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超速列车冷弹射和减速停车的方法及装置

申请号 CN201810418211.5 申请日 2018-05-04 公开(公告)号 CN108482397B 公开(公告)日 2024-04-09
申请人 胡宣哲; 发明人 胡宣哲; 胡爱武; 胡真华;
摘要 一种超速列车冷弹射和减速停车的方法及装置,采用空压机将超大瞬发 能量 和超大瞬发 力 量大冗余预置在弹射用气瓶内;超速列车弹射时,弹射用气瓶内高压气体经由弹射控制 阀 进入气液恒动率缸,气液恒动率缸通过联接装置快速弹射超速列车;超速列车前进到弹射终端 位置 时,触碰复位气 弹簧 ,解除气液恒动率缸的联接装置与超速列车的机械连接,关闭弹射 控制阀 ,设定时刻,减速用气瓶内高压气体经由减速控制阀进入减速 气弹簧 ,减速气弹簧连接阻拦装置;超速列车进站后,被减速气弹簧的阻拦装置阻拦。本 发明 针对超速列车的起止两端,短距平稳冷弹射起步和短距平稳减速停车,配合磁悬浮系统或气浮系统以达到最大推进速度。
权利要求

1.一种超速列车冷弹射和减速停车的方法,其特征在于:具体步骤如下:在真空管内:
第一步,采用小型空压机以聚少成多的方式向弹射用气瓶内充气,将超速列车冷弹射起步所需的超大瞬发能量和超大瞬发量大冗余预置在弹射用气瓶内;
第二步,超速列车的车前保险杠钩与气液恒动率缸的索梭机械连接;
第三步,超速列车启动,弹射控制开启,排气电磁阀关闭,弹射用气瓶内储存巨大能量的高压气体经弹射控制阀向气液恒动率缸的气缸内充气,气液恒动率缸带动索梭快速牵引超速列车向前弹射;
所述的气液恒动率缸结构为:在气缸缸体内安装有多级液压缸,后一级液压缸作为前一级液压缸的活塞,最后一级液压缸的活塞作为气液恒动率缸的输出端,所述气缸端部开有与弹射控制阀连接的气口;所述多级液压缸的每级液压缸壁端部开有油口;
第四步,超速列车前进至弹射终端位置时,触碰复位气弹簧,复位气弹簧位置对准气液恒动率缸的索梭,复位气弹簧使索梭脱离超速列车,索梭复位,同时,复位气弹射发出电信号,通过控制电路关闭弹射控制阀,打开排气电磁阀,气液恒动率缸泄压;
设定时刻,控制电路打开减速控制阀,减速用气瓶内高压气体经由该减速控制阀进入减速气弹簧,减速气弹簧油缸或活塞伸出带动连接的捞车钩;
第五步,超速列车进站后,超速列车的车前保险杠触碰捞车钩,超速列车被阻拦减速,随着阻拦的继续,车速急剧下降,阻力急剧上升,减速气弹簧内缸压升高,由安全阀设定安全值;
第六步,捞车钩阻拦超速列车后,捞车钩进入辅道脱离超速列车的车前保险杠,超速列车停稳在主道,超速列车的车前保险杠钩再次与气液恒动率缸带动的索梭机械连接,为超速列车再次启动由气液恒动率缸冷弹射作好准备。
2.根据权利要求1所述的超速列车冷弹射和减速停车的方法,其特征在于:所述的弹射控制阀采用增量式数字压力阀,减速控制阀采用电磁阀。
3.根据权利要求1所述的超速列车冷弹射和减速停车的方法,其特征在于:所述的气液恒动率缸采用结构相同的双组或多组气液恒动率缸串联倍增行程及增速,所述索梭和/或捞车钩连接索采用往复结构倍增行程及增速。
4.一种如权利要求1超速列车冷弹射和减速停车的方法所采用的装置,其特征在于:包括:
在真空管内:
空压机和弹射用气瓶,空压机与弹射用气瓶连接,空压机以聚少成多方式将超速列车冷弹射所需的超大瞬发能量和超大瞬发力量大冗余预置在弹射用气瓶内;
