RU163717U1 - Изолирующий стык - Google Patents

Abstract

1. Изолирующий стык, содержащий расположенные по обе стороны рельсов прижимные планки, болты с гайками и шайбами, стыковые накладки из композиционного материала, имеющие со стороны, прилегающей к шейке рельса, проточку, в которой закреплен закладной элемент, наружная часть закладного элемента покрыта магнитодиэлектрическим эластомером толщиной, обеспечивающей постоянный контакт с шейкой рельса, торцевую изоляцию, выполненную в виде прокладки из магнитодиэлектрического композиционного материала толщиной, обеспечивающей постоянный контакт с закладным элементом, на центральной части закладного элемента выполнена канавка на всю высоту закладного элемента и по ширине равная толщине торцевой изоляции, отличающийся тем, что закладной элемент выполнен из постоянного магнита с направленной полярностью, а накладка в изолирующем стыке установлена таким образом, чтобы направление магнитного поля постоянного магнита было противоположным направлению магнитного поля изолирующего стыка, профиль проточки в поперечном сечении накладки выполнен асимметричным, проточка выполнена на всю длину накладки, накладка выполнена из слоистого стеклопластика, магнитодиэлектрический эластомер выполнен из композиции, содержащей полиуретановый эластомер и порошок железа при соотношении компонентов, мас. ч: (58-65) - (35-42) и имеющей твердость по Шору 50-75 единиц по шкале А, ширина канавки равна 7-9 мм, торцевая изоляция состоит из электроизоляционной основы, имеющей торцевую и боковые поверхности, выполненной из стеклонаполненного полимерного материала, имеющего относительную деформацию 3-8% при разрушении на разрыв, и магнитодиэлектрической

Description

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности верхнего строения железнодорожного пути, и может быть использовано в конструкции изолирующих рельсовых стыков с накладками из композитного материала.

Существенными признаками технического решения изостык, является наличие расположенных по обе стороны рельсов стыковых накладок из композиционного материала, прижимных планок, болтов с гайками, наличие торцевой изоляцией (торцевой прокладки), установленной в стыковом зазоре.

Известно электрически изолирующее рельсовое стыковое соединение, содержащее расположенные по обе стороны рельсов стыковые накладки из композиционного материала, прижимные планки и болты с гайками, болты имеют подголовок овальной формы и увеличенное в горизонтальной плоскости сечение участка от подголовка до резьбы, то есть в районах контакта с рельсами и стыковыми накладками со стороны головок болтов, при этом в стыковой зазор установлена торцевая изоляция. (Патент RU №2278196, заявка 2004115420 от 24.05.2004 г., МПК Е01В 11/54)

Накладка в данном техническом решении имеет хорошие диэлектрические свойства, необходимые для работы изолирующего стыка, однако при ее использовании в изолирующих стыках резко возрастает намагниченность изолирующих стыков, что приводит к притягиванию металлических частиц и пыли в изостык. При их накоплении происходит образование шунтирующих электропроводных мостиков, в результате чего происходит самопроизвольное перекрытие пути светофорами. Наличие в стыковом зазоре торцевой изолирующей прокладки не решает вопроса об отсутствии электрического замыкания изолирующего стыка. Напряженность магнитного поля в стыке со временем увеличивается, в результате образуются мостики, огибающие торцовую изоляцию и замыкают электрическую цепь. Снижается безопасность движения подвижного состава по железной дороге.

Известен изолирующий стык содержащий расположенные по обе стороны рельсов прижимные планки, болты с гайками и шайбами, стыковые накладки из композиционного материала, имеющие со стороны, прилегающей к шейке рельса проточку, в которой закреплен закладной элемент выполненый из магнитомягкого материала, наружная часть закладного элемента покрыта магнитодиэлектрическим эластомером толщиной, обеспечивающей постоянный контакт с шейкой рельса, торцевую изоляцию выполненную в виде прокладки из магнитодиэлектрического композиционного материала толщиной, обеспечивающей постоянный контакт с закладным элементом, на центральной части закладного элемента, выполнена канавка, на всю высоту закладного элемента и по ширине равная толщине торцевой изоляции Данное техническое решение принято в качестве прототипа. (Патент RU №126331, заявка 2012149423 от 20.11.2012 г., МПК Е01В 11/00).

