Запорные клапаны и воздушные шлюзы для транспортной системы - RU2643904C1

Чертежи

Показать все 17 чертежа(ей)

Описание

Перекрестная ссылка на родственные заявки

[0001] Настоящее патентная заявка притязает на приоритет в отношении предварительной патентной заявки США №62/113.511, поданной 8 февраля 2015 г., предварительной заявки на патент США №62/232.876, поданной 25 сентября 2015 г., и предварительной заявки на патент США №62/242.562, поданной 16 октября 2015 г., раскрытие которых явным образом включено в полном объеме в настоящий документ посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

[0002] Настоящее раскрытие относится к запорным клапанам и системам воздушных шлюзов (например, использующим запорные клапаны) для высокоскоростных транспортных систем, а также к способам их применения.

[0003] Скоростная, высокопроизводительная транспортная система использует среду низкого давления для того, чтобы уменьшить лобовое сопротивление транспортного средства при высоких рабочих скоростях, тем самым обеспечивая двойное преимущество, предоставляя возможность большего диапазона располагаемых скоростей и уменьшая затраты энергии, связанные с преодолением сил лобового сопротивления. В вариантах осуществления в этих системах может применяться среда, близкая к вакууму (например, среда низкого давления) внутри трубной конструкции. По всей длине трубы, потенциально составляющей сотни миль, поддерживается низкое давление, и за счет этого, воздух откачивается из трубной структуры для обеспечения работы системы.

[0004] Может быть необходимо регулярно повторно повышать давление в конкретных частях трубы, при этом отдельные части трубы, возможно, должны быть способны к разгерметизации для обеспечения доступа к этим частям (например, для технического обслуживания и/или аварийных процедур). Поскольку современное состояние уровня техники не охватывает частично вакуумные трубы большого диаметра, предназначенные для транспортировки, создание воздушных шлюзов в такой среде не было глубоко продумано. Таким образом, существует потребность в уровне техники для улучшенных задвижек и/или воздушных шлюзов для высокоскоростных транспортных систем.

Сущность изобретения

[0005] По меньшей мере некоторые варианты осуществления настоящего раскрытия направлены на запорный клапан, выполненную с возможностью изолирования участков трубчатой конструкции, испытывающей внешнее давление, откаченной или близкой к вакууму. В соответствии с аспектами раскрытия, запорный клапан в открытом состоянии также вместит проходящее транспортное средство в пределах диаметра трубы.

[0006] Аспекты настоящего раскрытия направлены на высокоскоростную транспортную систему, причем система содержит: по меньшей мере одну транспортную трубу, имеющую по меньшей мере один трек вдоль транспортного пути; множество капсул, выполненных с возможностью движения по как минимум одной трубе между станциями; движительная система, выполненная c возможностью приводить в движение по трубе по меньшей мере одну капсулу; система левитации, выполненная с возможностью левитации капсулы внутри трубы; а также по меньшей мере один средство для герметизации, расположенный вдоль по меньшей мере одной трубы и выполненный с возможностью выборочного создания воздушного шлюза по меньшей мере в одной трубе.

[0007] В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере одно средство для герметизации содержит запорный клапан, имеющую запирающий элемент, перемещаемый в транспортный путь для создания воздушного шлюза по меньшей мере в одной трубе.

[0008] В других вариантах осуществления запорный клапан дополнительно содержит корпус запирающего элемента, выполненный с возможностью вмещать в себя запирающий элемент.

[0009] В дополнительных вариантах осуществления корпус запирающего элемента включает в себя усиливающие конструкции для повышения прочности и/или стойкости корпуса запирающего элемента.

[0010] В некоторых вариантах осуществления запорный клапан дополнительно содержит по меньшей мере один привод запирающего элемента, выполненный с возможностью выборочного перемещения запирающего элемента внутрь и/или наружу транспортного пути.

[0011] В дополнительных вариантах осуществления по меньшей мере один привод запирающего элемента содержит по меньшей мере два привода запирающего элемента, причем один привод запирающего элемента выполнен с возможностью перемещения запирающего элемента в направлении, перпендикулярном направлению транспортного пути, и причем второй привод запирающего элемента выполнен с возможностью перемещения запирающего элемента в направлении, параллельном направлению транспортного пути.

