СПОСОБ ПАЙКИ РЕЛЬСОВЫХ СОЕДИНИТЕЛЕЙ К РЕЛЬСУ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2010 года по МПК E01B11/52 

Описание патента на изобретение RU2390597C1

Изобретения относятся к способам пайки металлов с использованием специальных устройств и могут быть использованы при пайке соединителей рельсовых стыковых к рельсу.

Известен способ присоединения гибкого проводника к рельсам (заявка 93042093, опубликована 10.20.1966 г.), где гибкий проводник вставляют в узлы крепления в виде штепселей с гайками. Выступающие концы гибкого проводника дополнительно обжимают клиньями и оплавляют сварочной дугой. Штепсели закрепляют в отверстиях на рельсах.

Недостатком данного способа является его высокая трудоемкость и ограниченные возможности использования в автономных условиях при отсутствии электрической энергии.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ электрического стыкового соединения железнодорожных рельсов, включающий пайку-сварку термитной смесью в среде инертных газов, нагретых теплотой горения термитной смеси (заявка 2006104566, опубликована 27.09.2007 г.).

Недостатком данного способа является невысокая прочность соединения, обусловленная наличием высоких температур в зоне соединения, превышающих температуру плавления привариваемых материалов. Данный способ обеспечивает достаточно интенсивный нагрев и охлаждение зоны соединения и, как следствие, появление высоких термических напряжений в местах соединения соединителя с рельсом и в дальнейшем появление трещин в рельсе. Образование прочного соединения пайкосваркой возможно при наличии практически ювенальных поверхностей, т.е. поверхности должны быть очищены от окислов, имеющихся на поверхности. В данном способе защита поверхности от окисления производится путем проведения процесса в среде инертных газов. Использование инертного газа снижает возможности процесса термитной пайки в автономных условиях.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание способа соединения рельсовых стыков соединителем, позволяющего получать соединения с высокими физико-механическими свойствами, исключающего плавление соединяемых деталей и, как следствие, высоких термических напряжений и проведения процесса пайки без использования инертных газов.

Технический результат, получаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в повышении прочности соединения и достигается за счет проведения процесса пайки при высоких температурах, что позволяет использовать припои, обладающие высокой температурой плавления, и получать высокие прочностные свойства паяного соединения. Проведение процесса пайки без использования инертного газа расширяет возможности использования способа в автономных условиях.

Предложен способ пайки рельсовых соединителей к рельсу с использованием термитной смеси, при этом первоначально на место пайки наносят термореактивную смесь, затем на головку рельса с помощью прижимного держателя, устанавливают устройство, имеющее реакционную полость для проведения процесса пайки и полость для прогрева головки рельса, выкладывают полости термостойким картоном, после этого закладывают в полость пайки термостержень таким образом, чтобы зажигательный элемент термостержня касался термитной смеси полости прогрева головки рельса, производят поджог термостержня и производят процесс пайки.

Для реализации заявляемого способа предлагается устройство, позволяющее проводить качественную и надежную пайку рельсовых соединителей к рельсам, без применения инертного газа в процессе пайки, исключающего плавление соединяемых деталей.

Уровень техники устройства известен из портативного устройства для термитной сварки (ПАТЕНТ RU 2174459, опубликован 10.10.2001 г.), которое содержит заключенный в несгораемую оболочку термитный стержень, выполненный в виде, по крайней мере, одного цилиндра, спрессованного из термитной смеси, содержащей оксиды металлов, восстановитель и газогенерирующую добавку. Устройство снабжено держателем, содержащим корпус с рукояткой, сменным графитовым наконечником, выполненным с осевым конусным каналом и установленным в корпусе подпружиненным толкателем, при этом термитный стержень с оболочкой установлены в металлической трубке, закрепленной одним своим концом в держателе, оболочка выполнена в виде графитовой втулки, зафиксированной в металлической трубке посредством графитового наконечника, термитный стержень поджат в сторону графитового стержня посредством подпружиненного толкателя, а термитная смесь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: восстановитель - 10-15, газогенерирующая добавка - 1-4, оксиды металлов - остальное.

Данное портативное устройство позволяет произвести приварку рельсового стыкового соединителя к рельсу. При сварке термитной смесью данным устройством образуется зона плавления и, как следствие, возникают высокие термические напряжения в местах приварки соединителя с рельсом, снижающие прочностные свойства паяного соединения.

