CN111775970B - 真空管道高速磁悬浮真空保持与泄压疏散系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于真空技术领域，公开了一种真空管道高速磁悬浮真空保持与泄压疏散系统，包括能够进行分区式隔离的真空管道(1)，真空管道的每个区间均自上而下被密封顶板(10)分隔成顶部通道(8)及轨行区(7)，密封顶板上还开设有减压孔组(11)；减压劈尖组能够移动使减压孔组在开放孔道与闭合孔道两种状态之间切换；真空管道每个区间内的顶部通道均具有独立的抽真空功能和充气泄压功能。本发明通过对系统内各组件的结构及它们之间设置方式、配合工作关系等进行改进，与现有技术相比能够有效解决真空管道高速磁悬浮列车正常运行工况时的真空保持与故障工况时的防灾疏散的问题。

Description

真空管道高速磁悬浮真空保持与泄压疏散系统

技术领域

本发明属于真空技术领域，更具体地，涉及一种真空管道高速磁悬浮真空保持与泄压疏散系统。

背景技术

随着人们生活节奏的加快，更加快速的交通运输方式的需求将日益凸显，轮轨式轨道交通的最高经济速度在400km/h左右，日本高速磁悬浮铁路可实现500km/h及以上。现有轨道交通速度进一步提高则受到空气阻力和噪声等因素的限制，为了减少空气阻力和噪声的影响并进一步提升速度，将磁悬浮和低真空管道相结合的方式能够实现更高速度。

真空管道高速磁浮技术相对于传统的轮轨式铁路属于颠覆性技术创新，国外已经有众多企业和科研机构开展真空管道高速磁悬浮技术的相关研发工作，包括车体结构、牵引系统、轨道系统、运行控制系统性能及空气动力特性等相关研究，而对于高速磁悬浮列车在真空管道内的运行时的真空保持与故障工况时的防灾疏散尚处于空白状态。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种真空管道高速磁悬浮真空保持与泄压疏散系统，其中通过对系统内各组件的结构及它们之间设置方式、配合工作关系等进行改进，与现有技术相比能够有效解决高速磁悬浮列车正常运行工况时的真空保持与故障工况时的防灾疏散的问题；本发明可应用于真空管道高速磁悬浮交通领域，能够保障真空管道内高速磁悬浮列车运营的安全，并满足故障工况列车在真空管道内停车时乘客的疏散要求。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种真空管道高速磁悬浮真空保持与泄压疏散系统，其特征在于，该系统包括能够进行分区式隔离的真空管道，该真空管道用于作为高速磁悬浮列车运行的场所，在预先设定的每个区间的两端均设置有密封箱，每个密封箱内均设置有密封板，通过控制密封板与所述真空管道的相对位置，能够实现所述真空管道的分段隔离，使该真空管道内某个区间与相邻区间之间的气体隔绝流通；

所述真空管道的每个区间均自上而下被密封顶板分隔成顶部通道、以及用于提供高速磁悬浮列车运行场所的轨行区，所述密封顶板上还开设有减压孔组用于平衡所述顶部通道与所述轨行区之间的真空度；

所述减压孔组与减压劈尖组配合工作，所述减压劈尖组能够移动使所述减压孔组在开放孔道与闭合孔道两种状态之间切换；当所述减压孔组处于闭合孔道状态时，所述减压孔组的孔道被所述减压劈尖组完全嵌入，此时，所述密封顶板将被完全密封，所述轨行区与所述顶部通道之间将无法进行气体流通，它们的真空度也将保持相对独立；当所述减压孔组处于开放孔道状态时，所述减压劈尖组位于所述密封顶板上方一定距离，此时，所述轨行区与所述顶部通道之间将能够通过所述减压孔组进行气体流通，使所述轨行区与所述顶部通道之间的真空度保持平衡；

所述真空管道每个区间内的所述顶部通道均具有独立的抽真空功能和充气泄压功能，其中，

充气泄压功能是通过设置电磁阀与中空调压板实现的，所述电磁阀能够使该区间内的所述顶部通道与外界常压环境之间开放气体流通使所述顶部通道充气泄压，同时电动升起中空调压板带动所述减压劈尖组移动使该区间内的所述减压孔组处于开放孔道状态，从而使该区间内的所述轨行区充气泄压；并且，由于所述真空管道的分区式隔离，所述真空管道的其他区间将能够保持真空状态，实现真空保持；

