ES1244931U - Underground tubular train with pneumatic, magnetic and electromagnetic levitation (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Tren tubular subterráneo de levitación neumática, magnética y electromagnética.Underground tubular train with pneumatic, magnetic and electromagnetic levitation.
Campo de la invenciónField of the Invention
En vehículos de transporte terrestre, en especial en el metropolitano y en parques de atracciones.In ground transportation vehicles, especially in the metropolitan and in amusement parks.
Estado de la técnicaState of the art
Los sistemas de levitación experimentales actuales, como el maglev, utilizan vías excesivamente caras, su funcionamiento es muy complejo y necesitan una enorme cantidad de energía, lo cual los hace impracticables, confinados en el campo experimental. Los aviones no tienen rozamiento por rodadura, pero el gasto energético es elevado. La presente invención soluciona dichos problemas.Current experimental levitation systems, such as the maglev, use excessively expensive pathways, their operation is very complex and they require an enormous amount of energy, which makes them impractical, confined to the experimental field. Airplanes do not have rolling friction, but the energy consumption is high. The present invention solves such problems.
Descripción de la invenciónDescription of the Invention
Objetivo de la invención v ventajasObject of the invention and advantages
Aportar un sistema de levitación neumática y magnética, sencillo, ultraligero, económico, práctico, de poco mantenimiento, que usa ruedas con cojinetes de aire o ruedas con chorros de aire entre su superficie de rodadura y la vía, para evitar el contacto de los imanes con la vía, que ahorra mucha energía y por ello es muy ecológico reduciendo la contaminación, en especial respecto a los aviones. Compite con estos en distancias medias y cortas, por tener poca fricción, ser más seguros y poder desarrollar muy altas velocidades.Provide a simple, ultralight, economical, practical, low maintenance, pneumatic and magnetic levitation system that uses wheels with air bearings or wheels with air jets between its running surface and the track, to avoid contact of the magnets with the track, which saves a lot of energy and is therefore very ecological, reducing pollution, especially with respect to airplanes. It competes with these in medium and short distances, for having low friction, being safer and being able to develop very high speeds.
Añadir un sistema de control de separación vagón raíl mediante sensores, microprocesadores utilizando electroimanes, actuadores y motores que accionan unas ruedas magnéticas o de electroimanes.Add a rail car separation control system using sensors, microprocessors using electromagnets, actuators and motors that drive magnetic or electromagnet wheels.
El sistema de levitación neumática y magnética:The pneumatic and magnetic levitation system:
Sencillo, indescarrilable, alcanza muy alta velocidad, sin resistencia frontal ni trasera, de bajo consumo, y económico excepto la tunelación.Simple, unsurmountable, it reaches very high speed, without front or rear resistance, low consumption, and economical except for tunneling.
Evita los problemas medioambientales, suciedad, arena, cambios de temperatura y agentes atmosféricos, etc. Y por lo tanto la contaminación medioambiental, mínima. Protegiendo la capa de ozono.Avoid environmental problems, dirt, sand, temperature changes and atmospheric agents, etc. And therefore minimal environmental pollution. Protecting the ozone layer.
Problema a resolver.Problem to solve.
Los trenes tienen un gran gasto de energía por la gran fricción y peso. Los de levitación magnética necesitan vías caras y la energía necesaria para su funcionamiento también es elevada. También el tener que sortear todos los fenómenos meteorológicos del exterior lluvia, viento, arena, dilatación de los raíles, atentados, etc. Se soluciona con la presente invención, que requiere poco gasto de energía para la levitación y la propulsión.Trains have a high energy expenditure due to the high friction and weight. Those of magnetic levitation need expensive routes and the energy necessary for their operation is also high. Also having to get around all the meteorological phenomena from the outside, rain, wind, sand, expansion of the rails, attacks, etc. It is solved with the present invention, which requires little energy expenditure for levitation and propulsion.
