專利名稱：吊軌管道真空永磁雙吸平衡補(bǔ)償式懸浮路－車系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種使用懸掛永磁懸浮式路-車運(yùn)輸系統(tǒng)，具體地說(shuō)，涉及一種管道高架，吊軌在管道內(nèi)上方，列車在吊軌下方，采用永磁雙吸平衡補(bǔ)償式懸浮技術(shù)的路-車系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
磁懸浮技術(shù)被喻為二十一世紀(jì)交通領(lǐng)域的綠色革命，近年來(lái)取得了長(zhǎng)足進(jìn)展。如德國(guó)的TR系列“常導(dǎo)”型電磁懸浮列車，采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，時(shí)速可達(dá)450km/h。這種電磁懸浮列車需要將路基高架，再將車體底部環(huán)抱在軌道的上方，以避免車體脫軌或傾覆。日本MLX系列“超導(dǎo)”型磁懸浮列車需要使用低溫超導(dǎo)線圈，借以產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場(chǎng)力，列車在U型槽內(nèi)行走，槽的側(cè)壁間隔安裝“8”字型導(dǎo)電環(huán)，既有導(dǎo)向作用，更是借以對(duì)列車產(chǎn)生浮力的感應(yīng)線圈，時(shí)速可達(dá)550km/h。中國(guó)GKC06系列“永磁”型懸浮列車采用永磁補(bǔ)償式懸浮技術(shù)，直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，時(shí)速可達(dá)1080km/h。這些技術(shù)參見《磁懸浮鐵路系統(tǒng)與技術(shù)》(中國(guó)科學(xué)與技術(shù)出版社2003.11)；《管道真空永磁補(bǔ)償式懸浮列車-高架路-站系統(tǒng)》(中國(guó)專利號(hào)ZL00105737.5)。
德國(guó)TR與日本MLX系列磁懸浮列車技術(shù)均屬于“臥軌式”布局，列車運(yùn)行重心高，穩(wěn)定性差；采用電磁及超導(dǎo)永磁懸浮結(jié)構(gòu)，直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)造價(jià)高。上海采用的德國(guó)TR系列技術(shù)每公里造價(jià)3億人民幣，日本MLX技術(shù)更是高達(dá)6.8億人民幣，昂貴的投資限制技術(shù)的推廣。中國(guó)GKC06磁懸浮技術(shù)雖然在穩(wěn)定重心，降低造價(jià)，節(jié)約耗能方面有重大突破，但需鋪設(shè)造價(jià)較高的釹鐵硼軌磁。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種吊軌管道真空永磁雙吸平衡補(bǔ)償式懸浮路-車系統(tǒng)，本實(shí)用新型不需要鋪設(shè)釹鐵硼軌磁，造價(jià)低廉，運(yùn)力強(qiáng)大，時(shí)速在1080km/h，具有廣泛適應(yīng)性與作業(yè)兼容性。
本實(shí)用新型提出的吊軌管道真空永磁雙吸平衡補(bǔ)償式懸浮路-車系統(tǒng)，由軌道和磁懸浮車輛二部分組成，其中軌道部分，由鋼筋混凝土澆鑄的龍門柱和與龍門柱一體澆鑄的倒T形門梁組成龍門架；用混凝土澆鑄而成的工字梁，其端頭搭接在倒T形門梁上，工字梁下方用螺栓固定有鋼制管道，管道內(nèi)間隔設(shè)有金屬抗壓環(huán)，該抗壓環(huán)上部復(fù)合有一呈ㄇ型的鋼制弓枕，弓枕內(nèi)上方設(shè)置有導(dǎo)磁板軌，弓枕內(nèi)兩側(cè)各設(shè)置有導(dǎo)磁翼軌，該導(dǎo)磁翼軌的下凹部為導(dǎo)向軌；磁懸浮車輛部分，上部為懸浮動(dòng)力艙、下部為車廂一體制成；車廂整體設(shè)置在管道內(nèi)