RU149203U1

RU149203U1 - INSULATING JOINT

Info

Publication number: RU149203U1
Application number: RU2014132268/11U
Authority: RU
Inventors: Алексей Михайлович Ковалев; Елена Васильевна Ковалева
Original assignee: Алексей Михайлович Ковалев; Елена Васильевна Ковалева
Priority date: 2014-08-05
Filing date: 2014-08-05
Publication date: 2014-12-27

Abstract

Изолирующий стык, содержащий расположенные по обе стороны от рельса металлические накладки, стянутые посредством гаек, болтов и шайб вкладыши, установленные в пазухи накладок, стыковую прокладку, расположенную между торцами рельсов, боковые прокладки, расположенные между накладками и рельсом, отличающийся тем, что болты выполнены изолированными с интерференционным покрытием на основе эпоксидных компаундов, а вкладыши из древесины хвойных пород термически закреплены с боковой прокладкой, причем вкладыш расположен с зазором между ним и металлической накладкой, по всей ее длине не менее 0,1 мм и не более 1,0 мм и с зазором между ним и шейкой рельса не менее 0,1 мм не более 2,5 мм при этом стыковая прокладка выполнена на основе фибры полиамидной, а боковая прокладка, охватывающая металлическую накладку, выполнена армированной, ячейки которой составляют не менее 0,5×0,5 мм и не более 5,0×5,0 мм с интерференционным покрытием на основе эпоксидных компаундов.An insulating joint, comprising metal plates located on both sides of the rail, tightened by nuts, bolts and washers, liners installed in the sinuses of the plates, a butt gasket located between the ends of the rails, side gaskets located between the plates and the rail, characterized in that the bolts are made insulated with an interference coating based on epoxy compounds, and softwood liners are thermally fixed with a side gasket, and the liner is located with a gap between it and a metal strip over its entire length of not less than 0.1 mm and not more than 1.0 mm and with a gap between it and the neck of the rail of not less than 0.1 mm not more than 2.5 mm, while the butt gasket is made on the basis of polyamide fiber, and the side gasket covering the metal plate is made reinforced, the cells of which are not less than 0.5 × 0.5 mm and not more than 5.0 × 5.0 mm with an interference coating based on epoxy compounds.

Description

Полезная модель относится к строению железнодорожного пути, а именно, к конструкциям рельсовых изолирующих стыков.The invention relates to the structure of a railway track, namely, to structures of rail insulating joints.

Известен стык, изолирующий композиционный, в описании полезной модели №122660, МПК Е01В 11/54, опубл. 06.12.2011, содержащий расположенные по обе стороны от рельса металлические накладки, стянутые посредством крепежных элементов, расположенных в электроизолирующих втулках, стыковую прокладку, расположенную между торцами рельсов, боковую прокладку, расположенную между металлической накладкой и рельсом, профиль части боковой прокладки, контактирующей с рельсом, повторяет профиль сопрягаемой поверхности рельса, профиль части боковой прокладки, выступающей за пределы соединения рельса, повторяет профиль сопрягаемой части накладки и плотно прилегает к поверхности накладки, боковая прокладка выполнена из стеклопластика, стыковая 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 толщиной, обеспечивающей постоянный контакт с магнитодиэлектрическим материалом вкладыша, вкладыш выполнен из магнитодиэлектрического эластомера, расположен в углублении накладки, внутри которого установлены элементы, усиливающие шунтирующий эффект магнитодиэлектрического материала. Вкладыш выполнен съемным, профиль вкладыша повторяет профиль углубления металлической накладки, боковая прокладка со стороны углубления металлической накладки имеет окно, достаточное для установки вкладыша, а вкладыш на 1,0-2,0 мм выступает над боковой прокладкой.Known joint, insulating composite, in the description of utility model No. 122660, IPC EB 11/54, publ. 12/06/2011, containing metal plates located on both sides of the rail, tightened by means of fasteners located in insulating sleeves, a butt gasket located between the ends of the rails, a side gasket located between the metal plate and the rail, the profile of the part of the side gasket in contact with the rail , repeats the profile of the mating surface of the rail, the profile of the part of the side strip that extends beyond the connection of the rail, repeats the profile of the mating part of the lining and tightly adjacent to the surface of the lining, the side gasket is made of fiberglass, the butt gasket is made of laminated fiberglass with a compressive strength of at least 300 MPa, on the end surface of which there is a contour rim made of a thick magnetodielectric elastomer that provides constant contact with the magnetodielectric material of the liner, liner made of magnetodielectric elastomer, located in the recess of the lining, inside of which are installed elements that strengthen the shunt nt effect of magnetodielectric material. The liner is removable, the liner profile follows the profile of the recess of the metal plate, the side gasket on the side of the recess of the metal plate has a window sufficient to install the liner, and the liner protrudes 1.0-2.0 mm above the side gasket.

