RU88357U1 - RAIL BUTT ELECTRIC INSULATION CONNECTION - Google Patents

Abstract

Рельсовое стыковое электроизолирующее соединение, содержащее междурельсовую прокладку, расположенную между торцами стыкуемых рельсов, и стыковые накладки, расположенные по обе стороны стыкуемых рельсов и имеющие сквозные отверстия для установки крепежных элементов, обеспечивающих стяжку между собой стыковых накладок через шейку соответствующего рельса стыка, отличающееся тем, что между стыковыми накладками и шейками рельсов размещены вкладыши, выполненные в виде пластин с отверстиями, размеры и положение которых совпадают с соответствующими отверстиями в стыковых накладках, при этом междурельсовая прокладка и вкладыши выполнены трехслойными, причем наружные слои прокладки и вкладышей образованы из чистого сверхвысокомолекулярного полиэтилена с мол. массой 6-10 млн, а внутренний слой прокладки и вкладышей образован из композиционного сверхвысокомолекулярного полиэтилена с мол. массой 2-4,5 млн с добавкой магнитодиэлектрических наполнителей марки 2500 НМС, магнитная проницаемость которых превышает магнитную проницаемость рельсовой стали.A rail butt electrical insulating joint comprising an inter-rail gasket located between the ends of the rails to be joined, and butt plates located on both sides of the rails to be joined and having through holes for mounting fasteners that couple the joint plates through the neck of the corresponding joint rail, characterized in that inserts made in the form of plates with holes, the sizes and position of which coincide with the corresponding holes in the butt plates, while the rail track and liners are made three-layer, and the outer layers of the strip and liners are made of pure ultra-high molecular weight polyethylene with mol. weighing 6-10 million, and the inner layer of the gasket and liners is formed from a composite ultra-high molecular weight polyethylene with a mol. weighing 2-4.5 million with the addition of 2500 NMS grade magnetodielectric fillers, the magnetic permeability of which exceeds the magnetic permeability of rail steel.

Description

Полезная модель относится к верхнему строению железнодорожного пути, а более конкретно к устройствам, используемым в электрических рельсовых цепях.The utility model relates to the upper structure of a railway track, and more particularly to devices used in electric rail circuits.

Известно, что вблизи торцевой поверхности рельс, особенно на электрифицированных участках пути в области изолирующих стыков могут образовываться значительные магнитные поля, которые способствуют притягиванию и налипанию ферромагнитных частиц (тормозной пыли, окалины, металлических стружек) к поверхности рельса, а следовательно и к их накоплению. Это может являться причиной короткого замыкания в рельсовых стыковых электроизолирующих соединениях.It is known that near the end surface of the rail, especially on electrified sections of the track, significant magnetic fields can form in the region of insulating joints, which contribute to the attraction and adhesion of ferromagnetic particles (brake dust, scale, metal shavings) to the rail surface and, consequently, to their accumulation. This may cause a short circuit in the rail butt electrical insulating joints.

Известна конструкция рельсовых стыковых изолирующих соединений, включающих в себя расположенные по обе стороны от рельсов стыковые накладки из композиционного материала, стянутые между собой через шейки рельсов посредством крепежных элементов, а также междурельсовые изолирующие прокладки из диэлектрического материала (патент РФ №2114947, публикация 1998 г.).A known design of rail butt insulating joints, including butt pads made of composite material located on both sides of the rails, pulled together through the rails neck by means of fasteners, as well as rail insulating gaskets made of dielectric material (RF patent No. 21114947, 1998 publication )

Электроизоляция стыков рельсов, несмотря на применение диэлектрических элементов, зачастую нарушается из-за образования так называемого шунтирующего мостика, образованного накапливаемыми в процессе эксплуатации пути металлическими частицами на изолирующем стыке рельсового пути, причиной возникновения которого является образующаяся при изготовлении и в процессе эксплуатации намагниченность рельсов в районе стыка.The electrical insulation of the rail joints, despite the use of dielectric elements, is often violated due to the formation of a so-called shunt bridge formed by metal particles accumulated during operation of the track at the insulating joint of the rail track, the cause of which is the magnetization of the rails formed during manufacture and during operation in the region junction.

Известно использование в качестве крепления изолирующих стыков рельсовых соединений изолирующего материала «АпАТэК» (Временные технические указания по монтажу и содержанию изолирующих стыков со стеклопластиковыми накладками «АпАТэК», утвержденные Управлением пути МПС РФ в 1996 г.).It is known that ApATeK insulating material is used as a fastener for rail joints of rail joints (Temporary technical instructions for the installation and maintenance of insulating joints with ApATEK fiberglass overlays approved by the Russian Railways Ministry of Railways in 1996).

