Устройство для снижения напряженности магнитного поля в зазоре рельсового изолирующего стыка

Полезная модель относится к и устройствам, использующим магнитные поля постоянных магнитов на железных дорогах, в частности для снижения напряженности магнитного поля в зазорах рельсовых изолирующих стыков. Задачей заявляемого устройства является повышение безопасности движения железнодорожного транспорта. Технический результат заключается в повышении надежности работы устройства в условиях ударных нагрузок. Технический результат достигается устройством для снижения напряженности магнитного поля в зазоре рельсового изолирующего стыка, образованного концами смежных рельсов, включающее корпусные элементы устройства и магнитную систему, состоящую из концов смежных рельсов, двух полюсных наконечников, установленных на концах смежных рельсов и постоянного магнита, установленного в зазоре между полюсными наконечниками, отличающееся тем, что полюсные наконечники имеют опорную пластину, выполненную из антифрикционного износостойкого диэлектрического материала, при этом устройство установлено на концах смежных рельсов, таким образом, что направление магнитного поля создаваемое постоянным магнитом и полюсными наконечниками, имеет противоположное направление магнитному полю в зазоре рельсового изолирующего стыка, образованного концами смежных рельсов в области головок смежных рельсов. Устройство закреплено на концах рельсов с помощью упругих пружин через опорную пластину, полюсные наконечники соединены между собой постоянным магнитом и дополнительно с боковых сторон накладками, выполненными из немагнитного материала, постоянный магнит и полюсные наконечники образуют П-образную систему, свободные концы наконечников прижимаются к подошвам концов смежных рельсов, полюсные наконечники и постоянный магнит находятся в отдельном корпусе, залиты полиуретановой композицией, поверхности полюсных наконечников, прилегающих к подошве рельса, покрыты эластичным магнитодиэлектрическим материалом, постоянный магнит имеет коэрцитивную силу не менее 800 кА/м и магнитную индукцию 1.17-1.28 Тл, постоянный магнит имеет размер 40×40×20 мм, толщина магнитодиэлектрического эластичного покрытия поверхности полюсных наконечников составляет 3-5 мм.

Полезная модель относится к устройствам, использующим магнитные поля постоянных магнитов на железных дорогах, в частности для снижения напряженности магнитного поля в зазорах рельсовых изолирующих стыков, для снижения скопления металлической стружки и окалины на изолирующих стыках рельсов на электрифицированных участках железных дорог.

Уровень техники известен из устройства для защиты изоляционного стыка рельсов от скопления металлических частиц на электрифицированных участках железных дорог, включающее комплект постоянных магнитов, при этом комплект постоянных магнитов с магнитной индукцией не менее 0,07 Тл установлен по ходу поезда перед светофором на шейке рельса между головкой и подошвой рельса на длине, равной длине окружности колеса локомотива, начиная от изолированной накладки, соединяющей два рельса (RU 2389843).

Недостатком данного устройства является ограниченность использования. Использование устройства по ходу поезда. Установленные магниты с двух сторон изолирующего стыка, увеличивают напряженность магнитного поля в изостыке, что увеличивает вероятность его замыкания металлическими частицами. Постоянные магниты, установленные на рельсе, в месте установки создают мощное магнитное поле, которое со временем увеличивается, это может отрицательно сказаться на работе устройств безопасности АЛСМ и «Клуб». Такие данные об отрицательном воздействии намагниченных участков рельсов на передачу сигналов АЛСМ имеются на форуме СЦБистов (www.scbist.com).

Известны устройства, включающее постоянные магниты или электрические магниты, установленные в изолирующем стыке таким образом, что в результате взаимодействия магнитных полей установленных магнитов в пространстве стыка отсутствует магнитное поле. Металлические частицы не притягиваются в зону стыка (EP 1717125).

Устройство сложно в изготовлении и громоздко при установке в изостык, кроме этого электромагниты требуют отдельного питания, что не всегда возможно. Постоянные и переменные магниты производят намагничивание рельса в определенном месте, т.е. устройство обладает тем же недостатком, что и указанное выше.