[0012] В дополнительных вариантах осуществления запорный клапан дополнительно содержит по меньшей мере один фланец, выполненный с возможностью крепления по меньшей мере к одной трубе.

[0013] В еще дополнительных вариантах осуществления запорный клапан дополнительно содержит по меньшей мере одну направляющую запирающего элемента, внутри которой запирающий элемент выборочно приводится в действие для перемещения в транспортный путь для создания воздушного шлюза по меньшей мере в одной трубе.

[0014] В некоторых вариантах осуществления запорный клапан последовательно приводится в рабочее положение для создания воздушного шлюза по меньшей мере в одной трубе.

[0015] В дополнительных вариантах осуществления запорный клапан вращательно приводится в рабочее положение для создания воздушного шлюза по меньшей мере в одной трубе.

[0016] В дополнительных вариантах осуществления запорный клапан содержит клинообразный запирающий элемент.

[0017] В еще дополнительных вариантах осуществления запирающий элемент включает в себя зазор трека несущую поверхность, которая сконструирована и выполнена с возможностью уменьшения размера зазора в транспортном пути, когда запирающий элемент удерживается в зоне для хранения запирающего элемента.

[0018] В некоторых вариантах осуществления запорный клапан включает в себя перекрывающий элемент, который выполнен и расположен с возможностью уменьшения размера зазора, сформированного между соседними трубами.

[0019] В дополнительных вариантах осуществления привод выполнен с возможностью перемещения перекрывающего элемента из утопленного положения в положение в зазоре.

[0020] В дополнительных вариантах осуществления по меньшей мере одно средство герметизации трубы содержит герметизирующий элемент в форме гиперболического параболоида, устанавливаемый в транспортном пути для создания воздушного шлюза по меньшей мере в одной трубе.

[0021] В еще дополнительных вариантах осуществления по меньшей мере одно средство герметизации трубы содержит воздушную подушку, которая надувается в транспортном пути для создания воздушного шлюза по меньшей мере в одной трубе.

[0022] В некоторых вариантах осуществления воздушная подушка крепится к трубе.

[0023] В дополнительных вариантах осуществления воздушная подушка содержит по меньшей мере одно вспомогательный герметизирующий элемент.

[0024] В дополнительных вариантах осуществления воздушная подушка представляет собой воздушную подушку, размещенную на капсуле, содержащую воздушную подушку, размещенную на каждом продольном конце капсулы.

[0025] В еще дополнительных вариантах осуществления по меньшей мере в одной транспортной трубе поддерживается среда низкого давления.

[0026] В некоторых вариантах осуществления запорный клапан последовательно приводится в движение в одном направлении в рабочее положение для создания воздушного шлюза по меньшей мере в одной трубе.

[0027] В еще дополнительных вариантах осуществления запорный клапан последовательно приводится в движение в двух отдельных направлениях в рабочее положение для создания воздушного шлюза по меньшей мере в одной трубе.

[0028] В еще дополнительных вариантах осуществления запорный клапан содержит отверстие с переменным диаметром выходного сечения.

[0029] Дополнительные аспекты настоящего раскрытия направлены на средство герметизации трубы, выполненное с возможностью создания воздушного шлюза в трубе высокоскоростной транспортной системы, содержащей по меньшей мере одну транспортную трубу, имеющую по меньшей мере один трек вдоль транспортирного пути; множество капсул, выполненных с возможностью передвижения между станциями по меньшей мере по одной трубе; движительную систему, приспособленную для приведения в движение по трубе по меньшей мере одной капсулы; а также систему левитации, приспособленную для левитации капсулы внутри трубы. Средство герметизации трубы содержит по меньшей мере одну запорный клапан, имеющую запирающий элемент, перемещаемый в транспортный путь для создания воздушного шлюза по меньшей мере в одной трубе, а также воздушную подушку, способную надуваться для создания воздушного шлюза по меньшей мере в одной трубе.

