一种具有双层耐压乘客舱的真空管道列车车体结构制造技术

本发明专利技术公开了一种具有双层耐压乘客舱的真空管道列车车体结构，包括上层的乘客舱和下层的设备舱；所述乘客舱包括内蒙皮、内蒙皮纵梁、横梁框、外蒙皮纵梁和外蒙皮；所述内蒙皮纵梁密封固定在内蒙皮的外表面上；所述外蒙皮纵梁密封固定于外蒙皮的内表面上；所述横梁框设置在内蒙皮和外蒙皮之间，并分别与内蒙皮和外蒙皮密封固定；所述设备舱包括设备舱蒙皮、设备舱横梁框和设备舱纵梁。本发明专利技术车体结构能保证当外蒙皮与真空管道摩擦磕碰而发生破损时能够确保乘客舱内的空气压力在安全范围内，从而保障客舱内乘客生命安全；本发明专利技术车体结构内的氧气罐等装置发生泄漏时，泄漏的气体直接排放于真空管道，避免了乘客舱发生火灾等安全问题。

【技术实现步骤摘要】
一种具有双层耐压乘客舱的真空管道列车车体结构
本专利技术属于真空管道交通系统，尤其是涉及一种具有双层耐压乘客舱的真空管道列车车体结构。
技术介绍
在地球表面稠密大气中高速运行的高铁列车，其运行的主要阻力是空气阻力，空气阻力限制了速度的提升，也形成了巨大的能耗。从理论上，为了提升运行速度，降低运行能耗，可将列车运行的轨道置于管道之内，并把管道抽成真空，把列车至于真空管道之内运行，称为“真空管道列车”。从工程实践角度而言，所谓真空管道内并不是完全的真空状态，管道内仍然存在极低压强的空气，在此极低压强的空气中，人会在十秒左右时间内失去意识，并在几分钟内因为缺氧而致死，所以，真空管道列车车体的客舱内仍然需要保持0.8至1个标准大气压。也就是说，真空管道内运行的列车的各节车体是需要承受0.8-1个大气压的内外压差的。这个压差大于民航客机在巡航高度时机舱的内外压差，因为客机在巡航高度时，客机外仍然存在0.2-0.3个大气压。这对真空管道列车车体结构的耐压(承担车体内外压差)设计提出了更高的要求。与飞机还有所不同的是，管道内高速运行的列车距离轨道和管道的间隙非常有限，难以避免列车会与管道及轨道发生滑擦与磕碰。轨道及管道是由钢筋混凝土或钢结构制成，而列车的车体结构考虑列车轻量化设计的要求往往是薄壁结构，发生滑擦或磕碰会极易造成车体的破损，从而导致车体客舱内的空气瞬间与管道内的真空环境联通，危及乘客的生命安全。如图1和图2所示，目前已经公开的高铁车体结构100，从断面上看基本呈矩形，分为上下两部分，上部为乘客舱101(业内称为客室)，下部为设备舱102。乘客舱的车顶、侧墙和地板均由铝合金挤压中空型材焊接而成。从侧视图上看，客舱的侧面设计有面积很大的矩形车窗103。为了保障车内乘客和司乘人员的正常呼吸，真空管道列车需要携带氧气罐或其它氧气发生装置，如图3所示，国外文献公开了属于真空管道列车类型的胶囊车200，该胶囊车200将氧气发生装置201或氧气罐置于乘客舱202内。这会出现氧气罐或氧气发生装置导致的火灾和爆炸安全性问题。现有高速列车的车体结构存在如下问题：1、高铁车体结构的断面基本呈矩形，侧墙与车顶之间、侧墙与地板之间的过渡圆弧半径很小或者采用直角过渡，这种车体结构在承受大气压差载荷时会在这些过渡部位产生很大的弯曲应力，造成车体结构的破坏；2、高铁车体的乘客舱由铝合金挤压中空型材焊接而成，车体结构沿着纵向存在若干焊缝，在车体承受大气压差载荷时，在垂直这些焊缝的方向上会产生较大的拉伸应力，从而对车体的疲劳强度不利；3、高铁车体侧墙上设置面积过大的车窗对车体强度是一种削弱，并且矩形车窗的四个角的过渡圆弧半径太小，在车体承受大气压差时会产生很大的应力，同样对车体强度不利；4、高铁车体的端墙与车顶、端墙与侧墙之间的过渡为直角或半径很小的圆角，这种车体结构容易与真空管道结构发生磕碰滑擦。