；懸浮動(dòng)力艙鑲嵌在弓枕內(nèi)，懸浮動(dòng)力艙外頂部的頂磁基板上設(shè)有頂永磁；懸浮動(dòng)力艙外部?jī)蓚?cè)的翼磁基上各安裝有翼永磁，每側(cè)翼永磁為上下二個(gè)，中間有一間隙，其中之一是N極，另一是S極；懸浮動(dòng)力艙內(nèi)部安裝有一組動(dòng)力機(jī)構(gòu)，由驅(qū)動(dòng)輪-驅(qū)動(dòng)電機(jī)-車載電源-逆變控制系統(tǒng)組成，安裝在懸浮動(dòng)力艙內(nèi)的中部；兩組導(dǎo)向定滑輪，安裝在懸浮動(dòng)力艙內(nèi)的兩端；艙體外上方的頂永磁與弓枕內(nèi)上方的導(dǎo)磁板軌相距20-160mm，相對(duì)應(yīng)形成與重力方向相反的懸浮力；艙體外兩側(cè)的翼永磁與弓枕兩側(cè)的導(dǎo)磁翼軌相距5-35mm，相對(duì)應(yīng)形成上下平衡吸懸浮力；由上述組成的車輛在行駛時(shí)，受到懸浮力和上下平衡力的雙重作用呈懸浮狀，該導(dǎo)向定滑輪與驅(qū)動(dòng)輪為同一水平面并均與弓枕兩側(cè)的導(dǎo)向軌接觸，將車輛控制在兩條導(dǎo)磁翼軌中間。
所述工字梁端頭與倒T形門梁之間設(shè)有溫度縫。
所述工字梁中部設(shè)有通風(fēng)孔。
所述管道是用螺栓將每個(gè)路節(jié)總承連接起來(lái)，在每個(gè)連接點(diǎn)設(shè)有伸縮縫。
所述管道兩側(cè)設(shè)有瞭望窗。
所述抗壓環(huán)為鋼板制成。
所述頂磁基板的兩側(cè)外端設(shè)有滑靴。
所述導(dǎo)磁板軌和導(dǎo)磁翼軌為鐵磁性鋼板制成。
所述車廂為客艙或貨艙。
所述車廂為合金或玻璃鋼制成，并具有流線形。


圖1為本實(shí)用新型外部形狀側(cè)視圖。
圖2為圖1中沿A-A剖面示意圖。
圖3為本實(shí)用新型管道的剖面示意圖。
圖4為本實(shí)用新型磁懸浮車輛剖面示意圖。
圖5為圖1中沿B-B剖面示意圖。
圖6為圖1中沿C-C剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
以下所述的內(nèi)容是結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作的詳細(xì)描述，而不應(yīng)被理解為是對(duì)本實(shí)用新型的限定。
請(qǐng)先參閱圖1，是本實(shí)用新型的側(cè)面整體效果示意圖，從圖中可以看出本實(shí)用新型由軌道和磁懸浮車輛二部分組成，其中列車頭1呈流線性，車門2、司機(jī)門3、行李艙車門4、車窗5與蒙皮6之間為平整光滑密封接觸，以減少運(yùn)行中風(fēng)的阻力和車廂氧氣泄漏。整個(gè)列車在密封真空管道7內(nèi)運(yùn)行，該管道7的真空度為10-2左右。管道兩側(cè)設(shè)有瞭望窗8，該瞭望窗8可作為緊急出口和進(jìn)氣通道。地面為綠化草坪18，管道底部距地面草坪18約為6米。
請(qǐng)結(jié)合圖2和圖3，鋼制管道7用螺栓固定在工字梁13下方，鋼制管道7由若干個(gè)路節(jié)總承組成，每個(gè)路節(jié)總承比如但不限于12米長(zhǎng)，相互之間用螺栓固定連接，在每個(gè)連接點(diǎn)上設(shè)有密封伸縮縫。管道7由真空泵41抽成真空。有關(guān)密封伸縮縫和真空泵是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，本實(shí)用新型對(duì)此不多作描述，也不推薦附圖。工字梁13由預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土制成，其中部設(shè)有通風(fēng)孔14，以減少風(fēng)的壓力。工字梁13的端頭15搭接在倒T型門梁16上。工字梁13端頭15與倒T形門梁16之間設(shè)有溫度縫，并用螺栓固定連接。倒T型門梁16與其之下的龍門柱17為混凝土一體澆鑄形成龍門架19。