El tren tubular subterráneo de levitación neumática, magnética y electromagnética, utiliza unos vagones los cuales cuelgan, levitados neumática, magnética y electromagnéticamente por el interior de un túnel o conducto subterráneo, de al menos una viga, vía o raíl de material ferromagnético fijados o adosados longitudinalmente a la zona superior interna de la pared del túnel. La levitación neumática se consigue mediante unas conducciones periféricas alrededor de los vagones por donde unas parejas de fanes en contra-rotación envían chorros de aire entre los vagones y el túnel desde la zona frontal hasta la posterior, creando unas cámaras o colchones de aire a presión alrededor de dichos vagones que lo mantienen levitado, centrado y estabilizado en el túnel o conducto subterráneo. La levitación magnética se consigue mediante unos levitadores de ruedas de imanes permanentes y la electromagnética mediante ruedas de electroimanes, que actúan por atracción en la zona inferior de la vía, portando todas ellas lateralmente una ruedas sobresalientes independientes o adosadas que evitan el contacto con el raíl, girando dichas ruedas magnéticas y electromagnéticas en un plano perpendicular o inclinado al de los elementos ferromagnéticos, paralelos a la dirección de desplazamiento del vehículo, separados por una distancia calibrada de la cara inferior de dichos elementos, distancia conseguida mediante unos inyectores de chorros de aire que inyectan el aire entre la rueda y la vía y accionados por motores eléctricos que pueden propulsar los vagones levitados. Añade un sistema de control de separación mediante unos sensores que miden la separación entre las ruedas y el raíl y envían una señal a un microprocesador donde se compara con una señal de referencia y desde este y convenientemente amplificada y regulada dicha señal se envía a un servosistema o a razón de varios cientos de veces por segundo, a unos actuadores, o a unas bobinas electromagnéticas que controlan la separación de las ruedas magnéticas y electromagnéticas desplazando las ruedas magnéticas o electromagnéticas secundarias, variando la intensidad y flujo de las bobinas electromagnéticas, variando el flujo de las ruedas de imanes permanentes, variando el flujo de unos chorros de aire de unas toberas que inciden sobre la zona inferior del raíl. Las secciones transversales de las vigas de los raíles pueden ser curvas, planas o formar un ángulo obtuso.The underground pneumatic, magnetic and electromagnetic levitation tubular train uses carriages which hang, pneumatically, magnetically and electromagnetically levitated, inside an underground tunnel or conduit, of at least one fixed or attached ferromagnetic material beam, track or rail. longitudinally to the upper internal area of the tunnel wall. Pneumatic levitation is achieved through peripheral lines around the wagons where counter-rotating pairs of fans send jets of air between the wagons and the tunnel from the front to the rear, creating chambers or air mattresses under pressure around said wagons that keep it levitated, centered and stabilized in the tunnel or underground conduit. Magnetic levitation is achieved by means of permanent magnet wheel levitators and electromagnetic levitation by electromagnet wheels, which act by attraction in the lower part of the track, all of them laterally carrying independent or attached protruding wheels that avoid contact with the rail , rotating said magnetic and electromagnetic wheels in a plane perpendicular or inclined to that of the ferromagnetic elements, parallel to the direction of movement of the vehicle, separated by a calibrated distance from the underside of said elements, a distance achieved by means of air jet injectors They inject the air between the wheel and the track and are powered by electric motors that can propel levitated cars. Adds a separation control system using sensors that measure the separation between the wheels and the rail and send a signal to a microprocessor where it is compared to a reference signal and from this and conveniently amplified and regulated, this signal is sent to a servo system or at the rate of several hundred times per second, to actuators, or to electromagnetic coils that control the separation of the magnetic and electromagnetic wheels by moving the secondary magnetic or electromagnetic wheels, varying the intensity and flux of the electromagnetic coils, varying the flow of the permanent magnet wheels, varying the flow of air jets from some nozzles that affect the lower area of the rail. The cross sections of the rail beams can be curved, flat, or form an obtuse angle.
Para evitar la resistencia frontal del aire atrapado y simultáneamente para propulsar, se utilizan los fanes o ventiladores, utilizados para la levitación. Es el sistema propulsor principal, el cual succiona el aire delante y lo descarga y presiona detrás del vagón con lo cual el aprovechamiento de la energía empleada es máximo o las pérdidas son mínimas.To avoid frontal resistance from trapped air and simultaneously to propel, fans or fans are used, used for levitation. It is the main propulsion system, which sucks the air in front and discharges it and presses it behind the wagon with which the use of the energy used is maximum or the losses are minimal.
Los sistemas complementarios controladores de distancia actúan exponencialmente sobre o bajo las vías atrayéndolas o repeliéndolas en función a la distancia y/o a su colocación sobre o bajo la vía o elementos ferromagnéticos.The complementary distance control systems act exponentially on or under the tracks, attracting or repelling them depending on the distance and / or their placement on or under the track or ferromagnetic elements.
Un proceso o algoritmo controla la separación de las ruedas con el raíl aplicando varios cientos de veces por segundo corrientes eléctricas a las bobinas de control de separación, lo cual se hace en función de la separación entre ruedas y raíl medida por los sensores de separación. A process or algorithm controls wheel spacing with the rail by applying electrical currents to the spacer control coils several hundred times per second, which is done based on the wheel-rail spacing measured by the gap sensors.
Cada una de las ruedas levitadoras debe atraer el peso de la zona del vagón donde está ubicada en menos de un 1% a un 5% del mismo. Ese defecto o carencia es contrarrestada por los sistemas complementarios controladores de distancia y se colocan bajo el raíl o viga de la que cuelgan.Each of the levitating wheels must attract the weight of the area of the wagon where it is located in less than 1% to 5% of it. This defect or lack is counteracted by the complementary distance control systems and they are placed under the rail or beam from which they hang.
Entre las ruedas y sus ejes se colocan unos cojinetes de aire o magnéticos. En este último caso se utilizan unos sensores, unos controladores o microprocesadores y algoritmos de control, unos amplificadores que envían la corriente a unos actuadores o electroimanes. Los algoritmos de control miden la posición del eje y regulan la corriente enviada a los actuadores a razón de varios miles de veces por segundo.Air or magnetic bearings are placed between the wheels and their axles. In the latter case, sensors, controllers or microprocessors and control algorithms are used, amplifiers that send the current to actuators or electromagnets. Control algorithms measure the position of the shaft and regulate the current sent to the actuators at the rate of several thousand times per second.
