真空管道交通車輛運行活塞效應排氣抽真空設置的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于真空管道交通技術領域，具體涉及真空管道交通車輛運行活塞效應排氣抽真空設置。
【背景技術】
[0002]真空管道交通是一種尚未實施的新型交通系統，由管道、磁懸浮軌道、直線電機驅動系統、車站和車輛等子系統組成。運營時，把管道中氣體排出，形成一定真空環境，讓磁懸浮車輛在直線電機驅動下行駛。由于消除了空氣阻力和機械摩擦阻力，車輛可以在其中超高速行駛。
[0003]常規的排氣抽真空方法是，利用真空栗，通過管路、閥門等外部設備對腔體抽氣以形成真空。據此，對于真空管道交通，可以在管道沿線建設真空栗站，通過連接管、閥門等把真空栗與真空管道連接起來，在運行時啟動真空栗，對真空管道實施排氣與抽真空。這種方法的優點是技術較成熟，排氣設備主體在管道外部，操作容易，檢查維修方便；缺點是需要建設大量的真空栗站，設備成本較高，排氣效率不高。
[0004]專利申請“真空管道高速交通運行抽氣系統”(CN101643071，2009.8.24)給出了另一種排氣形成真空的方法，即在車輛前端設置捕集氣體的喇叭口，捕集到的氣體經壓縮機壓縮后儲存起來，在車輛結束運行離開管道真空環境或在車站的專門區域把收集的氣體排出真空環境。其優點是，可以避免設置真空栗，減少設備成本投入，或者降低對真空栗的規格要求，有利于降低排氣抽真空成本，提高形成真空的效率；其弊端是，車輛上要安裝空氣壓縮機，需要攜帶儲氣瓶，要將收集到的空氣存入高壓存儲罐，再帶出真空環境，這會增加運行成本。
[0005]真空管道交通的最大優點與特征是，通過排除管道內的空氣，達到減少空氣阻力的目的。也就是說，在空氣未被排出之前，車輛在其中運行會遇到很大的空氣阻力，當速度較高時，車輛前方空氣被擠壓，形成高壓氣障區，而車輛后部會形成負壓區，最終對車輛形成強大的運行阻力。這其實是一種活塞效應。雖然可以通過真空栗抽真空來降低管道內氣壓，減小空氣阻力，但真空設備成本較高，抽真空過程能耗也很大。如果將車輛運行的活塞效應加以利用，即不等待由真空栗把空氣排除后再行駛，也不像專利CN101643071那樣把氣體收集起來、壓縮并帶出，而是利用活塞效應，把管道中的氣體直接排出，則可降低形成真空的成本，提尚經濟效益。
【發明內容】
[0006]為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供真空管道交通車輛運行活塞效應排氣抽真空設置，直接把氣體排出在管道外部，從而有效降低運行成本，提高經濟效益。
[0007]為了達到上述目的，本發明采取的技術方案是:
[0008]真空管道交通車輛運行活塞效應排氣抽真空設置，包括管道3及設置在管道3內的車輛5，車輛5前端設置活塞2，活塞2通過連桿4固定連接在車輛5的前端，活塞2形狀與管道3內部輪廓相匹配，在管道3壁上每隔一定間距設置開口并加裝單向閥門1，單向閥門1只能向管道3外部打開。
[0009]所述的活塞2和管道3有緊配合式和間隙式兩種方式，若管道3內部輪廓規則，縱向為連續光滑壁面，則采用緊配合式方式，活塞2外緣與管道3內壁緊密貼合；
[0010]若管道3內部輪廓不規則，縱向非連續光滑表面，則采用間隙式方式，活塞2外緣與管道3內壁不接觸，在保證運行過程中活塞2不觸碰任何管道3內設施設備及保留一定安全余量的前提下，應該使間隙盡可能小。
[0011]所述的單向閥門1有全開式和側開式兩種形式。
[0012]所述的單向閥門1布置在管道3頂部或側部。
[0013]所述的單向閥門1亦作為緊急情況下向管道3內充氣的入口，當需要給管道3內充氣時，通過強制打開單向閥門1，讓外部氣體流入管道3內。
[0014]本發明的有益效果為:通過車輛5前端連接活塞2直接把氣體排出在管道3外部，從而有效降低運行成本，提高經濟效益。
【附圖說明】
[0015]圖1為活塞2與管道3緊配合式，單向閥門1在管道3頂部時的橫斷面圖，單向閥門1為全開式。
[0016]圖2為活塞2與管道3緊配合式，單向閥門1在管道3頂部時的縱剖面圖，活塞2前方單向閥門1為開啟狀態，活塞2后方單向閥門1為關閉狀態。
[0017]圖3為活塞2與管道3緊配合式，單向閥門1在管道3兩側時的橫斷面圖，單向閥門1為側開式。
[0018]圖4為活塞2與管道3緊配合式，單向閥門1在管道3兩側時的縱剖面圖，活塞2前方單向閥門1為開啟狀態，活塞2后方單向閥門1為關閉狀態。
[0019]圖5為管道3內設置有軌道等設施，活塞2與管道3間存在間隙，單向閥門1在管道3兩側時的橫斷面圖。
[0020]圖6為管道3內設置有磁懸浮軌道6，活塞2與管道3間存在間隙，單向閥門1在管道3兩側時的縱剖面圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和實施例對本發明做詳細描述。