[0030] Дополнительные аспекты настоящего раскрытия направлены на высокоскоростную транспортную систему, причем система содержит: по меньшей мере одну транспортную трубу, имеющую по меньшей мере один трек вдоль транспортного пути; множество капсул, подходящих для движения между станциями по меньшей мере по одной трубе; движительную систему, приспособленную для приведения в движение по трубе по меньшей мере одной капсулы; систему левитации, приспособленную для левитации капсулы внутри трубы; а также по меньшей мере одно средство герметизации трубы, размещенное вдоль по меньшей мере одной трубы и выполненное с возможностью выборочного управления давлением между двумя участками труб.

Краткое описание чертежей

[0031] Новые отличительные признаки, которые представляют собой характерные особенности систем, в отношении как конструкции, так и способа функционирования этой конструкции, вместе с дополнительными целями и их преимуществами, будут понятны из нижеследующего описания, рассмотренного вместе с прилагаемыми чертежами, в которых варианты осуществления системы наглядно демонстрируется посредством примера. Однако следует четко понимать, что чертежи предназначены только для наглядной демонстрации и описания, при этом они не подразумеваются как определение пределов системы. Для более полного понимания раскрытия, так же, как и других целей и дополнительных отличительных признаков этого раскрытия, может быть приведена ссылка на нижеследующее подробное описание раскрытия в сочетании с нижеследующими иллюстративными и неограничивающими чертежами.

[0032] Фиг.1 представляет собой схематический вид транспортной системы в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0033] Фиг.2 наглядно демонстрирует вид иллюстративной капсулы, предназначенной для использования в транспортной системе в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0034] Фиг.3 наглядно демонстрирует перспективный вид иллюстративной запорного клапана в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0035] Фиг.4 наглядно демонстрирует вид в разрезе иллюстративной запорного клапана в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0036] Фиг.5 наглядно демонстрирует перспективный вид иллюстративных задвижек, прикрепленных к транспортной трубе, в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0037] Фиг.6A-6C представляют собой иллюстративные схематические изображения иллюстративной запорного клапана в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0038] Фиг.7A-7C представляют собой иллюстративные схематические изображения иллюстративной запорного клапана в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0039] Фиг.8A-8B представляют собой иллюстративные схематические изображения иллюстративной запорного клапана в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0040] Фиг.9A и 9B наглядно демонстрируют иллюстративные схематические частичные виды в разрезе иллюстративных задвижек, прикрепленных к транспортной трубе, соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0041] Фиг.10A-10D представляют собой иллюстративные схематические изображения иллюстративной запорного клапана в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0042] Фиг.11C-11C представляют собой иллюстративные схематические изображения иллюстративного воздушного клапана в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0043] Фиг.12A-12B представляют собой схематические перспективные виды иллюстративного воздушного клапана в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0044] Фиг.13A-13B представляют собой схематические виды иллюстративного воздушного клапана капсулы в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия.

[0045] Фиг.14 изображает иллюстративный процесс развертывания запорного клапана (воздушного клапана) в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия.

Подробное описание вариантов осуществления

[0046] В нижеследующем описании различные варианты осуществления настоящего раскрытия будут описаны со ссылкой на приложенные чертежи. В соответствии с требованием, в настоящем документе рассматриваются подробные варианты осуществления вариантов осуществления настоящего раскрытия, однако следует понимать, что раскрытые варианты осуществления являются лишь иллюстративными вариантами осуществления раскрытия, которые могут быть осуществлены в различных и альтернативных формах. Нет необходимости сводить цифры к масштабу, при этом некоторые отличительные признаки могут быть преувеличены или сведены к минимуму для изображения деталей отдельных компонентов. Следовательно, отдельные конструктивные и функциональные детали, раскрытые в настоящем документе, не должны быть истолкованы как ограничивающие, а только лишь как наглядная основа для обучения специалиста в соответствующей области техники применять настоящее раскрытие различным образом.

