CN113518841B - 气动运输车换轨装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于负载和/或乘客的气动运输系统的改进，该系统的车辆未配备车载驱动装置，在两个平行布置的专用轨道上被引导，每个轨道专用于一个行进方向，从而产生高运输能力。车辆在铁路轨道上行驶，铁路轨道铺设在由支柱支撑的高架轨道上，高架轨道上部结构的顶部中心有一个带有密封件的纵向槽，通过该槽，推进板的桅杆可以沿车辆的路径自由移动。横梁由构成高架轨道上部结构的四根梁组成，即两根道岔梁和两根直梁，其中四根梁永久地相互连接并与支柱相连，头部区域形成一个整体超静态结构。在道岔梁的上部结构中，安装有移动轨道及其各自的驱动机构和锁定机构。分段隔离阀位于道岔梁的推进管道内。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于负载和/或乘客的气动运输系统的改进，该系统的车辆未配备车载驱动装置，在两个平行布置的专用轨道上被引导，每个轨道专用于一个行进方向，从而产生高运输能力。
更具体地，本发明包括一条斜向轨道，通常称为交叉轨道，它连接两个所述的平行轨道，以及安装在两端的换轨装置，允许将车辆从一条直线移到另一条直线上。一个枢轴阀用于物理分离车辆的气动推进回路，分段隔离阀应用在横梁中作为整个轨道的关键点，允许多辆车同时和独立运行。
背景技术
轨道的改变在于轨道上的布置，能够在分叉处改变列车的方向。在传统的铁路系统中，这种轨道转换由轨道切换装置-AMV执行，可以包括两种类型：手动，由杠杆启动；电动，由转辙机启动。当AMV被激活以执行轨道变化时，一个称为杆的部件将杠杆或转辙机运动传送到闸门，闸门由一个锥形移动部件组成，以适应后轨或闸门。这些闸门具有铰接点，并在杠杆或转辙机所需的方向上同时移动，从而导致轨道发生变化。
气动推进车辆具有用于支撑板的桅杆，该板填充有气流通过的管道部分的内部。为此，管道的顶部具有位于轨道之间的纵向槽，推进板的桅杆穿过该槽。传统的AMV不适用于位于气动推进管道上方的轨道，因为它们使用轨道的互连杆，这阻碍了气动车辆的致动器板的桅杆通过。
专利文献PI 7703372-8、PI 7906255-5、PI 8301706-2、PI 8503504-1、PI9502056-0、PI 9814160-0、PI 9912112-3、PI 0805188-7和PI 0901119-6描述了一种气动运输系统，由轻型车辆组成，优选地，转向架每个都包含四个金属轮，其中至少一个轴连接到用螺钉固定在推进板上的桅杆，负责转换流体的推力用于车辆在铺设在特殊高架轨道上的铁路上移动的机械工作。
安装在垂直柱子上的高架轨道除了具有支撑和引导车辆的功能外，其特征还在于其推进管道中的设备负责创建用于竞争和传播的物理手段固定动力装置组产生的气流。由重型工业风扇和一组阀门集成的动力单元组负责升高或降低形成高架轨道的梁的中空内部的压力。
在高架轨道的上部结构的上板中心有一个纵向槽，其特征是抵力段为开箱式，推进板的桅杆通过这些槽能够沿车辆的路径自由地移动。
根据专利PI 9814160-0，该槽可通过两对密封瓣的物理定位进行密封，密封瓣由高度耐用的材料、优异的机械记忆和低表面摩擦形成。
在专利PI 8301706-2和PI 8503504-1中，提出了用于分段隔离阀的机械布置的替代方案，其功能是允许多个车辆在整个轨道上同时独立运行。通过推进管道的物理中断和随之而来的履带内部气流的阻塞，它们被方便地用于分隔与另一个相邻的推进回路相关的推进回路。
在专利PI 8503504-1中，仍然提供了一种用于气动运输系统的换轨装置的结构模型，该系统具有低容量和低日常循环，由固定和移动轨道组成。移动轨道是要换向的元件，其中每个换轨装置包括两个闸门，其中一对连接到中间移动轨道和移动叉形件；固定轨道可以是背轨或连接。第一种类型用于横向铺设移动轨道，而第二种类型则与这些连接。描述了一种扭矩管系统，该系统连接到线性致动器以在高架轨道上执行轨道的改变，同时在轨道的铰接点上工作。该系统需要在参考轨道下方安装，该轨道与轨道的所有铰接点互连以进行这种改变，这使得安装复杂并且妨碍系统的维护。
