ПРОКЛАДКА СТЫКОВАЯ КОМПОЗИЦИОННАЯ Российский патент 2010 года по МПК E01B11/54 

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути, именно к конструкциям рельсовых изолирующих стыков.

Повышению эксплуатационной надежности рельсовых стыковых электроизолирующих соединений за счет уменьшения вероятности возникновения короткого замыкания между стыкуемыми рельсами в результате скапливания электропроводящих частиц (металлической стружки, опилок и т.п.) на торцевой поверхности головки междурельсовой прокладки и в зазоре между рельсов уделяется большое внимание.

Известен изолирующий рельсовый стык, содержащий размещенную между торцами рельсов электроизолирующую прокладку (патент Российской Федерации 2114947, кл. Е01В 11/54).

Недостаток этого изолирующего стыка заключается в том, что во время его эксплуатации на головке электроизолирующей прокладки накапливаются токопроводящие частицы, которые могут вызвать короткое замыкание изолирующего рельсового стыка.

Известен другой изолирующий рельсовый стык, содержащий размещенную между торцами рельсов электроизолирующую прокладку, а также вкладыши, расположенные между электроизолирующей прокладкой и торцами рельсов (а.с. СССР 1664942, кл. Е01В 11/54). Высота этих вкладышей меньше высоты электроизолирующей прокладки и рельсов, в результате этого между рельсами и электроизолирующей прокладкой имеются зазоры.

В этом стыке по сравнению с вышеописанным токопроводящие частицы скапливаются в зазорах между электроизолирующей прокладкой и рельсами, и тем самым уменьшается их накапливание на головке этой прокладки, которое может вызвать короткое замыкание стыка.

Недостаток данного изолирующего рельсового стыка заключается в том, что у него электроизолирующая прокладка достаточно быстро растрескивается при эксплуатации этого стыка. Объясняется это тем, что при эксплуатации этого стыка головка электроизолирующей прокладки испытывает большие динамические нагрузки от колес подвижного состава.

Известно техническое решение конструкции изолирующего рельсового стыка, позволяющей уменьшить растрескивание его электроизолирующей прокладки при эксплуатации этого стыка (патент Российской Федерации 2207421, кл. Е01В 11/54).

В изолирующем рельсовом стыке, содержащем размещенную между торцами рельсов электроизолирующую прокладку, а также вкладыши, расположенные между электроизолирующей прокладкой и торцами рельсов, вкладыши выполнены из эластичного материала.

Это позволяет электроизолирующей прокладке благодаря эластичности вкладышей утапливаться при контакте с колесом подвижного состава, а при прекращении этого контакта возвращаться в исходное положение. В результате этого уменьшаются динамические нагрузки на электроизолирующую прокладку от колес подвижного состава.

Однако при этом отсутствует шунтирование магнитного потока, в обычных стыках осуществляющееся за счет металлического крепления. При отсутствии магнитного шунтирования остаточная намагниченность рельсов любой природы (закалка, сварка, погрузка при помощи электромагнитов и т.п.) приводит к возникновению существенного магнитного поля в зазорах изостыков и, как следствие, к возникновению ложных сигналов замыкания изостыков из-за налипания в зазорах металлической пыли и стружки.

Известно предотвращение скапливания электропроводящих частиц на торцевой поверхности головки междурельсовой прокладкой, выполненной из магнитодиэлектрика (патент РФ на полезную модель №44681, 2005). Предлагаемые устройство, принятое в качестве прототипа, решает задачу уменьшения напряженности магнитного поля в стыковом пространстве между рельсами за счет шунтирования магнитного поля прокладками, изготовленными из материалов, содержащих ферромагнитные частицы. При этом в магнитном отношении среда изостыка становится более однородной и силовые линии векторов магнитной индукции и напряженности поля будут проходить в основном в пространстве между рельсами параллельно оси рельса.

Недостатком известного решений является низкая прочность материала прокладки, что приводит к быстрому разрушению, в результате чего происходит электрическое замыкание рельсовой цепи.

При эксплуатации прокладки испытывают большие динамические нагрузки от колес подвижного состава и рельсов, при выполнении их из прочных, непластичных материалов они разрушаются колесами, а при выполнении их пластичными, но не прочными, они разрушаются стыками рельс.

Настоящее техническое решение направлено на повышение эксплуатационной надежности рельсового стыкового электроизолирующего соединения за счет создания прокладки стыковой композиционной, снижающей напряженность магнитного поля в стыковом зазоре и обладающей высокими прочностными свойствами.

