研究列车停靠隧道内救援站过程中活塞风变化的实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种研究列车停靠隧道内救援站过程中活塞风变化的实验装置，包括列车模型和隧道模型，所述隧道模型包括行车隧道和未行车隧道，还包括动力牵引系统和风速测量系统；沿所述隧道模型的长度方向有一段隧道模型设置为救援站，在救援站部分设置有多条连接行车隧道与未行车隧道的疏散横通道，且所述隧道模型用于为列车模型提供行车通道；所述动力牵引系统用于为列车模型提供牵引力；所述风速测量系统用于测量并分析隧道模型内的风速。通过本实用新型专利技术，用户或研究人员能够在可控前提下开展列车紧急停靠救援站过程中，对隧道内活塞风的测量研究工作。

【技术实现步骤摘要】
研究列车停靠隧道内救援站过程中活塞风变化的实验装置
本技术涉及一种实验装置，具体涉及一种研究列车停靠隧道内救援站过程中活塞风变化的实验装置。
技术介绍
铁路隧道是修建在地下或水下并铺设铁轨供机车车辆通行的建筑物。根据其所在位置可分为三大类：为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道；为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道；为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道，这三类隧道中修建最多的是山岭隧道。近年来，伴随我国国民经济的快速发展，铁路建设规模不断扩大，在建设标准不断提高的同时，诞生了越来越多的长的铁路隧道，根据铁路“十二五”规划，铁路系统将加快铁路发展，提升现代化水平，建设与经济社会发展基本适应的铁路网，到2015年，铁路运营里程达到12万公里，截至2014年底，我国铁路运营总里程已突破11万公里，其中高铁运营总里程超过1.5万公里。在我国铁路隧道建设向着埋深越来越大、长度越来越长的方向发展的同时，隧道建设及运营中的安全问题是关注的重大技术问题。列车在隧道中运行时，由于车头对前方空气的推动以及车尾负压区域对后方空气的影响，使隧道内列车前后的空气向列车行驶方向流动，形成了活塞风。产生活塞风的根本原因在于，列车经过前后隧道内压差的形成。当列车在铁路隧道中发生火灾时，需要快速开往救援站停靠，进行防灾救援及人员疏散。这一过程中，列车将从匀速行驶经历减速，直到停止状态，隧道内活塞风表现出多样的变化形式，会对火灾时救援站的通风排烟产生影响，火灾隧道内的烟流将通过救援站横通道流向未火灾隧道(或平导)，致使高温烟气会随着风流由横通道窜向未火灾隧道(或平导)，对疏散人员造成危害。通过查阅文献可知，国内外对列车发生火灾等紧急情况驶向救援站(匀速、减速、停止)这一复杂的行驶过程中所产生的活塞风的研究几乎是空白。
技术实现思路
本技术所要解决的问题是：现有技术缺少对列车在隧道内发生火灾等紧急情况下驶向救援站(匀速、减速、停止)这一复杂的行驶过程中所产生的活塞风的研究，提供一种研究列车停靠隧道内救援站过程中活塞风变化的实验装置，通过该实验装置，能够在可控前提下开展列车紧急停靠救援站过程中，对隧道内活塞风的测量研究工作。本技术通过下述技术方案实现：研究列车停靠隧道内救援站过程中活塞风变化的实验装置，包括隧道模型和列车模型，所述隧道模型包括行车隧道和未行车隧道，还包括动力牵引系统和风速测量系统；沿所述隧道模型的长度方向有一段隧道模型设置为救援站，在救援站部分设置有多条连接行车隧道与未行车隧道的疏散横通道，且所述隧道模型用于为列车模型提供行车通道；所述动力牵引系统用于为列车模型提供牵引力；所述风速测量系统用于测量并储存隧道模型内的风速。使用本技术时，将列车模型置于隧道模型的行车隧道进口外一定距离处，列车模型在动力牵引系统的作用下驶入行车隧道，并在动力牵引系统的作用下停靠在行车隧道内的救援站部分，列车模型在这一过程会经历加速、匀速、减速和停止四种状态，而隧道模型的行车隧道在这一过程中会产生活塞风，用户通过风速测量系统可以在可控前提下开展列车紧急停靠救援站过程中，对隧道内活塞风的测量研究工作。进一步地，所述动力牵引系统包括动力装置和牵引装置；所述列车模型通过牵引装置与动力装置相连。牵引装置起到连接列车模型与动力装置的作用，将牵引装置与动力装置分开设置，便于维护和更换，同时也方便使用者操作。进一步地，所述牵引装置包括牵引线、第一绕线轮和第二绕线轮，所述动力装置为电动机；所述第一绕线轮设置于行车隧道的进口侧，第二绕线轮设置于行车隧道的出口侧，且第二绕线轮的中心与电动机的转轴固定连接；所述牵引线的一端与列车模型的尾部相连，牵引线的另一端依次绕过第一绕线轮和第二绕线轮后穿过行车隧道与列车模型的头部相连。使用本技术时，列车模型位于第一绕线轮和第二绕线轮之间，牵引线始于列车模型尾部(头部)，经过两个绕线轮，止于列车模型头部(尾部)，形成一个闭合回路，电动机作为动力机构，当电动机运行时，电动机的转轴带动第二绕线轮转动，第二绕线轮带动牵引线移动，牵引线带动列车模型运动，当电动机改变转速或转动方向时，列车模型也随之改变运动速度或运动方向，此外，也可以通过改变第一绕线轮和第二绕线轮的轮径来调整列车模型的运动速度。