本发明专利技术给出了一种动力系统外置式薄壁真空管道磁浮交通系统，即采用较小壁厚的真空管道，把直线电机线圈、轨道悬浮机构和其他通讯、检测和控制设备，布置在管道外面，在有一薄管壁作隔离的状态下给管道内的车辆提供运行动力、悬浮力和控制。要求管壁材质对直线电机电磁场、悬浮装置的悬浮磁场没有影响，如采用不磁化的不锈钢、碳合金、玻璃钢或高强度有机材料，或者拼制成复合材质的管道。这种布置的优点是：直线电机定子和悬浮机构的安装施工可以方便地在管道外部进行；运行过程中的日常检修也在管道外部完成；有利于机电系统散热，避免真空管道内部热聚集；不占用管道内空间；能降低真空管道高速磁浮交通的建设、维修和系统运营成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及真空管道磁浮交通系统中直线电机、磁悬浮系统和线路轨道设施的布 局，属于真空管道交通之动力系统设置与管道结构工艺相结合的
技术介绍
真空管道高速磁浮交通就是让磁浮列车在抽成真空的管道中行驶，速度可以达到 600km/h甚至6000km/h以上。其基本构成有真空管道、磁浮车辆、直线电机和运行控制 设备。与直线电机配套的车载部件和与悬浮系统配套的车载设备必须安装在车上，而固定 在轨道或管道上的动力设备有些既可以放置在管道内，也可以布置在管道外部。当这些动 力设备或检测、控制系统布置在管道内时，由于管道内部是密封的空间，且在运行期间是真 空，这会给系统的安装、检修与维护带来很大困难。已有■、穌论娜删设计躲布的真空■兹浮麵方案，其动力細瞭浮_都放 置于中，如专利“ApparatusforVacuumTubeTransportation” (US2488287, Nov. 15，1949)、 “ VacuumTubeTransportationSystem，，(US25 1 1 979, June20, 1950)、 "Evacuatedtubetransport" (US5950543, S印temberl4, 1999)、“超导磁悬浮运输系统，，(申 请号00131697. 4，公开号CN1287961A，公开日2001. 03. 21)、“磁悬浮真空隧道列车”(串请 号03145686. 3，公开号CN1569537A，公开日2005. 01. 26)、“亚真空高速列车运行系统”(申 请号200610200724. 6，公开号CN101020460,公开日2007. 08. 22)、“一种在真空隧道(管 道)里行驶的超高速铁路列车系统”(申请号200610116705. 5，公开号CN101152866，公开日2008. 04. 02)、专利“一种用于真空管道交通的接驳走廊”(申请号200710049111. 1，公开号 CN101054087，公开日2007. 10. 17)、“真空管道运输系统”(申请号200810120049. 5，公开号 CN101323306，公开日2008. 12. 17)和瑞士 Swissmetro的“瑞士地铁”模式所描述的方式。这种把直线电机、悬浮机构等动力系统置于管道内的构造带来的问题是(1)在管道内安装直线电机和悬浮机构给建设施工造成很大麻烦和困难，如果管道断 面较小，如小于3m，则在密闭的管道内进行人工和机械作业几乎不可能；(2)直线电机和悬浮机构是真空管道交通运行时的主要热源，将导致管道内热量积 聚，影响列车正常行驶和运行安全；(3)要进行人工检修时，必须全系统停止运行，且需要检修的部分管道经充气加压后 检修人员才能进入，或者检修人员必须穿戴真空压力服才能在管道中作业，或者就需要如 专利“真空管道交通可开启式管道结构与工艺”(申请号201010175386. 1)所描述的那样把 管道设置成可开启式的；(4)直线电机、悬浮机构占用管道内有效空间，加大管道壁荷载，增加真空管道线路建 设成本。
技术实现思路