[0047] Детали, показанные в настоящем документе, приведены в качестве примера и только в целях иллюстративного рассмотрения вариантов осуществления настоящего раскрытия и представлены ради обеспечения того, что, как предполагается, является наиболее полезным и легко понятным описанием принципов и концептуальных аспектов настоящего раскрытия. В этой связи не предпринимаются попытки показать конструктивные детали настоящего раскрытия более подробно, чем необходимо для фундаментального понимания настоящего раскрытия, так, чтобы описание в сочетании с чертежами делало очевидным для специалистов в соответствующей области техники, как формы настоящего раскрытия могут быть осуществлены на практике.

[0048] Используемые в настоящем документе формы единственного числа элементов включают наличие множества этих элементов, если контекст явно не диктует иное. Например, ссылка на «магнитный материал» также означает, что могут присутствовать смеси одного или более магнитных материалов, если не исключены специально.

[0049] За исключением случаев, когда указано иное, все цифры, выражающие количества, использованные в описании и формуле изобретения, следует понимать, как скорректированные во всех случаях посредством термина «около». В соответствии с этим, если не указано обратное, числовые параметры, предложенные в описании и формуле изобретения, представляют собой приближенные значения, которые могут варьироваться в зависимости от желаемых свойств, которые необходимо получить посредством вариантов осуществления настоящего раскрытия. По меньшей мере, и не следует рассматривать в качестве попытки ограничить применение доктрины эквивалентов к рамкам формулы изобретения, каждый числовой параметр следует толковать в свете количества значащих чисел и общепринятых норм округления (если явное не указано иное).

[0050] В дополнение к этому, перечисление числовых диапазонов в пределах настоящего описания считается раскрытием всех числовых значений и диапазонов внутри этого диапазона (если явное не указано иное). Например, если диапазон составляет от около 1 до около 50, считается, что он включает в себя, например, 1, 7, 34, 46,1, 23,7 или любое другое значение или диапазон внутри этого диапазона.

[0051] Различные варианты осуществления, раскрытые в настоящем документе, могут быть использованы отдельно или в различных комбинациях, если специально не указано обратное.

[0052] На фиг.1 наглядно демонстрируется транспортная система 10 в соответствии с аспектами настоящего раскрытия. В вариантах осуществления транспортная система 10 содержит одну или несколько капсул или транспортных контейнеров 12, движущихся через замкнутое пространство; в одном неограничивающем варианте осуществления, описанном в настоящем документе, замкнутое пространство содержит по меньшей мере одну трубу 14 (которая может содержать одинарную трубу или множество соединенных сегментов трубы) между двумя или несколькими станциями 16. В одном иллюстративном варианте осуществления настоящего раскрытия одна или несколько капсул 12 транспортной системы 10 перемещается через среду низкого давления внутри по меньшей мере одной трубы 14. В соответствии с некоторыми аспектами раскрытия среда низкого давления включает в себя (но не ограничивается) любое давление ниже 1 атмосферы (или приблизительно 1 бар) на уровне моря.

[0053] Некоторые элементы высокоскоростной транспортной системы рассматриваются в родственной заявке, принадлежащей одному и тому же правообладателю, номер заявки 15/007783, озаглавленной «Транспортная система», поданной в один и тот же день с настоящей заявкой, полное содержание которой явным образом включено в полном объеме в настоящий документ посредством ссылки.

[0054] В вариантах осуществления настоящего раскрытия система содержит одну или более частично откаченных цилиндрических труб 14, которые соединяют станции 16 в замкнутой системе. В вариантах осуществления трубы 14 могут быть рассчитаны на оптимальный поток воздуха вокруг капсулы 12 для повышения производительности и эффективности потребления энергии при ожидаемой или расчетной скорости движения. В соответствии с аспектами раскрытия, среда низкого давления в трубах 14 сводит к минимуму силу лобового сопротивления капсулы 12, в то же время поддерживая относительную простоту откачивания воздуха из труб.

