Рельсовый электроизолирующий стык



Рельсовый электроизолирующий стык
Рельсовый электроизолирующий стык
Рельсовый электроизолирующий стык
Рельсовый электроизолирующий стык

 


Владельцы патента RU 2473726:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Технический Центр Информационные Технологии" (RU)

Рельсовый электроизолирующий стык содержит междурельсовую прокладку, расположенную между торцами стыкуемых рельсов, и стыковые накладки, расположенные по обе стороны стыкуемых рельсов и имеющие сквозные отверстия для установки крепежных элементов, обеспечивающих стяжку между собой стыковых накладок через шейку рельса стыка, и вкладыши, размещенные между стыковыми накладками и шейками рельсов, выполненные в виде пластин с отверстиями, размеры и положение которых совпадают с соответствующими отверстиями в стыковых накладках. 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. Вкладыш выполнен из магнитодиэлектрического элacтoмepa, имеющего удельное электрическое сопротивление не менее 10 МОм·см, и уменьшением удельного электрического сопротивление при сжатии до 30% не более 5,0-5,5 МОм·см, твердость по Шору не более 65 единиц, имеет в сечении форму ромба, с малой диагональю 5,0-6,5 мм и большой диагональю 90-98 мм. Уменьшается напряженность магнитного поля изолирующего стыка до уровня, не приводящего к накоплению металлических частиц, достаточных для образования замыкающего мостика. 4 ил.

 

Изобретение 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 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. - N 11. - 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.

Известно рельсовое стыковое электроизолирующее соединение, содержащее междурельсовую прокладку, выполненную из электроизоляционного материала и расположенную между торцами стыкуемых рельсов, стыковые накладки, расположенные по обе стороны стыкуемых рельсов и выполненные в виде металлического элемента удлиненной формы с диэлектрическим покрытием и двумя группами поперечных сквозных отверстий для размещения в каждой группе сквозных отверстий крепежных элементов, обеспечивающих стяжку между собой стыковых накладок через шейку соответствующего рельса стыка. При этом металлический элемент удлиненной формы выполнен в продольном направлении со ступенькой и с диэлектрическим покрытием на поверхности его первого участка, имеющего большую длину, но меньшую площадь поперечного сечения, а в местах контакта каждой стыковой накладки со стыкуемыми рельсами диэлектрическое покрытие выполнено заподлицо с боковой поверхностью имеющего большую площадь поперечного сечения второго участка металлического элемента удлиненной формы. По обе стороны каждого рельса стыка расположены соответственно имеющий диэлектрическое покрытие первый участок металлического элемента удлиненной формы одной стыковой накладки и второй участок металлического элемента удлиненной формы другой стыковой накладки (RU №2295603).

Известно рельсовое стыковое электроизолирующее соединение, содержащее междурельсовую прокладку, расположенную между торцами стыкуемых рельсов, и стыковые накладки, расположенные по обе стороны стыкуемых рельсов. Стыковые накладки имеют сквозные отверстия для установки крепежных элементов, обеспечивающих стяжку между собой стыковых накладок через шейку соответствующего рельса стыка. Между стыковыми накладками и шейками рельсов размещены вкладыши, выполненные в виде пластин с отверстиями, размеры и положение которых совпадают с соответствующими отверстиями в стыковых накладках. Междурельсовая прокладка и вкладыши выполнены трехслойными, причем наружные слои прокладки и вкладышей образованы из чистого сверхвысокомолекулярного полиэтилена с мол. массой 6-10 млн, а внутренний слой прокладки и вкладышей образован из композиционного сверхвысокомолекулярного полиэтилена с мол. массой 2-4,5 млн с добавкой магнитодиэлектрических наполнителей марки 2500 НМС, магнитная проницаемость которых превышает магнитную проницаемость рельсовой стали (Патент RU №88357). Данное техническое решение принято в качестве прототипа.

