ЭЛЕКТРОИЗОЛИРУЮЩИЙ СТЫК ДЛЯ РЕЛЬСОВЫХ ЦЕПЕЙ Российский патент 2005 года по МПК E01B11/54 B61L23/16 

Изобретение относится к рельсовым стыковым соединениям и может быть использовано на рельсовом электротранспорте, преимущественно железнодорожном, для изоляции электрических рельсовых цепей устройств сигнализации, централизации и блокировки во всех климатических зонах РФ, эксплуатируемых в пролетах бесстыкового пути.

В процессе эксплуатации электроизолирующий стык в пролетах бесстыкового пути подвергается значительным знакопеременным нагрузкам. В летнее время только от температурного расширения на него действуют силы сжатия, достигающие величин 60-100 т.с. В сочетании с силами воздействия на путь подвижного состава (например, силой угона) и наличия отступлений в содержании пути (неровность в плане, невыдержанные размеры плеча балластной призмы и др.) силы сжатия могут стать причиной выброса пути.

В зимнее время на элементы стыка действуют растягивающие силы, которые при чрезмерно низких температурах (-30°С) могут достигать величин 120-170 т.с.

Известен электроизолирующий стык для рельсовых цепей, содержащий металлические двухголовые накладки, скрепленные болтовым соединением между собой с обеих сторон рельс с зазором относительно граней рельс, заполненным электроизолирующим материалом. Болты электроизолированы от двухголовых накладок с помощью втулок, выполненных также из электроизолирующего материала, а в выемке каждой двухголовой накладки установлен заполнитель, который жестко скреплен с ней и с электроизолирующим материалом, при этом электроизолирующий материал закреплен по всей поверхности металлической накладки (см. патент №2151078).

В качестве электроизолирующего материала может быть использована, например, стеклоткань, пропитанная связующим на основе эпоксидных смол.

Размещение заполнителя в выемке двухголовой накладки позволяет увеличить поверхность контакта накладки с размещенным на ней электроизолирующим материалом (электроизолирующей оболочкой) с поверхностью рельса, тем самым повысить износостойкость электроизолирующей оболочки, надежность работы электроизолирующего стыка. Однако при значительных нагрузках, указанных выше, и, соответственно, больших сдвиговых напряжениях, происходит преждевременное разрушение электроизолирующей оболочки.

Наиболее близким по конструктивному исполнению и по физической сущности работы является клееболтовой электроизолирующий стык рельс с накладками специального профиля - полнопрофильными накладками (см. “Альбом чертежей верхнего строения железнодорожного пути”, МПС РФ (ПТКБ ЦП), Москва, Транспорт, 1995 г., с.140, черт.137) - прототип.

В конструкции прототипа профиль сопрягаемой с рельсом накладки полностью повторяет профиль рельса, электроизолирующая оболочка, скрепленная с накладками, охватывает сопрягаемую с рельсом поверхность накладок, а также часть их наружной поверхности с верхней и нижней сторон.

Недостатки прототипа аналогичны конструкции по патенту №2151078.

Технической задачей изобретения является повышение износостойкости электроизолирующего стыка, надежности и долговечности его работы.

Технический результат достигается тем, что в электроизолирующем стыке, содержащем установленные с обеих сторон рельс полнопрофильные накладки с закрепленными на них, как минимум по сопрягаемой с рельсами поверхностью, электроизолирующими оболочками и стянутые болтами, между электроизолирующими оболочками накладок и стенками рельс размещены клеевые прослойки, выполненные из слоев двухмерного армирующего материала, например стеклоткани, пропитанных связующим и склеенных со стенками рельс и электроизолирующими оболочками эластичным клеем, например, на основе бутилкаучука.

Эффективность заявленного технического решения выявлена в процессе проведения экспериментальных работ, направленных на повышение износостойкости электроизолирующих покрытий в составе стыков для рельсовых цепей.

Так, при склеивании полнопрофильных металлических накладок, с закрепленными на них электроизолирующими оболочками со стенками рельс эластичным клеем ВК-3 адгезионная прочность склейки обеспечивалась в диапазоне действия осевых нагрузок на стык 0-100 т.с.

Существенно выше был получен результат, когда склеивание двух поверхностей этим же клеем осуществлялось через прослойку, выполненную из слоев стеклоткани Т-13, пропитанных эпоксидной смолой ЭД-20.

Так, при полностью затянутых болтах клеевое соединение обеспечило сопротивление сдвигу рельс до 250 т.с.

Особенности технологии вклейки клеевой прослойки можно показать на примере. На сопрягаемые поверхности рельса и электроизолирующих оболочек, закрепленных на накладках, наносится слой клея толщиной ~ 0,3 мм, после чего на одну из них размещаются прослойки из двух слоев стеклоткани, пропитанных эпоксидной смолой ЭД-20. Присоединяют полученные сборки к рельсу, производят затяжку болтов с моментом затяжки до 50 кгм, после чего производят горячее отверждение в термокамере при температуре 160°С в течение 2,5 часов. Затем выдерживают сборку при температуре окружающей среды не менее 24 часов.

После осуществления всех операций был получен клееболтовой электроизолирующий стык, в котором клеевая прослойка по существу стала монолитным связывающим элементом с высокой адгезионной прочностью клеевых связей.

Конструкция по изобретению поясняется чертежом, на котором обозначены: 1 - рельс, 2 - металлическая полнопрофильная накладка, 3 - электроизолирующая оболочка, 4 - электроизолирующая втулка, 5 - электроизолирующая планка, 6 - стопорная планка, 7 - болт, 8 - клеевая прослойка.

Электроизолирующий стык работает следующим образом. При прохождении электрических транспортных средств по стыку обеспечивается совместная работа электроизолирующей оболочки, клеевой прослойки и накладки с рельсами, имеющим болтовое соединение, практически исключается возможность попадания агрессивных сред в электроизолирующий стык, а также натяга металлической пыли.

Таким образом, использование изобретения позволит повысить износостойкость электроизолирующего стыка, его надежность и долговечность.

Изобретение относится к рельсовым стыковым соединениям и может быть использовано на рельсовом электротранспорте, преимущественно железнодорожном. Электроизолирующий стык для рельсовых цепей содержит установленные с обеих сторон рельс полнопрофильные накладки с закрепленными на них, как минимум по сопрягаемой с рельсами поверхности, электроизолирующими оболочками и стянутые болтами. Между электроизолирующими оболочками накладок и стенками рельс размещены клеевые прослойки, выполненные из слоев двухмерного армирующего материала, например стеклоткани, пропитанных связующим, и склеенные со стенками рельс и электроизолирующими оболочками с помощью эластичного клея, например ВК-3. В результате повышается износостойкость электроизолирующего стыка, надежность и долговечность его работы. 1 ил.

Электроизолирующий стык для рельсовых цепей, содержащий установленные с обеих сторон рельс полнопрофильные накладки с закрепленными на них, как минимум, по сопрягаемой с рельсами поверхности электроизолирующими оболочками и стянутые болтами, отличающийся тем, что в нем между электроизолирующими оболочками накладок и стенками рельс размещены клеевые прослойки, выполненные из слоев двухмерного армирующего материала, например стеклоткани, пропитанных связующим, и склеенные со стенками рельс и электроизолирующими оболочками с помощью эластичного клея, например ВК-3.