Наиболее близким, принятым за прототип, по уровню техники к заявляемому устройству является устройство для термитной приварки выводов электрохимзащиты к магистральным трубопроводам (ПАТЕНТ RU 2323075, опубликован 27.04.2008 г.). Устройство содержит тигель-форму, имеющую реакционную камеру, литниковую камеру и литник, а также крышку, и размещенную внутри тигель-формы термитную смесь и медную мембрану, при этом оно снабжено электрозапалом, а тигель-форма выполнена из огнеупорной керамики, основой огнеупорной керамики является высокоглиноземистый цемент и порошковый графит, термитная смесь использована в виде цельного уплотненного заряда, содержащего в верхней части слой легко воспламеняемого переходного заряда, а электрозапал выполнен в виде тонкого нихромового проводника, обмазанного легко воспламеняемым составом, электрозапал имеет два электрических вывода для соединения с исполнительным устройством поджога.

К недостаткам данного устройства следует отнести невозможность проведения процесса приварки выводов к вертикальным и наклонным поверхностям, в частности, к поверхности головки рельса, а также появление высоких термических напряжений в местах сварки, снижающих прочностные свойства соединения.

Технический результат изобретения - улучшение прочностных свойств паяного соединения, расширение технологических возможностей процесса пайки, т.е. выполнение пайки электрических рельсовых соединителей к поверхности головки рельса.

Технический результат достигается тем, что устройство для пайки рельсовых соединителей к рельсу, включающее корпус с крышкой, снабженный реакционной камерой, внутри которой помещена термитная смесь, при этом реакционная камера имеет две полости, одна полость камеры выполнена в корпусе и заполнена термитной смесью в виде цельного уплотненного заряда, содержащего в верхней части легко воспламеняемый переходной заряд и запал, в виде тонкого нихромового проводника, обмазанного легко воспламеняемым составом, а вторая в крышке корпуса, при этом реакционная полость в корпусе объединена с цилиндрической полостью, служащей для плотного схватывания и крепления манжеты рельсового соединителя и оставляющей свободное пространство для размещения термитного стержня. Полость крышки расположена над поверхностью головки рельса в месте пайки, корпус зафиксирован и прижат к рельсу с помощью держателя, закрепленного на головке рельса неподвижно, например, с помощью магнитов.

На чертеже изображено устройство, подготовленное к работе.

Предлагаемое устройство для соединения пайкой рельсовых стыков с соединителем содержит корпус 1 с реакционной полостью 4, крышку 2 с реакционной полостью 3, с заложенными в них термитными смесями, термитная смесь в полости 4 выполнена в виде цельного уплотненного заряда, содержащего в верхней части легко воспламеняемый переходной заряд 5 и запал в виде тонкого нихромового проводника, обмазанного легко воспламеняемым составом (не показан), находящегося в контакте с термитной смесью в полости 3 крышки 2 и термитной смесью 6 в корпусе 1, в цилиндрической полости корпуса плотно охвачена и закреплена манжета рельсового соединителя 7, корпус прижат к рельсу в месте пайки с помощью держателя 8, закрепленного на головке рельса 9 неподвижно, например, с помощью магнитов, и зафиксирован на держателе с помощью винтов 10, полость, выполненная в крышке, расположена над поверхностью головки рельса над местом пайки, все реактивные полости выложены термостойким картоном 11. Аналогичное устройство устанавливается на головку второго стыкуемого рельса

Заявляемый способ осуществляется при помощи заявляемого устройства следующим образом.

Корпуса 1 крепят с помощью винтов 10 на держатель 8, реакционные полости 4 корпусов и крышек 3 выкладывают термостойким картоном 11, в корпуса вставляют и крепят манжеты рельсового соединителя 7, на головку рельса 9 в месте пайки наносят термитную смесь 6, с помощью держателя 8 на головку рельса устанавливают и прижимают корпуса 1, в реакционную полость 4 закладывают термитную смесь в виде цельного уплотненного заряда, содержащего в верхней части легко воспламеняемый переходной заряд 5 и запал в виде тонкого нихромового проводника, обмазанного легко воспламеняемым составом, и закрывают крышкой 2, в реакционную полость 4 закладывают термитную смесь 6. Далее осуществляют поджог термитного заряда через электрозапал и промежуточный заряд.

