CN114715203B - 一种可旋转发电的真空管道系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可旋转发电的真空管道系统，属于真空磁浮管道技术领域，包括管道结构，该管道结构内部中空，用于磁浮列车的行驶；该管道结构的外侧还环绕设置有转动架，并在转动架上设置有太阳能电池板，该转动架上还设有调节其转动的调节轮，该调节轮可带动转动架转动，以调节太阳能电池板的角度，实现太阳直射太阳能电池板，保证最佳的太阳能吸收效率。本申请通过在管道结构外部设置太阳能电池板，并通过配合设置转动架与调节轮，实现对太阳能电池板的即时调节，以确保太阳能电池板全天与太阳正对设置，确保太阳能电池板对太阳能的最佳吸收效率，以辅助提供磁浮列车的行驶动能或管道结构内部的真空维持，降低磁浮列车运行能耗。

Description

一种可旋转发电的真空管道系统

技术领域

本发明属于真空磁浮管道技术领域，具体涉及一种可旋转发电的真空管道系统。

背景技术

高速磁浮作为高速高品质出行的有效途径之一，可以丰富我国的综合立体交通网络。它可以用于城市群内的高速通勤化交通、核心城市间的一体化交通和远距离高效连接的走廊化交通。随着我国经济发展带来的商务客流、旅游客流和通勤客流对高速出行的需求日益攀升。作为高速交通的有益补充，高速磁浮可以满足多元化的出行需求，促进区域经济一体化协同发展。

高速磁浮列车是在真空管道中进行高速运行，通过真空管道内的真空环境来降低高速磁浮列车的运行阻力，因此需要在真空管道的沿线布置抽气泵来保持真空环境，确保列车的高速行驶。由于磁浮列车本身的超高速度及真空环境的苛刻要求，真空磁浮列车运行需要巨大的动能供给，确保真空环境、确保列车的稳定运行等，使得现有真空磁浮列车的运行需要巨大的成本，无法作为常规通行方式，这也限制了高速磁浮技术的发展。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种可旋转发电的真空管道系统，用以对真空管道系统供电，降低磁浮列车运行能耗。

为实现上述目的，本发明提供一种可旋转发电的真空管道系统，其包括

管道结构，所述管道结构内部中空，用于磁浮列车的行驶；

所述管道结构外侧环绕设置有转动架，并在所述转动架上设置有太阳能电池板，所述转动架上设有调节所述转动架转动的调节轮，所述调节轮以带动所述转动架上的太阳能电池板正对太阳设置；

所述转动架外侧还设有外护支架，所述外护支架与地面相接，且所述外护支架与所述管道结构之间设有多个固定支架。

作为本发明的进一步改进，所述管道结构包括第一密封板和第二密封板，两所述密封板均呈弧形设置，且两所述密封板拼合形成筒状结构，两所述密封板的拼合端面处设有密封件，所述密封件为可拆卸设置，用以实现所述管道结构的密封或开启。

作为本发明的进一步改进，所述第一密封板与所述转动架之间还设有传动件，所述传动件包括设置在所述第一密封板外壁上的滑动板，所述滑动板上沿所述第一密封板圆周方向开设有滑动槽，所述滑动槽内设有抵接杆，所述抵接杆一端固定连接所述转动架内壁，其另一端滑动设置在所述滑动槽内；所述滑动槽内还设有制动件，所述制动件与所述密封件电连接，所述制动件可在所述密封件连通所述管道结构内外气压时将所述抵接杆锁死，实现所述转动架与所述第一密封板的同步转动。

作为本发明的进一步改进，所述转动架外周均布有齿条，所述调节轮为多个，且多个所述调节轮与所述转动架啮合设置。

作为本发明的进一步改进，所述第一密封板与所述第二密封板在圆周上部分重叠，所述密封件设于两所述密封板重合端面之间；

所述密封件一端嵌设在所述第一密封板外壁上，其另一端嵌设在所述第二密封板的内壁上，所述密封件上开设有泄压孔，所述泄压孔用以在故障时将所述管道结构内部与外部大气连通。