气液恒动率缸,气液恒动率缸的动力输出端连接索梭,索梭与超速列车连接或者脱离,弹射用气瓶通过弹射控制阀与气液恒动率缸的气口连接;
弹射终端,弹射终端安装在超速列车弹射的终点,弹射终端包括复位气弹簧及其信号电路,复位气弹簧位置对准索梭,并在索梭碰撞复位气弹簧后解除索梭与超速列车的连接,复位气弹簧的信号电路控制弹射控制阀;
减速气弹簧,减速气弹簧安装在超速列车站内,减速用气瓶通过减速电磁阀与减速气弹簧连接;
捞车钩,捞车钩通过连接索与减速气弹簧连接。
5.根据权利要求4所述的超速列车冷弹射和减速停车的装置,其特征在于:所述的气液恒动率缸采用结构相同的双组或多组气液恒动率缸串联结构。
6.根据权利要求4所述的超速列车冷弹射和减速停车的装置,其特征在于:所述索梭和/或捞车钩的连接索采用往复倍增结构。

说明书全文

超速列车冷弹射和减速停车的方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及快捷交通技术领域,具体涉及一种真空管内磁悬浮高速交通的超速列车冷弹射和减速停车的方法及装置。

背景技术

[0002] 超速列车依仗磁悬浮和惯性在真实管内高速运行并不违背物理学基本原理,太空物体惯性飞行就是先例。气动悬浮列车高速运行亦可行,超音速飞机就是先例。但超速列车从0→超音速的快速平稳起步和从超音速→0的快速平稳止步,确是大难题。而据超速列车资料上“像发射炮弹一样将其发射至目的地”的描述,显然不符合其安全与舒适度。客观上人们对这种爆发加(减)速的耐受度很小——在0.2—1G间徘徊,造成加(减)速段为占比大,真正高速运行时段占比小,超高速难达预期,而实际上人们对逐渐平稳增大加速力的耐受度却很大,只要找到这种逐渐增大加(减)速力的有效途径和方法,就可达预期超高速。

发明内容

[0003] 与大型舰载机必须弹射起飞和阻拦着陆一样,超速列车也需要一套弹射起步和阻拦止步装置来提效增速。本发明所解决的技术问题是:针对超速列车起止两端,提供一种短距平稳冷弹射起步和短距平稳减速停车的超速列车冷弹射和减速停车的方法及装置,配合磁悬浮系统以达到最大推进速度。
[0004] 本发明采用的技术方案是:
[0005] 一种超速列车冷弹射和减速停车的方法,包括:
[0006] 采用空压机以聚少成多的方式将超速列车冷弹射所需的超大瞬发能量和超大瞬发力量大冗余预置在弹射用气瓶内;
[0007] 超速列车弹射起步时,储存巨大能量的弹射用气瓶内高压气体经由弹射控制进入气液恒动率缸,气液恒动率缸通过联接装置快速弹射超速列车;
[0008] 超速列车前进到弹射终端位置时,触碰复位气弹簧,复位气弹簧一方面解除气液恒动率缸的联接装置与超速列车的机械连接,另一面复位气弹簧发出电信号关闭弹射控制阀,并对气液恒动率缸进行泄压;
[0009] 超速列车到站前的设定时刻,减速用气瓶内高压气体经由减速控制阀进入减速气弹簧,减速气弹簧伸出并连接阻拦装置;
[0010] 超速列车进站后,超速列车与减速气弹簧的阻拦装置连接并被减速气弹簧的阻拦装置所阻拦;
[0011] 超速列车到站停车时,减速气弹簧的阻拦装置与超速列车脱离,而气液恒动率缸的联接装置与超速列车机械连接。
[0012] 上述技术方案中,所述的弹射控制阀采用增量式数字压力阀,减速控制阀采用电磁阀
[0013] 上述技术方案中,所述的气液恒动率缸的联接装置采用索梭,减速气弹簧的阻拦装置采用捞车钩及其连接索。
