RU30121U1

RU30121U1 - Rail Butt Connector

Info

Publication number: RU30121U1
Application number: RU2002133620/20U
Authority: RU
Inventors: А.В. Андреев; А.М. Храмцов; В.И. Норченков
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2003-06-20

Description

20021336202002133620

|||1НПШ1111Ш1111Ш1||| 1NPSh1111Sh1111Sh1

i о о I II 5/3 6 г оi o o I II 5/3 6 g o

МПК 6: В 60 М 5/00IPC 6: B 60 M 5/00

Рельсовый стыковой соединительRail Butt Connector

Полезная модель относится . к устройствам рельсовых цепей и предназначено для пропуска по рельсам сигнального и тягового токов на участках железных дорог с электрической тягой.The utility model applies. to devices of rail circuits and is intended for passing signal and traction currents on rails on sections of railways with electric traction.

Известен рельсовый стыковой соединитель, состоящий из стыковой накладки и токопроводящих соединителей, причем токопроводящие соединители, выполненные из стальных стержней омегообразной формы, одним концом приварены к накладке, а другим - к шейкам рельсов по линии нейтральной оси их поперечного сечения (см. патент РФ № 2085415 «Соединитель рельсовый стыковой, В 60 М 5/00, опубликованный 27.07.97.)Known rail butt connector, consisting of a butt plate and conductive connectors, and conductive connectors made of steel rods of omega shape, one end welded to the plate, and the other to the necks of the rails along the neutral axis of their cross section (see RF patent No. 2085415 “Butt rail connector, 60 M 5/00, published July 27, 1997.)

Стык рельсов - самое напряженное и слабое место в железнодорожном пути, а рельсовый стыковой соединитель служит для надежного соединения рельсов и обеспечения устойчивой работы устройств сигнализации, централизации и блокировки, что достигается за счет высокой электропроводности стыка, то есть за счет постоянного по величине малого переходного сопротивления в стыке рельсов.The rail joint is the most stressful and weak point in the railway line, and the rail butt connector serves for reliable rail connection and ensures stable operation of signaling, centralization and blocking devices, which is achieved due to the high electrical conductivity of the joint, that is, due to the constant low transient resistance at the junction of the rails.

Наличие в известном рельсовом стыковом соединителе сварных соединений увеличивает переходное сопротивление в стыке, то есть снижает его электропроводность.The presence of welded joints in a known rail butt connector increases the transition resistance at the joint, that is, reduces its electrical conductivity.

Кроме того, сварные соединения, находящиеся в зоне влияния вибрации, достаточно быстро разрущаются, то есть являются ненадежными в эксплуатации.In addition, welded joints located in the zone of influence of vibration are quickly destroyed, that is, they are unreliable in operation.

Недостатком данной конструкции рельсового стыкового соединителя является также невозможность его использования для сигнализации о механических неполадках в стыке рельсов, например, из-за ослаблении соединении рельсов между собой. Это связано с тем, что ток через стык проходит по жестко связанным между собой элементам цепи: рельс токосоединитель - стыковая накладка - токосоединитель - рельс и поэтому сигнализация срабатывает только в случае нарушения целостности данной электрической цепи, но не при нарушении соединения рельсов между собой, например, из-за ослабления болтового соединения накладки с рельсами под действием вибрации, что представляет прямую угрозу безопасности движения, то есть может привести к сходу поезда с рельсов.The disadvantage of this design of the rail butt connector is the impossibility of its use for signaling about mechanical problems in the junction of the rails, for example, due to the weakening of the rails. This is due to the fact that the current through the joint passes through the circuit elements that are rigidly interconnected: the rail is a current connector - a butt plate - a current connector - a rail and therefore the alarm is triggered only if the integrity of this electrical circuit is violated, but not if the rails are interconnected, for example , due to the weakening of the bolt connection of the lining with the rails under the influence of vibration, which poses a direct threat to traffic safety, that is, it can lead to the derailment of the train.

Таким образом, недостатками данного известного рельсового стыкового соединителя являются: высокое переходное сопротивление между соединяемыми рельсами, малая эксплуатационная надежность соединения и невозможность использования для сигнализации о механических неполадках в стыке.Thus, the disadvantages of this known rail butt connector are: high contact resistance between the connected rails, low operational reliability of the connection and the inability to use for signaling about mechanical problems in the joint.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому рельсовому стыковому соединителю является рельсовый стыковой соединитель, описанный в заявке РФ № 97107311 на изобретение «Рельсовое стыковое соединение и материал для изготовления его токопроводяшего соединителя, В 60 М 5/00, опубликованной 20.04.99.The closest in technical essence to the claimed rail butt connector is the rail butt connector described in the application of the Russian Federation No. 97107311 for the invention "Rail butt joint and material for the manufacture of its conductive connector, 60 M 5/00, published on 04/20/99.

