CN112242230A - 强制风冷导热管及强制风冷式分体真空管道结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种强制风冷导热管及强制风冷式分体真空管道结构，该强制风冷导热管包括动力单元、进风口、冷却风道和出风口，冷却风道设置在真空管道结构内且靠近位于真空管道结构内的电气线圈，进风口设置在冷却风道的一端，出风口设置在冷却风道的另一端，动力单元用于驱动外部空气进入冷却风道以吸收电气线圈散发的热量并将吸收热量后的外部空气从出风口排出。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中电气线圈温升过高、线路建设成本高、占地面积大以及施工难度大的技术问题。

Description

强制风冷导热管及强制风冷式分体真空管道结构

技术领域

本发明涉及真空管道磁悬浮交通系统技术领域，尤其涉及一种强制风冷导热管及强制风冷式分体真空管道结构。

背景技术

为了降低运行阻力，取消传统铁道交通的车轮和钢轨，利用磁悬浮技术来提供车辆的悬浮力和导向力，使用直线电机为车辆提供牵引力和制动力。并且为了降低列车高速运行的空气阻力，将车辆封闭在管道内，并将管道抽真空。

相较于传统的轮轨系统，磁悬浮系统需要在轨道上铺设能够提供悬浮力、导向力、推进力和制动力的线圈，这些电气线圈在工作时会产生很大的电流，从而导致线圈发热，尤其是提供推进和制动作用的线圈，由于通电的时间较长，所以会产生较多的热量。在真空管道中空气密度很低(所谓真空管道并不是完全的真空，存在稀薄的空气)，散热效果极差，长时间使用时会导致线圈温度过高从而影响其工作性能和使用寿命。

目前，真空管道在世界范围内均没有进入工程化实施运用阶段，从所披露的资料来看，所有的真空管道都没有考虑线圈如何散热问题，长时间使用时导致线圈发热量累计到较高温度，从而影响线圈的绝缘性能以及缩短线圈的使用寿命。

另外现有的真空管道断面形状都是一个完整的圆管结构，具体如图6所示，这种圆管结构的真空管道不利于提高断面的垂向刚度，并且水平方向占地面积大，管道架设难度大，总的来看这种真空管道的建设投资成本高。

现有结构形式的真空管道存在以下几个技术缺点。

第一，真空管道都没有考虑线圈如何散热问题，长时间使用时导致线圈发热量累计到较高温度，从而影响线圈的绝缘性能以及缩短线圈的使用寿命。

第二，没有充分发挥混凝土材料和钢材的强度性能。车辆在真空管道内运行时对管道的作用载荷主要为垂向，这就要求管道断面在垂向上有很高的抗弯刚度，水平方向则不需要太高的刚度，而现有方案的整体圆钢管在垂向和水平方向的抗弯能力是相同的，很不合理。另外，混凝土部分的断面几何形状因为受到圆管的限制而不能设计太高，更多的材料分布在水平方向上，造成这种管道的垂向刚度不足，水平刚度有余，材料强度性能没有充分利用。

第三，在高架桥路段施工困难。真空管道在使用时是做成几十米长的一段，用架桥设备安装在高架桥上，整体圆管结构的管道上侧为圆弧状，并且只有一层钢板，无法承受架桥机自重，所以这种真空管道的工程施工难度大，带来建造成本高的问题。

第四，这种管道建造的线路占地面积大。因为圆管的横向和垂向尺寸相同，为了增加抗弯垂向刚度，必须增加圆管的直径，横向尺寸的增加加大了这种真空管道线路的占地面积，造成建线成本的增加。

发明内容

本发明提供了一种强制风冷导热管及强制风冷式分体真空管道结构，能够解决现有技术中电气线圈温升过高、线路建设成本高、占地面积大以及施工难度大的技术问题。

根据本发明的一方面，提供了一种强制风冷导热管，强制风冷导热管包括动力单元、进风口、冷却风道和出风口，冷却风道设置在真空管道结构内且靠近位于真空管道结构内的电气线圈，进风口设置在冷却风道的一端，出风口设置在冷却风道的另一端，动力单元用于驱动外部空气进入冷却风道以吸收电气线圈散发的热量并将吸收热量后的外部空气从出风口排出。

