CN108082196B - 一种高速管道列车的断电制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于断电制动系统技术领域，具体涉及一种高速管道列车的断电制动系统，包括列车线路，所述列车线路底部设有路基，列车线路上设有用于列车运行的真空管道，每隔预设运行长度设置一个真空管道内堵工作仓，所述列车每节车厢靠近车头的外周设有气囊仓，所述真空管道顶部均匀分布圆通孔，所述圆通孔处的真空管道上可拆卸的安装筒型电磁阀支架，所述电磁阀支架侧壁设有进气通孔，所述电磁阀支架上安装电磁阀，电磁阀底部穿过电磁阀支架连接柱型圆台，所述柱型圆台下固定设有活动心轴。本发明具有以下优点：本发明中系统能有效避免车身与管壁猛烈撞击，在空气阻力和摩擦力的作用下，实现列车的停电状态下的制动。

Description

一种高速管道列车的断电制动系统

技术领域

本发明属于断电制动系统技术领域，具体涉及一种高速管道列车的断电制动系统。

背景技术

高速真空管列车因其低能耗，高速快捷，造价较低己成为各国交通事业创新的首选课题，我国更是把时速四千公里的真空管高速磁悬浮列车作为重点研究开发的目标己着手开展这项工作。

但是由干磁悬浮系统是凭借电磁力来实现悬浮、导向和驱动功能的，一旦断电，磁悬浮就会失效，列车将有可能发生严重的安全事故，目前断电后磁悬浮列车的安全保障措施仍然没有能得到完全解决，目前磁悬浮列车采用电磁制动加辅助机械制动，但是一旦断电，这两种制动均会失效，只能靠支承板或车轮与轨道的磨擦力与空气阻力减速，而真空管道列车由于在真空中行驶，没有空气阻力，时速又非常高；众所周知：物体动能是质量与速度平方的乘积关系，列车巨大质量和天文数字的v平方相乘得到能量一旦失控，造成的损失和破坏将是无法估量的，为了解决以上问题，申请人研读大量磁悬浮的有关文献，结合申请人固有的知识堤出一种高速管道列车断电后的制动方法及工作系统结构。

发明内容

本发明的目的是针对现有真空管道列车在停电后，无法制动的问题，提供了一种高速管道列车的断电制动系统。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种高速管道列车的断电制动系统，包括列车线路，所述列车线路底部设有路基，路基上设有轨道基板，所述轨道基板上设有轨道，列车线路上设有用于列车运行的真空管道，每隔预设运行长度设置一个真空管道内堵工作仓，所述运行长度优选为5000米，真空管道内堵工作仓内位于轨道基板两侧的路基上固定设有相互对称的竖直支架，两个竖直支架顶端设置横支架，竖直支架内侧设有竖直导槽，所述竖直导槽内设有封堵板，所述封堵板两侧设有可在竖直导槽内上下移动的条形导块，所述条形导块竖直高度的中间位置向导槽外延伸设有支撑杆，所述支撑杆位于竖直支架外侧的部分设有矩形通槽，所述矩形通槽内固定设有与横支架垂直且水平设置的支撑柱，所述竖直支架外侧的路基内装设液压缸，所述液压缸包括缸筒和活塞杆，所述缸筒固定装设于路基内，所述活塞杆顶部可活动的套接在支撑柱外，所述液压缸由液压泵站控制，液压泵站由应急电源供电；

所述列车每节车厢靠近车头的外周设有气囊仓，气囊仓内设有气囊，气囊仓上扣接气囊仓盖，列车上对应气囊仓的内部设有储气罐，储气罐内设有压缩氮气，所述气囊与储气罐连通；

所述真空管道顶部均匀分布圆通孔，所述圆通孔处的真空管道上可拆卸的安装筒型电磁阀支架，所述电磁阀支架侧壁设有进气通孔，所述电磁阀支架上安装电磁阀，电磁阀底部穿过电磁阀支架连接与电磁阀支架内径相同的柱型圆台，所述柱型圆台下固定设有活动心轴，所述活动心轴为柱型空槽，所述活动心轴的外径小于柱型圆台的直径，所述活动心轴的外径与圆通孔直径相匹配，可使活动心轴穿过圆通孔在竖直方向上移动，所述活动心轴下端侧壁上设有若干个竖直通槽，所述柱型圆台下侧、活动心轴的外周套设真空密封圈；所述电磁阀启动可控制柱型圆台带动活动心轴向上运动，运动至柱型圆台顶部抵接电磁阀支架顶壁内侧，所述电磁阀断电后，活动心轴自然下落，柱型圆台向下压紧真空密封圈；所述电磁阀由应急电源供电。