[0055] На фиг.2 наглядно демонстрируется иллюстративное и неограничивающее изображение капсулы или транспортного контейнера 12 транспортной системы. В вариантах осуществления капсула 12 может быть обтекаемой для уменьшения коэффициента сопротивления воздуха по мере того как капсула 12 движется через среду низкого давления по меньшей мере одной трубы 14 транспортной системы. В соответствии с аспектами раскрытия, в некоторых вариантах осуществления компрессор, размещенный в переднем конце капсулы, приводится в действие для всасывания по меньшей мере части поступающего воздуха и пропускает его через капсулу (вместо перемещения воздуха вокруг транспортного средства). Например, как схематически изображено в иллюстративном варианте осуществления на фиг.2, капсула 12 может включать в себя компрессор, расположенный на ее передней поверхности. В вариантах осуществления компрессор приводится в действие для всасывания встречного воздуха и для использования сжатого воздуха для процесса левитации (когда, например, капсулы поддерживаются посредством воздушных подшипников, которые функционируют с использованием резервуара со сжатым воздухом и аэродинамической подъемной силы). В дополнение к этому, как схематически изображено в иллюстративном варианте осуществления на фиг.2, в некоторых вариантах осуществления сжатый воздух может быть использован для вращения турбины, расположенной, например, в заднем конце капсулы, для обеспечения электроэнергии для капсулы 12. Как схематически изображено в иллюстративном варианте осуществления на фиг.2, капсула 12 может также включать в себя электродвигатель, сконструированный и выполненный с возможностью приводить в действие компрессор, а также аккумулятор, предназначенный для накапливания энергии, например, полученной от турбины. Капсула 12 также включает в себя зону полезного груза, который может быть выполнен для людей, для груза или/и как для людей, так и для груза.

[0056] В соответствии с аспектами раскрытия может понадобиться регулярное повторное повышение давления в конкретных частях трубы для обеспечения въезда и выезда транспортного средства без разгерметизации всей системы. Например, что касается процесса погрузки на станциях транспортной системы, посадка пассажиров в капсулу осуществляется в условиях окружающей атмосферы (например, 1 атм.), при этом капсула герметически закрыта. Герметически закрытая капсула затем через отверстие загружается в трубу для выведения в среду низкого давления трубы. Поскольку станция находится при атмосферном давлении, а внутренне пространство трубы транспортной системы поддерживается при давлении, более низком, чем атмосферное давление, в соответствии с аспектами раскрытия, транспортная система может включать в себя множество задвижек, размещенных на или/и вдоль трубы для обеспечения воздушного шлюза таким образом, чтобы, когда капсула загружается в транспортную трубу (или, например, аварийный рабочий входит в трубу), среда низкого давления в трубе сохраняется.

[0057] В рассматриваемых вариантах осуществления запорного клапана могут быть размещены вдоль маршрута транспортировки, с равными интервалами, например, каждые несколько километров. Запорного клапана могут быть размещены на трубе в точке, где труба опирается по меньшей мере на одну опору (например, столб) для того, чтобы использовать несущую способность опоры для дополнительной поддержки запорного клапана. В некоторых вариантах осуществления запорный клапан может быть размещена на части трубы без опоры (например, между опорами или столбами).

[0058] В дополнение к этому, например, отдельные части трубы, возможно, должны быть способны к разгерметизации для регулярного технического обслуживания и/или аварийных процедур. Полная герметизация и разгерметизация всей трубы для каждой из этих операций приведет к большим задержкам в использовании, также, как и представляет собой источник значительных затрат энергии, стоимости и времени.

[0059] Традиционные воздушные шлюзы и сопроводительные устройства к ним могут быть большими и/или тяжеловесными и/или дорогостоящими для реализации, например, в массовом масштабе. В дополнение к этому, традиционные воздушные шлюзы, например, используемые в средах высокого давления, являются дорогостоящими и могут быть перепроектированы для противодействия силам высокого давления, испытываемым в таких средах.

