一种利用气压差驱动的轨道交通系统技术方案

本发明专利技术提供了一种利用气压差驱动的超高速(亚音速)轨道交通系统，包括隧道、胶囊车厢和隧道配气机构；所述隧道包括多段依次连接的单元段，每个所述单元段上均设有所述隧道配气机构；所述胶囊车厢滑动设置在所述单元段组成的隧道内，车厢的前后两端气密裙配合所述单元段的内壁；当隧道配气机构工作时，车厢前方产生负压环境，大幅降低空气阻力；当车厢内空气压缩机工作时，车厢和轨道之间产生气垫，消除机械摩擦力；当隧道配气机构工作时，车厢的前端和后端之间形成气压差，驱动车厢高速运动。本发明专利技术用于解决目前的气垫列车或者磁悬浮列车的结构复杂，造价成本高，运行成本高，需要消耗大量的能源，且运行速度难以继续提高的问题。

A Rail Transit System Driven by Pressure Difference

The invention provides an ultra-high speed (subsonic) rail transit system driven by air pressure difference, which comprises a tunnel, a capsule carriage and a tunnel valve distribution mechanism; the tunnel comprises a plurality of units connected in turn, each of which is provided with the tunnel valve distribution mechanism; the capsule carriage slides in a tunnel composed of the units, and the front and rear ends of the carriage are airtight. The skirt matches the inner wall of the unit section; when the tunnel valve train works, a negative pressure environment is generated in front of the carriage, which greatly reduces the air resistance; when the air compressor in the carriage works, air cushions are generated between the carriage and the track to eliminate the mechanical friction; when the tunnel valve train works, a pressure difference is formed between the front end and the back end of the carriage, which drives the carriage to move at high speed. The invention is used to solve the problems of complicated structure, high cost, high running cost, large energy consumption and difficult to continue to improve the running speed of air cushion train or maglev train.

