Прокладка стыковая электроизоляционная Российский патент 2021 года по МПК E01B11/54 

Изобретение относится к путевому хозяйству железнодорожного транспорта и предназначена для установки в стыках с рельсами типа Р65 для электрического изолирования одного рельса от другого на участках железнодорожных путей без потери своих функциональных свойств под воздействием, природных факторов и прилагаемых к рельсам электрических нагрузок и нагрузок от подвижного состава.

Известна прокладка стыковая электроизоляционная, содержащая головку, шейку, подошву, повторяющих контур поперечного сечения стыкуемых ею рельсов и выполненных из полимерного материала, бортик из полимерного материала, расположенный с одного из боковых краев шейки и подошвы, а также с нижнего края подошвы, вставки из фибры, прилегающей к указанным головке, шейке и подошве и расположенной на стороне с бортиком, при этом, упомянутые тело прокладки и вставка соединены между собой посредством адгезии материалов прокладки и вставки (Патент на полезную модель №150056, опубл. 5 г., бюл. №3).

Эта известная полезная модель позволяет повысить прочностные и электроизоляционные свойства прокладки.

Недостатками этой известной прокладки являются сложность ее конструкции, обусловленная использованием фибровой вставки, а также эксплуатационная ненадежность и невозможность полной защиты рельсового стыка от попадания посторонних предметов, обусловленная скоплением на ее поверхности посторонних предметов из грязи и металлической стружки, разрушающих ее поверхность.

Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели является прокладка стыковая электроизоляционная, содержащая головку, шейку, подошву, повторяющих контур поперечного сечения стыкуемых ею рельсов и сформированных связанными между собой электроизоляционными элементами, а именно: плоской основой из стойкого к деформации материала с охватывающим ее поверхность эластичным покрытием, выступающим за контуры головки, шейки и подошвы стыкуемых рельсов после укладки прокладки в стык, обеспечивая, тем самым, фиксацию прокладки в стыке рельса с устранением попадания в него пыли, грязи и металлической стружки (Патент на полезную модель №163719, опубл. 10.08.2016 г., бюл. №22).

Эта известная полезная модель, наиболее близкая к заявляемому техническому решению, позволяет снизить разрушение основы и ее эластичного покрытия за счет изготовления основы из материала, обладающего высокими прочностными свойствами, а ее покрытия - из материала, обладающего повышенной пластичностью.

Недостаток этой известной прокладки, наиболее близкой к заявляемой полезной модели, заключается в ее эксплуатационной ненадежности и невозможности полной защиты рельсового стыка от попадания посторонних предметов, обусловленных деформированием эластичного покрытия, выступающего за контур головок стыкуемых рельсов, под действием колес подвижного транспорта, прижимающим к нему пыль, грязь и металлическую стружку и приводящим к раздавливанию ими его поверхности, постепенному ее разрыву и отрыву от прокладки. Кроме того, эта известная прокладка сложна по конструкции из-за сложной формы ее эластичного покрытия с гребнями, изготавливаемого отдельно, и формирования ее тела разъемным с механическим соединением основы и покрытия, усложняющим технологию ее сборки.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является повышение надежности защиты рельсового стыка от проникновения в него посторонних предметов, в том числе пыли, грязи, металлической стружки и т.п..

Технический результат, достигаемый заявляемым техническим решением, заключается в формировании надежной в эксплуатации и технологичной в изготовлении прокладки, обеспечивающей своей конструкцией и используемыми в ней материалами возможность под воздействием колес подвижного транспорта отбрасывать от поверхности закрываемого ею стыка посторонние предметы.