A baja velocidad, inferior a 5 km/h o parado, los vagones pueden descansar sobre unas ruedas de caucho (15) ligeras de peso en zona inferior, superior y/o laterales.At low speed, less than 5 km / h or stopped, the wagons can rest on light weight rubber wheels (15) in the lower, upper and / or lateral areas.
Los conductos y vagones pueden tener una sección circular, semicircular, rectangular o semicírculo-rectangular. Pueden construirse semisoterrados. The ducts and wagons can have a circular, semicircular, rectangular or semicircle-rectangular section. They can be built semi-underground.
Los elementos ferromagnéticos son de acero al carbono o material ferromagnético similar. Pueden cubrirse con una pequeña lámina de material anticorrosivo, zinc, cromo, etc. y pueden constar de múltiples láminas longitudinales o transversales, aisladas entre sí.The ferromagnetic elements are made of carbon steel or a similar ferromagnetic material. They can be covered with a small sheet of anticorrosive material, zinc, chrome, etc. and can consist of multiple longitudinal or transverse sheets, isolated from each other.
Las ruedas portan los imanes y electroimanes radiales o paralelos al eje de giro, siendo independiente del modo de incidencia del flujo sobre los elementos ferromagnéticos.The wheels carry the magnets and electromagnets radial or parallel to the axis of rotation, being independent of the mode of incidence of the flow on the ferromagnetic elements.
La propulsión secundaria se puede conseguir impulsando el giro de las ruedas magnéticas, utilizando motores eléctricos. Se produce simultáneamente la sustentación y la propulsión respecto al elemento o plancha ferromagnética sin fricción. Las pérdidas por corrientes Eddy son mínimas. También se puede propulsar moviendo ruedas que presionan sobre el raíl. En este caso hay un gasto por la propulsión adicional a la de los fanes. En ambos casos no se produce la pérdida de energía que ocurre con todos los vehículos que se desplazan en un fluido, en los cuales se pierde la mitad de la energía aplicada por el efecto de acción y reacción.Secondary propulsion can be achieved by driving the turning of the magnetic wheels, using electric motors. Support and propulsion are produced simultaneously with respect to the ferromagnetic element or plate without friction. Eddy current losses are minimal. It can also be propelled by moving wheels that press on the rail. In this case there is an expense for propulsion additional to that of the fans. In both cases, the energy loss that occurs with all vehicles moving in a fluid does not occur, in which half of the energy applied is lost due to the action and reaction effect.
Los imanes permanentes más eficientes son los de tierras raras neodimio, samario, etc. pero también se pueden utilizar los ferríticos o cerámicos, etc. Periódicamente pueden reimantarse las ruedas magnéticas mediante potentes campos magnéticos.The most efficient permanent magnets are rare earth neodymium, samarium, etc. but you can also use ferritic or ceramic, etc. Periodically, the magnetic wheels can be reimagined using powerful magnetic fields.
Los vagones se fabricarán de materiales ligeros, tales como aleaciones de aluminio, magnesio fibras de carbono y vidrio, etc.The wagons will be made of light materials, such as aluminum alloys, magnesium, carbon fibers and glass, etc.
Los actuadores piezoeléctricos se caracterizan por su gran velocidad de respuesta, su gran potencia, su pequeño tamaño y su poco peso. Las ruedas no necesitan gasto de energía para su funcionamiento, pero si producen algo de resistencia y limitan la velocidad.Piezoelectric actuators are characterized by their high response speed, their great power, their small size and their low weight. The wheels do not need energy expenditure to operate, but they do produce some resistance and limit speed.
La corriente eléctrica aplicada se puede transferir con corriente alterna o de radiofrecuencia que se transfiere al interior del vagón mediante unas placas internas y otras externas que hacen de condensador, y por lo tanto permiten la conducción eléctrica, las placas interiores son portadas por el vagón. La corriente también se puede captar utilizando las vías ferromagnéticas divididas en dos mitades aisladas y se recoge mediante unas ruedas giratorias cuya periferia tiene múltiples filamentos que engranan con otros filamentos de que están cubiertas las placas laterales. También pueden usarse células de combustible.The applied electric current can be transferred with alternating current or radiofrequency current that is transferred to the interior of the car by means of internal and external plates that act as a capacitor, and therefore allow electrical conduction, the interior plates are carried by the car. The current can also be captured using the ferromagnetic routes divided into two isolated halves and is collected by means of rotating wheels whose periphery has multiple filaments that mesh with other filaments with which the side plates are covered. Fuel cells can also be used.
Los imanes permanentes pueden constar de al menos un par de polos, los polos pueden estar alternados radialmente, longitudinalmente, etc. respecto al eje de giro.The permanent magnets can consist of at least one pair of poles, the poles can be alternated radially, longitudinally, etc. with respect to the axis of rotation.
