Электроизолирующий стык для рельсовых цепей
Изобретение относится к рельсовым стыковым соединениям и может быть использовано на рельсовом электротранспорте, преимущественно железнодорожном, для изоляции электрических рельсовых цепей устройств сигнализации, централизации и блокировки во всех климатических зонах РФ. Электроизолирующий стык для рельсовых цепей содержит расположенные с обеих сторон рельсов металлические накладки с углублениями со стороны рельсов, стянутые посредством электроизолированных болтов и прижимных планок, и размещенные между рельсами и накладками электроизолирующие прокладки, имеющие в средней части волнообразный профиль, входящий в углубление накладок. Электроизолирующие прокладки выполнены с возможностью удлинения или сокращения в зависимости от температуры внешней среды. При этом концевые участки электроизолирующих прокладок выступают за границу профиля головки рельсов. Электроизоляция болтов и прижимных планок выполнена в виде единой детали - плоской оболочки с отформованными на ней втулками под болты. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы электроизолирующего стыка. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к рельсовым стыковым соединениям и может быть использовано на рельсовом электротранспорте, преимущественно железнодорожном, для изоляции электрических рельсовых цепей устройств сигнализации, централизации и блокировки во всех климатических зонах РФ.
Известны конструкции электроизолирующих стыков, содержащие расположенные по обе стороны от рельсов металлические двухголовые (с углублениями со стороны рельсов) накладки, соединенные между собой через прижимные планки болтами, и электроизолирующий материал в виде прослоек, прокладок, втулок, размещенных между накладками и рельсами, накладками и болтами (см.: «Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути», Москва.: Транспорт, 2000, с.91-92, рис.3.39, 3.40; «Альбом чертежей верхнего строения железнодорожного пути», Москва.: Транспорт, 1995, раздел XV - изоляционные стыки рельсов, с.138-160; патенты РФ №№2061138, 2151078).
Известен электроизолирующий стык, приведенный в книге М.А.Фришмана и др. «Конструкция железнодорожного пути и его содержание», Москва.: Транспорт, с.68-69, рис.2.23, содержащий двухголовые накладки, стянутые через прижимные планки болтами, при этом между накладками и рельсами и между накладками и болтами размещен электроизолирующий материал в виде прокладок, втулок.
Известен электроизолирующий стык, содержащий расположенные с обеих сторон рельсов металлические накладки с углублениями со стороны рельсов, стянутые посредством электроизолированных болтов и прижимных планок, и размещенные между рельсами и накладками электроизолирующие прокладки, имеющие в средней части волнообразный профиль, входящий в углубление накладок (заявка на выдачу патента РФ на изобретение №94006248 - прототип).
Недостатки известных стыков, в том числе прототипа, заключаются в неоптимальном конструктивном исполнении электроизолирующих элементов, приводящем к снижению надежности работы стыка.
Так, в прокладке, прижатой к шейке рельса, в процессе эксплуатации при значительных сезонных колебаниях температур из-за различия в коэффициентах температурного расширения металла и электроизолирующего материала (например, на основе полиамида) возникают большие напряжения, а отверстия под болты становятся концентраторами напряжений, которые могут стать причиной разрушения прокладок.
Размещение изолирующей прокладки таким образом, что ее концы не выходят за границы профиля накладки, способствует скоплению на прилегающих поверхностях рельсов и накладок металлических частиц и стружки от износа контактных пар «колесо-рельс», приводящему к возникновению электрической связи между изолированными элементами стыка, что недопустимо.
И, наконец, выполнение электроизоляции для болтов и прижимных планок в виде двух отдельных деталей усложняет конструкцию стыка и, соответственно, снижает надежность конструкции стыка.
Технической задачей изобретения является устранение указанных недостатков, тем самым повышение надежности работы электроизолирующего стыка.
Технический результат достигается тем, что в электроизолирующем стыке для рельсовых цепей, содержащем расположенные с обеих сторон рельсов металлические накладки с углублениями со стороны рельсов, стянутые посредством электроизолированных болтов и прижимных планок, и размещенные между рельсами и накладками электроизолирующие прокладки, имеющие в средней части волнообразный профиль, входящий в углубление накладок, электроизолирующие прокладки выполнены с возможностью удлинения или сокращения в зависимости от температуры внешней среды, при этом концевые участки прокладок выступают наружу за границу профиля головки рельсов, а электроизоляция болтов и прижимных планок выполнена в виде единой детали - плоской оболочки с отформованными на ней втулками под болты.
Дополнительный технический результат может быть получен, если выполнить участок прокладки, прилегающий к выкружке рельса, толщиной, превышающей в 1,5÷1,7 толщину закругленного участка прокладки, прилегающего к подошве рельса.
Выполнение средней части прокладки с возможностью свободно удлиняться или сокращаться в зависимости от температуры внешней среды, позволяет исключить возникновение напряжений в зоне отверстий.
Выступание наружу концов прокладок за границу профиля головки рельсов (˜4÷5 мм) создает условия, при которых металлические частицы и стружка оседают на выступающих поверхностях прокладок, исключая замыкание изолированных металлических частей стыка.
Выполнение электроизоляции болтов и прижимной планки в виде одной детали упрощает конструкцию стыка и, соответственно его сборку и ремонт.
Выполнение участка прокладки, прилегающего к выкружке рельса толщиной, превышающей в 1,5÷1,7 толщину закругленного участка прокладки, прилегающего к подошве рельса, создает эффект шарнирного соединения высоконагруженных элементов стыка в зоне выкружки рельса и, тем самым, позволяет разгрузить стык на 70-75% от растягивающих напряжений в головке рельса.
Конструкция электроизолирующего стыка поясняется чертежом, на котором обозначены:
1 - рельс,
2 - электроизолирующая прокладка,
3 - накладка металлическая,
4 - болт,
5 - деталь для электроизоляции болтов и прижимных планок,
6 - гайка,
7 - шайба,
8 - прижимная планка,
R - радиус выкружки рельса,
L - зона выкружки рельса.
Электроизолирующая прокладка между торцами рельсов на чертеже не показана. Электроизолирующие детали стыка могут быть получены, например, путем заливки расплавленного полиамида ПА6 в форму и его отверждения.
Особенность работы стыка проявляется при изменениях температуры внешней среды. Например, при понижении температуры волнообразный профиль накладки, распрямляясь, перемещается в сторону шейки рельса, а вместе с ним свободно перемещаются и кромки отверстий, не создавая в них нерасчетных напряжений.
Таким образом, использование изобретения позволит, за счет совершенствования элементов электроизоляции, повысить надежность работы электроизолирующего стыка.
1. Электроизолирующий стык для рельсовых цепей, содержащий расположенные с обеих сторон рельсов металлические накладки с углублениями со стороны рельсов, стянутые посредством электроизолированных болтов и прижимных планок, и размещенные между рельсами и накладками электроизолирующие прокладки, имеющие в средней части волнообразный профиль, входящий в углубление накладок, отличающийся тем, что электроизолирующие прокладки выполнены с возможностью удлинения или сокращения в зависимости от температуры внешней среды, при этом концевые участки электроизолирующих прокладок выступают за границу профиля головки рельсов, а электроизоляция болтов и прижимных планок выполнена в виде единой детали - плоской оболочки с отформованными на ней втулками под болты.
2. Электроизолирующий стык для рельсовых цепей по п.1, отличающийся тем, что в нем участок прокладки, прилегающий к выкружке рельса, выполнен толщиной, превышающей в 1,5÷1,7 толщину закругленного участка прокладки, прилегающего к подошве рельса.
