CN107719386A - 一种在多层透气薄壳型真空管道里行驶的真空管道电车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种适用于真空管道交通运输系统的管道和列车，将典型的50cm厚的管壁厚度减薄一半，从而减小了管道外形尺寸，减少了管道建造材料的使用量和成本；该管道基本结构适用于高速至超高速的全用途真空管道运输系统；尤其是能将该管道与已应用多年的直线电机推进的轨道列车互相结合构成现在就能投入使用的产品；该小尺寸的无噪音、具有透明视窗的、环保节能的管道也能直接改装使用在现有的所有各类地铁、高架轨道列车和远程高铁的轨道线上，包括将高铁列车上方的供电线路按现状容纳在真空管道里，让列车在真空管道里达到比目前的高铁耗能更少同时又更高的时速。

Description

一种在多层透气薄壳型真空管道里行驶的真空管道电车
技术领域
本发明属于适用于市内、远程城际交通的高速至超高速的全用途大运量轨道交通运输系统，主要涉及一种电动的在真空管道内的轨道列车。
背景技术
世界各国至今仍未有真空和管道交通系统，仍停留在对它的研究和实验阶段，影响到其实用性一个重要因素是尚未认识到该系统的真空管道与地铁的管道不是“类似”的。
发明内容
本发明目的是克服上述技术上的缺陷，将目前典型的真空管道厚达50cm的管壁厚度减薄一半，提供一种全用途的符合真空管道交通要求的管道和列车。
该真空管道的管壁以每个多层的各层是钢管预应力、钢筋混凝土材料构成的薄壳结构的扁圆筒体为组成单元；所述的多层的各层之间是与管道外的常压大气环境相连通的空气层且其具有进、出口气道。
其具有由预应力钢筋混凝土和钢管组成的承力结构立柱和横梁及各层管壁之间的横向支柱；各管壁之间及管道外表面包含有起增强结构作用的纤维和/或塑料等等的增强材料涂层。
在管壁上与列车车窗相对的位置上设置有纵向的长长的供车内乘客观看沿途外面风景的透明视窗。
它包括气密层，该气密层由包含坚韧的金属玻璃在内的玻璃板和/或钢板及纤维、塑料增强层组成。
该列车以直线电机包括磁悬浮推进方式作为列车动力。
该列车两侧外表面下部设有与设置在管道内壁面的左、右、上限导向轨面配合使用的对左、右、上的导向滚轮。
该列车的编组内包括有压缩空气存储罐用以在发生紧急状态时将救生空气立即经由专门的管道阀门输入特定的各节车厢，同时将列车编组的头、尾部用膨胀充气的环筒形多道气囊袋堵塞住列车与管道内壁之间的空间而加以封闭，使列车处在安全的隔离区内，并且视需要立即将管壁上的透明视窗打破、爆破或按控制指令张开而进一步构成与外界常压大气相连通的安全环境。
其两侧管壁外层设有由各种透空的网格图案构成的花窗式进、出气口，在进、出气口处设有窗台、窗纱；在顶部的管壁外层的进、出气口的花窗及其纱窗上方还设有防雨的伞盖。
实现上述目的的技术方案是：
本方案的原理是将真空管道外的常压大气环境里的空气经由适当大小的进/出气口引入每个多层的各层是薄壳的沿管道纵向宽度约4米的扁圆筒体内部并且让在各层之间多向流动的气流压力产生互相抵消作用，从而减少此真空管道外的大气对真空管道的压力，进而达到减少真空管道壁厚的要求包括减少材料使用量、减少管道体积尺寸和更美观实用的优点。
以下结合说明书附图作进一步的具体说明：
附图1是真空管道的局部立体结构截面示意图；附图2是组成真空管道的包括外壳层、内壳层、空气层及气密层的扁圆筒体单元的管道管壁结构截面示意图。
附图1里的“1”是包含正反双向两条线路的真空管道的外形，其两侧下部外表面呈向下向内收的弧面；“2”是包含多层薄壳且薄壳之间有与管道外的大气连通的空气层及其气道的扁圆筒体；“3”是供列车行驶的轨道；“4”是包含供电给列车的设备、管缆、气泵的基础层；“5”是位于真空管道之下的基础层；“6”是在“4”和“5”之间的进气口、气道；“7”是由钢管和预应力钢筋混凝土组成的承力结构立柱或横梁；“8”是向下的出气口、气道；“9”是在管道包括外壳“19”和内壳“20”的两侧壁面的四周带有便于进气的内收弧面以及带有网格的花窗式进气口，在外壳的进气口处可设置防虫子进入的窗纱和种养花草的窗台；“10”是在管道顶部的带有竖置在其上的防雨盖的进气口、气道；“11”是设置在“7”立柱之上的供列车上的乘客观看沿途风景的透明视窗，特别是对于城际几千千米长距离的旅途来说不能让乘客始终象在地铁里一样看不见外面；“12”是对气道的封闭面；“13”是“14”是与车体两侧的对上的滚轮配合使用的上限轨面；“15”和“16”分别是设置在列车车体(未画出)两侧的提供列车推进动力的直线电机初级和次级装置或磁悬浮推进装置；“17”是相邻的各段扁圆筒体“2”与立柱和横梁“7”的连接部位的互相交错咬合结构，其是用焊接方式加上填充物。
附图2里的“18”是管道外表面的增强涂层或贴片贴膜；“19”是厚约6-10cm的预应力钢筋混凝土外壳层；“20”是厚约4-7cm预应力钢筋混凝土内壳层；“21”是在“19”外壳和“20”内壳之间的空气层及通气气道；“22”是分散设置在外壳和内壳之间对外壳和内壳起支撑加强结构承力作用的支柱；“23”是气密层，其上部有厚达几厘米以上的的透明视窗，其耐压能力至少相当于行驶在中国青藏铁路线的海拔约5千米位置的车窗玻璃，其下部是作为管道内壁壁面的厚约2cm的钢板及用气密防水的纤维及塑料材料与之相粘合的至少厚1cm的玻璃板；各层本体与各层的相互连接处皆可视需要作局部增厚加强。
效果：
空气由管道底部的进气口流入，再向上流到顶部，转弯后向管道的外侧方向流去，一部分气流再向下从出气口流出。大气压力同时经由各个进气口进入管道各层管壁内的互相连通的各个空气层及其气道，通气层里在多个方向产生的对于管壁及空气层里空气的上、下、左、右各个方向的空气压力及其互相抵消减弱作用，由此必然降低此真空管道外大气对于管道管壁外表面的总的压力；再由本结构的具有外壳和内壳的扁圆筒体承受大气压力的基本部分；气密层主要用于气密及分担承受少部分大气压力；本结构将典型的真空管道的厚度达50cm的管壁厚度减少近一半，本结构也比内层是钢管、外层是钢筋混凝土的常规圆环形真空管道管壁更薄一些。
本发明提供了一种适用于真空管道交通运输系统的管道和列车，将典型的50cm厚的管壁厚度减薄一半，从而减小了管道外形尺寸，减少了管道建造材料的使用量和成本；该管道基本结构适用于高速至超高速的全用途真空管道运输系统；尤其是能将该管道与已应用多年的直线电机推进的轨道列车互相结合构成现在就能投入使用的产品；该小尺寸的无噪音、具有透明视窗的、环保节能的管道也能直接改装使用在现有的所有各类地铁、高架轨道列车和远程高铁的轨道线上，包括将高铁列车上方的供电线路按现状容纳在真空管道里，让列车在真空管道里达到比目前的高铁耗能更少同时又更高的时速。
具体实施方式：
鉴于全世界目前还没有任何一条商业化运营的真空管道电车，建议先建造真空度为0.1个大气压的低速的200千米时速左右的城市范围内的真空管道电车交通系统，该系统采用加拿大的温哥华和日本的早已有之的电力推进的列车的直线电机推进方式，作为电车动力；本方案的比较薄的厚度约18-25cm管壁能圆满地与现有的各种地铁、高架轨道列车、远程城际列车、高铁系统列车系统结合在一起，简言之就是为它们加个长长的盖子就能改装再抽气构成管道内的真空度为相当于飞机在1万多米高空的0.1个大气压的真空管道，在其中即使沿用现有的上述的直线电机推进装置，由于没有大气阻力，也能获得没有噪音的200千米左右的高速。申请人的另一项发明专利“201710689264.6用多艘飞艇构建的大飞艇和环绕地球绕转飞行的飞艇环”里提供的列车进、出门及线路和车站的安全门以基本无须改动的方式就能应用于现有的地铁、高架列车和高铁的线路和车站，目前地铁车站的屏蔽门位置的宽度也是在18cm至25cm左右，正好用于安装此真空管道管壁，高铁的能耗比较高，如果在真空管道里行驶，就能以较低的能耗反而获得比350千米更高的时速。

