Способ повышения безопасности движения поездов на новых участках железнодорожного полотна, оборудованных системой автоматики и телемеханики

Классификация по МПК: E01B

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2337203
Дата публикации: 
Понедельник, Октябрь 27, 2008
Начало действия патента: 
Среда, Март 21, 2007

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к комплексу его технических средств, оборудованных системой железнодорожной автоматики и телемеханики. Способ повышения безопасности движения поездов на новых участках железнодорожного полотна, оборудованных системой автоматики и телемеханики, заключается в том, что на боковые поверхности нитки рельсов по всему их периметру наносится сплошное покрытие из материала, обладающего собственной абсолютной магнитной проницаемостью, значительно большей абсолютной магнитной проницаемости материала рельсов. Техническим результатом является уменьшение плотности магнитных силовых линий в рабочих зонах устройств автоматики, телемеханики и сигнализации, уменьшение количества металлической стружки в зоне контакта колеса с рельсом, что повышает надежность работы автоматической локомотивной сигнализации, рельсовых цепей, а также уменьшает износ рельсов и колес.


Предлагаемое изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к комплексу его технических средств, оборудованных системой железнодорожной автоматики и телемеханики.

Подготовка и укладка рельсового пути, например, в ходе ремонтных работ заключается в том, что новые рельсы свариваются в нитки, а затем собираются в плети; при этом в материале рельсов на момент сборки и укладки плетей сохраняется остаточная индукция (остаточная напряженность) магнитного поля, как следствие осуществляемых над ними технологических операций. Рельсы по всей длине нитки плети обладают неоднородным магнитным полем, которое может иметь значительные градиенты напряженности не только в местах сварки и по концам ниток рельсов, но и в любой другой зоне [1, 2].

Ввод в эксплуатацию участков с новым полотном сопровождается ростом частоты сбоев в железнодорожной автоматике и телемеханике, связанной с рельсовыми электрическими цепями (РЦ) и автоматической локомотивной сигнализацией (АЛС). Эти негативные явления носят постоянный характер в довольно большом промежутке времени, что существенно сказывается на безопасности движения поездов по новому полотну и сопряженных с ним участков пути. Причиной этих негативных явлений служит величина и неоднородность напряженности магнитного поля в воздушных зазорах стыков рельсов, в местах сварки, и других зонах, которая приводит к тому, что при движении локомотива по этому участку пути в индукционных катушках АЛС, расположенных в непосредственной близости к головкам рельсов, возникают ложные импульсы. Эти импульсы искажают полезный сигнал, который индукционные катушки считывают из рельсовых цепей, что приводит к сбоям в сигнализации локомотива. Поэтому для уменьшения величины напряженности магнитного поля и выравнивания его градиента над головками рельсов на новых участках железнодорожного полотна применяют процедуру размагничивания рельсов, что требует дополнительных затрат, применения специального оборудования и потерь во времени.

Известно, что металлические абразивные частицы, являющиеся продуктом износа рельсов и колес при их взаимодействии, удерживаются на поверхности рельса его магнитным полем. При этом наиболее интенсивно образование этих частиц происходит в процессе приработки новых участков рельсового полотна. Плотность накопления металлического абразива на поверхности рельса соответствует распределению градиента напряженности магнитного поля по его длине. Способствуя интенсивному механическому износу в системе «колесо - рельс», частицы металлического абразива, кроме того, являются существенным фактором коротких замыканий изоляционных стыков РЦ, нарушающими их работу [3]. Известно техническое решение [4], рекомендующее создание дополнительного магнитного поля для удаления металлического абразива с поверхности рельса. Однако применение этого решения сдерживается отсутствием соответствующих средств генерации этого магнитного поля.

Предлагаемый способ решает задачу уменьшения величины напряженности магнитного поля и выравнивания его градиента над головкой рельсов, где возможны магнитные аномалии, тем, что на боковые поверхности нитки рельсов по всему их периметру, включая торцы крайних рельсов, наносится сплошное покрытие из материала, обладающего собственной абсолютной магнитной проницаемостью, значительно большей абсолютной магнитной проницаемости материала рельсов. Этот материал может быть представлен в виде эластичной ленты (в этом случае покрытие крепится к рельсу, например, с помощью клея) и в виде клейкого состава, обладающего текучестью (в этом случае покрытие выполняется как лакокрасочное или смазка). В последнем случае для нанесения покрытия может быть использовано устройство, в котором применяется известное техническое решение автоматического гребнесмазывания, или, например, для небольших участков рельсов можно наносить покрытие вручную с помощью обычной кисти.

Предлагаемое покрытие образует дополнительные контуры в получившейся магнитной цепи, магнитные проводимости которых значительно больше магнитных проводимостей соответствующих участков рельсов и воздушных зазоров стыков рельсов, что значительно уменьшает величину и градиент напряженности магнитного поля непосредственно вокруг аномальных участков над головкой нитки рельсов в воздухе, а также в воздушных зазорах стыков рельсов. При этом основная часть магнитных силовых линий нитки рельсов концентрируется в дополнительных магнитных контурах, уменьшая тем самым число силовых линий, замыкающихся по воздуху, а значит и предпосылок искажения полезного сигнала, снимаемого катушками АЛС. Частицы металлического абразива увлекаются с поверхности катания рельсов, а также из зон, находящихся около изоляционных стыков, и скапливаются вблизи контуров с наибольшей плотностью силовых линий, создаваемых покрытием. Происходит существенное снижение интенсивности механического износа головки рельса, а также уменьшение риска замыкания изоляционных стыков РЦ.

Информационные источники

1. Бесстыковый путь / Альбрехт В.Г., Виноградов Н.П., Зверев Н.Б. и др. Под ред. Альбрехта В.Г., Когана А.Я. - М.: Транспорт, 2000. 408 с.

2. Шаманов В.И. Помехи и помехоустойчивость автоматической локомотивной сигнализации: учебное пособие для вузов ж.д. трансп. - Иркутск: ИрГУПС, 2005. - 236 с.

3. Будунов Н.Ф., Березовский Г.С., Будунов Ю.Н., Лопатин М.В., Саломатов В.Н., Степанов А.П. Исследование магнитного поля на сигнальном изостыке рельсов с целью улучшения работы «АЛСН» железной дороги. В сб. Проблемы транспорта Дальнего Востока. Материалы шестой международной научно-практической конференции. Владивосток, 2005.

4. Патент РФ №2142890. Способ уменьшения износа боковой поверхности рельсов и гребней колес железнодорожного транспортного средства. Роспатент. Бюллетень №35. М. - 1999.