[0014] 上述技术方案中,所述的气液恒动率缸结构为:在气缸缸体内安装有多级液压缸,后一级液压缸作为前一级液压缸的活塞,最后一级液压缸的活塞作为气液恒动率缸的输出端,所述气缸端部开有与弹射控制阀连接的气口;所述多级液压缸的每级液压缸壁端部开有油口。
[0015] 上述技术方案中,所述的气液恒动率缸采用结构相同的双组或多组气液恒动率缸串联倍增行程及增速,所述索梭和/或捞车钩连接索采用往复结构倍增行程及增速。
[0016] 上述技术方案中,所述的超速列车冷弹射和减速停车方法,具体步骤如下:
[0017] 第一步,采用小型空压机以聚少成多的方式向弹射用气瓶内充气,将超速列车冷弹射起步所需的超大瞬发能量和超大瞬发力量大冗余预置在弹射用气瓶内;
[0018] 第二步,超速列车的车前保险杠钩与气液恒动率缸的索梭机械连接;
[0019] 第三步,超速列车启动,弹射控制阀即增量式数字压力阀开启,排气电磁阀关闭,弹射用气瓶内储存巨大能量的高压气体经弹射控制阀即增量式数字压力阀向气液恒动率缸的气缸内充气,气液恒动率缸带动索梭快速牵引超速列车向前弹射;
[0020] 第四步,超速列车前进至弹射终端位置时,触碰复位气弹簧,复位气弹簧位置对准气液恒动率缸的索梭,复位气弹簧使索梭脱离超速列车,索梭复位,同时,复位气弹射发出电信号,通过控制电路关闭弹射控制阀即增量式数字压力阀,打开排气电磁阀,气液恒动率缸泄压;
[0021] 设定时刻,控制电路打开减速控制阀,减速用气瓶内高压气体经由该减速控制阀进入减速气弹簧,减速气弹簧油缸或活塞伸出带动连接的捞车钩;
[0022] 第五步,超速列车进站后,超速列车的车前保险杠触碰捞车钩,超速列车被阻拦减速,随着阻拦的继续,车速急剧下降,阻力急剧上升,减速气弹簧内缸压升高,由安全阀设定安全值;
[0023] 第六步,捞车钩阻拦超速列车后,捞车钩进入辅道脱离超速列车的车前保险杠,超速列车停稳在主道,超速列车的车前保险杠钩再次与气液恒动率缸带动的索梭机械连接,为超速列车再次启动由气液恒动率缸冷弹射作好准备。
[0024] 一种超速列车冷弹射和减速停车的装置,包括:
[0025] 空压机和弹射用气瓶,空压机与弹射用气瓶连接,空压机以聚少成多方式将超速列车冷弹射所需的超大瞬发能量和超大瞬发力量大冗余预置在弹射用气瓶内;
[0026] 气液恒动率缸,气液恒动率缸的动力输出端连接索梭,索梭与超速列车连接或者脱离,弹射用气瓶通过弹射控制阀与气液恒动率缸的气口连接;
[0027] 弹射终端,弹射终端安装在超速列车弹射的终点,弹射终端包括复位气弹簧及其信号电路,复位气弹簧位置对准索梭,并在索梭碰撞复位气弹簧后解除索梭与超速列车的连接,复位气弹簧的信号电路控制弹射控制阀;
[0028] 减速气弹簧,减速气弹簧安装在超速列车站内,减速用气瓶通过减速电磁阀与减速气弹簧连接;
[0029] 捞车钩,捞车钩通过连接索与减速气弹簧连接。
[0030] 上述技术方案中,所述的气液恒动率缸结构为在:气缸缸体内安装有多级液压缸,后一级液压缸作为前一级液压缸的活塞,最后一级液压缸的活塞作为气液恒动率缸的输出端,所述气缸端部开有与弹射控制阀连接的气口;所述多级液压缸的每级液压缸壁端部开有油口。
[0031] 上述技术方案中,所述的弹射控制阀采用增量式数字压力阀,所述的气液恒动率缸还连接有排气电磁阀,所述减速气弹簧连接有安全阀。
[0032] 上述技术方案中,所述超速列车站内安装有超速列车停靠的主道和捞车钩运行的辅道。
[0033] 上述技术方案中,所述的气液恒动率缸采用结构相同的双组或多组气液恒动率缸串联结构。
[0034] 上述技术方案中,所述索梭和/或捞车钩的连接索采用往复倍增结构。
