CN106671822B - 高温超导磁悬浮机构及高温超导磁悬浮列车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高温超导磁悬浮机构及高温超导磁悬浮列车，该高温超导磁悬浮机构应用于移动车辆，包括：永磁轨道、移动车辆的底盘以及高温超导块，其中：所述高温超导块设置在所述底盘上并与所述永磁轨道竖直相对。本发明将高温超导块与永磁轨道竖直相对。相对于现有技术，保持车体处于悬浮状态的磁悬浮力位于永磁轨道的一侧，车体的重力并没有直接作用在永磁轨道上，而是与位于永磁轨道的一侧的磁悬浮力中和，从而最大程度的防止了永磁轨道因直接受竖直上方的重力作用而发生损害(压损)的危险。

Description

高温超导磁悬浮机构及高温超导磁悬浮列车
技术领域
本发明涉及高温超导磁悬浮技术领域，尤其涉及一种高温超导磁悬浮机构及高温超导磁悬浮列车。
背景技术
磁悬浮列车已成为客运、货运领域发展的一个重要方向，通常，磁悬浮列车可分为永磁悬浮列车、常导磁悬浮列车和超导磁悬浮列车。超导磁悬浮列车通过高温超导块材与永磁轨道的磁力为车体提供悬浮力。在一种现有的高温超导磁悬浮列车中，永磁轨道呈“T”字形，其中的横向永磁体组在轨道的下方产生弱磁场，而在上方产生强磁场，该强磁场与上方块材相互作用，利用块材的抗磁性形成高温超导磁悬浮车运行所需要的悬浮力；并利用块材的钉扎力产生导向力。而增加的竖向永磁体组由于其永磁体磁化方向两两相对，根据磁路理论分析可知，磁力线在两个永磁体之间将相互排斥，从而大多数磁力线将不会经过永磁体的内部，而会向旁穿出，并聚集在聚磁铁附近。也即竖向永磁体组在聚磁铁处的左右两边将对称地在形成强磁场。该强磁场与其侧边竖向安放的高温超导块材发生相互作用，利用块材的钉扎力产生了很强的横向回复力，该横向回复力对高温超导磁悬浮系统的实际效果就是导向力。而且这种导向力远大于因块材的钉扎力产生的导向力，使得高温超导磁悬浮车实际受到的导向力大大增加，列车高速运行在拐弯段时，导向力仍能克服离心力的作用，保持列车的平稳运行。
上述的“T”字形虽然能够为列车提供稳定运行，但材料耗费较大，成本较高。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种耗材较少、成本较低、不容易损坏的高温超导磁悬浮机构。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种高温超导磁悬浮机构，应用于移动车辆，包括：永磁轨道、移动车辆的底盘以及高温超导块，其中：所述高温超导块设置在所述底盘上并与所述永磁轨道竖直相对。
优选地，所述永磁轨道具有两相互平行的立面，所述底盘具有分别与两所述立面相对的两安装面，两所述高温超导块分别设置在两所述安装面上。
优选地，所述高温超导块设置在所述超导低温杜瓦内。
优选地，所述超导低温杜瓦通过一安装座固定在所述底盘的安装面上。
优选地，所述高温超导块的外部包覆有铜壳。
优选地，所述超导低温杜瓦朝上的一面开设有通气孔。
优选地，根据移动车辆的负荷设置所述高温超导块的竖直位置。
本发明还公开了一种高温超导磁悬浮列车，包括上述的高温超导磁悬浮机构。
与现有技术相比，本发明的高温超导磁悬浮机构及高温超导磁悬浮列车的有益效果是：本发明将高温超导块与永磁轨道竖直相对。在垂直地基的方向增加永磁轨道与高温超导块的作用面积的方式为系统提高运载能力，同时解除轨道宽度、车体宽度对系统运载能力的影响。提升高温超导磁悬浮技术在轨道交通应用领域竞争力。
附图说明
图1为本发明的高温超导磁悬浮机构的结构示意图；
图2为本发明的高温超导磁悬浮机构的一种优选实施例的结构示意图；。
图中：