Los sensores se colocan contiguos al actuador e igualmente fijados a los vagones.The sensors are placed adjacent to the actuator and also attached to the wagons.
Los sensores pueden utilizar métodos ópticos, de inducción (LDT y VDT), de resistencia y capacitivos.The sensors can use optical, induction (LDT and VDT), resistance and capacitive methods.
La señal de distancia medida por el sensor se compara en un microprocesador con una señal de referencia, convirtiéndose, amplificándose y aplicándose al actuador que corrige la distancia de separación entre las ruedas de imanes y el raíl ferromagnético o bien se varía la corriente aplicada a las bobinas de las ruedas electromagnéticas. El microprocesador envía la señal a los actuadores o bobinas mediante avanzados algoritmos de control de igual modo que con los cojinetes magnéticos.The distance signal measured by the sensor is compared in a microprocessor with a reference signal, being converted, amplified and applied to the actuator that corrects the separation distance between the magnet wheels and the ferromagnetic rail or the current applied to the electromagnetic wheel coils. The microprocessor sends the signal to the actuators or coils using advanced control algorithms in the same way as with magnetic bearings.
En general todas las ruedas pueden estar cubiertas por una capa elástica amortiguadora para evitar el contacto directo en caso de fallo de los sistemas de separación. No obstante, en caso de que se toquen las ruedas, por ser su velocidad tangencial igual a la de desplazamiento relativo de la vía, no se producirá rozamiento. In general, all wheels can be covered by a shock absorbing elastic layer to avoid direct contact in case of failure of the separation systems. However, if the wheels touch, as their tangential speed is equal to the relative displacement of the track, there will be no friction.
Los elementos ferromagnéticos: Las vigas ferromagnéticas se pueden suplir por múltiples hilos, varillas, láminas o placas eléctricamente independientes y con igual comportamiento magnético. Pueden colocarse integradas en unas vigas de hormigón o cemento. De este modo se evitan o reducen las corrientes de Foucault.Ferromagnetic elements: Ferromagnetic beams can be supplied by multiple electrically independent wires, rods, sheets or plates with the same magnetic behavior. They can be placed integrated into concrete or cement beams. In this way eddy currents are avoided or reduced.
Las vigas sirven de refuerzo y para apoyo de las ruedas de estabilización o limitadoras del alabeo o giro lateral.The beams serve as reinforcement and to support the stabilizing or limiting wheels for warping or lateral turning.
Las ruedas magnéticas y las electromagnéticas portan lateralmente una o dos ruedas complementarias flexibles y por lo tanto con igual velocidad angular, que sobresalen más que las primeras y que los inyectores de aire evitando que estos y las ruedas contacten con las vías. Las ruedas complementarias pueden usar cojinetes y girar libres.Magnetic and electromagnetic wheels laterally carry one or two supplementary wheels that are flexible and therefore have the same angular speed, which protrude more than the first ones and the air injectors, preventing them and the wheels from contacting the tracks. Complementary wheels can use bearings and turn freely.
Los raíles pueden dividirse lateralmente en dos zonas o mitades y estas pueden estar aisladas eléctricamente entre sí.The rails can be divided laterally into two zones or halves and these can be electrically isolated from each other.
El equilibrado del peso del vagón sobre las ruedas se consigue trasvasando agua entre los distintos puntos del vagón, con la correspondiente instalación y los distintos depósitos de almacenamiento. Si es posible, es más práctico desplazar la carga.The balancing of the weight of the wagon on the wheels is achieved by transferring water between the different points of the wagon, with the corresponding installation and the different storage tanks. If possible, it is more practical to shift the load.
Los motores aplican el movimiento a los ejes o a la zona periférica o magnética de las ruedas. Las ruedas magnéticas pueden ser libres o accionadas por los motores.The motors apply the movement to the axles or to the peripheral or magnetic area of the wheels. Magnetic wheels can be free or powered by motors.
Se puede igualar o aproximar la sustentación de los vagones con su peso, de modo que, aunque las ruedas contacten con la vía el rozamiento es muy pequeño, con su periferia ligeramente acanalada y una o más juntas de goma parcialmente sobresalientes y pueden usar cojinetes de aire o magnéticos y vagones ultraligeros.The support of the wagons can be equaled or approximated with their weight, so that, although the wheels contact the track, the friction is very small, with their slightly grooved periphery and one or more partially protruding rubber seals and they can use bearings of air or magnetic and ultralight wagons.
Las ruedas secundarias también pueden llevar adosadas ruedas sobresalientes.The secondary wheels can also have protruding wheels attached.
Los sistemas de amortiguación son muy simples, por su poco recorrido pueden utilizarse sencillos tacos o cubiertas de goma, que cubren los apoyos de los cojinetes.The damping systems are very simple, due to their short travel, simple dowels or rubber covers can be used, which cover the bearing supports.
Pueden aplicarse simultáneamente varios sistemas complementarios de compensación.Several complementary compensation systems can be applied simultaneously.
