Устройство для определения мест дефектов в рельсах

51022 Класс 421, 20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,ВЫДАННОМУ НАРОДНЫМ КОМИССАРИАТОМ ТЯЖЕЛОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИЗарегистрировано в 7 осударсгпвеннолл бюро последующей регистрации изобретений при Госплане СССР В, В. Смирнов и С. С. Самарин. Устройство для определения мест дефектов в рельсах. Заявдено 13 марта 1936 года за139094,Онубликовано 31 мая 1937 года.1,",п1:Обнаружение дефектов в железнодорожных рельсах имеет большое значение в борьбе с крушениями и авариями на железнодорожном транспорте, вызванными лопнувшими рельсами. Для обнаружения пороков в рельсах существует ряд установок и способов. Распространенным является способ американского инженера Сперри, основанный на принципе про. пускания через рельс тока большой силы - до 7000 ампер, Тип прибора- искателя и ри этом индукционный, При обследовании рельсов, уложенных на железнодорожных путях при скорости движения, равной, примерно, до 9 км(час, установка Сперри обнаруживает в головках рельсов дефекты, равные, примерно, до 10% и более от площади поперечного сечения головки. П рибор-искатель продольных трещин в головке рельсов н обнар уживает.Кроме способа инженера Сперри для обнаружения пороков в рельсах применяется магнитный метод Сузуки (Япония). На агничивание рельсов производится электромагнитом, движущимся на специальной тележке по головке рельса, Тип прибора - иска- ( теля также индукционный. Рабочая скорость при обследовании рельсов не более 3 - 4 км/час.В настоящее время в СССР Научноисследовательским Институтом Пути и Строительства НКПС выпущены первые образцы рельсовых дефекто скопных устройств для освоения их в эксплоатационных условиях. Основным недостатком выпущенных в эксплоатационное освоение устройств является их небольшая рабочая скорость, при которой они могут обнаруживать дефекты в рельсах, Скорость эта равна около 4 км/нас при обнаружении дефектов в головках рельсов, равных, примерно, от 10 во и выше от поперечного сечения головки рельса, Тип прибора-искателя пондермоторный, что и является причиной, не позволяющей повысить величину рабочей скорости, так как чувствительность прибора - искателя к обнаружению дефектов в головках рельсов с увеличением скорости понижается. Продольных трещин прибор-искатель не обнаруживает.Основным преимуществом предлагаемого устройства, выполненного в форме электронной лампы, являетсянезависимость его работы от скоро. сти. движения до 10 - 15 кл/час и почти полная его безъинерционность.На чертеже фиг. 1 и 2 изображает вид предлагаемого устройства в двух проекциях; фиг, 3 изображает схему установки устройства. над исследуемым рельсом; фиг. 4 - схему включения устройстаа; фиг, 5, 6, 7 и 8 служат для пояснения принципа действия устройства,Предлагаемое устройство представляет собой электронную лампу (фиг. 1, 2), анод 1 которой изготовлен в форме полуцилиндра, В центре полуцилиндра-анода 1 проходит нить 2 накала лампы. Верхняя часть стеклянного баллона 3 катодной лампы над местоположением анода 1 делается плоской с расчетом, чтобы нить 2 накала лампы была как можно ближе к поверхности стекла, с условием сохранности стекла от высокой температуры накала нити.Материал и размеры для изготовления катодной лампы ЭРДможно рекомендовать следующие;Анод 1: материал - тантал или молибден, диаметр - 9 мм, дина - 15 мм.Катод 2: материал - вольфрам; диаметр нити - 0,058 мм, длина - 22 лл.Баллон 3 лампы - тугоплавкое стекло, цоколь 4 и ножки 5 лампы - обычные для радиоламп.Принцип работы предлагаемого устройства заключается в следующем. Лампа располагается в специальном защитном кожухе 14 (фиг. 3) любой формы и конструкции на лыже 15, скользящей по поверхности головки рельса, расположенной между полю. сами электромагнита 13. Конструкция лыжи 15 и электромагнита 13 - обычно применяемая на рельсовых дефектоскопных станциях Научно-исследовательского Института Пути и Строительства НКПС. Лампа устанавливается по отношению к рельсу так, чтобы нить 2 накала была перпендикулярна к оси рельса и была расположена на минимально допустимом расстоянии от его головки, Лампа включается в схему (фиг. 4), где применена батарея б накала напряжением в 4 вольта для нити лампы. Ток наьала нити лампы равен 0,6 - 0,7 ампера. Батарея 7 анодного напряжения лампы равна 80 вольтам (2,5 - 3 амперчас), Нагрузочное сопротивление 8 равно 50000 ом, Внутреннее сопротивление лампы равно, примерно, также 50000 ом,Вторая лампа 9 схемы представляет собой обычную радиолампу типа УО. Батарея 10 накала лампы 9 берется напряжением 4 К Ток накала 0,8 А, Батарея 11 анодного напряжения лампы 9 имет 240 1 и емкость ее равна 5 - 6 амперчасам. В качестве регистрирующего прибора 12 может быть поименен миллиамперметр, высоко чувствительное реле или катодный осциллограф типа КОП.