Данный рельсовый стыковой соединитель состоит из стыковой накладки и токопроводящих соединителей, причем токопроводящие соединители представляют собой пластины из абразиво-металлоэпоксиполимерного материала и размещены между наклонной поверхностью подошвы рельса и концом стыковой накладки.This rail butt connector consists of a butt plate and conductive connectors, and the conductive connectors are plates of abrasive-metal-epoxy polymer material and are placed between the inclined surface of the rail sole and the end of the butt plate.

Токопроводящие соединители, изготовленные из материала на основе эпоксидного порошка, ненадежны при эксплуатации, так как:Conductive connectors made of epoxy powder-based material are unreliable during operation, as:

-эпоксидные соединения разрушаются под действием вибрации, а в рельсовом стыке вибрации значительные,- epoxy compounds are destroyed by vibration, and in the rail junction the vibrations are significant,

-при низких температурах такие материалы становятся хрупкими и трескаются.- at low temperatures, such materials become brittle and crack.

Кроме того, применение специального материала для изготовления токопроводящих соединителей делает их производство дорогим и достаточно сложным.In addition, the use of special material for the manufacture of conductive connectors makes their production expensive and quite difficult.

Конструкция данного рельсового стыкового соединителя исключает также и возможность его использования для сигнализации о повреждениях в стыке, например, за счет ослаблении соединения рельсов между собой. Это объясняется теми же причинами, что и в вышеописанном рельсовом стыковом соединителе, а именно: токопроводящие соединители плотно прижаты накладкой к подошве рельса и обеспечивают тем самым цепь для протекания тока через стык, но сигнализация при этом срабатывает только в случае разрушения полимерных токопроводящих соединителей, но не при нарушениях в самом рельсовом стыке.The design of this rail butt connector also eliminates the possibility of its use for signaling damage to the joint, for example, by weakening the connection of the rails to each other. This is explained by the same reasons as in the rail butt connector described above, namely: the conductive connectors are pressed tightly by the pad to the rail sole and thereby provide a circuit for the current to flow through the joint, but the alarm is only triggered if the polymer conductive connectors are destroyed, but not for violations in the rail junction itself.

Задачей данной полезной модели является создание простого, недорогого, надежного рельсового стыкового соединителя с малым переходным сопротивлением в стыке и обеспечиваюш;его сигнализацию о механических неполадках в стыке, например, при ослаблении соединения рельсов между собой. Для решения данной задачи в заявляемом рельсовом стыковомThe objective of this utility model is to create a simple, inexpensive, reliable rail butt connector with low transition resistance at the junction and provide it; signaling it about mechanical malfunctions at the junction, for example, when the rails are loosened together. To solve this problem in the inventive rail butt

соединителе, состояп ;ем из стыковой накладки и токопроводяп;их соединителей, согласно полезной модели токопроводящие соединители выполнены, по крайней мере, из одного слоя токопроводящего материала, например, меди, нанесенного хотя бы на одну из контактных поверхностей стыковой накладки.a connector, consisting of a butt plate and a conductive cable; their connectors, according to a useful model, the conductive connectors are made of at least one layer of conductive material, for example, copper, applied to at least one of the contact surfaces of the butt plate.

Кроме того, рабочая поверхность токопроводящих соединителей может иметь рыхлую структуру и содержать абразивные частицы.In addition, the working surface of the conductive connectors may have a loose structure and contain abrasive particles.

В стыковой накладке нод контактными поверхностями понимают поверхности, которые в рабочем положении контактируют с нижней частью головки рельса, шейкой рельса и верхней частью подошвы рельса.In the butt pad, the contact surfaces are understood to mean surfaces which in the working position are in contact with the lower part of the rail head, the neck of the rail and the upper part of the rail sole.

Рабочей поверхностью токопроводяш;его соединителя считают его внешнюю поверхность, которая в рабочем состоянии находится в контакте с элементами (головкой, шейкой, подошвой) рельса.The working surface is conductive; its connector is considered its external surface, which in working condition is in contact with the elements (head, neck, sole) of the rail.