Para salida de emergencia se aplica un pasillo entre sendos túneles a los que se tiene acceso a través de unas compuertas de corredera, que bajan o cierran por gravedad. Estas compuertas pueden sustituirse por unas ventanas longitudinales de fácil rotura.For emergency exit, a corridor is applied between two tunnels that are accessed through sliding gates, which lower or close by gravity. These gates can be replaced by longitudinal windows that are easy to break.
Funcionamiento: Las ruedas magnéticas o electromagnéticas giratorias (2) atraen el raíl, se complementan con la repulsión que realizan los chorros de aire periféricos. Si la atracción máxima de cada rueda es inferior a la del vagón en ese punto o zona, se complementa con el chorro de aire adjunto o la atracción variable de la rueda magnética secundaria en la zona inferior (3) la cual se desplaza con el actuador (11) para equilibrar y mantener el vagón levitado. La función se realiza con un sensor que mide la separación y un microprocesador la compara con una señal de referencia y la envía al actuador que atrae y desplaza más o menos a la rueda magnética o electromagnética respecto al raíl o viga. Esta función se realiza de forma repetitiva un número elevado de veces, resultando en un control de gran precisión y exactitud. Si falla la atracción neumática, magnética, electromagnética y magnética complementaria, las ruedas laterales sobresalientes independientes o adosadas, o bien unas ruedas complementarias harán contacto con el raíl en vez de las magnéticas principales, las cuales en todos los casos se deben mantener a cierta distancia del raíl. La propulsión se realiza principalmente con los fanes o ventiladores propulsores (16). Operation: The rotating magnetic or electromagnetic wheels (2) attract the rail, are complemented by the repulsion that the peripheral air jets perform. If the maximum attraction of each wheel is less than that of the wagon in that point or zone, it is complemented by the attached air jet or the variable attraction of the secondary magnetic wheel in the lower zone (3) which is moved by the actuator (11) to balance and maintain the levitated wagon. The function is performed with a sensor that measures the separation and a microprocessor compares it with a reference signal and sends it to the actuator, which more or less attracts and displaces the magnetic or electromagnetic wheel with respect to the rail or beam. This function is performed repetitively a high number of times, resulting in high precision and accuracy control. If pneumatic, magnetic, electromagnetic and complementary magnetic attraction fails, the protruding independent or attached lateral wheels, or complementary wheels will make contact with the rail instead of the main magnetic wheels, which in all cases must be kept at a certain distance of the rail. The propulsion is carried out mainly with the propeller fans or fans (16).
Presenta unas ruedas complementarias de seguridad en la zona superior y otras en la zona inferior (15) para en caso de emergencia. Además, las inferiores se pueden utilizar para cuando los vagones discurren a baja velocidad o están parados.It has complementary safety wheels in the upper area and others in the lower area (15) for emergencies. In addition, the lower ones can be used when the cars run at low speed or are stopped.
Pueden tener de una a tres vías, vigas o raíles con las correspondientes ruedas magnética en la zona superior.They can have one to three tracks, beams or rails with the corresponding magnetic wheels in the upper area.
Los túneles son costosos, pero tienen ciertas ventajas respecto a los vehículos que circulan por el exterior, ya que no son afectados por los meteoros atmosféricos, animales, elementos en suspensión, etc.Tunnels are expensive, but they have certain advantages over vehicles that circulate abroad, since they are not affected by atmospheric meteors, animals, elements in suspension, etc.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
La figura 1 muestra una vista esquematizada y parcialmente seccionada de dos vagones elevados, su vía y túneles con el sistema tubular de la invención.Figure 1 shows a schematic and partially sectioned view of two elevated wagons, their track and tunnels with the tubular system of the invention.
La figura 2 muestra una vista esquematizada y parcialmente seccionada de dos vagones elevados, cada uno con dos vías y túneles con el sistema tubular de la invención.Figure 2 shows a schematic and partially sectioned view of two elevated wagons, each with two tracks and tunnels with the tubular system of the invention.
La figura 3 muestra una vista esquematizada y parcialmente seccionada de dos vagones elevados, cada uno con dos vías y túneles con el sistema tubular de la invención.Figure 3 shows a schematic and partially sectioned view of two elevated wagons, each with two tracks and tunnels with the tubular system of the invention.
La figura 4 muestra una vista esquematizada y lateral y parcialmente seccionada del tren tubular de la invención.Figure 4 shows a schematic and partially sectioned side view of the tubular train of the invention.
La figura 5 muestra una vista esquematizada de una porción de una variante de vía, con ruedas magnéticas o separadores automáticos.Figure 5 shows a schematic view of a portion of a track variant, with magnetic wheels or automatic separators.
Las figuras 6, 7 y 8 muestran ruedas formadas por electroimanes radiales, longitudinales y trasversales.Figures 6, 7 and 8 show wheels formed by radial, longitudinal and transverse electromagnets.
La figura 9 muestra una vista esquematizada y seccionada de un túnel con el sistema de la invención.Figure 9 shows a schematic and sectional view of a tunnel with the system of the invention.