进一步地，动力单元包括进口驱动单元和/或出口驱动单元，进口驱动单元设置在进风口处，出口驱动单元设置在出风口处，进口驱动单元和/或出口驱动单元用于驱动外部空气进入冷却风道以吸收电气线圈散发的热量并将吸收热量后的外部空气从冷却风道排出。

进一步地，进口驱动单元包括风机和/或出口驱动单元包括风机。

根据本发明的另一方面，提供了一种强制风冷式分体真空管道结构，强制风冷式分体真空管道结构包括第一结构、第二结构以及如上所述的强制风冷导热管，强制风冷导热管设置在第二结构内且靠近位于第二结构内的电气线圈，第二结构用于为车辆提供运行轨道，第二结构设置在第一结构的下部，第一结构与第二结构相连接以形成管道本体，管道本体用于提供气密性真空管道环境。

进一步地，强制风冷式分体真空管道结构还包括导热元件，导热元件设置在电气线圈与强制风冷导热管之间；第二结构的材质包括钢筋混凝土和导热骨料。

进一步地，强制风冷式分体真空管道结构包括多个第一强制风冷导热管和多个第二强制风冷导热管，第一结构为圆弧拱形结构，第二结构为U型结构，第二结构包括第一侧壁和第二侧壁，在第一侧壁内连续设置有多个第一电气线圈，多个第一强制风冷导热管与多个第一电气线圈一一对应设置；在第二侧壁内连续设置有多个第二电气线圈，多个第二电气线圈分别与多个第一电气线圈以及多个第二强制风冷导热管一一对应设置。

进一步地，动力单元包括第一进口驱动单元和第二进口驱动单元，强制风冷式分体真空管道结构还包括第一总进风管和第二总进风管，第一总进风管分别与多个第一强制风冷导热管以及第一进口驱动单元连接，第二总进风管分别与多个第二强制风冷导热管以及第二进口驱动单元连接。

进一步地，动力单元包括第一出口驱动单元和第二出口驱动单元，强制风冷式分体真空管道结构还包括第一总出风管和第二总出风管，第一总出风管分别与多个第一强制风冷导热管以及第一出口驱动单元连接，第二总出风管分别与多个第二强制风冷导热管以及第二出口驱动单元连接。

进一步地，动力单元包括第一进口驱动单元、第二进口驱动单元、第一出口驱动单元和第二出口驱动单元，强制风冷式分体真空管道结构还包括第一总进风管、第二总进风管、第一总出风管和第二总出风管，第一总进风管分别与多个第一强制风冷导热管的进风口以及第一进口驱动单元连接，第一总出风管分别与多个第一强制风冷导热管的出风口以及第一出口驱动单元连接；第二总进风管分别与多个第二强制风冷导热管的进风口以及第二进口驱动单元连接，第二总出风管分别与多个第二强制风冷导热管的出风口以及第二出口驱动单元连接。

进一步地，第一强制风冷导热管和第二强制风冷导热管均采用非导电材料制成。

应用本发明的技术方案，提供了一种强制风冷导热管，该强制风冷导热管设置在真空管道结构内且靠近位于真空管道结构内的电气线圈，在使用时，利用动力单元驱动外部空气进入冷却风道，这些空气流入冷却风道内带走线圈的热量，经过出风口排出，此种方式能够降低电气线圈温度，温度的降低有利于提高线圈的导电性、提高线圈绝缘层的绝缘性能，并有利于提高线圈的使用寿命。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1和图2示出了根据本发明的具体实施例提供的强制风冷式分体真空管道结构的断面视图；