Так как сопротивления лампы и нагрузочного сопротивления 8 одинаковы, то падение напряжения на нагрузочном сопротивлении будет равно, примерно, 40 1", Полученная величина падения напряжения на нагрузочкам сопротивлении будет равна, примерно, 40 К Полученная величина падения напряжения на нагрузочиом сопротивлении 8 будет нормальным отрицательным, сеточным смещением для лампы 9, которая работает как обычный ламповый усилитель, и, следовательно, при заданном на анод напряжении, равном 240 Р, при включенном накале и сеточном смещении, равном 40 К в анодной цепи усилителя получится. ток, равный 0,04 А. Эта величина тока будет протекать и через регистрирующий прибор 12.Лампу устанавливают над рельсом (фиг. 6), через который пропущен с помощью электромагнита магнитный поток и над которым образуется поток рассеяния, пересекающий по. луцилиндр анода лампы в. параллельном направлении по отношению к оси рельса. Электронный поток от катода к аноду, который при отсутствии магнитного поля в лампе распространялся равномерно по всей внутренней поверхности полуцилиндра анода (фиг. 5), при наличии магнит. ного поля будет не в состоянии пересечь это поле, проходящее над нит ю, и путь его будет, грубо говоря, только по направлению магнитного поля, как указано стрелками на фиг, 6.Предмет изобретения.1, Устройство для определения местдефектов в рельсах при движении,выполненное в форме электроннойлампы, отличающееся тем, что, с целью управления электронным потоком помощью магнитного потока рассеяния в месте дефекта, аноду 1 лампы придана форма полуцилиндра, открытой частью обращенного в сторону поверхности исследуемого рельса.2, Форма выполнения анода лампыпо и. 1, отличающаяся тем, что взамен полуцилиндра применены двепластины, расположенные по обе стороны катода,Несмотря на то, что в этом случае внутреннее сопротивление лампы значительно возрастет, полного нарушения электрической цепи в рассматриваемом нами участке схемы мы не получим. В этом случае мы также будем иметь на концах сопротивления 8 падение напряжения, причем, изменяя его величину, можно подобрать нормальное смещение для лампы 9, равное примерно 40 Ч.При наличии дефекта в рельсе наповерхности головки рельса, при про-хождении через рельс магнитного потока, над местом дефекта образуется магнитный поток рассеяния, вызванный наличием дефекта, форма которого, примерно, сферическая (фиг. У).В тот момент, когда нить накала лампы будет находиться над дефектом, магнитный поток рассеян,я, вызванный дефектом, внутри полуцилиндра 1 анода займет положение, указанное на фиг. 8, и, тем самым полностью прекратит доступ электронов от катода к аноду, что будет равносильно разрыву электрической цепи в рассматриваемом участке нашей схемы. В этом случае никакого падения напряжения на концах сопротивления 8 ие будет и ни какого на пряже. ния на сетку лампы 9 также не будет передано. Это вызовет резкое измейение анодного тока в цепи лампы 9, а следовательно, и в регистрирующем приборе.Изменяя режим питания лампы, мы тем самым будем изменять скорость и мощность электронного потока в лампе, что повлечет за собой изменение чувствительности устройства к магнитному полю. Увеличивая напряжение на аноде и напряжение накала и создавая тем самым более мощный электронный поток в лампе, мы понизим чувствительность прибора к слаоым магнитным полям, т. е. элек" тронный поток в этом случае сможет пересечь это магнитное поле,ри уменьшении анодного напряжения и напряжения накала скорость и мощность электронного потока понизятся и в этом случае слабое магнитное поле может совершенно прекратить анодный ток, что увеличит чувствительность прибора к слабым магнитным полям.С п;мощью миллиамперметра можно фиксировать наличие дефекта при движении рельса или прибора над рельсом только с небольшой скоростью, так как с увеличением ее миллиамперметр не будет работать в силу инертности его подвижной системы.Чувствительное реле, в зависимости от его конструкции, может допустить, по сравнению с миллиам пер метром, значительно большую скорость движения прибора над рельсом и в то же время возможно регистрировать обнаруженные дефекты на бумажной ленте.Наконец, применяя в качестве регистрирующего прибора катодный осциллограф, не обладающий, практически, как и предлагаемое устройство инерционностью, можно допустить значительно ббльшую скорость при исследовании рельсов, уложенных на путях железных дорог, В данном случае регистрация может производиться на фотобумагу путем снятия осциллограмм.Следует отметить, что вместо формы полуцилиндра аноду 1 лампы может быть придана и другая форма, например, в виде двух пластин, расположенных по обе стороны катода 2.