Недостатком данного технического решения является недостаточная степень шунтирования магнитного поля изолирующего стыка и большая вероятность замыкания рельсовой цепи через стыковую прокладку, имеющую металлическую основу и не прочное полиэтиленовое покрытие, при схождении рельсов.

Задачей заявляемого технического решения является повышение эксплуатационной надежности рельсовых стыковых электроизолирующих соединений.

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 рельсовым электроизолирующим стыком, содержащим междурельсовую прокладку, расположенную между торцами стыкуемых рельсов, стыковые накладки, расположенные по обе стороны стыкуемых рельсов и имеющие сквозные отверстия для установки крепежных элементов, обеспечивающих стяжку между собой стыковых накладок через шейку соответствующего рельса стыка, и вкладыши, размещенные между стыковыми накладками и шейками рельсов по обе стороны стыкуемых рельсов, выполненные в виде пластин с отверстиями, размеры и положение которых совпадают с соответствующими отверстиями в стыковых накладках, 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, а вкладыш выполнен из магнитодиэлектрического эластомера, имеющего удельное электрическое сопротивление не менее 10 МОм·см, и уменьшением удельного электрического сопротивление при сжатии до 30% не более 5,0-5,5 МОм·см, твердость по Шору не более 65 единиц, имеет в сечении форму ромба, с малой диагональю 5,0-6,5 мм и большой диагональю 90-98 мм.

Выполнение торцовой прокладки из слоистого стеклопластика обеспечивает высокую механическую прочность прокладки. Такая прочность не позволяет рельсам прийти в соприкосновение 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 больше усилить шунтирование магнитного поля можно расположением между накладками и шейкой рельса вкладышей из более пластичного и мягкого магнитодиэлектрического эластомера, имеющего удельное электрическое сопротивление не менее 10 МОм·см, твердость по Шору не менее 85 единиц. Вкладыши в процессе установки подвергаются сжатию до 20% своего линейного размера, при этом они не должны терять своих диэлектрических свойств. Свойства эластомера подбираются таким образом, чтобы при сохранении эффекта шунтирования магнитного поля сопротивление изолирующего стыка не превышало нормативных значений. Это обеспечивается, если уменьшением удельного электрического сопротивление при сжатии эластомера до 30% его удельное электрическое сопротивление уменьшится не более чем на 5,0-5,5 МОм·см. Выполнение вкладыша в форме ромба позволяет значительно упростить процесс изготовления и его установки. Размеры определены опытным путем.

Предложенное техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид рельсового электроизолирующего стыка; на фиг.2 - разрез по сечению А-А фиг.1; на фиг.3 - междурельсовая прокладка; на фиг.4 - сечение вкладыша в свободном состоянии.

Рельсовое стыковое электроизолирующее соединение содержит междурельсовую прокладку 1, расположенную между торцами стыкуемых рельсов 2 и 3. Кроме того, рельсовое стыковое электроизолирующее соединение содержит стыковые накладки 4, 5, расположенные по обе стороны стыкуемых рельсов 2, 3 и имеющие сквозные отверстия для установки крепежных элементов, обеспечивающих стяжку между собой стыковых накладок через шейку соответствующего рельса стыка. Между стыковыми накладками и шейками рельсов размещены вкладыши 7 и 8, выполненные в виде пластин с отверстиями, размеры и положение которых совпадают с соответствующими отверстиями в стыковых накладках. Междурельсовая прокладка состоит из двух частей: основы 1.1, выполненной из слоистого стеклопластика, и контурного ободка 1.2, выполненного из магнитодиэлектрического эластомера, имеющего удельное электрическое сопротивление не менее 10 МОм·см, твердость по Шору не менее 85 единиц. Вкладыши 7 и 8 имеют в сечении форму ромба и выполнены из более мягкого эластомера по сравнению с материалом контурного ободка.

Эластомер контурного ободка 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. Эластомер вкладыша 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 - 85, указанный порошок железа - 15 и имеет удельное электрическое сопротивление не менее 10 кОм·см.

