CN116623477A - 一种组合式可更换绝缘隔离系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种组合式可更换绝缘隔离系统，属于城市轨道交通领域，其包括：设置在钢轨下的绝缘垫板；位于绝缘垫板的上端的隔离靴；隔离靴的两端设置有卡簧，卡簧用于将隔离靴固定在钢轨上；以及分布在钢轨两侧的绝缘轨距块；其中，隔离靴位于钢轨与绝缘轨距块之间，并与绝缘垫板、绝缘轨距块配合，以对钢轨与扣件进行绝缘隔离。本发明在不改变现有扣件对钢轨约束力的前提下增大了扣件与钢轨之间的爬电距离，有效提升扣件系统的绝缘性能；且成本低、实施简单，可用于新建线路和既有线改造。
Description
技术领域
本发明属于城市轨道交通领域，尤其涉及一种组合式可更换绝缘隔离系统。
背景技术
对于现有的直流进行牵引供电的轮轨系统而言，走行轨作为回流线与变电所负极进行连接，走行轨通过扣件支撑的方式与道床板进行连接，扣件在后期使用过程中被污染无法做到完全绝缘，导致部分电流外流到道床中，进而进入轨道周围的环境中造成电腐蚀。
根据大量的实测数据发现，在部分线路中，钢轨对地的过渡电阻值远小于《地铁杂散电流腐蚀防护技术标准》(CJJ/T49-2020)所要求的15Ω·km(“方案三”)，一些较为极端的线路甚至该值小于1Ω·km，可见其绝缘性能已几乎完全丧失。对这些情况的改进措施包括两方面，在设计之初便引入加强轨道绝缘的措施，另一面就是对于已经运营的线路，研究一些便于实施的更换措施，这些措施也必须能够加强轨道的绝缘性能。
在已有的一些加强轨道绝缘的措施中，有的采用涂刷钢轨的方式在钢轨与扣件之间形成一层绝缘层。另还有一些是对与扣件对应位置处的钢轨进行包裹。这里的绝缘层用的是一些具有良好绝缘性能的材料，这些材料被制成薄片包裹或者粘贴在钢轨上。上面这些方式在本质上都是在现有扣件绝缘体系外增加了一层高绝缘隔离层，从电路简化的角度是串联了一个高电阻，这些措施对于提升轨道的绝缘性能已被证实为一种可行的方案。
但是从扣件系统受力的角度进行分析，上述措施在现有的扣件体系中增加了一层物理结构，其对于钢轨与扣件系统的相互作用均有不良影响，如增大纵向阻力、降低摩擦力等，而且上述措施还存在施工困难的问题。此外，上述措施利用涂刷或冷粘的方式安装到钢轨上，为了增强其与钢轨的附着力，一般需要利用一些专门的设备对钢轨进行除锈，而且涂刷或冷粘也非一下就可完成，施工工序较多，整个施工周期较长，对于大规模使用或运营线更换存在困难。
发明内容
为了解决上述问题，本发明采取了如下技术方案：
一种组合式可更换绝缘隔离系统，包括：
设置在钢轨下的绝缘垫板；
位于所述绝缘垫板的上端的隔离靴；
所述隔离靴的两端设置有卡簧，所述卡簧用于将所述隔离靴固定在钢轨上；
以及分布在钢轨两侧的绝缘轨距块；
其中，所述隔离靴位于所述钢轨与所述绝缘轨距块之间，并与所述绝缘垫板、所述绝缘轨距块配合，以对所述钢轨与扣件进行绝缘隔离。
进一步地，所述隔离靴设置有第一镂空部，所述第一镂空部设置在与所述绝缘轨距块接触处，所述绝缘轨距块通过所述第一镂空部扣压在钢轨上，以保证扣件对钢轨的约束力。
进一步地，所述隔离靴沿其长度上方向设置有多条连续的弹性凸起，多条所述弹性凸起位于所述绝缘轨距块与所述钢轨之间，并与所述绝缘轨距块配合形成预压形式密封。
进一步地，所述绝缘轨距块包括一体设置的密封部和扣压部，其中，所述密封部与所述第一镂空部对应的所述弹性凸起配合，来实现形成预压形式密封；所述扣压部远离所述密封部的一侧设置有弯折结构，所述弯折结构的端部与所述绝缘垫板配合，以实现所述绝缘轨距块与所述绝缘垫板之间的压缩密封。
