一种磁悬浮列车真空管线系统的制作方法

1.本发明属于磁悬浮列车技术领域，具体涉及一种磁悬浮列车真空管线系统。


背景技术：

2.磁悬浮列车是一种新兴的技术，与轨道无接触、无摩擦，具有速度高、平稳舒适、能耗低、噪声小特点，逐渐成为未来交通运输的重要发展方向。我国在磁悬浮列车技术方面有许多突破性进展，处于世界领先。不同于传统高速列车，磁悬浮列车必须运行在低真空密闭环境中。
3.磁悬浮列车真空管线系统为低真空磁悬浮列车提供稳定的低真空环境及优质的线形和平顺的精度轨道，以保障列车高速运行时的安全性和平稳性。磁悬浮列车真空管线系统的建设尺度及规模均远远超过现有真空系统，相关关键技术问题及工程技术问题均需开展验证研究。磁悬浮列车真空管线系统的真空密封能力、建压复压能力、真空监测、温度变形补偿能力等均需要达到平稳运行的要求。
4.为了实现低真空条件下磁悬浮列车速度达到1000km/h，需要设计磁悬浮列车真空管线系统，提高真空管线内的真空度，为磁悬浮列车系统优化、标准制定和商业运营线建设提供技术支撑；但是目前对真空管线的抽真空的效率和可靠性较低，真空管线内的真空度达不到所需标准；同时，现有磁悬浮列车运行环境并未充分考虑真空泵、复压阀、逃生门、闸板阀、接驳廊桥等支撑设施的运作与控制，并且现有方法工程可行性差。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种磁悬浮列车真空管线系统，能够提高真空管线的抽真空的效率和可靠性，使得真空管线内的真空度达到所需标准，同时，提高磁悬浮列车运行环境的可行性。
6.本发明是通过下述技术方案实现的：
7.一种磁悬浮列车真空管线系统，包括：真空管线和真空泵组；
8.所述真空管线为内部封闭并保持真空环境的管状通道，用于磁悬浮列车运行；两组以上真空泵组沿真空管线的长度方向间隔设定长度配置，真空泵组用于对真空管线抽真空，使真空管线获得所需的工作真空度和极限真空度；
9.其中，每组所述真空泵组均配置有6台真空泵，6台真空泵采用可变串并联大排量抽气方案；
10.所述可变串并联大排量抽气方案为：第一阶段每组真空泵组的6台真空泵并联同时对真空管线抽真空；第二阶段每组真空泵组的6台真空泵调整为2级串联，每级串联中设置3台真空泵并联对真空管线抽真空；第三阶段每组真空泵组的6台真空泵调整为3级串联，每级串联中设置2台真空泵并联对真空管线抽真空；第四阶段每组真空泵组的6台真空泵串联对真空管线抽真空。
11.进一步的，所述系统还包括逃生门，两个以上逃生门沿真空管线的长度方向间隔
设定长度配置，所述逃生门用于发生紧急情况时，磁悬浮列车沿线停车，磁悬浮列车内的乘客经过逃生门从真空管线内逃生至地面环境，同时用于维护人员经由逃生门进入真空管线内进行检查维修。
12.进一步的，所述逃生门包括：阀体、阀板、框架车、电机、丝杠副和手轮，其中框架车的底部设有滚轮和定位轮；
13.所述阀板作为逃生门的门体，阀体作为逃生门的门框，所述逃生门的门框下方设置有导向滑槽，导向滑槽上加工有定位凹槽；
14.所述电机安装在真空管线上，电机的输出轴通过丝杠副与框架车连接，两个所述阀板分别固定在框架车的两侧；所述框架车底部的滚轮与所述导向滑槽配合，电机可驱动框架车沿所述导向滑槽移动，当导向滑槽上的定位凹槽与框架车的定位轮配合时，框架车运动到位，此时，阀板将阀体密封，即逃生门的门体与逃生门的门框配合并密封；
15.固定在框架车的两侧的两个阀板上均设置手轮。