Недостатки: отсутствие шунтирования магнитного поля в рельсовом изолирующем стыке, низкая надежность изолирующего стыка.Disadvantages: lack of shunting of the magnetic field in the rail insulating joint, low reliability of the insulating joint.

Наиболее близким аналогом является изолирующий стык, в описании к изобретению №2459898, МПК Е01В 11/54, опубл. 27.08.2012, содержащий расположенные по обе стороны от рельса металлические накладки, стянутые посредством крепежных элементов, расположенных в электроизолирующих втулках, выполненных из нескольких слоев стеклоткани, пропитанных эпоксидным клеем, вкладыш, расположенный в углублении накладки, в виде монолитного элемента из магнитодиэлектрического материала, образован путем заливки углубления в накладке магнитодиэлектрическим эластомером, причем заливка осуществлена заподлицо с поверхностью накладки, стыковую прокладку, расположенную между торцами рельсов, выполненную из слоистого стеклопластика с пределом прочности на сжатие не менее 300 МПа, на торцовой поверхности которой имеется контурный ободок, выполненный из магнитодиэлектрического эластомера толщиной, обеспечивающей постоянный контакт с магнитодиэлектрическим материалом вкладыша, боковую прокладку, расположенную между накладкой и рельсом, имеющую профиль сопрягаемой поверхности рельса, и профиль части боковой прокладки, выступающий за пределы контакта с рельсом. Боковая прокладка выполнена составной, состоящей из полос стеклопластика и магнитодиэлектрического эластомера, причем полоса магнитодиэлектрического эластомера располагается в районе стыковой прокладки и находится в контакте с контурным ободком, расположенным на торцовой поверхности стыковой прокладки.The closest analogue is an insulating joint, in the description of the invention No. 2459898, IPC EB 11/54, publ. 08/27/2012, containing metal plates located on both sides of the rail, tightened by means of fasteners located in insulating sleeves made of several layers of fiberglass impregnated with epoxy adhesive, an insert located in the recess of the plate, in the form of a monolithic element of magnetodielectric material, is formed by filling the recess in the patch with a magnetodielectric elastomer, and the filling is carried out flush with the surface of the patch, a butt gasket located m between the ends of the rails, made of laminated fiberglass with a compressive strength of at least 300 MPa, on the end surface of which there is a contour rim made of a magneto-dielectric elastomer with a thickness that provides constant contact with the magnetodielectric material of the liner, a side gasket located between the plate and the rail, having the profile of the mating surface of the rail, and the profile of the part of the side strip, protruding beyond the contact with the rail. The side gasket is made composite, consisting of strips of fiberglass and magnetodielectric elastomer, and the strip of magnetodielectric elastomer is located in the area of the butt gasket and is in contact with the contour rim located on the end surface of the butt gasket.

Технический результат: повышение надежности изолирующего стыка со снижением напряженности магнитного поля в рельсовом изолирующем стыке до нулевого значения.Effect: increase the reliability of the insulating joint with a decrease in the magnetic field strength in the rail insulating joint to zero.

Технический результат достигается за счет того, что изолирующий стык, содержащий расположенные по обе стороны от рельса металлические накладки, стянутые посредством гаек, болтов и шайб, вкладыши, установленные в пазухи накладок, стыковую прокладку, расположенную между торцами рельсов, боковые прокладки, расположенные между накладками и рельсом, отличающийся тем, что болты выполнены изолированными с интерференционным покрытием на основе эпоксидных компаундов, а вкладыши из древесины хвойных пород термически закреплены с боковой прокладкой, причем вкладыш расположен с зазором между ним и металлической накладкой, по всей ее длине не менее 0,1 мм и не более 1,0 мм и с зазором между ним и шейкой рельса не менее 0,1 мм не более 2,5 мм при этом стыковая прокладка выполнена на основе фибры полиамидной, а боковая прокладка, охватывающая металлическую накладку, выполнена армированной, ячейки, которой составляют не менее 0,5×0,5 мм и не более 5,0×5,0 мм с интерференционным покрытием на основе эпоксидных компаундов.The technical result is achieved due to the fact that the insulating joint containing metal plates located on both sides of the rail, tightened by nuts, bolts and washers, inserts installed in the axle linings, a butt gasket located between the ends of the rails, side gaskets located between the plates and a rail, characterized in that the bolts are insulated with an interference coating based on epoxy compounds, and the coniferous wood liners are thermally fixed from the side piercing and the liner is located with a gap between it and the metal plate over its entire length of not less than 0.1 mm and not more than 1.0 mm and with a gap between it and the neck of the rail not less than 0.1 mm not more than 2.5 mm in this case, the butt gasket is made on the basis of polyamide fiber, and the side gasket covering the metal plate is reinforced, cells of at least 0.5 × 0.5 mm and not more than 5.0 × 5.0 mm with an interference coating on based on epoxy compounds.

