專利名稱：吊軌永磁吸引懸浮與導(dǎo)向路－車系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用懸掛永磁懸浮式路-車運輸系統(tǒng)，具體地說，涉及一種高架吊軌，列車在吊軌下方，采用永磁吸引懸浮技術(shù)的路-車系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
磁懸浮技術(shù)被喻為二十一世紀(jì)交通領(lǐng)域的綠色革命，近年來取得了長足進(jìn)展。如德國的TR系列“常導(dǎo)”型電磁懸浮列車，采用直線電機驅(qū)動，時速可達(dá)450km/h。這種電磁懸浮列車需要將路基高架，再將車體底部環(huán)抱在軌道的上方，以避免車體脫軌或傾覆。日本MLX系列“超導(dǎo)”型磁懸浮列車需要使用低溫超導(dǎo)線圈，借以產(chǎn)生強大的磁場力，列車在U型槽內(nèi)行走，槽的側(cè)壁間隔安裝“8”字型導(dǎo)電環(huán)，既有導(dǎo)向作用，更是借以對列車產(chǎn)生浮力的感應(yīng)線圈，時速可達(dá)550km/h。中國GKC06系列“永磁”型懸浮列車采用永磁補償式懸浮技術(shù)，直線電機驅(qū)動，時速可達(dá)1080km/h。這些技術(shù)參見《磁懸浮鐵路系統(tǒng)與技術(shù)》(中國科學(xué)與技術(shù)出版社2003.11)；《管道真空永磁補償式懸浮列車-高架路-站系統(tǒng)》(中國專利號ZL00105737.5)。
德國TR與日本MLX系列磁懸浮列車技術(shù)均屬于“臥軌式”布局，列車運行重心高，穩(wěn)定性差；采用電磁及超導(dǎo)永磁懸浮結(jié)構(gòu)，直線電機驅(qū)動造價高。上海采用的德國TR系列技術(shù)每公里造價3億人民幣，日本MLX技術(shù)更是高達(dá)6.8億人民幣，昂貴的投資限制技術(shù)的推廣。中國GKC06磁懸浮技術(shù)雖然在穩(wěn)定重心，降低造價，節(jié)約耗能方面有重大突破，但沿途需鋪設(shè)造價較高的釹鐵硼軌磁。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種吊軌永磁吸引懸浮與導(dǎo)向路-車系統(tǒng)，本發(fā)明不需要導(dǎo)向輪，路軌也不需要鋪設(shè)釹鐵硼軌磁，造價低廉，運力強大，時速在600km/h，具有廣泛適應(yīng)性與作業(yè)兼容性。
本發(fā)明提出的吊軌永磁吸引懸浮與導(dǎo)向路-車系統(tǒng)，由軌道和磁懸浮車輛二部分組成，其中軌道部分，由鋼筋混凝土澆鑄的龍門柱和與龍門柱一體澆鑄的倒T形門梁組成龍門架；用混凝土澆鑄而成的工字梁，其端頭搭接在倒T形門梁上，工字梁的下方固定有兩條導(dǎo)磁吊軌，該吊軌是用鐵磁性材料制成的倒置凹形槽。
磁懸浮車輛部分，上部為懸浮動力艙，下部為車廂一體制成；懸浮動力艙上部端頭分別環(huán)抱兩條吊軌，將吊軌鑲嵌在動力艙內(nèi)。
懸浮動力艙當(dāng)中設(shè)有鐵磁性基板，在基板的上面固定有平行排列的兩條吸引永磁體，其中一條為N極，另一條為S極，與上方吊軌兩側(cè)相對應(yīng)，永磁體與吊軌之間有5-60毫米的工作氣隙。在基板的下面等間距地固定有液壓缸，液壓缸安裝在驅(qū)動輪與氣隙限位輪之間，液壓缸的作用是調(diào)整吸引永磁體與凹形吊軌之間的工作氣隙，增大或減小懸浮力。氣隙限位輪的軸固定在動力艙壁上，氣隙限位輪的作用是使車體與凹形吊軌脫離接觸，兩組氣隙限位輪安裝在懸浮動力艙的兩端。每節(jié)懸浮動力艙中部設(shè)有一組動力機構(gòu)，由驅(qū)動輪-驅(qū)動電機-車載電源-自動控制系統(tǒng)組成。


圖1為本發(fā)明外部形狀側(cè)視圖。
圖2為圖1中沿A-A剖面示意圖。
圖3為本發(fā)明吊軌的剖面示意圖。
圖4為本發(fā)明磁懸浮車輛的剖面示意圖。
圖5為圖1中沿B-B剖面示意圖，顯示了本發(fā)明磁懸浮車輛與軌道的結(jié)合關(guān)系。
圖6為圖1中沿C-C剖面示意圖，顯示了本發(fā)明吸引永磁體由液壓缸提供升降動力示意圖。
具體實施例方式
以下所述的內(nèi)容是結(jié)合附圖對本發(fā)明作的詳細(xì)描述，而不應(yīng)被理解為是對本發(fā)明的限定。