Las figuras 9a, 9b muestran vistas esquematizadas y seccionadas de modos de construcción de túneles. La 9b es parcial.Figures 9a, 9b show schematic and sectional views of tunnel construction modes. 9b is partial.
La figura 10 muestra un diagrama de bloques de un sistema de funcionamiento.Figure 10 shows a block diagram of an operating system.
Descripción más detallada de una forma de realización de la invenciónMore detailed description of an embodiment of the invention
La figura 1 muestra una forma de realización de la invención con el raíl, viga o vía ferromagnética (6) de sección transversal curvada, adosada a la pared (4) superior del túnel (5). Las ruedas giratorias de imanes permanentes (7), ovoideas, accionadas con motores eléctricos, no mostrados en la figura, para propulsar los vagones (1) y las ruedas de cojinetes de aire (3) que evitan el contacto, en caso de un exceso de atracción de las ruedas magnéticas. Las ruedas de cojinetes se pueden sustituir por ruedas entre cuya periferia y la de la viga o raíl se aplican unos inyectores con chorros de aire que evitan contacten entre sí. En la zona inferior porta periféricamente otras ruedas (15) que contactan con la superficie interna del túnel en emergencia y a baja velocidad o parado. La levitación y estabilización neumática se realiza automáticamente con el flujo de aire enviado por parejas de fanes (16) en contra rotación, por los conductos periféricos (5). Dichos fanes, a su vez, producen la propulsión principal. Las ruedas de imanes permanentes se pueden sustituir por otras ruedas de electroimanes. Para salida de emergencia muestra el pasillo (30) entre sendos túneles a los que se tiene acceso a través de unas compuertas de corredera (31), que se desplazan y descienden inclinadas y descansan por gravedad. Estas compuertas pueden sustituirse por unas ventanas longitudinales de fácil rotura.Figure 1 shows an embodiment of the invention with the rail, beam or ferromagnetic path (6) of curved cross section, attached to the upper wall (4) of the tunnel (5). Rotating permanent magnet wheels (7), ovoid, powered by electric motors, not shown in the figure, to propel the wagons (1) and the air bearing wheels (3) that prevent contact, in case of excess of attraction of the magnetic wheels. The bearing wheels can be replaced by wheels between whose periphery and that of the beam or rail some injectors are applied with air jets that avoid contacting each other. In the lower area it carries peripherally other wheels (15) that contact the internal surface of the tunnel in emergency and at low speed or when stopped. Levitation and pneumatic stabilization is carried out automatically with the air flow sent by pairs of fans (16) in counter-rotation, through the peripheral ducts (5). These fans, in turn, produce the main drive. The permanent magnet wheels can be replaced by other wheels of electromagnets. For an emergency exit, it shows the corridor (30) between two tunnels that are accessed through sliding gates (31), which move and descend inclined and rest by gravity. These gates can be replaced by longitudinal windows that are easy to break.
La figura 2 muestra dos raíles, vigas o vías ferromagnéticas (6) de sección transversal curvadas, adosadas a la pared (4) superior del túnel (28). Las ruedas giratorias de imanes permanentes (7), ovoideas, que pueden accionarse con motores eléctricos para propulsar los vagones (1) y las ruedas de cojinetes de aire (3) que evitan el contacto, en caso de un exceso de atracción de las ruedas magnéticas. Las ruedas de cojinetes se pueden sustituir por ruedas entre cuya periferia y la de la viga o raíl se aplican unos inyectores con chorros de aire que evitan contacten entre sí. En la zona inferior porta periféricamente otras ruedas (15) que contactan con la superficie interna del túnel (5) en emergencia y a baja velocidad o parado. La levitación y estabilización neumática se realiza con el flujo de aire enviado por los fanes (16) por los conductos periféricos (5). Dichos fanes, a su vez, producen la propulsión principal. Para salida de emergencia muestra el pasillo (30) entre sendos túneles a los que se tiene acceso a través de unas compuertas de corredera (31), que se desplazan y descienden inclinadas y descansan por gravedad. Estas compuertas pueden sustituirse por unas ventanas longitudinales de fácil rotura. Las ruedas de imanes permanentes se pueden sustituir por otras ruedas de electroimanes.Figure 2 shows two curved cross section rails, beams or ferromagnetic tracks (6), attached to the upper wall (4) of the tunnel (28). The ovoid permanent magnet rotating wheels (7), which can be driven by electric motors to propel the wagons (1) and the air bearing wheels (3) that avoid contact, in case of excessive attraction of the wheels magnetic. The bearing wheels can be replaced by wheels between whose periphery and that of the beam or rail some injectors are applied with air jets that avoid contacting each other. In the lower area it carries peripherally other wheels (15) that contact the internal surface of the tunnel (5) in emergency and at low speed or when stopped. Levitation and pneumatic stabilization is carried out with the air flow sent by the fans (16) through the peripheral ducts (5). These fans, in turn, produce the main drive. For an emergency exit, it shows the corridor (30) between two tunnels that are accessed through sliding gates (31), which move and descend inclined and rest by gravity. These gates can be replaced by longitudinal windows that are easy to break. The permanent magnet wheels can be replaced by other electromagnet wheels.
