CN108639071A - 长距离大直径密封管道系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种长距离大直径密封管道系统，该系统包括真空管道、内部轨道及支撑组件、真空泵系统、真空监测设备、多个阀门及控制系统，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筒体组成；真空管筒体之间用波纹管连接；内部轨道位于支撑组件的上方；内部轨道沿着真空管道的轴线方向延伸，用于运行列车；真空泵系统、真空监测设备和所述的阀门用于控制真空管道内部的真空度，该真空泵系统、真空监测设备和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的真空监测设备的真空度数据控制真空泵系统和相应的阀门执行相应的动作。

Description

长距离大直径密封管道系统
技术领域
本发明涉及真空高速交通技术领域，具体涉及一种长距离大直径密封管道系统。
背景技术
为满足人们出行的需求，便捷、低能耗、高稳定性以及超高速的新型交通工具已成为各国交通领域研宄者探索的方向，真空高速交通则是其中之一。现有技术中的交通方式均暴露在大气环境下，使得车辆运行时存在大气阻力。大气阻力需要消耗能量，同时限制了车辆速度的提高。一种有效的解决方法是使车辆运行在真空环境中，没有或少有大气阻力，从而提高车辆速度、减少能量消耗，这就是真空高速交通方式。真空高速交通目前处于概念及尝试阶段，少有提出支撑车辆高速运行的真空环境管道结构。
目前，用于超高速列车的真空管道结构有以下几种：
1)透明真空管道，其由管道骨架和透明密封板组成，管道骨架带有内层密封支撑筋板。维修时在内层密封支撑筋板与外层管道之间插入工艺密封板，实现在外层易损管道在更换和维护过程中整个管道不泄露，不会影响管道内列车的正常通行。
2)钢混凝土复合结构真空管道，其外层为金属密封层，内层为混凝土管，外层金属层是不锈钢材质。当管道内部形成真空时，外部大气会对金属密封层形成径向挤压，使外层的金属密封层牢牢地紧贴向混凝土管道的外壁。
3)真空管道磁悬浮交通，用钢板和混凝土制成圆形管状，管道内设置车箱和磁场，使用时将管道内抽成真空，通电后车箱悬浮在管中作高速运动，从而达到运送旅客和货物的目的，这样的交通工具，速度快，能耗低，其管道可埋于地下，因此占地少，可以替代能耗大、费用高、占地广的交通工具。
上述技术方案从使用功能要求出发提出了不同的管道形式，但结构复杂，真空管道的承载及密封特性不好，真空度无法可靠保持，真空管道的漏率高，真空抽除时间长；同时，减震效果不好，也没有办法适应地形的高低变化。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种长距离大直径密封管道系统，该系统结构简单，真空管道的承载及密封特性好，减震效果好，能够适应地形的高低变化。
为实现上述目的，本发明所述的长距离大直径密封管道系统包括真空管道、内部轨道及支撑组件、真空泵系统、真空监测设备、多个阀门及控制系统，所述的真空管道采用钢管与钢筋混凝土层的结构，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筒体组成；真空管筒体之间用波纹管连接；所述的内部轨道及支撑组件设在真空管道的内部，内部轨道位于支撑组件的上方；内部轨道沿着真空管道的轴线方向延伸，用于运行列车；所述的真空泵系统、真空监测设备和所述的阀门用于控制真空管道内部的真空度，该真空泵系统、真空监测设备和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的真空监测设备的真空度数据控制真空泵系统和相应的阀门执行相应的动作。
优选地，所述的真空管道包括左端头、左段真空管道、多个中段真空管道、多个调节段、右段真空管道和右端头，左端头与左段真空管道密封连接，左段真空管道与其中一个中段真空管道密封连接，中段真空管道直接与相邻的中段真空管道密封连接，或者中段真空管道与调节段密封连接后再与相邻的中段真空管道密封连接，末端的中段真空管道与右段真空管道密封连接，右段真空管道与右端头密封连接。所述真空管道钢板之间采用螺旋焊接，从而减少法兰和膨胀节的使用。
所述的调节段包括调节段筒体、拉杆、拉杆支撑板和膨胀节，所述的膨胀节设置在调节段筒体的筒壁上，拉杆支撑板设置在膨胀节的两侧，拉杆固定连接在拉杆支撑板上。
所述的真空管道的下方外侧设置有用于支撑真空管道的固定鞍座和滑动鞍座，所述的固定鞍座和滑动鞍座的下方设置有弹性材料。
优选地，所述的弹性材料为四氟橡胶。
优选地，所述真空管道的内径为2米至20米，所述真空管道既能达到真空，又能加压，真空管道内的气压能达到10Pa至1MPa。
