CN105599776A - 一种管道交通运输装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管道交通运输装置，包括一种用于交通运输的管道（1）和运行在管道中的运输车（2）。其中运输车可以调节自身重量悬浮在水中，并在液体的冲力或者浮力作用下前进，无需动力，降低了车体重量、繁杂程度、行进阻力、嗓音和能耗。管道（1）上开有旁通孔（12、26）并用旁通管道（17）连接，旁通管道可以供液体通过或安装增速泵（18）。所连接的两孔之间的管道就是站台管道（21），用于运输车上下人员物资。站台管道（21）两端还用管道连接有倒车泵（19）便于调整运输车位置。这样的设计使一辆车停靠时不影响前后车辆的运行。本发明可以作为长途交通，也可以作为市内轨道交通，特别适合景区的环保摆渡交通。

Description

一种管道交通运输装置

技术领域

本发明涉及一种管道交通运输装置。包括一种用于交通运输的管道和在管道中运行的运输车。

背景技术

目前世界上的陆上交通，主要依靠铁路、公路。这些交通工具必须自身配备动力系统，由此产生系统复杂，运行成本高，消耗巨大能源，对环境破坏巨大的后果。

管道交通运输是目前世界上正在研究且尚未有实施先例的前沿交通技术。相对于铁路、公路，管道交通运行在相对封闭的空间，安全性相对比较高，可以运行在比较高的速度。专利说明书201320143738.1公开了一种管道交通装置的设计，在管道内布置有轨道，运输车在轨道上行驶，运输车后方设计有贴紧管道内壁的活塞，由管道中的流体如水流、气流推动活塞从而推动运输车行进。在管道中有若干密封门，开关密封门来控制车辆行进。这样的设计，使运输车运行不需动力装置，节省了制造、运行成本，降低了能耗。但也存在一些问题，一是当一辆车需要制动时，只要关闭一道密封门，整个管道的流体也停止了，其整个管道中的所有车辆也就停止了，所以多台运输车运行起来并不可行；二是采用轮轨式车身，本身就要克服车轮与轨道、活塞与管壁间的摩擦，增加了能耗和嗓音，影响运行效率。三是流体在流经较长距离管道时，受流阻的影响，流速自然下降，如果直接在运输车运行区内安装泵站，又会影响到运输车的运行。四是运输车还需安装辅助动力，增加了运输车的复杂程度和重量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种管道交通运输装置，利用流体动力或液体浮力驱动运输车行进，运输车体不需要动力装置，且无需轮轨装置，降低车体重量、繁杂程度、行进阻力、嗓音和能耗。

本发明要解决的另一个技术问题是管道交通的车站设计，提供一种单台运输车停靠不影响前后所有运输车运行的站台方案，提高运行可行性和效能。

本发明还要解决的一个技术问题是在较长的管道中如何在不影响车辆运行的情况下为流体增速。

本发明主要部件是一种注入液体的管道和一种密闭的可以在管道中行进的运输车。作为优选方案，本发明的液体是水。水可以采用水泵驱动产生动能，也可以引入高海拔区域的具有较高势能的水进入管道产生动能。

为降低车辆重量、繁杂程度和行进阻力，本发明的管道内没有轨道，运输车也不需与轨道配合的车轮来提供支撑和导向，而是依靠自身在流体中的浮力漂浮在流体中，无需克服轮轨之间的阻力。运输车与管道大体贴合，可以在流体的冲力下前进,在管道上坡时也可以利用液体的浮力前进。整个运输装置只需克服管道的流阻。为使运输车可以漂浮在流体中，必须使运输车受到大于或等于自身和载重重量的浮力。为此，车体必须是四周密闭的中空结构，内部空间可以载人载物。

为了在不同载重时可以调节运输车的重量，在车体内设置了重量调节腔。如需增重时，腔内吸入适量的流体，需减重时，腔内排出适量的流体。当重量达到与浮力相当时，车体就悬浮在流体内。调节可采用两种方案，一种是在调节腔内设置一个活塞，利用活塞将流体吸入腔内或排出腔外；另一种是利用气压吸入或排出流体。其中利用气压调节时，运输车壳体也可以采用双层结构，内外层之间的空腔即是调节腔。

为了防止车体与管道的碰撞和适时掌握车体在管道截面上的位置，在车体四周设置了防撞和测距装置，主要是安装有带弹性装置的顶杆和顶杆端部的小轮。车体上下表面处的顶杆上安装有压缩量测量装置。运输车上的控制系统通过测量装置来感知运输车的沉、浮情况并通过重量调节腔来进行调节。