作为本发明的进一步改进，所述管道结构内壁和所述磁浮列车上设有多个监测磁浮列车运行状态的传感器，多个所述传感器与所述密封件电连接。

作为本发明的进一步改进，所述密封件为可伸缩设置，且所述密封件在泄压时，所述密封件嵌设所述第二密封板一端与所述第二密封板脱离。

作为本发明的进一步改进，所述太阳能电池板吸收太阳能的一端竖直向上设置，且所述太阳能电池板随所述转动架向两侧转动角度为0～45°。

作为本发明的进一步改进，所述太阳能电池板上还设有感应太阳入射角度的太阳能感应装置，所述太阳能感应装置与所述调节轮电连接，并可调节所述调节轮的转速与转向。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：

(1)本发明的可旋转发电的真空管道系统，其通过在管道结构外部设置太阳能电池板，并通过在管道结构外部设置转动架结构，在利用调节轮对转动架进行调节，实现对太阳能电池板的调节，以实现管道结构外的太阳能电池板可随太阳的转动进行调节，保证太阳能电池板始终与太阳正对设置，以得到最佳的太阳能吸收效果。

(2)本发明的可旋转发电的真空管道系统，其通过将管道结构设置为两个弧形密封板拼合形式，并通过在两密封板之间设置将二者接口密封的密封件，以实现管道内部的真空环境，同时该密封件也可实现管道结构与外部气压的连通，使得磁浮列车运行故障时，讲过该密封件的可拆卸设置，实现两个密封板的分离，以此实现管道结构的开启，方便列车内的人员快速从管道结构内脱离，保障乘客的人身安全。

(3)本发明的可旋转发电的真空管道系统，其通过在第一密封板与转动架之间设置传动件，在列车安全行驶时，抵接杆在滑动板内正常滑动，使得太阳能电池板可正常跟随太阳转动且不影响列车的运行；在列车故障时，通过制动件将抵接杆与滑动板锁死，实现第一密封板与转动架的同步转动，进而通过转动架带动第一密封板与第二密封板分离，以将管道结构打开，方便列车内乘客快速脱离故障列车。

(4)本发明的可旋转发电的真空管道系统，其通过在太阳能电池板上设置太阳能感应装置用以感应太阳的直射角度，并通过该太阳能感应装置带动调节轮调节转动架，实现太阳能电池板始终正对太阳，确保太阳能电池板吸收太阳能的效率。

附图说明

图1是本发明实施例中可旋转发电的真空管道系统的横切面结构示意图；

图2是本发明实施例中可旋转发电的真空管道系统的侧面结构示意图；

图3是本发明实施例中第一密封板与第二密封板分离后结构示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：

1、第一密封板；2、第二密封板；3、转动架；4、太阳能电池板；5、调节轮；6、外护支架；7、固定支架；8、密封件；9、滑动板；10、抵接杆；11、旋转电机。

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用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为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，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

请参阅图1～3，本发明优选实施例中的可旋转发电的真空管道系统包括管道结构，该管道结构内部中空，用于磁浮列车的行驶；该管道结构的外侧还环绕设置有转动架3，并在转动架3上设置有太阳能电池板4，该转动架3上还设有调节其转动的调节轮5，该调节轮5可带动转动架3转动，以调节太阳能电池板4的角度，实现太阳直射太阳能电池板4，保证最佳的太阳能吸收效率。

本申请通过在管道结构外部设置太阳能电池板4，并通过配合设置转动架3与调节轮5，实现对太阳能电池板4的即时调节，以确保太阳能电池板4全天与太阳正对设置，确保太阳能电池板4对太阳能的最佳吸收效率，同时太阳能电池板4吸收的太阳能可以对管道结构进行供电，以辅助提供磁浮列车的行驶动能或管道结构内部的真空维持，降低磁浮列车运行能耗。

本申请中的太阳能电池板4可以是直板形式，也可以是弧形板形式，可以是一体形式，也可以是多块太阳能电池板4拼合形式。当然，本申请中的转动架3为环状设置，为了保证太阳能电池板4与转动架3的整体转动配合，此处太阳能电池板4优选设置为弧形板。转动架3本身为环状结构，并且间隔布置在管道结构的轴向方向上，每两个相邻转动架3之间设置有太阳能电池板4，通过太阳能电池板4对管道结构或磁浮列车进行辅助供电。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的管道结构包括第一密封板1和第二密封板2，两个密封板均呈弧形设置，并且两个密封板拼合形成筒状结构，两个密封板拼合的端面处设有密封件8，该密封件8为可拆卸设置，用以实现管道结构的密封或开启。常规磁浮列车用真空管道为一体设置，并且为了保证真空管道的真空性能，确保磁浮列车在真空管道内的稳定运行，真空管道本身具备较好的强度，在磁浮列车发生故障或者紧急事项时，由于管道结构内部真空，磁浮列车内部乘客无法从列车中出去，需要到特定上下站点出，通过进出舱从磁浮列车到管道结构外部，这使得磁浮列车在应对紧急事故时无法及时处理。为此，本申请通过将管道结构设置为第一密封板1与第二密封板2配合形式，并通过在两密封板接合端面处设置密封件8，以此实现管道结构的密封性能；同时密封件8为可拆卸形式，在磁浮列车故障时，通过将密封件8拆除，实现第一密封板1与第二密封板2的分离，实现管道结构内外气压平衡，保证磁浮列车内的乘客可以正常出入列车，并且第一密封板1与第二密封板2分离后，乘客可直接脱离管道结构，便于乘客快速离开故障点，保证乘客安全。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的第一密封板1与转动架3之间还设有传动件，该传动件包括设置在第一密封板1外壁上的滑动板9，该滑动板9上沿第一密封板1的圆周方向上开设有滑动槽，该滑动槽内设有抵接杆10，并且该抵接杆10一端固定转动内壁，其另一端滑动设置在滑动槽内，该滑动槽内还设有制动件，制动件与密封件8电连接，该制动件可在密封件8连通管道结构内外气压时将抵接杆10锁死，以实现转动架3与第一密封板1的同步转动。在磁浮列车故障或需要紧急开启时，为了避免管道结构内部故障或自锁等问题造成第一密封板1与第二密封板2无法分离的问题，两密封板之间的开启最好借助外部动能。为此，本申请通过在第一密封板1与转动架3之间设置抵接杆10与滑动板9的形式，在转动架3正常转动时抵接杆10正常在滑动板9的滑槽内滑动，使得太阳能电池板4可正常接收太阳能。在磁浮列车故障时，制动件将抵接杆10锁死，使得转动架3与第一密封板1相对同步转动，再通过调节轮5加快转动架3的转动速率，实现第一密封板1与第二密封板2的快速分离。此处制动件为沿垂直滑动槽设置的两限位结构，在列车故障时，制动件沿垂直滑动槽方向伸出，并将抵接杆10进行限位固定，使得第一密封板1与转动架3相对固定。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的转动架3外周均布有齿条，该调节轮5为多个，并且多个调节轮5均与转动架3啮合设置。在调节轮5带动转动架3转动时，通过在转动架3上设置与调节轮5相互啮合的齿条，使得调节轮5转动时，转动架3可随之转动。