抽真空功能是通过将所述真空管道经由抽真空管与真空泵站相连实现的，所述真空泵站能够通过所述抽真空管对该区间内的所述顶部通道进行抽真空；并且，利用抽真空后所述顶部通道与所述轨行区之间的气压差，能够使该区间内的所述减压劈尖组保持在所述密封顶板上方一定距离，从而使该区间内的所述减压孔组处于开放孔道状态，进而实现对该区间内的所述轨行区的抽真空。

作为本发明的进一步优选，所述真空管道高速磁悬浮真空保持与泄压疏散系统包括若干个所述减压孔组，这些减压孔组均匀分布在所述真空管道内，所述真空管道的每一个区间对应至少2个所述减压孔组。

作为本发明的进一步优选，所述真空管道高速磁悬浮真空保持与泄压疏散系统包括若干个所述真空泵站，所述真空管道的每一个区间与一个所述真空泵站相对应。

作为本发明的进一步优选，所述电磁阀同样是经由所述抽真空管与所述真空管道相连的；优选的，所述电磁阀为分步直动式电磁阀。

作为本发明的进一步优选，所述减压孔组的孔道被所述减压劈尖组完全嵌入，具体是当所述轨行区与所述顶部通道之间的真空度保持平衡时，利用所述减压劈尖组自身重力使所述减压劈尖组自动下降实现的。

作为本发明的进一步优选，所述充气泄压功能，具体是使所述区间内的所述轨行区充气泄压至常压。

作为本发明的进一步优选，在与所述顶部通道相对应的所述真空管道壁上还开设置有检修门。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，利用系统内各组件的设置(含各组件的结构及它们之间设置方式、配合工作关系)，得到真空管道高速磁悬浮真空保持与泄压疏散系统，通过真空泵站实现高速磁悬浮列车正常运行工况时真空管道的保持，通过电磁阀(如分步直动式电磁阀)实现高速磁悬浮列车故障工况时真空管道的恢复常压状态，保证人员疏散安全。本发明能够根据轨行区与顶部通道的真空度，调节减压劈尖组的开启和关闭。顶部通道设置在真空管道的顶部，能够在不影响高速磁悬浮列车行车安全的前提下，实现真空管道内事故区域与其他真空区域隔开，解决高速磁悬浮列车正常运行工况时的真空保持与故障工况时的防灾疏散的问题。

真空管道高速磁悬浮技术为一种前瞻性技术，现有研究主要侧重于真空管道高速磁悬浮(即超级高铁)车体结构、牵引系统、轨道系统、运行控制系统性能及空气动力特性等相关研究，尚有许多关键的理论问题如系统工程化方案、系统散热、生命保持、救援逃生、应急保障还有待解决，本发明则针对真空管道交通真空保持和防灾疏散系统，提出用于解决该系统实际运行过程中涉及到的安全性技术问题。当列车出现故障或发生火灾等特殊情况时，本发明使列车能够及时停车并将乘客转移至真空轨道外，很大程度上减缓了车体故障导致的人员伤亡。

本发明提出了一种真空保持与泄压疏散系统，一方面通过真空泵站和减压孔组保证管道内保持一定的真空度，降低高速磁浮列车运行时空气阻力；另一方面在管道失压或车体故障时，通过电动阀门和中空调压板对真空管道进行增压，保证人员逃生时需要的环境压力，保证车内人员疏散安全。综上，本发明能够用于防灾疏散工况下，对高速磁悬浮列车停车段进行常压操作，满足旅客疏散要求。

