CN221120779U - 超高速磁悬浮车载制冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及超高速磁悬浮技术领域，公开了一种超高速磁悬浮车载制冷系统。其中，该系统包括制冷机机头、端盖法兰、阻尼器、缓冲波纹管、低温储罐、车载压缩机、第一缓冲减振单元和第二缓冲减振单元，制冷机机头与端盖法兰连接，阻尼器设置在端盖法兰与低温储罐之间，缓冲波纹管一端与端盖法兰连接，而另一端与低温储罐连接，第一缓冲减振单元设置在车载压缩机的底部，第二缓冲减振单元设置在车载压缩机的侧面，车载压缩机通过第一缓冲减振单元和第二缓冲减振单元与超高速磁悬浮车体连接。由此，可以在确保制冷系统冷量可靠输出的同时，能够缓冲并衰减传递至压缩机和冷头的振动、冲击能量。

Description

超高速磁悬浮车载制冷系统

技术领域

本实用新型涉及超高速磁悬浮技术领域，尤其涉及一种超高速磁悬浮车载制冷系统。

背景技术

超高速磁悬浮车载制冷系统是电动磁悬浮列车、超高速真空管道磁悬浮列车中冷却超导磁体、维持其低温工作环境的核心设备。超导磁体进入超导状态，其工作温度为4.2K(低温超导磁体)，20K～77K(高温超导磁体)。制冷系统安装于高速运行的磁浮列车上，用于持续稳定的为超导磁体提供制冷量，进而确保超导磁体远距长期运行。

超高速磁浮列车运行可分为低速滑跑→起浮→高速悬浮→着陆制动等不同运行阶段，其中低速滑跑及着陆制动过程中，车载滑靴或支撑导向轮与地面接触，不可避免的会引发车载低温制冷系统产生振动或冲击。车载制冷系统主要由制冷机冷头及低温储罐、压缩机等部分组成，其中包含敏感电子元器件(制冷系统电控部分)、移动活塞(压缩机泵组、冷头)等运动机构，外部振动环境容易引发电子元器件可靠性降低、损伤，运动机构磨损加剧、冷头结构损坏等故障。因此，超高速磁悬浮应用的车载低温制冷系统必须考虑振动抑制，确保低温系统可靠稳定运行，但现有技术中尚没有相关的振动抑制技术。

实用新型内容

本实用新型提供了一种超高速磁悬浮车载制冷系统，能够解决现有技术中的技术问题。

本实用新型提供了一种超高速磁悬浮车载制冷系统，其中，该系统包括制冷机机头、端盖法兰、阻尼器、缓冲波纹管、低温储罐、车载压缩机、第一缓冲减振单元和第二缓冲减振单元，所述制冷机机头与所述端盖法兰连接，所述阻尼器设置在所述端盖法兰与所述低温储罐之间，所述缓冲波纹管一端与所述端盖法兰连接，而另一端与所述低温储罐连接，所述第一缓冲减振单元设置在所述车载压缩机的底部，所述第二缓冲减振单元设置在所述车载压缩机的侧面，所述车载压缩机通过所述第一缓冲减振单元和所述第二缓冲减振单元与超高速磁悬浮车体连接。

优选地，所述第一缓冲减振单元和所述第二缓冲减振单元均采用多级缓冲减振元件，多级缓冲减振元件串联或并联使用。

优选地，所述第一缓冲减振单元和所述第二缓冲减振单元均包括缓冲单元和减振阻尼单元。

优选地，所述缓冲单元包括以下中至少一者：螺旋钢弹簧、空气弹簧、橡胶弹簧、金属橡胶弹簧、钢丝弹簧和弹性金属。

优选地，所述减振阻尼单元包括以下中至少一者：液压阻尼器、空气阻尼器、摩擦阻尼器、电磁阻尼器和金属塑性变形阻尼器。

优选地，所述阻尼器为环形橡胶阻尼器或环形金属橡胶阻尼器。

优选地，所述环形橡胶阻尼器的材料为聚氨酯。

优选地，所述缓冲波纹管为金属波纹管。

优选地，所述缓冲波纹管通过焊接方式与所述端盖法兰和所述低温储罐连接。

通过上述技术方案，可以在压缩机与车载设备安装接口之间设置缓冲减振单元，在制冷机冷头与低温储罐之间增设柔性密封连接，从而可以在确保制冷系统冷量可靠输出的同时，能够缓冲并衰减传递至压缩机和冷头的振动、冲击能量。