Указанный технический результат прокладки стыковой композиционной, располагающейся между торцами железнодорожных рельсов и стыковыми накладками, содержащей головку, шейку и подошву, достигается тем, что прокладка выполнена из полиуретана, имеющего удельное электрическое сопротивление не менее 10 МОм·см, твердость по Шору не менее 85 единиц и неравнозначную магнитную проницаемость в области головки, шейки и подошвы прокладки, уменьшающуюся от головки к подошве, при этом значение магнитной проницаемости шейки в 1,5-2,0 раза меньше значения магнитной проницаемости подошвы, а контур подошвы прокладки выступает за контур подошвы рельса, не ограниченный стыковыми накладками, на 4-5 мм.

Экспериментально установлено, что эффект шунтирования магнитного поля прокладками в зазорах изостыков проявляется при наличии небольшой площади из магнитодиэлектрического материала между торцовыми поверхностями рельсов. Величина шунтирования прокладки, выполненной полностью из магнитодиэлектрического материала, и прокладки, выполненной из материала, имеющего свойства магнитодиэлектрика в области подошвы и частично шейки прокладки, отличается на 10-12%.

Выявленный эффект позволил сформулировать совокупность физико-механических свойств, которыми должен обладать материал междурельсовой прокладки, расположенный между торцами стыкуемых рельсов. Для головки прокладки, которая в первую очередь воспринимает нагрузки сжатия, материал должен иметь высокие прочностные свойства и обладать пластичностью и изолирующими свойствами. Материал подошвы прокладки, который в меньшей мере подвержен действию сжимающих сил, должен обладать эффектом шунтирования магнитного поля за счет наличия в материале ферромагнитных частиц.

Выполнение подошвы прокладки, выступающей за контур подошвы рельса, не ограниченный стыковыми накладками, на 4-5 мм, позволяет дополнительно снизить вероятность образования токопроводящих мостиков между рельсами.

На чертеже изображена прокладка стыковая композиционная.

Прокладка включает головку 1, шейку 2, подошву 3. Головка 1, шейка 2 и подошва 3 междурельсовой прокладки выполнены в форме, повторяющей форму поперечного сечения соответственно головки, шейки и подошвы стыкуемых рельсов. Изготавливается прокладка следующим образом. Готовится металлонаполненный полиуретан, в процессе затвердевания, когда движение металлических частичек еще возможно, но уже затруднено, прокладку ориентируют в положении аналогично тому, как она установлена в изостыке. Под действием силы тяжести большая часть металлических частиц осаждается в подошве, верхняя часть головки практически становится свободной от металлических частиц. Такое неравномерное распределение части по высоте прокладки обуславливает неоднозначное значение магнитной проницаемости различных областей прокладки.

Изобретение может быть реализовано с использованием известного из уровня техники технологического оборудования и материалов.

Перечисленные получаемые положительные технические результаты, достигаемые заявляемыми признаками полезной модели, снижают количество отказов рельсовой цепи.

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути, а именно к конструкциям рельсовых изолирующих стыков. Прокладка стыковая композиционная располагается между торцами железнодорожных рельсов и стыковыми накладками и содержит головку, шейку и подошву. Прокладка выполнена из полиуретана, имеющего удельное электрическое сопротивление не менее 10 МОм·см, твердость по Шору не менее 85 единиц. Прокладка имеет неравнозначную магнитную проницаемость в области головки, шейки и подошвы прокладки, уменьшающуюся от головки к подошве. Значение магнитной проницаемости шейки в 1,5-2,0 раза меньше значения магнитной проницаемости подошвы. Контур подошвы прокладки выступает за контур подошвы рельса, не ограниченный стыковыми накладками, на 4-5 мм. Технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности рельсового стыкового электроизолирующего соединения. 1 ил.

Прокладка стыковая композиционная, располагающаяся между торцами железнодорожных рельсов и стыковыми накладками, содержащая головку, шейку и подошву, отличающаяся тем, что выполнена из полиуретана, имеющего удельное электрическое сопротивление не менее 10 МОм·см, твердость по Шору не менее 85 единиц, и неравнозначную магнитную проницаемость в области головки, шейки и подошвы прокладки, уменьшающуюся от головки к подошве, при этом значение магнитной проницаемости шейки в 1,5-2,0 раза меньше значения магнитной проницаемости подошвы, а контур подошвы прокладки выступает за контур подошвы рельса, не ограниченный стыковыми накладками, на 4-5 мм.