CN113685228A - 外接式隧道空气减振器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及隧道工程领域，具体公开了外接式隧道空气减振器，包括外接板和内接板，所述外接板与内接板连接，所述内接板设置在隧道的内壁上，所述外接板位于隧道外；所述外接板中设置有若干缓冲槽，所述缓冲槽内设置有第一活塞装置，第一活塞装置包括第一活塞柱和第一推杆，所述第一推杆设置在第一活塞柱的上端，第一推杆上设置有连动装置，所述内接板上设置有若干第二活塞装置，第二活塞装置包括第二活塞柱和第二推杆，第二推杆设置在第二活塞柱的上端，所述连动装置能够带动第二推杆向上移动。本发明的目的在于解决高速列车进入隧道时产生活塞效应的技术问题。

Description

外接式隧道空气减振器
技术领域
本发明涉及隧道工程领域，具体公开了外接式隧道空气减振器。
背景技术
隧道是用于火车、动车、高铁等交通运输工具同行的建设在山体、地底中的工程建筑物，由于隧道的建设成本较高，所以隧道一般设计得较小，供往返两列车同行即可，以往的火车运行速度较低，通过隧道时，不会发生震动等情况。随着科技发展，动车、高铁等高速交通工具应运而生，当动车、高铁进入隧道时，动车、高铁会发生瞬间地震动，这种现象叫做活塞效应，活塞效应产生原因是：当隧道中没有列车时，隧道中的空气体积恒定，当列车快速进入隧道时，列车瞬间将空气向外侧挤压，空气弹到隧道内壁上产生空气波，空气波再反弹回列车上导致列车震动。目前，动车、高铁等运行时速一般是200-300km/h，进入隧道时虽然会产生明显震动，但是震动幅度一般，还不会对列车运行造成安全隐患，但是随着科技进一步发展，列车时速可达600km/h，届时列车再进入隧道，产生的震动较大，可能就会导致安全事故，所以现在需要解决活塞效应的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供外接式隧道空气减振器，以解决高速列车进入隧道时产生活塞效应的技术问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种外接式隧道空气减振器，包括外接板和内接板，所述外接板与内接板连接，所述内接板设置在隧道的内壁上，所述外接板位于隧道外；所述外接板中设置有若干缓冲槽，所述缓冲槽内设置有第一活塞装置，第一活塞装置包括第一活塞柱和第一推杆，所述第一推杆设置在第一活塞柱的上端，第一推杆上设置有连动装置，所述内接板上设置有若干第二活塞装置，第二活塞装置包括第二活塞柱和第二推杆，第二推杆设置在第二活塞柱的上端，所述连动装置能够带动第二推杆向上移动。本方案中，设置有内接板和外接板，其中外接板位于隧道外部，外接板相当于将隧道顶部延伸出一段距离，当列车通过外接板时，列车向上挤压的空气会进入到第一活塞装置中，第一活塞装置的第一活塞柱在空气波的作用下向上移动，第一推杆向上移动，连动装置将动力传递到第二活塞装置中，第二活塞杆带动第二活塞柱向上移动，第二活塞柱抽出部分隧道中的空气，隧道内空气减少时就不会发生较大的活塞效应，列车进入隧道内引起的空气波程度小，列车不会发生震动。同时，外接板仅仅只延伸隧道的一部分，所以列车进入外接板产生的活塞效应程度也很低，且空气波也只向上传递到外接板中，而列车的两侧不会产生空气波。
可选地，所述第一活塞装置还包括第一活塞筒和第一弹簧，所述第一活塞柱滑动密封设置在第一活塞筒中，所述第一弹簧的两端分别与第一活塞柱的上端和第一活塞筒的内壁上端连接，所述第一活塞筒的上端设置有第一通孔，所述第一推杆能够穿过第一通孔。当空气波冲击到第一活塞柱上时，第一活塞柱向上移动并带动第一推杆向上移动，产生动力。
可选地，所述隧道的内壁上开设有若干柱状槽，所述第二活塞装置嵌入到柱状槽内。本方案中，需要在隧道内部开设柱状槽，虽然具有一定的成本和施工周期，但是嵌入式的第二活塞装置不会占用过多的隧道空间、不会造成安全隐患。