附图说明

所包括的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本实用新型的实施例，并与文字描述一起来阐释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本实用新型实施例的一种超高速磁悬浮车载制冷系统的示意图；

图2为图1中圆圈位置的放大示意图；

图3示出了根据本实用新型实施例的车载压缩机的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1示出了根据本实用新型实施例的一种超高速磁悬浮车载制冷系统的示意图。

图3示出了根据本实用新型实施例的车载压缩机的示意图。

如图1和3所示，本实用新型实施例提供了一种超高速磁悬浮车载制冷系统，其中，该系统包括制冷机机头(制冷系统冷量输出的部分)1、端盖法兰2、阻尼器3、缓冲波纹管4、低温储罐5、车载压缩机6、第一缓冲减振单元7和第二缓冲减振单元8，所述制冷机机头1与所述端盖法兰2连接，所述阻尼器3设置在所述端盖法兰2与所述低温储罐5之间，所述缓冲波纹管4一端与所述端盖法兰2连接，而另一端与所述低温储罐5连接，所述第一缓冲减振单元7设置在所述车载压缩机6的底部，所述第二缓冲减振单元8设置在所述车载压缩机6的侧面，所述车载压缩机6通过所述第一缓冲减振单元7和所述第二缓冲减振单元8与超高速磁悬浮车体连接。

通过上述技术方案，可以在压缩机与车载设备安装接口之间设置缓冲减振单元，在制冷机冷头与低温储罐之间增设柔性密封连接，从而可以在确保制冷系统冷量可靠输出的同时，能够缓冲并衰减传递至压缩机和冷头的振动、冲击能量。

具体地，通过阻尼器3消耗振动能量，通过缓冲波纹管4来缓冲低温储罐(为制冷机冷头提供高真空环境，且为制冷介质提供容纳空间)5传递至制冷机冷头1的振动载荷。车载压缩机6通过底部和侧面的缓冲减振单元固定安装在车体设备安装接口上，在低速滑跑或着陆过程中，车体上的支撑导向轮或滑靴与地面接触产生振动、冲击载荷，传递至车体设备安装接口，第一缓冲减振单元7的左侧71和第二缓冲减振单元8的下侧81因接口振动发生压缩或拉伸形变，通过缓冲减振单元变形延长冲击载荷作用时间，降低或消除传递至压缩机的力载荷。第一缓冲减振单元7的右侧72和第二缓冲减振单元8的上侧82的阻尼在整个过程中消耗振动、冲击能量，使振动逐渐衰减。

当振动冲击载荷传递至低温储罐5时，缓冲波纹管4弹性变形，降低或消除传递至制冷机冷头1的力载荷，同时缓冲波纹管4的设置可以确保制冷机冷头1和低温储罐5内部处于高真空状态，降低漏热；阻尼器3因挤压变形，通过材料内部摩擦消耗振动能量，使振动逐渐衰减。

通过上述的缓冲减振元件，可抑制空间6个自由度方向的振动，包括3个方向的平移振动抑制和3个方向的转动方向抑制。所述车载压缩机的缓冲刚度和减振阻尼系数可采用线性或非线性参数。

其中，所述制冷机机头1通过所述端盖法兰2上的密封连接接口与端盖法兰2连接。

根据本实用新型一种实施例，所述端盖法兰2和所述低温储罐5上均设置有限位槽，所述阻尼器3卡装在所述端盖法兰2的限位槽与所述低温储罐5的限位槽中，且阻尼器3与限位槽之间通过粘接方式进一步固定。

可替换地，阻尼器3与限位槽之间也可以通过螺栓进一步固定。

根据本实用新型一种实施例，所述第一缓冲减振单元7和所述第二缓冲减振单元8均采用多级缓冲减振元件，多级缓冲减振元件串联或并联使用。

可替换地，所述第一缓冲减振单元7和所述第二缓冲减振单元8也可以仅采用一级缓冲减振元件。

除上述描述的第一缓冲减振单元和第二缓冲减振单元，还可以包括设置在车载压缩机顶面的第三缓冲减振单元。

举例来讲，第一缓冲减振单元、第二缓冲减振单元和第三缓冲减振单元可以采用吊装的方式安装，第一缓冲减振单元、第二缓冲减振单元和第三缓冲减振单元可以竖直放置也可以水平放置。

