МЕЖРЕЛЬСОВАЯ ИЗОЛИРУЮЩАЯ ПРОКЛАДКА (ВАРИАНТЫ)

МЕЖРЕЛЬСОВАЯ ИЗОЛИРУЮЩАЯ ИРОКЛАДКА (ВАРИАНТЫ).
Полезная модель относится к области строительства железных дорог, а точнее к конструкции электрически изолирующих рельсовых стыковых соединений.
Широко известна конструкция рельсовых стыковых изолирующих соединений, например, иатент РФ № 2114947, включающих в себя расположенные по обе стороны от рельсов стыковые накладки из композиционного материала, стянутые между собой через шейки рельсов посредством крепежных элементов, а также межрельсовые изолирующие прокладки из диэлектрического материала. Межрельсовые изолирующие прокладки из диэлектрического материала и возникающие проблеммы рельсовых стыков описаны также в журнале «Путь и путевое хозяйство № 10 - 2001 г. стр. 30-33 1. Там же приведен вариант выполнения межрельсовой изолирующей прокладки из магнитно-диэлектрического материала. Таким материалом может служить, например, материал «прессовочный эпоксидный магнито диэлектрический УП-2196 (Кациельсон М.Ю., Балаев Г.А. «Полимерные материалы. Справочник Л. Химия, 1982 г. стр. 181). Оба варианта исполнения прокладок приняты за прототип.
Существенными признаками, совпадающими с признаками предлагаемого технического решения по варианту 1 является то, что межрельсовые изолирующие прокладки выполнены из диэлектрического материала, а по варианту 2, что межрельсовые изолирующие прокладки выполнены из магнитно-диэлектрического материала.
Электроизоляция стыков рельсов, не смотря на применение диэлектрических элементов (вариант 1), зачастую нарущается из-за образования так называемого шунтирующего мостика, образованного накапливаемыми в процессе эксплуатации пути металлическими частицами стружкой, пылью, элементами грузов и т.п., на изолирующем стыке рельсового пути, причиной возникновения которого является образующаяся при изготовлении и в процессе эксплуатации намагниченность рельсов в районе стыка. Причем шунтирующие мостики образуются на местах близкого расположения краев соседних рельсов, т.е. как в районе головки рельса, где в принципе могут быть обнаружены и удалены, например, сметанием, так и в районе подошвы, что практически невозможно обнаружить и соответственно устранить. Нарушение же электроизоляции приводит к непроизвольному срабатыванию светофоров, а, следовательно, к сбоям движения железнодорожных составов и снижению безопасности. Применение в межрельсовых изолирующих прокладках магнитнодиэлектрических материалов (вариант 2), позволяет значительно снизить намагниченность стыка, однако не позволяет полностью решить проблемму. Известными методами решения данной проблемы 1 является снижение
(  , аШВ КПП (НИ 1111
Объект - устройство МПК: Е01В 11/54
начальной намагниченности рельсов (до начала их эксплуатации) и размагничивание действующих рельсов, для чего необходимо их снимать и размагничивать в установке с компенсацией магнитного поля земли или использовать сложнейшую передвижную технику (которая пока не разработана).
Предлагаемой полезной моделью решается техническая задача снижения намагниченности стыка до минимально допустимого или до нуля путем зашунтирования стыка в магнитном отношении.
Для достижения указанного технического результата по варианту 1 межрельсовая изолируюш,ая прокладка, выполненная из диэлектрического материала, содержит изолированные, по крайней мере, от одного контактирующего с рельсом торца встроенные магнитные элементы, установленные в районах головки и подошвы. При этом для создания равномерного магнитного поля магнитные элементы наиболее целесообразно устанавливать в районах головки и подошвы рельса симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через центр прокладки перпендикулярно ее торцам, контактирующим с поверхностями рельсов. Кроме того, для достижения гарантированного результата, учитывая максимальный выявленный уровень намагниченности рельсов равный 180 Э, энергетическое произведение (ВН)мах магнитных элементов в каждом из
районов установки должно быть не менее 15x10 Гс эрстед. Наиболее
простым и экономичным вариантом выполнения магнитных элементов является их выполнение в виде одиночных магнитов, установленных в центре головки и в центре подощвы. Кроме этого технически целесообразно, чтобы все магнитные элементы прокладки были одинаково магнитно сориентированы, т.е. все магниты с одной стороны прокладки должны иметь знак «+, а с другой знак «-.
Для достижения указанного технического результата по варианту 2 межрельсовая изолирующая прокладка, выполненная из магнитнодиэлектрического материала, дополнительно содержит изолированные, по крайней мере, от одного контактирующего с рельсом торца встроенные магнитные элементы, установленные в районах головки и подошвы. При этом для создания равномерного магнитного поля магнитные элементы наиболее целесообразно устанавливать в районах головки и подошвы рельса симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через центр прокладки перпендикулярно ее торцам, контактирующим с поверхностями рельсов. Кроме того, для достижения гарантированного результата, учитывая максимальный выявленный уровень намагниченности рельсов равный 180 Э, суммарное энергетическое произведение (ВН)мах магнитных элементов вместе с материалом прокладки в каждом из районов
кроме этого технически целесообразно, чтобы все магнитные элементы прокладки были одинаково магнитно сориентированы, т.е. все магниты с одной стороны прокладки должны иметь знак «+, а с другой знак «-.