附图说明

图1是本发明真空管道高速磁悬浮真空保持与泄压疏散系统的剖面图(A-A剖面图)。

图2是本发明真空管道高速磁悬浮真空保持与泄压疏散系统顶部通道平面布置图。

图3是本发明真空管道高速磁悬浮真空保持与泄压疏散系统正常运营工况轨行区平面布置图。

图4是本发明真空管道高速磁悬浮真空保持与泄压疏散系统故障工况轨行区平面布置图。

图中各附图标记的含义如下：1—真空管道，2—高速磁悬浮列车，3—密封箱，4—密封板，5—疏散门，6—列车门，7—轨行区，8—顶部通道，9-密封隔断(主要由密封箱3和密封板4构成，当密封板4伸入真空管道1、实现对真空管道1的分区隔离时，即为密封隔断9)，10—密封顶板，11-减压孔组，12—减压劈尖组，13—中空调压板，14—检修门，15—抽真空管，16—真空泵站，17—电磁阀(如，分步直动式电磁阀)，18—磁悬浮轨道。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。在本发明的描述中方位术语仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体说来，本发明真空管道高速磁悬浮真空保持与泄压疏散系统，包括：

真空管道，所述真空管道由轨行区、顶部通道、密封箱和密封板组成；

真空泵站(每段真空管道区间可以设置一处)，通过抽真空管与抽真空管的顶部通道相连；

减压孔组，设置于密封顶板，用于平衡轨行区和顶部通道之间的真空度，并保证两者之间的真空度稳步变化；

以及分步直动式电磁阀，与真空泵站并联设置，仅防灾疏散时开启。

进一步的，真空管道的轨行区可以为高速磁悬浮列车行驶区域，顶部通道为真空度调节区域。

真空泵站可以设置于每段真空管道区间，通过抽真空管与真空管道相连。

分步直动式电磁阀通过抽真空管与真空管道相连，用于防灾疏散工况时真空管道恢复常压状态，保证人员疏散安全。

减压孔组设置于密封顶板，每段真空管道可以均匀布置至少两处，通过减压劈尖组的升起和降落实现轨行区和顶部通道之间真空度的调节。

以下为具体实施例：

实施例一(对应真空保持功能)

本发明实施例一所示的真空管道高速磁悬浮真空保持与泄压疏散系统，高速磁悬浮列车在真空管道内正常运行工况时，如图1至图3所示，为保证轨行区7内高速磁悬浮列车行驶过程的真空度要求，每段真空管道区间设置一处真空泵站16，中空调压板13内部留有一定高度的空间保证减压劈尖组12实现升降，当轨行区7内真空度低于设计值后，启动真空泵站16，通过抽真空管15向外抽取空气，此时真空管道1顶部通道8内的真空度提高，顶部通道8真空度高于轨行区7，在两侧压差作用下，减压劈尖组12向上提升，轨行区的空气通过减压孔组11与减压劈尖组12之间的缝隙进入顶部通道8，并被真空泵站16排出，直到顶部通道8与轨行区7的真空度达到平衡，减压劈尖组12在重力作用下降落，重新将减压孔组11密封，实现轨行区7的真空保持。

实施例二(对应泄压疏散功能)

本发明实施例二所示的真空管道高速磁悬浮真空保持与泄压疏散系统，高速磁悬浮列车在真空管道内发生故障时，如图1、图2和图4所示，当高速磁悬浮列车出现故障后，在真空管道1内紧急停车，此时关闭该停车段真空管道1前后密封箱3内的密封板4，将该段真空管道从整条线路中隔离出来，进一步打开分步直动式电磁阀17，将顶部通道8与室外大气连通，此时顶部通道8处于常压状态，进一步电动升起中空调压板13，联动将减压劈尖组12从减压孔组11中拔出，顶部通道8内的空气通过均匀布置在该段密封顶板10的减压孔组11进入轨行区7，避免集中泄压对高速磁悬浮列车造成冲击；轨行区7内真空度达到常压状态后，开启高速磁悬浮列车的列车门6和真空管道1上对应的疏散门，乘客由列车疏散到外界环境，从而保证了人员安全。

上述实施例中，除了采用分步直动式电磁阀17外，还可以采用其他能够通过自动控制实现启闭功能的阀门，如其他电磁阀等。

本领域的技术人员容易理解，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)

1.一种真空管道高速磁悬浮真空保持与泄压疏散系统，其特征在于，该系统包括能够进行分区式隔离的真空管道(1)，该真空管道(1)用于作为高速磁悬浮列车(2)运行的场所，在预先设定的每个区间的两端均设置有密封箱(3)，每个密封箱(3)内均设置有密封板(4)，通过控制密封板(4)与所述真空管道(1)的相对位置，能够实现所述真空管道(1)的分段隔离，使该真空管道(1)内某个区间与相邻区间之间的气体隔绝流通；

