CN112879491B - 高铁隧道空气减振装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及隧道领域，具体公开了高铁隧道空气减振装置，包括若干减振单元和传动器，所述减振单元和传动器沿隧道的内壁周向间隔分布，所述减振单元包括若干吸收筒、压杆和挡板，所述吸收筒成排分布，所述吸收筒预埋设置在隧道的内壁中，吸收筒内填充有海绵，所述压杆的上端设置有压板，压板滑动设置在吸收筒中且位于海绵的上方，压杆中空且侧壁上设置有若干气孔，压杆的底部与挡板连接；所述传动器包括两个传动杆以及齿轮，所述传动杆分别设置在相邻挡板上，传动杆上设置有齿条，两个齿条与齿轮啮合。本发明的目的在于解决列车进入隧道产生活塞效应的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及隧道领域，具体公开了高铁隧道空气减振装置。
背景技术
活塞效应指在隧道中高速运行的列车，会带动隧道中的空气产生高速流动，因为类似汽缸内活塞压缩气体之现象。当高速运行之列车进入隧道，隧道内之空气原为静止，因列车之重击，产生高压波，该高压波以声音的速度传播(远大于列车行驶速度)，因此当列车进入隧道产生之高压波迅速往下游传递，压力波传达的隧道空气立即被加速，当压力波抵达下游隧道口时产生反射波，反射波往隧道上游传递，当其传递之隧道空气将再一次被加速。同样的列车车尾进入隧道，会产生一股负压波，该股负压波，也同样会作用在隧道内空气流速。
现有的列车车速一般在250-350km/h，列车进入隧道时会因活塞效应而发生振动，由于振动幅度不大，所以基本上不会对列车行驶产生不利影响；但是未来列车的车速逐渐提高，活塞效应更加明显，可能会影响列车正常行驶，造成安全事故，所以需要一种设备来减缓隧道活塞效应。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供高铁隧道空气减振装置，以解决列车进入隧道产生活塞效应的技术问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高铁隧道空气减振装置,包括若干减振单元和传动器，所述减振单元和传动器沿隧道的内壁周向间隔分布，所述减振单元包括若干吸收筒、压杆和挡板，所述吸收筒成排分布，所述吸收筒预埋设置在隧道的内壁中，吸收筒内填充有海绵，所述压杆的上端设置有压板，压板滑动设置在吸收筒中且位于海绵的上方，压杆中空且侧壁上设置有若干气孔，压杆的底部与挡板连接；所述传动器包括两个传动杆以及齿轮，所述传动杆分别设置在相邻挡板上，传动杆上设置有齿条，两个齿条与齿轮啮合。
可选地，相邻两排吸收筒中的压板，其中一排压板位于吸收筒顶部，另一排压板位于吸收筒下部并将海绵挤压到最薄位置。
可选地，所述减振单元均竖直设置，所有所述压杆均能够竖直上下移动。
可选地，还包括弹性板，所述弹性板设置在隧道中，所述挡板与弹性板相抵，所述弹性板上设置有若干用于空气流通的通孔。
可选地，所述挡板呈波浪形。
可选地，所述通孔呈锥形，且通孔的小径端朝上。
可选地，所述隧道的内壁上设置有四块侧板，所述侧板顺次连接且包围减振单元和传动器，所述弹性板与四块侧板连接。
可选地，所述弹性板上沿其周向设置有若干金属片，所述金属片位于相邻减振单元之间，金属片上设置有扰流片，所述扰流片包括竖直部和若干软片，所述软片倾斜向上布置在竖直部上。
本方案的工作原理及有益效果在于：
1、本方案中，设置有减振单元，减振单元包括有吸收筒，且相邻的吸收筒中的海绵，一个处于压缩状态，一个处于已经吸收气体的状态，当列车进入隧道后，隧道中的空气被列车挤压到隧道的内壁上，此时空气会推动整个弹性板和挡板移动，挡板能够带动齿条移动，齿条带动齿轮、齿轮再带动相邻的齿条和挡板反向移动，所以会有一个吸收筒的压板向下移动，另一个吸收筒的压板向上移动，此时必然会有一个海绵吸气，另一个海绵放气，吸气能够吸收震荡空气的能量，放气能够补充吸气所造成的空气减少，最终达到消耗空气振动能量，减弱活塞效应的目的。
2、本方案中弹性板具有一定的弹性，其作用是能够带动挡板复位。弹性板上设置有通孔，通孔呈锥形，压杆上设置有气孔，当空气进入通孔时会先减少振动能量，同时提高空气流速，使其能够快速进入气孔，并被海绵吸收。
3、弹性板上设置有金属片和扰流片，所述金属片能够提高整个弹性片的强度，同时扰流片能够减少空气振动能量，起到扰流作用。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