請先參閱圖1，是本發(fā)明的側(cè)面整體效果示意圖，從圖中可以看出本發(fā)明由軌道和磁懸浮車輛二部分組成，其中列車頭1呈流線性，流面向下；車門2、車窗4、行李艙車門3與蒙皮5之間，以及列車各節(jié)連接縫6之間為平整光滑接觸，以減少運行中風(fēng)的阻力。整個列車懸吊在軌道上，地面為綠化草坪9，列車7底部距地面草坪約6米。
工字梁10由預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土制成，其中部設(shè)有通風(fēng)孔11，以減少風(fēng)的壓力。工字梁10的端頭12搭接在倒T型門梁13上。工字梁10端頭12與倒T形門梁13之間設(shè)有溫度縫，并用螺栓固定連接。倒T型門梁13與其之下的龍門柱14為混凝土一體澆鑄形成龍門架15。
請結(jié)合圖2和圖3，分別為本發(fā)明磁懸浮列車和吊軌的剖面示意圖。兩條吊軌8在列車上方，固定在工字梁10的下方。這種復(fù)線架設(shè)技術(shù)將使單向發(fā)車的時間縮短，提高動力。吊軌8是用鐵磁性鋼板制成的一倒置的凹形槽，該凹槽32為列車運行的軌道。吊軌8與工字梁10之間設(shè)有枕塊16，吊軌8和枕塊16用螺栓17固定在工字梁10上。
請結(jié)合參閱圖4，為本發(fā)明磁懸浮車輛的剖面示意圖。本發(fā)明磁懸浮車輛7為合金或玻璃鋼一體制成，由上部動力艙19和下部客艙兩部分組成，下部也可以是貨艙，也可以分成客艙20和貨艙21。磁懸浮動力艙19為本發(fā)明整體車輛動力機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)為左右對稱。磁懸浮動力艙19的艙壁27上部端頭分別環(huán)抱兩條吊軌8，將吊軌8鑲嵌在動力艙19內(nèi)。磁懸浮動力艙19的中部安裝有一組動力機構(gòu)，該動力機構(gòu)由驅(qū)動輪18與驅(qū)動電機22通過輪軸26相連，固定在動力艙壁27上。動力艙壁27的上部端頭是安全滑靴28，由彈性金屬制成，其作用是當(dāng)后述的吸引永磁體23與凹形吊軌8之間工作失效時，由于有安全滑靴28，車輛依然可依靠滑靴28在吊軌8頂端滑行，保護列車不脫軌。驅(qū)動輪18運行在吊軌8的凹槽軌道32中。動力艙還容納有車載電源和逆變控制系統(tǒng)，由于車載電源和逆變控制系統(tǒng)為目前電力機車所通用的裝置，且不是本發(fā)明的討論重點，因此附圖中沒有標(biāo)出。上述動力艙中的驅(qū)動輪18等動力機構(gòu)安裝在磁懸浮車廂的中部。
請參閱圖5，為本發(fā)明懸浮車輛與軌道的結(jié)合關(guān)系。氣隙限位輪24位于動力艙19的兩端，該氣隙限位輪24與前面提到的驅(qū)動輪18在一條直線上。氣隙限位輪24是為防止后述吸引永磁體23與吊軌8接觸之間相接觸，就功能來說驅(qū)動輪18也兼有氣隙限位輪24的功能。氣隙限位輪24通過輪軸31固定在動力艙19的艙壁27上，并且也是在吊軌8的凹槽軌道32內(nèi)運行。
請參閱圖6，顯示了本發(fā)明磁懸浮車輛的吸引永磁體和液壓缸連接狀況并與吊軌的結(jié)合關(guān)系。液壓缸25設(shè)置在驅(qū)動輪18和氣隙限位輪24之間。吸引永磁體23為二條，吸引永磁體可為固體永磁、超導(dǎo)永磁或電磁。分別固定在導(dǎo)磁鋼板制成的基板29左右兩側(cè)，相對于吊軌8兩個側(cè)面，吸引永磁體的安裝是其中一條與吊軌8相對的是N極，另一條與吊軌8相對的是S極?；?9的底部固定在升降液壓缸25上，液壓缸25的作用是依據(jù)列車的載重大小調(diào)整吸引永磁體23與吊軌8之間的工作氣隙，以增大或減少永磁吸引力。工作氣隙一般保持在5-60mm。
本發(fā)明的吊軌永磁吸引懸浮與導(dǎo)向路-車技術(shù)系統(tǒng)的工作原理是，當(dāng)空車運行時，通過液壓系統(tǒng)降低吸引永磁體的高度，以增大其與凹形吊軌之間的氣隙，減少吸引力即減少氣隙限位輪的壓力。此時氣隙限位輪的壓力F1等于吸引永磁體與凹形吊軌之間的引力F減去空車自重F2后的壓力，該壓力F是保持列車處于懸浮狀態(tài)的安全壓力，其表達(dá)式為F＝F1+F2。當(dāng)重車運行時，通過液壓系統(tǒng)升高吸引永磁體的高度，以減少其與凹形吊軌之間的氣隙增大吸引力。其引力增大值F3與列車所載物體的重量有關(guān)，其表達(dá)式為F＝F1+F2+F3。當(dāng)列車轉(zhuǎn)彎時，離心力將列車與凹形吊軌錯開，此時吸引永磁體的引力與列車的重力之間產(chǎn)生了小于180°的夾角，依據(jù)平行四邊形法則，其合力方向與離心力方向相反，此力約束列車不會脫軌。當(dāng)出現(xiàn)不安全情況時，動力艙的滑靴起保險作用。
