本发明专利技术公开了一种基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置及其工作方法，本发明专利技术的装置包括运行抽气系统和压缩空气能发电系统，运行抽气系统为能够收集真空管道内的空气以及将收集到的空气压缩储存，通过气体管道输送给压缩空气能发电系统，压缩空气能发电系统利用压缩空气进行发电，将产生的电能通过电线输送至真空管道内设施设备辅助供电，使得运行排气车辆不必进出真空管道来排放收集到的空气，提高了综合效率，并且将收集到的压缩空气转化为电能利用，降低了综合成本；本发明专利技术装置的工作方法适用于多种真空管道交通的真空形成和维持作业，操作流程简单，实际应用效果好。
【技术实现步骤摘要】
一种基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置及其工作方法
本专利技术涉及真空管道交通以及空气动力应用
，具体涉及一种基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置及其应用。
技术介绍
1914年，俄国托木斯克理工大学(TPU)BorisWeinberg在“无阻力运行”(俄语)一书中提出真空管道交通概念。1919年，美国RobertBallardDavy申请了专利“真空铁路”(VacuumRailway,US1336732,May23,1919,PatentedApr.13,1920)；1945年，美国火箭之父Robert.HutchingsGoddard去世后，他的妻子EstherChristineKisk女士整理申请了专利“真空管道交通装置”(ApparatusforVacuumTubeTransportation,US2488287,Oct.6,1945)和专利“真空管道交通系统”(VacuumTubeTransportationSystem,US2511979,June20,1950)。从此，确立了真空管道交通思想与概念。1997年，美国机械工程师DarylOster申请了专利“真空管道交通”(EvacuatedTubeTransport,US5950543)”，并在佛罗里达发起成立真空管道交通技术公司(Et3.comInc.)，开启了真空管道交通研究与开发的新时代。真空管道交通是在地上或地下建设气密性管道，管道内铺设磁悬浮轨道，并抽成一定真空，磁悬浮车辆在其中行驶。由于同时消除了空气阻力和机械摩擦，真空管道磁浮车辆速度可以达到超音速，甚至高超音速。真空管道的真空形成和维持是保证真空管道交通工作运行的重要环节之一，形成真空的常规方法是，利用真空泵抽出容器内的空气，降低气压。根据真空管道交通的特征，当管道内气压较低时，采用运行抽气车辆排除管道内空气，能够提高抽真空和维持真空的效率，如专利“真空管道高速交通运行抽气系统“(CN200910305962.7)、“分阶段应用真空泵与车辆运行排气为管道交通抽真空方法”(CN201610479045.0)所述。真空管道运行车辆捕获的管道内空气经车载空气压缩机压缩后，存贮在车载压缩空气罐内。如果把运行车辆捕获的管道内空气送出主管道，直接排放到大气环境中，则会是一种资源和能量浪费。根据最新研究和行业应用经验，压缩空气是一种可有效利用的、有商业应用价值的能源，也叫压缩空气能。压缩空气能有多种应用方式，其中压缩空气能发电是一种典型的应用。按常规设计思想，运行抽气过程中，满载压缩空气罐的车辆需要首先进入气闸站，关闭主管道侧的气闸门，再打开大气环境侧气闸门，满载压缩空气罐的车辆离开气闸站，到达开放的大气环境中，再把压缩空气罐的空气排放到大气中。然后，载有空罐的车辆通过外侧闸门进入气闸站，关闭外侧闸门，对气闸站抽真空，当气闸站内真空度跟主管道内一致时，打开内侧闸门，车辆进入主管道，进行下一次运行抽气作业。此过程中，车辆进出气闸站会增加作业时间，对气闸站抽真空还需额外消耗能量。由此可见，目前真空管道交通的真空形成和维持作业存在着作业效率不够高、压缩空气未被利用的缺陷，如果运行抽气车辆不离开气闸站，且把压缩空气罐内的压缩空气加以利用而不是单纯的排放，那么不仅节省了运行排气车辆的运行时间，提高了运行排气车辆的作业效率，还可将压缩空气的动能得到充分利用，可一举两得，降低综合成本，提高综合效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置及其工作方法，该装置能够实现真空管道运行抽气车辆的高效率作业以及实现对压缩空气的充分利用，其工作方法适用于多种真空管道的真空形成和维持作业中，且能够降低作业综合成本，提高综合效率。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置，包括运行抽气系统和压缩空气能发电系统；运行抽气系统包括在真空管道内运行的运行抽气车辆，运行抽气车辆的车头前端为开设有集气孔的集气口，集气口后方依次设有空气压缩机、车载蓄电池、压缩空气罐，压缩空气罐内设有至少一个带具有气压调节功能的智能气阀的高压贮气瓶，且高压贮气瓶的气管通过三通分别与空气压缩机、排气管一端相连通，排气管的另一端设有第二智能连接法兰；压缩空气能发电系统包括设置在真空管道外侧的压缩空气能发电机，压缩空气能发电机的叶轮室外壳壁上设有第二进气管，第二进气管与贯穿真空管道侧壁的第一进气管的一端连接，第一进气管的另一端设有能够与第二智能连接法兰感应且通过伸缩移动与第二智能连接法兰对接锁紧的第一智能连接法兰。进一步的，压缩空气能发电机还设有用于输出电流的电线，电线延伸布置至第一智能连接法兰处且与第一智能连接法兰上设有的第一电缆接头相连形成电流输出端，第二智能连接法兰上还设有作为车载蓄电池充电口的第二电缆接头，第一智能连接法兰与第二智能连接法兰对接锁紧时电流输出端与第二电缆接头相连形成接通的电路。进一步的，压缩空气能发电机外部设有用于分配电源与保护电路的配电盒，电线经过配电盒后延伸布置至第一智能连接法兰处。