专利文献BR 10 2014 014409 9提出了对现有布置的改进。据公开，在铺设固定和移动轨道的推进管道台上，通过混凝土表面上的预先存在的插入件进一步锚定相应的驱动装置，这些组由凸轮形成，消除了用于致动的不方便的扭矩管系统，还进一步引入了用于移动轨道的锁定系统。
然而，最近的这两个文件没有预见成对换道设备的机械配置来组成横梁，这是具有高乘客需求的双向应用的必要设备，也没有预见到该区域中推进管道的密封形状，需要区别对待。
发明内容
本发明的一个目的是对用于大容量气动运输乘客和/或负载的系统的车辆换轨装置进行改进，其具有以下技术特征：
连接两条平行轨道的斜轨(横梁)，允许车辆换位和换轨，包括内部气动推进管道和支撑柱；
移动轨道布置在斜轨支架上，由闸门、中间轨道和叉形件组成；
安全失效类型的移动轨道的驱动和安全锁定机构，包括线性致动器、杆和止动件，其中锁定机构对于所有类型的移动轨道具有相同的机械配置；
分段隔离阀，位于车辆斜轨内的推进管道内；
在斜轨的分叉区域的推进管道的机械密封装置，允许在更高的气压水平下运行；
在车辆推进板的桅杆位移期间，斜轨中推进管道槽的密封端子。
本发明的优点
本发明的气动输送系统的换轨装置的改进相对于现有技术具有以下优点：
适用于在大循环运行制度下使用时对设备的性能、可用性和安全性要求非常高的双向运输系统；
横梁和分段隔离阀针对气动输送系统中的任何应用进行标准化，特别是满足高可用性要求和高日常循环的应用；
横梁允许双向线路系统中的线路之间的交叉，特别是在旅程终点的相反方向返回；
构成横梁的一组梁的设计方式有利于施工过程；
横梁的驱动机构(开关支架)为安全失效型，任何发生在移动轨道上的反向作用力都在一个止动件而不是在致动缸上卸载，从而保持该装置面向外部作用的稳定，独立于冗余锁定系统；
移动轨道的驱动机构进一步实现了移动轨道与固定轨道接近度的微调，这有利于套装的组装，特别是旨在消除长期使用后最终引入的间隙；
中间移动轨道的驱动机构免除了使用难以调节的互连杆；
横梁还包括一个锁定系统，该系统直接作用于移动轨道，不再作用于驱动机构，提高了操作的安全水平；
锁定机构为所有类型的移动轨道提供了相同的机械配置，将它们锁定在正常位置(直线或切线)，如在反向位置(道岔或曲线)，由此锁定系统为中间和交叉轨道积累了冗余路径末端限位的互补功能；
包括用于斜轨的分叉处的管道槽的密封端子，确保了良好的密封性，这对于气动传输系统的动态和能量性能至关重要；
道岔管槽密封端，安装快捷方便，维护量少；
横梁在中心位置装有分段隔离阀，当横梁对准切线通道时，防止空气在两条轨道之间流通；
将分段隔离阀转换为安全失效装置，保证在关闭位置固定不动，避免通过密封销意外打开冗余锁定系统；
斜轨分叉区域推进管道的金属闭合装置，允许在更高的气压水平下运行，提高施工速度并降低零件的制造成本；
分段隔离阀；
由于其驱动机构占用的体积减少，其配置可显著减少对高架轨道下背部的视觉冲击。
附图说明
现在将基于以下列出的附图详细描述本发明的用于气动运输系统的换轨装置的改进：
图1是现有技术的双高架轨道上方的气动运输车辆的前视图；
图2是现有技术的车辆的板的桅杆通过期间高架轨道的推进管道纵向槽密封的前视图；
图3是现有技术的高架轨道的推进管道纵向槽的封闭密封的前视图；
图4是本发明的横梁组在正常位置的透视图；
图5是本发明横梁的俯视示意图；
图6是道岔梁推进管道纵向槽的密封端的截面透视图；
图7是完整横梁在正常位置的俯视图；
图8是完整横梁在道岔位置的俯视图；
图9是图7所示矩形A的细节放大图；
图10是图7所示矩形B的细节放大图；
