專利名稱：吊軌管道真空永磁雙吸平衡補償式懸浮路－車系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種使用懸掛永磁懸浮式路-車運輸系統(tǒng)，具體地說，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)被喻為二十一世紀交通領(lǐng)域的綠色革命，近年來取得了長足進展。如德國的TR系列“常導”型電磁懸浮列車，采用直線電機驅(qū)動，時速可達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”型磁懸浮列車需要使用低溫超導線圈，借以產(chǎn)生強大的磁場力，列車在U型槽內(nèi)行走，槽的側(cè)壁間隔安裝“8”字型導電環(huán)，既有導向作用，更是借以對列車產(chǎn)生浮力的感應線圈，時速可達550km/h。中國GKC06系列“永磁”型懸浮列車采用永磁補償式懸浮技術(shù)，直線電機驅(qū)動，時速可達1080km/h。這些技術(shù)參見《磁懸浮鐵路系統(tǒng)與技術(shù)》(中國科學與技術(shù)出版社2003.11)；《管道真空永磁補償式懸浮列車-高架路-站系統(tǒng)》(中國專利號ZL00105737.5)。
德國TR與日本MLX系列磁懸浮列車技術(shù)均屬于“臥軌式”布局，列車運行重心高，穩(wěn)定性差；采用電磁及超導永磁懸浮結(jié)構(gòu)，直線電機驅(qū)動造價高。上海采用的德國TR系列技術(shù)每公里造價3億人民幣，日本MLX技術(shù)更是高達6.8億人民幣，昂貴的投資限制技術(shù)的推廣。中國GKC06磁懸浮技術(shù)雖然在穩(wěn)定重心，降低造價，節(jié)約耗能方面有重大突破，但需鋪設(shè)造價較高的釹鐵硼軌磁。
實用新型內(nèi)容本實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償式懸浮路-車系統(tǒng)，本實用新型不需要鋪設(shè)釹鐵硼軌磁，造價低廉，運力強大，時速在1080km/h，具有廣泛適應性與作業(yè)兼容性。
本實用新型提出的吊軌管道真空永磁雙吸平衡補償式懸浮路-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)上部復合有一呈ㄇ型的鋼制弓枕，弓枕內(nèi)上方設(shè)置有導磁板軌，弓枕內(nèi)兩側(cè)各設(shè)置有導磁翼軌，該導磁翼軌的下凹部為導向軌；磁懸浮車輛部分，上部為懸浮動力艙、下部為車廂一體制成；車廂整體設(shè)置在管道內(nèi)；懸浮動力艙鑲嵌在弓枕內(nèi)，懸浮動力艙外頂部的頂磁基板上設(shè)有頂永磁；懸浮動力艙外部兩側(cè)的翼磁基上各安裝有翼永磁，每側(cè)翼永磁為上下二個，中間有一間隙，其中之一是N極，另一是S極；懸浮動力艙內(nèi)部安裝有一組動力機構(gòu)，由驅(qū)動輪-驅(qū)動電機-車載電源-逆變控制系統(tǒng)組成，安裝在懸浮動力艙內(nèi)的中部；兩組導向定滑輪，安裝在懸浮動力艙內(nèi)的兩端；艙體外上方的頂永磁與弓枕內(nèi)上方的導磁板軌相距20-160mm，相對應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)的導磁翼軌相距5-35mm，相對應形成上下平衡吸懸浮力；由上述組成的車輛在行駛時，受到懸浮力和上下平衡力的雙重作用呈懸浮狀，該導向定滑輪與驅(qū)動輪為同一水平面并均與弓枕兩側(cè)的導向軌接觸，將車輛控制在兩條導磁翼軌中間。
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)有通風孔。
所述管道是用螺栓將每個路節(jié)總承連接起來，在每個連接點設(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。
所述導磁板軌和導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為本實用新型管道的剖面示意圖。