16.进一步的，所述系统还包括：复压阀、闸板阀、接驳廊桥、环境传感器、图像采集装置、照明系统、真空电极及控制系统；
17.两个以上复压阀、一个以上所述接驳廊桥及两个以上闸板阀均沿真空管线的长度方向间隔设定长度配置；
18.所述复压阀用于在真空管线需要恢复常压时打开，使真空管线由真空状态恢复到大气压常态；
19.所述接驳廊桥用于实现乘客在磁悬浮列车上的上下车，利用接驳廊桥内的泄压与复压实现乘客的换乘；
20.两个所述闸板阀为一组，每个接驳廊桥所在处均设有一组闸板阀，一组闸板阀用于在站台让磁悬浮列车进、出和紧急情况下切断真空管线，在真空管线的接驳廊桥所在处形成一定长度封闭常压段；
21.所述环境传感器用于监测真空管线内的真空关键参数，将真空关键参数发送给控制系统，所述真空关键参数包括：真空度、压力、温度、噪声、湿度；
22.所述图像采集装置和照明系统均位于真空管线内；所述图像采集装置用于采集真空管线内的视频图像，并将视频图像发送给控制系统；所述照明系统用于对真空管线内进行照明；
23.所述真空电极用于真空管线内的真空环境和外界常压环境的输电与通讯，即真空泵组、复压阀、闸板阀、环境传感器、图像采集装置和照明系统均通过真空电极与控制系统电连接；
24.所述控制系统用于真空泵组的开关控制、复压阀的控制、闸板阀的控制、接驳廊桥的控制、真空管线内的照明控制、视频图像的采集、环境传感器的真空关键参数采集与处理。
25.进一步的，所述环境传感器包括真空规、压力传感器、温度传感器、噪声计及湿度传感器，分别用于监测真空管线内的真空度、压力、温度、噪声及湿度；
26.所述控制系统包括一个远程控制系统和一个以上本地控制系统；
27.一个以上所述本地控制系统沿真空管线的长度方向间隔设定距离配置在真空管线的外部，每个本地控制系统均包括：机柜、安装在机柜内的控制器、真空度采集卡、压力采
集模块、温度采集模块、噪声采集卡、湿度采集卡、视频采集卡、电源模块及安装在机柜表面的触摸屏显示器；真空度采集卡、压力采集模块、温度采集模块、噪声采集卡、湿度采集卡、视频采集卡分别与真空规、压力传感器、温度传感器、噪声计、湿度传感器及图像采集装置电性连接，分别用于采集真空管线内的真空关键参数和视频图像，并将真空关键参数和视频图像发送给控制器，控制器将真空关键参数和视频图像显示在触摸屏显示器上，以供工作人员进行实时监控，工作人员并通过触摸屏显示器和控制器对真空泵组、复压阀、逃生门、接驳廊桥、照明系统进行本地控制；
28.所述远程控制系统部署在控制检测室，与所有本地控制系统电性连接，所述远程控制系统包括液晶显示器、工控机、通讯卡、数据库服务器；所述液晶显示器用于显示真空管线内的真空关键参数和视频图像；所述工控机用于根据真空关键参数和视频图像通过本地控制系统对真空泵组、复压阀、逃生门、闸板阀、接驳廊桥、照明系统进行远程电气控制，所述通讯卡用于实现本地控制系统与远程控制系统的通讯；数据库服务器用于存储和回放数据。
29.有益效果：
30.(1)本发明的磁悬浮列车真空管线系统内的真空泵组内的6台真空泵采用可变串并联大排量抽气方案，即第一阶段每组真空泵组的6台真空泵并联同时对真空管线抽真空；第二阶段每组真空泵组的6台真空泵调整为2级串联，每级串联中设置3台真空泵并联对真空管线抽真空；第三阶段每组真空泵组的6台真空泵调整为3级串联，每级串联中设置2台真空泵并联对真空管线抽真空；第四阶段每组真空泵组的6台真空泵串联对真空管线抽真空，能够提高真空管线的抽真空的效率和可靠性，使得真空管线内的真空度达到所需标准，进而为磁悬浮列车提供低真空环境以降低列车所受空气阻力和噪音，为磁悬浮列车提供优质的线形和平顺的精度从而保障列车高速运行时的安全性和平稳性。