Указанный технический результат достигается тем, что прокладка стыковая электроизоляционная, содержащая головку, шейку и подошву, повторяющих контур поперечного сечения стыкуемых ею рельсов и сформированных из электроизоляционных элементов, а именно: опорной плоской основы из стойкого к деформации материала и эластичного покрытия на поверхностях прокладки, обеспечивающего ее плотную фиксацию в стыке,... дополнительно снабжена упруго-подвижной вставкой с выступающей над головкой прокладки кромкой, контактирующей с колесами подвижного транспорта, и с поверхностью, связанной воедино с поверхностью опорной основы проложенным между ними слоем эластичного покрытия, при этом, кромка вставки выступает над головкой прокладки на величину, обеспечивающую ей возможность проседать до уровня головок рельсов, формирующих стык, под наездом на нее колес подвижного транспорта, а при их съезде возвращаться в исходное положение.

Изготовление прокладки с открытой, не покрытой эластичным покрытием, поверхностью выступающей над ее головкой кромки упруго-подвижной вставки, усиливает силу отбрасывания посторонних предметов от стыка, не смягчаемую упруго деформируемым покрытием.

Изготовление поверхностей упруго-подвижной вставки и основы прокладки, стыкуемых с проложенным между ними слоем эластичной прокладки, с выступами и впадинами способствует их прочному сцеплению с этим слоем.

Выполнение основы прокладки с пазами и отверстиями на ее внешних поверхностях способствует прочному креплению основы с покрытием.

Формирование контура эластичного покрытия, охватывающего поверхность основы, а также его слоя, проложенного между упруго-подвижной вставкой и основой, выступающим за контуры шейки и подошвы стыкуемых рельсов, защищает рельсовый стык по высоте стыкуемых рельсов от проникновения в него посторонних предметов.

Изготовление основы из стойкого к деформации стеклотекстолита с прочностью на сжатие не менее 200 Мпа и удельным электрическим сопротивлением не менее 10¹⁰ Ом⋅см. позволяет повысить прочность и эксплуатационную надежность прокладки.

Изготовление эластичного покрытия из пенополиуретана с объемной плотностью не менее 500 кг/м 3 и твердостью по Шору А не менее 60 единиц по шкале А. позволяет повысить его упругость и прочность, а также эксплуатационную надежность прокладки.

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется чертежами:

Фиг. 1 - прокладка стыковая электроизоляционная в сборе, разрез;

Фиг. 2 - А-А фиг. 1;

Фиг. 3 - прокладка в аксонометрической проекции с разрезом и вырывом.

Прокладка стыковая электроизоляционная состоит из головки 1 (фиг. 1), шейки 2 и подошвы 3, повторяющих контур поперечного сечения стыкуемых ею рельсов, и сформированных связанными воедино электроизоляционными элементами, а именно: опорной плоской основы 4 из листа стеклотекстолита толщиной 8 мм. марки СТЕФ-1 и эластичного покрытия 5 на поверхностях прокладки, обеспечивающего ее плотную фиксацию в стыке и выполненную из пенополиуретана с объемной плотностью не менее 500 кг/м³ и твердостью по Шору А не менее 60 единиц по шкале А.

Головка прокладки 1 оснащена упруго-подвижной вставкой 6 из стойкого к деформации и истиранию материала, например, полиамида, со своей кромкой 7, выступающей над головкой прокладки на величину «а» (фиг. 2), и своей поверхностью 8, связанной воедино с поверхностью 9 опорной основы 4 проложенным между ними слоем 10 эластичного покрытия 5. При этом, толщина покрытия 5 всех поверхностей прокладки, а также толщина «в» ее слоя 10, проложенного между упруго-подвижной вставкой 6 и опорной основой 4 соответствует такой величине выступа «а» (фиг. 2) кромки 7 вставки 6 над головкой прокладки 1, которая обеспечивает этой контактирующей с колесами подвижного транспорта кромке 7 возможность проседать до уровня головок рельсов, формирующих стык, под наездом на нее колес подвижного транспорта, а при их съезде возвращаться в исходное положение. Поверхность выступающей над головкой прокладки 1 кромки 7 вставки 6, открыта, т.е. не охвачена покрытием 5, что усиливает силу отбрасывания посторонних предметов от стыка, не смягченную упруго деформируемым покрытием.