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 стружкиHowever, there is no shunting of the magnetic flux, which in conventional joints is carried out due to metal fastening. In the absence of magnetic shunting, the residual magnetization of rails of any nature (hardening, welding, loading using electromagnets, etc.) leads to the appearance of a significant magnetic field in the gaps of the isostacks and, as a result, to the appearance of false signals of the closure of the isostocks due to sticking in gaps of metal dust and chips

Известно рельсовое стыковое электроизолирующее соединение, содержащее междурельсовую прокладку, выполненную из электроизоляционного материала и расположенную между торцами стыкуемых рельсов, стыковые накладки, расположенные по обе стороны стыкуемых рельсов и выполненные в виде металлического элемента удлиненной формы с диэлектрическим покрытием и двумя группами поперечных сквозных отверстий для размещения в каждой группе сквозных отверстий крепежных элементов, обеспечивающих стяжку между собой стыковых накладок через шейку соответствующего рельса стыка. При этом металлический элемент удлиненной формы выполнен в продольном направлении со ступенькой и с диэлектрическим покрытием на поверхности его первого участка, имеющего большую длину, но меньшую площадь поперечного сечения, а в местах контакта каждой стыковой накладки со стыкуемыми рельсами диэлектрическое покрытие выполнено заподлицо с боковой поверхностью имеющего большую площадь поперечного сечения второго участка металлического элемента удлиненной формы. По обе стороны каждого рельса стыка расположены соответственно, имеющий диэлектрическое покрытие первый участок металлического элемента удлиненной формы, одной стыковой накладки и второй участок металлического элемента удлиненной формы другой стыковой накладки (патент РФ №2295603, публикация 2007 г.).A rail butt electrical insulating joint is known, comprising an inter-rail gasket made of electrical insulation material and located between the ends of the joined rails, butt pads located on both sides of the joined rails and made in the form of an elongated metal element with a dielectric coating and two groups of transverse through holes for placement in each group of through holes of fasteners, providing a coupler between themselves of the butt plates through the neck sponding rail joints. In this case, the elongated metal element is made in the longitudinal direction with a step and with a dielectric coating on the surface of its first section, which has a large length but a smaller cross-sectional area, and at the points of contact of each butt plate with joined rails, the dielectric coating is flush with the side surface of a large cross-sectional area of the second portion of the elongated metal element. On both sides of each junction rail are located respectively, having a dielectric coating of a first portion of an elongated metal element, one butt plate and a second portion of an elongated metal element of another butt plate (RF patent No. 2295603, publication 2007).

Предлагаемое техническое решение направлено на решение задачи по повышению эксплуатационной надежности рельсовых стыковых электроизолирующих соединений за счет уменьшения напряженности магнитного поля вблизи торцевой поверхности междурельсовой прокладки.The proposed technical solution is aimed at solving the problem of increasing the operational reliability of rail butt electrical insulating joints by reducing the magnetic field near the end surface of the rail track.

Сущность предложенного технического решения заключается в следующем.The essence of the proposed technical solution is as follows.

Рельсовое стыковое электроизолирующее соединение содержит междурельсовую прокладку - торцевой изолятор (ТИ), расположенную между торцами стыкуемых рельсов и стыковые накладки, расположенные по обе стороны стыкуемых рельсов. Стыковые накладки имеют сквозные отверстия для установки крепежных элементов, обеспечивающих стяжку между собой стыковых накладок через шейку соответствующего рельса стыка. Между стыковыми накладками и шейками рельсов размещены вкладыши, выполненные в виде пластин с отверстиями, размеры и положение которых совпадают с соответствующими отверстиями в стыковых накладках. Междурельсовая прокладка (ТИ) и вкладыши выполнены трехслойными, причем наружные слои прокладки и вкладышей образованы из чистого сверхвысокомолекулярного полиэтилена с мол. массой 6-10 млн., а внутренний слой прокладки и вкладышей образован из композиционного сверхвысокомолекулярного полиэтилена с мол. массой 2-4,5 млн. с добавкой магнитодиэлектрических наполнителей марки 2500 НМС, магнитная проницаемость которых превышает магнитную проницаемость рельсовой стали.The rail butt electrical insulating connection contains an inter-rail gasket — an end insulator (TI) located between the ends of the joined rails and butt pads located on both sides of the joined rails. Butt plates have through holes for mounting fasteners, providing a joint between the butt plates through the neck of the corresponding joint rail. Between the butt plates and the necks of the rails placed liners made in the form of plates with holes, the dimensions and position of which coincide with the corresponding holes in the butt plates. The inter-rail gasket (TI) and the liners are made of three layers, and the outer layers of the gasket and liners are formed of pure ultra-high molecular weight polyethylene with a mol. weighing 6-10 million, and the inner layer of the gasket and liners is formed from a composite ultra-high molecular weight polyethylene with a mol. weighing 2-4.5 million with the addition of 2500 NMS grade magnetodielectric fillers, the magnetic permeability of which exceeds the magnetic permeability of rail steel.