针对真空管道磁浮交通的直线电机、悬浮机构等动力系统置于管道内时的上述问 题，本专利技术给出动力系统外置式薄壁真空管道磁浮交通系统，即采用较小壁厚的真空管道， 把直线电机线圈、轨道悬浮机构和其他线路设备，布置在管道外面，在有一薄管壁作隔离的 状态下给管道内的车辆提供运行动力和悬浮力。这种布置的优点是，直线电机定子和悬浮 机构的安装施工可以方便地在管道外部进行，运行过程中的日常检修也在管道外部完成， 有利于机电系统散热，不占用管道内空间，能使真空管道的建设、维修和系统运营成本大幅 度降低。 本专利技术的技术方案是真空管道采用薄壁管道，要求管壁材质对直线电机电磁场、 悬浮机构的悬浮磁场没有影响，如采用不会磁化的不锈钢、碳合金、玻璃钢或高强度有机材 料等；直线电机线圈和悬浮机构布置在管道外部。如图1所示，直线电机动子(5 )安装在车辆(2 )的底部，直线电机定子(6 )安装在 管道(1)底部且在管壁外部，要求紧帖管道外壁以减小直线电机定子(6)与动子(5)之间的 气隙。车载悬浮装置(3 )对称地安装在车辆(2 )靠近下部的两侧，与其对应的固定于管道线 路的悬浮装置(4)安装在管道(1)靠近下部的两侧，布置在管道(1)外部，且紧帖管道壁以 使车辆(2 )获得尽可能大的净悬浮高度。车辆(2 )下部安装支撑轮(8 )，管道壁内部与支撑 轮(8)对应的位置设置轨道，供悬浮系统停止工作或失效时车辆(2)停放或走行。为了尽可能使直线电机定子(6)接近动子(5)，减小气隙，可局部减小直线电机动 子(6)所在部位的管道壁厚(16)，如图2所示。如果所选择的管道材质对磁场或磁力线有 影响，则可采用复合管壁的形式，即把部分管壁局部用其他不影响磁场或磁力线的材料予 以替换，如图3所示。对于悬浮机构(4)所在位置的管道壁，也可采用类似的方法局部减小 壁厚，或者局部用其他材料替换。减小壁厚和复合管壁的措施必须以保证管道整体强度和结构稳定为前提。根据本专利技术的原理，部分真空管道磁浮交通的通讯、检测和运行控制系统也可布 置在管道外部。附图说明图1是动力系统外置式薄壁真空管道磁浮交通系统横断面示意图。图中(1)为真 空管道，(2)为磁浮车辆，(3)为车载悬浮装置，(4)为固定在线路上的悬浮装置，(5)为安 装在车上的直线电机动子，(6)为固定在线路上的直线电机定子，(7)为布置于管道内的支 撑磁浮车辆以及供磁浮车辆行走的轨道，(8)为磁浮车辆上的支撑轮。图2和图3是图1中(56)的放大图。图2中(16)是削减壁厚的管道壁，图3中 (17)是不同于主体管壁材质的、对磁场和磁力线无影响材质的管壁部分，其他如上所述。图4是支撑轮和支撑轨道位于两侧时的示意图，图中(9)为固定在管道内壁的支 撑轨道，(10)为固定在车辆侧面的支撑轮，其他如上所述。图5是直线电机布置在顶部的系统横断面示意图。图中标示如上所述。图6是直线电机和悬浮装置都位于顶部的系统横断面示意图。图中标示如上所 述。图7是兼有斥力悬浮和吸力悬浮的混合悬浮的系统横断面示意图。图中(65)可以是悬浮装置，也可以是驱动装置，其他如上所述。图8是悬浮装置与驱动装置均位于侧面的系统横断面示意图。图中(11)为车载 悬浮与驱动装置，(12)为固定在管道(1)上的悬浮与驱动装置，其他如上所述。 图9是拱形管道断面的系统横断面示意图。图中(18)为车载悬浮与驱动装置，为固定在管道侧壁上的悬浮与驱动装置，(20)为削减厚度的侧面垂直部分管道壁， (21)为拱形管道的底部管道壁，其他如上所述。图10是具有“T”轨道的系统横断面示意图。图中(13)为车载悬浮与驱动装置， (14)为固定在管道上的悬浮与驱动装置，(15)为支撑结构，其他如上所述。具体实施例方式实施方式一对于斥力式悬浮、电动悬浮和高温超导磁悬浮，直线电机和悬浮系统的布局可采用如 图ι所示的结构。例如当使用高温超导磁悬浮时，车载悬浮机构(3)即为包含超导块材和 液氮的低温杜瓦，固定在管壁外部的悬浮机构(4)即为永磁导轨。为车辆(2)提供支撑和供行走用的支撑轮(8)和轨道也可布置在车辆/管道下半本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种动力系统外置式薄壁真空管道高速磁浮交通系统，其特征是采用较小壁厚的真空管道，把直线电机线圈、轨道悬浮机构布置在管道外面，在有一薄管壁作隔离的状态下给管道内的车辆提供运行动力和悬浮力；其优点是，直线电机定子和悬浮机构的安装施工可以方便地在管道外部进行，运行过程中的日常检修也在管道外部完成，有利于机电系统散热，不占用管道内空间，能降低真空管道交通的建设、维修和系统运营成本。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张耀平，李胜善，丁铁骑，郭翔鹤，梁静，周君，
申请(专利权)人：张耀平，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]
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