[0035] 本发明的冷弹射动力的技术基础是:用小空压机以“聚少成多”方式将弹射所需之超大瞬发能量和超大瞬发力量,大冗余预置于弹射用的气瓶内,静态长久保存冷态骤释弹射的气液双全弹射动力,这些气瓶内大冗余动力在增量式数字压力阀的精确控制下,逐渐平稳增大加速力,驱动气液恒动率缸快速牵引顶推超速列车达到超音速,乘客却只能感受到很小的爆发加速力。
[0036] 本发明气液恒动率缸采用气液双全的技术基础是:气体可储存巨大能量,且空气粘度仅为液压油动力粘度的1/万,有气动高速的优势,液压有超大能容量可传动巨大力量的优势,故气液整体同步发力是应对弹射要求超大瞬发能量和超大瞬发力量同步加速运动的最好措施。
[0037] 本发明的气液恒动率缸由一套完整油缸与完整气缸共体组成,其气液同在一缸体内既不会混合又不能单动而是整体同步发力,直推超速列车快速跃升至超音速。气液恒动率缸的独特结构是科学地将大流量级用气压动力推动运动,小流量级由液压动力推动运动,当气瓶预置高能气体经数字阀精确控制进入完整气缸释能,气缸在驱动超速列车快速前进的同时,同步压缩各级周边环状空间的油液经其油口进入各下级活塞,推动各下级活塞同步前进,正是这样的气液同步发力,促成了恒动率缸的速度一下跃升至恒动率缸级数倍的气动高速,再经双缸和绳索倍速放大,又扩大四倍车速、加上列车本身电磁推进力一起,促成超速列车作超音速运行,如有必要还可以多组气液恒动率缸串联增速。
[0038] 本发明的平稳减速停车与索梭自动复位是基于阻力与速度成反比的软气垫原理,采用多级单作用伸缩气弹簧来止动与复位,以实现超速列车短距平稳减速停车和索梭自动复位。其具体应用可按实际需要分别以双缸或绳索倍速放大形式,将列车减速距离再缩短2‑4倍。
[0039] 本发明对照现有全电磁超速列车的有益效果
[0040] 1.相对而言,全电磁超速列车启动的推进力度很小,要靠爆发冲击力来启动,其加速度很小。而本发明内置能力有大冗余,其推进力度经增量式数字压力阀精控逐渐增大加速,又快又平稳,即采用大加速度弹射,仍可满足乘客的舒适度,显然这是缩短启动距离、加大奔跑速度的有力措施。
[0041] 2.全电磁超速列车采用的反向电流涡轮电磁阻拦减速装置都很复杂,又阻力与速度成正比,其高速段冲损大,减速停车距离几乎与加速启动距离同等冗长;本发明采用软气垫式的多级伸缩气弹簧缓冲减速,拦阻力与车速成反比,随着车速下降,阻力逐渐加大,很短距离就可把车停下来,而乘客却难有冲撞感。
[0042] 3.本发明结构简单廉价,配合电磁系统,其性价比高。附图说明
[0043] 图1为本发明结构系统图
[0044] 图2为恒动率缸的纵剖面图
[0045] 图中:1真空管,2真空,3高速列车,3‑1车前保险杠钩,4气液恒动率缸, 4‑01索梭, 4‑02气缸, 4‑03一级液压缸, 4‑04二级液压缸, 4‑05二级液压缸的活塞, 4‑06油口, 4‑1空压机, 4‑2弹射用气瓶 ,4‑3增量式数字压力阀, 4‑4排气电磁阀, 5复位气弹簧, 6减速气弹簧, 6‑1捞车钩,6‑2减速电磁阀, 6‑3减速用气瓶, 6‑4安全阀, 7主道, 8辅道。

具体实施方式

[0046] 本发明的一种超速列车冷弹射和减速停车的方法,包括:
[0047] 采用空压机以聚少成多的方式将超速列车冷弹射所需的超大瞬发能量和超大瞬发力量大冗余预置在弹射用气瓶内;
[0048] 超速列车弹射起步时,储存巨大能量的弹射用气瓶内高压气体经由弹射控制阀进入气液恒动率缸,气液恒动率缸通过联接装置快速弹射超速列车;