图3示出了图1中提供的强制风冷式分体真空管道结构的侧视图；

图4示出了根据本发明的又一具体实施例提供强制风冷式分体真空管道结构的主视图；

图5示出了图4中提供的强制风冷式分体真空管道结构的侧视图；

图6示出了现有技术中提供的真空管道的断面视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、进风口；20、冷却风道；30、出风口；100、强制风冷导热管；110、第一强制风冷导热管；120、第二强制风冷导热管；130、第一总进风管；140、第二总进风管；200、第一结构；300、第二结构；301、第一侧壁；301a、第一电气线圈；302、第二侧壁；302a、第二电气线圈；400、导热元件；500、导热骨料；600、密封件；700、连接螺栓；800、气密涂层；900、加强筋板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1至图5所示，根据本发明的具体实施例提供了一种强制风冷导热管，该强制风冷导热管包括动力单元、进风口10、冷却风道20和出风口30，冷却风道20设置在真空管道结构内且靠近位于真空管道结构内的电气线圈，进风口10设置在冷却风道20的一端，出风口30设置在冷却风道20的另一端，动力单元用于驱动外部空气进入冷却风道20以吸收电气线圈散发的热量并将吸收热量后的外部空气从出风口30排出。

应用此种配置方式，提供了一种强制风冷导热管，该强制风冷导热管设置在真空管道结构内且靠近位于真空管道结构内的电气线圈，在使用时，利用动力单元驱动外部空气进入冷却风道，这些空气流入冷却风道内带走线圈的热量，经过出风口排出，此种方式能够降低电气线圈温度，温度的降低有利于提高线圈的导电性、提高线圈绝缘层的绝缘性能，并有利于提高线圈的使用寿命。

进一步地，在本发明中，为了通过外部冷空气实现对电气线圈的快速散热，可将动力单元配置为包括进口驱动单元和/或出口驱动单元，进口驱动单元设置在进风口10处，出口驱动单元设置在出风口30处，进口驱动单元和/或出口驱动单元用于驱动外部空气进入冷却风道20以吸收电气线圈散发的热量并将吸收热量后的外部空气从冷却风道20排出。

作为本发明的一个具体实施例，动力单元仅包括进口驱动单元，进口驱动单元设置在进风口10处，进口驱动单元可驱动外部空气进入冷却风道以吸收电气线圈散发的热量并将吸收热量后的外部空气从出风口30排出，其中，进口驱动单元包括风机或其它动力。作为本发明的另一实施例，动力单元也可仅包括出口驱动单元，出口驱动单元设置在出风口30处，出口驱动单元可驱动外部空气进入冷却风道以吸收电气线圈散发的热量并将吸收热量后的外部空气从出风口30排出，其中，出口驱动单元包括风机或其它动力。

为了进一步地提升电气线圈的散热效率，也可将动力单元配置为同时包括进口驱动单元和出口驱动单元，进口驱动单元设置在进风口10处，出口驱动单元设置在出风口30处，进口驱动单元和出口驱动单元共同作用以驱动外部空气进入冷却风道以吸收电气线圈散发的热量并将吸收热量后的外部空气从出风口30排出，此种方式使得进口驱动单元和出口驱动单元共同作用，提高了外部空气在冷却风道内的循环效率，从而能够有效提升电气线圈的散热效率，降低电气线圈温度。

进一步地，作为本发明的第一实施例，如图1至图3所示，强制风冷导热管呈弯折状结构，强制风冷导热管包括三个导热段，第二导热段分别与第一导热段和第三导热段呈夹角设置，如图3所示，斜向布置的第二导热段靠近电气线圈，斜向布置的目的是为了增加强制风冷导热管与电气线圈区域的接触面积，增强散热效果。沿真空管道结构的长度方向依次均匀连续设置有多个强制风冷导热管，多个强制风冷导热管用于将多个电气线圈产生的热量导出。

进一步地，在本发明中，作为本发明的第二实施例，为了提高强制风冷导热管的散热效率，如图4和图5所示，可将强制风冷导热管100配置为包括多个强制风冷导热段，多个强制风冷导热段依次连接且呈蛇形排布，此种设置方式能够增加导热管与电气线圈区域的接触面积。如图5所示，强制风冷导热管100包括四个强制风冷导热段，四个强制风冷导热段均为稍有倾斜的水平段，四个强制风冷导热段依次相连接呈蛇形排布，此种排布方式能够增大导热面积，提高强制风冷导热管的散热效率。作为本发明的其他实施例，也可采用其他结构形式的强制风冷导热管，只要能够将电气线圈散发的热量导出即可，此处不做限制。