1-安装座；2-超导低温杜瓦；3-高温超导块；4-底盘；5-永磁轨道；6-地基。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
如图1所示，本发明的优选实施例提供了一种高温超导磁悬浮机构，应用于移动车辆，特别是轨道列车，该高温超导磁悬浮机构包括永磁轨道5、移动车辆的底盘4以及高温超导块3。本发明的关键在于：高温超导块3设置在底盘4上，且与永磁轨道5竖直相对。在垂直地基的方向增加永磁轨道5与高温超导块3的作用面积的方式为系统提高运载能力，也可同时解除轨道宽度、车体宽度对系统运载能力的影响，提升高温超导磁悬浮技术在轨道交通应用领域竞争力。
能够使高温超导块3与永磁轨道5保持上述设置方式和位置关系的高温超导磁悬浮机构的结构和组成有多种，在本发明的一个优选实施例中，如图2所示，设置在地基6上的永磁轨道5的截面为矩形，该矩形的永磁轨道5具有两相互平行的立面，底盘4具有分别与两立面相对的两安装面，两高温超导块3分别设置在两安装面上。如此不但增加了对车体的磁悬浮力，还增加了车体运行的稳定性。相对于现有技术中的”T”字型轨道，大大节省了制作永磁轨道5的材料和成本。
在高温超导磁悬浮机构具体设置过程中，在底盘4与永磁轨道5相对的两个里面的位置加工两个安装面，将用于容纳高温超导块3的超导低温杜瓦2通过安装座1固定在安装面上，高温超导块3装设在超导低温杜瓦2内，为提高磁场利用率，使超导低温杜瓦2安装高温超导块3的一面的真空夹层(约为1mm-2mm)薄于其他面。
使用液氮为制冷剂时，为保证超导低温杜瓦2的安全性需要在超导低温杜瓦2朝上的面设置至少两个通气孔，保证气化的氮气可以及时地疏散出空间有限的超导低温杜瓦2，有效避免因内外压差差异较大而引发的爆炸问题。
为避免因液氮量较少而发生部分高温超导块3失超的情况，超导低温杜瓦2内的高温超导块3并未布满整个侧壁。这种设计可以避免高温超导块3靠近通气孔，与外界环境热交换而快速失超的情况发生。另外，超导低温杜瓦2内的高温超导块3均用铜盒包裹，一方面保护易潮解的高温超导块3，另一方面利用铜导热率较高的特性，使超导低温杜瓦2的高温超导块3即使在只有半盒液氮的情况也可以利用铜传递冷量，维持所有高温超导块3均工作在混合态，为移动车辆提供悬浮力和导向力。
另外，根据移动车辆的负荷(包括自身重量及载物重量)来确定高温超导块3的竖直位置。即，当移动车辆需要的负荷较大时，使高温超导块3与永磁轨道5的立面形成较大的重叠面积，当移动车辆需要的负荷较小时，使高温超导块3与永磁轨道5的立面形成较小的重叠面积。
本发明公开了一种高温超导磁悬浮列车，该高温超导磁悬浮列车安装有上述的高温超导磁悬浮机构。安装有高温超导磁悬浮机构的高温超导磁悬浮列车具有运行稳定，使用寿命长的优点。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种高温超导磁悬浮机构，应用于移动车辆，其特征在于，包括：永磁轨道、移动车辆的底盘以及高温超导块，其中：
所述永磁轨道的截面为矩形;
所述高温超导块设置在所述底盘上并与所述永磁轨道竖直相对；且根据移动车辆的负荷来确定高温超导块的竖直位置；
所述永磁轨道具有两相互平行的立面，所述底盘具有分别与两所述立面相对的两安装面，两所述高温超导块分别设置在两所述安装面上；
所述高温超导块设置在超导低温杜瓦内；
所述高温超导块的外部包覆有铜壳；
所述超导低温杜瓦朝上的一面开设有通气孔。
2.如权利要求1所述的高温超导磁悬浮机构，其特征在于，所述超导低温杜瓦通过一安装座固定在所述底盘的安装面上。
3.一种高温超导磁悬浮列车，其特征在于，包括如权利要求1-2中任意一项所述的高温超导磁悬浮机构。
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