Недостатком данного технического решения являются недостаточная упругость и устойчивость материала прокладки при воздействии динамических нагрузок в процессе эксплуатации. Под воздействием сжимающих усилий, возникающих при «сгонке» рельсов вследствие повышения температур (например, летом), происходит деформация с последующим разрушением торцевой изоляции (разрушение может быть в виде отрыва головной части, разрушение головной части по контуру и т.д.), образование сквозных трещин, которые также могут забиваться металлическими частицами, что приводит к короткому замыканию. Кроме этого выявлена недостаточная прочность основы накладки и незначительном снижении напряженности магнитного поля изолирующего стыка. Проведенные испытания накладок в реальных условиях показали, что разрушение накладки начинается в верхней части проточки. Проточка имеет поперечные грани, которые образуют с основанием проточки прямые углы, являющиеся концентраторами напряжений, что так же снижает прочность накладки.

Задачей заявляемого технического решения является повышение безопасности движения подвижного состава по железной дороге.

В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в повышении прочности изолирующего стыка. Технический результат достигается изолирующим стыком, содержащим расположенные по обе стороны рельсов прижимные планки, болты с гайками и шайбами, стыковые накладки из композиционного материала, имеющие со стороны, прилегающей к шейке рельса проточку, в которой закреплен закладной элемент, наружная часть закладного элемента покрыта магнитодиэлектрическим эластомером толщиной, обеспечивающей постоянный контакт с шейкой рельса, торцевую изоляцию, выполненную в виде прокладки из магнитодиэлектрического композиционного материала толщиной, обеспечивающей постоянный контакт с закладным элементом, на центральной части закладного элемента, выполнена канавка, на всю высоту закладного элемента и по ширине равная толщине торцевой изоляции, при этом закладной элемент выполнен из постоянного магнита с направленной полярностью, а накладка в изолирующем стыке установлена таким образом, чтобы направление магнитного поля постоянного магнита было противоположным направлению магнитного поля изолирующего стыка, профиль проточки в поперечном сечении накладки выполнен асимметричным, проточка выполнена на всю длину накладки, накладка выполнена из слоистого стеклопластика, магнитодиэлектрический эластомер выполнен из композиции содержащей полиуретановый эластомер и порошок железа при соотношении компонентов, масс. ч: (58-65) - (35-42) и имеющий твердость по Шору 50-75 единиц по шкале А, ширина канавки ровна 7-9 мм, торцевая изоляция, состоит из электроизоляционной основы имеющей торцевую и боковые поверхности выполненной из стеклонаполненного полимерного материала, имеющего относительную деформацию 3-8% при разрушении на разрыв и магнитодиэлектрической эластичной обечайки выполненной из композиции, содержащей полиуретановый эластомер и порошок железа при соотношении компонентов, масс. ч: (58-65) - (35-42) и имеющей твердость по Шору 50-75 единиц по шкале А, закрепленной на боковой поверхности механически по типу «шип-паз» и выступающей за контуры головки, шейки и подошвы стыкуемых рельсов. Кроме этого, суммарная толщина закладного элемента, слоя клея, наружного слоя магнитодиэлектрического эластомера составляет 0,2-0,3 толщины накладки, глубина проточки ровна 0,15-0,22 толщины накладки, закрепление закладного элемента произведено при помощи полиуретанового клея, слоистый стеклопластик имеет прочность на сжатие вдоль слоев ткани не менее 250 МПа, прочность на растяжение вдоль слоев ткани не менее 450 МПа и прочность на изгиб вдоль слоев ткани не менее 700 МПа, стеклонаполненный полимерный материала имеет прочность на сжатие не менее 200 МПа, стеклонаполненный полимерный материал имеет удельное электрическое сопротивление не менее 10¹⁰ Ом·см, контур обечайки в районе подошвы стыкуемых рельсов выступает за контур подошвы, не ограниченный стыковыми накладками, на 4-5 мм, по внешнему контуру боковой поверхности основы выполнены пазы, а на обечайке по внутреннему контуру выполнены гребни, которые входят в пазы на основе, образуя разъемное механическое соединение основы и обечайки.