因此，本技术可以对不同条数疏散横通道的救援站、不同行车速度、不同行车状态进行组合，从而可实现对现实情况下含救援站的特长铁路隧道的多种工况下活塞风实验的分析研究工作。进一步地，所述牵引线为钓鱼线。使用钓鱼线可以节约本技术的成本，而且便于更换，易于操作。进一步地，所述电动机为变频调速电机。电机采用变频调速，可以使调速更加容易并可以实现无极调速，而且变频调速器在使用中无火花，具有防爆和环境适应能力强的优点。进一步地，所述风速测量系统包括风速测量器、数据采集器和数据处理器；所述风速测量器用于测量隧道模型内的风速并将风速转化为电信号，然后将电信号传递给数据采集器；所述数据采集器用于接收风速测量器传递的电信号并将该电信号传递给数据处理器；所述数据处理器用于接收数据采集器传递的电信号并将电信号转换为风速数据，然后对该风速数据进行储存。进一步地，行车隧道的救援站进口处、行车隧道的救援站出口处、未行车隧道的救援站进口处、未行车隧道的救援站出口处以及疏散横通道与未行车隧道的连接处均设置有风速测量器。通过在隧道模型内多个位置设置风速测量器，使采集的数据更加准确全面，也更加接近现实情况，从而使模拟效果更真实，有利于研究人员的分析研究；另外，在疏散横通道与未行车隧道的连接处设置风速测量器，可以研究隧道发生火灾时活塞风可能对救援站通风排烟产生的影响，从而有助于工作人员采取科学有效的疏散措施，减少财产损失和人员伤亡。进一步地，所述风速测量器的型号为YGM210。进一步地，所述隧道模型的材料为PVC管。PVC管具有较好的抗拉、抗压强度，并且不受潮湿水分和土壤酸碱度的影响，管道铺设或粘接时不需任何防腐处理，易于保存。本技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本技术可以填补现有技术中列车在隧道内发生火灾等紧急情况下驶向救援站(匀速、减速、停止)这一复杂的行驶过程中对所产生活塞风的研究的空白，通过本技术，研究人员能够在可控前提下开展列车紧急停靠救援站过程中对隧道内产生的活塞风的测量研究工作。2、本实验装置可对不同条数疏散横通道的救援站、不同行车速度、不同行车状态进行组合，从而可实现对现实情况下含救援站的特长铁路隧道多种工况活塞风实验的分析研究工作。3、在数据采集方面，研究人员可以通过风速测量器、数据采集器及数据处理器对隧道及救援站内各测点数据进行采集记录与分析研究，模拟效果好，研究结果还原度高，参考价值大。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术实施例的限定。在附图中：图1为本技术结构示意图。图2为本技术的风速测量器安装位置示意图。附图中标记及对应的零部件名称：1—列车模型，2—隧道模型，3—行车隧道，4—未行车隧道，5—疏散横通道，6—电动机，7—第二绕线轮，8—第一绕线轮，9—牵引线，10—风速测量器。具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
研究列车停靠隧道内救援站过程中活塞风变化的实验装置，包括列车模型(1)和隧道模型(2)，所述隧道模型(2)包括行车隧道(3)和未行车隧道(4)，其特征在于，还包括动力牵引系统和风速测量系统；沿所述隧道模型(2)的长度方向有一段隧道模型(2)设置为救援站，在救援站部分设置有多条连接行车隧道(3)与未行车隧道(4)的疏散横通道(5)，且所述隧道模型(2)用于为列车模型(1)提供行车通道；所述动力牵引系统用于为列车模型(1)提供牵引力；所述风速测量系统用于测量并储存隧道模型(2)内的风速。

【技术特征摘要】
1.研究列车停靠隧道内救援站过程中活塞风变化的实验装置，包括列车模型(1)和隧道模型(2)，所述隧道模型(2)包括行车隧道(3)和未行车隧道(4)，其特征在于，还包括动力牵引系统和风速测量系统；沿所述隧道模型(2)的长度方向有一段隧道模型(2)设置为救援站，在救援站部分设置有多条连接行车隧道(3)与未行车隧道(4)的疏散横通道(5)，且所述隧道模型(2)用于为列车模型(1)提供行车通道；所述动力牵引系统用于为列车模型(1)提供牵引力；所述风速测量系统用于测量并储存隧道模型(2)内的风速。2.根据权利要求1所述的研究列车停靠隧道内救援站过程中活塞风变化的实验装置，其特征在于，所述动力牵引系统包括动力装置和牵引装置；所述列车模型(1)通过牵引装置与动力装置相连。3.根据权利要求2所述的研究列车停靠隧道内救援站过程中活塞风变化的实验装置，其特征在于，所述牵引装置包括牵引线(9)、第一绕线轮(8)和第二绕线轮(7)，所述动力装置为电动机(6)；所述第一绕线轮(8)设置于行车隧道(3)的进口侧，第二绕线轮(7)设置于行车隧道(3)的出口侧，且第二绕线轮(7)的中心与电动机(6)的转轴固定连接；所述牵引线(9)的一端与列车模型(1)的尾部相连，牵引线(9)的另一端依次绕过第一绕线轮和第二绕线轮后穿过行车隧道(3)与列车模型(1)的头部相连。4.根据权利要求3所述的研究列车停靠...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾艳华，白赟，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：四川,51