自然液冷导热管及具有其的自然液冷式分体真空管道结构制造技术

技术编号:27087351 阅读:17 留言:0更新日期:2021-01-25 18:12
本发明专利技术提供了一种自然液冷导热管及具有其的自然液冷式分体真空管道结构,该自然液冷导热管包括冷却段和吸热段,冷却段与吸热段首尾相连接以形成封闭管路,封闭管路具有液体空腔,液体空腔内充满冷却液体,吸热段设置在真空管道结构内且靠近位于真空管道结构内的电气线圈,冷却段设置在真空管道结构的外部;自然液冷导热管通过吸热段内的冷却液体吸收电气线圈散发的热量,吸收热量后的冷却液体由于密度变小而上移至冷却段以将所吸收的热量散失到空气中进行冷却并驱动冷却段内的冷却液体进入吸热段进行吸热以完成自然循环液冷过程。应用本发明专利技术的技术方案,以解决现有技术中电气线圈温升过高、线路建设成本高、占地面积大以及施工难度大的技术问题。大以及施工难度大的技术问题。大以及施工难度大的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
自然液冷导热管及具有其的自然液冷式分体真空管道结构


[0001]本专利技术涉及真空管道磁悬浮交通系统
,尤其涉及一种自然液冷导热管及具有其的自然液冷式分体真空管道结构。

技术介绍

[0002]为了降低运行阻力,取消传统铁道交通的车轮和钢轨,利用磁悬浮技术来提供车辆的悬浮力和导向力,使用直线电机为车辆提供牵引力和制动力。并且为了降低列车高速运行的空气阻力,将车辆封闭在管道内,并将管道抽真空。
[0003]相较于传统的轮轨系统,磁悬浮系统需要在轨道上铺设能够提供悬浮力、导向力、推进力和制动力的线圈,这些电气线圈在工作时会产生很大的电流,从而导致线圈发热,尤其是提供推进和制动作用的线圈,由于通电的时间较长,所以会产生较多的热量。在真空管道中空气密度很低(所谓真空管道并不是完全的真空,存在稀薄的空气),散热效果极差,长时间使用时会导致线圈温度过高从而影响其工作性能和使用寿命。
[0004]现有技术中的真空管道在世界范围内均没有进入工程化实施运用阶段,从所披露的资料来看,所有的真空管道都没有考虑线圈如何散热问题,长时间使用时导致线圈发热量累计到较高温度,从而影响线圈的绝缘性能以及缩短线圈的使用寿命。
[0005]另外现有的真空管道断面形状都是一个完整的圆管结构,具体如图6所示,这种圆管结构的真空管道不利于提高断面的垂向刚度,并且水平方向占地面积大,管道架设难度大,总的来看这种真空管道的建设投资成本高。
[0006]由上可知,现有结构形式的真空管道存在以下几个技术缺点。
[0007]第一,真空管道都没有考虑线圈如何散热问题,长时间使用时导致线圈发热量累计到较高温度,从而影响线圈的绝缘性能以及缩短线圈的使用寿命。
[0008]第二,没有充分发挥混凝土材料和钢材的强度性能。车辆在真空管道内运行时对管道的作用载荷主要为垂向,这就要求管道断面在垂向上有很高的抗弯刚度,水平方向则不需要太高的刚度,而现有方案的整体圆钢管在垂向和水平方向的抗弯能力是相同的,很不合理。另外,混凝土部分的断面几何形状因为受到圆管的限制而不能设计太高,更多的材料分布在水平方向上,造成这种管道的垂向刚度不足,水平刚度有余,材料强度性能没有充分利用。
[0009]第三,在高架桥路段施工困难。真空管道在使用时是做成几十米长的一段,用架桥设备安装在高架桥上,整体圆管结构的管道上侧为圆弧状,并且只有一层钢板,无法承受架桥机自重,所以这种真空管道的工程施工难度大,带来建造成本高的问题。
[0010]第四,这种管道建造的线路占地面积大。因为圆管的横向和垂向尺寸相同,为了增加抗弯垂向刚度,必须增加圆管的直径,横向尺寸的增加加大了这种真空管道线路的占地面积,造成建线成本的增加。

