СОЕДИНИТЕЛЬ ИЗОЛИРУЮЩИЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ

Полезная модель относится к верхнему строению железнодорожного пути, а именно, к конструкциям рельсовых изолирующих стыков.
Известен электроизолирующий стык для рельсовых цепей (RU 2151078, Е01В 11/54, B61L 23/16, 2000), 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. Последний 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 неэффективном шунтировании магнитного поля в рельсовом изолирующем стыке и сложный и трудоемкий монтаж и демонтаж стыка и его переборка из-за большого количества деталей.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является соединитель рельсовый изолирующий (заявка на изобретение RU №2007103976, Е01В 11/54, В60М 5/00, опубл. 10.08.2008), содержащий, расположенные по обе стороны от рельса и стянутые посредством крепежных элементов, расположенных в электроизолирующей втулке, металлические накладки с вкладышами в углублениях со стороны рельсов, геометрические размеры и объем которых идентичны геометрическому размеру и объему зазора между рельсом и накладкой в зоне углубления, причем металлическая накладка и вкладыш соеденены в монолит путем заполнения зазора между накладкой и вкладышем магнитодиэлектрическим материалом, при этом торцевые поверхности и поверхности, обращенные к рельсу, металлической накладки и вкладыша покрыты магнитодиэлектрическим материалом, при этом вкладыш выполнен из магнитомягкого материала, начальная магнитная проницаемость которого больше 200 единиц, а магнитодиэлектрический материал обладает магнитной проницаемостью выше, чем у материалов рельса, металлической накладки и вкладыша, соединяемые поверхности металлической накладки и вкладыша и поверхности металлической накладки и вкладыша, обращенные к рельсу, выполнены рифлеными для обеспечения высокой
адгезионной прочности сцепления металлической накладки и вкладыша с магнитодиэлектрическим материалом. Основным недостатком такого устройства является сложный и трудоемкий монтаж и демонтаж стыка и его переборка вследствие высокой массы накладки. А также низкая надежность заключающаяся в том, что вследствие разрушения магнитодиэлектрического покрытия, выходит из строя накладка целиком, тогда как металлическая накладка и вкладыш остаются целыми. Или трещина, образовавшаяся в покрытии, может перерасти в металлическую накладку, что приводит к снижению прочности и жесткости конструкции в целом.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности работы изолирующего стыка, снижение трудоемкости изготовления и снижение затрат при обслуживании и ремонте изолирующего стыка.
Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в повышении прочности и жесткости изолирующего стыка и упрощения конструкции изостыка.
Указанный технический результат достигается соединителем изолирующим композиционным, содержащим расположенные по обе стороны от рельсов и стянутые посредством крепежных элементов, расположенных в электроизолирующих втулках, металлические накладки с вкладышами в углублениях со стороны рельсов, соединенные в монолит путем заполнения зазора между накладкой и вкладышем магнитодиэлектрическим материалом, при этом между торцами рельсов располагается стыковая прокладка из металлонаполненного полимера, между накладкой и рельсом располагается боковая прокладка из металлонаполненного стеклопластика, при этом профиль части боковой прокладки, контактирующей с рельсом повторяет профиль сопрягаемой поверхности рельса, а профиль части боковой прокладки, выступающей за пределы соединения рельса и накладки, повторяет профиль сопрягаемой части накладки и плотно прилегает к поверхности накладки, при этом вкладыш выполнен из набора пластин из электротехнической стали, соединенных между собой эластичным магнитодиэлектрическим материалом, а электроизолирующая втулка выполнена из нескольких слоев стеклоткани, располагающихся по окружности и пропитанных эпоксидным клеем.
На фиг.1 показано продольное сечение соединителя изолирующего композиционного (вид сверху); на фиг.2 показано поперечное сечение соединителя изолирующего композиционного; на фиг.3 показано поперечное сечение металлической накладки с вкладышем.