【技术实现步骤摘要】
一种利用气压差驱动的轨道交通系统
本专利技术涉及交通运输
，具体涉及一种利用气压差驱动的超高速轨道交通系统。
技术介绍
沿铁路运行的列车已经有两百多年的发展历史，随着科技的进步，列车的运行速度越来越快。目前，高铁技术极大地提升了列车运行的速度，但是列车的运行速度达到一定区间后，空气和轨道对列车的阻力成为阻碍列车速度继续上升的最大障碍。为解决上述问题，欧美在20世纪60年代研制的气垫列车利用喷气发动机产生高压气体通过喷向轨道，在轨道表面形成一层薄薄的“小面积气垫”，支撑列车脱离轨道，使列车车体悬浮，并在喷气发动机的推动下快速向前运行，为形成“气垫”提供压缩空气的喷气发动机和产生推力的喷气发动机噪声大，两者的噪声污染难以解决，而且载重小，所以纷纷下马，未能取得实质性进展。而如果采用大面积气垫则平衡问题常规办法不好解决，磁悬列车性能优越，但是载重相对小，同时造价成本较高。现有的气垫列车或者磁悬浮列车的结构复杂，造价成本高，并且运行成本高，需要消耗大量的能源，同时最高速度已经趋于定值，难以再进一步获得提高，限制了现有的轨道交通的发展。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种利用压差驱动的超高速轨道交通系统，用于解决目前的气垫列车或者磁悬浮列车的结构复杂，造价成本高，并且运行成本高，需要消耗大量的能源，难以进一步提速的问题。本专利技术提供了一种利用气压差驱动的轨道交通系统，包括隧道、车厢和隧道配气机构；所述隧道包括多段依次连接的单元段，每个所述单元段上均设有所述隧道配气机构；所述车厢滑动设置在所述单元段内，车厢的前后两端的气密裙配合所述单元段的内壁；当隧道配气机构工作时，车厢的前端和后端之间形成气压差，驱动车厢运动。在上述技术方案中，本专利技术还可以做如下改进。优选的技术方案，其附加技术特征在于：所述单元段包括运行管道、道床、第一轨道和第二轨道；所述道床呈梯形状，道床的上端下凹形成限位槽，道床内沿着道床的长向方向等间距铺设有多个永磁体，所述运行管道设置在所述限位槽上，所述第一轨道和第二轨道分别沿着运行管道的长向方向布置并固定设置在运行管道的底端和顶端。优选的技术方案，其附加技术特征在于：所述第一轨道和第二轨道在垂直方向的对称位置上均设有电控道岔。优选的技术方案，其附加技术特征在于：所述运行管道包括下弧形段、侧弧形段和上弧形段，所述下弧形段与所述限位槽相适配并固定设置在限位槽上，下弧形段通过钢板拼接而成，所述第一轨道固定设置在下弧形段的内底端，所述侧弧形段对称设置在下弧形段的左右两端，所述上弧形段固定设置在两侧弧形段的上端，侧弧形段和上弧形段均通过钢化玻璃拼接钢结构龙骨而成，并且上弧形段上的钢化玻璃的外侧面上固定安装有光伏板，所述第二轨道固定设置在上弧形段的内顶端并与第一轨道对称。优选的技术方案，其附加技术特征在于：所述侧弧形段分别与所述上弧形段和下弧形段附于钢结构龙骨之间并密封连接，两相邻的所述钢板中之间密封连接，两相邻的所述钢化玻璃之间密封连接。优选的技术方案，其附加技术特征在于：所述隧道配气机构包括气泵、负压副储罐、负压主储罐、正压副储罐、正压主储罐、输气管道、支气管道、正负压快速转换电磁控制阀和储罐定压控制阀，所述输气管道沿着所述道床的长向方向布置，输气管道的一端通过一所述正负压快速转换电磁控制阀与一所述支气管道的进气端连通，输气管道的另一端通过另一所述正负压快速转换电磁控制阀与另一所述支气管道的进气端连通，两个支气管道的出气端均与所述运行管道连通，所述负压副储罐、负压主储罐、气泵、正压主储罐和正压副储罐通过输气管道依次连通，单个所述正负压快速转换电磁控制阀包括阀体以及设置在阀体内的控制线圈、感应磁铁、动作杆、气门和导杆，所述阀体固定设置在输气管道与支气管道相交处，阀体分别与输气管道和支气管道形成三通，所述动作杆和导杆分别固定连接在所述气门的水平两端，所述感应磁铁的一端与动作杆远离气门的一端固定连接，感应磁铁的另一端穿设于控制线圈内，所述储罐定压控制阀为两个，两个储罐定压控制阀分别设置在负压副储罐与负压主储罐之间以及正压副储罐与正压主储罐之间，两个储罐定压控制阀分别用于控制负压副储罐和正压副储罐的压力值。优选的技术方案，其附加技术特征在于：所述车厢包括车体和所述气密裙，车体呈胶囊状结构，车体包括外壳、底隔板和顶隔板，外壳通过的底隔板和顶隔板分隔成下区域、中区域和上区域；所述外壳底部和顶部对称设置有轨道滑槽，所述轨道滑槽内部设置有支撑驱动轮、定位轮和喷气嘴，所述支撑驱动轮设置在轨道滑槽的内顶壁上，与轨道顶面对应，所述定位轮设置在轨道滑槽内侧壁上，与轨道左右侧面对应；所述喷气嘴固定安装位置与支撑驱动轮和定位轮相同并错落布置；所述气密裙包括刷毛和环形刷柄，所述刷毛环设在所述环形刷柄上，所述外壳长向分布套装有多道气密裙。优选的技术方案，其附加技术特征在于：所述上区域和下区域均并列设置有数个沿着车厢长向分布的泄压管道，单个所述泄压管道上均固定设置有电动泄压阀；上区域和下区域内均固定设置有液压制动系统，所述液压制动系统的控制系统设置在中区域驾驶室内；上区域和下区域内均固定设置有空气压缩机，空气压缩机进气口开向车厢后端，直接引入后方正压气体，出气口引向轨道滑槽内的喷气嘴，空气压缩机控制系统设置在中区域内；下区域内设置有发电线圈和蓄电池，所述发电线圈通过支架固定设置在所述下区域内，所述蓄电池固定设置在下区域内并与所述发电线圈电性连接。优选的技术方案，其附加技术特征在于：所述中区域的前端和后端均设置有驾驶室，两个驾驶室与中区域之间通过防撞门隔开，单个驾驶室的左右两侧对称设置有第一气密车门，两个防撞门与中区域之间形成乘客室，所述乘客室的前端的左右两侧和后端的左右两侧对称设置有第二气密车门，乘客室内由前向后并列设置有数个座位，所述驾驶室远离所述防撞门的一端设置有气密逃生门，所述乘客室和驾驶室内均设置有数个手提灭火器，驾驶室内设置有液压制动控制系统和空气压缩机控制系统，控制所述喷气嘴向轨道吹出气流形成气垫。优选的技术方案，其附加技术特征在于：位于最端部的单元段还包括站台和站门，所述站台与运行管道之间设有所述站门，并且站台位于站门内侧的一端朝向运行管道延伸形成月台。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过设置隧道、车厢和隧道配气机构，由于外壳长向分布套装有多道气密裙配合隧道的内壁，使得车厢的前端和后端被分隔成两个空间，通过控制隧道配气机构，车厢的前端和后端之间形成气压差，当气压差达到一定值时，形成推力，推动车厢在隧道内高速移动，本专利技术不需要制造全真空环境，只需要制造半真空环境，本专利技术不需要制造全程磁悬浮，节约巨大的能源消耗，大幅降低乘客旅途中电磁辐射量；同时通过在隧道上大量覆盖光伏板，为隧道配气机构提供大量辅助电量；正负压的转换过程也是蓄压过程，也是能源的转换回收过程；通过使用玻璃和钢铁的组合大幅降低基础设施成本造价。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。图1是本专利技术实施例的一种利用压差驱动的轨道交通系统的结构示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用气压差驱动的轨道交通系统，其特征在于：包括隧道(1)、车厢(2)和隧道配气机构(3)；所述隧道(1)包括多段依次连接的单元段(11)，每个所述单元段(11)上均设有所述隧道配气机构(3)；所述车厢(2)滑动设置在所述单元段(11)内，车厢(2)的前后两端的气密裙(22)配合所述单元段(11)的内壁；当隧道配气机构(3)工作时，车厢(2)的前端和后端之间形成气压差，驱动车厢(2)高速运动。