根据本实用新型一种实施例，所述第一缓冲减振单元7和所述第二缓冲减振单元8均包括缓冲单元和减振阻尼单元。

根据本实用新型一种实施例，所述缓冲单元包括以下中至少一者：螺旋钢弹簧、空气弹簧、橡胶弹簧、金属橡胶弹簧、钢丝弹簧和弹性金属。

根据本实用新型一种实施例，所述减振阻尼单元包括以下中至少一者：液压阻尼器、空气阻尼器、摩擦阻尼器、电磁阻尼器和金属塑性变形阻尼器。

根据本实用新型一种实施例，所述阻尼器3为环形橡胶阻尼器或环形金属橡胶阻尼器。

由此，可以通过橡胶蠕变或金属丝摩擦消耗能量。

根据本实用新型一种实施例，所述环形橡胶阻尼器的材料为聚氨酯。

根据本实用新型一种实施例，所述缓冲波纹管4为金属波纹管。

根据本实用新型一种实施例，所述缓冲波纹管4通过焊接方式与所述端盖法兰2和所述低温储罐5连接。

举例来讲，如图2所示，缓冲波纹管4两端分别为第一密封焊接接头41和第二密封焊接接头42，通过第一密封焊接接头41与端盖法兰2端部连接，通过第二密封焊接接头42与低温储罐5端部连接。焊接方式可以为氩弧焊、电子束焊等焊接方式。

在本实用新型中，制冷机冷头的数量可以为一个或多个。

从上述实施例可以看出，本实用新型所述的一种超高速磁悬浮车载制冷系统至少具有以下优点：

1)通过对车载压缩机、制冷机冷头的安装进行振动抑制设计，可扩大低温制冷系统的适用范围，满足超高速磁悬浮车载需求，确保低温制冷系统在磁悬浮车上长期、稳定运行；

2)车载压缩机通过优化安装连接点，可实现空间6个自由度的全方位振动抑制，适应超高速磁悬浮列车各个方向的减振需求；

3)车载压缩机缓冲单元、减振阻尼单元种类多，可通过减振设计或试验进行优化选型组合，可设计为线性或非线性缓冲减振；

4)车载制冷机冷头振动抑制波纹管兼具真空密封及缓冲减振双重功能，降低了制冷机冷头振动抑制的结构形式复杂度，提高抑制结构的可靠性；

5)车载制冷机冷头振动抑制结构适用于水平/竖直/倾斜放置，可满足制冷机冷头不同安装方位的要求；

6)车载制冷机冷头振动抑制结构可扩展至多冷头低温制冷系统。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种超高速磁悬浮车载制冷系统，其特征在于，该系统包括制冷机机头(1)、端盖法兰(2)、阻尼器(3)、缓冲波纹管(4)、低温储罐(5)、车载压缩机(6)、第一缓冲减振单元(7)和第二缓冲减振单元(8)，所述制冷机机头(1)与所述端盖法兰(2)连接，所述阻尼器(3)设置在所述端盖法兰(2)与所述低温储罐(5)之间，所述缓冲波纹管(4)一端与所述端盖法兰(2)连接，而另一端与所述低温储罐(5)连接，所述第一缓冲减振单元(7)设置在所述车载压缩机(6)的底部，所述第二缓冲减振单元(8)设置在所述车载压缩机(6)的侧面，所述车载压缩机(6)通过所述第一缓冲减振单元(7)和所述第二缓冲减振单元(8)与超高速磁悬浮车体连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一缓冲减振单元(7)和所述第二缓冲减振单元(8)均采用多级缓冲减振元件，多级缓冲减振元件串联或并联使用。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一缓冲减振单元(7)和所述第二缓冲减振单元(8)均包括缓冲单元和减振阻尼单元。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述缓冲单元包括以下中至少一者：螺旋钢弹簧、空气弹簧、橡胶弹簧、金属橡胶弹簧、钢丝弹簧和弹性金属。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述减振阻尼单元包括以下中至少一者：液压阻尼器、空气阻尼器、摩擦阻尼器、电磁阻尼器和金属塑性变形阻尼器。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其特征在于，所述阻尼器(3)为环形橡胶阻尼器或环形金属橡胶阻尼器。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述环形橡胶阻尼器的材料为聚氨酯。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其特征在于，所述缓冲波纹管(4)为金属波纹管。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述缓冲波纹管(4)通过焊接方式与所述端盖法兰(2)和所述低温储罐(5)连接。