Известно устройство для снижения напряженности магнитного поля в зазоре образованного концами смежных рельсов изолирующего стыка, включающее корпусные элементы устройства и магнитную систему, состоящую из концов смежных рельсов и постоянного магнита, при этом магнитная система дополнительно содержит два полюсных наконечника установленных на концах смежных рельсов и подвижный ферромагнитный элемент, постоянный магнит установлен в зазоре между полюсными наконечниками, ферромагнитный элемент, при движении относительно магнита и полюсных наконечников, изменяют напряженность магнитно поля в зазоре изолирующего стыка. Устройство закреплено на концах рельсов с помощью упругих пружин, полюсные наконечники соединены с помощью накладок выполненных из немагнитного материала, подвижный ферромагнитный элемент выполнен с возможностью неподвижного закрепления, полюсные наконечники, постоянный магнит, подвижные ферромагнитные элементы находятся в отдельном корпусе, залиты полиуретановой композицией и установлены под подошвой рельсов, полюса наконечников покрыты эластичным магнитодиэлектрическим материалом (RU 136812).

Данное техническое решение принято в качестве прототипа.

Устройство имеет подвижные детали, которые разбиваются при воздействии ударных нагрузок, возникающих при прохождении состава по рельсовому стыку.

Задачей заявляемого устройства является повышение безопасности движения железнодорожного транспорта.

Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается: в повышении надежности работы устройства в условиях ударных нагрузок.

Технический результат достигается устройством для снижения напряженности магнитного поля в зазоре рельсового изолирующего стыка, образованного концами смежных рельсов, включающее корпусные элементы устройства и магнитную систему, состоящую из концов смежных рельсов, двух полюсных наконечников, установленных на концах смежных рельсов и постоянного магнита, установленного в зазоре между полюсными наконечниками, при этом полюсные наконечники имеют опорную пластину, выполненную из антифрикционного износостойкого диэлектрического материала, а устройство установлено на концах смежных рельсов, таким образом, что направление магнитного поля создаваемое постоянным магнитом и полюсными наконечниками, имеет противоположное направление магнитному полю в зазоре рельсового изолирующего стыка, образованного концами смежных рельсов в области головок смежных рельсов. Кроме этого устройство закреплено на концах рельсов с помощью упругих пружин, полюсные наконечники соединены между собой постоянным магнитом и дополнительно с боковых сторон накладками, выполненными из немагнитного материала, постоянный магнит и полюсные наконечники образуют П-образную систему, свободные концы наконечников прижимаются к подошвам концов смежных рельсов, полюсные наконечники и постоянный магнит находятся в отдельном корпусе, залиты полиуретановой композицией, поверхности полюсных наконечников, прилегающих к подошве рельса, покрыты эластичным магнитодиэлектрическим материалом, постоянный магнит имеет коэрцитивную силу не менее 800 кА/м и магнитную индукцию 1.17-1.28 Тл, постоянный магнит имеет размер 40×40×20 мм, толщина магнитодиэлектрического эластичного покрытия поверхности полюсных наконечников составляет 3-5 мм.

Стык является местом интенсивного механического воздействия колесных пар проходящего подвижного состава и локомотивов на рельсы. При наезде колеса на неровности рельсов, особенно на стыки, возникают удары, и тем сильнее, чем выше скорость. Сила ударов достигает нескольких сотен килоньютонов. При постоянной деформации концов рельсов в изолирующем стыке динамические нагрузки передаются и на устройство снижения напряженности магнитного поля в частности на его магнитную систему и корпусные элементы устройства, выводя их из строя.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства.

