一种可更换式防杂散电流绝缘预埋套管的制作方法

1.本实用新型涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种可更换式防杂散电流绝缘预埋套管。


背景技术：

2.绝缘预埋套管是轨道交通系统中轨道结构的主要组成部分之一，是联结扣件与道床的重要部件。其主要提供两个作用，第一利用螺栓、预埋套管之间的螺纹接触面摩擦力起到紧固钢轨的作用；第二，利用预埋套管本身的材料特性及结构特性将扣件与混凝土绝缘隔离。绝缘预埋套管的破坏、失效会导致扣件整体功能下降，危害到行车安全。绝缘预埋套管在设计安装初期各项性能均能满足使用要求，但随着铁路的运营，特别是在恶劣地段，在环境老化及轮轨振动冲击双重作用下容易出现本体开裂、螺纹损坏，危及行车安全，此时需对套管进行更换。
3.目前针对普通路段的套管更换普遍采用将套管热熔后拉拔出道床混凝土，然后扩大混凝土安装孔，通过浇筑特种混凝土将更换后的套管预埋进道床混凝土。此种施工方法效率极低且成本高，套管与扣件螺栓之间易出现电流导通，造成整个扣件系统的绝缘失效，并且套管在振动冲击和环境老化的作用下容易出现转动，导致扣件螺栓锁紧力失效，影响行车安全。