为提供一种单台运输车停靠不影响前后所有运输车运行的站台，本发明提供了一种旁通管道。通过在主管道上开出若干孔或孔网，相近的孔或孔网之间用旁通管道连接，连接点之间的主管道就是站台管道。站台管道和旁通管道两端设置阀门。作为阀门的优选方案，其密封方式是在管道横截面上滑动的密封门，密封门上有一个不小于管道内腔横截面的通行孔。当密封板滑动到通行孔对齐管道内腔时，流体或运输车就可以通过。当密封板滑动到通行孔错开管道内腔时，流体或运输车就不能通过。作为密封门设计的优选方案，站台管道与旁通管道上的密封门是一体的，当站台管道密封门上的通行孔对齐管道内腔时，旁通管道密封门上的通行孔刚好错开旁通管道内腔。这样，站台管道与旁通管道的密封门就是交替打开的，简化了控制程序。

在站台管道处开孔设置站台，以便于所载人或货物上下运输车。为了避免运输车开门时流体进入车内，站台管道还设置有排水阀门或排水泵，需要时将管内的水排出管外或引入旁通管道吸走。

为了给管道中的流体增速而不影响运输车的行进，将增速泵设计在旁通管道中。需要说明的是，增速泵和站台可以同时设置，也可以不同时设置，完全由泵的能源供应条件和站台的需求而定。

为了停泊于站台管道中的运输车能灵活的前后调整位置，在站台管道上下游密封门之间两端开孔并用管道连接，管道中安装有倒车泵。运转倒车泵可以使停泊在站台管道中的运输车前后调整位置。

下面介绍一下站台区的运行方式。

当流体需要增速时，旁通管道的上游和下游密封门在打开状态，站台管道的上游和下游密封门在关闭状态，流体从上游流来后进入旁通管道，在水泵处进行增速后进入主管道。

当运输车需要通过时，旁通管道的上游和下游密封门关闭，站台管道的上游和下游密封门打开，运输车和流体从站台管道直接通过。

当运输车需要靠站时，旁通管道的两个密封门关闭，站台管道的两个密封门打开。运输车通过站台管道的上游密封门后，关闭站台管道的两个密封门，打开旁通管道的两个密封门。流体从旁通管道流过，站台管道内形成静水区。运输车在站台管道的封闭区间内受到大的水阻而停止。

如果运输车没有停止在预定位置，可以开动倒车泵，带动站台管道中的流体使停泊于站台管道中的运输车前后移动。

此时将站台管道内的水抽出。当水完全排干后，就可以打开运输车门上下乘客和货物。当运输车准备好后，打开站台管道的两个密封门，关闭旁通管道的两个密封门。此时站台管道中的流体又开始流动，运输车在流体冲击下继续前进。

本发明的管道的横截面可以是任意形状，但为了运行中运输车不会倾覆以及减少卡滞、碰撞，优选方案是椭圆形、长圆形、圆角矩形。本发明的管道可以是线形，也可以是首尾相接的环形。如果是环形的管道，就可以解决运输车回程的问题，所以本发明的运输车完全不需要动力装置。如果是环形的管道且引入外来流体时，流体可以从一段旁通管道进入，从另一条旁通管道流出。

作为主管道中的某一段来说，其出口和入口可以不在同一水平位置。如果出口比入口低或在同一水平位置，运输车就可以调节得比液体重，运输车在流体的冲力作用下行进；如果出口比入口高，就可以将运输车调节得比液体轻，运输车在液体的浮力作用下就可以行进。

本发明可以作为城市之间的长途交通，也可以作为城市的轨道交通，特别适合水能资源丰富的城市、山区轨道交通和景区的环保摆渡交通。其管道可以采用透明材料。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为管道和运输车的侧面示意图。

图2为运输车重量调节腔的第二种方案示意图。

图3为运输车重量调节腔的第二种方案的优选方案示意图。

图4为运输车防撞和测距装置的结构示意图。

图5为旁通管道、站台管道以及阀门示意图。

具体实施方式

如图1所示，管道1中注入流体。运输车2是密闭中空结构，可沿主管道1运动。运输车体内有重量调节腔3，重量调节腔两端有水孔5和气孔6，水孔５连接运输车2壳体外，水孔5和气孔6都可以安装阀门。重量调节腔３内有活塞４。当活塞４向左运动时，左边的流体就被排出车体外。当活塞４向右运动时，车体外的流体就被吸入腔内。