Выполнение накладки из слоистого стеклопластика, изменение профиля проточки в поперечном сечении, выполнена асимметричной, и выполнение проточки на всю длину накладки, с одной стороны, торцевой изоляция выполненную составной и состоящей из электроизоляционной основы из стеклонаполненного полимерного материала, имеющего относительную деформацию 3-8% при разрушении на разрыв и магнитодиэлектрической эластичной обечайки выполненной из композиции, содержащей полиуретановый эластомер и порошок железа при соотношении компонентов, масс. ч: (58-65) - (35-42) и имеющей твердость по Шору 50-75 единиц по шкале А, и закрепленной на боковой поверхности механически по типу «шип-паз» с другой стороны существенно повышает прочность изолирующего стыка. Выполнение закладного элемента из постоянного магнита с направленной полярностью, и расположение накладка в изолирующем стыке установлена таким образом, что бы направление магнитного поля постоянного магнита было противоположным направлению магнитного поля изолирующего стыка позволяет снизить напряженность магнитного поля изолирующего стыка.

Благодаря наличию данных отличительных признаков в совокупности с известными, указанными в ограничительной части формулы, достигается технический результат, заключающийся в повышении прочности изолирующего стыка и снижение напряженности магнитного поля изолирующего стыка.

Полезная модель поясняется чертежами фиг. 1-4. На фиг. 1 изображен изолированный рельсовый стык в сборе. На фиг. 2 изображена накладка со стороны закладного элемента. На фиг. 3 изображен вертикальный разрез накладки и закладного элемента. На фиг. 4 изображен горизонтальный разрез накладки и закладного элемента. На фиг. 5 изображена торцевая изоляция. На фиг. 6 изображен разрез торцевой изоляции по боковой плоскости. На фиг. 7 показано расположение постоянных магнитов относительно стыка.

Изолирующим стык содержит расположенные по обе стороны рельса 1 стыковые накладки 2 из слоистого стеклопластика, прижимные планки 3, болты с гайками и шайбами (на фиг. не обозначены), в стыковой зазор установлена торцевая изоляция 4, при этом на стыковой накладке 2 со стороны, прилегающей к шейке рельса, выполнена проточка 5 на всю длину накладки 2, а между двумя средними отверстиями для болтов крепления стыковых накладок 2 к рельсам 1, закреплен закладной элемент 6. Наружная часть закладного элемента 6 покрыта магнитодиэлектрическим эластомером 7 толщиной, обеспечивающей постоянный контакт с шейкой рельса 1. В покрытии эластомера 7, выступающей над поверхностью 8 накладки 2 на центральной части закладного элемента 6, выполнена канавка 9 на всю высоту закладного элемента 6. Закладной элемент, закреплен при помощи полиуретанового клея ПУ-2. Торцевая изоляция 4 по форме, повторяющей форму поперечного сечения соответственно головки, шейки и подошвы стыкуемых рельсов 1 состоит из электроизоляционной основы 10 имеющей 5 торцевую и боковую поверхности и обечайки 11 из магнитодиэлектрического эластомера. Обечайка 11 из магнитодиэлектрического эластомера частично выступает за контур поперечного сечения стыкуемых рельсов 1. По внешнему контуру боковой поверхности основы 10 выполнены пазы 10.1, а на обечайке по внутреннему контуру выполнены гребни 11.1, которые входят в пазы 10.2 на основе 10, образуя разъемное механическое соединение основы 10 и обечайки 11.