Отличительными признаками предлагаемой межрельсовой изолирующей прокладки по варианту 1 является то, что она содержит изолированные, по крайней мере, от одного контактирующего с рельсом торца встроенные магнитные элементы, установленные в районах головки и подошвы, а также то, что элементы установлены в районах головки и подошвы рельса симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через центр прокладки перпендикулярно ее торцам, контактирующим с поверхностями рельсов, что энергетическое произведение (ВН)мах магнитных элементов в каждом из районов установки не менее
15x10 Гс эрстед, что магнитные элементы выполнены в виде одиночных
магнитов, установленных в центре головки и в центре подошвы что все магнитные элементы прокладки одинаково магнитно сориентированы. По варианту 2, отличительными признаками является то, что прокладка дополнительно содержит изолированные, по крайней мере, от одного контактирующего с рельсом торца встроенные магнитные элементы, установленные в районах головки и подошвы, а также то, что элементы установлены в районах головки и подошвы рельса симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через центр прокладки перпендикулярно ее торцам, контактирующим с поверхностями рельсов, что суммарное энергетическое произведение (ВН)мах магнитных элементов вместе с материалом прокладки в каждом из районов установки не менее
15x10 Гс эрстед, что магнитные элементы выполнены в виде одиночных
магнитов, установленных в центре головки и в центре подошвы что все магнитные элементы прокладки одинаково магнитно сориентированы.
Благодаря наличию данных отличительных признаков в совокупности с известными, указанными в ограничительной части формулы по обоим вариантам, достигается следующий технический результат - магнитное поле в районе стыкового зазора зашунтировано, что уменьшает магнитное напряжение на стыке, снижает намагниченность, а значит, предотвращает образование шунтирз ощих мостиков. При этом при выборе указанного диапазона суммарных свойств магнитов или магнитов + магнитнодиэлектрическая прокладка - не менее 15x10 Гс эрстед, намагниченность
стыка близка к нулю при всех случаях исходного намагничивания. По варианту 2, благодаря использованию магнитно-диэлектрического материала прокладки по сравнению с вариантом 1 объем встроенных магнитов может быть уменьшен (магниты не должны значительно ослаблять сечение прокладки) или могут применяться более слабые магниты.
в результате поиска по источникам патентной и научно-технической информации совокупность признаков, характеризующая варианты предлагаемой межрельсовой диэлектрической прокладки, не была обнаружена. Таким образом, варианты предлагаемой полезной модели соответствуют критерию охраноспособности новое.
Предложенное изобретение может найти применение в конструкции рельсового пути для обеспечения магнитной изоляции рельсовых стыков и может быть использовано как при монтаже нового пути, так и при ремонте (переделке) старого, а, следовательно, данное решение соответствует критерию «промышленно применимо.
Изобретение по обоим вариантам, разницу в которых составляет материал межрельсовой изолирующей прокладки и свойства магнитов, поясняется чертежом.
Изображенная на чертеже межрельсовая изолирующая прокладка 1, выполненная из диэлектрического материала (вариант 1 формулы) или из магнитно-диэлектрического материала (вариант 2 формулы) содержит изолированные от контактирующих с рельсом торцов встроенные магнитные элементы 2, установленные в районах головки 3 и подошвы 4. При этом магнитные элементы 2, расположенные в любом из районов установки могут быть выполнены как из серий магнитов, так и, как в данном случае, одиночных магнитов. Естественно, что при этом не должна снижаться прочность прокладки. Как показали эксперименты объем магнитов в каждом из районов установки не должен быть более 10% объема головки или подошвы. Магниты при этом могут быть, как вклеены в середину прокладки, так установлены с краю заподлицо с прокладкой, контактируя свободной стороной с торцом рельса, главное, чтобы не образовывался токопроводящий мостик. Магниты в данном случае установлены в районах головки и подошвы рельса симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через центр прокладки перпендикулярно ее торцам, контактирующим с поверхностями рельсов, а более точно в центрах головки и подошвы, при этом магниты одинаково сориентированы, т.е. плюсами к одному рельсу, а минусами к другому.
Предлагаемая межрельсовая изолирующая прокладка работает следующим образом. Встроенные магниты создают магнитное поле в районе стыкового зазора, компенсируя магнитное поле стыка, что уменьшает магнитное напряжение на стыке, снижает намагниченность, а значит, предотвращает образование шунтирующих мостиков.
При этом, по варианту 1, например, при использовании магнитов из самарий-кобальта объемом 200 мм , энергетическое произведение (ВП)мах в
каждом из районов установки равно 15x10 Гс эрстед, что позволяет
3
прочностные характеристики прокладки. Соответственно и по варианту 2, например, при повышении магнитной проницаемости материала до  (УП2196), приводящем к увеличения магнитного поля в 2,5 раза, объем магнитов, например, из того же самарий-кобальта для достижения результата варианта 1, может быть уменьшен в 1,5 раза. Также, не уменьшая размеры магнитов можно получить нулевой уровень магнитной индукции.