所述真空管道的下侧沿其长度方向设置有排气孔和进气孔，排气孔和进气孔之间的间距为0.5-5m；相邻进气孔或相邻排气孔之间的间距为10-100m。
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；大型真空泵和小型真空泵在真空管道上间隔布置；控制系统根据接收到的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～1000Pa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1000Pa，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。
优选地，所述内部轨道为磁悬浮轨道。
所述的内部轨道及支撑组件包括行车支架、第一行走平台、轨道压板、轨道支撑座、轨道、底部横梁、底部横梁支撑、底部横梁支撑垫板、底部横梁加强板和第二行走平台，所述的第一行走平台设置在行车支架上；轨道压板压住轨道支撑座；轨道支撑座设置在底部横梁上方；轨道设置在轨道支撑座上方；底部横梁支撑设置在底部横梁的下方；底部横梁支撑垫板设在底部横梁支撑与底部横梁之间；底部横梁内部还设置有底部横梁加强板；第二行走平台与第一行走平台设置在轨道的不同侧。
本发明所述的长距离大直径密封管道系统与现有技术相比，具有如下优点：
本发明调节段的膨胀节可以减震、适应地形的高低需要等，管道下方的鞍座下设置有弹性材料，也是起到一个减震或滑动的作用；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是本发明所述的长距离大直径密封管道系统的正视图。
图2是本发明所述的长距离大直径密封管道系统的侧视图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明中，所述长距离大直径密封管道系统是指管道长度在200米以上，管道直径在2-15米之间的密封管道系统。
如图1至图2所示，本发明所述的长距离大直径密封管道系统包括真空管道、内部轨道及支撑组件、真空泵系统、真空监测设备、多个阀门及控制系统，所述的真空管道采用钢管与钢筋混凝土层的结构，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筒体组成；真空管筒体之间用波纹管连接；所述的内部轨道及支撑组件设在真空管道的内部，内部轨道位于支撑组件的上方；内部轨道沿着真空管道的轴线方向延伸，用于运行列车；所述的真空泵系统、真空监测设备和所述的阀门用于控制真空管道内部的真空度，该真空泵系统、真空监测设备和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的真空监测设备的真空度数据控制真空泵系统和相应的阀门执行相应的动作。
优选地，所述的真空管道包括左端头1、左段真空管道2、多个中段真空管道3、多个调节段4、右段真空管道6和右端头7，左端头与左段真空管道密封连接，左段真空管道与其中一个中段真空管道密封连接，中段真空管道直接与相邻的中段真空管道密封连接，或者中段真空管道与调节段密封连接后再与相邻的中段真空管道密封连接，末端的中段真空管道与右段真空管道密封连接，右段真空管道与右端头密封连接。
所述的调节段包括调节段筒体41、拉杆42、拉杆支撑板43和膨胀节44，所述的膨胀节设置在调节段筒体的筒壁上，拉杆支撑板设置在膨胀节的两侧，拉杆固定连接在拉杆支撑板上。
所述的膨胀节可以减震、适应地形的高低需要等。
所述的真空管道的下方外侧设置有用于支撑真空管道的固定鞍座8和滑动鞍座9，所述的固定鞍座和滑动鞍座的下方设置有弹性材料。
优选地，所述的弹性材料为四氟橡胶。
弹性材料起到一个减震或滑动的作用。
优选地，所述真空管道的内径为2米至20米，所述真空管道既能达到真空，又能加压，真空管道内的气压能达到10Pa至1MPa。
所述真空管道的下侧沿其长度方向设置有排气孔和进气孔，排气孔和进气孔之间的间距为0.5-5m；相邻进气孔或相邻排气孔之间的间距为10-100m。
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；大型真空泵和小型真空泵在真空管道上间隔布置；控制系统根据接收到的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～1000Pa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1000Pa，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。
