CN208278049U - 一种真空管道永磁悬浮列车系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种真空管道永磁悬浮列车系统，其包括：真空管道、设置在真空管道中的条形永磁铁轨道以及与所述条形永磁铁轨道配合的车体轨道架；所述车体轨道架的两侧设有由两排相互平行的永久磁铁形成的轨道容置空间，所述条形永磁铁轨道位于所述车体轨道架的轨道容置空间中间。本实用新型利用永磁悬浮和柔性管道实现真空管道磁悬浮轨道交通系统，不需要消耗太多电力，只要永磁体的磁性存在，列车就可通过车体轨道架和条形永磁铁轨道配合，使得列车悬浮在条形磁铁轨道上；同时本实用新型的真空管道可以采用柔性管道，其施工要求低于刚性轨道，对环境的适应性强。

Description

一种真空管道永磁悬浮列车系统

技术领域

本实用新型涉及磁悬浮列车技术领域，具体涉及一种真空管道永磁悬浮列车系统。

背景技术

目前，铁路运输历来是国家的重要经济命脉，铁路运输的装备和总体技术水平是一个国家经济实力和经济发达程度的重要标志和综合表现。在交通技术领域中，磁悬浮列车系统被喻为二十一世纪交通领域的绿色革命。二十世纪四十年代起已有人提出采用磁悬浮方式实现车辆运行的思想，终因磁悬浮技术涉及多学科的综合技术的全新的运行技术，直到八十年代才有电磁悬浮列车问世。目前为止，德国、日本等国先后取得了长足的进步。如德国的TR系列“常导”型电磁悬浮列车，采用直线电机推进，时速可达450Km/h。八十年代日本率先推出MLX01系列“超导”型磁悬浮列车。国际上美国马斯克的超级高铁轰动了全世界，测试的速度已达到每小时113公里，每英里成本预估1.2亿美元，另一方面，真空磁悬浮技术消耗大量的电力，运营成本过大，到实际应用具有一定的差距。

在国内，西南交大早就在马斯克之前完成了实验，2013年，邓自刚团队在实验室完成了超导磁悬浮实验线。2015年刘子忠成立了北京九州动脉有限公司专门致力于开发海底真空管道超导磁悬浮轨道交通技术。 2017年航天科工集团更是公布了开发每小时4000公里真空超导磁悬浮轨道交通的计划。此外，真空磁悬浮技术会消耗大量的电力用于行车和对整体系统冷却，依靠现有的电力系统无法运行。真空超导磁悬浮轨道交通需要消耗大量的电力并完全依赖电力，投资和运营成本巨大，万一发生电力故障，后果不可想象。

综上所述，目前磁悬浮列车的结构复杂，制造成本高，电力消耗大，容易出现故障，亟待进一步改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种真空管道永磁悬浮列车系统，用以解决现有磁悬浮列车的结构复杂、制造成本高、电力消耗大的缺陷。

为实现上述目的，本实用新型提供一种真空管道永磁悬浮列车系统，其特征在于，所述列车系统包括：真空管道、设置在真空管道中的条形永磁铁轨道以及与所述条形永磁铁轨道配合的车体轨道架；

所述车体轨道架的两侧设有由两排相互平行的永久磁铁形成的轨道容置空间，所述条形永磁铁轨道位于所述车体轨道架的轨道容置空间中间；

车体轨道架上的两排磁铁异性磁极相对，所述条形永磁铁轨道的永久磁铁的磁极与所述车体轨道架上的磁铁同极相对；

所述车体轨道架上还安装有电磁驱动线圈，所述电磁驱动线圈通电后产生的磁力与所述条形永磁铁轨道电磁力作用驱动列车运行。

优选的，所述条形永磁铁轨道上设有限位部，所述限位部位于所述车体轨道架永久磁体的上端，将所述永久磁体限制在限位部的下部。

优选的，所述车体轨道架包括相互平行的左轨道架和右轨道架，所述条形永磁铁轨道包括第一条形永久磁铁轨道和第二条形永久磁铁轨道；

所述第一条形永久磁铁轨道位于所述左轨道架的轨道容置空间中间，所述第二条形永久磁铁轨道位于所述右轨道架的轨道容置空间中间。

优选的，所述车体轨道架的竖直方向上还安装有过载保护轮，所述条形永久磁铁轨道上还设有过载保护轮轨道槽，所述过载保护轮可在所述过载保护轮的轨道槽内运行；

所述过载保护轮的数量至少为2个。

优选的，所述轨道架的水平方向上设有摆动保护轮，所述摆动保护轮可与所述条形轨道接触并相对运动；

所述摆动保护轮的数量至少为2个。

优选的，所述摆动保护轮与所述条形轨道之间的距离为2-5mm。

优选的，所述真空管道内还设有抽真空装置。

优选的，所述条形永磁铁轨道设置在所述真空管道的底部或者上部，相应的，所述轨道架设置则所述车体的底部或者顶部。

优选的，所述列车系统还包括电源，所述电源为电池或者充电电容。

优选的，所述车体轨道架上的永久磁铁与所述条形永磁铁轨道之间的距离为5-12mm。

本实用新型具有如下优点：

本实用新型利用永磁悬浮和柔性管道实现真空管道磁悬浮轨道交通系统，不需要消耗太多电力，只要永磁体的磁性存在，列车就可通过车体轨道架和条形永磁铁轨道配合，使得列车悬浮在条形磁铁轨道上；同时本实用新型的真空管道可以采用柔性管道，其施工要求低于刚性轨道，对环境的适应性强。