圖4為本實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。
具體實施方式
以下所述的內(nèi)容是結(jié)合附圖對本實用新型作的詳細描述，而不應被理解為是對本實用新型的限定。
請先參閱圖1，是本實用新型的側(cè)面整體效果示意圖，從圖中可以看出本實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，以減少運行中風的阻力和車廂氧氣泄漏。整個列車在密封真空管道7內(nèi)運行，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由若干個路節(jié)總承組成，每個路節(jié)總承比如但不限于12米長，相互之間用螺栓固定連接，在每個連接點上設(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，本實用新型對此不多作描述，也不推薦附圖。工字梁13由預應力鋼筋混凝土制成，其中部設(shè)有通風孔14，以減少風的壓力。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，這種復線架設(shè)技術(shù)將使單向發(fā)車的時間縮短，提高動力。為增強鋼制管道7的堅固性，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磁板軌23，弓枕22內(nèi)兩側(cè)各用螺栓固定有導磁翼軌24，該導磁翼軌24的下凹部為導向軌25。
請參閱圖4，本實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。該懸浮動力艙26鑲嵌在弓枕22內(nèi)，懸浮動力艙26內(nèi)部安裝有一組動力機構(gòu)，該動力機構(gòu)中由驅(qū)動輪35與驅(qū)動電機37同軸相連，固定在輪梁36上。上述動力機構(gòu)安裝在懸浮動力艙26中部。在懸浮動力艙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。在懸浮動力艙26兩側(cè)安置有翼永磁33，該翼永磁33通過翼磁基34用螺栓固定在懸浮動力艙26的環(huán)形龍骨32上，每側(cè)翼永磁33分為上下二個，中間有一間隙，其中之一是N極，另一個是S極。
請參閱圖5，為本實用新型磁懸浮車輛安裝在管道內(nèi)軌道的示意圖。懸浮動力艙26上的頂永磁29與弓枕22內(nèi)上方的導磁板軌23兩者之間保留有20-160mm的氣隙，對應形成與重力方向相反的懸浮力。動力艙26兩側(cè)的翼永磁33與弓枕22內(nèi)兩側(cè)的導磁翼軌24相對應，兩者之間保留有5-35mm的氣隙，形成上下平衡的懸浮力，將列車控制在預定高度上。
當翼永磁33和導磁翼軌24兩者水平高度相同時，即列車頂永磁29和導磁板軌23之間的吸懸浮力與列車重力大小相等而方向相反時，則翼永磁33與導磁翼軌24之間沒有平行于重力方向作用力，此高度為平衡點高度；當翼永磁33高度大于導磁翼軌24高度時，也就是在平衡點高度之上時，即列車的重力小于頂永磁29與導磁板軌23之間的懸浮力時，則翼永磁33與導磁翼軌24作用力垂直向下，與頂永磁29與導磁板軌23之間的作用力方向相反；當翼永磁33高度小于導磁翼軌24高度時，也就是在平衡點高度之下時，即列車的重力大于頂永磁29與導磁板軌23之間的懸浮力時，則翼永磁33與導磁翼軌24作用力垂直向上，與頂永磁29與導磁板軌23之間的作用力方向相同。簡言之，頂永磁29與其上方的導磁板軌23相對應形成吸懸浮機構(gòu)，對列車形成向上的吸懸浮力；翼永磁33與導磁翼軌24相對應形成上下平衡吸懸浮力，兩個力協(xié)同工作，從而形成了“雙吸平衡補償式懸浮”，將列車控制在預定高度上。如果懸浮力失效，由于有滑靴31，車輛依然可依靠滑靴31在導磁翼軌24頂端滑行，以確保安全。
傳統(tǒng)的電動機車其兩端均安裝有驅(qū)動輪，在機車往復運動時，該驅(qū)動輪起到動力、導向和支撐車體作用。但每增加一組驅(qū)動輪的成本是很高的，并且又增加了車體的自身重量，重量越重，消耗的動能又相應增加。本實用新型改變了這一傳統(tǒng)電力機車的動力和導向機構(gòu)，在機車中部安裝動力機構(gòu)，兩端采用定滑輪作為導向機構(gòu)。這樣可以大幅度的降低機車制造成本和機車的重量。
