Устройство для обнаруживания дефектов рельсового пути Советский патент 1936 года по МПК G01N27/83 

Идея применения магнитного анализа к исследованию рельсов, впервые зародилась в научно-исследовательских институтах Америки и Японии. Примерно в 1926 г. американскому инж. Сперри, после многолетней научно-исследовательской работы, удалось практически разрешить эту проблему созданием специального вагона-дефектоскопа, причем был применен потенциометрический метод. Рельс питался током порядка 2000- 3000 ампер, получаемым от низковольтного генератора, установленного в вагоне. Ток передавался в. рельс помощью массивных щеток. Одновременно со щетками, подводившими ток, по рельсу двигались три щетки-искатели, размещенные точно на равном расстоянии друг от друга. С этими щетками соединены одинаковые по числу витков намотанные в разных направлениях две секции первичной обмотки трансформатора. Пока щетки скользят по участку, не имеющему никаких дефектов, разность потенциалов на этой половине увеличивается и создает временный поток в сердечнике. Изменение потока в сердечнике от нуля до какой-либо величины, определяемой размером дефекта, создают во вторичной обмотке импульс э.д-с., действующий на первый каскад усилителя- усиливающий эти импульсы в несколько десятков тысяч раз, давая этим возможность приводить в действие систему из нескольких реле с пишущими перьями регистрирующего стола.

Вторым практическим методом для обнаруживания скрытых дефектов в железнодорожных рельсах можно назватьосновные исследования по магнитному анализу, проделанные BerrowsoM и Fahy еще в 1910 г,, а в дальнейшем японскиминженером Сузуки, в результате чего им разработано устройство названием „магнитного дефектоскопа. Особенность этого метода заключается в том что здесь применяется другой принцип намагничивания рельса, заключающийся в том, что магнитное поле, необходимое для работы индикатора, создается не пропусканием постоянного тока через рельс, а в качестве намагничивающего устройства взят П-образный электромагнит, катящийся на роликах вдоль рельса. В качестве искателя служит детекторный якорь с изолированной вторичной обмоткой, укрепленной между полюсами электромагнита, скользящий вместе с электромагнитом над головкой рельса. При переходе этого устройства через сечение рельса, магнитное сопротивление коего вследствие наличия дефекта становится больше, магнитное рисстояние увеличивается, то вызывает индуктирование э.д.с. во второй обмотке детекторного якоря. Этот индуктированный ток после усиления воздействует на показания регистрирующего устройства.

Научно-техническая лаборатория при Научно-исследовательском институте пути НКПС, разрабатывая методы исследования рельсов, уложенных в путь, и имея в настоящее время передвижную установку для намагничивания рельсов, по способу инж. Сузуки, сконструировала специальный прибор-искатель, пондермоторного типа, основанного на принципе притяжения феррометаллической пластины потоком рассеяния при прохождении ее над дефектом.

Существующие конструкции такого типа приборов-искателей отличаются от данной конструкции тем, что в них в ка-, честве противодействующей силы притяжения пластин рельсом применялись пружины, требовавшие регулировки в зависимости от этой силы. Но так как сохранить постоянную индукцию в рельсе при движении электромагниту над ним, в виду изменения зазора между полю ами и рельсом, практически осуществить довольно трудно, то регулировка пружин нарушалась, что вводило, в работу искателя неуверенно&ть и непостоянство его показаний Кроме того , присутствие пружин делало искатель более грубым, благодаря чему он брал только крупные дефекты, пс)чти не имеющиеся в действительности.

К наиболее серьезным недостаткам существующих технических искателей МОЖНО отнести систему крепления над рельсом на башмаках передвижных электромагнитов на высоте не менее 5 см, так как в противном случае он был бы сбит на первом попавшемся стыке. Такой большой зазор сильно снижал чувствительность прибора, благодаря чему он и оказался мало пригодным.

На чертеже фиг. 1, 2иЗ изображают предложенное устройство в трех проекциях и фиг. 4-схему его крепления на лыже, специально применяемой для установки устройства над рельсом.

В предлагаемом устройстве в качестве силы, удерживающей рабочую пластину 2 в ее первоначальном положении, применены две пластины / и 3 из ферромагнитного материала, расположенные по обе стороны рабочей пластины 2, механически жестко связанные между собой и поворотные на общей оси -.Площадь их в общей сложности превышает площадь рабочей пластины 2, что дает им возможность удержать ее над здоровым у 1астком рельса в ее исходном положении. Пластины 7 и 5 поворртно присоединены к одному из концов 5 коромысла б и расположены над ре/1ьсом на равном от него расстоянии перпендикулярно к его оси, и при наличии в рельсе поперечной трещины, в тот момент, когда рабочая пластина 2, прикрепленная на серьге к другому концу 7 коромысла 6, будет проходить над ней, она притянется (под действием магнитного потока расстояния) к рельсу и замкнет связанный с ней контакт электрической цепи реле с пишущим пером регистрирующей установки. Стремление притянуться к рельсу будет и у удерживающих пластин / и 3, когда они будут проходить над дефектом, но, имея упоры снизу, они не могут отклониться к рельсу. Такая конструкция устройства имеет большие преимущества перед уже существующими искателями в том, что она находится в значительно меньшей зависимости от колебаний магнитной индукции в рельсе, так как эти изменения в равной степени воздействуют как на рабочую пластинку 2, так и на удерживающие ее пластины 1 тл 3. Все устройство укрепляется на лыже 8 из немагнитного материала, применение которой позволяет строго фиксировать требующийся зазор между пластинами и рельсом.

Предмет изобретения.

1. Устррйство для обнаруживания дефектов рельсового пути с применением постоянного магнита для намагничивания рельса, отличающееся тем, что оно выполнено в форме трех располагаемых перпендикулярно к направлению рельса пластин 7, 2, 3, поворотных на общей оси 4, из которых крайние пластины 1,3 жестко связаны между собой и поворотно присоединены к одному из концов 3 поворотно укрепленного коромысла б, к другому концу 7 которого шарнирно прикреплена пластина 2, служащая для преодоления притяжения « рельсу пластин 7, 3 в момент прохождения ее над дефектом рельса.

2. В устройстве по п, 1 применение регистрирующего дефект устройства,

управляемого коромыслом 6.

3. В устройстве по п. 1 применение лыжи 8 для изолирования от непосредственного соприкосновения пластин , 2, 5 с рельсом.

СРиг.1 Ф иг Сриг.4