Предложенное техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид рельсового стыкового электроизолирующего соединения; на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1; на фиг.3 - междурельсовая прокладка; на фиг.4 - сечение ББ на фиг.3.The proposed technical solution is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of a rail butt electrical insulating connection; figure 2 is a section along aa of figure 1; figure 3 - rail track; figure 4 is a cross section of the BB in figure 3.

Рельсовое стыковое электроизолирующее соединение содержит междурельсовую прокладку (ТИ) 1, расположенную между торцами стыкуемых рельсов 2 и 3. Кроме того, рельсовое стыковое электроизолирующее соединение содержит стыковые накладки 4, 5, расположенные по обе стороны стыкуемых рельсов 2, 3, и имеющие сквозные отверстия для установки крепежных элементов 6, обеспечивающих стяжку между собой стыковых накладок через шейку соответствующего рельса стыка.The rail butt electrical insulating joint comprises an inter-rail gasket (TI) 1 located between the ends of the joined rails 2 and 3. In addition, the rail butt electrical insulating joint contains a butt pads 4, 5 located on both sides of the joined rails 2, 3 and having through holes for the installation of fasteners 6, providing a coupler between the butt pads through the neck of the corresponding junction rail.

Между стыковыми накладками и шейками рельсов размещены вкладыши 7, выполненные в виде пластин с отверстиями, размеры и положение которых совпадают с соответствующими отверстиями в стыковых накладках.Between the butt plates and the necks of the rails placed liners 7, made in the form of plates with holes, the dimensions and position of which coincide with the corresponding holes in the butt plates.

Междурельсовая прокладка (ТИ) 1 и вкладыши 7 представляют собой систему магнитозащиты изолирующего стыка и выполняютя трехслойными. Наружные слои 8, 9 прокладок и 10, 11 вкладышей образованы из чистого сверхвысокомолекулярного полиэтилена с мол. массой 6 - 10 млн., а внутренний слой прокладок и вкладышей (соответственно 12, 13) образован из композиционного сверхвысокомолекулярного полиэтилена с мол. массой 2 - 4,5 млн. с добавкой магнитодиэлектрических наполнителей марки 2500 НМС, магнитная проницаемость которых превышает магнитную проницаемость рельсовой стали.The inter-rail gasket (TI) 1 and inserts 7 are a system of magnetic protection of the insulating joint and are made in three layers. The outer layers of 8, 9 gaskets and 10, 11 liners are formed from pure ultra-high molecular weight polyethylene with a mol. weighing 6 - 10 million, and the inner layer of gaskets and liners (12, 13, respectively) is formed from a composite ultra-high molecular weight polyethylene with a mol. weighing 2 - 4.5 million with the addition of 2500 NMS grade magnetodielectric fillers, the magnetic permeability of which exceeds the magnetic permeability of rail steel.

Использование предложенных вкладышей между стыковыми накладками и шейками рельсов, совместно с междурельсовыми прокладками, изготовленными из конструкционных материалов с добавком магнитодиэлектрических наполнителей с магнитной проницаемостью, превосходящей магнитную проницаемость рельсовой стали, приводит к изменению конфигурации магнитного поля в области рельсового стыка, и к уменьшению величины намагниченности как по высоте, так и вдоль поверхности рельса.The use of the proposed liners between the butt plates and the necks of the rails, together with the inter-rail gaskets made of structural materials with the addition of magnetodielectric fillers with a magnetic permeability exceeding the magnetic permeability of the rail steel, leads to a change in the configuration of the magnetic field in the region of the rail joint, and to a decrease in the magnitude of magnetization as in height and along the surface of the rail.