根据本发明的另一方面，提供了一种强制风冷式分体真空管道结构，该风冷式分体真空管道结构包括第一结构200、第二结构300以及如上所述的强制风冷导热管100，强制风冷导热管100设置在第二结构300内且靠近位于第二结构300内的电气线圈，第二结构300用于为车辆提供运行轨道，第二结构300设置在第一结构200的下部，第一结构200与第二结构300相连接以形成管道本体，管道本体用于提供气密性真空管道环境。

应用此种配置方式，提供了一种强制风冷式分体真空管道结构，该强制风冷式分体真空管道结构包括强制风冷导热管，由于本发明的强制风冷导热管能够将电气线圈产生的热量导出，降低电气线圈温度，温度的降低有利于提高线圈的导电性、提高线圈绝缘层的绝缘性能，并有利于提高线圈的使用寿命，因此，将该强制风冷导热管应用到风冷式分体真空管道结构中，能够极大地提高真空管道结构的工作性能。再者，该强制风冷式分体真空管道结构通过将管道本体设置为分体的，第一结构和第二结构相连接以用于提供气密性真空管道环境，此种方式使得管道结构的高度尺寸与宽度尺寸可以自由设计，互不影响，能够在有效增加管道的垂向刚度的同时，不增加横向尺寸和线路的占地面积。此外，在高架路段施工时，由于本发明所提供的风冷式分体真空管道结构为分体式管道，因此位于下部的第二结构在施工时其自身可形成架桥机的工作路线，当位于真空管道结构下部的第二结构完成安装后再使用架桥机将上部的第一结构逐一安装到位即可，工程施工非常方便，线路建设成本低。

进一步地，在本发明中，为了增强导热效果，可将强制风冷式分体真空管道结构配置为还包括导热元件400，导热元件400设置在电气线圈与强制风冷导热管100之间；第二结构300的材质包括钢筋混凝土和导热骨料500。作为本发明的一个具体实施例，导热元件400包括导热硅脂或导热硅胶片，导热骨料500包括氧化铁骨料，氧化铁骨料可加在电气线圈附近的钢筋混凝土中。

此外，在本发明中，如图1所示，为了保证车辆在真空管道内快速运行时散热的均匀性，可将强制风冷式分体真空管道结构配置为包括多个第一强制风冷导热管110和多个第二强制风冷导热管120，第一结构200为圆弧拱形结构，第二结构300为U型结构，第二结构300包括第一侧壁301和第二侧壁302，在第一侧壁301内连续设置有多个第一电气线圈301a，多个第一强制风冷导热管110与多个第一电气线圈301a一一对应设置；在第二侧壁302内连续设置有多个第二电气线圈302a，多个第二电气线圈302a分别与多个第一电气线圈301a以及多个第二强制风冷导热管120一一对应设置。

作为本发明的一个具体实施例，为了简化结构，降低成本，可将动力单元配置为包括第一进口驱动单元和第二进口驱动单元，强制风冷式分体真空管道结构还包括第一总进风管130和第二总进风管140，第一总进风管130分别与多个第一强制风冷导热管110以及第一进口驱动单元连接，第一进口驱动单元向第一总进风管130泵入外部空气，外部空气流入多个第一强制风冷导热管110内带走线圈的热量并经过各自的出风口排出。第二总进风管140分别与多个第二强制风冷导热管120以及第二进口驱动单元连接，第二进口驱动单元向第二总进风管140泵入外部空气，外部空气流入多个第二强制风冷导热管120内带走线圈的热量并经过各自的出风口排出。作为本发明的其他实施例，也可不设置第一总进风管和第二总进风管，相应地，在各个第一强制风冷导热管110和第二强制风冷导热管的进风口处均设置进口驱动单元，此种方式结构较复杂，且成本高。