进一步地，所述绝缘垫板包括一体式设置的弹性减振部和密封绝缘部，所述弹性减振部嵌入所述隔离靴的第一镂空部并与所述钢轨接触；所述密封绝缘部与所述弯折结构的端部配合，来实现所述绝缘轨距块与所述绝缘垫板之间的压缩密封。
进一步地，所述绝缘垫板与所述弯折结构的端部配合处设置有沟槽，所述沟槽沿所述绝缘垫板的宽度方向设置，并位于所述绝缘垫板远离所述钢轨的一侧。
进一步地，所述隔离靴与所述绝缘垫板为一体成型、卡接连接或粘接连接中的一种。
进一步地，所述隔离靴的底部中心处设置有第二镂空部，所述第二镂空部的周向设置有多个均匀设置的紧固销，所述密封绝缘部上设置有多个紧固孔，多个所述紧固销与多个紧固孔对应配合设置，以将所述绝缘垫板与所述隔离靴紧固为一体。
进一步地，在所述隔离靴长度方向的两端均设置有沿其宽度方向设置的卡簧安装槽。
进一步地，所述隔离靴的端部设置有形伞状防水屋檐，所述绝缘轨距块的密封部远离所述扣压部一侧的端部与所述形伞状防水屋檐抵接，并与所述卡簧的顶部一起支撑所述形伞状防水屋檐。
有益效果：
本发明提供的一种组合式可更换绝缘隔离系统，解决了现有技术中存在的问题，在不改变现有扣件对钢轨约束力的前提下增大了扣件与钢轨之间的爬电距离，有效提升扣件系统的绝缘性能；且成本低、实施简单，可用于新建线路和既有线改造。
附图说明
图1为本发明组合式可更换绝缘隔离系统的整体结构正视图；
图2为图1中局部放大图G；
图3为本发明组合式可更换绝缘隔离系统的整体结构俯视图；
图4为隔离靴、绝缘轨距块和卡簧配合安装示意图；
图5为图4中B-B剖视图；
图6为图4中C-C剖视图；
图7为图4中D-D剖视图；
图8为绝缘轨距块的正视图；
图9为绝缘轨距块的右视图；
图10为图8中E-E剖视图；
图11为绝缘垫板的安装结构示意图；
图12为图11中F-F剖视图；
图13为图11中H-H剖视图；
图14为绝缘垫板和隔离靴一体式结构示意图；
图15为绝缘垫板和隔离靴卡接连接示意图；
图16为卡簧安装结构示意图；
图17为卡簧结构示意图；
其中，1、隔离靴；1-1、第一镂空部；1-2、弹性凸起；1-3、第二镂空部；1-4、紧固销；1-5、卡簧安装槽；1-6、形伞状防水屋檐；2、绝缘轨距块；2-1、扣压部；2-1-1、扣压块；2-2、密封部；3、绝缘垫板；3-1、弹性减振部；3-2、密封绝缘部；3-2-1、预压缩式密封结构；3-2-2、沟槽；3-2-3、紧固孔；4、卡簧。
具体实施方式
实施例1
参考图1-17，一种组合式可更换绝缘隔离系统，包括：
设置在钢轨下的绝缘垫板3；
位于绝缘垫板3的上端的隔离靴1；
隔离靴1的两端设置有卡簧4，卡簧4用于将隔离靴1固定在钢轨上；
以及分布在钢轨两侧的绝缘轨距块2；
其中，隔离靴1位于钢轨与绝缘轨距块2之间，并与绝缘垫板3、绝缘轨距块2配合，以对钢轨与扣件进行绝缘隔离。
在本实施例中，隔离靴1设置有第一镂空部1-1，第一镂空部1-1设置在与绝缘轨距块2接触处，绝缘轨距块2通过第一镂空部1-1扣压在钢轨上，以保证扣件对钢轨的约束力。
在本实施例中，隔离靴1沿其长度上方向设置有多条连续的弹性凸起1-2，多条弹性凸起1-2位于绝缘轨距块2与钢轨之间，并与绝缘轨距块2配合形成预压形式密封。
其中，隔离靴1的多条弹性凸起1-2在长度方向为多条连续的线，线和线之间形成排水槽直接将水排出绝缘轨距块2区域，保证即使在预压失效的情况下，污染物仍无法进入隔离靴1的第一镂空部1-1，从而避免了污染物导致的绝缘失效。