所述真空管道(1)的每个区间均自上而下被密封顶板(10)分隔成顶部通道(8)、以及用于提供高速磁悬浮列车(2)运行场所的轨行区(7)，所述密封顶板(10)上还开设有减压孔组(11)用于平衡所述顶部通道(8)与所述轨行区(7)之间的真空度；

所述减压孔组(11)与减压劈尖组(12)配合工作，所述减压劈尖组(12)能够移动使所述减压孔组(11)在开放孔道与闭合孔道两种状态之间切换；当所述减压孔组(11)处于闭合孔道状态时，所述减压孔组(11)的孔道被所述减压劈尖组(12)完全嵌入，此时，所述密封顶板(10)将被完全密封，所述轨行区(7)与所述顶部通道(8)之间将无法进行气体流通，它们的真空度也将保持相对独立；当所述减压孔组(11)处于开放孔道状态时，所述减压劈尖组(12)位于所述密封顶板(10)上方一定距离，此时，所述轨行区(7)与所述顶部通道(8)之间将能够通过所述减压孔组(11)进行气体流通，使所述轨行区(7)与所述顶部通道(8)之间的真空度保持平衡；

所述真空管道(1)每个区间内的所述顶部通道(8)均具有独立的抽真空功能和充气泄压功能，其中，

充气泄压功能是通过设置电磁阀(17)与中空调压板(13)实现的，所述电磁阀(17)能够使该区间内的所述顶部通道(8)与外界常压环境之间开放气体流通使所述顶部通道(8)充气泄压，同时电动升起中空调压板(13)带动所述减压劈尖组(12)移动使该区间内的所述减压孔组(11)处于开放孔道状态，从而使该区间内的所述轨行区(7)充气泄压；并且，由于所述真空管道(1)的分区式隔离，所述真空管道(1)的其他区间将能够保持真空状态，实现真空保持；

抽真空功能是通过将所述真空管道(1)经由抽真空管(15)与真空泵站(16)相连实现的，所述真空泵站(16)能够通过所述抽真空管(15)对该区间内的所述顶部通道(8)进行抽真空；并且，利用抽真空后所述顶部通道(8)与所述轨行区(7)之间的气压差，能够使该区间内的所述减压劈尖组(12)保持在所述密封顶板(10)上方一定距离，从而使该区间内的所述减压孔组(11)处于开放孔道状态，进而实现对该区间内的所述轨行区(7)的抽真空。

2.如权利要求1所述系统，其特征在于，所述真空管道高速磁悬浮真空保持与泄压疏散系统包括若干个所述减压孔组(11)，这些减压孔组(11)均匀分布在所述真空管道(1)内，所述真空管道(1)的每一个区间对应至少2个所述减压孔组(11)。

3.如权利要求1所述系统，其特征在于，所述真空管道高速磁悬浮真空保持与泄压疏散系统包括若干个所述真空泵站(16)，所述真空管道(1)的每一个区间与一个所述真空泵站(16)相对应。

4.如权利要求1所述系统，其特征在于，所述电磁阀(17)同样是经由所述抽真空管(15)与所述真空管道(1)相连的。

5.如权利要求4所述系统，其特征在于，所述电磁阀(17)为分步直动式电磁阀。

6.如权利要求1所述系统，其特征在于，所述减压孔组(11)的孔道被所述减压劈尖组(12)完全嵌入，具体是当所述轨行区(7)与所述顶部通道(8)之间的真空度保持平衡时，利用所述减压劈尖组(12)自身重力使所述减压劈尖组(12)自动下降实现的。

7.如权利要求1－6任意一项所述系统，其特征在于，所述充气泄压功能，具体是使所述区间内的所述轨行区(7)充气泄压至常压。

8.如权利要求1－6任意一项所述系统，其特征在于，在与所述顶部通道(8)相对应的所述真空管道(1)壁上还开设置有检修门。

9.如权利要求7所述系统，其特征在于，在与所述顶部通道(8)相对应的所述真空管道(1)壁上还开设置有检修门。

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