Устройство для снижения напряженности магнитного поля в зазоре рельсового изолирующего стыка, образованного концами смежных рельсов, состоит корпусных элементов: кожух 1, наполнитель 2, и магнитной системы состоящей из концов смежных рельсов 3, двух полюсных наконечников 4, установленных на концах смежных рельсов 3 и постоянного магнита 5, установленного в зазоре между полюсными наконечниками 4. Постоянный магнит 5 и полюсные наконечники 4 образуют П-образную систему, свободные концы наконечников 4 прижимаются к подошвам 3.1 концов смежных рельсов 3, полюсные наконечники 4 соединены между собой постоянным магнитом 5 и дополнительно с боковых сторон накладками 6, выполненными из немагнитного материала. Поверхности 7 полюсных наконечников 4, прилегающих к подошве 3.1, покрыты эластичным магнитодиэлектрическим материалом 7.1. Устройство закреплено на концах рельсов 3 под подошвой 3.1 с помощью упругих пружин 8 через опорную пластину 9, выполненную из антифрикционного износостойкого немагнитного материала. Устройство установлено на концах смежных рельсов 3, таким образом, что направление магнитного поля создаваемое постоянным магнитом 5 и полюсными наконечниками 4, имеет противоположное направление магнитному полю в зазоре 10 рельсового изолирующего стыка, образованного концами смежных рельсов в области головок смежных рельсов (на фиг. не показаны), постоянный магнит 5 имеет коэрцитивную силу не менее 800кА/м и магнитную индукцию 1.17-1.28 Тл, постоянный магнит имеет размер 40×40×20 мм, толщина магнитодиэлектрического эластичного покрытия 7.1 поверхности 7 полюсных наконечников составляет 3-5 мм.

Было изготовлено два устройства и установлено на ДВЖД на участке Пивань-Селихино на изолирующем стыке. В исходном состоянии в зазоре 10 образованном головками смежных рельсов 3 имелось магнитное поле с напряженностью Нс=16,5 мТл на левом стыке и Нс=14.0 мТл на правом стыке. По нормативным документам, магнитная напряженность поля не должна превышать величину 10 мТл. Как правило, она значительно больше, по нашим наблюдениям может достигать значений, равных 60 мТл. В районе зазора изолирующего стыка с помощью устройств для снижения напряженности магнитного поля в зазорах рельсового изолирующего стыка, были созданы магнитные потоки противоположной направленности магнитному потоку изолирующего стыка. В изолирующем стыке образовалось магнитное поле равное Нс=7.1 мТл на правом и левом стыках. Измерения производились прибором «СТЫК 3Д» на поверхности катания рельса в соответствии с Руководством по эксплуатации ЯКШГ.433649.004РЭ.

Изменение напряженности магнитного потока в зазоре изолирующего стыка контролировали в течении трех месяца. Превышение нормативного значения напряженности магнитного поля не произошло. Скопления металлической стружки в зазоре и вокруг изолирующего стыка не наблюдалось. Разрушения устройства, крепления и износа поверхности контакта полюсных наконечников не происходило. Нарушения систем безопасности и связи подвижного состава не отмечалось. Испытания продолжаются.

1. Устройство для снижения напряженности магнитного поля в зазоре рельсового изолирующего стыка, образованного концами смежных рельсов, включающее корпусные элементы устройства и магнитную систему, состоящую из концов смежных рельсов, двух полюсных наконечников, установленных на концах смежных рельсов и постоянного магнита, установленного в зазоре между полюсными наконечниками, отличающееся тем, что полюсные наконечники имеют опорную пластину, выполненную из антифрикционного износостойкого диэлектрического материала, при этом устройство установлено на концах смежных рельсов таким образом, что направление магнитного поля, создаваемое постоянным магнитом и полюсными наконечниками, имеет противоположное направление магнитному полю в зазоре рельсового изолирующего стыка, образованного концами смежных рельсов в области головок смежных рельсов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство закреплено на концах рельсов с помощью упругих пружин через опорную пластину.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что полюсные наконечники соединены между собой постоянным магнитом и дополнительно с боковых сторон накладками, выполненными из немагнитного материала.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что постоянный магнит и полюсные наконечники образуют П-образную систему, свободные концы наконечников прижимаются к подошвам концов смежных рельсов.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что полюсные наконечники и постоянный магнит находятся в отдельном корпусе, залиты полиуретановой композицией.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что поверхности полюсных наконечников, прилегающих к подошве рельса, покрыты эластичным магнитодиэлектрическим материалом.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что постоянный магнит имеет коэрцитивную силу не менее 800 кА/м и магнитную индукцию 1,17-1,28 Тл.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что постоянный магнит имеет размер 40×40×20 мм.

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что толщина магнитодиэлектрического эластичного покрытия поверхности полюсных наконечников составляет 3-5 мм.