кроме того, при его использовании возможна также магнитная обработка локальных магнитных пятен по поверхности катания рельса.
Устройство обеспечивает уменьшение остаточной магнитной индукции рельсов токопроводящих и изолирующих стыков.
Ожидаемый результат по снижению уровня остаточной магнитной индукции после проведения магнитной обработки токопроводящих и изолирующих стыков должен быть - не менее, чем в два раза от текущего значения.
Устройство для размагничивания токопроводящих и изолирующих стыков относится к необслуживаемому изделию.
Устройство иллюстрируется фотографиями и чертежами, представленными на фиг. 1 - общий вид устройства, на фиг. 2 - внешний вид магнита, на фиг. 3 - чертеж устройства, где: 1 - Неодимовый магнит в изоляции; 2 - Защитный корпус из текстолита; 3 - Наконечники из стали СТ3; 4 - Рукоятка деревянная.
Устройство представляет собой корпус 2 с рукояткой 4, изготовленный из немагнитных материалов (текстолит, дерево), в котором размещен неодимовый магнит 1 с металлическими наконечниками 3, которые присоединены к торцам магнита, для установки его на рельсы изолирующего стыка.
Принцип действия устройства основан на дезориентации областей магнитных доменов в структуре металла рельсов изолирующего стыка путем воздействия магнитного поля неодимового магнита 1, совпадающего полюсами N+N и S+S (N - полюс магнита «север», S - полюс магнита «юг»).
Работает демагнитизатор изолирующих стыков следующим образом.
Устройство устанавливают наконечниками 3 на рельсы в зоне изолирующего стыка для планируемой магнитной обработки.
Устройство снабжено ручкой 4, позволяющей производить установку устройства на рельсы изолированного стыка в рабочее положение и его снятие, а также осуществлять переноску устройства и одновременно является соединительным элементом двух половин корпуса.
Неодимовый постоянный магнит помещен между металлическими наконечниками и сориентирован таким образом, что линии магнитного силового поля, образованные им, совпадают по направлению с линиями магнитного поля изолирующего стыка.
Поэтому при установке устройства соблюдают одинаковую полярность наконечников 3 и магнитных пятен рельсов изолирующего стыка. Полярность магнитного пятна рельсов изолирующего стыка определяют при помощи компаса или прибора «Стык-3Д», а на корпусе демагнитизатора нанесена полярность установленного неодимового магнита, используемая для правильного позиционирования демагнитизатора.
Магнитную обработку изолирующих стыков выполняют путем установки устройства, продолжительностью 1-2 сек., после чего устройство снимается с рельсов и проводится контрольное измерение магнитной индукции (длительное время установки устройства на рельс не принесет никакого эффекта, т.к. результат достигается мгновенно).
Металлические наконечники имеют особую форму, которая позволяет отклонять устройство в сторону, и обеспечивает возможность снятия устройства с рельсов с применением меньших усилий. Для удобства снятия устройства с рельсов также изготовлена специальная текстолитовая подкладка. После установки устройства на изолирующий стык необходимо отклонить устройство в сторону, в образовавшийся зазор поместить подкладку, вернуть устройство в исходное положение. Вследствие образовавшегося зазора между наконечниками и рельсом можно снять устройство с рельсов с применением меньших усилий.
В связи с тем, что неодимовый постоянный магнит размещен в термоусадочной диэлектрической изоляции и металлические наконечники электрически изолированы друг от друга, установка устройства на изолирующий стык не приводит к перекрытию его электрической изоляции (закорачиванию).
Для работы устройства не требуется электропитание от переносных источников.
Использование неодимового постоянного магнита в процессе размагничивания изолирующих стыков рельсов является перспективной размагничивающей установкой, применение которой направлено на повышение надежности работы автоматизированной локомотивной сигнализации.