图11是图8所示矩形C的细节放大图；
图12是图8所示矩形D的细节放大图；
图13是如图9中所示的子矩形A2的移动轨道上各分段的驱动机构的透视图；
图14是如图9中所示的子矩形A2的移动轨道上各分段的驱动机构的俯视图；
图15是如图10中所示的子矩形B1的中间轨道的驱动机构的透视图；
图16是如图10中所示的子矩形B1的中间轨道的驱动机构的俯视图；图17是如图9所示的子矩形A1移动轨道的锁定机构透视图；
图18是如图9所示的子矩形A1的移动轨道的锁定机构的俯视图；
图19是处于关闭位置的分段隔离阀的透视图；
图20是处于打开位置的分段隔离阀的透视图；
图21是按图23中指示的线AA切断的分段隔离阀在关闭位置的剖视图；
图22是按线AA切断的分段隔离阀在打开位置的剖视图；图23是指示分段隔离阀的横梁的俯视图。
图1示出了现有技术的双向气动推进系统，包括车辆(1)，优选地，包括两个或多个转向架，每个转向架包括四个金属轮(2)，其中一个轴与固定在推进板(4)上的桅杆(3)相连，推进板(4)负责在机械工作中转换压缩空气流的流体推力。车辆(1)在铁路轨道(5)上行驶，铁路轨道(5)铺设在由支柱(7)支撑的高架轨道上，高架轨道上部结构(6)的顶部中心有一个纵向槽(9)和相应的密封件，通过该槽，桅杆(3)可以从车辆(1)的推进板(4)上沿路径自由移动。
图2和图3详述了纵向槽(9)的密封件(8)的现有技术的一般方面。密封件(8)由一个放在另一个前面的两个密封件组成，每个密封件都由一组螺钉和金属压力杆(10)固定，并通过预先存在的插入件(11)固定在高架轨道(6)上。当车辆在高架轨道(6)上行驶时，密封件(8)片移开，从而为车辆推进板的桅杆(3)的位移产生空间，如图2所示。图3显示了密封件(8)片处于静止位置。
图4说明了由沿切线路径轨道(5)上方的横梁形成的横梁组，由支柱(7)支撑，具有横梁的中央支柱设计以在推进管道(12)的分叉出现在两个不同管道中的位置支撑两个道岔梁中的每一个道岔梁的双头。横梁区域由构成高架轨道上部结构的四道梁组成，即两道道岔梁(6')和两道直梁(6)。四道梁(6和6')在头部区域中永久地相互连接并连接到支柱(7)上，以形成以门廊形式构造的整体超静力结构。
图5根据组成材料对横梁的结构进行了划分，同时标识了道岔的具体密封位置。道岔梁(6')具有下部板、侧壁和由混凝土制成的上部板的一部分，该部分包括平衡连接的互补金属部件(13)，以允许车辆推进板在机动换轨期间畅通无阻地通过推进管道内部。在正常工作条件下管道的间歇加压和减压循环期间，互补金属部件(13)被设计成具有最小的垂直位移。道岔梁(6')的分叉处的纵向槽(9)的密封端子(14)由柔性材料制成并固定在互补金属部件(13)的末端，与分叉轨道的方向相反。密封端子(14)能够从直梁(6)的槽(9)的单个密封衍生到为保证道岔梁(6')的推进管道的适当密封性所必需的第二密封。
图6详细说明了管道中的槽的密封从直梁到道岔梁的过渡，并分为七个不同的模型表示(A到G)，显示了端子(14)在几何形状发生显着变化的不同点中的横截面，从(A)中表示的切割中的已知两个密封件(8)开始，直到转变为彼此结合的两组(G)。端子(14)是一体的，其近端仅呈现两个相对且分开的“V”形轮廓(14a)；端子(14)的中间部分具有垂直膜(14b)，其开始道岔的每个狭槽的密封片的分叉；端子(14)的远端具有水平膜(14c)，该膜将用于两个道岔槽的两对密封片互连。在其远端，通过内部接缝延续了密封件(8)的共同形状。
图7和图8分别说明了处于正常位置和道岔中的一组横梁，强调了在两种情况下车辆(RV和RV')路径的轨道对齐。
图9、10、11和12强调了移动轨道(16、18和21)的定位，并显示了驱动机构(17、19和20)以及与其相关联的锁定机构(15)，如图7中所示的矩形A和B以及图8中的矩形C和D，按此顺序。
