CN107097802B - 一种高可靠性真空管道系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高可靠性的真空管道系统，属于真空管道交通技术领域，它包括：真空管道、真空泵系统、真空监测设备、阀门及控制系统；所述真空管道为两端封闭的圆筒状结构，真空管道由两个以上真空管道段组成；所述真空监测设备对应安装在真空管道的每个真空管道段上；所述真空泵系统均匀排列在真空管道上；所述阀门均匀设置在真空管道上；真空监测设备、真空泵系统及阀门分别与控制系统进行信号传输；真空监测设备用于将每个真空管道段的真空度数据传输给控制系统；控制系统根据接收到真空监测设备的真空度数据来控制真空泵系统和阀门的工作；本发明通过对真空管道、真空泵系统、真空监测设备及阀门的布局设计，使管道能够可靠的保持在要求的真空度。
Description
技术领域
本发明属于真空管道交通技术领域，具体涉及一种高可靠性的真空管道系统。
背景技术
在超高速管道交通设计中，为了给高速列车创造低密度的真空环境，以降低列车高速行驶过程中的气动阻力，必须建立高可靠性的真空管道系统。而在真空管道系统设计中，真空泵、真空管道、监测设备及阀门的一体化布局设计效果直接影响着整个系统的高效、可靠性。
目前国内外在超高速管道交通系统方面的研究较少，尚没有真空管道系统布局的详细资料。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种高可靠性真空管道系统，所述真空管道系统不但用于维持列车高速运行所需的真空环境，还具有列车的承力功能。
本发明是通过下述技术方案实现的：
一种高可靠性真空管道系统，包括：真空管道、真空泵系统、真空监测设备、阀门及控制系统；
所述真空管道为两端封闭的圆筒状结构，真空管道由两个以上真空管道段组成；每个真空管道段均包括碳钢钢管、套装在碳钢钢管外圆周面的钢筋混凝土层及沿碳钢钢管长度方向安装其内的轨道；所述真空管道内的气压为50Pa～2000Pa，真空管道的外径设为D；
所述真空监测设备对应安装在真空管道的每个真空管道段上；真空监测设备与控制系统进行信号传输；
所述真空泵系统包括均匀排列的大型真空泵和均匀排列的小型真空泵；大型真空泵在真空管道上每(2000～20000)*D间隔布置；小型真空泵在真空管道上每(2000～10000)*D间隔布置；真空泵系统与控制系统进行信号传输；
所述阀门均匀设置在真空管道上，相邻的阀门的间距为(10000～20000)*D，阀门与控制系统进行信号传输；
真空监测设备用于将每个真空管道段的真空度数据传输给控制系统；控制系统根据接收到真空监测设备的真空度数据进行判断，若真空度数据均在50Pa～2000Pa之间，则控制真空泵系统和阀门不工作；若某一个真空监测设备的真空度数据大于2000Pa，并小于设定值A，则启动该真空监测设备对应区域的小型真空泵进行调节；若某一个真空监测设备的真空度数据大于设定值A，并小于异常设定值，则启动该真空监测设备对应区域的大型真空泵进行调节；若某一个真空监测设备的真空度数据大于异常设定值，则判断该真空监测设备对应区域的环境异常，控制该区域两端的阀门关闭。
进一步的，所述真空管道的相邻两个真空管道段由波纹管连接。
进一步的，所述真空管道的轨道上加工有两个沿其长度方向的排气孔及在轨道上表面均匀排列的气体进出口，所述气体进出口的一端与排气孔相通，另一端与碳钢钢管的内腔相通。
进一步的，所述轨道为磁悬浮轨道。
有益效果：本发明通过对真空管道、真空泵系统、真空监测设备及阀门的布局设计实现了真空管道中真空度的可靠保持；由于真空管道采用碳钢钢管与钢筋混凝土层的结构，确保真空管道的承载及密封特性；同时，真空泵系统采用大型真空泵和小型真空泵配合布置的形式，能够有效减小真空管道的漏率及真空抽除时间；真空监测设备通过实时监测真空管道真空度，可以有效提高真空管道真空度的可靠性，具有良好的方案实施性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的真空管道的横截面图。
其中，1-真空管道，2-真空泵系统，3-真空监测设备，4-阀门，5-控制系统，6-碳钢钢管，7-钢筋混凝土层，8-轨道，9-排气孔。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种高可靠性真空管道系统，参见附图1，包括：真空管道1、真空泵系统2、真空监测设备3、阀门4及控制系统5；
参见附图2，所述真空管道1为两端封闭的圆筒状结构，真空管道1由两个以上真空管道段组成；相邻的两个真空管道段由波纹管连接，波纹管用于实现真空管道1的高气密性；每个真空管道段均包括碳钢钢管6、套装在碳钢钢管外圆周面的钢筋混凝土层7及沿碳钢钢管长度方向安装其内的轨道8，碳钢钢管6和钢筋混凝土层7能够实现较好的密封性及提高承载性；所述轨道8上加工有两个沿其长度方向的排气孔9及在轨道8上表面均匀排列的气体进出口，所述气体进出口的一端与排气孔9相通，另一端与碳钢钢管6的内腔相通；所述轨道8为高温超导磁悬浮轨道；所述真空管道1内的气压为50Pa～2000Pa，真空管道1的外径设为D；