[0022]參照圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6，真空管道交通車輛運行活塞效應排氣抽真空設置，包括管道3及設置在管道3內的車輛5，車輛5前端設置活塞2，活塞2通過連桿4固定連接在車輛5的前端，活塞2形狀與管道3內部輪廓相匹配，在管道3壁上每隔一定間距設置開口并加裝單向閥門1，單向閥門1只能向管道3外部打開，正常運行時，氣體只能流出，不能流入。
[0023]所述的活塞2和管道3有緊配合式和間隙式兩種方式，若管道3內部輪廓規則，縱向為連續光滑壁面，則采用緊配合式方式，活塞2外緣與管道3內壁緊密貼合，沒有空隙，以減少氣體向活塞2及車輛5后部泄漏，沒有空隙，緊配合式如圖1、圖2、圖3、圖4所示；
[0024]若管道3內部輪廓不規則，并安裝有磁懸浮軌道6，縱向非連續光滑表面，則采用間隙式方式，活塞2外緣與管道3內壁不接觸，不侵入管道3內部輪廓限界，在運行過程中活塞2不會觸碰管道3內壁及任何固定在管道3內的設施設備，在保證運行過程中活塞2不觸碰任何管道3內設施設備及保留一定安全余量的前提下，應該使間隙盡可能小，以提高排氣效率，間隙式如圖5、圖6所示。
[0025]所述的單向閥門1有全開式和側開式兩種形式，全開式如圖1、圖2所示，側開式如圖3、圖4、圖5、圖6所示，單向閥門1遇到高壓氣流時會被頂開，活塞2前方被壓縮的氣體通過單向閥門1流出，當活塞2經過后，由于活塞2后方的氣壓低于管道3外部氣壓，單向閥門1隨即關閉。
[0026]所述的單向閥門1布置在管道3頂部或側部。
[0027]本發明的工作原理為:
[0028]通常情況下，設置在管道3壁上的單向閥門1處于關閉狀態，當安裝有活塞2的車輛5高速行駛時，擠壓前方氣體并形成高壓氣流區，活塞2前方的高壓氣流頂開單向閥門1，氣流通過閥門從設置在管道3壁上的開口流出，車輛5后面的管道3內部則成為負壓區，該區域管道3內部氣壓低于管道3外部氣壓，單向閥門1關閉，外部氣體無法進入。
[0029]在經過一次這種活塞效應排氣后，管道3內的氣體被排出一部分，如果尚未達到額定的真空度，那么可作第二次運行排氣，第二次運行排氣時車速要高于第一次排氣過程，才能使活塞前方氣體被壓縮到明顯大于管道外的大氣壓值，使管道3內部的氣體再次排出，氣壓進一步降低，即真空度進一步提高，如果在第二次運行排氣后管道內真空度還達不到額定真空度，那么繼續提高車速進行第三次這種運行車輛活塞效應排氣抽真空過程，如此繼續下去，車速一次比一次提高，管道3內的真空度也一次比一次提高，直至達到額定真空度為止。
[0030]在經過一定時間運行，由于種種原因管道3內氣壓升高，真空度低于額定真空度時，可再運行上述的前端帶有活塞2的車輛5，把管道3內氣體排出，直至達到額定真空度為止。
【主權項】
1.真空管道交通車輛運行活塞效應排氣抽真空設置，包括管道(3)及設置在管道(3)內的車輛(5)，其特征在于:車輛(5)前端設置活塞(2)，活塞(2)通過連桿(4)固定連接在車輛(5)的前端，活塞(2)形狀與管道(3)內部輪廓相匹配，在管道(3)壁上每隔一定間距設置開口并加裝單向閥門(1)，單向閥門(1)只能向管道(3)外部打開。2.根據權利要求1所述的真空管道交通車輛運行活塞效應排氣抽真空設置，其特征在于:所述的活塞⑵和管道⑶有緊配合式和間隙式兩種方式，若管道⑶內部輪廓規則，縱向為連續光滑壁面，則采用緊配合式方式，活塞(2)外緣與管道(3)內壁緊密貼合； 若管道(3)內部輪廓不規則，縱向非連續光滑表面，則采用間隙式方式，活塞(2)外緣與管道(3)內壁不接觸，在保證運行過程中活塞(2)不觸碰任何管道(3)內設施設備及保留一定安全余量的前提下，應該使間隙盡可能小。3.根據權利要求1所述的真空管道交通車輛運行活塞效應排氣抽真空設置，其特征在于:所述的單向閥門(1)有全開式和側開式兩種形式。4.根據權利要求1所述的真空管道交通車輛運行活塞效應排氣抽真空設置，其特征在于:所述的單向閥門(1)布置在管道(3)頂部或側部。5.根據權利要求1所述的真空管道交通車輛運行活塞效應排氣抽真空設置，其特征在于:所述的單向閥門(1)亦作為緊急情況下向管道(3)內充氣的入口，當需要給管道(3)內充氣時，通過強制打開單向閥門(1)，讓外部氣體流入管道(3)內。
【專利摘要】真空管道交通車輛運行活塞效應排氣抽真空設置，包括管道及設置在管道內的車輛，車輛前端設置活塞，活塞通過連桿固定連接在車輛的前端，活塞形狀與管道內部輪廓相匹配，在管道壁上每隔一定間距設置開口并加裝單向閥門，單向閥門只能向管道外部打開，通過車輛前端連接活塞直接把氣體排出在管道外部，從而有效降低運行成本，提高經濟效益。
【IPC分類】B61B13/10
【公開號】CN105292135
【申請號】CN201510724755
【發明人】張耀平, 李勝善, 張光第, 張成鋮
【申請人】西京學院
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年10月29日