CN109466567A - 一种真空管道交通车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种真空管道交通车辆，由头/尾车辆1A和中间车辆1B组成，所述头/尾车辆1A和中间车辆1B分别设置有：车壳、在车壳内设置有移动座椅车，在所述移动座椅车的底部设置有行走轮；在头/尾车辆1A和中间车辆1B内分别设置有供行走轮移动的轨道；构成头/尾车辆1A和中间车辆1B的车壳之间密封连接；中间车辆1B之间密封连接；在所述移动座椅车按照一定规则设置排列有若干座位；所述车壳用整体成型工艺制造，无焊缝、无接缝，材料用高强度轻质金属或合金构成。本发明提供的真空管道交通车辆结构整体性优越，气密性可靠，力学性能良好，便于车辆编组成列运行，方便工厂规模化制造。

Description

一种真空管道交通车辆

技术领域

本发明属于真空管道交通技术领域，具体涉及一种真空管道交通车辆。

背景技术

真空管道交通是一种尚未实施的超高速交通方式，由管道、磁悬浮车辆、驱动与控制***等部分组成，运行时，管道内抽成真空。由于同时消除了机械摩擦和空气阻力，不仅所需驱动力很小，而且速度能够很快，可望从根本上解决人类交通所面临的困境。

因为管道内是真空，而车辆内必须有供旅客呼吸和维系生命的空气，运行过程中车辆内部空气不允许泄漏，所以车辆必须具备良好气密性。另外，由于车辆内部是常压，而管道内是低压真空，即车辆内、外存在较大压差，所以车辆必须具有较高承压强度。

铁路旅客列车、动车组客车、悬浮列车，以及大多数民航客机、汽车等，都是侧开门结构，即乘员进出的通道都设置在客舱侧面。侧门布局有利于增加出入口数量，如普通列车，其两端还有通道门。对于密封要求较高且承受内外压差的载运工具，则不宜在侧壁开门，应尽可能减少门道数量，比如宇宙飞船，乘员进出的通道就设置在端部(尾部)。

有些载运工具，当有自动化和机械化装载要求时，需要在端部开门，如尾部卸货的飞机货舱、重型运输机等，都从后部出舱。

真空管道高速交通车辆要求具有良好的气密性，且要承受内压，因此，应该尽可能减少乘员进出的通道，同时要考虑密封门的可靠性，以及设计制作、操作方面的便利性，还需要尽可能减少旅客上下车时间。

已有的、典型的能够承受压差的壳体类乘员舱有两类，一是潜艇，二是太空舱。潜艇运行时，外压大于内压，而真空管道交通车辆与之相反。从压差的性质来看，真空管道交通车辆跟太空舱十分相似，但太空舱内乘员数量少，航天员更不会频繁进出舱，因此真空管道车辆不宜设置如太空舱那样的舱门，真空管道交通旅客也不适合如航天员那样漂逸或攀爬进出乘员舱。

专利申请“EvacuatedTube Transport”(US5950543)给出了一种胶囊式车辆，采用鸥翼式开门结构，即双侧上翻打开，供旅客上下车。其优点是旅客上下车方便、快速，缺点是破坏了车辆结构的整体性，削弱舱体强度，还使密封缝范围增大，给保证气密性工作带来困难，增加维护成本。

专利申请“一种用于真空管道交通的接驳走廊”(CN200710049111)涉及一种真空管道交通车辆的车门，但该车辆布局与结构类似于现有的铁路客运车辆，车门在车辆侧面，就车辆密封保证和客车壳体结构强度而言，这种布局和结构并不优越。不仅不能提高旅客上下车效率，而且车辆结构的整体性降低。

专利申请“Gate Device for Vacuum Tube Transport System”(JPH02106517)所涉及的密封门仅用于管道隔离，并不涉及车门和旅客上下问题。