Claims (8)

1.一种在真空管道里行驶的电力推进的列车系统，具有真空的管道和列车，其特征在于该真空管道的管壁以每个多层的各层是钢管预应力、钢筋混凝土材料构成的薄壳结构的扁圆筒体为组成单元；所述的多层的各层之间是与管道外的常压大气环境相连通的空气层且其具有进、出口气道。
2.如权利要求1所述的电力推进的列车系统的真空的管道的管壁，其特征在于其具有由预应力钢筋混凝土和钢管组成的承力结构立柱和横梁及各层管壁之间的横向支柱；各管壁之间及管道外表面包含有起增强结构作用的纤维和/或塑料等等的增强材料涂层。
3.如权利要求1所述的电力推进的列车系统的真空的管道的管壁，其特征在于在管壁上与列车车窗相对的位置上设置有纵向的长长的供车内乘客观看沿途外面风景的透明视窗。
4.如权利要求1所述的电力推进的列车系统的列车真空管道的管壁，其特征在于它包括气密层，该气密层由包含坚韧的金属玻璃在内的玻璃板和/或钢板及纤维、塑料增强层组成。
5.如权利要求1所述的电力推进的列车系统的列车，其特征在于该列车以直线电机包括磁悬浮推进方式作为列车动力。
6.如权利要求1所述电力推进的列车系统的列车，其特征在于该列车两侧外表面下部设有与设置在管道内壁面的左、右、上限导向轨面配合使用的对左、右、上的导向滚轮。
7.如权利要求1所述电力推进的列车系统的列车，其特征在于该列车的编组内包括有压缩空气存储罐用以在发生紧急状态时将救生空气立即经由专门的管道阀门输入特定的各节车厢，同时将列车编组的头、尾部用膨胀充气的环筒形多道气囊袋堵塞住列车与管道内壁之间的空间而加以封闭，使列车处在安全的隔离区内，并且视需要立即将管壁上的透明视窗打破、爆破或按控制指令张开而进一步构成与外界常压大气相连通的安全环境。
8.如权利要求1所述电力推进的列车系统的管道的管壁，其特征在于其两侧管壁外层设有由各种透空的网格图案构成的花窗式进、出气口，在进、出气口处设有窗台、窗纱；在顶部的管壁外层的进、出气口的花窗及其纱窗上方还设有防雨的伞盖。
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