龍門架19的中央固定兩條管道7，這種復(fù)線架設(shè)技術(shù)將使單向發(fā)車的時(shí)間縮短，提高動(dòng)力。為增強(qiáng)鋼制管道7的堅(jiān)固性，管道7的管壁20的內(nèi)側(cè)間隔地比如但不限于1.2米處設(shè)有一抗壓環(huán)21。一呈ㄇ型的鋼制弓枕22復(fù)合在抗壓環(huán)21上。弓枕22內(nèi)上方用螺栓固定有鐵磁性鋼板制成的導(dǎo)磁板軌23，弓枕22內(nèi)兩側(cè)各用螺栓固定有導(dǎo)磁翼軌24，該導(dǎo)磁翼軌24的下凹部為導(dǎo)向軌25。
請(qǐng)參閱圖4，本實(shí)用新型磁懸浮車輛為合金或玻璃鋼一體制成，由上部懸浮動(dòng)力艙和下部客艙兩部分組成。下部客艙也可以是貨艙，或分為客艙層27和貨艙層28。該懸浮動(dòng)力艙26鑲嵌在弓枕22內(nèi)，懸浮動(dòng)力艙26內(nèi)部安裝有一組動(dòng)力機(jī)構(gòu)，該動(dòng)力機(jī)構(gòu)中由驅(qū)動(dòng)輪35與驅(qū)動(dòng)電機(jī)37同軸相連，固定在輪梁36上。上述動(dòng)力機(jī)構(gòu)安裝在懸浮動(dòng)力艙26中部。在懸浮動(dòng)力艙26的外頂部安置有頂永磁29，該頂永磁29用螺栓固定在頂磁基板30上，該頂磁基板30用螺栓固定在懸浮動(dòng)力艙26的環(huán)形龍骨32上。該頂磁基板30的兩側(cè)外端下方為滑靴31。在懸浮動(dòng)力艙26兩側(cè)安置有翼永磁33，該翼永磁33通過(guò)翼磁基34用螺栓固定在懸浮動(dòng)力艙26的環(huán)形龍骨32上，每側(cè)翼永磁33分為上下二個(gè)，中間有一間隙，其中之一是N極，另一個(gè)是S極。
請(qǐng)參閱圖5，為本實(shí)用新型磁懸浮車輛安裝在管道內(nèi)軌道的示意圖。懸浮動(dòng)力艙26上的頂永磁29與弓枕22內(nèi)上方的導(dǎo)磁板軌23兩者之間保留有20-160mm的氣隙，對(duì)應(yīng)形成與重力方向相反的懸浮力。動(dòng)力艙26兩側(cè)的翼永磁33與弓枕22內(nèi)兩側(cè)的導(dǎo)磁翼軌24相對(duì)應(yīng)，兩者之間保留有5-35mm的氣隙，形成上下平衡的懸浮力，將列車控制在預(yù)定高度上。
當(dāng)翼永磁33和導(dǎo)磁翼軌24兩者水平高度相同時(shí)，即列車頂永磁29和導(dǎo)磁板軌23之間的吸懸浮力與列車重力大小相等而方向相反時(shí)，則翼永磁33與導(dǎo)磁翼軌24之間沒(méi)有平行于重力方向作用力，此高度為平衡點(diǎn)高度；當(dāng)翼永磁33高度大于導(dǎo)磁翼軌24高度時(shí)，也就是在平衡點(diǎn)高度之上時(shí)，即列車的重力小于頂永磁29與導(dǎo)磁板軌23之間的懸浮力時(shí)，則翼永磁33與導(dǎo)磁翼軌24作用力垂直向下，與頂永磁29與導(dǎo)磁板軌23之間的作用力方向相反；當(dāng)翼永磁33高度小于導(dǎo)磁翼軌24高度時(shí)，也就是在平衡點(diǎn)高度之下時(shí)，即列車的重力大于頂永磁29與導(dǎo)磁板軌23之間的懸浮力時(shí)，則翼永磁33與導(dǎo)磁翼軌24作用力垂直向上，與頂永磁29與導(dǎo)磁板軌23之間的作用力方向相同。簡(jiǎn)言之，頂永磁29與其上方的導(dǎo)磁板軌23相對(duì)應(yīng)形成吸懸浮機(jī)構(gòu)，對(duì)列車形成向上的吸懸浮力；翼永磁33與導(dǎo)磁翼軌24相對(duì)應(yīng)形成上下平衡吸懸浮力，兩個(gè)力協(xié)同工作，從而形成了“雙吸平衡補(bǔ)償式懸浮”，將列車控制在預(yù)定高度上。如果懸浮力失效，由于有滑靴31，車輛依然可依靠滑靴31在導(dǎo)磁翼軌24頂端滑行，以確保安全。
傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)車其兩端均安裝有驅(qū)動(dòng)輪，在機(jī)車往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，該驅(qū)動(dòng)輪起到動(dòng)力、導(dǎo)向和支撐車體作用。但每增加一組驅(qū)動(dòng)輪的成本是很高的，并且又增加了車體的自身重量，重量越重，消耗的動(dòng)能又相應(yīng)增加。本實(shí)用新型改變了這一傳統(tǒng)電力機(jī)車的動(dòng)力和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，在機(jī)車中部安裝動(dòng)力機(jī)構(gòu)，兩端采用定滑輪作為導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。這樣可以大幅度的降低機(jī)車制造成本和機(jī)車的重量。
請(qǐng)參閱圖6，為圖1沿C-C線的剖面圖。本實(shí)用新型在懸浮動(dòng)力艙兩端各安裝有一組導(dǎo)向定滑輪38，固定在輪梁36上。該導(dǎo)向定滑輪38與驅(qū)動(dòng)輪35為同一水平面并均與弓枕22內(nèi)兩側(cè)的導(dǎo)向軌25接觸，控制懸浮動(dòng)力艙26的左右自由度，將機(jī)車控制在兩條導(dǎo)磁翼軌中央。本實(shí)用新型的磁懸浮車輛在行駛時(shí)，該車輛受到吸懸浮力和上下平衡吸力的雙重作用呈懸浮狀，驅(qū)動(dòng)電機(jī)37帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪35驅(qū)動(dòng)車輛行動(dòng)，車輛的導(dǎo)向由定滑輪38控制。
從圖6中可以理解導(dǎo)向定滑輪38與弓枕22內(nèi)兩側(cè)導(dǎo)向軌25的接觸。該動(dòng)力艙26還裝置有車載電源39和逆變控制系統(tǒng)40，由于車載電源和逆變控制系統(tǒng)為目前電力機(jī)車所通用的裝置，且不是本實(shí)用新型的討論重點(diǎn)，因此附圖中沒(méi)有詳細(xì)標(biāo)出。
本實(shí)用新型的磁懸浮路-車運(yùn)輸系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)造價(jià)低，相當(dāng)于德國(guó)TR系列的1/3；節(jié)能，相當(dāng)于德國(guó)TR系列的20％；運(yùn)力大，相當(dāng)于德國(guó)TR系列的5倍，即可客運(yùn)又可貨運(yùn)；列車自重輕，0.8噸/米；而德國(guó)TR系列為2.2噸/米，日本MLX系列的相關(guān)指標(biāo)與德國(guó)TR系列相當(dāng)或不如德國(guó)的指標(biāo)。
權(quán)利要求1.一種吊軌管道真空永磁雙吸平衡補(bǔ)償式懸浮路-車系統(tǒng)，由軌道和磁懸浮車輛兩部分組成，其特征在于，其中軌道部分，由鋼筋混凝土澆鑄的龍門柱和與龍門柱一體澆鑄的倒T形門梁組成龍門架；用混凝土澆鑄而成的工字梁，其端頭搭接在倒T形門梁上，工字梁下方用螺栓固定有鋼制管道，管道內(nèi)間隔設(shè)有金屬抗壓環(huán)，該抗壓環(huán)上部復(fù)合有一呈ㄇ型的鋼制弓枕，弓枕內(nèi)上方設(shè)置有導(dǎo)磁板軌，弓枕內(nèi)兩側(cè)各設(shè)置有導(dǎo)磁翼軌，該導(dǎo)磁翼軌的下凹部為導(dǎo)向軌；磁懸浮車輛部分，上部為懸浮動(dòng)力艙、下部為車廂一體制成；車廂整體設(shè)置在管道內(nèi)；懸浮動(dòng)力艙鑲嵌在弓枕內(nèi)，懸浮動(dòng)力艙外頂部的頂磁基板上設(shè)有頂永磁；懸浮動(dòng)力艙外部?jī)蓚?cè)的翼磁基上各安裝有翼永磁，每側(cè)翼永磁為上下二個(gè)，中間有一間隙，其中之一是N極，另一是S極；懸浮動(dòng)力艙內(nèi)部安裝有一組動(dòng)力機(jī)構(gòu)