本發(fā)明的磁懸浮路-車運輸系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點1)造價低，相當(dāng)于德國TR系列的1/5；2)節(jié)能，相當(dāng)于德國TR系列的65％；3)運力大，相當(dāng)于德國TR系列的10倍，即可客運又可貨運；4)列車自重輕，0.7噸/米；是德國TR系列列車的1/3。
權(quán)利要求
1.一種吊軌永磁吸引懸浮與導(dǎo)向路-車系統(tǒng)，由軌道和磁懸浮車輛兩部分組成，其中軌道部分，由鋼筋混凝土澆鑄的龍門柱和與龍門柱一體澆鑄的倒T形門梁組成龍門架；用混凝土澆鑄而成的工字梁，其端頭搭接在倒T形門梁上，工字梁的下方固定有兩條吊軌，該吊軌為倒置的凹形槽；磁懸浮車輛部分，上部為懸浮動力艙，下部為車廂一體制成；懸浮動力艙上部端頭分別環(huán)抱兩條吊軌；懸浮動力艙中設(shè)有鐵磁性基板，基板的上面固定有平行排列的兩條吸引永磁體，其中一條為N極，另一條為S極，與上方吊軌相距5-60mm，相對應(yīng)形成吸懸浮力；基板下固定有液壓缸，調(diào)整永磁體與吊軌之間的工作氣隙；液壓缸安裝在驅(qū)動輪與氣隙限位輪之間；兩組氣隙限位輪通過輪軸固定在動力艙壁上；氣隙限位輪分別安裝在懸浮動力艙的兩端；一組動力機構(gòu)，由驅(qū)動輪-驅(qū)動電機-車載電源-自動控制系統(tǒng)組成，安裝在懸浮動力艙中部。
2.權(quán)利要求1的吊軌永磁吸引懸浮與導(dǎo)向路-車系統(tǒng)，其特征在于，工字梁與倒T形門梁之間設(shè)有溫度縫。
3.權(quán)利要求1的吊軌永磁吸引懸浮與導(dǎo)向路-車系統(tǒng)，其特征在于，工字梁中部設(shè)有通風(fēng)孔。
4.權(quán)利要求1的吊軌永磁吸引懸浮與導(dǎo)向路-車系統(tǒng)，其特征在于，凹形吊軌和基板由鐵磁性鋼板制成。
5.權(quán)利要求1的吊軌永磁吸引懸浮與導(dǎo)向路-車系統(tǒng)，其特征在于，吸引永磁體為固體永磁、超導(dǎo)永磁或電磁。
6.權(quán)利要求1的吊軌永磁吸引懸浮與導(dǎo)向路-車系統(tǒng)，其特征在于，懸浮動力艙艙壁的兩上部端頭設(shè)有滑靴。
7.權(quán)利要求1的吊軌永磁吸引懸浮與導(dǎo)向路-車系統(tǒng)，其特征在于，該滑靴由彈性金屬制成。
8.權(quán)利要求1的吊軌永磁吸引懸浮與導(dǎo)向路-車系統(tǒng)，其特征在于，車廂為客艙或貨艙。
9.權(quán)利要求1的吊軌永磁吸引懸浮與導(dǎo)向路-車系統(tǒng)，其特征在于，車廂為合金或玻璃鋼制成，并具有流線型。
全文摘要
一種吊軌永磁吸引懸浮與導(dǎo)向路－車系統(tǒng)，由軌道和磁懸浮車輛兩部分組成。軌道部分由龍門柱和與龍門柱一體澆鑄的倒T形門梁組成龍門架，工字梁端頭搭接在倒T形門梁上，工字梁的下方固定有兩條凹形槽吊軌。磁懸浮車輛部分上部為懸浮動力艙，下部為車廂；懸浮動力艙上部端頭分別環(huán)抱兩條吊軌；懸浮動力艙中設(shè)有鐵磁性基板，基板的上面固定有平行排列的兩條吸引永磁體，其中一條為N極，另一條為S極，基板下固定有液壓缸；液壓缸安裝在驅(qū)動輪與氣隙限位輪之間；兩組氣隙限位輪通過輪軸固定在動力艙壁上；氣隙限位輪分別安裝在懸浮動力艙的兩端；一組動力機構(gòu)，由驅(qū)動輪－驅(qū)動電機－車載電源－自動控制系統(tǒng)組成，安裝在懸浮動力艙中部。
文檔編號B60L13/00GK1775602SQ20041009261
公開日2006年5月24日 申請日期2004年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月15日
發(fā)明者李嶺群 申請人:李嶺群