优选地，所述内部轨道为磁悬浮轨道。
进一步优选地，如图2所示，所述的内部轨道及支撑组件包括行车支架21、第一行走平台22、轨道压板23、轨道支撑座24、轨道25、底部横梁26、底部横梁支撑27、底部横梁支撑垫板28、底部横梁加强板29和第二行走平台20，所述的第一行走平台设置在行车支架上；轨道压板压住轨道支撑座；轨道支撑座设置在底部横梁上方；轨道设置在轨道支撑座上方；底部横梁支撑设置在底部横梁的下方；底部横梁支撑垫板设在底部横梁支撑与底部横梁之间；底部横梁内部还设置有底部横梁加强板；第二行走平台与第一行走平台设置在轨道的不同侧。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (11)

1.一种长距离大直径密封管道系统，其特征在于，包括真空管道、内部轨道及支撑组件、真空泵系统、真空监测设备、多个阀门及控制系统，所述的真空管道采用钢管与钢筋混凝土层的结构，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筒体组成；真空管筒体之间用波纹管连接；所述的内部轨道及支撑组件设在真空管道的内部，内部轨道位于支撑组件的上方；内部轨道沿着真空管道的轴线方向延伸，用于运行列车；所述的真空泵系统、真空监测设备和所述的阀门用于控制真空管道内部的真空度，该真空泵系统、真空监测设备和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的真空监测设备的真空度数据控制真空泵系统和相应的阀门执行相应的动作。
2.如权利要求1所述的长距离大直径密封管道系统，其特征在于，所述的真空管道包括左端头、左段真空管道、多个中段真空管道、多个调节段、右段真空管道和右端头，左端头与左段真空管道密封连接，左段真空管道与其中一个中段真空管道密封连接，中段真空管道直接与相邻的中段真空管道密封连接，或者中段真空管道与调节段密封连接后再与相邻的中段真空管道密封连接，末端的中段真空管道与右段真空管道密封连接，右段真空管道与右端头密封连接。
3.如权利要求1所述的长距离大直径密封管道系统，其特征在于，所述的调节段包括调节段筒体、拉杆、拉杆支撑板和膨胀节，所述的膨胀节设置在调节段筒体的筒壁上，拉杆支撑板设置在膨胀节的两侧，拉杆固定连接在拉杆支撑板上。
4.如权利要求1所述的长距离大直径密封管道系统，其特征在于，所述的真空管道的下方外侧设置有用于支撑真空管道的固定鞍座和滑动鞍座，所述的固定鞍座和滑动鞍座的下方设置有弹性材料。
5.如权利要求4所述的长距离大直径密封管道系统，其特征在于，所述的弹性材料为四氟橡胶。
6.如权利要求1所述的长距离大直径密封管道系统，其特征在于，所述真空管道的内径为2米至20米，所述真空管道既能达到真空，又能加压，真空管道内的气压能达到10Pa至1MPa。
7.如权利要求6所述的长距离大直径密封管道系统，其特征在于，所述真空管道的下侧沿其长度方向设置有排气孔和进气孔，排气孔和进气孔之间的间距为0.5-5m；相邻进气孔或相邻排气孔之间的间距为10-100m。
8.如权利要求1所述的长距离大直径密封管道系统，其特征在于，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；大型真空泵和小型真空泵在真空管道上间隔布置；控制系统根据接收到的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～1000Pa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1000Pa，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。
9.如权利要求1所述的长距离大直径密封管道系统，其特征在于，所述内部轨道为磁悬浮轨道。
10.如权利要求1所述的长距离大直径密封管道系统，其特征在于，所述的内部轨道及支撑组件包括行车支架、第一行走平台、轨道压板、轨道支撑座、轨道、底部横梁、底部横梁支撑、底部横梁支撑垫板、底部横梁加强板和第二行走平台，所述的第一行走平台设置在行车支架上；轨道压板压住轨道支撑座；轨道支撑座设置在底部横梁上方；轨道设置在轨道支撑座上方；底部横梁支撑设置在底部横梁的下方；底部横梁支撑垫板设在底部横梁支撑与底部横梁之间；底部横梁内部还设置有底部横梁加强板；第二行走平台与第一行走平台设置在轨道的不同侧。
11.如权利要求1-10任一项所述的长距离大直径密封管道系统，其特征在于，真空管道钢板之间采用螺旋焊接。
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