La figura 3 muestra dos raíles, vigas o vías ferromagnéticas (6c) de sección transversal curvadas, adosadas a la pared (4c) superior del túnel (5c). Las ruedas giratorias de imanes permanentes (2c), ovoideas, que pueden accionarse con unos motores eléctricos para propulsar los vagones (1c) y las ruedas de cojinetes de aire (3c) que evitan el contacto, en caso de un exceso de atracción de las ruedas magnéticas. Las ruedas de cojinetes se pueden sustituir por ruedas entre cuya periferia y la de la viga o raíl se aplican unos inyectores con chorros de aire que evitan contacten entre sí. En la zona inferior porta periféricamente otras ruedas (15c) que contactan con la superficie interna del túnel (5c) en emergencia y a baja velocidad o parado. La levitación neumática se realiza con el flujo de aire enviado por los fanes (16c) por los conductos periféricos (5). Dichos fanes, a su vez, producen la propulsión principal. Se pueden aplicar más fanes periféricos a todo el vagón.Figure 3 shows two curved cross section rails, beams or ferromagnetic tracks (6c), attached to the upper wall (4c) of the tunnel (5c). The rotary wheels with permanent magnets (2c), ovoid, that can be driven by electric motors to propel the wagons (1c) and the air bearing wheels (3c) that avoid contact, in case of excessive attraction of the magnetic wheels. The bearing wheels can be replaced by wheels between whose periphery and that of the beam or rail some injectors are applied with air jets that avoid contacting each other. In the lower area it peripherally carries other wheels (15c) that contact the internal surface of the tunnel (5c) in emergency and at low speed or when stopped. Pneumatic levitation is carried out with the air flow sent by the fans (16c) through the peripheral ducts (5). These fans, in turn, produce the main drive. More peripheral fans can be applied to the entire car.
La figura 4 muestra el vagón (1), soportado por las ruedas giratorias magnéticas (2) de la viga ferromagnética (6) sujeta a la pared superior interna (4) del túnel (5). No se muestran las ruedas de sujeción de seguridad en la zona lateral inferior. Las ruedas de imanes permanentes se pueden sustituir por otras ruedas de electroimanes. La levitación y estabilización neumática se realiza automáticamente con el flujo de aire enviado por los fanes (16) por los conductos periféricos (5), al aproximarse un lado del vagón al túnel, el flujo de aire o flujo de aire de los fanes lo repele. Dichos fanes, a su vez, producen la propulsión principal.Figure 4 shows the wagon (1), supported by the magnetic rotating wheels (2) of the ferromagnetic beam (6) attached to the inner upper wall (4) of the tunnel (5). Safety clamp wheels are not shown in the lower side area. The permanent magnet wheels can be replaced by other electromagnet wheels. Pneumatic levitation and stabilization is carried out automatically with the air flow sent by the fans (16) through the peripheral ducts (5), as one side of the car approaches the tunnel, the air flow or air flow of the fans repels it . These fans, in turn, produce the main drive.
La figura 5 muestra la viga o raíl (6), debajo la rueda magnética (2) con una rueda (3) que se opone a una aproximación excesiva a lo que colaboran los inyectores de chorro de aire que inciden entre la rueda y la viga. Los inyectores de chorro de aire (10) pueden incidir solamente entre la rueda magnética (2) y la viga (6). Unos sensores de proximidad mandan señales de corrección a unos actuadores o motores (11) lo cuales controlan la separación de unas ruedas magnéticas (12) o de unas ruedas de electroimanes (13), o también envía señales variables a los electroimanes (14) en la zona inferior del raíl.Figure 5 shows the beam or rail (6), underneath the magnetic wheel (2) with a wheel (3) that opposes an excessive approach to which the air jet injectors that impact between the wheel and the beam collaborate . The air jet injectors (10) can only impact between the magnetic wheel (2) and the beam (6). Proximity sensors send correction signals to actuators or motors (11) which control the separation of magnetic wheels (12) or electromagnet wheels (13), or also send variable signals to the electromagnets (14) in the bottom of the rail.
La figura 6 muestra una rueda de electroimanes radiales (13) unida a la rueda sobresaliente (3). Figure 6 shows a radial electromagnet wheel (13) attached to the protruding wheel (3).
La figura 7 muestra una rueda con un único de electroimán (13a), bobinado con las espiras (24pp) paralelas al eje (27) y con las escobillas de alimentación (26), una al eje o anillo a masa y la otra al polo positivo o la fase si es alterna.Figure 7 shows a wheel with a single electromagnet (13a), wound with the coils (24pp) parallel to the axis (27) and with the supply brushes (26), one to the axis or ring to ground and the other to the pole positive or phase if alternate.