为此，有必要针对性地设计一种真空管道交通车辆，该车辆既方便生产制造，降低生产制造成本，又具有高强度、高气密性、高可靠性。同时，要求该车辆方便旅客快速上下(进出)，提高真空管道交通***运输能力和客运效率。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种使真空管道交通车辆具有良好的整体性、可靠的气密性，方便规模化生产制造，且密封缝最小化，旅客乘降便捷、快速的一种具有端门设置的真空管道交通车辆。

一种真空管道交通车辆，由头/尾车辆1A和中间车辆1B组成，所述头/尾车辆1A和中间车辆1B分别设置有：车壳、在车壳内设置有移动座椅车，在所述移动座椅车的底部设置有行走轮；在头/尾车辆1A和中间车辆1B内分别设置有供行走轮移动的轨道；

构成头/尾车辆1A和中间车辆1B的车壳之间密封连接；中间车辆1B之间密封连接；在所述移动座椅车按照一定规则设置排列有若干座位；

所述车壳用整体成型工艺制造，无焊缝、无接缝，材料用高强度轻质金属或合金构成。

进一步地，如上所述的真空管道交通车辆，在头/尾车辆1A的一端封闭构成流线形的头/尾车辆封头，另一端为开口端，该开口端与中间车辆1B的连接端直接密封连接；所述中间车辆1B的连接端为开口端。

进一步地，如上所述的真空管道交通车辆，在头/尾车辆1A的一端封闭构成流线形的头/尾车辆封头，另一端为开口端，在该开口端上设置有端门，所述端门与中间车辆1B的连接端密封连接；所述中间车辆1B的连接端为封闭端；

或者该连接端上设置有端门，所述端门通过端门上锁紧装置与车壳上锁紧装置与中间车辆1B密封连接。

进一步地，如上所述的真空管道交通车辆，在开口端与中间车辆1B的连接端上均设置有凸缘，在两凸缘之间设置有密封橡胶圈，所述开口端与中间车辆1B的连接端之间通过沿两凸缘圆周上分布的若干锁紧栓将两者密封连接。

进一步地，如上所述的真空管道交通车辆，在头/尾车辆封头的端部延伸出5-20cm形成第二凸沿，在第二凸沿的周边粘贴橡胶垫圈，对应地，在中间车辆1B的封闭端设置第一凸沿，所述第二凸沿与第一凸沿紧密贴在一起，在第一凸沿或者橡胶垫圈上靠近外缘的周边设置有弹性防撞装置，用于防止跟其他车辆运行时相互撞击。

进一步地，如上所述的真空管道交通车辆，在第二凸沿或者橡胶垫圈上靠近外缘的周边设置有压力传感器，当头/尾车辆1A与中间车辆1B接触压力超过额定值时，或中间车辆1B与其他中间车辆1B接触压力超过额定值时，驱动控制***则自动微调，对车辆进行微加速或微制动，使相邻车辆之间不致形成过大挤压或者发生相互碰撞。

进一步地，如上所述的真空管道交通车辆，在车壳内设置有有机玻璃防护壳，用于确保移动座椅车驶入车辆过程中的旅客安全。

本发明的有益效果是：

所给出的真空管道交通车辆结构整体性优越，气密性可靠，力学性能良好，便于车辆编组成列运行，方便工厂规模化制造；旅客只需在开放、宽敞的场合登上移动座椅车，移动座椅车载着就座的旅客进入车辆内，使得旅客乘降方便、快速；当按无端门的车辆连接运行时，节省设置端门的成本，使车辆结构简化、操作简化，有效提高真空管道交通运营效率。