【技术特征摘要】
1.一种利用气压差驱动的轨道交通系统，其特征在于：包括隧道(1)、车厢(2)和隧道配气机构(3)；所述隧道(1)包括多段依次连接的单元段(11)，每个所述单元段(11)上均设有所述隧道配气机构(3)；所述车厢(2)滑动设置在所述单元段(11)内，车厢(2)的前后两端的气密裙(22)配合所述单元段(11)的内壁；当隧道配气机构(3)工作时，车厢(2)的前端和后端之间形成气压差，驱动车厢(2)高速运动。2.根据权利要求1所述的一种利用气压差驱动的轨道交通系统，其特征在于：所述单元段(11)包括运行管道(111)、道床(112)、第一轨道(113)和第二轨道(114)；所述道床(112)呈梯形状，道床(112)的上端下凹形成限位槽(1121)，道床(112)内沿着道床(112)的长向方向等间距铺设有多个永磁体(1141)，所述运行管道(111)设置在所述限位槽(1121)上，所述第一轨道(113)和第二轨道(114)分别沿着运行管道(111)的长向方向布置并固定设置在运行管道(111)的底端和顶端。3.根据权利要求2所述的一种利用气压差驱动的轨道交通系统，其特征在于：所述第一轨道(113)和第二轨道(114)在垂直方向的对称位置上均设有电控道岔。4.根据权利要求3所述的一种利用气压差驱动的轨道交通系统，其特征在于：所述运行管道(111)包括下弧形段(1111)、侧弧形段(1112)和上弧形段(1113)，所述下弧形段(1111)与所述限位槽(1121)相适配并固定设置在限位槽(1121)上，下弧形段(1111)通过钢板拼接而成，所述第一轨道(113)固定设置在下弧形段(1111)的内底端，所述侧弧形段(1112)对称设置在下弧形段(1111)的左右两端，所述上弧形段(1113)固定设置在两侧弧形段(1112)的上端，侧弧形段(1112)和上弧形段(1113)均通过钢化玻璃(1114)拼接钢结构龙骨而成，并且上弧形段(1113)上的钢化玻璃(1114)的外侧面上固定安装有光伏板(1115)，所述第二轨道(114)固定设置在上弧形段(1113)的内顶端并与第一轨道(113)对称。5.根据权利要求4所述的一种利用气压差驱动的轨道交通系统，其特征在于：所述侧弧形段(1112)分别与所述上弧形段(1113)和下弧形段(1111)附于钢结构龙骨之间并密封连接，两相邻的所述钢板中之间密封连接，两相邻的所述钢化玻璃(1114)之间密封连接。6.根据权利要求5所述的一种利用气压差驱动的轨道交通系统，其特征在于：所述隧道配气机构(3)包括气泵(31)、负压副储罐(32)、负压主储罐(33)、正压副储罐(34)、正压主储罐(35)、输气管道(36)、支气管道(37)、正负压快速转换电磁控制阀(38)和储罐定压控制阀(39)，所述输气管道(36)沿着所述道床(112)的长向方向布置，输气管道(36)的一端通过一所述正负压快速转换电磁控制阀(38)与一所述支气管道(37)的进气端连通，输气管道(36)的另一端通过另一所述正负压快速转换电磁控制阀(38)与另一所述支气管道(37)的进气端连通，两个支气管道的出气端均与所述运行管道(111)连通，所述负压副储罐(32)、负压主储罐(33)、气泵(31)、正压主储罐(35)和正压副储罐(34)通过输气管道(36)依次连通，单个所述正负压快速转换电磁控制阀(38)包括阀体(381)以及设置在阀体(381)内的控制线圈(382)、感应磁铁(383)、动作杆(384)、气门(385)和导杆(386)，所述阀体(381)固定设置在输气管道(36)与支气管道(37)相交处，阀体(381)分别与输气管道(36)...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁泰，
申请(专利权)人：袁泰，
类型：发明
国别省市：河北,13