La figura 8 muestra una rueda con un único de electroimán (13b), bobinado con las espiras (24t) perpendiculares al eje (27) y con las escobillas de alimentación (26), una al eje o anillo a masa y la otra al polo positivo o la fase si es alterna.Figure 8 shows a wheel with a single electromagnet (13b), wound with the coils (24t) perpendicular to the axis (27) and with the supply brushes (26), one to the axis or ring to ground and the other to the pole positive or phase if alternate.
La figura 9 muestra en el interior de la pared del túnel (4) las bandas metálicas (20) que pueden ser las ferromagnéticas utilizadas para la levitación, y en el interior del túnel (28) discurre portadas por el vagón las bandas metálicas (21) captadoras de la corriente alterna que aplican al transformador (22) que a su vez alimenta a todo el vehículo.Figure 9 shows inside the tunnel wall (4) the metal bands (20) that may be the ferromagnetic bands used for levitation, and inside the tunnel (28) the metal bands (21) run by the car. ) alternating current sensors that apply to the transformer (22) which in turn supplies the entire vehicle.
La figura 9a muestra un sistema de construcción de túneles (28), a cielo abierto, sin necesidad de tuneladoras, en terrenos llanos o de pequeñas elevaciones o montículos, los cuales discurren próximos a la superficie, ahorrando dinero y mano de obra en su construcción. Reforzado con las paredes de hormigón (4) y la placa superior (4u) de hormigón armado. Entre sendos túneles porta el conducto longitudinal (30) con las puertas de emergencia (31) que se desplazan inclinadas y descienden y cierran por gravedad. Los túneles pueden tener todo tipo de sección transversal interna.Figure 9a shows a tunnel construction system (28), open pit, without the need for tunnel boring machines, on flat terrain or small elevations or mounds, which run close to the surface, saving money and labor in its construction . Reinforced with concrete walls (4) and reinforced concrete top plate (4u). Between the two tunnels it carries the longitudinal conduit (30) with the emergency doors (31) that move inclined and descend and close by gravity. Tunnels can have all kinds of internal cross section.
La 9b muestra los túneles (28) cubiertos con sendos sistemas distintos, uno con la lona en ángulo diedro (4t) soportada de su zona central por el cable (32) que le proporciona el ángulo y el otro por la lona inclinada (4i). Pueden construirse cielo abierto, sin el uso de tuneladoras, siendo cubiertos a continuación con hormigón armado, lonas, etc.9b shows the tunnels (28) covered with two different systems, one with the dihedral angle canvas (4t) supported from its central area by the cable (32) that provides the angle and the other by the inclined canvas (4i) . They can be built under the open sky, without the use of tunnel boring machines, and are subsequently covered with reinforced concrete, tarpaulins, etc.
La figura 10 muestra un microprocesador que procesa las señales de: Giróscopos, acelerómetros, cuatro sensores de separación delanteros y cuatro traseros, mando de gases, frenos, peso de la zona delantera y trasera, El microprocesador una vez procesados proporciona y envía múltiples y repetitivas señales: Cuatro de control de estabilización delantera y otras cuatro señales de levitación zona delantera y de la zona trasera enviadas a los inyectores y a los electroimanes, y señales de aviso de fallos del sistema, control de velocidad, frenado, propulsión e indicación de velocidad. Todos los movimientos pueden controlarse con servosistemas. Figure 10 shows a microprocessor that processes the signals of: Gyroscopes, accelerometers, four front and four rear separation sensors, gas control, brakes, weight of the front and rear area, The microprocessor once processed provides and sends multiple and repetitive Signals: Four front stabilization control and four other front zone and rear zone levitation signals sent to the injectors and electromagnets, and system failure warning signals, speed control, braking, propulsion and speed indication. All movements can be controlled with servo systems.
Claims (24)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201900584U ES1244931Y (en) | 2019-11-26 | 2019-11-26 | Pneumatic, magnetic and electromagnetic levitation underground tubular train |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201900584U ES1244931Y (en) | 2019-11-26 | 2019-11-26 | Pneumatic, magnetic and electromagnetic levitation underground tubular train |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES1244931U true ES1244931U (en) | 2020-04-21 |
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ID=70277664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES201900584U Active ES1244931Y (en) | 2019-11-26 | 2019-11-26 | Pneumatic, magnetic and electromagnetic levitation underground tubular train |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES1244931Y (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021232119A1 (en) * | 2020-05-18 | 2021-11-25 | Neto Manoel | Running gear with system for levitation by superconductors and electromagnetic induction |
| GB2601729A (en) * | 2020-11-13 | 2022-06-15 | Trevor Willden Ian | Tube or tunnel traversing ducted fan driven vehicle |
-
2019
- 2019-11-26 ES ES201900584U patent/ES1244931Y/en active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021232119A1 (en) * | 2020-05-18 | 2021-11-25 | Neto Manoel | Running gear with system for levitation by superconductors and electromagnetic induction |
| GB2601729A (en) * | 2020-11-13 | 2022-06-15 | Trevor Willden Ian | Tube or tunnel traversing ducted fan driven vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES1244931Y (en) | 2020-08-26 |
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