附图说明

图1为包含端门的真空管道交通车辆横断面图；

图2为用作头/尾的设置有旅客上下车的车辆结构示意图；

图3为包含头/尾车辆及中间车辆的设置有端门模式的车辆纵断面图；

图4为不设置端门的两节车辆相连接示意图，也为图9中D局部放大图；

图5为图4中E的放大图；

图6A为中间车辆1B结构示意图；

图6B为移动座椅结构示意图；

图7为一节车辆封头端与另一节设置端门的车辆编组对接状态示意图，也图3中C局部放大图；

图8为带一定弧度的外凸形式封头端及端门示意图；

图9为包含头/尾车辆及中间车辆的无端门模式车辆纵断面图；

图10为不包含端门的仅头/尾车辆对接模式示意图；

附图标记：

1-车辆，11-车壳，12-车辆内导轨，13-第一凸沿，14-橡胶垫圈；2-端门，21-端门上锁紧装置，22-车壳上锁紧装置，23-第二凸沿；3-封头，31-头/尾车辆封头，32-中间车辆封头；5-凸缘；51-密封橡胶圈，6-锁紧栓；7-移动座椅车，71-行走轮，72-有机玻璃防护壳。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2、图3所示，该车辆1由头/尾车辆1A和中间车辆1B组成；所述该车辆1包括：车壳11、移动座椅车7、有机玻璃防护壳72、端门2、头/尾车辆封头31、生命支持***等组成。车辆1断面为圆形、椭圆形或其他形状，不设置窗户。

车壳11用整体成型工艺制造，无焊缝、无接缝，材料用钢材，或其他高强度轻质金属、合金、碳纤维材料等。

所述头/尾车辆1A一端封闭，称为头/尾车辆封头31，为流线形，其目的是降低车辆运行气动阻力；头/尾车辆封头31是车辆1A的组成部分，跟车壳11形成整体结构。另一端开口，称为开口端。该开口端有两种形式，一种设置端门2，另一种不设置端门。

如图4、图5所示，不设置端门的开口端跟其他车辆开口端密封连接，在两开口端上均设置有凸缘5、在两凸缘5之间设置有橡胶密封圈51，该两开口端通过锁紧栓6将其密封连接在一起，所述锁紧栓6沿开口端周边布置，共4-6组。

如图6A、6B、图7所示，所述中间车辆1B一端封闭，即中间车辆1B封头32，其形状平齐，为缓冲跟其他车辆编组成列、运行时的撞击作用，车壳11在中间车辆1B封头32处伸出5-20cm，形成第一凸沿13，在第一凸沿13的周边设置橡胶垫圈14，对应地，头/尾车辆1A的端门上设置第二凸沿23，或者在中间车辆封头32靠近外缘的周边设置弹性防撞装置。中间车辆1B另一端开口，即开口端，设置端门2。该中间车辆1B也可以是两端不设置端门的结构形式，这时与之相对应的其他中间车辆或头/尾车辆1A的开口端也应设置成无端门2形式，对接后确保气密性，如图4所示。

不论中间车辆封头32还是端门2，都可设置成带一定弧度的外凸形式，如图8所示。

车辆设置端门情形下，也可在第一凸沿13、第二凸沿23上安装压力传感器，当头/尾车辆A1与中间车辆1B接触压力超过额定值时，或中间车辆1B与其他中间车辆接触压力超过额定值时，驱动控制***则自动微调，对车辆进行微加速或微制动，使相邻车辆及车辆之间不致形成过大挤压，这本质上也是一种车辆之间防碰撞设置。也可在端门2上或在中间车辆封头32上设置防撞雷达，替代压力传感器作用。

本发明的优点是，使得车辆结构简单，整体性好，气密性容易得到保证，便于工厂按整体成型制造，降低生产成本；同时，该车辆还便于多节车辆编组成列，各节车辆之间无缝连接，或者气密性连接，有利于减小气动阻力和降低气压冲击波。

为了跟上述车辆1的端门2结构相适应，使旅客快速、方便地上下车，本发明给出一种移动座椅式旅客乘降方法，该方法所采取的技术方案是：

如图6A、6B所示，一种安装有座椅的移动座椅车7，移动座椅车下面有行走轮71，可按无人驾驶方式驶入车辆1，也可通过其他导轨装置或自动导引***将其移动到车辆1内。该移动座椅车7上可横排布置三个座位，也可布置两个并中间留出过道；纵向可布置3-10排。为确保旅客就坐后至移动座椅车7进入车辆1过程中的安全，对应于每排座位设置透明有机玻璃防护壳72，设置时应不影响旅客从侧面上下移动座椅车7为原则。