作为对上述方案的进一步改进，所述竖直导槽的宽度大于条形导块的宽度，所述封堵板的高度高于真空管道的最高处，所述封堵板的宽度宽于真空管道的最宽处，所述封堵板表面设有厚度为3-5cm的密封橡胶层，在圆通孔进气后，在大气压力作用下能使封堵板紧紧压在真空管道口上，保证不让一点空气进入真空管道；

所述真空管道内堵工作仓的高度大于2倍封堵板的高度，当液压缸作用封堵板使其位于真空管道内堵工作仓上侧时，不影响列车的正常运行，当液压缸作用封堵板使其位于真空管道内堵工作仓下侧时，能完全将真空管道封堵。

作为对上述方案的进一步改进，所述电磁阀支架、活动心轴、柱型圆台以及真空密封圈与圆通孔的中心轴线相同，将活动心轴通过电磁阀作用向上拔出后，外部空气依次通过进气通孔、竖直通槽、圆通孔进入真空管道，所述气囊充气后形状与真空管道内腔形状相同，在气压的作用下气囊顶开抛掉气囊仓盖，气囊弹出，充满氮气，堵住真空管道，避免车身与管壁猛烈撞击。

其中，所述真空管道内堵工作仓与真空管道连通，列车正常运行时处于真空状态。

其中，所述气囊的容积为10m³，压缩氮气的压缩比为1/800-1/600；所述储气罐的容积为20L。

其中，所述气囊仓盖的原料为PVC材料，所述封堵板所用材料的抗冲击力不小于50000kg，能够承受较大的均匀压力。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中系统，在正常运行时，气囊收在气囊仓内，由气囊仓盖扣紧，封堵板位于真空管道内堵工作仓的上侧，列车正常运行，此时电磁阀处于断电状态，活动心轴位于圆通孔内，大气压力压在柱型圆台上方，压紧柱型圆台下方的真空密封圈，保证不会漏入空气到真空管道中；突然停电时，电磁阀在应急电源的驱动下开始工作，电磁阀作用于活动心轴从圆通孔中向上拔出，由于真空管道内是真空状态，很快空气通过进气通孔、竖直通槽、圆通孔进入真空管道，同时液压泵站在应急电源的驱动下开始工作，由液压缸的活塞杆作用于封堵板向下运动，封堵板紧紧压在真空管道口上，在气压的作用下气囊顶开抛掉气囊仓盖，气囊弹出，充满氮气，堵住真空管道，避免车身与管壁猛烈撞击，在空气阻力和摩擦力的作用下，实现列车的停电状态下的制动。

附图说明

图1是本发明的列车行驶时结构示意图。

图2是电磁阀支架的放大剖视图。

图3是真空管道正视图。

图4是真空管道内堵工作仓侧视图。

图5是真空管道内堵工作仓正视图。

图6是竖直支架俯视部分剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1-6中所示，一种高速管道列车的断电制动系统，包括列车线路，所述列车1线路底部设有路基5，路基5上设有轨道基板51，所述轨道基板51上设有轨道，列车1线路上设有用于列车1运行的真空管道2，每隔5000米（该数据由风洞实验数值具体确定）运行长度设置一个真空管道内堵工作仓3，真空管道内堵工作仓3内位于轨道基板两侧的路基5上固定设有相互对称的竖直支架72，两个竖直支架72顶端设置横支架73，竖直支架72内侧设有竖直导槽721，所述竖直导槽721内设有封堵板71，所述封堵板71两侧设有可在竖直导槽721内上下移动的条形导块711，所述条形导块711竖直高度的中间位置向导槽外延伸设有支撑杆712，所述支撑杆712位于竖直支架72外侧的部分设有矩形通槽713，所述矩形通槽713内固定设有与横支架73垂直且水平设置的支撑柱714，所述竖直支架72外侧的路基5内装设液压缸6，所述液压缸6包括缸筒和活塞杆61，所述缸筒固定装设于路基5内，所述活塞杆61顶部可活动的套接在支撑柱714外，所述液压缸6由液压泵站控制，液压泵站由应急电源供电；