转动架3的转速可随调节轮5的转速进行调节，在列车正常运行时候，调节轮5匀速缓慢转动，转动架3正常带动太阳能电池板4转动；在列车故障时，调节轮5可快速转动，转动架3带动第一密封板1快速转动，实现第一密封板1与第二密封板2的分离。作为本发明的可选实施例，本申请中的转动架3上的齿条也可设置在转动架3的内周，对应地，调节轮5同样设置在转动架3的内周，以此实现二者的相对转动。进一步优选地，每个转动架3的外周设置有两个调节轮5，两个调节轮5对称布置在转动架3的两侧，并且两相邻转动架3之间的调节轮5通过同一个旋转电机11进行控制，通过同一个旋转电机11的控制，实现了前后两转动架3的同步转动，保证了太阳能电池板4的稳定转动。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的第一密封板1与第二密封板2在圆周上部分重叠，该密封件8设置在两个密封板的重合端面之间；并且该密封件8一端嵌设在第一密封板1的外壁上，其另一端嵌设在第二密封板2的内壁上，通过该密封件8实现两密封板之间接口的密封。优选地，该密封件8上还开设有泄压孔，该泄压孔用于在故障时候将管道结构的内外连通，实现内部真空与外部大气的快速平衡，方便列车内的乘客离开。由于管道结构具备较高的密封性能，在两密封板端面直接设置密封件8可能难以保证密封的稳定性，本申请通过将两密封板在圆周上部分重叠，并通过将密封件8设置在两密封板的重合端面处，并将密封件8的一端嵌设在第一密封板1上，其另一端嵌设在第二密封板2上，实现密封件8对二者的密封。优选地，为了保证密封件8与两密封板接合端面处的密封性能，密封件8与两密封板接合端面处为柔性结构，以此确保密封件8与两密封板紧密贴合。同时，由于管道结构内外的压力差，使得密封件8紧密贴合在两密封板上，第一密封板1与第二密封板2难以分离。为此，本申请通过在该密封件8上设置泄压孔，在磁浮列车故障时，通过泄压孔实现管道结构内外气压的平衡，此时密封件8两端面与两密封板之间也不再紧贴，方便第一密封板1与第二密封板2之间的相对转动，以在管道结构上留出通行口。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的管道结构内壁和磁浮列车上设有多个监测列车运行状态的传感器，多个传感器与密封件8电连接。在磁浮列车运行过程中，列车的故障或需要疏散的情况可能有很多种，其在故障时不一定会引起管道结构内外气压的变化，为此在管道结构内壁和磁浮列车上设置多个监测列车运行状态的传感器，在传感器在感应到管道结构或磁浮列车故障时，将故障信号传递至密封件8，密封件8再进行泄压，实现管道结构内外气压的平衡，方便管道结构的开启和列车内部人员疏散。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的密封件8为可伸缩设置，并且该密封件8在泄压时，密封件8嵌入第二密封板2的一端脱离该第二密封板2，以便于第一密封板1与第二密封板2的相对转动，实现管道结构的开启。由于密封件8两端分别嵌设在第一密封板1和第二密封板2上，管道结构内外气压平衡时，密封件8仍会在两密封板之间造成阻碍。为此，将密封件8设置为可伸缩形式，在管道结构内外气压平衡后，通过伸缩密封件8，使得密封件8与第一密封板1或者第二密封板2分离，以便于第一密封板1随同转动架3一同转动。