作为本发明的又一具体实施例，为了简化结构，降低成本，可将动力单元配置为包括第一出口驱动单元和第二出口驱动单元，强制风冷式分体真空管道结构还包括第一总出风管和第二总出风管，第一总出风管分别与多个第一强制风冷导热管110以及第一出口驱动单元连接，第一出口驱动单元驱动外部空气由多个第一强制风冷导热管110的进风口进入各自的冷却风道，外部空气带走线圈的热量并在第一出口驱动单元的作用下经过各自的出风口流至第一总出风管，经第一总出风管排至外部大气。第二总出风管分别与多个第二强制风冷导热管120以及第二出口驱动单元连接，第二出口驱动单元驱动外部空气由多个第二强制风冷导热管120的进风口进入各自的冷却风道，外部空气带走线圈的热量并在第二出口驱动单元的作用下经过各自的出风口流至第二总出风管，经第二总出风管排至外部大气。作为本发明的其他实施例，也可不设置第一总出风管和第二总出风管，相应地，在各个第一强制风冷导热管110和第二强制风冷导热管的出风口处均设置出口驱动单元，此种方式结构较复杂，且成本高。

作为本发明的另一具体实施例，动力单元包括第一进口驱动单元、第二进口驱动单元、第一出口驱动单元和第二出口驱动单元，强制风冷式分体真空管道结构还包括第一总进风管130、第二总进风管140、第一总出风管和第二总出风管，第一总进风管130分别与多个第一强制风冷导热管110的进风口10以及第一进口驱动单元连接，第一总出风管分别与多个第一强制风冷导热管110的出风口30以及第一出口驱动单元连接，在第一进口驱动单元和第一出口驱动单元的作用下，外部空气被泵入第一总进风管130，外部空气流入多个第一强制风冷导热管110内带走线圈的热量，并经第一总出风管排至外部大气。第二总进风管140分别与多个第二强制风冷导热管120的进风口10以及第二进口驱动单元连接，第二总出风管分别与多个第二强制风冷导热管120的出风口30以及第二出口驱动单元连接，在第二进口驱动单元和第二出口驱动单元的作用下，外部空气被泵入第二总进风管140，外部空气流入多个第二强制风冷导热管120内带走线圈的热量，并经第二总出风管排至外部大气。

在本发明中，为了适于工业应用以及提高真空管道的工作寿命，可将第一结构200的材质配置为包括钢材，第二结构300的材质包括钢筋混凝土。作为本发明的一个具体实施例，车辆在真空管道内运行时对管道的作用载荷主要为垂向，因此要求管道断面在垂向上有较高的抗弯刚度，水平方向则不需要过大的刚度。由于本发明所提供的风冷式分体真空管道结构为分体式管道，因此，管道结构的高度尺寸与宽度尺寸可以自由设计，基于此，可根据车辆实际运行中对管道的刚度需求，增大管道在垂向上的抗弯刚度，使得更多的混凝土材料分布在垂直方向上，以充分利用材料的强度性能。

进一步地，在本发明中，第一结构200与第二结构300可使用螺栓进行连接。具体地，如图1所示，上部钢制第一结构200和下部混凝土材质的第二结构300之间采用若干连接螺栓700连接，装配前，连接螺栓700预埋在下部的混凝土材质的第二结构300内，根据实际需求测试螺栓之间的间距尺寸，并根据螺栓之间的间距尺寸在上部的钢制第一结构200中钻孔，控制螺栓800与螺栓孔的间隙，增强真空管道上下部的连接强度，从而能够提高真空管道的承载一体性。

此外，在本发明中，为了保证强制风冷式分体真空管道结构的工作性能，防止真空管道结构在工作过程中空气渗漏，可将风冷式分体真空管道结构配置为还包括密封件600，密封件600设置在第一结构200和第二结构300的连接位置，密封件600用于实现第一结构200和第二结构300之间的密封连接。

应用此种配置方式，通过在第一结构和第二结构的连接位置处设置密封件，在对真空管道抽真空及后续车辆在真空管道内运行时，能够有效地防止空气渗漏，提高真空管道的工作性能。作为本发明的一个具体实施例，可采用橡胶条作为密封件600，在此种方式下，当真空管道内抽真空后，上部的刚制第一结构200在数千吨空气压力的作用下，通过密封橡胶条结构紧紧压在下部的钢筋混凝土材质的第二结构300上，能够起到非常良好的密封效果。作为本发明的其他实施例，也可采用其他低刚度、密封性的材料作为密封件600。

