СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МАГНИТНОГО ШУНТА РЕЛЬСОВОГО СТЫКА Российский патент 2023 года по МПК B61L1/18 E01B11/54 

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути, конкретно к конструкции крепления любых композитных изолирующих накладок в изолирующих композитных стыках железнодорожного пути.

Крепление композитных изолирующих накладок любых типов к концам рельсов в зоне изолирующих стыков производится при помощи болтовых соединений. Для фиксации болтов от проворачивания при затяжке и распределения нагрузки на композитный материал используются стопорные пластины из металла. Данные соединения содержат стыковые накладки с двумя стопорными пластинами, расположенные по обе стороны стыкуемых рельсов и выполненные в виде элементов удлиненной формы с поперечными сквозными отверстиями для размещения в них крепежных элементов, обеспечивающих стяжку между собой стыковых накладок с двумя стопорными пластинами через шейку соответствующего рельса. (Альбом элементов и конструкций верхнего строения железнодорожного пути, 2012г., Чертеж 127-Планка стопорная СИ-Р65 ВП-8-1, Чертеж 128-Планка стопорная СИ-Р65 ВП-8-1 и чертеж 145 - планка стопорная СИ-65-1, чертеж 146- планка стопорная СИ-65-2.) Интернет ресурс: https://rzd-snab.ru/uploads/chertezhi.pdf.

Недостатком данного устройства является достаточно высокая напряженность магнитного поля в зоне всего изолирующего композитного стыка рельсов ввиду использования диэлектрических накладок и отсутствия магнитошунтирующих устройств.

Известно техническое решение, направленное на повышение жесткости изолирующего стыка и снижение магнитной напряженности в изолирующем стыке. Это достигается планкой стопорной для крепления боковых накладок рельсового изолирующего стыка, выполненной толщиной D, имеющей две торцовые, верхнюю и нижнюю кромки, отверстия, совпадающие по форме и диаметру с отверстиями, выполненными в боковых накладках изолирующего стыка, оси отверстий отстоят от нижней кромки на расстоянии S₁, расстояние от торцовых кромок планки до торцовых кромок боковой накладки равно S₂, в верхней части планки, на высоте H₁ имеется загиб радиусом R на величину S₃, высота планки с загибом равна H₂. Стопорная планка выполнена в виде единого элемента, это увеличивает жесткость изолирующего стыка. (Патент РФ на полезную модель №209152).

Недостатком данного технического решения является недостаточная степень шунтирования магнитного поля в изолирующем стыке.

Известно рельсовое стыковое электроизолирующее соединение, содержащее композитные изолирующие накладки с двумя стопорными пластинами, расположенными по обе стороны стыкуемых рельсов и выполненными в виде элементов удлиненной формы из композитного материала с поперечными сквозными отверстиями для размещения в них крепежных элементов, обеспечивающих стяжку между собой композитных изолирующих накладок со стопорными пластинами через шейку соответствующего рельса, отличающееся тем, что одна из стопорных пластин с каждой стороны стыкуемых рельсов в месте стыка рельсов содержит выступ с магнитошунтирующим вкладышем, который выполнен внахлест на соседнюю плоскую стопорную пластину. Магнитошунтирующий вкладыш выполнен внахлёст на соседнюю плоскую стопорную пластину в пределах от 5 до 50 мм (Патент РФ на изобретение №2748085).

Недостаток данного технического решения - недостаточная магнитошунтирующая способность вкладыша.

Известен магнитный шунт изолирующего стыка, служащий для отведения магнитного потока из торцевого зазора изостыка рельса по телу магнитного шунта, содержащий две металлические пластины с возможностью крепления через штатные металлические накладки крепления стыка с обеих сторон стыка во встречном друг другу направлении, при этом шунт выполнен в виде пластины, имеющей прямолинейный участок, служащий для крепления шунта к металлической накладке изостыка с помощью болтового соединения, и изогнутый участок в виде дуги окружности, служащий для проведения магнитного потока, образующегося в изостыке, при этом шунт выполнен так, чтобы при установке дуги двух противоположно установленных шунтов образовывали в горизонтальной плоскости две разрозненные части одной окружности, симметрично расположенной относительно продольной оси рельса, а диаметр этой окружности в поперечном направлении рельса находился на оси линии зазора изостыка. Пластины шунтов выполнены наборными в виде пакета тонких пластин из электротехнической стали (Патент РФ на изобретение №2735482).