[0049] 超速列车前进到弹射终端位置时,触碰复位气弹簧,复位气弹簧一方面解除气液恒动率缸的联接装置与超速列车的机械连接,另一面复位气弹簧发出电信号关闭弹射控制阀,并对气液恒动率缸进行泄压;
[0050] 超速列车到站前的设定时刻,减速用气瓶内高压气体经由减速控制阀进入减速气弹簧,减速气弹簧伸出并连接阻拦装置;
[0051] 超速列车进站后,超速列车与减速气弹簧的阻拦装置连接并被减速气弹簧的阻拦装置所阻拦;
[0052] 超速列车到站停车时,减速气弹簧的阻拦装置与超速列车脱离,而气液恒动率缸的联接装置与超速列车机械连接。
[0053] 所述的弹射控制阀采用增量式数字压力阀,减速控制阀采用电磁阀。
[0054] 所述的气液恒动率缸的联接装置采用索梭,减速气弹簧的阻拦装置采用捞车钩及其连接索。
[0055] 所述的气液恒动率缸结构为:在气缸缸体内安装有多级液压缸,后一级液压缸作为前一级液压缸的活塞,最后一级液压缸的活塞作为气液恒动率缸的输出端,所述气缸端部开有与弹射控制阀连接的气口;所述多级液压缸的每级液压缸壁端部开有油口。
[0056] 所述的气液恒动率缸采用结构相同的双组或多组气液恒动率缸串联倍增行程及增速,所述索梭和/或捞车钩连接索采用往复结构倍增行程及增速。
[0057] 所述的超速列车列车冷弹射和减速停车方法,具体步骤如下:
[0058] 第一步,采用小型空压机以聚少成多的方式向弹射用气瓶内充气,将超速列车冷弹射起步所需的超大瞬发能量和超大瞬发力量大冗余预置在弹射用气瓶内;
[0059] 第二步,超速列车的车前保险杠钩与气液恒动率缸的索梭机械连接;
[0060] 第三步,超速列车启动,弹射控制阀即增量式数字压力阀开启,排气电磁阀关闭,弹射用气瓶内储存巨大能量的高压气体经弹射控制阀即增量式数字压力阀向气液恒动率缸的气缸内充气,气液恒动率缸带动索梭快速牵引超速列车向前弹射;
[0061] 第四步,超速列车前进至弹射终端位置时,触碰复位气弹簧,复位气弹簧位置对准气液恒动率缸的索梭,复位气弹簧使索梭脱离超速列车,索梭复位,同时,复位气弹射发出电信号,通过控制电路关闭弹射控制阀即增量式数字压力阀,打开排气电磁阀,气液恒动率缸泄压;
[0062] 设定时刻,控制电路打开减速控制阀,减速用气瓶内高压气体经由该减速控制阀进入减速气弹簧,减速气弹簧油缸或活塞伸出带动连接的捞车钩;
[0063] 第五步,超速列车进站后,超速列车的车前保险杠触碰捞车钩,超速列车被阻拦减速,随着阻拦的继续,车速急剧下降,阻力急剧上升,减速气弹簧内缸压升高,由安全阀设定安全值;
[0064] 第六步,捞车钩阻拦超速列车后,捞车钩进入辅道脱离超速列车的车前保险杠,超速列车停稳在主道,超速列车的车前保险杠钩再次与气液恒动率缸带动的索梭机械连接,为超速列车再次启动由气液恒动率缸冷弹射作好准备。
[0065] 一种超速列车冷弹射和减速停车的装置,包括:
[0066] 空压机和弹射用气瓶,空压机与弹射用气瓶连接,空压机以聚少成多方式将超速列车冷弹射所需的超大瞬发能量和超大瞬发力量大冗余预置在弹射用气瓶内;
[0067] 气液恒动率缸,气液恒动率缸的动力输出端连接索梭,索梭与超速列车连接或者脱离,弹射用气瓶通过弹射控制阀与气液恒动率缸的气口连接;
[0068] 弹射终端,弹射终端安装在超速列车弹射的终点,弹射终端包括复位气弹簧及其信号电路,复位气弹簧位置对准索梭,并在索梭碰撞复位气弹簧后解除索梭与超速列车的连接,复位气弹簧的信号电路控制弹射控制阀;