进一步地，在本发明中，为了提高真空管道结构的强度以及增加强制风冷式分体真空管道结构的散热面积，可将强制风冷式分体真空管道结构配置为还包括加强筋板900，加强筋板900焊接在管道本体的外部，加强筋板900用于提高管道本体的强度以及增加风冷式分体真空管道结构的散热面积。作为本发明的一个具体实施例，可采用钢板作为加强筋板900，加强筋板焊接设置在管道本体上。

此外，在本发明中，为了进一步地提高真空管道结构的强度以及增加风冷式分体真空管道结构的散热面积，可将风冷式分体真空管道结构配置为包括多个加强筋板900，多个加强筋板900沿管道本体的长度方向间隔焊接在管道本体上。作为本发明的一个具体实施例，可采用钢板作为加强筋板900，如图3和图5所示，强制风冷式分体真空管道结构包括多个加强筋板，多个加强筋板沿管道本体的长度方向均匀间隔地焊接设置在管道本体上。此种方式既能够节省钢材用量，同时也能够增加风冷式分体真空管道结构的刚度和强度，此外，加强筋板结构还能够增加管道的散热面积，起到散热格栅的作用。

进一步地，在本发明中，为了进一步地提高真空管道的密封性能，可将风冷式分体真空管道结构配置为还包括气密涂层800，气密涂层800涂覆在第二结构300外部；第二结构300的材质还包括气密剂。作为本发明的一个具体实施例，气密涂层800的材质包括沥青、铁皮或钢板，第二结构的材质主要由混凝土组成，混凝土中增加有一定量的气密剂以增强气密性。作为本发明的其他实施例，也可采用其他具有气密作用的材料作为气密涂层800。

此外，在本发明中，为了避免磁悬浮列车运行时在这些风冷管道内形成电涡流，可以采用非导电材料制成第一强制风冷导热管110和第二强制风冷导热管120，也可以采用非导电材料制成第一总进风管、第二总进风管、第一总出风管和第二总出风管。

为了对本发明有进一步地了解，下面结合图1至图3对本发明的强制风冷式分体真空管道结构进行详细说明。

如图1至图3所示，根据本发明的具体实施例提供了一种强制风冷式分体真空管道结构，该强制风冷式分体真空管道结构包括第一结构200、第二结构300、导热元件400、密封件600、气密涂层800、加强筋板900、多个第一强制风冷导热管110和多个第二强制风冷导热管120，在本实施例中，采用密封条作为密封件600，钢板作为加强筋板900，上部钢制的第一结构200和下部混凝土制的第二结构300之间使用密封条进行密封，使用连接螺栓700进行连接。

上部钢制的第一结构200主要作用是为真空管道提供密闭密封，采用钢板钣金成拱形结构，沿真空管道纵向焊接多道加强筋板，这样节省了钢材用量同时增加了真空管道结构的刚度和强度，另外这些加强筋板结构还增加了管道的散热面积，起到散热格栅的作用。

下部钢筋混凝土制的第二结构300的作用有两点，一是与上部钢制的第一结构200共同构成密闭的真空管道，二是作为车辆运行的轨道。与一般高铁线路上的混凝土结构不同，这里对混凝土增加了密封要求，所以混凝土中增加一定量的气密剂，并在混凝土结构的外侧敷设喷涂一层气密涂层800，气密涂层800采用沥青、铁皮或钢板等有气密作用的材料即可。

上部钢制的第一结构200与下部钢筋混凝土制的第二结构300之间采用若干连接螺栓700连接，连接螺栓700预埋在下部钢筋混凝土制的第二结构300中，根据实际测试螺栓的间距尺寸，在上部钢制的第一结构200中钻孔，控制螺栓与螺栓孔的间隙，增强上下部的连接刚度，提高了管道的承载的一体性。

密封条采用橡胶等低刚度、密封性材料制成，管道内抽真空后，上部的钢结构在数千吨的空气压力作用下，通过密封条结构紧紧压在下部钢筋混凝土制的第二结构300上，能起到非常良好的密封效果。