На место пайки наносили состав для термитной пайки, содержащий, мас.%: бор - 7, перхлорат полиэтиленполиамина - 20, этиленгликоль - 8, оксид никеля - 10, оксид меди - остальное.

В камеру корпуса помещалась спрессованная термитная смесь, содержащая, мас.%: алюминий - 8, медь - 11, ферромарганец молотый - 13, свинец - 1, оксид меди - остальное.

В камеру крышки помещались термитные шашки на основе оксида железа и алюминия, шашки имели форму камеры, вес шашки составлял 200 г.

После проведения процесса пайки проводили обследование паяного соединения. Установлено: прочность соединения высокая, зоны подплавления металла головки рельса не обнаружено.

Похожие патенты RU2390597C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ТЕРМИТНОЙ СВАРКИ СТЫКОВОГО СОЕДИНИТЕЛЯ С РЕЛЬСОМ 2019
  • Худяков Михаил Александрович
  • Смирнов Юрий Михайлович
  • Закирничный Евгений Григорьевич
RU2715927C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИТНОЙ ПРИВАРКИ ВЫВОДОВ ЭЛЕКТРОХИМЗАЩИТЫ К МАГИСТРАЛЬНЫМ ТРУБОПРОВОДАМ 2005
  • Горчаков Владимир Александрович
  • Потапов Андрей Валерьевич
  • Якорнева Елена Сергеевна
RU2323075C2
ПИСТОЛЕТ И ЭЛЕКТРОДНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПАЙКИ НАКОНЕЧНИКОВ РЕЛЬСОВЫХ СОЕДИНИТЕЛЕЙ 2010
  • Фадеев Валерий Сергеевич
  • Конаков Александр Викторович
  • Емельянов Евгений Николаевич
  • Чигрин Юрий Леонидович
  • Штанов Олег Викторович
  • Ободовский Юрий Васильевич
  • Паладин Николай Михайлович
  • Васин Валерий Викторович
  • Павлушко Григорий Дмитриевич
  • Шиляев Евгений Александрович
  • Егоров Евгений Иванович
RU2450898C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛИ 2014
  • Сапченко Игорь Георгиевич
  • Комаров Олег Николаевич
  • Жилин Сергей Геннадьевич
  • Предеин Валерий Викторович
  • Абашкин Евгений Евгеньевич
  • Потянихин Дмитрий Андреевич
RU2551336C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИТНОЙ СВАРКИ СТЫКОВОГО ЭЛЕКТРОТЯГОВОГО СОЕДИНИТЕЛЯ С БОКОВОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ ГОЛОВКИ РЕЛЬСА 2009
  • Жук Александр Иванович
  • Оводов Николай Викторович
  • Евдокимова Ирина Федоровна
  • Сафонов Илья Валерьевич
  • Наумов Анатолий Васильевич
  • Кудрявцев Виктор Вадимович
RU2398664C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПАЙКИ НАКОНЕЧНИКОВ РЕЛЬСОВЫХ СОЕДИНИТЕЛЕЙ К РЕЛЬСУ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2010
  • Фадеев Валерий Сергеевич
  • Конаков Александр Викторович
  • Емельянов Евгений Николаевич
  • Чигрин Юрий Леонидович
  • Штанов Олег Викторович
  • Ободовский Юрий Васильевич
  • Паладин Николай Михайлович
  • Васин Валерий Викторович
  • Павлушко Григорий Дмитриевич
  • Купов Александр Викторович
  • Купова Анастасия Викторовна
RU2449867C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2007
  • Сапченко Игорь Георгиевич
  • Жилин Сергей Геннадьевич
  • Комаров Олег Николаевич
RU2366722C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНИЦИИРОВАНИЯ САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩЕГОСЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СИНТЕЗА (СВС) В ШИХТОВОЙ ЗАГОТОВКЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА В ПРЕСС-ФОРМЕ 2014
  • Вайцехович Сергей Михайлович
  • Войцехович Дмитрий Сергеевич
  • Войцехович Вероника Николаевна
  • Степанов Леонид Сергеевич
  • Иванов Андрей Анатольевич
  • Иванов Кирилл Анатольевич
  • Иванова Елена Васильевна
  • Иванова Анастасия Кирилловна
  • Кужель Артемий Сергеевич
  • Тетерина Евгения Викторовна
  • Тетерин Михаил Дмитриевич
  • Левчук Ксения Викторовна
RU2577641C2
СПОСОБ МНОГОРАЗОВОГО ЛАЗЕРНОГО ПОДЖИГА РАКЕТНЫХ ТОПЛИВНЫХ СМЕСЕЙ И УСТРОЙСТВО, ЕГО РЕАЛИЗУЮЩЕЕ 2009
  • Державин Сергей Игоревич
  • Егоров Алексей Борисович
  • Лындин Николай Михайлович
  • Тимошкин Валерий Николаевич
RU2406863C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛИ 2009
  • Сапченко Игорь Георгиевич
  • Жилин Сергей Геннадьевич
  • Комаров Олег Николаевич
  • Предеин Валерий Викторович
  • Абашкин Евгений Евгеньевич
  • Зиновьев Николай Геннадьевич
RU2425153C1