[0069] 减速气弹簧,减速气弹簧安装在超速列车站内,减速用气瓶通过减速电磁阀与减速气弹簧连接;
[0070] 捞车钩,捞车钩通过连接索与减速气弹簧连接。
[0071] 所述的气液恒动率缸结构为在:气缸缸体内安装有多级液压缸,后一级液压缸作为前一级液压缸的活塞,最后一级液压缸的活塞作为气液恒动率缸的输出端,所述气缸端部开有与弹射控制阀连接的气口;所述多级液压缸的每级液压缸壁端部开有油口。
[0072] 所述的弹射控制阀采用增量式数字压力阀,所述的气液恒动率缸还连接有排气电磁阀,所述减速气弹簧连接有安全阀。
[0073] 所述超速列车站内安装有超速列车停靠的主道和捞车钩运行的辅道。
[0074] 所述的气液恒动率缸采用结构相同的双组或多组气液恒动率缸串联结构。
[0075] 所述索梭和/或捞车钩的连接索采用往复倍增结构。
[0076] 本发明的冷弹射动力的技术基础是:用小空压机以“聚少成多”方式将弹射所需之超大瞬发能量和超大瞬发力量,大冗余预置于弹射用的气瓶内,静态长久保存冷态骤释弹射的气液双全弹射动力,这些气瓶内大冗余动力在增量式数字压力阀的精确控制下,逐渐平稳增大加速力,驱动气液恒动率缸快速牵引顶推超速列车达到超音速,乘客却只能感受到很小的爆发加速力。
[0077] 下面结合附图对本发明的具体实施作进一步详细说明:
[0078] 参见图1、图2,本实施例的真空管1内含真空泵2、高速列车3、气液恒动率缸4、复位气弹簧5、减速气弹簧6、主道7、辅道8,通常先开动真空泵2将管道1抽真空、开动小空压机4‑1以大冗余向弹射用气瓶4‑2集聚高能气体、静态长久保存,以备冷态骤释弹射。其中气液恒动率缸4安排在每次行程的每次行程的起站、助弹射起步之用,复位气弹簧5安排在弹射终端、位置对准索梭4‑01、专作索梭复位和发电信号之用,减速气弹簧6安排在每次行程到站、其捞车钩6‑1凸出主道7、位置对准车前保险杠,当捞车钩进的入辅道8、则捞车钩6‑1可脱离主道。发车在启动磁悬浮推进系统的同时发信号——给电磁阀6‑2通电、让减速用气瓶6‑3中的气体进入减速气弹簧6带动捞车钩6‑1复位,又给电磁阀4‑4通电、关闭气液恒动率缸4的排气口,并开启增量式数字压力阀4‑3、精控弹射用气瓶4‑2中的高能气体逐渐增大加速力、进入两个对接气液恒动率缸4的气缸4‑02中释能,驱动其各级活塞4‑03、4‑04、4‑05同步外伸,带动索梭4‑01、车前保险杠钩3‑1及超速列车3快速跃升车速,一旦索梭4‑01行至触及复位气弹簧5便会发出信号——切断减速电磁阀6‑2的电流而靠其弹簧复位断开减速气弹簧6与减速用气瓶6‑3间的通道,并通知增量式数字压力阀4‑3立即关闭、切断恒动率缸4的进气,同时切断电磁阀4‑4的电流而靠其弹簧复位打开气液恒动率缸4的排气口,而被压缩的复位气弹簧5则借势反弹推动索梭4‑01复位,超速列车3继续前行到车前保险杠触碰捞车钩6‑1被拦阻,随着车速急剧下降,拦阻力急剧上升,减速气弹簧6内缸压随之升高,当缸压突破安全阀6‑4的调定值,减速气弹簧6中的高压气体经安全阀6‑4涌入减速用气瓶6‑3保存,此时,捞车钩6‑1已进入辅道8,以让整车以极慢车速飞过捞车钩6‑1并让车前保险杠钩
3‑1以同样慢速飞过下次行程的索梭4‑01后再停稳在主道7上。
[0079] 综上所述,本发明的具体应用,就本领域的技术人员而言:将其用于普通磁浮列车的短距快速平稳起步和短距快速平稳止步用于火箭、导弹发射,用于民船、事故救援、岛屿联络的弹射工具显然可行,仍属本发明的保护范围。