К недостаткам известных устройств относится полная «экранизация» боковых прокладок из составных магнитодиэлектрических материалов - стеклопластика и эластомера, близкими по характеристикам к полиуретану, пенополистиролу, армамиду, каучуку. Такие диэлектрики притягивают металлические пыль, стружки, окалины, что ускоряют накопление и углубление намагниченного слоя под влиянием электромагнитных полей, на концах стыкуемых рельсов происходит поляризация молекул в прямой зависимости от вида источника и от длины накладок. Поэтому из-за большого волнового сопротивления и почти полного отсутствия поглощающей способности материала покрытия накладок, а так же прокладок стыковой электромагнитные поля в стыке способны быстро накапливаться. В этих условиях, когда выбираются все возможные зазоры в болтовых соединениях, расстояние между торцами рельсов возрастает и возрастает возможность заполнения данного промежутка металлическими частицами, способными образовать электропроводящий шунт между рельсами. В аналогах изолирующий стык является недостаточно надежным из-за разрушения покрытия боковой прокладки, состоящей из полос стеклопластика и магнитодиэлектрического эластомера, являющего недостаточно жестким, в этом участке при динамической нагрузке создаваемой колесными парами будет происходить сминание боковой прокладки, стеклопластик является накопителем статического напряжения, в результате в зоне стыка растет магнитное напряжение и происходит намагничивание концов рельса, что приводит к скоплению металлической стружки в области торцевой изоляции.The disadvantages of the known devices include the complete “screening” of side gaskets made of composite magnetodielectric materials - fiberglass and elastomer, which are close in characteristics to polyurethane, expanded polystyrene, armamide, and rubber. Such dielectrics attract metal dust, shavings, and scale, which accelerate the accumulation and deepening of the magnetized layer under the influence of electromagnetic fields; at the ends of the rails being joined, molecules are polarized in direct proportion to the type of source and the length of the overlays. Therefore, due to the large wave impedance and the almost complete absence of absorbing ability of the coating material of the linings, as well as butt gaskets, electromagnetic fields in the joint are able to quickly accumulate. Under these conditions, when all possible gaps in bolted joints are selected, the distance between the ends of the rails increases and the possibility of filling this gap with metal particles that can form an electrically conductive shunt between the rails increases. In analogs, the insulating joint is not reliable due to the destruction of the side gasket coating, consisting of fiberglass and magnetodielectric elastomer strips, which are not rigid enough, in this area, under the dynamic load created by the wheel pairs, the side gasket will crumple, the fiberglass is a static voltage storage device, as a result In the joint zone, the magnetic voltage grows and the ends of the rail become magnetized, which leads to the accumulation of metal chips in the region STI end insulation.