图2是重量调节腔的第二种方案，在气孔６处将气体压入重量调节腔３，腔内的流体就会从水孔５处排出车体外。在气孔６处将气体抽出，车体外的流体就会被吸入重量调节腔内。

图3是第二种方案的优选方案，运输车2的外壳体与内壳体之间形成重量调节腔3，水孔５在车体下部，气孔６在车体上部。

图1所示运输车2外表面分布有若干防撞和测距装置7。图5为防撞和测距装置７的示意图。顶杆9被弹簧装置10顶住，外部安装有小轮8。当小轮８受到管道1内壁压力后推动顶杆９压缩弹簧装置10，测量装置11可以测量弹簧的压缩量。

如图5所示，管道1上开孔12和26，两孔之间形成站台管道21。站台管道上可开口设置站台20。

在孔12和26之间用旁通管道17连接，旁通管道中安装了增速泵18。

在站台管道和旁通管道上下游位置分别设置了阀门15、24、13、22，阀门由可以滑动的密封门控制，上游和下游的密封门分别刚性连接成两个密封门27、28，密封门上开有与主管道、站台管道内腔相配合的孔16、25、14、23。当孔16、25对准站台管道内腔时，孔14、23刚好与旁通管道错开；且当孔14、23对准旁通管道内腔时，16、25刚好与站台管道内腔错开。

在站台管道的两个阀门之间两端开孔并用导管连接，导管中安装有倒车泵19。当倒车泵19运转时，可以驱动停泊在站台管道中的运输车两端的液体。

Claims (15)

1.一种管道交通运输装置，包括管道（1）和运输车（2），管道内注入有液体，其特征在于：所述运输车（2）为封闭结构，其外壁与管道（1）内壁大体贴合，运输车（2）悬浮在液体中，并可在流动的液体推力或液力浮力作用下在管道（1）内沿管道中心线运动。

2.按照权利要求1所述的管道交通运输装置，其特征在于：所述的运输车（2）内部有一个或多个重量调节腔（3），可以吸入或排出管道内的液体以调节车体的重量。

3.按照权利要求2所述的管道交通运输装置，其特征在于：所述的重量调节腔（3）内有一个活塞（4），活塞（4）在调节腔（3）内运动可以排除和吸入液体。

4.按照权利要求2所述的管道交通运输装置，其特征在于：所述的重量调节腔（3）连接一个气泵或气瓶，可以将气体压入或抽出腔内来调节腔内的流体体积，从而调节车体的重量。

5.按照权利要求2所述的管道交通运输装置，其特征在于：所述的运输车（2）采用双层密闭壳体结构，内外层壳体之间形成重量调节腔（3），可以将气体压入或抽出腔内来改变腔内的液体体积，从而调节运输车体的重量。

6.按照权利要求1所述的管道交通运输装置，其特征在于：所述的运输车（2）外部分布有防止碰撞的小轮，每个小轮安装在一个活动顶杆（9）上，活动顶杆有弹性装置（10）。

7.按照权利要求6所述的管道交通运输装置，其特征在于：所述的活动顶杆（9）连接一个测量压缩量的测量装置（11）。

8.一种用于交通运输的管道，管道（1）侧壁上开有若干孔或网状孔（12、26），其特征在于：若干旁通管道（17）通过孔或网状孔（12、26）连接管道（1），所连接的孔或网状孔（12、26）之间的管道形成站台管道（21）。

9.按照权利要求8所述的管道，其特征在于：所述站台管道（21）和旁通管道（17）上均安装有阀门（13、15、22、24），阀门包括一块可沿管道横截面运动的密封门，密封门上开有与站台管道或旁通管道内腔相配合的孔（14、16、23、25）。

10.按照权利要求9所述的管道，其特征在于：所述的站台管道密封门与旁通管道密封门是刚性连接的，共同形成密封门（27、28），可以交替开关站台管道阀门（15、24）和旁通管道阀门（13、22）。

11.按照权利要求8所述的管道，其特征在于：所述旁通管道（17）中安装有流体增速泵（18）。

12.按照权利要求9所述的管道，其特征在于：所述站台管道（21）两个阀门（15、24）之间开孔并用导管连接，导管上安装有倒车泵（19）。

13.按照权利要求8所述的管道，其特征在于：所述管道（1）首尾连接成环形。

14.按照权利要求8所述的管道，其特征在于：所述旁通管道（17）引入外来具有动能的液体或将液体排出。

15.按照权利要求8所述的管道，其特征在于：所述管道（1）横截面为椭圆形、长圆形或圆角矩形。