技术实现思路

[0011]本专利技术提供了一种自然液冷导热管及具有其的自然液冷式分体真空管道结构,能够解决现有技术中电气线圈温升过高、线路建设成本高、占地面积大以及施工难度大的技术问题。
[0012]根据本专利技术的一方面,提供了一种自然液冷导热管,自然液冷导热管包括冷却段和吸热段,冷却段与吸热段首尾相连接以形成封闭管路,封闭管路具有液体空腔,液体空腔内充满冷却液体,吸热段设置在真空管道结构内且靠近位于真空管道结构内的电气线圈,冷却段设置在真空管道结构的外部;其中,自然液冷导热管通过吸热段内的冷却液体吸收电气线圈散发的热量,吸收热量后的冷却液体由于密度变小而上移至冷却段以将所吸收的热量散失到空气中进行冷却并驱动冷却段内的冷却液体进入吸热段进行吸热以完成自然循环液冷过程。
[0013]进一步地,冷却段包括多个冷却分段,多个冷却分段依次连接且呈蛇形排布;吸热段包括多个吸热分段,多个吸热分段依次连接且呈蛇形排布。
[0014]进一步地,自然液冷导热管由非导电材料制成。
[0015]根据本专利技术的另一方面,提供了一种自然液冷式分体真空管道结构,自然液冷式分体真空管道结构包括第一结构、第二结构以及如上所述的自然液冷导热管,自然液冷导热管设置在第二结构内且靠近位于第二结构内的电气线圈,第二结构用于为车辆提供运行轨道,第二结构设置在第一结构的下部,第一结构与第二结构相连接以形成管道本体,管道本体用于提供气密性真空管道环境。
[0016]进一步地,自然液冷式分体真空管道结构还包括导热元件,导热元件设置在电气线圈与自然液冷导热管之间;第二结构的材质包括钢筋混凝土和导热骨料。
[0017]进一步地,第一结构的材质包括钢材,第二结构的材质包括钢筋混凝土。
[0018]进一步地,自然液冷式分体真空管道结构还包括密封件,密封件设置在第一结构和第二结构的连接位置,密封件用于实现第一结构和第二结构之间的密封连接。
[0019]进一步地,自然液冷式分体真空管道结构还包括加强筋板,加强筋板焊接在管道本体的外部,加强筋板用于提高管道本体的强度以及增加分体真空管道结构的散热面积。
[0020]进一步地,自然液冷式分体真空管道结构还包括气密涂层,气密涂层涂覆在第二结构外部;第二结构的材质还包括气密剂。
[0021]进一步地,自然液冷式分体真空管道结构包括多个第一自然液冷导热管和多个第二自然液冷导热管,第一结构的结构为圆弧拱形结构,第二结构的结构为U型结构,第二结构包括第一侧壁和第二侧壁,在第一侧壁内连续设置有多个第一电气线圈,多个第一自然液冷导热管与多个第一电气线圈一一对应设置;在第二侧壁内连续设置有多个第二电气线圈,多个第二电气线圈分别与多个第一电气线圈以及多个第二自然液冷导热管一一对应设置。
[0022]应用本专利技术的技术方案,提供了一种自然液冷导热管,该自然液冷导热管通过设置冷却段和吸热段,吸热段设置在真空管道结构内且靠近位于真空管道结构内的电气线圈,在使用时,电气线圈发热,靠近电气线圈的吸热段处的液体温度升高、密度变小、单位体积内的质量变轻而向上流动,吸收热量后的液体由吸热段进入冷却段以将所吸收的热量散失到空气中进行冷却,冷却段内的低温液体补入吸热段进行吸热,由此形成一个自然循环
液冷过程,能够带走电子线圈的热量,降低电子线圈温度,电子线圈温度的降低有利于提高线圈的导电性、提高线圈绝缘层的绝缘性能,并有利于提高线圈的使用寿命。
附图说明
[0023]所包括的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步的理解,其构成了说明书的一部分,用于例示本专利技术的实施例,并与文字描述一起来阐释本专利技术的原理。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1和图2示出了根据本专利技术的第一实施例提供的自然液冷式分体真空管道结构的断面示图;
[0025]图3示出了图1中提供的自然液冷式分体真空管道结构的左视图;
[0026]图4示出了根据本专利技术的第二实施例提供的自然液冷式分体真空管道结构的主视图;
[0027]图5示出了图4中提供的自然液冷式分体真空管道结构的左视图;
[00本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自然液冷导热管,其特征在于,所述自然液冷导热管(10)包括冷却段(11)和吸热段(12),所述冷却段(11)与所述吸热段(12)首尾相连接以形成封闭管路,所述封闭管路具有液体空腔,所述液体空腔内充满冷却液体,所述吸热段(12)设置在真空管道结构内且靠近位于真空管道结构内的电气线圈,所述冷却段(11)设置在真空管道结构的外部;其中,所述自然液冷导热管通过所述吸热段(12)内的冷却液体吸收电气线圈散发的热量,吸收热量后的冷却液体由于密度变小而上移至所述冷却段(11)以将所吸收的热量散失到空气中进行冷却并驱动所述冷却段(11)内的冷却液体进入所述吸热段(12)进行吸热以完成自然循环液冷过程。2.根据权利要求1所述的自然液冷导热管,其特征在于,所述冷却段(11)包括多个冷却分段(111),多个所述冷却分段(111)依次连接且呈蛇形排布;所述吸热段(12)包括多个吸热分段(121),多个所述吸热分段(121)依次连接且呈蛇形排布。3.根据权利要求2所述的自然液冷导热管,其特征在于,所述自然液冷导热管由非导电材料制成。4.一种自然液冷式分体真空管道结构,其特征在于,所述自然液冷式分体真空管道结构包括第一结构(20)、第二结构(30)以及如权利要求1至3中任一项所述的自然液冷导热管(10),所述自然液冷导热管(10)设置在所述第二结构(30)内且靠近位于所述第二结构(30)内的电气线圈,所述第二结构(30)用于为车辆提供运行轨道,所述第二结构(30)设置在所述第一结构(20)的下部,所述第一结构(20)与所述第二结构(30)相连接以形成管道本体,所述管道本体用于提供气密性真空管道环境。5.根据权利要求4所述的自然液冷式分体真空管道结构,其特征在于,所述自然液冷式分体真空管道结构还包括导热元件(40),所述导热元件(40)设置在所述电气线圈与所述自然液冷导热管(10)之间;所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘德刚毛凯张艳清刘骁李少伟张娜薄靖龙任晓博王岩
申请(专利权)人:中国航天科工飞航技术研究院中国航天海鹰机电技术研究院
类型:发明
国别省市:

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