Реферат патента 2010 года СПОСОБ ПАЙКИ РЕЛЬСОВЫХ СОЕДИНИТЕЛЕЙ К РЕЛЬСУ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к способам пайки металлов с использованием специальных устройств и может быть использовано при пайке соединителей рельсовых стыковых к рельсу. Способ пайки рельсовых соединителей к рельсу заключается в произведении пайки термосмесью, которая одновременно закладывается в реакционные полости корпуса для пайки и полость крышки корпуса для прогрева головки рельса. Для реализации способа предложено устройство, которое крепится на головке рельса, например, с помощью магнитов. Технический результат от использования данного изобретения заключается в повышении прочности соединения. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 390 597 C1

1. Способ пайки рельсовых соединителей к рельсу с использованием термитной смеси, отличающийся тем, что первоначально на место пайки наносят термореактивную смесь, затем на головку рельса с помощью прижимного держателя устанавливают устройство, имеющее реакционную полость для проведения процесса пайки, и полость для прогрева головки рельса, выкладывают полости термостойким картоном, после этого закладывают в полость пайки термостержень таким образом, чтобы зажигательный элемент термостержня касался термитной смеси полости прогрева головки рельса, производят поджог термостержня и производят процесс пайки.

2. Устройство для пайки рельсовых соединителей к рельсу, включающее корпус с крышкой, снабженный реакционной камерой, внутри которой помещена термитная смесь, отличающееся тем, что реакционная камера имеет две полости, одна полость камеры выполнена в корпусе и заполнена термитной смесью в виде цельного уплотненного заряда, содержащего в верхней части легко воспламеняемый переходной заряд и запал в виде тонкого нихромового проводника, обмазанного легко воспламеняемым составом, а вторая в крышке корпуса, при этом реакционная полость в корпусе объединена с цилиндрической полостью, служащей для плотного схватывания и крепления манжеты рельсового соединителя и оставляющей свободное пространство для размещения термитного стержня, полость крышки расположена над поверхностью головки рельса в месте пайки, корпус зафиксирован и прижат к рельсу с помощью держателя, закрепленного на головке рельса неподвижно, например, с помощь магнитов.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2390597C1

Форма для термитной сварки 1947
  • Кукин А.Н.
  • Талыков А.А.
SU87148A1
US 2887743 A, 26.05.1959
КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБЛИЦОВОЧНОЙ ПЛИТКИ 2012
  • Щепочкина Юлия Алексеевна
RU2482093C1
ЗАПОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЫТОВОГО ПРИБОРА 2006
  • Хартманн Михаэль
  • Хотц Дитер
  • Кюцук Ценгиз
  • Шмид Эрих
  • Штикель Мартин
RU2401048C2

RU 2 390 597 C1

Авторы

Аркатов Виктор Степанович

Васин Валерий Викторович

Емельянов Евгений Николаевич

Конаков Александр Викторович

Фадеев Валерий Сергеевич

Чигрин Юрий Леонидович

Штанов Олег Викторович

Паладин Николай Михайлович

Щитов Виктор Николаевич

Даты

2010-05-27Публикация

2008-11-14Подача