Соединитель изолирующий композиционный включает расположенную между торцами рельсов 1 стыковую прокладку 2, расположенные по обе стороны от рельсов 1 и стянутые посредством крепежных элементов (болтов 3, гаек 4, шайб 5) металлические накладки 6 с вкладышами 7 в углублениях со стороны рельсов 1. Металлические накладки 6 и вкладыши 7 соединены в монолит путем заполнения зазора между накладкой и вкладышем магнитодиэлектрическим материалом 8.
Болты 3 располагаются в электроизолирующих втулках 9, которые вставляются в отверстия рельсов 1.
Вкладыш 7 представляет собой набор пластин 10 из электротехнической стали, соединенных между собой эластичным магнитодиэлектрическим материалом 11.
Между накладкой 6 с вкладышем 7 и рельсом 1 располагается боковая прокладка 12 из металлонаполненного стеклопластика. При этом для увеличения эффекта снижения намагниченности рельсов 1 профиль части боковой прокладки 12, контактирующей с рельсом 1, повторяет профиль сопрягаемой поверхности рельса 1, а для надежной электрической изоляции накладок 6 с вкладышами 7 от рельсов 1 профиль части боковой прокладки 12, выступающей за пределы соединения рельса 1 и накладки 6, повторяет профиль сопрягаемой части накладки 6 и плотно прилегает к поверхности накладки 6.
Стыковая прокладка 2, электроизолирующие втулки 9 и боковые прокладки 12 обеспечивают электрическую изоляцию между стыкуемыми рельсами. При этом, стыковая прокладка 2 и боковые прокладки 12, выполненные из магнитодиэлектрических материалов, обеспечивают снижение намагниченности изолирующего стыка, а значит и снижают вероятность отказа вследствие короткого замыкания металлической стружкой.
Электроизолирующая втулка 9 выполнена из нескольких слоев стеклоткани, располагающихся по окружности и пропитанных эпоксидным клеем. Такая конструкция втулки 9 обеспечивает ей высокую прочность на радиальное сжатие, т.к. известно, что вследствие температурных воздействий происходит удлинение
или укорочение рельсов 1 и электроизолирующая втулка 9 оказывается зажатой между отверстием рельса 1 и болтом 3.
Для изготовления вкладыша 7 используется электротехническая сталь с минимальным содержанием примесей, например сталь 10960, 10880. Для снижения трудоемкости изготовления вкладыша, в частности исключения трудоемких операций таких, как фрезерная и шлифовальная обработка, предлагается использовать листовую сталь. Необходимые заготовки в виде полос 10 получают вырубкой. Далее в специальной форме эти полосы 10 соединяют между собой, например, с помощью магнитодиэлектрического эластомера 11, имеющего высокую адгезию к стали. Такая конструкция вкладыша 7 выполняет две функции - снижает намагниченность рельсов 1 (т.к. содержит в себе металл) и препятствует самопроизвольному намагничиванию рельсов 1 и накладок 6, изготовленных из магнитотвердых сталей (элетротехническая сталь относится к магнитомягким материалам).
Следующее преимущество заявляемого соединителя изолирующего заключается в снижении расходов на обслуживание и ремонт изолирующих стыков. Оно заключается в следующем. Боковая прокладка 12 выполнена как отдельная деталь. Поэтому, при износе или разрушении достаточно поменять ее на новую боковую прокладку. Или, наоборот, при разрушении накладки 6 меняется только сама накладка, а на нее надевается еще не выработавшая свой ресурс боковая прокладка 12. Для удобства монтажа перед установкой в путь, боковая прокладка 12 плотно надевается на металлическую накладку 6, т.н. охватывая накладку, благодаря тому, что профиль части боковой прокладки 12, выступающей за пределы соединения рельса 1 и накладки 6, повторяет профиль сопрягаемой части накладки. При этом плотность прилегания боковой прокладки 12 к накладке 6 обеспечивается высокой жесткостью и упругостью металлонаполненного стеклопластика.
Перечисленные получаемые положительные технические результаты, достигаемые заявляемыми отличительными признаками полезной модели, в комплексе направлены на повышение надежности (прочности, жесткости) работы изолирующего соединителя, снижение трудоемкости изготовления и снижение затрат при обслуживании и ремонте изолирующего соединителя и, следовательно, снижают количество отказов рельсовой цепи.