5、胶囊车车体结构采用单层设计，车辆在管道内高速运行时，不能排除车辆碰触真空管道的可能性，发生这种意外时，若车体发生破损则瞬间失去保压功能，乘客瞬间暴露在真空环境中，发生极大的生命危险；6、胶囊车将氧气罐或氧气发生装置置于乘客舱之内，当氧气罐或氧气发生装置发生泄漏时，增大了火灾及爆炸的安全隐患。7、胶囊车的端部没有设计端门，当客舱内发生火灾、失压(失去空气压力)缺氧等危机情况时，乘客将无处疏散逃生，这是一个极其严重的安全设计缺陷。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种具有双层耐压乘客舱的真空管道列车车体结构。该车体结构能够保证当外蒙皮与真空管道摩擦磕碰而发生破损时能够确保乘客舱内的空气压力在安全范围内，从而保障客舱内乘客生命安全；该车体结构的左右两侧设计面积较小的类似“圆形”或“椭圆形”的车窗，减少了车窗对车体结构强度的影响；车体结构采用不可燃烧的材料，提高了车体的防火性能，降低了火灾隐患；本专利技术的车体结构，将氧气罐或氧气发生装置安装于非密封的设备舱内，当氧气罐或氧气发生装置发生泄漏时，所泄漏出来的氧气能够很快散失在管道的真空环境之中，不会发生火灾爆炸等安全问题。为解决上述技术问题，专利技术采用如下的技术方案：一种具有双层耐压乘客舱的真空管道列车车体结构，包括：上层的乘客舱；和下层的设备舱；所述乘客舱包括内蒙皮、内蒙皮纵梁、横梁框、外蒙皮纵梁和外蒙皮；所述内蒙皮纵梁密封固定在内蒙皮的外表面上；所述外蒙皮纵梁密封固定与外蒙皮的内表面上；所述横梁框设置在内蒙皮和外蒙皮之间，并分别与内蒙皮和外蒙皮密封固定；所述设备舱包括设备舱蒙皮、设备舱横梁框和设备舱纵梁；所述设备舱横梁框和设备舱纵梁均非密封固定在设备舱蒙皮内表面上；所述设备舱横梁框固定连接到乘客舱的横梁框上，从而将设备舱和乘客舱连为一体。进一步地，所述内蒙皮纵梁与内蒙皮通过铆钉固定，所述外蒙皮纵梁与外蒙皮通过铆钉密封固定，且在铆钉孔周围涂抹密封胶。进一步地，为了进一步提高外蒙皮的密封性能，在外蒙皮与外蒙皮纵梁、横梁框铆接之后，外蒙皮的内侧喷涂气密涂层；气密涂层同时具有隔振降噪、保温防寒功能。进一步地，所述设备舱横梁框和设备舱纵梁均通过铆钉与设备舱蒙皮固定。进一步地，为提高结构的防火安全性，所述内蒙皮、内蒙皮纵梁、横梁框、外蒙皮纵梁和外蒙皮均采用高强度铝合金或超高强度铝合金制成。进一步地，所述内蒙皮和外蒙皮上的侧墙与地板之间的采用大半径圆弧过渡，所述大半径圆弧是指半径为100mm-900mm的圆弧。进一步地，为确保设备舱与外界环境的空气压力的快速平衡，所述设备舱蒙皮上设计若干通气孔。进一步地，所述乘客舱左右两侧安装有用于乘客上下车的乘降车门，该车门为向内侧开启式。进一步地，所述车体的断面为类似圆形、长圆形或椭圆形。将各过渡圆角尽可能放大，从而尽可能将车体内外压差作用下的弯曲应力转化为膜应力，提高车体结构的耐压强度，降低车体结构自重。