抽真空管运输系统管以及其用途技术方案

一种抽真空管运输系统管，所述抽真空管运输系统管在使用中接近真空，所述抽真空管运输系统管包括具有至少3m的内直径的多个管段，其中所述管段包括单壁金属管，并且其中所述管的表面设置有突出的或凹入的抗屈曲加强件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】抽真空管运输系统管以及其用途
本专利技术涉及一种抽真空管运输系统管以及其用途。
技术介绍
超级高铁是一种客运和/或货运拟建模式，首先被用来描述由来自Tesla和SpaceX的联合团队所发布的开源空气动力火车设计。在很大程度上借鉴RobertGoddard的空气动力火车的超级高铁包括一个密封管或管系统，吊舱可以行进通过所述密封管或管系统而不受空气阻力或摩擦，从而以高的速度和加速度运送人或物体。于2012年首次公开提及的ElonMusk版本的概念包含减压管，其中加压舱依靠在由线性感应电动机和空气压缩机驱动的空气轴承上。所述管在地面之上将在立柱上运行或者在地面之下将在隧道中运行，以避免平交道的危险。所述概念将容许比当前的铁路显著地更快的行进或空中行进时间。理想的超级高铁系统将比现有的大众运输模式更加节能、安静和自主。高速铁路的发展在历史上受到管理摩擦和空气阻力的困难的阻碍，当车辆接近高速时，摩擦和空气阻力两者变得显著。空气动力火车概念通过以下方式在理论上消除这些障碍：在抽真空的(无气的)或部分地抽真空的管中采用磁悬浮列车，从而容许非常高的速度。在US1020942中公开磁悬浮的原理。然而，磁悬浮的高成本以及在长距离之上维持真空的困难阻止这种类型的系统的建造。超级高铁类似于空气动力火车系统但是在大约1毫巴(100Pa)的压力下运行，并且因此可以被描述成抽真空管运输(ETT)系统，如在US5950543中概括地公开的。抽真空管运输系统(ETT)通过使所有障碍物从行进路径运动离开并且不容许它们返回而解决与经典运输相关联的许多问题。一旦路径被抽真空并且没有障碍物，行进就可以畅通无阻地进行。行进的物体(在这种情况下舱)处于管中，所以它停留在预期的路径上并且没有障碍物到达路径。如果随后的舱经历相同的加速和减速，则许多舱可以完全安全地立即在管中沿同一方向行进。对加速和减速进行计划以防止舱变成随后的舱的障碍物。由于最低地或根本不依赖于运动的部件，因此舱的可靠性非常高。在减速期间回收加速所需的大部分能量。ETT-系统的重要的元件中的一个是管。这些管需要大的直径，以容许容纳货物或乘客的吊舱通过。管的主要要求是它必须被抽真空。管中的压力为大约100Pa，所以它必须能够承受来自周围大气的压力。大气压力为大约101kPa，所以为管中的压力的大约1000倍。由于管在地面以上通常将被支撑(例如通过柱)，所以所述管还必须能够跨越两个支撑件之间的间隙而不弯曲或屈曲。根据HyperloopAlpha项目的完整建议，需要在20mm至23mm之间的管壁厚度，以为考虑到的载荷情况提供足够的强度，比如压力差，支柱之间的弯曲和屈曲，由于舱的重量和加速度所引起的载荷，以及乘客管的地震考虑。对于乘客加车辆管，较大的管的管壁厚度将介于23mm至25mm之间。这些计算基于具有3.30m的内直径的管。然而，计算还表明，通过增加行进通过管的吊舱尺寸，可以大大地改善ETT-系统的经济性。这些增加的吊舱尺寸需要大约3.50米至5.00米的内直径。如果这些直径的管由钢生产，则这需要大约30mm的厚度。没有热带轧机能够供应这种厚度的材料，因此这些管将必须由板生产。随着ETT系统和作为管的优选材料的钢的所建议的广泛使用，这将需要大约3000ton/km×20000km＝60Mton。目前，EU28中的板的总产量为大约10Mton/年。除了该生产力问题之外，显然，由板生产管需要大量的繁琐的现场处理和成型以及板的焊接，并且管变得非常重。直径为5m的30mm厚的钢重3700kg/m，这意味着10m的段重37公吨。Mi-26直升飞机的有效载荷为大约22公吨。考虑到高架桥或其它限制，经由道路运输是不切实际的。屈曲指的是结构的稳定性的损失，并且以它的最简单的形式与材料强度无关，其中假定这种稳定性的损失在材料的弹性范围内发生。细长的结构或薄壁结构在压缩载荷下易于屈曲。本专利技术的目的本专利技术的目的是提供一种用于ETT-系统的管，所述用于ETT-系统的管比常规生产的管轻，所述用于ETT-系统的管不易于屈曲。本专利技术的另一个目的是提供一种可以现场生产的用于ETT-系统的管。本专利技术的另一个目的是提供一种用于ETT-系统的管，所述用于ETT-系统的管可以被容易地在道路上运输。
技术实现思路
通过一种抽真空管运输系统管达到这些目的中的一个或多个，所述抽真空管运输系统管在使用中接近真空，所述抽真空管运输系统管包括具有至少3m的内直径的多个管段，其中所述管段包括单壁金属管，并且其中所述管的表面设置有突出的或凹入的抗屈曲加强件。在本专利技术的上下文中，其中所述管外部的压力为大约101kPa(1bar)的大气压，接近真空意味着所述管内部的压力小于10kPa(≈0.1bar)，优选地小于1kPa(≈0.01bar或10mbar)，甚至更优选地小于500Pa(≈5mbar)或甚至小于200Pa(≈2mbar)，或者甚至大约100Pa(≈1mbar)。在从属权利要求中提供优选实施例。用于ETT的管被分成具有易管理的大小的管段。因此，根据本专利技术所述的管段固定地连接至其它管段以形成所述管。管段之间的连接必须为气密的，以便容许在所述管中存在低压。这种气密性可以由所述连接自身提供，亦即作为焊接的结果，或者在所述管段被螺栓连接在一起或夹紧在一起时，由所述管段之间的某种化合物(比如弹性体)提供。可以通过航空、火车或卡车运输介于10m与30m之间的管段。管段的内直径为至少3m。直径的合适的上边界为5m，但是这本身不是限制。如果所述管段足够坚固并且坚硬，则可以想到大于5m的直径而不背离如所要求保护的本专利技术的主旨。不带有任何抗屈曲加强件的单壁管(段)需要由厚的平坦材料(例如蜗旋焊接的钢带)构成。对于直径为4m的管，针对为1的安全系数，E420HSLA钢带的厚度已经为15mm。为2的安全系数使厚度增加至20mm。该厚度为热带轧机的能力的上限。另外，长度为30m并且直径为4m的15mm的管段已经重达45吨。因此，强烈地希望减轻管段的重量，并且这可以通过为管段提供突出的或凹入的抗屈曲加强件来实现。在一个实施例中，所述抗屈曲加强件为所述管的表面中的凹入的凹坑。凹入意味着所述凹坑局部地减小所述管的内直径并且因此被称为向内定向的凹坑。与不带凹坑的管相比，管的由所述凹坑引起的变形以及带凹坑的表面的形状增加抗屈曲性。所述凹坑的形状不被特别地限制，但是以有规律的图案提供凹坑是有利的。这种规律性为所述带提供可预测的性能，并且可以通过比如轧制成形或冲压的技术来施加所述凹坑。可以根据具体情况定制所述凹坑的深度。较深的凹坑将具有较大的影响，但是以生产所述凹坑和所得到的管段期间的加工性为代价。较深的凹坑将更难以施加，并且带有较深的凹坑的带将更难以成形为管段。可以在所述管段中施加凹坑，但是优选地事先在轧制态钢带中施加凹坑，所述轧制态钢带可以为热轧的，可选地镀锌的和/或有机涂覆的，或者冷轧的，退火的以及可选地镀锌的和/或有机涂覆的。轧制态或涂覆态钢带通常被以成卷的钢带的形式提供。如果使用用于制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抽真空管运输系统管，所述抽真空管运输系统管在使用中接近真空，所述抽真空管运输系统管包括具有至少3m的内直径的多个管段(1)，其中所述管段包括单壁金属管，并且其中所述抽真空管运输系统管的表面设置有突出的或凹入的抗屈曲加强件。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180424 EP 18020173.3;20180502 EP 18170455.21.一种抽真空管运输系统管，所述抽真空管运输系统管在使用中接近真空，所述抽真空管运输系统管包括具有至少3m的内直径的多个管段(1)，其中所述管段包括单壁金属管，并且其中所述抽真空管运输系统管的表面设置有突出的或凹入的抗屈曲加强件。