Выполнение токопроводящих соединителей в виде нанесенного хотя бы на одну из контактных поверхностей стыковой накладки одного или нескольких слоев токопроводяш,его материала, например, меди, позволяет:The implementation of conductive connectors in the form deposited on at least one of the contact surfaces of the butt plate of one or more layers of conductive material, for example, copper, allows:

-сделать конструкцию предельно простой, так как в ней отсутствуют наружные элементы, для установки которых требуются дополнительные трудозатраты,-make the design extremely simple, since there are no external elements in it, for the installation of which additional labor costs are required,

-снизить металлоемкость, то есть сделать конструкцию более дешевой, так как каждый слой токопроводящего материала, наносимый на контактные поверхности стыковой накладки, имеет толшину в пределах 100 мкм,-decrease the intensity, that is, to make the design cheaper, since each layer of conductive material deposited on the contact surfaces of the butt plate has a thickness within 100 microns,

-увеличить прочность и надежность соединителей за счет использования многослойного нанесения токопроводящего материала, причем количество наносимых слоев выбирается исходя из условий эксплуатации участка пути, на котором будет установлен стыковой соединитель,-increase the strength and reliability of the connectors through the use of multilayer deposition of conductive material, and the number of layers applied is selected based on the operating conditions of the path section on which the butt connector will be installed,

-обеспечить надежный электрический контакт между накладкой и рельсом, так как под действием вибрации и за счет шероховатости поверхности рельса происходит диффузия токопроводящего материала с рабочей поверхности токопроводящего соединителя на поверхность рельса, в результате чего переходное сопротивление между соединяемыми рельсами значительно уменьшается.- ensure reliable electrical contact between the plate and the rail, since under the influence of vibration and due to the roughness of the rail surface, the conductive material diffuses from the working surface of the conductive connector to the rail surface, as a result of which the transition resistance between the connected rails is significantly reduced.

использовать данный рельсовый стыковой соединитель дляuse this rail butt connector for

сигнализации о механических неполадках в стыке, за счет того, чтоsignaling of mechanical malfunctions at the joint, due to the fact that

при нарушениях соединения рельсов между собой, стыковаяin case of violations of the connection of rails with each other, butt

накладка либо отходит от поверхности рельса и происходит разрывthe pad either moves away from the rail surface and breaks

электрической цепи, либо контакт стыковой накладки с рельсамиelectrical circuit, or contact of the butt plate with the rails

ослабевает, переходное сопротивление увеличивается, сигнальныеweakens, transient resistance increases, signal

токи резко уменьшаются, что эквивалентно разрыву электрическойcurrents sharply decrease, which is equivalent to a break in the electric

цепи, и тут же происходит срабатывание сигнализация.circuit, and then an alarm occurs.

Выбор контактных поверхностей стыковой накладки, на которыеThe choice of contact surfaces of the butt plate on which

наносится токопроводящий материал, производят исходя из кривизныconductive material is applied, produced based on the curvature

пути, скоростей подвижного состава, грузонапряженности и т.д.ways, speeds of rolling stock, cargo intensity, etc.

Рыхлая структура рабочей поверхности токопроводящих соединителей ускоряет процесс диффузии токопроводящего материала на поверхность рельса.The loose structure of the working surface of the conductive connectors accelerates the diffusion of the conductive material onto the rail surface.

Наличие абразивных частиц на рабочей поверхности токопроводяших соединителей позволяет разрушать окисную пленку на поверхности рельсов, что обеспечивает надежный контакт между токопроводяшими соединителями и рельсами, снижает переходное сопротивление и еш;е больше ускоряет процесс диффузии токопроводяш,его материала с контактной поверхности накладки на поверхность рельса. Размер абразивных частиц соизмерим с толщиной верхнего рабочего слоя токопроводящих соединителей, то есть абразивные частицы выступают над рабочей поверхностью токопроводящих соединителей.The presence of abrasive particles on the working surface of the conductive connectors allows to destroy the oxide film on the surface of the rails, which ensures reliable contact between the conductive connectors and rails, reduces the transient resistance and es; e accelerates the diffusion of the conductive material from the contact surface of the lining on the rail surface. The size of the abrasive particles is commensurate with the thickness of the upper working layer of the conductive connectors, that is, the abrasive particles protrude above the working surface of the conductive connectors.