由于座椅设置在敞开或半敞开移动座椅车7上，所以旅客能够方便地从多个方向登上移动座椅车7，在空座位或属于自己的预留座位就坐。就坐完毕并确认系好安全带后，移动座椅车7驶入车辆1，就位并锁定后，车辆端门2关闭，车辆内部生命保障***启动，开始供氧和空气调节。随之该真空管道车辆驶入气闸站，关闭气闸站闸门，对气闸站抽真空。气闸站内真空度跟主管道内相同时，打开气闸站内闸门，真空管道车辆驶入主管道，驶向目的地。

具体地，所述车辆1由车壳11、端门2、头/尾车辆封头31组成，车辆1断面为圆形、椭圆形或其他形状，不设置窗户，有头/尾车辆1A、中间车辆1B两种类型，车壳11用整体成型工艺制造，无焊缝、无接缝，材料用钢材，或其他高强度轻质金属，或合金。

头/尾车辆1A一端封闭，即头/尾车辆封头31，为流线形，其目的是降低车辆运行气动阻力；头/尾车辆封头31是车辆1的组成部分，跟车壳11形成整体结构；另一端开口，即开口端，或设置端门2。中间车辆1B一端封闭，即中间车辆封头32，其形状平齐；另一端开口，即开口端，设置端门2；中间车辆1B可以是两端不设置端门的结构形式，连接运行时与之相对应的其他中间车辆1B两端或头/尾车辆1A的开口端也设置成无端门形式，要求对接后确保气密性。

在头/尾车辆封头31的端部延伸出5-20cm形成第二凸沿23，在第二凸沿23的周边粘贴橡胶垫圈14，对应地，在中间车辆1B的封闭端设置第一凸沿13，所述第二凸沿23与第一凸沿13紧密贴在一起，在第一凸沿13或者橡胶垫圈14上靠近外缘的周边设置有弹性防撞装置，用于防止跟其他车辆运行时相互撞击。

当中间车辆1B的两端不设置端门时，该中间车辆1B的两个开口端设置跟其他车辆开口端密封连接的装置，具体为两端设置凸缘5，凸缘5上设置密封橡胶圈51；两端设置锁紧栓6，沿开口端周边布置，共4-6组。

在第一凸沿13、第二凸沿23上安装压力传感器，当头/尾车辆1A与中间车辆1B接触压力超过额定值时，或中间车辆1B与其他中间车辆1B接触压力超过额定值时，驱动控制***则自动微调，对车辆进行微加速或微制动，使相邻车辆之间不致形成过大挤压，或者防止车辆在编组或运行过程中发生相互碰撞；在端门2上或在中间车辆封头32上设置其他类型传感器，如光电传感器、磁感应传感器等高精度距离传感器，替代压力传感器作用。

在所述移动座椅车7上横排布置三个座位，也可布置两个座位，中间留出过道，纵向布置3-20排；

对应于每排座位设置透明有机玻璃防护壳72，以确保移动座椅车7驶入车辆1过程中的旅客安全。旅客可以十分方便快速地从移动座椅车7的侧面、前后等多个方向上下移动座椅车，在属于自己的预留座位就坐；就坐完毕并确认系好安全带后，移动座椅车7驶入车辆1，就位并锁定后，车辆1的端门2关闭，车辆1内生命保障***启动，开始供氧和空气调节；随之该真空管道车辆驶入气闸舱，气闸舱外闸门关闭，对气闸站抽真空；气闸舱内真空度跟主管道内相同时，打开气闸舱内闸门，真空管道车辆驶入主管道，驶向目的地。

所述移动座椅车7及旅客的各车辆1根据自动编排的次序进入气闸站，依次连接、紧锁；首先一个带有流线形的头/尾车辆封头31的车辆1A进入气闸站，车头在前；然后中间车辆依次进入并连接、紧锁，最后进入一个带有流线形头/尾车辆封头31的车辆1A，车尾在后，跟前面的中间车辆1B连接、紧锁。各节车辆连接、密封、紧锁后，即形成一个带有流线形车头车尾的真空管道车辆，车辆内部通敞，是一个无阻隔的统一空间，既节省车门制造成本，又为车辆内部争取到宽敞的空间。