31.(2)本发明的磁悬浮列车真空管线系统设置有逃生门，在发生紧急情况时，磁悬浮列车沿线停车，磁悬浮列车内的乘客可经过逃生门从真空管线内逃生至地面环境，从而脱离生命危险，且方便维护人员经由逃生门进入真空管线内部，进行必要的检查维修工作；因此，本发明提供了可靠的逃生环境和维修环境。
32.(3)本发明的磁悬浮列车真空管线系统还包括复压阀、闸板阀、接驳廊桥、环境传感器、图像采集装置、照明系统、真空电极及控制系统，能够支撑大型管道密封结构设计技术验证及密封性能测试需求，支撑真空建立与真空泵组性能测试需求，支撑复压阀、逃生门、接驳廊桥等附属真空设备性能测试需求，支撑真空度监测、检漏及自动控制系统测试需求；因此，本发明的系统简单、安全可靠、控制方法系统科学，能够为磁悬浮列车提供高速、舒适、能耗低、噪声小的运行环境，并给乘客提供安全的上下车和逃生环境，为磁悬浮列车系统优化、标准制定和商业运营线建设提供技术支撑。
附图说明
33.图1为本发明的结构组成图；
34.其中，1-真空管线，2-真空泵组，3-复压阀，4-逃生门，5-闸板阀，6-接驳廊桥，7-环境传感器。
具体实施方式
35.下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
36.本实施例提供了一种磁悬浮列车真空管线系统，用于为磁悬浮列车提供低真空环境以降低列车所受空气阻力和噪音，为磁悬浮列车提供优质的线形和平顺的精度从而保障列车高速运行时的安全性和平稳性，并给乘客提供安全的上下车和逃生环境，参见附图1，所述磁悬浮列车真空管线系统包括：真空管线1、真空泵组2、复压阀3、逃生门4、闸板阀5、接驳廊桥6、环境传感器7、图像采集装置、照明系统、真空电极及控制系统；
37.所述真空管线1为封闭的管状通道，两组以上真空泵组2、两个以上复压阀3、两个以上逃生门4、两个以上环境传感器7、一个以上所述接驳廊桥6及两个以上闸板阀5均沿真空管线1的长度方向间隔设定长度配置；
38.所述真空管线1内部封闭并长时间保持真空环境，用于磁悬浮列车运行；
39.所述真空泵组2用于产生、改善和维持真空管线1内部的真空状态，使被抽真空的真空管线1获得所需的工作真空度和极限真空度；
40.所述复压阀3用于在真空管线1需要恢复常压时打开，外部空气稳步进入真空管线1，减少对真空管线1的冲击，使真空管线1由真空状态恢复到大气压常态；
41.所述逃生门4用于发生紧急情况时，磁悬浮列车沿线停车，磁悬浮列车内的乘客经过逃生门4从真空管线1内逃生至地面环境，从而脱离生命危险，且方便维护人员经由逃生门4进入真空管线1内部，进行必要的检查维修工作；
42.所述接驳廊桥6是一种便利的、可靠性高的接驳方式，用于实现乘客在磁悬浮列车上的上下车，利用接驳廊桥6内的泄压与复压实现乘客的换乘；
43.两个所述闸板阀5为一组，每个接驳廊桥6所在处均设有一组闸板阀5，一组闸板阀5用于在站台让磁悬浮列车进、出和紧急情况下切断或接通真空管线1，以保证磁悬浮列车进出站和突发意外情况时能够在真空管线1的接驳廊桥6所在处形成一定长度封闭常压段；
44.所述环境传感器7包括真空规、压力传感器、温度传感器、噪声计、湿度传感器，分别用于监测真空管线1内的真空度、压力、温度、噪声、湿度，并将上述参数发送给控制系统；