可选地，所述第二活塞装置还包括第二活塞筒和第二弹簧，所述第二活塞柱滑动密封设置在第二活塞筒中，所述第二弹簧的两端分别与第二活塞柱的上端和第二活塞筒的内壁上端连接，所述第二活塞筒的上端设置有第二通孔，所述第二推杆能够穿过第二通孔。动力传递到第二推杆上时，第二推杆带动第二活塞柱向上移动，第二活塞柱就能够抽出隧道内的空气。
可选地，所述连动装置包括连动空间、若干换向滑轮以及传动链，所述连动空间位于内接板和外接板中，若干所述换向滑轮设置在第一推杆和第二推杆之间，所述传动链用于将第一活塞装置的动力传递到第二活塞装置上。第一推杆向上移动时能够拉动传动链，传动链通过换向滑轮的多次换向后，传动链再向上拉动第二推杆，第一推杆再拉动第二活塞柱。
可选地，所述第二活塞筒与内接板一体成型，第二活塞筒的内壁上设置有通气空腔，所述通气空腔与连动空间连通，所述传动链穿过通气空腔。本方案中，当第二活塞柱向上移动时，第二活塞筒上方的空气就能够从通气空腔中排出，以实现从隧道内抽气的目的。
可选地，所述连动空间上设置有出气孔。连动空间上设置出气孔便于将第一活塞筒、第二活塞筒上部的气体排出。
可选地，所述第一活塞筒的内壁上设置有若干减压孔，所述第一活塞柱的下部设置有海绵垫。设置海绵垫的目的是减少空气波的能量，避免空气波快速反弹。
本方案的工作原理及有益效果在于：
本方案中设置的外接板相当于将隧道的上部向外延伸，列车进入外接板下方时也会产生活塞效应，但是活塞效应程度较轻，仅仅只是为了利用空气波产生的动能，将动能传递到第一活塞柱上，驱动第一活塞柱向上移动，由此产生动力，然后再通过该动力来抽吸隧道内的空气，减少隧道内空气后就会减轻列车进入隧道时产生的活塞效应。第二活塞装置在受到传动后抽吸隧道内空气，仅仅只能在瞬间降低隧道到的空气体积，而后隧道外的空气就会直接向内流动，但正是由于列车时速过快，所以列车瞬间进入隧道时，隧道内的空气少，就能够起到减轻活塞效应的目的。
附图说明
图1为实施例的结构示意图；
图2为内接板和外接板内部的结构示意图；
图3为图2中A处的放大图；
图4为图2中B处的放大图；
图5为第一活塞装置的纵向剖视图；
图6为第二活塞装置的纵向剖视图。
附图中标记如下：隧道1、外接板2、内接板3、第一活塞筒4、第二活塞筒5、出气孔6、连动空间7、第二推杆8、支撑架9、换向滑轮10、传动链11、通气空腔12、第一推杆13、减压孔14、第一活塞柱15、第一弹簧16、第二活塞柱17、第二弹簧18。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例
一种外接式隧道1空气减振器，如图1-图6所示，包括外接板2和内接板3，外接板2与内接板3一体成型，外接板2和内接板3均呈弧形板状，外接板2的厚度大于内接板3，外接板2和内接板3均中空形成有连动空间7。内接板3固定设置在隧道1的内壁上，外接板2固定设置于位于隧道1外。
外接板2中设置有若干缓冲槽，缓冲槽内固定设置有第一活塞装置，第一活塞装置包括第一活塞柱15、第一推杆13、第一活塞筒4和第一弹簧16，第一活塞筒4固定设置在缓冲槽中，第一活塞柱15滑动密封设置在第一活塞筒4中，第一弹簧16的两端分别与第一活塞柱15的上端和第一活塞筒4的内壁上端固定连接，第一活塞筒4的下端开口、上端设置有第一通孔，第一推杆13能够穿过第一通孔并伸入到连动空间7中。第一推杆13固定设置在第一活塞柱15的上端，第一推杆13上设置有连动装置。第一活塞筒4的上部设置有若干减压孔14，减压孔14与连动空间7连通，减压孔14的位置位于第一活塞筒4的四分三高度处。第一活塞柱15的下部设置有海绵垫。连动空间7中设置有若干出气孔6。
内接板3上设置有若干第二活塞装置，第二活塞装置包括第二活塞柱17、第二推杆8、第二活塞筒5和第二弹簧18，隧道1的内壁上开设有若干柱状槽，第二活塞筒5的底部与内接板3一体成型，第二活塞筒5的上端密封设置在柱状槽内，密封设置的方式可以采用密封胶粘接第二活塞筒5与柱状槽内壁之间的缝隙。第二活塞柱17滑动密封设置在第二活塞筒5中，第二弹簧18的两端分别与第二活塞柱17的上端和第二活塞筒5的内壁上端固定连接，第二活塞筒5的下端开口、上端设置有第二通孔，第二推杆8能够穿过第二通孔。第二推杆8设置在第二活塞柱17的上端，连动装置能够带动第二推杆8向上移动。第二活塞筒5的内壁上设置有环状的、与第二活塞筒5同心的通气空腔12，通气空腔12的上端与柱状槽连通，通气空腔12的下端设置有开口并与连动空间7连通。