，由驅(qū)動(dòng)輪-驅(qū)動(dòng)電機(jī)-車載電源-逆變控制系統(tǒng)組成，安裝在懸浮動(dòng)力艙內(nèi)的中部；兩組導(dǎo)向定滑輪，安裝在懸浮動(dòng)力艙內(nèi)的兩端，該導(dǎo)向定滑輪與驅(qū)動(dòng)輪為同一水平面并均與弓枕兩側(cè)的導(dǎo)向軌接觸，將車輛控制在兩條導(dǎo)磁翼軌中間；艙體外上方的頂永磁與弓枕內(nèi)上方的導(dǎo)磁板軌相距20-160mm，相對(duì)應(yīng)形成與重力方向相反的懸浮力；艙體外兩側(cè)的翼永磁與弓枕兩側(cè)的導(dǎo)磁翼軌相距5-35mm，相對(duì)應(yīng)形成上下平衡吸懸浮力。
2.如權(quán)利要求1所述的吊軌管道真空永磁雙吸平衡補(bǔ)償式懸浮路-車系統(tǒng)，其特征在于，所述工字梁端頭與倒T形門梁之間設(shè)有溫度縫。
3.如權(quán)利要求1所述的吊軌管道真空永磁雙吸平衡補(bǔ)償式懸浮路-車系統(tǒng)，其特征在于，所述工字梁中部設(shè)有通風(fēng)孔。
4.如權(quán)利要求1所述的吊軌管道真空永磁雙吸平衡補(bǔ)償式懸浮路-車系統(tǒng)，其特征在于，所述管道是用螺栓將每個(gè)路節(jié)總承連接起來(lái)，在每個(gè)連接點(diǎn)設(shè)有密封伸縮縫。
5.如權(quán)利要求1或4所述的吊軌管道真空永磁雙吸平衡補(bǔ)償式懸浮路-車系統(tǒng)，其特征在于，所述管道兩側(cè)設(shè)有瞭望窗。
6.如權(quán)利要求1所述的吊軌管道真空永磁雙吸平衡補(bǔ)償式懸浮路-車系統(tǒng)，其特征在于，所述抗壓環(huán)為鋼板制成。
7.如權(quán)利要求1所述的吊軌管道真空永磁雙吸平衡補(bǔ)償式懸浮路-車系統(tǒng)，其特征在于，所述頂磁基板的兩側(cè)外端設(shè)有滑靴。
8.如權(quán)利要求1所述的吊軌管道真空永磁雙吸平衡補(bǔ)償式懸浮路-車系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)磁板軌和導(dǎo)磁翼軌為鐵磁性鋼板制成。
9.如權(quán)利要求1所述的吊軌管道真空永磁雙吸平衡補(bǔ)償式懸浮路-車系統(tǒng)，其特征在于，所述車廂為客艙或貨艙。
10.如權(quán)利要求1或9所述的吊軌管道真空永磁雙吸平衡補(bǔ)償式懸浮路-車系統(tǒng)，其特征在于，所述車廂為合金或玻璃鋼制成，并具有流線形。
專利摘要一種吊軌管道真空永磁雙吸平衡補(bǔ)償式懸浮路－車系統(tǒng)由軌道和磁懸浮車輛組成，軌道由鋼筋混凝土澆鑄的龍門柱和一體澆鑄的倒T形門梁組成龍門架；混凝土澆鑄的工字梁，其端頭搭接在倒T形門梁上，工字梁下方固定有鋼制管道，管道內(nèi)設(shè)有鋼制抗壓環(huán)，抗壓環(huán)復(fù)合有一ㄇ型的鋼制弓枕，弓枕內(nèi)上方設(shè)置有導(dǎo)磁板軌，弓枕內(nèi)兩側(cè)各設(shè)置有導(dǎo)磁翼軌，該導(dǎo)磁翼軌的下凹部為導(dǎo)向軌；磁懸浮車輛為一體制成，上部為懸浮動(dòng)力艙，下部為車廂，整體設(shè)置在管道內(nèi)；動(dòng)力艙鑲嵌在弓枕內(nèi)，動(dòng)力艙外頂部設(shè)有頂永磁；艙體外部?jī)蓚?cè)的翼磁基上各安裝有翼永磁；懸浮動(dòng)力艙內(nèi)部安裝有一組動(dòng)力機(jī)構(gòu)，安裝在懸浮動(dòng)力艙內(nèi)的中部；兩組導(dǎo)向定滑輪，安裝在懸浮動(dòng)力艙內(nèi)的兩端。
文檔編號(hào)B60L13/04GK2728828SQ20042004891
公開日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2004年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月13日
發(fā)明者李嶺群 申請(qǐng)人:李嶺群