所述真空监测设备3对应安装在真空管道1的每个真空管道段上；真空监测设备3与控制系统5进行信号传输；
所述真空泵系统2包括均匀排列的大型真空泵和均匀排列的小型真空泵；大型真空泵在真空管道1上每(2000～20000)*D间隔布置，用于快速建立真空环境；小型真空泵在真空管道1上每(2000～10000)*D间隔布置，用于在交通运行过程中真空管道1进行自然泄露时，能够维持真空管道1的真空环境；真空泵系统2与控制系统5进行信号传输；
所述阀门4均匀设置在真空管道1上，相邻的阀门4的间距为(10000～20000)*D，阀门4与控制系统5进行信号传输；
真空监测设备3用于将每个真空管道段的真空度数据传输给控制系统5；控制系统5根据接收到真空监测设备3的真空度数据进行判断，若真空度数据均在50Pa～2000Pa之间，则控制真空泵系统2和阀门4不工作；若某一个真空监测设备3的真空度数据大于2000Pa，并小于设定值A(A大于2000Pa)，则启动该真空监测设备3对应区域的小型真空泵进行调节；若某一个真空监测设备3的真空度数据大于设定值A，并小于异常设定值(异常设定值大于设定值A)，则启动该真空监测设备3对应区域的大型真空泵进行调节；若某一个真空监测设备3的真空度数据大于异常设定值，则判断该真空监测设备3对应区域的环境异常，控制该区域两端的阀门4关闭，即封闭异常区域。
工作原理：列车在真空管道1内的轨道8内行驶之前，先通过真空泵系统2的大型真空泵将真空管道1内的空气排净，快速建立真空管道1内的真空环境；列车在真空管道1内的轨道8内行驶过程中，通过真空泵系统2的小型真空泵维持真空管道1的真空环境，且列车行驶过程中产生的少量气流通过气体进出口及轨道8上的排气孔9排出；
真空监测设备3在列车的行驶过程中，一直监测每个真空管道段的真空度数据并传输给控制系统5；控制系统5根据接收到真空监测设备3的真空度数据进行判断，若真空度数据均在50Pa～2000Pa之间，则控制真空泵系统2和阀门4不工作；若某一个真空监测设备3的真空度数据大于2000Pa，并小于设定值A(A大于2000Pa)，则启动该真空监测设备3对应区域的小型真空泵进行真空度调节；若某一个真空监测设备3的真空度数据大于设定值A，并小于异常设定值(异常设定值大于设定值A)，则启动该真空监测设备3对应区域的大型真空泵进行真空度调节；若某一个真空监测设备3的真空度数据大于异常设定值，则判断该真空监测设备3对应区域的环境异常，控制该区域两端的阀门4关闭，即封闭异常区域，确保整个真空管道系统的安全。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种高可靠性真空管道系统，其特征在于，包括：真空管道(1)、真空泵系统(2)、真空监测设备(3)、阀门(4)及控制系统(5)；
所述真空管道(1)为两端封闭的圆筒状结构，真空管道(1)由两个以上真空管道段组成；每个真空管道段均包括碳钢钢管(6)、套装在碳钢钢管外圆周面的钢筋混凝土层(7)及沿碳钢钢管长度方向安装其内的轨道(8)；所述真空管道(1)内的气压为50Pa～2000Pa，真空管道(1)的外径设为D；
所述真空监测设备(3)对应安装在真空管道(1)的每个真空管道段上；真空监测设备(3)与控制系统(5)进行信号传输；
所述真空泵系统(2)包括均匀排列的大型真空泵和均匀排列的小型真空泵；大型真空泵在真空管道(1)上每(2000～20000)*D间隔布置；小型真空泵在真空管道(1)上每(2000～10000)*D间隔布置；真空泵系统(2)与控制系统(5)进行信号传输；
所述阀门(4)均匀设置在真空管道(1)上，相邻的阀门(4)的间距为(10000～20000)*D，阀门(4)与控制系统(5)进行信号传输；
真空监测设备(3)用于将每个真空管道段的真空度数据传输给控制系统(5)；控制系统(5)根据接收到真空监测设备(3)的真空度数据进行判断，若真空度数据均在50Pa～2000Pa之间，则控制真空泵系统(2)和阀门(4)不工作；若某一个真空监测设备(3)的真空度数据大于2000Pa，并小于设定值A，则启动该真空监测设备(3)对应区域的小型真空泵进行调节；若某一个真空监测设备(3)的真空度数据大于设定值A，并小于异常设定值，则启动该真空监测设备(3)对应区域的大型真空泵进行调节；若某一个真空监测设备(3)的真空度数据大于异常设定值，则判断该真空监测设备(3)对应区域的环境异常，控制该区域两端的阀门(4)关闭。
2.如权利要求1所述的一种高可靠性真空管道系统，其特征在于，所述真空管道(1)的相邻两个真空管道段由波纹管连接。
3.如权利要求1所述的一种高可靠性真空管道系统，其特征在于，所述真空管道(1)的轨道(8)上加工有两个沿其长度方向的排气孔(9)及在轨道(8)上表面均匀排列的气体进出口，所述气体进出口的一端与排气孔(9)相通，另一端与碳钢钢管(6)的内腔相通。
4.如权利要求1所述的一种高可靠性真空管道系统，其特征在于，所述轨道(8)为磁悬浮轨道。
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