进一步的，所述压缩空气罐内设有多个带智能气阀的高压贮气瓶时，各高压贮气瓶的气管与一个总气管相连通，总气管与三通相连通。根据上述基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置的工作方法，具体步骤包括：步骤一：选择运行抽气车辆运行的真空管道，将压缩空气能发电机设置在真空管道外侧，将第一进气管贯穿管道侧壁并与第二进气管相连通；步骤二：开动运行抽气车辆在真空管道内行驶，将真空管道内的空气通过集气口收集并通过空气压缩机压缩至高压贮气瓶内，收集空气完成后将运行抽气车辆定点停车，使第二智能连接法兰正对且靠近第一智能连接法兰，第一智能连接法兰感应到第二智能连接法兰后通过伸缩移动与第二智能连接法兰对接锁紧，此时第一电缆接头和第二电缆接头形成接通的电路；步骤三：打开智能气阀，使高压气流从高压贮气瓶内依次经排气管、第一进气管、第二进气管流向压缩空气能发电机的叶轮室，驱动压缩空气能发电机工作发电，压缩空气能发电机产生的电能由电线输送至充电口，向车载蓄电池充电；步骤四：高压贮气瓶内的压缩空气排放完毕，车载蓄电池充电完毕，关闭智能气阀，第一智能连接法兰、第二智能连接法兰解锁、分离，将运行抽气车辆驶入真空管道，开始下一次运行抽气过程。进一步的，所述真空管道为单一的主管道。进一步的，所述真空管道为设有支线管道的主管道，支线管道为终端式，即支线管道一端与主管道连通、另一端使用终端封头封闭，或者为贯穿式，即支线管道的两端均与主管道连通，压缩空气能发电机设置在支线管道外侧且运行抽气车辆在支线管道内定点停车。进一步的，所述真空管道内设有用于运行抽气车辆定点停车的气闸站，气闸站为由其气闸门与真空管道内壁形成的密闭空间。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置，通过驾驶运本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置，其特征在于：包括运行抽气系统和压缩空气能发电系统；/n运行抽气系统包括在真空管道内运行的运行抽气车辆(3)，运行抽气车辆(3)的车头前端为开设有集气孔(312)的集气口(311)，集气口(311)后方依次设有空气压缩机(32)、车载蓄电池(35)、压缩空气罐(33)，压缩空气罐(33)内设有至少一个带具有气压调节功能的智能气阀(332)的高压贮气瓶(331)，且高压贮气瓶(331)的气管通过三通分别与空气压缩机(32)、排气管(34)一端相连通，排气管(34)的另一端设有第二智能连接法兰(341)；/n压缩空气能发电系统包括设置在真空管道外侧的压缩空气能发电机(4)，压缩空气能发电机(4)的叶轮室(41)外壳壁上设有第二进气管(42)，第二进气管(42)与贯穿真空管道侧壁的第一进气管(24)的一端连接，第一进气管(24)的另一端设有能够与第二智能连接法兰(341)感应且通过伸缩移动与第二智能连接法兰(341)对接锁紧的第一智能连接法兰(241)。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置，其特征在于：包括运行抽气系统和压缩空气能发电系统；
运行抽气系统包括在真空管道内运行的运行抽气车辆(3)，运行抽气车辆(3)的车头前端为开设有集气孔(312)的集气口(311)，集气口(311)后方依次设有空气压缩机(32)、车载蓄电池(35)、压缩空气罐(33)，压缩空气罐(33)内设有至少一个带具有气压调节功能的智能气阀(332)的高压贮气瓶(331)，且高压贮气瓶(331)的气管通过三通分别与空气压缩机(32)、排气管(34)一端相连通，排气管(34)的另一端设有第二智能连接法兰(341)；
压缩空气能发电系统包括设置在真空管道外侧的压缩空气能发电机(4)，压缩空气能发电机(4)的叶轮室(41)外壳壁上设有第二进气管(42)，第二进气管(42)与贯穿真空管道侧壁的第一进气管(24)的一端连接，第一进气管(24)的另一端设有能够与第二智能连接法兰(341)感应且通过伸缩移动与第二智能连接法兰(341)对接锁紧的第一智能连接法兰(241)。
2.根据权利要求1所述的基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置，其特征在于：压缩空气能发电机(4)设有用于输出电流的电线(43)，电线(43)延伸布置至第一智能连接法兰(241)处且与第一智能连接法兰(241)上设有的第一电缆接头相连形成电流输出端，第二智能连接法兰(341)上还设有作为车载蓄电池(35)充电口的第二电缆接头，第一智能连接法兰(241)与第二智能连接法兰(341)对接锁紧时电流输出端与第二电缆接头相连形成接通的电路。
3.根据权利要求2所述的基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置，其特征在于：所述压缩空气能发电机(4)外部设有用于分配电源与保护电路的配电盒(44)，电线(43)经过配电盒(44)后延伸布置至第一智能连接法兰(241)处。
4.根据权利要求1或者2所述的基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气能发电装置，其特征在于：所述压缩空气罐(33)内设有多个带智能气阀(332)的高压贮气瓶(331)时，各高压贮气瓶(331)的气管与一个总气管相连通，总气管与三通相连通。
5.根据上述任意一项基于真空管道运行抽气车辆的压缩空气...
【专利技术属性】
技术研发人员：张耀平，
申请(专利权)人：西京学院，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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