图1为实施例仰视视角的结构示意图；
图2为减振单元和传动器的结构示意图；
图3为图2中A处的放大图；
图4为吸收筒内部的结构示意图。
附图中标记如下：隧道1、侧板2、弹性板3、通孔4、吸收筒5、挡板6、传动杆7、齿条8、齿轮9、压杆10、扰流片11、海绵12、压板13、气孔14。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例
一种高铁隧道1空气减振装置，如图1-图4所示，包括若干减振单元、传动器、四块侧板2以及弹性板3。
减振单元和传动器沿隧道1的内壁周向间隔分布。减振单元包括若干吸收筒5、压杆10和挡板6，吸收筒5的上端封闭，下端具有供压杆10滑动的开口，吸收筒5成排分布并预埋设置在隧道1的内壁中，吸收筒5内填充有中空筒状的海绵12，海绵12具有弹性。压杆10的上端同心固定设置有压板13，压板13滑动设置在吸收筒5中且位于海绵12的上方，压杆10穿过海绵12中心。压杆10中空且侧壁上设置有若干气孔14，压杆10的底部与挡板6固定连接，挡板6呈波浪形。减振单元均竖直设置，所有压杆10均能够竖直上下移动。传动器包括两个传动杆7以及齿轮9，传动杆7分别竖直固定设置在相邻挡板6上，传动杆7上固定设置有齿条8，两个齿条8相对并与齿轮9啮合。
相邻两排吸收筒5中的压板13，其中一排压板13位于吸收筒5顶部，另一排压板13位于吸收筒5下部并将海绵12挤压到最薄位置。
隧道1的内壁上固定设置有四块侧板2，侧板2顺次连接且包围减振单元和传动器，弹性板3与四块侧板2固定连接。挡板6与弹性板3相抵，弹性板3上设置有若干用于空气流通的通孔4，通孔4呈锥形，且通孔4的小径端朝上。弹性板3上沿其周向固定嵌入设置有若干金属片，金属片位于相邻减振单元之间，金属片上固定设置有扰流片11，扰流片11包括竖直部和若干软片，软片倾斜向上布置在竖直部上。
具体实施时：
列车进入隧道1中挤压隧道1中的空气，空气形成高压波冲击弹性板3，弹性板3在高压波的冲击下带动与其接触的挡板6向上移动，同时空气通过通孔4进入到弹性板3内部，然后空气通过压杆10上的气孔14进入到被压缩的海绵12中，挡板6上的齿条8和压杆10随之向上移动，齿条8带动齿轮9转动，齿轮9带动另一个齿条8移动，相邻两根齿条8一上一下，向上移动的齿条8所在的减振单元中，海绵12吸收空气，向下移动的齿条8所在的减振单元中，压杆10带动压板13挤压海绵12，海绵12中的空气被挤出以补充消耗空气。空气在弹性板3的上部流动时受到扰流片11作用还会减少振动能量。同时空气接触挡板6时，由于挡板6呈波浪形，所以挡板6能够改变空气流向，减少其动能，避免高压波反弹。弹性板3受到高压波冲击后还会在自身弹性恢复力作用下复位。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。
Claims (6)
1.一种高铁隧道空气减振装置，其特征在于：包括若干减振单元和传动器，所述减振单元和传动器沿隧道的内壁周向间隔分布，所述减振单元包括若干吸收筒、压杆和挡板，所述吸收筒成排分布，所述吸收筒预埋设置在隧道的内壁中，吸收筒内填充有海绵，所述压杆的上端设置有压板，压板滑动设置在吸收筒中且位于海绵的上方，压杆中空且侧壁上设置有若干气孔，压杆的底部与挡板连接，相邻两排吸收筒中的压板，其中一排压板位于吸收筒顶部，另一排压板位于吸收筒下部并将海绵挤压到最薄位置；还包括弹性板，所述弹性板设置在隧道中，所述挡板与弹性板相抵，所述弹性板上设置有若干用于空气流通的通孔；所述传动器包括两个传动杆以及齿轮，所述传动杆分别设置在相邻挡板上，传动杆上设置有齿条，两个齿条与齿轮啮合。
2.根据权利要求1所述的高铁隧道空气减振装置，其特征在于：所述减振单元均竖直设置，所有所述压杆均能够竖直上下移动。
3.根据权利要求2所述的高铁隧道空气减振装置，其特征在于：所述挡板呈波浪形。
4.根据权利要求3所述的高铁隧道空气减振装置，其特征在于：所述通孔呈锥形，且通孔的小径端朝上。
5.根据权利要求4所述的高铁隧道空气减振装置，其特征在于：所述隧道的内壁上设置有四块侧板，所述侧板顺次连接且包围减振单元和传动器，所述弹性板与四块侧板连接。
6.根据权利要求5所述的高铁隧道空气减振装置，其特征在于：所述弹性板上沿其周向设置有若干金属片，所述金属片位于相邻减振单元之间，金属片上设置有扰流片，所述扰流片包括竖直部和若干软片，所述软片倾斜向上布置在竖直部上。
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