Использование предложенных вкладышей, устанавливаемых между стыковыми накладками и шейками рельсов, совместно с междурельсовыми прокладками, изготовленными из указанных эластомеров, 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.

Рельсовый электроизолирующий стык, содержащий междурельсовую прокладку, расположенную между торцами стыкуемых рельсов, стыковые накладки, расположенные по обе стороны стыкуемых рельсов и имеющие сквозные отверстия для установки крепежных элементов, обеспечивающих стяжку между собой стыковых накладок через шейку соответствующего рельса стыка, и вкладыши, размещенные между стыковыми накладками и шейками рельсов по обе стороны стыкуемых рельсов, выполненные в виде пластин с отверстиями, размеры и положение которых совпадают с соответствующими отверстиями в стыковых накладках, отличающийся тем, что междурельсовая прокладка выполнена из слоистого стеклопластика с пределом прочности на сжатие не менее 300 МПа, на торцевой 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, а вкладыш выполнен из магнитодиэлектрического эластомера, имеющего удельное электрическое сопротивление не менее 10 МОм см и уменьшение удельного электрического сопротивления при сжатии до 30% не более 5,0-5,5 МОм см, твердость по Шору не более 65 единиц, имеет в сечении форму ромба с малой диагональю 5,0-6,5 мм и большой диагональю 90-98 мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строению железнодорожного пути, а именно к конструкциям рельсовых изолирующих стыков. .

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и направлено на создание средства для размагничивания рельсовых изолирующих стыков. .

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути, а более конкретно к устройствам рельсовых стыков. .

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути, а именно к конструкциям рельсовых изолирующих стыков. .
Изобретение относится к элементам устройств рельсовых цепей на участках железных дорог с электрической тягой, а именно к контактным элементам соединителей рельсовых стыковых пружинных.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к устройствам рельсовых цепей, и предназначено для пропуска по рельсам сигнального и тягового токов на участках железных дорог с электрической тягой.

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути, а именно к конструкциям рельсовых изолирующих стыков. .

Изобретение относится к конструкциям рельсовых изолирующих стыков. .

Изобретение относится к магнитным ловушкам и может быть использовано для защиты от скопления металлической стружки и окалины на изоляционных стыках рельсов на электрифицированных участках железной дороги.