2.根据权利要求1所述的抽真空管运输系统管，其特征在于，所述管段中的一个或多个为包括蜗旋焊接的带的多面体螺旋形管，所述带包括多对相等的三角形，其中每对三角形形成平行四边形，其中所述平行四边形的平行边中的两条平行于所述带的边缘，并且其中所述平行四边形的另外两条平行边和所述平行四边形的对角线被向上和向下连续地纽结，并且其中所述抗屈曲加强件为纽结部。


3.根据权利要求1所述的抽真空管运输系统管，其特征在于，所述管段中的一个或多个为蜗旋焊接的管段，其中要蜗旋焊接在一起的带沿着所述带的长边缘的长度、优选地沿着整个长度设置有直立的凸缘，并且其中所述凸缘被焊接在一起以形成一个直立的蜗旋形凸缘，所述直立的蜗旋形凸缘形成所述抗屈曲加强件。


4.根据权利要求3所述的抽真空管运输系统管，其特征在于，所述直立的蜗旋形凸缘位于所述蜗旋焊接的管段的内表面上。


5.根据权利要求3所述的抽真空管运输系统管，其特征在于，所述直立的蜗旋形凸缘位于所述蜗旋焊接的管段的外表面上。


6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·A·德弗里斯，
申请(专利权)人：塔塔钢铁荷兰科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL