CN114929545A - 用于气力运输系统的动能转换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于气力运输系统的动能转换器，所述动能转换器安装于气力推进车辆的转向架上。动能转换器(6)安装于转向架结构(1)的至少一个轴组(4)上。所述动能转换器(6)包括具有壳体(10)的发电机，所述壳体(10)内有转子自旋，所述转子设置有转子轮(15)，所述转子轮(15)由皮带(11)移动并由安装在的驱动轴(13)上的飞轮滑轮(14)驱动，所述驱动轴(13)设置有轴端(25)，所述转向架结构(1)的轮毂(24)安装于所述轴端(25)。所述轴组(4)包括导管(7)，所述导管(7)的内端具有法兰(8)，所述法兰(8)与所述发电机壳体(10)的支撑件(9)连接。

Description

用于气力运输系统的动能转换器
技术领域
本发明涉及一种动能转换器，该动能转换器连接到气力车辆的转向架，将车轮的动能转换成旋转运动，以便优选地产生电能到上电车载设施，或者直接将动能转换器连接到任何其他机械旋转设备，诸如空调压缩机，空气压缩机，液压泵等。
背景技术
巴西专利PI9912112-3及其相应的美国专利US6,213,026描述了一种用于乘客和货物的运输系统，其车辆通过空气管道内的推进板气动地推进到轨道上，所述推进板由包括车辆移动对齐的导轨本身限定.
气力推进车辆设置有包含优选为两个轴的转向架，每个轴具有两个金属轮，所述两个金属轮在紧固于导轨上的轨道上滚动。至少一个轴连接于面朝下的塔架并且用螺栓连接到推进板，所述推进板的面积相当于风管内部横截面，作为参考板，负责将气流推力转化为机械功，以便使车辆沿着特殊高架导轨的轨道移动。
高架导轨上部结构安装在垂直墩上，所述垂直墩的主要功能是支持和转向车辆，以及在其内部形成推进导管这一同样重要的次要功能。因此，高架导轨负责创建支持和引导车辆运动的物理手段，以及引导由固定动力推进单元产生的气流，所述固定动力推进单元位于沿车辆轨道分布的空间内。
每个安装在客运站的动力推进装置都包括重型工业鼓风机、气流控制器组以及方向阀，这些部件用于增加或减少上部结构梁产生的管道内的压力。
气力输送系统的工作原理是将导轨分割成多个不同的区段，并定义了专用的推进电路，从而为每辆车设置了专属和独立的自动控制块。因此，只有当一个特定的车辆未被占用时，才被允许进入下一个控制块。
现有技术中提及的气力运输系统需要大量的电力供应车载设备，包括空调、控制、照明、通信、门等。
发明内容
本发明所述用于气力运输系统的动能转换器，能够通过发电机将旋转车轮的动能转换为电能并输送至车载设备，或者驱动与该车辆直接相关的任何其他机械设备。该转换器可以全时补充或甚至完全取代传统的电力供应系统，该系统基于集电极靴、电力轨道或受电弓、架空电线(悬链线)以及电池组等储能器。
当动能转换器间歇使用时，可在车辆下坡和刹车过程中作为再生系统使用。通过特殊的离合器系统，可以方便地将动能转换器与转向架轴进行耦合和解耦。至少一个轴可以配备独立运行的动能转换器，其由车载控制系统监测和控制。
本发明所述用于气力运输系统的动能转换器具有以下优点:
提高用于推进气力推进车辆的能源效率；
本发明的动能转换器可以全时或间歇使用，由于其设有一个带有离合器的机构，该机构用于对转换器驱动轴进行耦合和解耦；
减少能量收集器(靴或受电弓)和外部导体(电力轨道总线或架空电线)的磨损，甚至可以完全取消这些子系统，这将大幅减少资本和运营支出；
当直接驱动像空调压缩机这样的机械设备时，需要车载提供大部分的能量，在外部电源供应不足的情况下，本发明的动能转换器有可能能让运输系统继续运行，因为在停留期间定期在车站充电，剩余的电力负载可以很容易地由车辆自身的应急电池供电一段时间，甚至可以无限期地供电。
附图说明
为了便于本领域技术人员完全理解并实施本发明的用于气力推进车辆的动能转换器，基于下面列出的附图，对本发明的用于气力推进车辆的动能转换器进行清楚、充分地描述。
图1是与气力推进车辆分离的转向架以及安装有动能转换器的转向架结构示意图。
图2是与车辆转向架分离的动能转换器的结构示意图。
图3是具有动能转换器的机构的结构示意图。
图4是动能转换器结构的爆炸图。
图5A示出了动能转换器耦合时的正视图。
图5B是图5A的局部放大图。
图6A示出了动能转换器解耦时的正视图。
图6B是图6A的局部放大图。
具体实施方式
图1示出了气力推进车辆的转向架，所述转向架包括由垫板2和侧框架3形成的转向架结构1。优选地，在侧框架3中，两个轴组4安装于轴承中，每个轴组具有两个金属车轮5，金属车轮5在固定于导轨上的轨道上滚动(未示出)。动能转换器6安装于转向架结构1的至少一个轴组4上。
如图2所示，动能转换器6包括安装在轴组4上的电能产生器。轴组4由导管7构成，导管7的外端与转向架结构1的侧框架3相连接(如图1所示)，并且内端具有法兰8，法兰8与发电机外壳10的支撑件9连接。发电机轴由轴承支撑，所述轴承依次支撑在所述发电机外壳(10)中，并由皮带11驱动，优选同步带。
在一较佳实施例中，发电机外壳10的支撑件9支撑侧离合器12，侧离合器12将扭矩传递给中心飞轮滑轮14(如图3和4所示)和皮带11。
如图3和图4所示，动能转换器6由驱动轴13驱动，驱动轴13的轴端25安装轮毂24。带有皮带11的飞轮滑轮14安装在驱动轴13上，以将旋转运动传递至发电机转子16的转子滑轮15。两个环22设置于飞轮滑轮14的每一侧，以防止其发生横向位移。在驱动轴13的中心设置花键23以驱动皮带系统。
图2示出了侧离合器12的优先驱动形式，即通过指令电气、液压或气力致动器17发生，所述执行器在需要时解耦动能转换器。为此，发电机外壳10的支撑件9具有通过滑轨19相互连接的多个伸缩器18，其中离合器支持件20在所述滑轨19上滑动。当致动器17被命令延伸时，离合器支持件20在滑轨19的引导下发生横向位移，通过花键23将侧离合器12移离驱动轴13，从而使飞轮滑轮14停止旋转，从而中断向发电机转子16的转子轮15的扭矩传递。
该装置允许部分时间使用所述动能转换器6作为再生系统，例如，在车辆下坡和刹车期间。
图5A和图5B为在耦合位置的动能变换器，图6A和图6B为处于非耦合位置的动能变换器。当致动器17加压/供电时，离合器支撑件20远离飞轮滑轮14移动，从而通过驱动轴13的花键23清除侧离合器12而释放飞轮滑轮14。驱动轴13被导管7覆盖。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于气力运输系统的动能转换器，所述动能转换器安装于气力推进车辆的转向架上，所述转向架包括由垫板(2)和侧框架(3)形成的转向架结构(1)以及至少两个轴组(4)，每个轴组具有两个金属车轮(5)，所述金属车轮在固定于导轨上的轨道上滚动，
所述动能转换器(6)包括：
具有壳体(10)的发电机，所述壳体(10)内有转子自旋，所述转子设置有转子轮(15)，所述转子轮(15)由皮带(11)移动并由安装在的驱动轴(13)上的飞轮滑轮(14)驱动，所述驱动轴(13)设置有轴端(25)，所述转向架结构(1)的轮毂(24)安装于所述轴端(25)，
所述轴组(4)包括具有外端和内端的导管(7)，所述外端连接所述转向架结构(1)的侧框架(3)，所述内端具有法兰(8)，所述法兰(8)与所述发电机壳体(10)的支撑件(9)连接，
所述轴组(4)设有侧离合器(12)，所述侧离合器(12)驱动齿条(23)和飞轮滑轮(14)，从而中断或向发电机转子(16)的皮带(11)传递扭矩。
2.根据权利要求1所述的动能转换器，其特征在于，所述侧离合器(12)通过电动、液压或气力致动器(17)进行横向位移，所述致动器(17)能解耦所述动能转换器(6)。
3.根据权利要求1所述的动能转换器，其特征在于，所述发电机壳体(10)的支撑件(9)上设有多个伸缩器(18)，所述多个伸缩器(18)通过滑轨(19)相互连接，离合器支持件(20)在所述滑轨(19)上滑动。
4.一种气力推进的供乘客及货物使用的车辆，包括：
至少一个根据权利要求1所述的动能转换器，其中所述动能转换器(6)耦合到所述气力推进车辆的车载设备上或直接耦合到内机上。