进一步地，作为本发明的可选实施例，本申请中太阳能电池板4吸收太阳能的一端竖直向上设置，并且该太阳能电池板4随转动架3向两侧转动的角度为0～45°。在太阳能电池板4随太阳的移动进行转动时，可以通过设置调节轮5的固定转动频率，在早上太阳出来时，太阳能电池板4朝向东方，随着调节轮5的转动，太阳能电池板4逐渐移动，在太阳能落下时候朝向西方，完成一天的太阳能吸收过程。调节轮5在正常情况下匀速转动即可，在故障情况下再控制旋转电机11加速，整体结构简单，可靠性好。

进一步地，作为本发明的可选实施例，本申请中的太阳能电池板4上还设有太阳能感应装置，该太阳能感应装置与调节轮5电连接，并用于控制调节轮5调节转动架3转动，实现太阳能电池板4与太阳的对正设置。为了提高太阳能电池板4的随动性，保证太阳能电池板4处于最佳的吸收状态，在该太阳能电池板4上设置太阳能感应装置，通过太阳能感应装置感应太阳方位，然后通过调节轮5控制太阳能电池板4调整位置，以此寻求最佳的太阳入射角度，保证太阳能吸收效率。

本发明中的可旋转发电的真空管道系统，通过将管道结构设置为第一密封板1与第二密封板2配合形式，并在该管道结构外部设置太阳能电池板4与转动架3形式，实现太阳能的实时吸收，同时转动架3与第一密封板1之间设置传动件，在列车故障时将第一密封板1与转动架3进行锁定，并通过转动架3带动第一密封板1转动，实现第一密封板1与第二密封板2之间的分离，将管道结构内外气压平衡并在列车外面形成与外部连通的出口，方便列车内乘客的疏散，确保乘客的安全。

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 (7)

1.一种可旋转发电的真空管道系统，其特征在于，包括：

管道结构，所述管道结构内部中空，用于磁浮列车的行驶；

所述管道结构外侧环绕设置有转动架，并在所述转动架上设置有太阳能电池板，所述转动架上设有调节所述转动架转动的调节轮，所述调节轮以带动所述转动架上的太阳能电池板正对太阳设置；

所述管道结构包括第一密封板和第二密封板，两所述密封板均呈弧形设置，且两所述密封板拼合形成筒状结构，两所述密封板的拼合端面处设有密封件，所述密封件为可拆卸设置，用以实现所述管道结构的密封或开启；

所述第一密封板与所述转动架之间还设有传动件，所述传动件包括设置在所述第一密封板外壁上的滑动板，所述滑动板上沿所述第一密封板圆周方向开设有滑动槽，所述滑动槽内设有抵接杆，所述抵接杆一端固定连接所述转动架内壁，其另一端滑动设置在所述滑动槽内；所述滑动槽内还设有制动件，所述制动件与所述密封件电连接，所述制动件可在所述密封件连通所述管道结构内外气压时将所述抵接杆锁死，实现所述转动架与所述第一密封板的同步转动；

所述转动架外侧还设有外护支架，所述外护支架与地面相接，且所述外护支架与所述管道结构之间设有多个固定支架。

2.根据权利要求1所述的可旋转发电的真空管道系统，其特征在于，所述转动架外周均布有齿条，所述调节轮为多个，且多个所述调节轮与所述转动架啮合设置。

3.根据权利要求2所述的可旋转发电的真空管道系统，其特征在于，所述第一密封板与所述第二密封板在圆周上部分重叠，所述密封件设于两所述密封板重合端面之间；

所述密封件一端嵌设在所述第一密封板外壁上，其另一端嵌设在所述第二密封板的内壁上，所述密封件上开设有泄压孔，所述泄压孔用以在故障时将所述管道结构内部与外部大气连通。

4.根据权利要求3所述的可旋转发电的真空管道系统，其特征在于，所述管道结构内壁和所述磁浮列车上设有多个监测磁浮列车运行状态的传感器，多个所述传感器与所述密封件电连接。

5.根据权利要求4所述的可旋转发电的真空管道系统，其特征在于，所述密封件为可伸缩设置，且所述密封件在泄压时，所述密封件嵌设所述第二密封板一端与所述第二密封板脱离。

6.根据权利要求1所述的可旋转发电的真空管道系统，其特征在于，所述太阳能电池板吸收太阳能的一端竖直向上设置，且所述太阳能电池板随所述转动架向两侧转动角度为0~45°。

7.根据权利要求1所述的可旋转发电的真空管道系统，其特征在于，所述太阳能电池板上还设有感应太阳入射角度的太阳能感应装置，所述太阳能感应装置与所述调节轮电连接，并可调节所述调节轮的转速与转向。