45.所述图像采集装置和照明系统均位于真空管线1内；所述图像采集装置用于采集真空管线1内的视频图像，并将视频图像发送给控制系统；所述照明系统用于对真空管线1内进行照明；
46.所述真空电极用于实现真空管线1内的真空环境和外界常压环境的输电与通讯(即真空泵组2、复压阀3、闸板阀5、环境传感器7、图像采集装置和照明系统均通过真空电极与控制系统电连接)，并能够保证真空管线1在真空电极处不泄压；
47.所述控制系统用于磁悬浮列车真空管线设备的电气控制，主要包括真空泵组2的开关控制、复压阀3的控制、逃生门4的控制、闸板阀5的控制、接驳廊桥6控制、真空管线1内的照明控制、视频图像的采集、环境传感器7的真空关键参数采集与处理，保证磁悬浮列车的自动安全运行，且控制系统有参数存储、状态报警等功能，所述真空关键参数包括真空度、压力、温度、噪声、湿度。
48.其中，每组真空泵组2均配置有6台真空泵，6台真空泵实现可变串并联大排量抽气方案，在较低真空度时真空泵组采用低压比并联抽气方式，随着真空度的降低逐渐将6台真空泵组成串并联相结合的方式抽气，直至将所有真空泵全部串联使用达到最低真空度的抽
气要求；
49.所述可变串并联大排量抽气方案，第一阶段每组真空泵组2的6台真空泵并联同时对真空管线1抽真空，将真空管线1从常压抽至41.76kpa；第二阶段每组真空泵组2的6台真空泵调整为2级串联，每级串联中设置3台真空泵并联对真空管线1抽真空，将真空管线1从41.76kpa抽至17.21kpa；第三阶段每组真空泵组2的6台真空泵调整为3级串联，每级串联中设置2台真空泵并联对真空管线1抽真空，将真空管线1从17.21kpa抽至7.09kpa；第四阶段每组真空泵组2的6台真空泵串联对真空管线1抽真空，将真空管线1从7.09kpa抽至0.5kpa。
50.所述逃生门4包括：阀体、阀板、框架车、电机、丝杠副和手轮，其中框架车的底部设有滚轮和定位轮；
51.所述阀板作为逃生门4的门体，阀体作为逃生门4的门框，所述逃生门4的门框下方设置有导向滑槽，导向滑槽上加工有定位凹槽；
52.所述电机安装在真空管线1上，电机的输出轴通过丝杠副与框架车连接，两个所述阀板分别固定在框架车的两侧；所述框架车底部的滚轮与所述导向滑槽配合，电机可驱动框架车沿所述导向滑槽移动，当导向滑槽上的定位凹槽与框架车的定位轮配合时，框架车运动到位，此时，阀板将阀体密封，即逃生门4的门体与逃生门4的门框配合并密封；
53.当逃生门4关闭时，驱动电机启动，利用丝杠副驱动框架车带动阀板向阀体移动，滚轮在导向滑槽内对框架车运动起支撑到导向作用；当阀板运动到位时，定位轮卡在导向滑槽上的定位凹槽内，将阀板顶在阀体内壁处，从而实现真空密封，逃生门4关闭；
54.当逃生门4开启时，驱动电机反向运转，利用丝杠副驱动框架车，框架车带动阀板收回，逃生门4完全打开；
55.固定在框架车的两侧的两个阀板上均设置手轮，同时实现内部手动开启与外部手动开启。
56.所述控制系统包括一个远程控制系统和一个以上本地控制系统；