所述列车每节车厢靠近车头的外周设有气囊仓11，气囊仓11内设有气囊12，气囊仓11上扣接气囊仓盖，列车上对应气囊仓11的内部设有储气罐，储气罐内设有压缩氮气，所述气囊12与储气罐连通；

所述真空管道2顶部均匀分布圆通孔，所述圆通孔处的真空管道2上可拆卸的安装筒型电磁阀支架41，所述电磁阀支架41侧壁设有进气通孔410，所述电磁阀支架41上安装电磁阀42，电磁阀42底部穿过电磁阀支架41连接与电磁阀支架41内径相同的柱型圆台432，所述柱型圆台432下固定设有活动心轴43，所述活动心轴43为柱型空槽，所述活动心轴43的外径小于柱型圆台432的直径，所述活动心轴43的外径与圆通孔直径相匹配，可使活动心轴43穿过圆通孔在竖直方向上移动，所述活动心轴43下端侧壁上设有若干个竖直通槽431，所述柱型圆台432下侧、活动心轴43的外周套设真空密封圈44；所述电磁阀42启动可控制柱型圆台432带动活动心轴43向上运动，运动至柱型圆台43顶部抵接电磁阀支架41顶壁内侧，所述电磁阀42断电后，活动心轴43自然下落，柱型圆台432向下压紧真空密封圈44；所述电磁阀42由应急电源供电。

作为对上述方案的进一步改进，所述竖直导槽721的宽度大于条形导块711的宽度，所述封堵板71的高度高于真空管道2的最高处，所述封堵板71的宽度宽于真空管道2的最宽处，所述封堵板71表面设有厚度为3-5cm的密封橡胶层74，在圆通孔进气后，在大气压力作用下能使封堵板71紧紧压在真空管道2口上，保证不让一点空气进入真空管道2；

所述真空管道内堵工作仓3的高度大于2倍封堵板71的高度，当液压缸6作用封堵板71使其位于真空管道内堵工作仓3上侧时，不影响列车1的正常运行，当液压缸6作用封堵板71使其位于真空管道内堵工作仓3下侧时，能完全将真空管道2封堵。

作为对上述方案的进一步改进，所述电磁阀支架41、活动心轴43、柱型圆台432以及真空密封圈44与圆通孔的中心轴线相同，将活动心轴43通过电磁阀42作用向上拔出后，外部空气依次通过进气通孔410、竖直通槽431、圆通孔进入真空管道2，所述气囊12充气后形状与真空管道2内腔形状相同，在气压的作用下气囊12顶开抛掉气囊仓盖，气囊12弹出，充满氮气，堵住真空管道2，避免车身与管壁猛烈撞击。

其中，所述气囊的容积为10m³，压缩氮气的压缩比为1/800-1/600；所述储气罐的容积为20L；所述气囊仓盖的原料为PVC材料，所述封堵板所用材料的抗冲击力不小于50000kg，能够承受较大的均匀压力。

本发明中系统，在正常运行时，气囊12收在气囊仓11内，由气囊仓盖扣紧，封堵板71位于真空管道内堵工作仓3的上侧，列车正常运行，此时电磁阀处于断电状态，活动心轴43位于圆通孔内，大气压力压在柱型圆台432上方，压紧柱型圆台432下方的真空密封圈44，保证不会漏入空气到真空管道2中；

突然停电时，电磁阀42在应急电源的驱动下开始工作，电磁阀42作用于活动心轴43从圆通孔中向上拔出，由于真空管道2内是真空状态，很快空气通过进气通孔410、竖直通槽431、圆通孔进入真空管道2，同时液压泵站在应急电源的驱动下开始工作，由液压缸6的活塞杆61作用于封堵板73向下运动，封堵板73紧紧压在真空管道2口上，在气压的作用下气囊12顶开抛掉气囊仓盖，气囊12弹出，充满氮气，堵住真空管道，避免车身与管壁猛烈撞击，在空气阻力和摩擦力的作用下，实现列车的停电状态下的制动。