技术实现要素：

4.针对上述存在的问题，本实用新型旨在提供一种可更换式防杂散电流绝缘预埋套管，包括外套管和内套管，通过两者的配合增强了扣件及导轨的绝缘性及稳定性，并且在内套管性能下降后，可与外套管拆卸脱离，对其进行更换，极大地降低了铁轨维护检修周期。同时内套管可在铁轨受到较大外力冲击后，牺牲其本身，保证外套管的完整性，通过更换内套管完成铁轨的维护工作，保证列车能短时间内恢复运行。
5.为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：一种可更换式防杂散电流绝缘预埋套管，其特征在于，包括：外套管，其垂直填埋于铁轨接触的道床中，用于将铁轨扣件定位紧固、及使铁轨扣件与道床绝缘；
6.内套管，其配合紧固安装于所述外套管内，用于和所述铁轨扣件的紧固螺栓配合，使铁轨扣件与道床绝缘紧固，所述内套管在外套管固定的状态下可脱离于外套管。
7.优选的，所述内套管外壁和外套管内壁螺纹配合紧固，且所述外套管内壁的螺牙具有顶端的圆弧面及圆弧面两侧向外倾斜且延伸至外套管内壁的斜面，相邻螺牙的相近斜面与所述外套管内壁构成梯形螺牙槽，所述内套管外壁的螺牙及螺牙槽配合所述外套管内壁的梯形螺牙槽和螺牙。
8.优选的，所述外套管顶端内壁向下延伸有一定高度的台肩，所述内套管顶端与所述台肩表面齐平，并且在该表面上设置有顶面与所述外套管顶端面齐平、内径与所述内套管相等且用于对所述内套管限位的卡环。
9.优选的，所述台肩顶面上和内套管顶端面上沿圆周方向间距且依次设置有在所述内套管与外套管紧固状态下对应贯通的第一卡槽和第二卡槽，并在所述卡环底面设有同时卡紧在所述第一卡槽和第二卡槽内的卡块。
10.优选的，所述卡块少于第一卡槽或第二卡槽数量至少一个。
11.优选的，所述外套管外壁设有与其和内套管螺纹配合方向相反的反螺纹。
12.优选的，所述台肩表面底部的外套管内壁和内套管外壁均开设有对称的半圆弧状的密封槽。
13.优选的，所述外套管内壁螺牙的抗剪切面积是所述内套管外壁螺牙抗剪切面积的1.5倍以上。
14.本实用新型的有益效果是：(1)该预埋套管具有的双重套管结构，在铁轨受到特殊工况下的大冲击载荷时，可通过外力的作用剪断内套管，牺牲内套管来保证外套管不被影响，后续可对内套管进行快速更换，保证铁轨在受到较大外力冲击后能在短时间内恢复铁路的正常运行。(2)外套管和内套管之间设置的卡环，能对两者的紧固位置进行锁紧，防止内套管的松动，使得两者形成具有较高一体型结构，对铁轨扣件提供更好的绝缘和紧固作用，减少铁轨受到较大的外力冲击、及单套管老化，对扣件及铁轨稳定性造成的影响。并且该卡环具有可靠性高、安装简单、拆卸方便的优点。
附图说明
15.图1为本实用新型预埋套管立体结构图。
16.图2为本实用新型图1剖视图。
17.图3为本实用新型外套管立体结构图。
18.图4为本实用新型内套管立体结构图。
19.图5为本实用新型卡环立体结构图。
20.图6为本实用新型内套管外螺牙抗剪截面示意图(图中a处所示)。
21.图7为本实用新型外套管内螺牙抗剪截面示意图(图中b处所示)。
具体实施方式
22.为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的描述。
23.参照附图1～7所示的一种可更换式防杂散电流绝缘预埋套管，包括：外套管1，其垂直填埋于铁轨接触的道床中。随铁路建设技术的发展，轨道铺设的道床已有石子填埋更换为混凝土浇筑的地质道床，因此，在实施时将本实用新型的外套管1垂直穿设填埋于混凝土浇筑的道床中固定。主要用于对铁轨扣件定位紧固、及使铁轨扣件与道床绝缘，避免铁轨与道床接触导电而存在安全隐患以及影响行车安全。该外套管1优选增强型非金属材料，如尼龙类材质，具有绝缘、耐磨及高强度的特点，其工作电阻≥109ω。
24.为了解决外套管1长时间在恶劣环境中使用造成的防护性能下降，所述外套管1内配合紧固安装有内套管2，其内壁具有内螺纹，用于和所述铁轨扣件的紧固螺栓配合，使铁轨扣件与道床绝缘紧固(内套管2同外套管1具有较高的绝缘性能)，所述内套管2在外套管1固定的状态下可脱离于外套管1。其中，内套管2辅助外套管1，实现铁轨扣件与道床具有两
层绝缘保护层，当外套管1和内套管2长时间使用，其主要的绝缘性能下降后，因外套管1与混凝土道床的固定接触，存在较大的更换难度，不便于在一定的周期内对铁轨的安全性进行检修维护，因此，通过将内套管2进行拆卸，与外套管1脱离，对内套管2进行单向更换，相较于外套管1的单层绝缘而言，该结构以及更换方式不仅提高了铁轨与道床的绝缘性，同时极大的降低了外套管1更换的难度，缩短铁轨检修维护周期，提高铁路整体运行效率。