57.一个以上所述本地控制系统沿真空管线1的长度方向间隔设定距离配置在真空管线1的外部，每个本地控制系统均包括：机柜、安装在机柜内的控制器、真空度采集卡、压力采集模块、温度采集模块、噪声采集卡、湿度采集卡、视频采集卡、电源模块、相关中间电路器件及安装在机柜表面的触摸屏显示器；其中，真空度采集卡、压力采集模块、温度采集模块、噪声采集卡、湿度采集卡、视频采集卡分别与真空规、压力传感器、温度传感器、噪声计、湿度传感器、图像采集装置电性连接，分别用于采集真空管线1内的真空度、压力、温度、噪声、湿度、视频图像，并将上述参数发送给控制器，控制器将上述参数显示在触摸屏显示器上，以供工作人员进行实时监控，工作人员并通过触摸屏显示器和控制器对真空泵、复压阀、逃生门、接驳廊桥、照明系统进行本地控制；
58.所述远程控制系统部署在控制检测室，与所有本地控制系统电性连接，用于接收本地控制系统采集的真空管线1内的真空度、压力、温度、噪声、湿度、视频图像，并在控制检测室对上述参数进行实时监测，同时可通过本地控制系统对真空泵、复压阀、逃生门、闸板阀、接驳廊桥、照明系统进行远程电气控制，并具有数据存储和回放、状态报警功能；所述远程控制系统包括液晶显示器、工控机、通讯卡、数据库服务器；所述液晶显示器用于显示真空管线1内的真空度、压力、温度、噪声、湿度、视频图像；所述工控机用于根据上述参数通过本地控制系统对真空泵、复压阀、逃生门、闸板阀、接驳廊桥、照明系统进行远程电气控制，
所述通讯卡用于实现本地控制系统与远程控制系统的通讯；数据库服务器用于存储和回放数据。
59.综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种磁悬浮列车真空管线系统，其特征在于，包括：真空管线和真空泵组；所述真空管线为内部封闭并保持真空环境的管状通道，用于磁悬浮列车运行；两组以上真空泵组沿真空管线的长度方向间隔设定长度配置，真空泵组用于对真空管线抽真空，使真空管线获得所需的工作真空度和极限真空度；其中，每组所述真空泵组均配置有6台真空泵，6台真空泵采用可变串并联大排量抽气方案；所述可变串并联大排量抽气方案为：第一阶段每组真空泵组的6台真空泵并联同时对真空管线抽真空；第二阶段每组真空泵组的6台真空泵调整为2级串联，每级串联中设置3台真空泵并联对真空管线抽真空；第三阶段每组真空泵组的6台真空泵调整为3级串联，每级串联中设置2台真空泵并联对真空管线抽真空；第四阶段每组真空泵组的6台真空泵串联对真空管线抽真空。2.如权利要求1所述的一种磁悬浮列车真空管线系统，其特征在于，所述系统还包括逃生门，两个以上逃生门沿真空管线的长度方向间隔设定长度配置，所述逃生门用于发生紧急情况时，磁悬浮列车沿线停车，磁悬浮列车内的乘客经过逃生门从真空管线内逃生至地面环境，同时用于维护人员经由逃生门进入真空管线内进行检查维修。3.如权利要求2所述的一种磁悬浮列车真空管线系统，其特征在于，所述逃生门包括：阀体、阀板、框架车、电机、丝杠副和手轮，其中框架车的底部设有滚轮和定位轮；所述阀板作为逃生门的门体，阀体作为逃生门的门框，所述逃生门的门框下方设置有导向滑槽，导向滑槽上加工有定位凹槽；所述电机安装在真空管线上，电机的输出轴通过丝杠副与框架车连接，两个所述阀板分别固定在框架车的两侧；所述框架车底部的滚轮与所述导向滑槽配合，电机可驱动框架车沿所述导向滑槽移动，当导向滑槽上的定位凹槽与框架车的定位轮配合时，框架车运动到位，此时，阀板将阀体密封，即逃生门的门体与逃生门的门框配合并密封；固定在框架车的两侧的两个阀板上均设置手轮。4.