Форма стыка поверхности 8 вставки 6 с поверхностью 9 основы 4, заполненная эластичным слоем 10 покрытия 5, сформирована выступами и впадинами этих стыкуемых с ним поверхностей, способствующими их прочному сцеплению с этим слоем.

Основа 4 имеет пазы 11 на своей торцевой поверхности 12 и отверстия 13 на своих боковых поверхностях 14 и 15, обеспечивающие надежное закрепление на ней эластичного покрытия 5.

Изготовление и сборку прокладки осуществляют следующим образом с использованием известного технологического оборудования.

Вначале изготавливают механическим способом основу 4 из полотнища стеклотекстолита и упруго-подвижную вставку 6 из полотнища стойкого к деформации и истиранию материала. Для этого на этих полотнищах расчерчивают контуры основы 4 и вставки 6 с их пазами 11, отверстиями 13, впадинами и выступами на поверхностях, а затем вырезают их контуры с впадинами, выступами, пазами и отверстиями в них.

После этого в заранее подготовленную литьевую форму помещают основу 4 и вставку 6 таким образом, чтобы расстояние между их поверхностями 8 и 9, стыкуемыми со слоем 10 эластичного покрытия 5, соответствовало толщине этого слоя 10. При этом, учитывают, чтобы толщина покрытия боковых поверхностей прокладки 14 и 15, прилегающих к торцам стыкуемых рельсов, как и толщина слоя 10 эластичного покрытия 5 обеспечивали возможность выступающей над головкой прокладки 1 кромке 7 вставки 6 проседать до уровня головок рельсов, формирующих стык, под наездом на нее колес подвижного транспорта, а при их съезде возвращаться в исходное положение. Также учитывают, чтобы при заливке в форму расплавленного эластичного покрытия 5 поверхность выступающей над головкой прокладки 1 кромки плавающей вставки 6 оставалась непокрытой им.

Затем в подготовленную литьевую форму с установленными в ней основой 4 и вставкой 6 заливают расплавленный пенополимер эластичного покрытия 5, который заполняет стык между их поверхностями 8 и 9, формируя, таким образом, слой 10 этого покрытия 5, и охватывает, при этом, со всех сторон все поверхности ее основы 4 и вставки 6, оставляя, открытой только поверхность ее кромки 7, выступающей над головкой прокладки 1.

После застывания материала эластичного покрытия 5, готовую к использованию прокладку высвобождают из литьевой формы.

Изготовленную прокладку плотно устанавливают в рельсовом стыке с примыканием ее боковых поверхностей 14 и 15 в торцы рельсов, формирующих рельсовый стык, до упора ее подошвы 3 в основание стыка. Такой плотной установке прокладки в стыке способствует упругое деформирование эластичного покрытия 5, закрывающего его объем от попадания в него пыли, грязи и железной стружки.

При прохождении транспорта по рельсам с установленными в их стыках прокладками, его колеса, наезжая на выступающую над рельсами кромку 7 упруго-подвижной вставки 6, выполненной из стойкого к деформации материала, утапливают ее в стыке до уровня головок стыкуемых рельсов за счет сжатия ее упругого пенополиуретанового слоя 10 покрытия 5 между основой 4 и вставкой 6, а также преодоления сил поверхностного сцепления эластичного покрытия 5, покрывающего вставку 6 и основу 4, достигаемых изменением формы газонаполненных ячеек материала покрытия, который при съезде колеса с прокладки, благодаря своей высокой степени объемного сжатия и упругости, резко восстанавливает свою первоначальную форму и давит снизу вверх на утопленную в стыке поверхность 8 вставки 6 с силой упругости, выталкивающей ее кромку 7 за пределы стыка над головками стыкуемых рельсов, которая, при этом, резко отбрасывает все, что попало на поверхность закрывающей стык прокладки.