25.为了便于快速将内套管2装配到外套管1中以及内套管2的快速更换，所述内套管2外壁和外套管1内壁螺纹配合紧固，且所述外套管1内壁的螺牙具有顶端的圆弧面1a及圆弧面1a两侧向外倾斜且延伸至外套管1内壁的斜面1b，相邻螺牙的相近斜面1b与所述外套管1内壁构成梯形螺牙槽1c，所述内套管2外壁的螺牙及螺牙槽配合所述外套管1内壁的梯形螺牙槽1c和螺牙。内套管2螺牙与外套管1的梯形螺牙槽1c之间具有的斜面接触，相较于常规圆弧面的接触，增大了螺纹的有效接触面积及摩擦力，进而避免了内套管2受到列车的振动而出现松动，影响铁轨扣件对铁轨的紧扣作用及列车的运行安全。同时螺牙与螺牙槽不同的结构特点，也避免了脱扣和偏扣而造成内套管2与外套管1相互的连接稳定性。
26.进一步为了提高内套管2与外套管1之间配合安装的紧固性，所述外套管1顶端内壁向下延伸有一定高度的台肩11，所述内套管2顶端与所述台肩11表面齐平，并且在该表面上设置有顶面与所述外套管1顶端面齐平、内径与所述内套管2相等且用于对所述内套管2限位的卡环3。由于内套管2是用于和所述铁轨扣件的紧固螺栓配合，因此，该紧固螺栓同样穿设在该卡环3中。当紧固螺栓与内套管2紧固后，紧固螺栓紧贴在该卡环3表面，卡环3相较于紧固螺栓与内套管2的直接接触增加了摩擦接触面，进而有效提高紧固螺栓与内套管2的紧固作用。并且该卡环3具有同时接触外套管1和内套管1的作用，避免在振动冲击和环境老化的作用下，外套管1或内套管1其中一个出现转动，导致扣件螺栓锁紧力失效，影响行车安全的问题。也就是外套管1或内套管1其中一个出现老化的情况下，另一个仍能与卡环3紧贴，保证紧固螺栓的紧固性和稳定性。
27.进一步为了可靠有效的限制内套管2相对于外套管1的相对滑动，所述台肩11顶面上和内套管2顶端面上沿圆周方向间距且依次设置有在所述内套管2与外套管1紧固状态下对应贯通的第一卡槽101和第二卡槽102，并在所述卡环3底面设有同时卡紧在所述第一卡槽101和第二卡槽102内的卡块31。实现的作用为：将内套管2螺纹配合紧固在外套管1中时，并在该配合紧固的状态下，外套管1的台肩11上具有的第一卡槽101和内套管2上具有的第二卡槽102对齐贯穿，接着将卡环3的卡块31卡入该贯穿的第一卡槽101和第二卡槽102内，以外套管1的固定作用为支撑，对内套管2进行限制，保证两者配合具有可靠的紧固性，进而提高铁轨扣件及铁轨的稳定性和列车的运行安全。
28.为了提高预埋套管整体的防水、腐蚀、及结构的稳定性，优选的卡环3与外套管1内壁为紧配合。但是为了便于后期对内套管2的拆除，所述卡块31少于第一卡槽101或第二卡槽102数量至少一个。也就是在后期更换内套管2时，先将铁轨扣件的紧固螺栓拆除，然后卡块31少于第一卡槽101或第二卡槽102数量至少一个，确保留有至少一个第一卡槽101和第二卡槽102贯通的空槽没有被卡块31配合封闭，在此情况下，可使用辅助工具伸入到该空槽内并作用在卡环3上，将卡环3拆卸，脱离对内套管2与外套管1的限制，最后拆卸下内套管2进行更换。
29.进一步为了提高外套管1与混凝土道床的紧固性，来克服其受到钢轨带来的不确
定性的冲击作用，所述外套管1外壁设有与其和内套管2螺纹配合方向相反的反螺纹1d。该反螺纹1d能提高外套管1本体与混凝土道床的接触面积，有效防止外套管1的晃动和脱落；而其与外套管1内壁与其内套管2螺纹配合方向相反，则能在更换时内套管2时提供更好的扭力作用，并防止外套管1的脱离。而在内套管2与外套管1安装时，内套管1的旋紧方向与拆卸方向相反，为了避免外套管1的松动，可使用专用工具配合卡入在第一卡槽101中，对外套管1的紧固位置进行限定，来克服内套管2的扭力作用，完成内套管1的装配。
30.进一步为了提高预埋套管整体的防水性，所述台肩11表面底部的外套管1内壁和内套管2外壁均开设有对称的半圆弧状的密封槽103。在该密封槽103内配套有密封环(优选密封圈或密封条，图中未示出)。
31.进一步为了应对于铁轨受到较大的冲击作用(如地震等自然灾害的冲击)，所述外套管1内壁螺牙的抗剪切面积是所述内套管2外壁螺牙抗剪切面积的1.5倍以上。其目的是，在受到特殊工况下的大冲击载荷时，可通过外力的作用剪断内套管2，牺牲内套管2来保证外套管1不被影响，后续可对内套管2进行快速更换，保证铁轨在受到较大外力冲击后能在短时间内恢复铁路的正常运行。因此，在选材时，外套管1的耐磨性能及强度均比内套管2高5％～30％。
32.本实用新型的原理是：在外套管1内装配有可拆卸的内套管2，并通过卡环对两者的紧固位置进行锁紧，防止松动，使得两者形成具有较高一体型结构，对铁轨扣件提供更好的绝缘和紧固作用，减少铁轨受到较大的外力冲击、及单套管老化，对扣件及铁轨稳定性造成的影响。当铁轨受到特殊工况下的大冲击载荷时，可通过外力的作用剪断内套管2，牺牲内套管2来保证外套管1不被影响，后续可对内套管2进行快速更换，保证铁轨在受到较大外力冲击后能在短时间内恢复铁路的正常运行。
33.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。