Зависимость величины напряженности магнитного поля (мТл), измеренная над серединой зазора в намагниченном стыке, в зависимости от высоты измерения (мм) над зазором для разных торцевых изоляторов (ТИ), обычного без магнитодиэлектрического сердечника, и при установленном ТИ с магнитодиэлектрическим сердечником приведена ниже в таблице 1: The dependence of the magnitude of the magnetic field strength (mT), measured above the middle of the gap in the magnetized joint, depending on the measurement height (mm) above the gap for different end insulators (TI), usually without a magneto-dielectric core, and when a TI with a magnetodielectric core is installed, is given below in table 1:

Таблица 1Table 1 Тип торцевого изолятораEnd Insulator Type Высота над серединой зазораHeight above middle of clearance 0 мм0 mm 5 мм5 mm 10 мм10 mm 15 мм15 mm Величина напряженности магнитного поля; мТлMagnetic field strength MT 1. без ТИ1. without TI -1,01-1.01 -0,2-0.2 -0,05-0.05 00 2. обычный ТИ2. ordinary TI -1,01-1.01 -0,2-0.2 -0,05-0.05 00 ТИ с магнитодиэлектрическим сердечникомTI with magnetodielectric core 3. ТИ без вкладыша3. TI without liner -0,7-0.7 00 00 00 4. ТИ + вкладыш4. TI + liner -0,2-0.2 00 00 00

Из приведенных данных видно, что в случае установки обычного ТИ (так же как и в случае, когда в зазоре вообще нет ТИ) величина напряженности магнитного поля убывает с увеличением высоты над зазором от значений - 1,01 и до значений практически равных нулю на высоте 15 мм над серединой зазора.It can be seen from the above data that in the case of installing a conventional TI (as well as in the case when there is no TI in the gap at all), the magnetic field strength decreases with increasing height above the gap from values of 1.01 to almost equal to zero at height 15 mm above the middle of the gap.

В случае использования ТИ с магнитоактивным сердечником магнитное поле над зазором падает от - 0,7 до нуля уже на высоте не более 5 мм. Особенно заметно уменьшение магнитного поля (до -0,2) над зазором в случае если одновременно установлена вся система, т.е. торцевой изолятор и вкладыши с магнитодиэлектрическими сердечниками.In the case of using a TI with a magnetically active core, the magnetic field above the gap drops from - 0.7 to zero already at a height of no more than 5 mm. A decrease in the magnetic field (to -0.2) above the gap is especially noticeable if the entire system is installed at the same time, i.e. end insulator and liners with magneto-dielectric cores.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет повысить эксплуатационную надежность рельсовых стыковых электроизолирующих соединений за счет уменьшения напряженности магнитного поля вблизи торцевой поверхности междурельсовой прокладки без каких-либо изменений в конструкции концевых участков стыкуемых рельсов.Thus, the proposed technical solution allows to increase the operational reliability of the rail butt electrical insulating joints by reducing the magnetic field near the end surface of the rail track without any changes in the design of the end sections of the joined rails.

Claims (1)

Рельсовое стыковое электроизолирующее соединение, содержащее междурельсовую прокладку, расположенную между торцами стыкуемых рельсов, и стыковые накладки, расположенные по обе стороны стыкуемых рельсов и имеющие сквозные отверстия для установки крепежных элементов, обеспечивающих стяжку между собой стыковых накладок через шейку соответствующего рельса стыка, отличающееся тем, что между стыковыми накладками и шейками рельсов размещены вкладыши, выполненные в виде пластин с отверстиями, размеры и положение которых совпадают с соответствующими отверстиями в стыковых накладках, при этом междурельсовая прокладка и вкладыши выполнены трехслойными, причем наружные слои прокладки и вкладышей образованы из чистого сверхвысокомолекулярного полиэтилена с мол. массой 6-10 млн, а внутренний слой прокладки и вкладышей образован из композиционного сверхвысокомолекулярного полиэтилена с мол. массой 2-4,5 млн с добавкой магнитодиэлектрических наполнителей марки 2500 НМС, магнитная проницаемость которых превышает магнитную проницаемость рельсовой стали.

A rail butt electrical insulating joint comprising an inter-rail gasket located between the ends of the rails to be joined, and butt pads located on both sides of the rails to be joined and having through holes for mounting fasteners for tightening the joint pads through the neck of the corresponding joint rail, characterized in that inserts made in the form of plates with holes, the sizes and position of which coincide with the corresponding openings in the butt plates, while the rail track and liners are made of three layers, and the outer layers of the strip and liners are made of pure ultra-high molecular weight polyethylene with a mol. weighing 6-10 million, and the inner layer of the gasket and liners is formed from a composite ultra-high molecular weight polyethylene with a mol. weighing 2-4.5 million with the addition of 2500 NMS grade magnetodielectric fillers, the magnetic permeability of which exceeds the magnetic permeability of rail steel.