在下部钢筋混凝土制的第二结构300中预埋多个第一强制风冷导热管110和多个第二强制风冷导热管120，多个第一强制风冷导热管110靠近多个第一电气线圈301a设置，多个第二强制风冷导热管120靠近多个第二电气线圈302a设置，多个第一强制风冷导热管110的下部均连接第一总进风管130，上部均为出风口30，多个第二强制风冷导热管120的下部均连接第二总进风管140，上部均为出风口30，利用风机或其它动力分别向第一总进风管130和第二总进风管140内泵入空气，这些空气分别流入多个第一强制风冷导热管110以及多个第二强制风冷导热管120内带走线圈的热量，经过各自对应的出风口30排出，从而降低线圈温度，温度的降低有利于提高线圈的导电性、提高线圈绝缘层的绝缘性能，并有利于提高线圈的使用寿命。

为了避免磁悬浮列车运行时在这些风冷管道内形成电涡流，可以采用非导电材料制成第一强制风冷导热管110和第二强制风冷导热管120，也可以采用非导电材料制成第一总进风管和第二总进风管。

为了进一步增强导热效果，可以在强制风冷导热管和电气线圈之间用设置导热材料，如导热硅脂或导热硅胶片，也可以将电气线圈附近的钢筋混凝土中加入导热性能较好的骨料，比如氧化铁骨料。

强制风冷导热管有多种结构形式，图5为另外一种形式，强制风冷导热管的基本特征是预埋在下部钢筋混凝土制的第二结构300之中，其中部靠近电气线圈以吸收电气线圈产生的热量，利用强制泵入的空气将电气线圈产生的热量导出。

本发明的真空管道结构由上部钢制的第一结构200和下部混凝土制的第二结构300两部分连接而成，上下结构通过螺栓连接而成为一个整体。本发明的管道结构高度尺寸与宽度尺寸完全可以自由设计，互不影响，在有效增加管道的垂向刚度的同时，不增加横向尺寸和线路的占地面积。

另外这种分体式管道结构，在高架路段施工时也非常方便，首先将使用架桥机将下部的混凝土制的第二结构顺序吊装到桥墩上，混凝土制的第二结构本身就形成了架桥机的工作线路，下部混凝土制的第二结构安装完成后再使用架桥机将上部钢制的第一结构200逐一安装到位即可，降低了施工难度也就降低了施工成本。

综上所述，本发明提供了一种强制风冷导热管及强制风冷式分体真空管道结构，该强制风冷式分体真空管道结构与现有技术相比，具有以下优点。

第一，本发明所提供的分体真空管道结构通过引入强制风冷导热管，解决了管道内的电气线圈发热导致的温升问题，提高了电气线圈性能，包括降低电阻和提升绝缘性能，并延长线圈的使用寿命。

第二，本发明的分体式真空管道结构的高度尺寸与宽度尺寸完全可以自由设计，根据需要可增加管道的高度尺寸，提高管道的垂向刚度，同时控制横向尺寸，减少钢材和混凝土材料的使用并且减少线路的占地面积。

第三，本发明所提供的分体式真空管道结构非常方便高架路段施工，首先将使用架桥机将下部的混凝土结构顺序吊装到桥墩上，下部混凝土结构本身就形成了架桥机的走行的工作线路，下部混凝土结构安装完成后再使用架桥机将上部结构逐一安装到位即可，降低了施工难度以及施工成本。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种强制风冷导热管，其特征在于，所述强制风冷导热管包括动力单元、进风口(10)、冷却风道(20)和出风口(30)，所述冷却风道(20)设置在真空管道结构内且靠近位于真空管道结构内的电气线圈，所述进风口(10)设置在所述冷却风道(20)的一端，所述出风口(30)设置在所述冷却风道(20)的另一端，所述动力单元用于驱动外部空气进入所述冷却风道(20)以吸收电气线圈散发的热量并将吸收热量后的外部空气从所述出风口(30)排出。