Claims (6)

1.一种用于气力运输系统的动能转换器，所述动能转换器安装于气力推进车辆的转向架上，所述转向架包括由垫板(2)和侧框架(3)形成的转向架结构(1)以及至少两个轴组(4)，每个轴组具有两个金属车轮(5)，所述金属车轮在固定于导轨上的轨道上滚动，
所述动能转换器(6)包括：
具有壳体(10)的发电机，所述壳体(10)内有转子自旋，所述转子设置有转子轮(15)，所述转子轮(15)由皮带(11)移动并由安装在的驱动轴(13)上的飞轮滑轮(14)驱动，所述驱动轴(13)设置有轴端(25)，所述转向架结构(1)的轮毂(24)安装于所述轴端(25)。
2.根据权利要求1所述的动能转换器，其特征在于，所述轴组(4)包括具有外端和内端的导管(7)，所述外端连接所述转向架结构(1)的侧框架(3)，所述内端具有法兰(8)，所述法兰(8)与所述发电机壳体(10)的支撑件(9)连接。
3.根据权利要求2所述的动能转换器，其特征在于，所述轴组(4)设有侧离合器(12)，所述侧离合器(12)驱动花键(23)和飞轮滑轮(14)，从而中断或向发电机转子(16)的皮带(11)传递扭矩。
4.根据权利要求3所述的动能转换器，其特征在于，所述侧离合器(12)通过电动、液压或气力致动器(17)进行横向位移，所述致动器(17)能解耦所述动能转换器(6)。
5.根据权利要求3所述的动能转换器，其特征在于，所述发电机壳体(10)的支撑件(9)上设有多个伸缩器(18)，所述多个伸缩器(18)通过滑轨(19)相互连接，离合器支持件(20)在所述滑轨(19)上滑动。
6.一种气力推进的供乘客及货物使用的车辆，包括：
至少一个根据权利要求1所述的动能转换器，其中所述动能转换器(6)耦合到所述气力推进车辆的车载设备上或直接耦合到内机上。
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