СТЫК ЭЛЕКТРОИЗОЛИРУЮЩИЙ

Полезная модель относится к верхнему строению железнодорожного пути, а более конкретно к устройствам, используемым в электрических рельсовых цепях.
Известно, что вблизи торцевой поверхности рельс, особенно на электрифицированных участках пути в области изолирующих стыков могут образовываться значительные магнитные поля, которые способствуют притягиванию и налипанию ферромагнитных частиц (тормозной пыли, окалины, металлических стружек) к поверхности рельса, а, следовательно, и к их накоплению. Это может являться причиной короткого замыкания в рельсовых стыковых электроизолирующих соединениях. (М.Л. Кулиш. Измерение магнитной индукции в рельсовом стыке // Автоматика, связь, информатика. - 2005. - N11. - С. 15-17.).
Известна конструкция рельсовых стыковых изолирующих соединений, 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 междурельсовые изолирующие прокладки из диэлектрического материала (RU №2114947).
Электроизоляция стыков рельсов, несмотря на применение диэлектрических элементов, зачастую нарушается из-за образования, так называемого шунтирующего мостика, образованного накапливаемыми в процессе эксплуатации пути металлическими частицами на изолирующем стыке рельсового пути, причиной возникновения которого является образующаяся при изготовлении и в процессе эксплуатации намагниченность рельсов в районе стыка.
Известно использование в качестве крепления изолирующих стыков рельсовых соединений изолирующего материала «АпАТэК» (Временные технические указания по монтажу и содержанию изолирующих стыков со стеклопластиковыми накладками «АпАТэК», утвержденные Управлением пути МПС РФ в 1996 г.).
Однако при этом отсутствует шунтирование магнитного потока, в обычных стыках осуществляющееся за счет металлического крепления. При отсутствии магнитного шунтирования остаточная намагниченность рельсов любой природы (закалка, сварка, погрузка при помощи электромагнитов и т.п.) приводит к возникновению существенного магнитного поля в зазорах изостыков и, как следствие, - к возникновению ложных сигналов замыкания изостыков из-за налипания в зазорах металлической пыли и стружки.
Известен высокопрочный изолирующий стык, содержащий расположенные по обе стороны рельсов стыковые накладки из композиционного материала, прижимные планки, болты с гайками. Болты имеют подголовок овальной формы и увеличенное в горизонтальной плоскости сечение участка от подголовка до резьбы. Кроме того, стык снабжен расположенной между торцами рельсов изолирующей полиэтиленовой прокладкой. (Патент №2278196). Данное техническое решение принято в качестве прототипа.
Недостатком данного технического решения является отсутствие шунтирования магнитного поля изолирующего стыка и большая вероятность замыкание рельсовой цепи, не прочная полиэтиленовая междурельсовая прокладка, при схождении рельсов. Такая прокладка не оказывает сопротивление схождению рельсов.
Задачей заявляемого технического решения является повышение эксплуатационной надежности рельсовых электроизолирующих стыков.
В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в уменьшении напряженности магнитного поля изолирующего стыка до уровня, не приводящего к накоплению металлических частиц, достаточных для образования замыкающего мостика.
Данный технический результат достигается стыком изолирующим, содержащим расположенные по обе стороны рельсов стыковые накладки из композиционного материала, прижимные планки, болты с гайками, междурельсовую прокладку, расположенную между торцами рельсов, при этом, междурельсовая прокладка выполнена из слоистого стеклопластика с пределом прочности на сжатие не менее 300 МПа, на торцовой поверхности которой имеется контурный ободок, выполненный из магнитодиэлектрического эластомера имеющего удельное электрическое сопротивление не менее 10 МОм см, твердость по Шору не менее 85 единиц, на стыке рельсов со стороны подошвы закреплен проводник магнитного поля, состоящий из отдельных элементов выполненных из магнитомягкого металла, соединенных между собой подвижно, причем два крайних элемента проводника магнитного поля прикреплены к рельсам неподвижно, все элементы проводника магнитного поля с наружной стороны покрыты магнитодиэлектрическим эластомером имеющего удельное электрическое сопротивление не менее 10 МОм см, и твердость по Шору не менее 85 единиц.
Выполнение междурельсовой торцовой прокладки из слоистого стеклопластика обеспечивает высокую механическую прочность прокладки. Такая прочность не позволяет рельсам прийти в соприкосновении при их сгоне при повышении температуры рельсов и во время прогиба рельсового стыка. Контурный ободок выполненный из магнитодиэлектрического эластомера имеющего удельное электрическое сопротивление не менее 10 МОм см, твердость по Шору не менее 85 единиц позволяет значительно снизить напряженность магнитного поля изостыка и в тоже время не допускать замыкания электрической цепи. Еще большее шунтирование магнитного поля достигается закреплением на стыке рельсов со стороны подошвы проводника магнитного поля, состоящего из отдельных элементов, выполненных из магнитомягкого металла, соединенных между собой подвижно.
Неподвижное крепление двух крайних элемента проводника магнитного поля позволяет сохранять плотность прилегания элементов к плоскости подошвы при прохождении колеса по стыку, а покрытие элементов проводника магнитного поля с наружной стороны магнитодиэлектрическим эластомером имеющего удельное электрическое сопротивление не менее 10 МОм см, и твердость по Шору не менее 65 единиц, с одной стороны, защищает элементы от износа, а с другой сохраняют высокую проводимость магнитного поля.
Предложенное техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид стыка электроизолирующего; на фиг.2 - разрез по сечению А-А проводника магнитного поля.
Стык электроизолирующий соединение содержит стыковые накладки 1 из композиционного материала, прижимные планки, болты с гайками (на рисунке не показаны), междурельсовая прокладку 2, расположенную между торцами рельсов, проводник 3 магнитного поля, состоящий из отдельных элементов 3.1, 3.2, 3.3 выполненных из магнитомягкого металла, соединенных между собой подвижно, элементы 3.1, 3.3 проводника 3 магнитного поля прикреплены к рельсам неподвижно скреплением 4, все элементы проводника 3 магнитного поля с наружной стороны покрыты магнитодиэлектрическим эластомером 5, имеющего удельное электрическое сопротивление не менее 10 МОм см, и твердость по Шору не менее 65 единиц. Междурельсовая прокладка 2 состоит из двух частей: основы (на фиг не показано) выполненной из слоистого стеклопластика и контурного ободка выполненного из магнитодиэлектрического эластомера имеющего удельное электрическое сопротивление не менее 10 МОм см, твердость по Шору не менее 85 единиц.
Магнитодиэлектрический эластомер контурного ободка и наружной поверхности проводника магнитного поля содержит полиуретан СКУ-ПФЛ-100 и порошок железа с чистотой не менее 99,98% по массе и фракцией до 100 мкм, при следующем соотношении компонентов (об.ч.): полиуретан СКУ-ПФЛ-100 - 65, указанный порошок железа - 35 и имеет удельное электрическое сопротивление не менее 10 кОм·см.
Использование предложенных решений, совместно с междурельсовыми прокладками, и проводника магнитного поля приводит к изменению конфигурации магнитного поля в области рельсового стыка, и к уменьшению величины намагниченности, при этом напряженность магнитного поля изостыка в процессе эксплуатации практически не возрастает.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет повысить эксплуатационную надежность рельсовых стыковых электроизолирующих соединений за счет уменьшения напряженности магнитного поля изостыка без каких-либо изменений в конструкции электроизолирующих стыков рельсов.