在本实施例中，绝缘轨距块2包括一体设置的密封部2-2和扣压部2-1，其中，密封部2-2与第一镂空部1-1对应的弹性凸起1-2配合，来实现形成预压形式密封；扣压部2-1远离密封部2-2的一侧设置有弯折结构，弯折结构的端部与绝缘垫板3配合，以实现绝缘轨距块2与绝缘垫板3之间的压缩密封。
其中，绝缘轨距块2除朝向轨下绝缘垫板3的底部外均设置有密封部2-2，密封部2-2与隔离靴1的弹性凸起1-2为预压形式密封，两者在绝缘轨距块2未受力前为临近接触状态，在绝缘轨距块2受力后压缩密封。
在本实施例中，绝缘垫板3包括一体式设置的弹性减振部3-1和密封绝缘部3-2，弹性减振部3-1嵌入隔离靴1的第一镂空部1-1并与钢轨直接接触；密封绝缘部3-2与弯折结构的端部配合，来实现绝缘轨距块2与绝缘垫板3之间的压缩密封。
更具体地，设置在轨下的绝缘垫板3分为弹性减振部3-1和密封绝缘部3-2，其中，弹性减振部3-1镶嵌进隔离靴1的第二镂空部1-3与钢轨直接接触，保证了扣件与钢轨的接触面不做更改。
在本实施例中，隔离靴1与绝缘垫板3卡接连接，绝缘垫板3的密封绝缘部3-2上设置有紧固孔3-2-3，与隔离靴1的紧固销1-4配合，辅助密封胶水，将轨下绝缘垫板3与隔离靴1紧固为一体，此安装步骤可在工厂完成。
更具体地，隔离靴1的底部中心处设置有第二镂空部1-3，第二镂空部1-3的周向设置有多个均匀设置的紧固销1-4，密封绝缘部上设置有多个紧固孔3-2-3，多个紧固销1-4与多个紧固孔3-2-3对应配合设置，即紧固销1-4插置在紧固孔3-2-3内，以将绝缘垫板3与隔离靴1紧固为一体，参考图15。
在其他实施例中，为保证生产和施工效率，隔离靴1与绝缘垫板3为一体成型，参考图14。
在其他实施例中，隔离靴1与绝缘垫板3为粘接连接。
在本实施例中，在隔离靴1长度方向的两端均设置有沿其宽度方向设置的卡簧安装槽1-5。
更换具体地，绝缘垫板3、隔离靴1、绝缘轨距块2安装后，将卡簧4安装在卡簧安装槽1-5内，并采用卡簧4做整体固定，参考图16。
在本实施例中，绝缘垫板3与弯折结构的端部配合处设置有沟槽3-2-2，沟槽3-2-2沿绝缘垫板3的宽度方向设置，并位于绝缘垫板3远离钢轨的一侧。
其中，扣压部2-1为扣压块2-1-1，扣压块2-1-1具有弯折结构。
通过设计不同的大小和形状的沟槽3-2-2，可调整绝缘轨距块2底部与轨下绝缘垫板3的预压力形成预压缩式密封结构3-2-1，以保证轨下的绝缘垫板3不会被挤压失效。
由于整套系统依靠卡簧和扣件自身的扣压固定，所有的零部件出现损坏时均可更换，更换方便快捷。
同时，在既有线上仅仅更换原有扣件的轨距块和轨下垫板即可完成绝缘升级，更换成本低、可实施性强。
在本实施例中，绝缘垫板3为保证减振效果，采用的弹性体硬度推荐为55-75邵氏A；隔离靴1为保证自身的支撑强度，采用的弹性体硬度推荐为70-80邵氏A。
在本实施例中，隔离靴1的端部设置有形伞状防水屋檐1-6，形伞状防水屋檐1-6向远离钢轨的一侧延伸，绝缘轨距块2的密封部2-2远离扣压部2-1一侧的端部与形伞状防水屋檐1-6抵接，并与卡簧4的顶部一起支撑形伞状防水屋檐1-6。
其中，隔离靴1上部的形伞状防水屋檐1-6，为保证防水屋檐1-6不会在使用过程中出现塌陷，绝缘轨距块2的密封部2-2的顶部、卡簧4的顶部均对形伞状防水屋檐1-6进行支撑。
实施例2
本实施例为实施例1提供的组合式可更换绝缘隔离系统的施工方法，具体步骤如下：
S10、零部件生产
隔离靴1、绝缘轨距块2和绝缘垫板3的生产：其中绝缘轨距块2采用高硬度高绝缘橡胶，隔离靴1采购高弹性高绝缘橡胶；绝缘垫板3为尼龙件；