Таким образом, созданное техническое решение благодаря совокупности своих существенных признаков, отраженных в формуле изобретения, повышает надежность защиты рельсового стыка от проникновения в него посторонних предметов за счет установки в нем надежной в эксплуатации и технологичной в изготовлении покрытой упруго деформируемым эластичным покрытием прокладки с упруго-подвижной вставкой из стойкого к деформации и истиранию материала с выступающей над головкой прокладки кромкой, контактирующей с колесами подвижного транспорта, и с поверхностью, связанной воедино с поверхностью опорной основы проложенным между ними слоем эластичного покрытия, обеспечивает при наезде колес подвижного транспорта на кромку упруго-подвижной вставки ее проседание до уровня головок рельсов, формирующих стык, а при их съезде ее возврат в исходное положение над головкой прокладки.

Заявленная в качестве изобретения прокладка прошла испытания на участках железнодорожных путей без потери своих функциональных свойств под воздействием природных факторов и прилагаемых к рельсам нагрузок и готова к выпуску на предприятии заявителя.

Изобретение относится к области верхнего строения железнодорожного пути, в частности к электроизоляционным стыковым прокладкам. Прокладка содержит головку, шейку и подошву и повторяет контур поперечного сечения рельсового стыка. Прокладка сформирована из стойкой к деформации опорной плоской основы и эластичного покрытия на поверхностях. Прокладка снабжена упруго-подвижной вставкой. Кромка вставки выступает над головкой прокладки. Вставка контактирует с колесами и с опорной основой. Между вставкой и основой проложен слой эластичного покрытия. При наезде колеса вставка проседает до уровня стыка, а при съезде возвращается в исходное положение. Повышается надежность защиты рельсового стыкового электроизоляционного соединения. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Прокладка стыковая электроизоляционная, содержащая головку, шейку и подошву, повторяющая контур поперечного сечения стыкуемых ею рельсов и сформированная из электроизоляционных элементов, а именно опорной плоской основы из стойкого к деформации материала и эластичного покрытия на поверхностях прокладки, обеспечивающего ее плотную фиксацию в стыке, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена упруго-подвижной вставкой с выступающей над головкой прокладки кромкой, контактирующей с колесами подвижного транспорта, и с поверхностью, связанной воедино с поверхностью опорной основы проложенным между ними слоем эластичного покрытия, при этом кромка вставки выступает над головкой прокладки на величину, обеспечивающую ей возможность проседать до уровня головок рельсов, формирующих стык, под наездом на нее колес подвижного транспорта, а при их съезде возвращаться в исходное положение.

2. Прокладка по п. 1, отличающаяся тем, что поверхность кромки вставки, выступающей над головкой прокладки, выполнена без покрытия.

3. Прокладка по п. 1, отличающаяся тем, что форма стыка между вставкой и торцом опорной плоской основы, заполненная эластичным слоем покрытия, образована выступами и впадинами стыкуемых поверхностей основы и вставки.

4. Прокладка по п. 1, отличающаяся тем, что опорная плоская основа прокладки выполнена с пазами на торцевой поверхности и отверстиями на ее боковых поверхностях.

5. Прокладка по п. 1, отличающаяся тем, что контур эластичного покрытия, охватывающего поверхность опорной плоской основы, а также его слоя, проложенного между вставкой и основой, выполнен выступающим за контуры шейки и подошвы стыкуемых рельсов.

6. Прокладка по п. 1, отличающаяся тем, что плоская опорная основа выполнена из стеклотекстолита с прочностью на сжатие не менее 200 МПа и удельным электрическим сопротивлением не менее 10¹⁰ Ом*см.

7. Прокладка по п. 1, отличающаяся тем, что эластичное покрытие выполнено из пенополиуретана с объемной плотностью не менее 500 кг/м³ и твердостью по Шору А не менее 60 единиц по шкале А.