Способ размагничивания рельсового изолирующего стыка и устройство для его осуществления
Владельцы патента RU 2442854:
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Технический Центр Информационные Технологии" (RU)
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и направлено на создание средства для размагничивания рельсовых изолирующих стыков. В предложенном способе размагничивания рельсового изолирующего стыка объект подвергают воздействию переменного магнитного поля с амплитудой, уменьшающейся от некоторого максимального значения до нуля, при этом переменное магнитное поле возбуждают в магнитной цепи, образованной рельсами в изолирующем стыке, и П-образным сердечником-индуктором, обмотка которого с блоком конденсаторов образуют колебательный контур. Для осуществления заявляемого способа предлагается устройство, 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 используются полевые транзисторы. Технический результат заключается в снижении магнитного поля в стыковом зазоре и повышении надежности. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий, конкретно к способам и устройствам размагничивания рельсовых изолирующих стыков.
Известен способ размагничивания рельсов, заключающийся в прохождении по рельсам подвижного объекта, снабженного устройством для размагничивания, содержащим магнитопровод, состоящий из пластин, с размещенной на нем обмоткой, источник переменного напряжения, блок конденсаторов, включенный параллельно обмотке (Устройство для размагничивания рельсов. - Автоматика, связь, информатика. №7, 2008, стр 27-28). При движении (протягивании) данного устройства над поверхностью рельсового изолирующего стыка при малой скорости (до 5 км/ч) происходит уменьшение напряженности магнитного поля в изолирующем стыке.
К недостаткам известного способа размагничивания относятся высокая энергоемкость процесса, в качестве источника тока используется генератор мотовоза мощностью не менее 10 кВт и недостаточная точность импульса тока, что не позволяет обеспечить качественное размагничивание, низкая производительность процесса размагничивания, необходимо несколько раз производить протягивание устройства размагничивания над стыком.
Известен способ размагничивания, менее энергоемкий и более производительный, заключающийся в том, что изделие подвергают воздействию переменного магнитного поля с амплитудой, уменьшающейся от некоторого максимального значения до нуля (Кифер И.И. Испытания ферромагнитных материалов. - М.: Энергия, 1966, с.173-184, 339).
Недостатком этого известного способа является невозможность размагничивания неподвижных длинных деталей (железнодорожные рельсы), находящихся в сборе.
Задачей заявляемого способа является повышение безопасности движения железнодорожного транспорта.
Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в обеспечении размагничивания рельсового изолирующего стыка и исключении возможности замыкания металлическими частицами рельсовой цепи.
Технический результат достигается тем, что в способе размагничивания рельсового изолирующего стыка, при котором объект подвергают воздействию переменного магнитного поля с амплитудой, уменьшающейся от некоторого максимального значения до нуля, при этом переменное магнитное поле возбуждают в магнитной цепи, образованной рельсами в изолирующем стыке и П-образным сердечником-индуктором, обмотка которого с блоком конденсаторов образуют колебательный контур.
Для осуществления заявляемого способа предлагается устройство для размагничивания рельсового изолирующего стыка, уровень техники которого известен из устройства для защиты изоляционного стыка рельсов от скопления металлических частиц на электрифицированных участках железной дороги, включающее комплект постоянных магнитов, при этом комплект постоянных магнитов с магнитной индукцией не менее 0,07 Тл установлен по ходу 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 №2389843).
Недостатком данного устройства является ограниченность использования. Использование устройства по ходу поезда. Установленные магниты с двух сторон изолирующего стыка увеличивают напряженность магнитного поля в изостыке, что 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 АЛСМ и «Клуб». Такие данные об отрицательном воздействии намагниченных участков рельсов на передачу сигналов АЛСМ имеются на форуме СЦБистов (www.scbist.com).
Известны устройства, 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, EP №1717125).
Устройства сложны в изготовлении и громоздки при установлении в изостык, кроме этого возможно перемагничивание поля изолирующего стыка, тогда возможен противоположный результат. Постоянные и переменные магниты производят намагничивание рельса в определенном месте, т.е. устройство обладает тем же недостатком, что и указанное выше.
Известно устройство для размагничивания труб и стыков труб, содержащее источник тока, размагничивающий контур, реверсивный регулятор тока, при этом в качестве источника тока использованы батарея конденсаторов и аккумулятор, при этом к источнику тока, размагничивающему контуру и реверсивному регулятору тока подключен блок управления и диагностики (RU №75782).
Недостатком данного устройства является, то, что устройство создает компенсирующее магнитное поле, не производит процесса размагничивания. Кроме того оно громоздко и энергоемко.