В заявляемой полезной модели повышение надежности со снижением напряженности магнитного поля в рельсовом изолирующем стыке до нулевого значения, ликвидация статического напряжения и свободное прохождение магнитного потока в зоне стыкуемых рельсов достигается за счет того, что болты до начала резьбы, выполнены изолированными с интерференционным покрытием на основе пропиточно-заливочных эпоксидных компаундов. В устройстве не применяется втулка, поэтому обеспечивается жесткость и надежность изоляции, болт не касается шейки рельса, что изолирует рельс от накладок. Вкладыши, из древесины хвойных пород являющиеся стабилизаторами магнитных потоков термически закреплены совместно с боковой прокладкой. Вкладыш расположен с зазором между ним и металлической накладкой, по всей ее длине не менее 0,1 мм и не более 1,0 мм, при зазоре менее 0,1 мм будет происходить снижение пропускающей способности магнитного потока, при зазоре более 1,0 мм будет недостаточная стабилизация магнитных потоков, при зазоре 1,0 мм достигается наилучший результат стабилизации магнитных потоков. Вкладыш расположен с зазором между ним и шейкой рельса не менее 0,1 мм не более 2,5 мм, для улучшения диэлектрических свойств, при зазоре менее 0,1 мм происходит снижение пропускающей способности магнитного потока, при зазоре более 2,5 мм будет недостаточная стабилизация магнитных потоков, при зазоре 1,0 мм достигается наилучший результат стабилизации магнитных потоков. Вкладыш из древесины хвойных пород, термически закреплен с боковой прокладкой, а также стыковая прокладка на основе фибры полиамидной локализуют намагниченность стыка. Стыковая прокладка, расположенная между торцами рельсов, выполненная из сульфидных связующих высокопрочных диэлектрических материалов на основе фибры полиамидной, невосприимчива к намагничиванию стыкуемых концов рельсов с пределом прочности на сжатие не менее 3000 кН. Боковая прокладка, охватывающая металлическую накладку, выполнена армированной, ячейки ее составляют не менее 0,5×0,5 мм и не более 5,0×5,0 мм с интерференционным покрытием на основе пропиточно-заливочных эпоксидных компаундов. При размере ячейки более 5,0×5,0 мм, не будет обеспечена жесткость и надежность интерференционного покрытия на основе эпоксидных компаундов, а при размере ячейки менее 0,5×0,5 мм, нужно будет наносить слишком толстый слой интерференционного покрытия на основе пропиточно-заливочных эпоксидных компаундов, который плохо будет проникать между ячейками и не будет обеспечивать необходимую жесткость и надежность боковой прокладки. При размере ячейки 1,5×1,5 мм достигается наилучший результат стабилизации магнитных потоков. Боковая прокладка является диэлектриком, не обладающим свойством намагничивания, что увеличивает прохождение магнитного потока и в зоне стыкуемых рельсов не создается статическое напряжение.In the claimed utility model, increasing reliability with decreasing magnetic field strength in the rail insulating joint to zero, eliminating static voltage and free passage of magnetic flux in the area of the joined rails is achieved due to the fact that the bolts are insulated with an interference coating based on impregnation prior to threading -filling epoxy compounds. The device does not use a sleeve, therefore, stiffness and reliability of insulation is ensured, the bolt does not touch the neck of the rail, which isolates the rail from the plates. Inserts made of coniferous wood, which are stabilizers of magnetic flux, are thermally fixed together with the side gasket. The insert is located with a gap between it and the metal plate, over its entire length of not less than 0.1 mm and not more than 1.0 mm, with a gap of less than 0.1 mm, there will be a decrease in the transmittance of the magnetic flux, with a gap of more than 1.0 mm there will be insufficient stabilization of magnetic fluxes, with a gap of 1.0 mm the best result of stabilization of magnetic fluxes is achieved. The insert is located with a gap between it and the neck of the rail of not less than 0.1 mm, not more than 2.5 mm, to improve the dielectric properties, with a gap of less than 0.1 mm, the transmission capacity of the magnetic flux decreases, with a gap of more than 2.5 mm there will be insufficient stabilization of magnetic fluxes, with a gap of 1.0 mm the best result is stabilization of magnetic fluxes. A softwood liner thermally fixed with a side gasket, as well as a butt gasket based on polyamide fiber, localize the magnetization of the joint. A joint strip located between the ends of the rails, made of sulfide binders of high-strength dielectric materials based on polyamide fiber, is immune to magnetization of the joined ends of rails with a compressive strength of at least 3000 kN. The side gasket covering the metal plate is made reinforced, its cells are not less than 0.5 × 0.5 mm and not more than 5.0 × 5.0 mm with an interference coating based on impregnating and casting epoxy compounds. If the mesh size is more than 5.0 × 5.0 mm, the stiffness and reliability of the interference coating based on epoxy compounds will not be ensured, and if the mesh size is less than 0.5 × 0.5 mm, an excessively thick layer of interference coating based on impregnating and pouring epoxy compounds, which will penetrate poorly between cells and will not provide the necessary rigidity and reliability of the side gasket. With a cell size of 1.5 × 1.5 mm, the best result of stabilization of magnetic fluxes is achieved. The side gasket is a dielectric that does not have the property of magnetization, which increases the passage of magnetic flux and no static voltage is created in the area of the rails being joined.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом позволяет сделать вывод, о том, что заявляемая полезная модель отвечает условиям патентоспособности: является новой и промышленно применимой.A comparative analysis of the proposed solution with the prototype allows us to conclude that the claimed utility model meets the conditions of patentability: it is new and industrially applicable.