若干第一活塞筒4排布时交错设置，若干第二活塞筒5排布时交错设置，每个第一活塞筒4均有一个第二活塞筒5与其对齐。
连动装置包括若干换向滑轮10以及传动链11，连动空间7和柱状槽中固定设置有若干支撑架9，支撑架9的上端用于设置换向滑轮10，每个第一活塞筒4的侧面设置有一个支撑架9，支撑架9的上端和下端侧面均设置有换向滑轮10，每个第二活塞筒5的通气空腔12的开口顶部也设置有支撑架9，传动链11的一端与第一推杆13固定连接并绕过旁边换向滑轮10的上方然后再向下绕过下方换向滑轮10的右下侧，再绕过通气空腔12中的换向滑轮10下方。
具体实施时：
当列车进入外接板2下方的空间时，因为外接板2能够形成部分隧道1内壁的形状，所以列车向上挤压形成的空气波会传递到第一活塞柱15上，第一活塞柱15向上移动并第一推杆13以及第一推杆13上的传动链11向上移动，传动链11经过换向滑轮10的换向之后再拉动第二推杆8，第二推杆8拉动第二活塞柱17向外移动，第二活塞柱17能够瞬间减少隧道1口处的空气体积、减轻活塞效应程度。为了保证第二活塞柱17能够抽吸隧道1空气，所以必须保证第二活塞筒5与柱状槽之间的密封性，否则第二活塞柱17向上移动虽然能够抽吸空气，同时也能够将第二活塞柱17上方的空气排入隧道1，则无法起到减少空气体积的作用。本实施例中，第二活塞柱17上方的空气能够通过通气空腔12排出，保证了第二活塞柱17抽吸空气的功能。本实施例完全采用传动结构，不需要采用电器设备，相对省点而且反应迅速，而采用电器设备则需要一定启动时间，成本高、效果相对较差。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。

Claims (8)

1.一种外接式隧道空气减振器，其特征在于：包括外接板和内接板，所述外接板与内接板连接，所述内接板设置在隧道的内壁上，所述外接板位于隧道外；所述外接板中设置有若干缓冲槽，所述缓冲槽内设置有第一活塞装置，第一活塞装置包括第一活塞柱和第一推杆，所述第一推杆设置在第一活塞柱的上端，第一推杆上设置有连动装置，所述内接板上设置有若干第二活塞装置，第二活塞装置包括第二活塞柱和第二推杆，第二推杆设置在第二活塞柱的上端，所述连动装置能够带动第二推杆向上移动。
2.根据权利要求1所述的外接式隧道空气减振器，其特征在于：所述第一活塞装置还包括第一活塞筒和第一弹簧，所述第一活塞柱滑动密封设置在第一活塞筒中，所述第一弹簧的两端分别与第一活塞柱的上端和第一活塞筒的内壁上端连接，所述第一活塞筒的上端设置有第一通孔，所述第一推杆能够穿过第一通孔。
3.根据权利要求2所述的外接式隧道空气减振器，其特征在于：所述隧道的内壁上开设有若干柱状槽，所述第二活塞装置嵌入到柱状槽内。
4.根据权利要求3所述的外接式隧道空气减振器，其特征在于：所述第二活塞装置还包括第二活塞筒和第二弹簧，所述第二活塞柱滑动密封设置在第二活塞筒中，所述第二弹簧的两端分别与第二活塞柱的上端和第二活塞筒的内壁上端连接，所述第二活塞筒的上端设置有第二通孔，所述第二推杆能够穿过第二通孔。
5.根据权利要求4所述的外接式隧道空气减振器，其特征在于：所述连动装置包括连动空间、若干换向滑轮以及传动链，所述连动空间位于内接板和外接板中，若干所述换向滑轮设置在第一推杆和第二推杆之间，所述传动链用于将第一活塞装置的动力传递到第二活塞装置上。
6.根据权利要求5所述的外接式隧道空气减振器，其特征在于：所述第二活塞筒与内接板一体成型，第二活塞筒的内壁上设置有通气空腔，所述通气空腔与连动空间连通，所述传动链穿过通气空腔。
7.根据权利要求6所述的外接式隧道空气减振器，其特征在于：所述连动空间上设置有出气孔。
8.根据权利要求7所述的外接式隧道空气减振器，其特征在于：所述第一活塞筒的内壁上设置有若干减压孔，所述第一活塞柱的下部设置有海绵垫。
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