实施例一：

参照图1-3，以设置有端门2的真空管道车辆为例，该车辆具有动力装置，实质上是能够自主运行的车辆。

设计制造具有流线形外形的头/尾车辆1A，头/尾车辆1A另一端设置端门2。设计制造具有无流线形外形的中间车辆1B，一端设置中间车辆封头32，跟车壳11形成整体；另一端设置端门2。端门2上和车壳11上分别设置端门上锁紧装置21和车壳上锁紧装置22。设计制造安装有座椅的移动座椅车7。

开始运行时，移动座椅车7停靠在上客区，旅客便捷、灵活地从移动座椅车7两侧及前后上车就座，系好安全带；移动座椅车7沿既有导轨或自动引导装置驶向车辆，移动座椅车7停靠位置离车辆停放位置可近可远，也可紧贴；移动座椅车7进入车辆1并固定锁紧；车辆内空调及生命保障***启动，开始供氧，调节温度与干湿度，保证气压稳定；端门2关闭并锁紧，确保气密性良好；车辆1进入气闸舱，气闸舱外闸门关闭，抽真空，当真空度跟主管道内真空度一致时，打开气闸舱内闸门，车辆1进入真空主管道；所述车辆能够自主独立行驶，也可在管道内跟其他车辆编组成列运行，以减小气动阻力，提高运行效率。气闸舱不需要很长，能够容纳一节车辆即可；但一个真空管道车站独立的气闸舱数量需要多个，以供多节车辆同时进入或驶离；载有旅客的车辆进入主管道后再通过调节速度进行编组，其实质是把车辆间距最小化，既减小气动阻力总和，同时使管道线路利用率最大化。

上述车辆端门设置有第二凸沿23，对应的中间车辆1B中间车辆封头32设置有第一凸沿13，其上均安装压力传感器，当头/尾车辆A1与中间车辆1B接触压力超过额定值时，或中间车辆1B与其他中间车辆接触压力超过额定值时，驱动控制***自动微调，对车辆进行微加速或微制动，使相邻车辆之间不致形成过大挤压，其本质上是一种车辆之间防碰撞设置。也可在端门2上或在中间车辆封头32上设置其他类型传感器，如光电传感器、磁感应传感器等高精度距离传感器，替代压力传感器作用，通过控制***微调制动或加速，防止车辆编组运行或独立运行时发生碰撞。

实施例二：

参照图4、9、10，以无端门2的真空管道车辆为例。

设计制造具有流线形外形的头/尾车辆1A，头/尾车辆1A另一端开口，沿周边设置4-6组锁紧栓6。设计制造无端门2的中间车辆1B，两端均保持开口；端部设置凸缘5和锁紧栓6，沿开口端周边布置，共4-6组。设计制造安装有座椅的移动座椅车7。

开始运行时，车辆内灯光等***开启，移动座椅车7停靠在上客区，旅客便捷、灵活地从移动座椅车7两侧及前后上车就座，系好安全带；移动座椅车7沿既有导轨或自动引导装置驶向车辆，移动座椅车7停靠位置离车辆停放位置可近可远，也可紧贴；移动座椅车7进入车辆1并固定锁紧。

搭载移动座椅车7及旅客的各车辆1根据自动编排的次序进入气闸站，依次连接、紧锁。其特征是，该气闸站较长，能够容纳由多节无端门车辆组成的真空管道列车，最小容纳两节相连的头/尾车辆1A，最多可容纳由30节车辆1组成的列车；进入气闸站次序为，首先一个带有流线形封头端(车头)的车辆1A先进入，车头在前，然后中间车辆依次进入并连接、紧锁，最后进入一个带有流线形封头端31(车尾)的车辆1A，车尾在后，跟前面的中间车辆1B连接、紧锁。由于车辆1A的开口端有带凸缘5和不带凸缘5两种，车辆1B的两个开口端一端带凸缘5，另一端不带凸缘5，连接时都是一节车辆的带凸缘一端和另一车辆的不带凸缘一端相对应，所以进入次序和方向必须保证两种开口端能够匹配连接，这个操作通过自动化程序控制***执行。