如权利要求1-3任一项所述的一种磁悬浮列车真空管线系统，其特征在于，所述系统还包括：复压阀、闸板阀、接驳廊桥、环境传感器、图像采集装置、照明系统、真空电极及控制系统；两个以上复压阀、一个以上所述接驳廊桥及两个以上闸板阀均沿真空管线的长度方向间隔设定长度配置；所述复压阀用于在真空管线需要恢复常压时打开，使真空管线由真空状态恢复到大气压常态；所述接驳廊桥用于实现乘客在磁悬浮列车上的上下车，利用接驳廊桥内的泄压与复压实现乘客的换乘；两个所述闸板阀为一组，每个接驳廊桥所在处均设有一组闸板阀，一组闸板阀用于在站台让磁悬浮列车进、出和紧急情况下切断真空管线，在真空管线的接驳廊桥所在处形成一定长度封闭常压段；所述环境传感器用于监测真空管线内的真空关键参数，将真空关键参数发送给控制系统，所述真空关键参数包括：真空度、压力、温度、噪声、湿度；所述图像采集装置和照明系统均位于真空管线内；所述图像采集装置用于采集真空管
线内的视频图像，并将视频图像发送给控制系统；所述照明系统用于对真空管线内进行照明；所述真空电极用于真空管线内的真空环境和外界常压环境的输电与通讯，即真空泵组、复压阀、闸板阀、环境传感器、图像采集装置和照明系统均通过真空电极与控制系统电连接；所述控制系统用于真空泵组的开关控制、复压阀的控制、闸板阀的控制、接驳廊桥的控制、真空管线内的照明控制、视频图像的采集、环境传感器的真空关键参数采集与处理。5.如权利要求4所述的一种磁悬浮列车真空管线系统，其特征在于，所述环境传感器包括真空规、压力传感器、温度传感器、噪声计及湿度传感器，分别用于监测真空管线内的真空度、压力、温度、噪声及湿度；所述控制系统包括一个远程控制系统和一个以上本地控制系统；一个以上所述本地控制系统沿真空管线的长度方向间隔设定距离配置在真空管线的外部，每个本地控制系统均包括：机柜、安装在机柜内的控制器、真空度采集卡、压力采集模块、温度采集模块、噪声采集卡、湿度采集卡、视频采集卡、电源模块及安装在机柜表面的触摸屏显示器；真空度采集卡、压力采集模块、温度采集模块、噪声采集卡、湿度采集卡、视频采集卡分别与真空规、压力传感器、温度传感器、噪声计、湿度传感器及图像采集装置电性连接，分别用于采集真空管线内的真空关键参数和视频图像，并将真空关键参数和视频图像发送给控制器，控制器将真空关键参数和视频图像显示在触摸屏显示器上，以供工作人员进行实时监控，工作人员并通过触摸屏显示器和控制器对真空泵组、复压阀、逃生门、接驳廊桥、照明系统进行本地控制；所述远程控制系统部署在控制检测室，与所有本地控制系统电性连接，所述远程控制系统包括液晶显示器、工控机、通讯卡、数据库服务器；所述液晶显示器用于显示真空管线内的真空关键参数和视频图像；所述工控机用于根据真空关键参数和视频图像通过本地控制系统对真空泵组、复压阀、逃生门、闸板阀、接驳廊桥、照明系统进行远程电气控制，所述通讯卡用于实现本地控制系统与远程控制系统的通讯；数据库服务器用于存储和回放数据。

技术总结
本发明公开了一种磁悬浮列车真空管线系统，包括：真空管线和真空泵组；所述真空管线为内部封闭并保持真空环境的管状通道，用于磁悬浮列车运行；两组以上真空泵组沿真空管线的长度方向间隔设定长度配置，真空泵组用于对真空管线抽真空，使真空管线获得所需的工作真空度和极限真空度；其中，每组所述真空泵组均配置有6台真空泵，6台真空泵采用可变串并联大排量抽气方案；本发明能够提高真空管线的抽真空的效率和可靠性，使得真空管线内的真空度达到所需标准，同时，提高磁悬浮列车运行环境的可行性。性。性。


技术研发人员：殷建锋 付蒙 李俊杰 马同玲 张海洲 郭长坡 孟东芸
受保护的技术使用者：北京动力机械研究所
技术研发日：2022.10.26
技术公布日：2023/3/21