有两种类型的机构安装在道岔梁(6')表面上的移动轨道(16、18和21)的驱动机构(17、19和20)上。第一种机构由可单独移动的枢转轨道构成，如闸门(16)和叉形件(21)所存在的那样。第二种机构由两个直接连接的轨道组成，它们之间没有连接杆，存在唯一的中间轨道(18)。
出于安全标准，移动轨道(16、18和21)的位置由位于道岔梁(6')表面上靠近轨道本身的冗余传感器监控，因此不是驱动机构(17、19和20)不可分割的一部分。
图13和图14单独说明了闸门(16)的驱动机构(17)，根据图9中子矩形A2的标记。图15和16单独说明了中间轨道(18)的驱动机构(19)，根据图10中子矩形B1上的标记。图17和18说明了移动轨道(16、18和21)的锁定机构(15)，根据图9中子矩形A1上的标记。
闸门(16)和叉形件(21)具有相似的驱动机构(17和20)。然而，与叉形件(21)不同的是，除了存在于道岔梁(6')表面上的锚固之外，闸门(16)的驱动机构(17)在其各自的背轨(相对的闸门)中有一个额外的锚固(22)。
通过在闸门(16)和连接轨道之间引入铰链式柔性夹板，闸门(16)的角运动是可能的。相反，叉形件(21)通过位于其末端之一的内部销移动。
根据图13和图14，驱动机构(17和20)由单个底板(23)组成，在该底板上放置一个线性致动器(24)，优选气动的，该致动器将两个铰接杆移出其中心点，一个主铰接杆(25)连接到路径调节器(26)，另一个副铰接杆(27)直接拧在移动轨道(16或21-未示出)上用于其传导，调节是通过对偏心轴进行微调来实现的，偏心轴由带螺钉的法兰锁定。整个装置的运动受到支撑销形状的限位器(28)的限制，其调节与前者相同。
强制性地，当线性致动器(24)的杆完全抵靠止动件(28)伸展时，移动轨道(16或21-未示出)与相应的固定轨道(5-未图示)完全平行，必须通过在线性致动器(24)的相对的位置上的主铰接杆(25)和副铰接杆(27)之间测量的钝角来保证该位置的保持，从而防止直接施加到移动轨道(16或21-未示出)的外力导致其不希望的位移。
根据图15和16，两个中间移动轨道(18)具有驱动机构(19)，其在设计上类似于闸门(16)和移动叉形件(21)，然而，适用于同时在两个轨道段中行驶。线性致动器(29)致动杠杆(30)，从而转动偏心轮(31)，偏心轮(31)反过来同时移动连接到移动轨道(18-未示出)的第一铰接杆(32)以对齐切线通道，因为第二铰接杆(33)连接到移动轨道(18-未示出)以对齐以用于反向通道。驱动机构(19)具有两个限位挡块(34)，同样地，以确保相应对齐的位置的保持，从而支撑靠在与杠杆(30)相对的末端面之一上。
除了通过止动件(28和34)固定轨道外，每个移动轨道(16、18和21)的冗余位置锁定机构(15)可以预见当遇到不大可能来自自动控制系统的虚假命令，用于驱动机构(17、19和20)的相应致动器(24和29)的工作。
根据图17和18，锁定机构对于所有移动轨道(16、18和21-未示出)是相同的。它包括用螺钉固定在固定轨道上的支撑底座(35)，其中固定有线性致动器(36)，优选气动的，滑动锁(37)和位置传感器(38)。锁定配件(39)被拧到移动轨道(16、18和21-未示出)上，并且可具有一个或两个凹槽。支撑座(35)进一步积累了中间轨道(18)和叉形件(21)的限位辅助功能。
图19和图20分别突出显示了分段隔离阀处于关闭和打开位置。图21和图22显示了安装在轨道(6)上并分别处于关闭和打开位置的分段隔离阀。在关闭位置，气流在推进管道(12)内部被遮板(40)阻塞。线性致动器(41)，优选气动的，致动一组两个铰接杆(42)，直到限位挡块(43)的位置。以这种方式，基于横梁的相同原理，铰接结构(42)之间形成的角度将阀门表征为“单稳态”保持在安全关闭位置，即使在线性致动器(41)中没有气动压力的情况下或在其杆不太可能坍塌的情况下。还有一个带安全销的强制锁定装置，位于下部铰接杆(42)的底部，每个都依靠两个孔口，以确保在打开或关闭位置都能锁定，即使线性致动器(41)被错误地命令移动。