在本发明中，经计算得到，当加速度达到-3g时，1200公里时速的列车利用本发明中方法，列车在继续行驶800米后即可实现制动。

如果是设置在海水或湖水中的真空管道列车，在车辆密封条件好的基础上，可以使用海水或湖水作为阻力剂实现列车制动。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高速管道列车的断电制动系统，其特征在于,包括列车线路，所述列车线路底部设有路基，路基上设有轨道基板，所述轨道基板上设有轨道，列车线路上设有用于列车运行的真空管道，每隔预设运行长度设置一个真空管道内堵工作仓，真空管道内堵工作仓内位于轨道基板两侧的路基上固定设有相互对称的竖直支架，两个竖直支架顶端设置横支架，竖直支架内侧设有竖直导槽，所述竖直导槽内设有封堵板，所述封堵板两侧设有可在竖直导槽内上下移动的条形导块，所述条形导块竖直高度的中间位置向导槽外延伸设有支撑杆，所述支撑杆位于竖直支架外侧的部分设有矩形通槽，所述矩形通槽内固定设有与横支架垂直且水平设置的支撑柱，所述竖直支架外侧的路基内装设液压缸，所述液压缸包括缸筒和活塞杆，所述缸筒固定装设于路基内，所述活塞杆顶部可活动的套接在支撑柱外，所述液压缸由液压泵站控制，液压泵站由应急电源供电；

所述列车每节车厢靠近车头的外周设有气囊仓，气囊仓内设有气囊，气囊仓上扣接气囊仓盖，列车上对应气囊仓的内部设有储气罐，储气罐内设有压缩氮气，所述气囊与储气罐连通；

所述真空管道顶部均匀分布圆通孔，所述圆通孔处的真空管道上可拆卸的安装筒型电磁阀支架，所述电磁阀支架侧壁设有进气通孔，所述电磁阀支架上安装电磁阀，电磁阀底部穿过电磁阀支架连接与电磁阀支架内径相同的柱型圆台，所述柱型圆台下固定设有活动心轴，所述活动心轴为柱型空槽，所述活动心轴的外径小于柱型圆台的直径，所述活动心轴的外径与圆通孔直径相匹配，可使活动心轴穿过圆通孔在竖直方向上移动，所述活动心轴下端侧壁上设有若干个竖直通槽，所述柱型圆台下侧、活动心轴的外周套设真空密封圈；所述电磁阀启动可控制柱型圆台带动活动心轴向上运动，运动至柱型圆台顶部抵接电磁阀支架顶壁内侧，所述电磁阀断电后，活动心轴自然下落，柱型圆台向下压紧真空密封圈；所述电磁阀由应急电源供电。

2.如权利要求1所述一种高速管道列车的断电制动系统，其特征在于，所述竖直导槽的宽度大于条形导块的宽度。

3.如权利要求1所述一种高速管道列车的断电制动系统，其特征在于，所述封堵板的高度高于真空管道的最高处，所述封堵板的宽度宽于真空管道的最宽处，所述真空管道内堵工作仓的高度大于2倍封堵板的高度。

4.如权利要求1所述一种高速管道列车的断电制动系统，其特征在于，所述电磁阀支架、活动心轴、柱型圆台以及真空密封圈与圆通孔的中心轴线相同。

5.如权利要求1所述一种高速管道列车的断电制动系统，其特征在于，所述气囊的容积为10m³；所述储气罐的容积为20L。

6.如权利要求1所述一种高速管道列车的断电制动系统，其特征在于，所述气囊充气后形状与真空管道内腔形状相同。

7.如权利要求1所述一种高速管道列车的断电制动系统，其特征在于，所述气囊仓盖的原料为PVC材料，所述封堵板所用材料的抗冲击力不小于50000kg。

8.如权利要求1所述一种高速管道列车的断电制动系统，其特征在于，所述封堵板表面设有厚度为3-5cm的密封橡胶层。

9.如权利要求1所述一种高速管道列车的断电制动系统，其特征在于，所述真空管道内堵工作仓与真空管道连通，列车正常运行时处于真空状态。