При проведении поиска по источникам патентной и научнотехнической информации не было обнаружено рещений, содержащих совокупность предлагаемых признаков для решения поставленной задачи, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна.When conducting a search on the sources of patent and scientific and technical information, no solutions were found containing the totality of the proposed features for solving the task, which allows us to conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "novelty.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображена стыковая накладка (вид сбоку), на фиг. 2 - рельсовый стыковой соединитель (вид сбоку), на фиг.З - рельсовый стык с установленным соединителем.The utility model is illustrated by drawings, where in Fig. 1 a butt plate (side view) is shown, in Fig. 2 - rail butt connector (side view), in Fig.Z - rail joint with mounted connector.

Рельсовый стыковой соединитель 1, который может быть применен на прямолинейном средненагруженном участку пути со значительными вибрациями в месте стыка, состоит из стыковой накладки 2 с контактными поверхностями 3, 4, 5 и 6. Упругие токопроводящие соединители 7 выполнены из двух слоев 8 и 9 меди. Внутренний слой 8, толщина которого равна 80 мкм, нанесен на поверхности 3, 4 и 5 гальваническим способом, а внешний, имеющий более рыхлую структуру, слой 9, являющийся рабочей поверхностью соединителей 7, нанесен толщиной 80 мкм на слой 8 с помощью известного способа напыления. На поверхность слоя 9 с помощью напыления или токопроводящего клея нанесены абразивные частицы 10, размером до 90 мкм.The rail butt connector 1, which can be used on a straight, medium loaded track section with significant vibrations at the junction, consists of a butt plate 2 with contact surfaces 3, 4, 5 and 6. The elastic conductive connectors 7 are made of two copper layers 8 and 9. The inner layer 8, the thickness of which is 80 μm, is deposited on the surface 3, 4 and 5 by a galvanic method, and the external layer, which has a looser structure, layer 9, which is the working surface of the connectors 7, is deposited with a thickness of 80 μm on the layer 8 using a known spraying method . Abrasive particles 10 up to 90 microns in size are deposited on the surface of layer 9 by spraying or conductive glue.

Работа рельсового стыкового соединителя заключается в следующем. Рельсовый стыковой соединитель 1 устанавливают в месте стыка рельсов 11 и с помощью болтов (на чертеже не показаны) подтягивают накладку 2, обеспечивая необходимую плотность прилегания токопроводящих соединителей 7 к поверхности рельсов 11. При прохождении поезда ток проходит через рельсы 11, токопроводящие соединители 7 и накладку 2, которая при этом удерживает рельсы 11 в заданном положении. При прохождении поезда в стыке рельсов 11 возникает сильная вибрация, под действием которой болтовое соединение, с помощью которого накладка 2 крепится к рельсам 11, ослабевает. Появивщийся воздущный зазор между токопроводящими соединителями 7 накладки 2 и поверхностью рельсов 11 способствует образованию окисных пленок, то есть переходное сопротивление в стыке возрастает, величина сигнальных токов резкоThe operation of the rail butt connector is as follows. The rail butt connector 1 is installed at the junction of the rails 11 and with the help of bolts (not shown) tighten the plate 2, providing the necessary tightness of the conductive connectors 7 to the surface of the rails 11. When the train passes, the current passes through the rails 11, conductive connectors 7 and the plate 2, which at the same time holds the rails 11 in a predetermined position. When passing the train at the junction of the rails 11, a strong vibration occurs, under the influence of which the bolt connection, with which the pad 2 is attached to the rails 11, weakens. The emerging air gap between the conductive connectors 7 of the lining 2 and the surface of the rails 11 promotes the formation of oxide films, that is, the transition resistance at the junction increases, the magnitude of the signal currents sharply

уменьшается, и на диспетчерском пульте (на чертеже не показан) появляется информация о неисправности на данном участке пути.decreases, and on the dispatching console (not shown in the drawing) appears information about the malfunction in this section of the track.

Заявляемый рельсовый стыковой соединитель прост в изготовлении, обеспечивает стабильную электропроводность стыка, может использоваться для сигнализации повреждений в рельсовых стыках и создает оптимальные условия для работы путевой техники.The inventive rail butt connector is simple to manufacture, provides stable electrical conductivity of the joint, can be used to signal damage to the rail joints and creates optimal conditions for the operation of track equipment.

Claims

1. Rail butt connector, consisting of a butt plate and conductive connectors, characterized in that the conductive connectors are made of at least one layer of conductive material, such as copper, applied to at least one of the contact surfaces of the butt plate.

2. Rail butt connector according to claim 1, characterized in that the working surface of the conductive connectors has a loose structure.

3. Rail butt connector according to claims 1 and 2, characterized in that the working surface of the conductive connectors contains abrasive particles.