Недостаток данного технического решения заключается в слабой защищенности устройства от внешних факторов воздействия, таких как дождь, снег, летящие камни, прохождение снегоочистительных поездов, которые могут удалить щеткой данное устройство.

Кроме этого, тонкие пластины из электротехнической стали собраны в пакет и закреплены штатными болтами изолирующего стыка. Затяжка данных болтов производится с большим усилием, значит пластины при установке в стык подвергаются деформации и изменению магнитных свойств. Деформация пластин из электротехнической стали значительно увеличивает их сопротивление входящему и выходящему магнитному потоку.

Задачей заявляемого технического решения является повышение безопасности движения подвижного железнодорожного состава на участках с автономной и электрической тягой постоянного и переменного тока, на которых имеются изолирующие стыки с различной напряженностью магнитного поля в стыках.

Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в разработке способа формирования магнитного шунта изолирующего стыка, обладающего высокой степенью защиты от внешнего воздействия, постоянными магнитошунтирующими свойствами, не зависящими от внешних факторов воздействия, снижением напряженности магнитного поля в зазорах с различной степенью напряженности магнитного поля, без изменения магнитных характеристик шунта, снижении затрат на изготовление шунта путем изготовления однотипных устройств, снижении затрат на установку и переустановку при техническом обслуживании стыка.

Технический результат достигается способом формирования магнитного шунта рельсового стыка, включающий установку по меньшей мере с одной боковой стороны рельса устройства, магнитное сопротивление которого меньше магнитного сопротивления между торцами рельсов, а устройство магнитного шунтирования выполняют в виде участка крепления к боковой поверхности рельсового пути и криволинейного участка, перекрывающего стык с боковой поверхности и отстоящего от поверхности рельсового пути, отличающийся тем, что устройство магнитного шунтирования выполняют из одной металлической накладной пластины, имеющей участки крепления, через штатные отверстия крепления стыка, изогнутого участка в виде дуги окружности, перекрывающего стык с боковой поверхности и элементов из электротехнической текстурованной листовой стали с продольной направленностью, установленных внутри дуги.

Элементы, установленные внутри дуги, фиксируют за счет сил упругости.

Внутреннее пространство, образованное дугой, защищают боковыми накладками.

Изогнутый участок в виде дуги окружности выполняют путем изгиба металлической накладной пластины.

Изогнутый участок в виде дуги окружности выполняют из металла и приваривают к металлической накладной пластины.

Металлическую накладку крепят к накладкам изолирующего стыка болтами, через изолирующие втулки.

Высокая степень защиты от внешнего воздействия и сохранение постоянными магнитошунтирующие свойства шунта, не зависящими от внешних факторов воздействия, достигаются изготовлением устройства магнитного шунтирования из одной металлической накладной пластины, имеющей участки крепления через штатные отверстия крепления стыка, изогнутого участка в виде дуги окружности, перекрывающего стык с боковой поверхности.

Постоянство магнитошунтирующих свойств, не зависящих от внешних факторов воздействия, достигается тем, что элемент из электротехнической текстурованной листовой стали с продольной направленностью устанавливается внутри дуги, которая защищает его от внешнего воздействия.

Снижение напряженности магнитного поля в зазорах с различной степенью напряженности магнитного поля происходит сразу после установки шунта. Дополнительных регулировок шунт не требуется.

Снижение затрат на изготовление шунта достигается путем его изготовления из однотипных элементов. Снижение затрат на установку и переустановку при техническом обслуживании стыка достигается тем, что установка элементов в дуге не требует их переустановки.

Магнитный шут изолирующего стыка железнодорожного пути работает следующим образом.