进一步地，所述车体两端的端墙与车顶及侧墙为斜面加圆角的过渡方式，这种设计一方面降低车体与管道结构发生碰触的几率，同时有利于提高车体结构的强度。进一步地，所述乘客舱左右两侧安装有透视舷窗，所述透视舷窗包括设置在外层蒙皮上的外透视玻璃和设置在内层蒙皮上的内透视玻璃，且外透视玻璃和内透视玻璃对应设置。优选地，所述透视舷窗为类似圆形、长圆形或椭圆形，而非矩形。进一步地，所述乘客舱的端部还设有端门。本专利技术所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。如无特殊说明，本专利技术中的各原料均可通过市售购买获得，本专利技术中所用的设备可采用所属领域中的常规设备或参照所属领域的现有技术进行。与现有技术相比较，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术的车体结构提高了真空环境下失压安全性，本专利技术的车体结构将乘客舱以双层密封耐压结构包裹，即使外层遭到破坏丧失密封保压性能，内层结构仍本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有双层耐压乘客舱的真空管道列车车体结构，其特征在于，包括：/n上层的乘客舱；和/n下层的设备舱；/n所述乘客舱包括内蒙皮、内蒙皮纵梁、横梁框、外蒙皮纵梁和外蒙皮；/n所述内蒙皮纵梁密封固定在内蒙皮的外表面上；/n所述外蒙皮纵梁密封固定与外蒙皮的内表面上；/n所述横梁框设置在内蒙皮和外蒙皮之间，并分别与内蒙皮和外蒙皮密封固定；/n所述设备舱包括设备舱蒙皮、设备舱横梁框和设备舱纵梁；/n所述设备舱横梁框和设备舱纵梁均非密封固定在设备舱蒙皮内表面上；/n所述设备舱横梁框固定连接到乘客舱的横梁框上，从而将设备舱和乘客舱连为一体。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有双层耐压乘客舱的真空管道列车车体结构，其特征在于，包括：
上层的乘客舱；和
下层的设备舱；
所述乘客舱包括内蒙皮、内蒙皮纵梁、横梁框、外蒙皮纵梁和外蒙皮；
所述内蒙皮纵梁密封固定在内蒙皮的外表面上；
所述外蒙皮纵梁密封固定与外蒙皮的内表面上；
所述横梁框设置在内蒙皮和外蒙皮之间，并分别与内蒙皮和外蒙皮密封固定；
所述设备舱包括设备舱蒙皮、设备舱横梁框和设备舱纵梁；
所述设备舱横梁框和设备舱纵梁均非密封固定在设备舱蒙皮内表面上；
所述设备舱横梁框固定连接到乘客舱的横梁框上，从而将设备舱和乘客舱连为一体。


2.根据权利要求1所述真空管道列车车体结构，其特征在于：所述内蒙皮纵梁与内蒙皮通过铆钉固定，所述外蒙皮纵梁与外蒙皮通过铆钉密封固定，且在铆钉孔周围的蒙皮与纵梁接触面上涂抹密封胶。


3.根据权利要求2所述真空管道列车车体结构，其特征在于：在外蒙皮与外蒙皮纵梁、横梁框铆接之后，外蒙皮的内侧喷涂气密涂层。


4.根据权利要求1所述真空管道列车车体结构，其特征在于：所述设备舱横梁框和设备舱纵梁均通过铆钉与设备舱蒙皮固定。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：毛凯，刘德刚，赵明，刘志，张泉，姜志捷，王亮，查小菲，左平洋，武震啸，胡良辉，
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：北京;11