2.根据权利要求1所述的强制风冷导热管，其特征在于，所述动力单元包括进口驱动单元和/或出口驱动单元，所述进口驱动单元设置在所述进风口(10)处，所述出口驱动单元设置在所述出风口(30)处，所述进口驱动单元和/或所述出口驱动单元用于驱动外部空气进入所述冷却风道(20)以吸收电气线圈散发的热量并将吸收热量后的外部空气从所述冷却风道(20)排出。

3.根据权利要求2所述的强制风冷导热管，其特征在于，所述进口驱动单元包括风机和/或所述出口驱动单元包括风机。

4.一种强制风冷式分体真空管道结构，其特征在于，所述强制风冷式分体真空管道结构包括第一结构(200)、第二结构(300)以及如权利要求1至3中任一项所述的强制风冷导热管(100)，所述强制风冷导热管(100)设置在所述第二结构(300)内且靠近位于所述第二结构(300)内的电气线圈，所述第二结构(300)用于为车辆提供运行轨道，所述第二结构(300)设置在所述第一结构(200)的下部，所述第一结构(200)与所述第二结构(300)相连接以形成管道本体，所述管道本体用于提供气密性真空管道环境。

5.根据权利要求4所述的强制风冷式分体真空管道结构，其特征在于，所述强制风冷式分体真空管道结构还包括导热元件(400)，所述导热元件(400)设置在所述电气线圈与所述强制风冷导热管(100)之间；所述第二结构(300)的材质包括钢筋混凝土和导热骨料(500)。

6.根据权利要求4所述的强制风冷式分体真空管道结构，其特征在于，所述强制风冷式分体真空管道结构包括多个第一强制风冷导热管(110)和多个第二强制风冷导热管(120)，所述第一结构(200)为圆弧拱形结构，所述第二结构(300)为U型结构，所述第二结构(300)包括第一侧壁(301)和第二侧壁(302)，在所述第一侧壁(301)内连续设置有多个第一电气线圈(301a)，多个所述第一强制风冷导热管(110)与多个所述第一电气线圈(301a)一一对应设置；在所述第二侧壁(302)内连续设置有多个第二电气线圈(302a)，多个所述第二电气线圈(302a)分别与多个所述第一电气线圈(301a)以及多个所述第二强制风冷导热管(120)一一对应设置。

7.根据权利要求6所述的强制风冷式分体真空管道结构，其特征在于，所述动力单元包括第一进口驱动单元和第二进口驱动单元，所述强制风冷式分体真空管道结构还包括第一总进风管(130)和第二总进风管(140)，所述第一总进风管(130)分别与多个所述第一强制风冷导热管(110)以及所述第一进口驱动单元连接，所述第二总进风管(140)分别与多个所述第二强制风冷导热管(120)以及所述第二进口驱动单元连接。

8.根据权利要求6所述的强制风冷式分体真空管道结构，其特征在于，所述动力单元包括第一出口驱动单元和第二出口驱动单元，所述强制风冷式分体真空管道结构还包括第一总出风管和第二总出风管，所述第一总出风管分别与多个所述第一强制风冷导热管(110)以及所述第一出口驱动单元连接，所述第二总出风管分别与多个所述第二强制风冷导热管(120)以及所述第二出口驱动单元连接。

9.根据权利要求6所述的强制风冷式分体真空管道结构，其特征在于，所述动力单元包括第一进口驱动单元、第二进口驱动单元、第一出口驱动单元和第二出口驱动单元，所述强制风冷式分体真空管道结构还包括第一总进风管(130)、第二总进风管(140)、第一总出风管和第二总出风管，所述第一总进风管(130)分别与多个所述第一强制风冷导热管(110)的进风口(10)以及所述第一进口驱动单元连接，所述第一总出风管分别与多个所述第一强制风冷导热管(110)的出风口(30)以及所述第一出口驱动单元连接；所述第二总进风管(140)分别与多个所述第二强制风冷导热管(120)的进风口(10)以及所述第二进口驱动单元连接，所述第二总出风管分别与多个所述第二强制风冷导热管(120)的出风口(30)以及所述第二出口驱动单元连接。

10.根据权利要求4至9中任一项所述的强制风冷式分体真空管道结构，其特征在于，所述第一强制风冷导热管(110)和所述第二强制风冷导热管(120)均采用非导电材料制成。

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