图23显示了用于在形成横梁的两个道岔梁(6')的推进管道(12)的接合部内联接分段隔离阀的保持位置(44)。
Claims (9)
1.“气动运输车换轨装置”，适用于双向气动推进系统，车辆(1)在铁路轨道(5)上行驶，铁路轨道(5)铺设在由支柱(7)支撑的高架轨道上，高架轨道上部结构的顶部中心有一个带有密封件(8)的纵向槽(9)，通过该纵向槽(9)，推进板(4)的桅杆(3)可以沿车辆(1)的路径自由移动；
其特征在于；
气动运输车换轨装置包括横梁，横梁由构成高架轨道上部结构的四根梁组成，即两根道岔梁(6')和两根直梁(6)，由此四根梁永久地相互连接并与支柱(7)相连，在头部区域形成一个整体超静力结构，在道岔梁(6')的上部结构中，安装有移动轨道及其各自的驱动机构(17、19和20)和锁定机构(15)，分段隔离阀位于道岔梁(6')的推进管道(12)内。
2.根据权利要求1所述的“气动运输车换轨装置”，其特征在于，包括道岔梁(6')、下板、侧壁和用混凝土制成的上板的一部分，后者包括平衡连接的互补金属部件(13)，以在换轨操作期间允许车辆(1)的推进板(4)在推进管道(12)内畅通无阻地通过。
3.根据权利要求2所述的“气动运输车换轨装置”，其特征在于，包括由柔性材料制成且固定在互补金属部件(13)上的道岔梁(6')的纵向槽(9)的密封端子(14)，与轨道分叉的方向相反，密封端子(14)能够从直梁(6)的纵向槽(9)的单个密封件(8)衍生到为保证道岔梁(6')的推进管道的适当密封性所必需的第二密封。
4.根据权利要求3所述的“气动运输车换轨装置”，其特征在于，所述密封端子(14)是一体的，其近端仅呈现铺设的两个相对且分开的“V”形轮廓(14a)；中间部分包括垂直膜(14b)，垂直膜(14b)始于道岔梁(6')的每个狭槽的密封片的分叉；远端具有水平膜(14c)，水平膜(14c)连接道岔梁(6')的两个槽的两组成对的密封片，由此在其远端通过内部接缝与密封件(8)的共同形状保持连续性。
5.根据权利要求1所述的“气动运输车换轨装置”，其特征在于，所述移动轨道由作为闸门(16)、叉形件(21)以及直接相连的中间的移动轨道单独移动的枢转轨道构成。
6.根据权利要求5所述的“气动运输车换轨装置”，其特征在于，所述闸门(16)和叉形件(21)的驱动机构(17和20)由单个底板(23)组成，该底板上方是线性致动器(24)，该致动器在其中心点移动两个铰接杆，主铰接杆(25)连接到路线调节器(26)，而副铰接杆(27)直接拧在移动轨道用于其传导。
7.根据权利要求5所述的“气动运输车换轨装置”，其特征在于，中间的移动轨道的驱动机构(19)由线性致动器(29)组成，该线性致动器(29)致动杠杆(30)，从而使偏心轮(31)旋转，该偏心轮同时移动连接到移动轨道的第一铰接杆(32)以对齐切线通道，连接到移动轨道的第二铰接杆(33)以对齐反向通道，通过两个限位挡块(34)以确保保持相应对齐的位置，从而再次在与杠杆(30)相对的端部的一个面上提供支撑。
8.根据权利要求5所述的“气动运输车换轨装置”，其特征在于，所述移动轨道的锁定机构(15)包括用螺钉固定到固定轨道上的支撑底座(35)，所述支撑底座(35)固定有线性致动器(36)、滑动锁(37)和位置传感器(38)，由此锁定配件(39)被拧到移动轨道上，移动轨道包括一个或两个凹槽。
9.根据权利要求1所述的“气动运输车换轨装置”，其特征在于，所述分段隔离阀安装在道岔梁(6')上，由遮板(40)和线性致动器(41)构成，线性致动器(41)将一组两个铰接杆(42)致动到限位挡块(43)的位置。
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