Контроль напряженности магнитного поля в изолирующем стыке определяют устройством по патенту RU №2444024. Накладки с закладными магнитными элементами располагают таким образом, что бы стрелка контрольного устройства стремилась принять положение параллельно зазору.

Полезная модель может быть реализована с использованием известного из уровня техники технологического оборудования и материалов.

Claims (9)

1. Изолирующий стык, содержащий расположенные по обе стороны рельсов прижимные планки, болты с гайками и шайбами, стыковые накладки из композиционного материала, имеющие со стороны, прилегающей к шейке рельса, проточку, в которой закреплен закладной элемент, наружная часть закладного элемента покрыта магнитодиэлектрическим эластомером толщиной, обеспечивающей постоянный контакт с шейкой рельса, торцевую изоляцию, выполненную в виде прокладки из магнитодиэлектрического композиционного материала толщиной, обеспечивающей постоянный контакт с закладным элементом, на центральной части закладного элемента выполнена канавка на всю высоту закладного элемента и по ширине равная толщине торцевой изоляции, отличающийся тем, что закладной элемент выполнен из постоянного магнита с направленной полярностью, а накладка в изолирующем стыке установлена таким образом, чтобы направление магнитного поля постоянного магнита было противоположным направлению магнитного поля изолирующего стыка, профиль проточки в поперечном сечении накладки выполнен асимметричным, проточка выполнена на всю длину накладки, накладка выполнена из слоистого стеклопластика, магнитодиэлектрический эластомер выполнен из композиции, содержащей полиуретановый эластомер и порошок железа при соотношении компонентов, мас. ч: (58-65) - (35-42) и имеющей твердость по Шору 50-75 единиц по шкале А, ширина канавки равна 7-9 мм, торцевая изоляция состоит из электроизоляционной основы, имеющей торцевую и боковые поверхности, выполненной из стеклонаполненного полимерного материала, имеющего относительную деформацию 3-8% при разрушении на разрыв, и магнитодиэлектрической эластичной обечайки, выполненной из композиции, содержащей полиуретановый эластомер и порошок железа при соотношении компонентов, мас. ч: (58-65) - (35-42) и имеющей твердость по Шору 50-75 единиц по шкале А, закрепленной на боковой поверхности механически по типу «шип-паз» и выступающей за контуры головки, шейки и подошвы стыкуемых рельсов.

2. Изолирующий стык по п.1, отличающийся тем, что суммарная толщина закладного элемента, слоя клея, наружного слоя магнитодиэлектрического эластомера составляет 0,2-0,3 толщины накладки.

3. Изолирующий стык по п.1, отличающийся тем, что глубина проточки равна 0,15-0,22 толщины накладки.

4. Изолирующий стык по п.1, отличающийся тем, что закрепление закладного элемента произведено при помощи полиуретанового клея.

5. Изолирующий стык по п.1, отличающийся тем, что слоистый стеклопластик имеет прочность на сжатие вдоль слоев ткани не менее 250 МПа, прочность на растяжение вдоль слоев ткани не менее 450 МПа и прочность на изгиб вдоль слоев ткани не менее 700 МПа.

6. Изолирующий стык по п.1, отличающийся тем, что стеклонаполненный полимерный материала имеет прочность на сжатие не менее 200 МПа.

7. Изолирующий стык по п.1, отличающийся тем, что стеклонаполненный полимерный материал имеет удельное электрическое сопротивление не менее 10¹⁰ Ом·см.

8. Изолирующий стык по п.1, отличающийся тем, что контур обечайки в районе подошвы стыкуемых рельсов выступает за контур подошвы, не ограниченный стыковыми накладками, на 4-5 мм.

9. Изолирующий стык по п.1, отличающийся тем, что по внешнему контуру боковой поверхности основы выполнены пазы, а на обечайке по внутреннему контуру выполнены гребни, которые входят в пазы на основе, образуя разъемное механическое соединение основы и обечайки.

Images