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути и устройствам, используемым в электрических рельсовых цепях. Рельсовое стыковое электроизолирующее соединение содержит междурельсовую прокладку, выполненную из полимерного материала, стыковые композитные накладки, расположенные по обе стороны стыкуемых рельсов и имеющие сквозные отверстия для установки крепежных элементов, и систему магнитошунтирующей изоляции (МШИ) рельсового соединения. Система магнитошунтирующей изоляции включает в себя комплект магнитопроводящих вкладышей внутреннего контура системы, помещенных в зазорах между стыковыми композитными накладками и шейками рельсов и выполненных в виде пластин с отверстиями, размеры и положение которых совпадают с соответствующими отверстиями в стыковых композитных накладках. Система магнитошунтирующей изоляции дополнительно включает в себя магнитопроводящие вставки внешнего контура системы, которые установлены на внешних сторонах композитных накладок со стороны наружной и внутренней сторон рельса. Магнитопроводящие вкладыши внутреннего контура и магнитопроводящие вставки внешнего контура системы магнитошунтирующей изоляции имеют наружный слой, изготовленный из полимерного материала, и внутренний сердечник, набранный из пластин трансформаторного железа, магнитная проницаемость которого превышает магнитную проницаемость рельсовой стали. В результате снижается уровень намагниченности в области торцевой поверхности головки рельсов, повышается эксплуатационная надежность рельсовых стыковых электроизолирующих соединений. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, к способу размагничивания рельсового изолирующего стыка. Согласно способу размагничивания рельсового изолирующего стыка объект подвергают воздействию магнитного поля, возбуждаемого индуктором, обмотка которого подключена к блоку конденсаторов. Обмотку индуктора подключают к блоку конденсаторов через блок электронных ключей, управляемых с помощью датчика Холла, таким образом, чтобы магнитный импульс, возбуждаемый обмоткой индуктора при разрядке конденсаторов, имел направление вектора магнитной индукции, противоположное вектору магнитной индукции, создаваемому магнитным полем изолирующего стыка. Блок конденсаторов заряжают от пьезоэлектрического генератора, при этом для деформации пьезоэлектрических элементов генератора используют механические колебания рельсов, возбуждаемых проходящим подвижным составом. Разрядку блока конденсаторов на обмотку индуктора производят посредством силового ключа, при достижении номинального напряжения блока конденсаторов, контролируемого посредством порогового элемента. Изобретение относится также к устройству для осуществления указанного способа. В результате обеспечивается постоянное размагничивание рельсового изолирующего стыка за счет энергии проходящего подвижного состава. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к конструкции концевой стойки для использования в узлах изолированных рельсовых стыков, применяемых в системах рельсовых железнодорожных путей. Концевая стойка для узла рельсового стыка состоит из верхней части, основания и соединительной ножки между верхней частью и основанием. Верхняя часть стойки имеет профиль, в основном, идентичный профилям головок первого рельса и второго рельса узла рельсового стыка. В концевой стойке один или более из верхней части, основания и соединительной ножки содержит множество фрагментов из первого электроизоляционного материала. Фрагменты размещены на или во втором электроизоляционном материале. В свою очередь, фрагменты предпочтительно разнесены друг от друга и имеют, в основном, дискообразную или цилиндрическую форму. Также данные фрагменты предпочтительно сделаны из керамического материала, такого как диоксид циркония, оксид алюминия или нитрид кремния. Второй электроизоляционный материал содержит полимерный материал, такой как полиуретан. Таким образом, за счет конструктивного выполнения, стойка способна выдерживать сжимающую нагрузку, уменьшать динамическое напряжение, что обеспечивает лучшие эксплуатационные характеристики изолированного рельса и более продолжительный срок службы. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способам и устройствам, использующим магнитные поля постоянных магнитов на железных дорогах, в частности для снижения напряженности магнитного поля в зазорах рельсовых изолирующих стыков. Способ снижения напряженности магнитного поля заключается в том, что в зазоре изолирующего стыка создают магнитный поток противоположной направленности магнитного потока изолирующего стыка. При этом магнитный поток создают по величине, превышающей значение магнитного потока в зазоре изолирующего стыка, при помощи постоянного магнита, установленного в зазоре, образованном двумя полюсными наконечниками, закрепленными на концах смежных рельсов со стороны подошвы рельса. Затем магнитный поток снижают до значения, обеспечивающего отсутствие напряженности магнитного потока в зазоре изолирующего стыка. Устройство для снижения напряженности магнитного поля в зазоре, образованном концами смежных рельсов изолирующего стыка, включает корпусные элементы устройства и магнитную систему, состоящую из концов смежных рельсов и постоянного магнита. Магнитная система дополнительно содержит два полюсных наконечника, установленных на концах смежных рельсов, и подвижный ферромагнитный элемент. Постоянный магнит установлен в зазоре между полюсными наконечниками. Ферромагнитный элемент при движении относительно магнита и полюсных наконечников изменяет напряженность магнитного поля в зазоре изолирующего стыка. В результате повышается безопасность движения железнодорожного транспорта. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к рельсовым стыковым соединениям. Безударный стык для бесстыкового пути выполнен по типу разъёмного стыкового соединения с перекрытием зазора частями соединительного элемента. Части разъёмного стыкового элемента взаимозаменяемы и согласованы между собой шпонкой, препятствующей их сдвигу. Части разъёмного стыкового элемента соединены в пару не менее чем двумя болтами и закреплены с торцами соответствующих рельсов сваркой. Достигается повышение безопасности и эффективности железной дороги. 3 з.п. ф-лы, 11 ил.
Наверх