請參閱圖6，為圖1沿C-C線的剖面圖。本實用新型在懸浮動力艙兩端各安裝有一組導向定滑輪38，固定在輪梁36上。該導向定滑輪38與驅(qū)動輪35為同一水平面并均與弓枕22內(nèi)兩側(cè)的導向軌25接觸，控制懸浮動力艙26的左右自由度，將機車控制在兩條導磁翼軌中央。本實用新型的磁懸浮車輛在行駛時，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)動電機37帶動驅(qū)動輪35驅(qū)動車輛行動，車輛的導向由定滑輪38控制。
從圖6中可以理解導向定滑輪38與弓枕22內(nèi)兩側(cè)導向軌25的接觸。該動力艙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)為目前電力機車所通用的裝置，且不是本實用新型的討論重點，因此附圖中沒有詳細標出。
本實用新型的磁懸浮路-車運輸系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點造價低，相當于德國TR系列的1/3；節(jié)能，相當于德國TR系列的20％；運力大，相當于德國TR系列的5倍，即可客運又可貨運；列車自重輕，0.8噸/米；而德國TR系列為2.2噸/米，日本MLX系列的相關(guān)指標與德國TR系列相當或不如德國的指標。
權(quán)利要求1.一種吊軌管道真空永磁雙吸平衡補償式懸浮路-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)上部復合有一呈ㄇ型的鋼制弓枕，弓枕內(nèi)上方設(shè)置有導磁板軌，弓枕內(nèi)兩側(cè)各設(shè)置有導磁翼軌，該導磁翼軌的下凹部為導向軌；磁懸浮車輛部分，上部為懸浮動力艙、下部為車廂一體制成；車廂整體設(shè)置在管道內(nèi)；懸浮動力艙鑲嵌在弓枕內(nèi)，懸浮動力艙外頂部的頂磁基板上設(shè)有頂永磁；懸浮動力艙外部兩側(cè)的翼磁基上各安裝有翼永磁，每側(cè)翼永磁為上下二個，中間有一間隙，其中之一是N極，另一是S極；懸浮動力艙內(nèi)部安裝有一組動力機構(gòu)，由驅(qū)動輪-驅(qū)動電機-車載電源-逆變控制系統(tǒng)組成，安裝在懸浮動力艙內(nèi)的中部；兩組導向定滑輪，安裝在懸浮動力艙內(nèi)的兩端，該導向定滑輪與驅(qū)動輪為同一水平面并均與弓枕兩側(cè)的導向軌接觸，將車輛控制在兩條導磁翼軌中間；艙體外上方的頂永磁與弓枕內(nèi)上方的導磁板軌相距20-160mm，相對應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)的導磁翼軌相距5-35mm，相對應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路節(jié)總承連接起來，在每個連接點設(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償式懸浮路-車系統(tǒng)，其特征在于，所述導磁板軌和導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)復合有一ㄇ型的鋼制弓枕，弓枕內(nèi)上方設(shè)置有導磁板軌，弓枕內(nèi)兩側(cè)各設(shè)置有導磁翼軌，該導磁翼軌的下凹部為導向軌；磁懸浮車輛為一體制成，上部為懸浮動力艙，下部為車廂，整體設(shè)置在管道內(nèi)；動力艙鑲嵌在弓枕內(nèi)，動力艙外頂部設(shè)有頂永磁；艙體外部兩側(cè)的翼磁基上各安裝有翼永磁；懸浮動力艙內(nèi)部安裝有一組動力機構(gòu)，安裝在懸浮動力艙內(nèi)的中部；兩組導向定滑輪，安裝在懸浮動力艙內(nèi)的兩端。
文檔編號B60L13/04GK2728828SQ20042004891
公開日2005年9月28日 申請日期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 申請人:李嶺群