Изолирующий стык поясняется следующими чертежами:The insulating joint is illustrated by the following drawings:

на фиг. 1 показано поперечное сечение изолирующего стыка.in FIG. 1 shows a cross section of an insulating joint.

на фиг. 2 показано поперечное сечение металлической накладки и вкладыша.in FIG. 2 shows a cross section of a metal plate and an insert.

Сущность заявляемого устройства заключается в том, что изолирующий стык включает расположенную между торцами рельсов 1 стыковую прокладку 5 выполненную на основе фибра полиамидных материалов, металлическую накладку 2, боковую прокладку 3, выполненную из армированного антистатического материала, ячейки которого составляют не менее 0,5×0,5 мм и не более 5,0×5,0 мм с интерференционным покрытием на основе пропиточно-заливочных эпоксидных компаундов и охватывающую металлическую накладку 2. Металлические накладки 2 с вкладышами 8 из древесины хвойных пород, термически закрепленными с боковой прокладкой 3, стянуты в монолит посредством крепежных элементов - гаек 7, усиленной шайбы-гровера 6, болтов 4. Болты 4 до начала резьбы, выполнены изолированными с интерференционным покрытием на основе пропиточно-заливочных эпоксидных компаундов, их вставляют через отверстия металлических накладок 2 и отверстия рельсов 1. Вкладыш 8 расположен с зазором между ним и металлической накладкой 2, по всей ее длине не менее 0,1 мм и не более 1,0 мм и с зазором между ним и шейкой рельса 1 не менее 0,1 мм не более 2,5 мм.The essence of the claimed device lies in the fact that the insulating joint includes a butt strip 5 located between the ends of the rails 1 made on the basis of fiber of polyamide materials, a metal strip 2, a side strip 3 made of reinforced antistatic material, the cells of which are at least 0.5 × 0 , 5 mm and not more than 5.0 × 5.0 mm with an interference coating based on impregnation-casting epoxy compounds and covering a metal plate 2. Metal plates 2 with inserts 8 of pine rocks, thermally fixed with a side gasket 3, are tightened into a monolith by means of fasteners - nuts 7, a reinforced washer-grover 6, bolts 4. The bolts 4 before the thread are made, insulated with an interference coating based on impregnating and pouring epoxy compounds, they are inserted through the holes of the metal plates 2 and the holes of the rails 1. The insert 8 is located with a gap between it and the metal plate 2, over its entire length of not less than 0.1 mm and not more than 1.0 mm and with a gap between it and the neck of the rail 1 not less 0.1 mm no more than 2.5 m m

Технико-экономический эффект.Technical and economic effect.

Использование изолирующего стыка позволяет повысить его надежность и снизить напряженность магнитного поля в рельсовом изолирующем стыке до нулевого значения. Изолирующий стык не требуют дополнительного обслуживания по уровню намагниченности в эксплуатационных условиях, независимо от плана и профиля пути, как с электротягой, так и с автономной тягой поездов, а также при высоких скоростях движения.The use of an insulating joint allows to increase its reliability and reduce the magnetic field strength in a rail insulating joint to a zero value. The insulating joint does not require additional maintenance according to the level of magnetization in operating conditions, regardless of the plan and profile of the track, both with electric traction and with autonomous traction of trains, as well as at high speeds.

Claims

An insulating joint, comprising metal plates located on both sides of the rail, tightened by nuts, bolts and washers, liners installed in the sinuses of the plates, a butt gasket located between the ends of the rails, side gaskets located between the plates and the rail, characterized in that the bolts are made insulated with an interference coating based on epoxy compounds, and softwood liners are thermally fixed with a side gasket, and the liner is located with a gap between it and a metal strip over its entire length of not less than 0.1 mm and not more than 1.0 mm and with a gap between it and the neck of the rail of not less than 0.1 mm not more than 2.5 mm, while the butt gasket is made on the basis of polyamide fiber, and the side gasket covering the metal plate is made reinforced, the cells of which are not less than 0.5 × 0.5 mm and not more than 5.0 × 5.0 mm with an interference coating based on epoxy compounds.