Силовые линий магнитного поля распространяются по окружности, по телу магнитного шунта и соответственно уменьшают величину магнитной индукции в торцевом зазоре изолирующего стыка. Магнитное сопротивление, направленное по кольцевому магнитопроводу, меньше, чем сопротивление по прямолинейной пластине, и значительно меньше, чем сопротивление через воздушную среду зазор между рельсами изолирующего стыка, вследствие этого напряженность магнитного поля в стыковом зазоре между рельсами падает.

Планка магнитного шунта, имеющая участки для крепления через штатные отверстия крепления стыка, изогнутый участок в виде дуги окружности, перекрывающий стык с боковой поверхности, выполнена из листового проката Б-ПН-О-8 ГОСТ 19903-2015 сталь Ст3пс ГОСТ 14637-89, толщиной D=8 мм, имеет отверстия, совпадающие по форме и диаметру с отверстиями, выполненными в боковых накладках изолирующего стыка. Элементы изготавливались из электротехнической текстурованной листовой стали 3421 по ГОСТ214274.

Таким образом, предлагаемый способ формирования магнитного шунта рельсового стыка позволяет снизить напряженность магнитного поля в зазорах с различной степенью напряженности магнитного поля без изменения магнитных характеристик шунта, повысить безопасность движения подвижного железнодорожного состава на участках с автономной и электрической тягой постоянного и переменного тока, на которых имеются изолирующие стыки, с различной напряженностью магнитного поля в стыках с помощью применения однотипного устройства, тем самым минимизировать скопления на изолирующем стыке металлических частиц в виде стружки и окалины, исключить возможности замыкания рельсовой электрической цепи, снизить затраты на изготовление шунта путем оптимизации, однотипных устройств, и временные затраты на установку и переустановку при повторной намагниченности стыка.

По предлагаемому способу разработаны и изготовлены магнитные шунты. Разработаны технические условия. Проведены испытания Скопления металлической стружки в зазоре и вокруг изолирующего стыка при установке устройства и работе не наблюдаются длительное время. Нарушения систем безопасности и связи подвижного состава не отмечалось.

Изобретение относится к методам снижения напряженности магнитного поля в зазоре изолирующего стыка посредством магнитного шунтирования. Способ включает установку по меньшей мере с одной боковой стороны рельса устройства, магнитное сопротивление которого меньше магнитного сопротивления между торцами рельсов, а устройство магнитного шунтирования выполняют в виде участка крепления к боковой поверхности рельсового пути и криволинейного участка, перекрывающего стык с боковой поверхности и отстоящего от поверхности рельсового пути. При этом устройство магнитного шунтирования выполняют из одной металлической накладной пластины, имеющей участки крепления через штатные отверстия крепления стыка изогнутого участка в виде дуги окружности, перекрывающего стык с боковой поверхности, и элементов из электротехнической текстурованной листовой стали с продольной направленностью, установленных внутри дуги. Достигается повышение степени защиты магнитного шунтирования изолирующего стыка от внешнего воздействия. 5 з.п. ф-лы.

Способ формирования магнитного шунта рельсового стыка, включающий установку по меньшей мере с одной боковой стороны рельса устройства, магнитное сопротивление которого меньше магнитного сопротивления между торцами рельсов, при этом, устройство магнитного шунтирования выполняют в виде участка крепления к боковой поверхности рельсового пути и криволинейного участка, перекрывающего стык с боковой поверхности и отстоящего от поверхности рельсового пути, отличающийся тем, что устройство магнитного шунтирования выполняют из одной металлической накладной пластины с имеющимися участками крепления через штатные отверстия крепления стыка, изогнутого участком в виде дуги окружности, перекрывающего стык с боковой поверхности, и элементов из электротехнической текстурованной листовой стали с продольной направленностью, установленных внутри дуги.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что элементы, установленные внутри дуги, фиксируют за счет сил упругости.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что внутреннее пространство, образованное дугой, защищают боковыми накладками.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изогнутый участок в виде дуги окружности выполняют путем изгиба металлической накладной пластины.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изогнутый участок в виде дуги окружности выполняют из металла и приваривают к металлической накладной пластине.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что металлическую накладку крепят к накладкам изолирующего стыка болтами через изолирующие втулки.