附图说明

图1为本实用新型的真空管道永磁悬浮列车系统中列车的侧面结构示意图。

图2为本实用新型的真空管道永磁悬浮列车系统一实施例的结构示意图。

图3为本实用新型的真空管道永磁悬浮列车系统另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1和图2所示，本实用新型的真空管道永磁悬浮列车系统，其包括：真空管道100、设置在真空管道100中的条形永磁铁轨道400以及与条形永磁铁轨道400配合的车体轨道架300；车体轨道架300的两侧设有由两排相互平行的永久磁铁的形成轨道容置空间，条形永磁铁轨道400 位于车体轨道架300的轨道容置空间中间；车体轨道架300上的两排磁铁异性磁极相对，条形永磁铁轨道400的永久磁铁的磁极与车体轨道架 300上的磁铁同极相对；车体轨道架300上还安装有电磁驱动线圈600，电磁驱动线圈600通电后产生的磁力与条形永磁铁轨道400电磁力作用驱动列车运行。本实用新型的真空管道永磁悬浮列车系统施工便利、造价低廉、耗能低、悬浮稳定且安全可靠，具有适应海洋、湖泊、山地和平原，并有较大运输超载能力。采用本实用新型的磁悬浮技术和超导磁悬浮技术直接实现列车悬浮，并且实现长期、连续、稳定、安全、制造简单和造价低廉。其中，真空管道100可以为柔性复合管道，如同排水管和石油管，耐压和真空完全达标，制造成本低廉，适应各种环境，能够抵抗一定的地质变化和自然灾害，适应各种施工条件。

较佳的，条形永磁铁轨道400上设有限位部410，限位部410位于车体轨道架永久磁体310的上端，将永久磁体310限制在限位部410的下部，限位部410的设置保证了列车在运行的过程中不会脱轨。

如图2所示，本实用新型的一个实施例中，车体轨道架300包括相互平行的左轨道架340和右轨道架350，条形永磁铁轨道400包括第一条形永久磁铁轨道420和第二条形永久磁铁轨道430；第一条形永久磁铁轨道420位于左轨道架340的轨道容置空间中间，第二条形永久磁铁轨道 430位于右轨道架350的轨道槽容置空间中间，列车在左轨道架340、右轨道架350和第一条形永久磁铁轨道420、第二条形永久磁铁轨道430的配合下运行，左轨道架340悬浮于第一条形永久磁铁轨道420上，右轨道架350悬浮于第二条形永久磁铁轨道430上。

本实用新型的一个实施例中，如图3所示，车体轨道架300的竖直方向上还安装有过载保护轮320，相应的，条形永磁铁轨道400上还设有过载保护轮轨道槽440，过载保护轮320可在过载保护轮的轨道槽440内运行，在列车不超载或者列车承载的重力不足以使过载保护轮320接触到轨道槽440，过载保护轮320与轨道槽440之间没有摩擦力；较佳的，过载保护轮320的数量至少为2个，分别设置在车体轨道架300的两侧，当然，根据具体的需要，过载保护轮320的数量可以设置4个、6个、8 个甚至更多个，其间隔设置在车体轨道架两侧的永久磁铁310之间的孔隙里。在列车承载的重力较大时，过载保护轮320会接触到轨道槽440的底部，辅助车体轨道架300与条形永磁铁轨道400之间的磁悬浮力，使得列车稳定运行。本实用新型的车体轨道架和条形永久磁铁不使用超导磁悬浮和电磁悬浮，无需通过电磁力来进行磁悬浮，承载载重随车体下降，载重增大。当需要减速停车时，超载保护轮320接触轨道槽440 底部，其与轨道槽440接触摩擦减速，同时过载保护轮320上还设有刹车装置，在减速过程中，可以通过刹车装置停车。

其中，车体轨道架300的水平方向上设有摆动保护轮330，摆动保护轮330可与条形永磁铁轨道400接触并相对运动；较佳的，摆动保护轮 330的数量至少为2个。摆动保护轮330与条形永磁铁轨道400之间的距离为2-5mm。列车在运行的过程中必然要产生左右摆动的现象，高铁因为轨道无缝隙和高精度就好很多，在摆动的过程中，为了避免车体轨道架与条形永久磁铁轨道的侧壁产生摩擦作用，摆动保护轮330用来保证车体轨道架不与永久磁铁轨道接触，同时，在列车正常的运行情况下，永久磁铁轨道架的磁铁310与条形永磁铁轨道400之间保持有几毫米的间隙，以适应列车在具有一定转弯半径的路径中的稳定运行。