各节车辆连接、紧锁后，即形成一个带有流线形车头车尾的真空管道列车。这时，启动各车辆或者部分车辆生命保障***和空气调节***；气闸站外闸门关闭，对气闸站抽真空，当真空度跟主管道内真空度一致时，打开气闸站内闸门，车辆进入真空主管道，驶向目的地。

本实施例的独特有益效果是，车辆1无门，所组成的车辆内部通敞，是一个无阻隔的统一空间；既节省了车门制造成本，又为车辆内部争取到宽敞的空间。

车辆到达目地的气闸站后按上述步骤逆操作即可。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种真空管道交通车辆，其特征在于，由头/尾车辆1A和中间车辆1B组成，所述头/尾车辆1A和中间车辆1B分别设置有：车壳(11)、在车壳(11)内设置有移动座椅车(7)，在所述移动座椅车(7)的底部设置有行走轮(71)；在头/尾车辆1A和中间车辆1B内分别设置有供行走轮(71)移动的轨道；

构成头/尾车辆1A和中间车辆1B的车壳(11)之间密封连接；中间车辆1B之间密封连接；在所述移动座椅车(7)按照一定规则设置排列有若干座位；

所述车壳(11)用整体成型工艺制造，无焊缝、无接缝，材料用高强度轻质金属或合金构成。

2.根据权利要求1所述的真空管道交通车辆，其特征在于，在头/尾车辆1A的一端封闭构成流线形的头/尾车辆封头(31)，另一端为开口端，该开口端与中间车辆1B的连接端直接密封连接；所述中间车辆1B的连接端为开口端。

3.根据权利要求1所述的真空管道交通车辆，其特征在于，在头/尾车辆1A的一端封闭构成流线形的头/尾车辆封头(31)，另一端为开口端，在该开口端上设置有端门(2)，所述端门(2)与中间车辆1B的连接端密封连接；所述中间车辆1B的连接端为封闭端；

或者该连接端上设置有端门(2)，所述端门(2)通过端门上锁紧装置(21)与车壳上锁紧装置(22)与中间车辆1B密封连接。

4.根据权利要求2所述的真空管道交通车辆，其特征在于，在开口端与中间车辆1B的连接端上均设置有凸缘(5)，在两凸缘(5)之间设置有密封橡胶圈(51)，所述开口端与中间车辆1B的连接端之间通过沿两凸缘(5)圆周上分布的若干锁紧栓(6)将两者密封连接。

5.根据权利要求3所述的真空管道交通车辆，其特征在于，在头/尾车辆封头(31)的端部延伸出5-20cm形成第二凸沿(23)，在第二凸沿(23)的周边粘贴橡胶垫圈(14)，对应地，在中间车辆1B的封闭端设置第一凸沿(13)，所述第二凸沿(23)与第一凸沿(13)紧密贴在一起，在第一凸沿(13)或者橡胶垫圈(14)上靠近外缘的周边设置有弹性防撞装置，用于防止跟其他车辆运行时相互撞击。

6.根据权利要求5所述的真空管道交通车辆，其特征在于，在第二凸沿(23)或者橡胶垫圈(14)上靠近外缘的周边设置有压力传感器，当头/尾车辆1A与中间车辆1B接触压力超过额定值时，或中间车辆1B与其他中间车辆1B接触压力超过额定值时，驱动控制***则自动微调，对车辆进行微加速或微制动，使相邻车辆之间不致形成过大挤压或者发生相互碰撞。

7.根据权利要求1所述的真空管道交通车辆，其特征在于，在车壳(11)内设置有有机玻璃防护壳(72)，用于确保移动座椅车(7)驶入车辆1过程中的旅客安全。