Известно устройство локального размагничивания труб, содержащее источник напряжения, выходом связанный с коммутатором полярности импульсов выходного тока и соленоида, управляющий вход которого соединен через схему широтно-импульсного регулирования со схемой блока управления, при этом схема блока управления выполнена в виде микроконтроллера, который через оптико-электрический «изолятор» развязан от силовой части и на входы которого подключены датчик Холла, кнопка «Старт-Сброс тока», а выход соединен со светодиодным индикатором, кроме того, на входе источника питания собрана схема защиты от неправильной полярности напряжения и возникновения неисправности в устройстве, а коммутатор полярности импульсов выполнен в виде Н-моста (RU №87041).
Недостатком данного устройства является то, что оно создает компенсирующее магнитное поле, не производит процесса размагничивания.
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 генератор мотовоза, высокий уровень потребляемой электрической мощности (не менее 10 кВт) и недостаточная точность импульса тока, что не позволяет обеспечить качественное размагничивание.
Известно размагничивающее устройство (RU №905901), содержащее последовательно соединенный источник постоянного тока, резистор, зарядный ключ и батарею зарядных конденсаторов, образующих зарядную цепь, и последовательно соединенные с батареей зарядных конденсаторов разрядный ключ и размагничивающую катушку, образующую вместе с батареей зарядных конденсаторов колебательный контур, в цепь колебательного контура введен накопитель энергии, имеющий магнитную систему, причем накопитель энергии соединен последовательно с размагничивающей катушкой. Данное решение является прототипом.
Недостатком данного устройства является невозможность размагничивания неподвижных длинных деталей (железнодорожные рельсы), находящихся в сборе.
Задачей заявляемого способа является повышение безопасности движения железнодорожного транспорта.
Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в обеспечении размагничивания рельсового изолирующего стыка и исключении возможности замыкания металлическими частицами рельсовой цепи.
Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в снижении магнитного поля в изолирующем стыковом зазоре, исключении возможности замыкания металлическими частицами рельсовой цепи и увеличении эффекта шунтирования магнитного поля
Указанный технический результат достигается устройством для размагничивания рельсового изолирующего стыка, содержащим 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 используются полевые транзисторы. Кроме этого, между полюсами сердечника-индуктора и рельсами имеется зазор, сердечник-индуктор и обмотка находятся в отдельном корпусе и установлены под подошвой рельсов, сердечник-индуктор и обмотка находятся в отдельном корпусе и установлены на головке.
На чертеже изображена принципиальная схема устройства.
Устройство состоит из последовательно соединенных источника постоянного тока 1, резистора 2, зарядного ключа 3, выполненного на полевом транзисторе, блока конденсаторов 4. Колебательный контур образован блоком конденсаторов 4, индуктором 5, состоящим из обмотки с П-образным сердечником из шихтованного железа. Автоколебательные затухающие колебания обеспечиваются разрядным ключом 6, выполненным на полевом транзисторе, и диодом 7, включенным в обратном направлении.
Способ реализуется с помощью данного устройства следующим образом. При включении устройства, источника постоянного тока, происходит зарядка блока конденсаторов, при этом зарядный ключ 3 открыт, а разрядный ключ 6 закрыт. При полной зарядке блока конденсаторов зарядный ключ закрывается, а разрядный ключ 6 открывается. Происходит автоколебательный затухающий процесс в обмотках и блоке конденсаторов, приводящий к размагничиванию изолирующего стыка, при необходимости процесс размагничивания повторяют. Изготовлен опытный образец, происходит его испытание в полевых условиях.
1. Способ размагничивания рельсового изолирующего стыка, при котором объект подвергают воздействию переменного магнитного поля с амплитудой, уменьшающейся от некоторого максимального значения до нуля, отличающийся тем, что переменное магнитное поле возбуждают в магнитной цепи, образованной рельсами в изолирующем стыке и П-образным сердечником-индуктором, обмотка которого с блоком конденсаторов образуют колебательный контур.
2. Устройство для размагничивания рельсового изолирующего стыка, содержащее источник постоянного тока, батарею конденсаторов, разрядный и зарядный ключи, размагничивающую обмотку, образующие колебательный контур, отличающееся тем, что 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, при этом в качестве зарядного и разрядного ключей используется полевые транзисторы.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что между полюсами сердечника-индуктора и рельсами имеется зазор.
4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что сердечник-индуктор и обмотка находятся в отдельном корпусе и установлены под подошвой рельсов.
5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что сердечник-индуктор и обмотка находятся в отдельном корпусе и установлены на головке рельсов.