S20、零部件组装
工厂内采用锁扣和冷粘的方式组装隔离靴1和绝缘垫板3；组装后与绝缘轨距块2配套发货；
S30、现场组装
按正常步骤组装隔离靴1和绝缘垫板3的组合体；绝缘轨距块2的安装方法与普通轨距块相同；整个扣件组装完成后，在隔离靴1的两端安装卡簧4，安装完成。
实施例3
本实施例除以下部分内容外，其他部分与实施例2提供的组合式可更换绝缘隔离系统的施工方法一致。
在本实施例中，为保证生产和施工效率，隔离靴1与绝缘垫板3为一体成型，直接与绝缘轨距块2配套发货即可，现场无需组装隔离靴1和绝缘垫板3的组合体，提高了生产和施工效率。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种组合式可更换绝缘隔离系统，其特征在于，包括：
设置在钢轨下的绝缘垫板；
位于所述绝缘垫板的上端的隔离靴；
所述隔离靴的两端设置有卡簧，所述卡簧用于将所述隔离靴固定在钢轨上；
以及分布在钢轨两侧的绝缘轨距块；
其中，所述隔离靴位于所述钢轨与所述绝缘轨距块之间，并与所述绝缘垫板、所述绝缘轨距块配合，以对所述钢轨与扣件进行绝缘隔离。
2.根据权利要求1所述的组合式可更换绝缘隔离系统，其特征在于，所述隔离靴设置有第一镂空部，所述第一镂空部设置在与所述绝缘轨距块接触处，所述绝缘轨距块通过所述第一镂空部扣压在钢轨上，以保证扣件对钢轨的约束力。
3.根据权利要求2所述的组合式可更换绝缘隔离系统，其特征在于，所述隔离靴沿其长度上方向设置有多条连续的弹性凸起，多条所述弹性凸起位于所述绝缘轨距块与所述钢轨之间，并与所述绝缘轨距块配合形成预压形式密封。
4.根据权利要求3所述的组合式可更换绝缘隔离系统，其特征在于，所述绝缘轨距块包括一体设置的密封部和扣压部，其中，所述密封部与所述第一镂空部对应的所述弹性凸起配合，来实现形成预压形式密封；所述扣压部远离所述密封部的一侧设置有弯折结构，所述弯折结构的端部与所述绝缘垫板配合，以实现所述绝缘轨距块与所述绝缘垫板之间的压缩密封。
5.根据权利要求4所述的组合式可更换绝缘隔离系统，其特征在于，所述绝缘垫板包括一体式设置的弹性减振部和密封绝缘部，所述弹性减振部嵌入所述隔离靴的第一镂空部并与所述钢轨接触；所述密封绝缘部与所述弯折结构的端部配合，来实现所述绝缘轨距块与所述绝缘垫板之间的压缩密封。
6.根据权利要求5所述的组合式可更换绝缘隔离系统，其特征在于，所述绝缘垫板与所述弯折结构的端部配合处设置有沟槽，所述沟槽沿所述绝缘垫板的宽度方向设置，并位于所述绝缘垫板远离所述钢轨的一侧。
7.根据权利要求6所述的组合式可更换绝缘隔离系统，其特征在于，所述隔离靴与所述绝缘垫板为一体成型、卡接连接或粘接连接中的一种。
8.根据权利要求7所述的组合式可更换绝缘隔离系统，其特征在于，所述隔离靴的底部中心处设置有第二镂空部，所述第二镂空部的周向设置有多个均匀设置的紧固销，所述密封绝缘部上设置有多个紧固孔，多个所述紧固销与多个紧固孔对应配合设置，以将所述绝缘垫板与所述隔离靴紧固为一体。
9.根据权利要求8所述的组合式可更换绝缘隔离系统，其特征在于，在所述隔离靴长度方向的两端均设置有沿其宽度方向设置的卡簧安装槽。
10.根据权利要求9所述的组合式可更换绝缘隔离系统，其特征在于，所述隔离靴的端部设置有形伞状防水屋檐，所述绝缘轨距块的密封部远离所述扣压部一侧的端部与所述形伞状防水屋檐抵接，并与所述卡簧的顶部一起支撑所述形伞状防水屋檐。
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