其中，真空管道100内还设有抽真空装置，真空管道中的抽真空装置，可将真空管道抽成真空状态，这样，可以降低列车在运行的过程中所受到的阻力。本实用新型的真空管道中，可以创造真空管道内为真空环境或者低真空环境，其中，低真空环境的气压为0.001Pa-0.Pa。

作为可变换的实施方式，条形永磁铁轨道400设置在真空管道100 的底部或者上部，相应的，车体轨道架300设置则车体的底部或者顶部。条形永磁铁轨道400设置在顶部时，列车是通过车体轨道架300悬挂在条形永磁铁轨道400上。

本实用新型的列车系统还包括电源，电源为电池或者充电电容，当然也可以通过受电弓从管道内电源线引入，电源通入列车的电磁驱动线圈，电磁驱动线圈与条形永磁体轨道之间产生驱动力，驱动列车前进，实现无电机连接机械接触驱动；本实用新型的列车系统可以通过调整电流的大小，调整悬浮列车的前进速度，通过调整电磁驱动线圈的电流的方向，以实现列车的前进和后退，当需要减速时，停止供电，电磁驱动线圈切割条形永磁轨道上永磁体的磁力线，产生电流，同时可以将电能储存在蓄电池中。

较佳的，车体轨道架300上的永久磁铁与条形永磁铁轨道400之间的距离为5-12mm。永磁悬浮列车车体轨道架300内排列的永磁体310与条形永磁铁轨道内的永磁体相对应，达到不用电力就可实现列车车体的悬浮，并且承载达到所需要求，本实用新型的真空管道永磁悬浮列车不只适用于轨道交通系统，还适用于生产线，运输线等机械设备系统。

本实用新型利用永磁悬浮和柔性管道实现真空管道磁悬浮轨道交通系统，不需要消耗太多电力，只要永磁体的磁性存在，列车就可通过车体轨道架和条形永磁体轨道配合，使得列车悬浮在条形磁铁轨道上；同时本实用新型的真空管道可以采用柔性管道，其施工要求低于刚性轨道，对环境的适应性强。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种真空管道永磁悬浮列车系统，其特征在于，所述列车系统包括：真空管道、设置在真空管道中的条形永磁铁轨道以及与所述条形永磁铁轨道配合的车体轨道架；

所述车体轨道架的两侧设有由两排相互平行的永久磁铁形成的轨道容置空间，所述条形永磁铁轨道位于所述车体轨道架的轨道容置空间中间；

车体轨道架上的两排磁铁异性磁极相对，所述条形永磁铁轨道的永久磁铁的磁极与所述车体轨道架上的磁铁同极相对；

所述车体轨道架上还安装有电磁驱动线圈，所述电磁驱动线圈通电后产生的磁力与所述条形永磁铁轨道电磁力作用驱动列车运行。

2.根据权利要求1所述的真空管道永磁悬浮列车系统，其特征在于，

所述条形永磁铁轨道上设有限位部，所述限位部位于所述车体轨道架永久磁体的上端，将所述永久磁体限制在限位部的下部。

3.根据权利要求1所述的真空管道永磁悬浮列车系统，其特征在于，

所述车体轨道架包括相互平行的左轨道架和右轨道架，所述条形永磁铁轨道包括第一条形永久磁铁轨道和第二条形永久磁铁轨道；

所述第一条形永久磁铁轨道位于所述左轨道架的轨道容置空间中间，所述第二条形永久磁铁轨道位于所述右轨道架的轨道容置空间中间。

4.根据权利要求1所述的真空管道永磁悬浮列车系统，其特征在于，

所述车体轨道架的竖直方向上还安装有过载保护轮，所述条形永久磁铁轨道上还设有过载保护轮轨道槽，所述过载保护轮可在所述过载保护轮的轨道槽内运行；

所述过载保护轮的数量至少为2个。

5.根据权利要求1所述的真空管道永磁悬浮列车系统，其特征在于，

所述轨道架的水平方向上设有摆动保护轮，所述摆动保护轮可与所述条形轨道接触并相对运动；

所述摆动保护轮的数量至少为2个。

6.根据权利要求5所述的真空管道永磁悬浮列车系统，其特征在于，

所述摆动保护轮与所述条形轨道之间的距离为2-5mm。

7.根据权利要求1所述的真空管道永磁悬浮列车系统，其特征在于，

所述真空管道内还设有抽真空装置。

8.根据权利要求1所述的真空管道永磁悬浮列车系统，其特征在于，

所述条形永磁铁轨道设置在所述真空管道的底部或者上部，相应的，所述轨道架设置则所述车体的底部或者顶部。

9.根据权利要求1所述的真空管道永磁悬浮列车系统，其特征在于，

所述列车系统还包括电源，所述电源为电池或者充电电容。

10.根据权利要求1所述的真空管道永磁悬浮列车系统，其特征在于，

所述车体轨道架上的永久磁铁与所述条形永磁铁轨道之间的距离为5-12mm。