[0060] Фиг.3 наглядно демонстрирует перспективный вид иллюстративной запорного клапана 300 в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия, которая может использоваться для управления давлениями между частями трубы (например, создавать воздушный шлюз). В случае с этим иллюстративным вариантом осуществления, диск запорного клапана (или запирающий элемент) могут использовать привод для плавного передвижения в радиальном направлении. Как изображено на фиг.3, запорный клапан 300 включает в себя верхний корпус 305 и нижний корпус 310. Нижний корпус 310 имеет проход 330, сквозной для передвижения капсулы (не изображена) в направлениях 320. Если запорный клапан 300 открыта, запирающий элемент 315 удерживается в верхнем корпусе 305. По желанию или по требованию запорный клапан 300 может быть закрыта посредством опускания запирающего элемента 315 из углубленного положения в верхнем корпусе 305 (и, в вариантах осуществления, посредством приведения запирающего элемента в движение в одном из направлений 320) для герметизации прохода 330. По мере того, как запирающий элемент 315 достигает нижнего положения своего движения, направляющая конструкция заставляет дверь плотно прижаться к герметизирующей поверхности, которая является коаксиальной трубе. Как отмечалось выше, в вариантах осуществления перемещение запирающего элемента 315 может включать в себя перемещение вниз для размещения запирающего элемента в проходе 330, сопровождаемое поперечным перемещением в одном из направлений 320 для создания герметичности между запирающим элементом 315 и внутренним пространством нижнего корпуса 310. Герметизирующая поверхность по существу может быть плоской, что требует меньшего удержания герметичности. В вариантах осуществления запирающий элемент 315 (или диск запорного клапана) может быть выполнен из твердых веществ, таких как сталь или резина.

[0061] Как изображено на фиг.3, нижний корпус 310 также включает в себя усиливающие кольца (или фланцы) 325 по всему периметру прохода 330, которые обеспечивают усиление жесткости нижнего корпуса 310, а также обеспечивают поверхность крепления для крепления труб (не изображено) к задвижке 300. Усиливающие кольца (или фланцы) 325 на любой стороне нижнего корпуса 310 облегчают крепление к трубной конструкции (не изображено), поскольку усиливающие кольца (или фланцы) 325 выполнены с возможностью крепления болтами к ответному фланцу, закрепленному на трубе.

[0062] Несмотря на то, что иллюстративный вариант осуществления, изображенный на фиг.3, включает в себя термины «верхний» и «нижний» корпусы, эти термины не следует толковать как ограничивающие раскрытие. Говоря другими словами, раскрытие предполагает, что запорный клапан 300 может быть ориентирована множеством способов, отличающихся от «верхней» области хранения запирающего элемента (например, в случае области хранения заслонки рядом или ниже трубы).

[0063] Как дополнительно изображено на фиг.3, в вариантах осуществления верхний корпус 305 включает в себя усиливающие элементы 335, которые сконструированы и выполнены с возможностью обеспечения дополнительной прочности задвижке 300. Следует понимать, что внутреннее пространство запорного клапана 300 будет находиться под таким же низким давлением, что и внутреннее пространство трубы. В силу этого, усиливающие элементы 335 используются для увеличения прочности корпуса запорного клапана для того, чтобы уменьшить деформацию и/или повреждение, вызванное перепадом давления внутри и снаружи запорного клапана 300.

[0064] Фиг.4 наглядно демонстрирует перспективный вид в разрезе иллюстративной запорного клапана 300, изображенной на фиг.3 в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия. Как изображено на фиг.4, запирающий элемент 315 на данный момент размещен в верхнем корпусе 305. Запорный клапан 300 также включает в себя по меньшей мере один направляющий трек 340 на стороне запорного клапана (например, два направляющих трека, на каждой из сторон). Направляющие треки 340 способствуют направлению запирающего элемента в направлении вниз (и вверх) при перемещении запирающего элемента. В дополнение к этому, по меньшей мере один направляющий трек 340 может также способствовать сопротивлению силам (например, давлению воздуха), прилагаемым к запирающему элементу в закрытом положении.

[0065] Как отмечалось выше, в вариантах осуществления при закрытии запирающий элемент может также подвергаться поперечному перемещению. Как схематически изображено, в вариантах осуществления один или более приводов 360 поперечного движения могут быть закреплены на направляющем треке(ах) 340 для приведения в движение направляющих треков 340 (а также и запирающего элемента 315, расположенного в направляющих треках 340) в поперечном направлении (т.е. вдоль одного из направлений 320) для того, чтобы запирающий элемент 315 эффективно плотно прижимался к внутренней стороне одного из усиливающих колец 325. В вариантах осуществления привод 360 поперечного движения может содержать электродвигатель, электромеханический привод, рычажный механизм с силовым приводом, гидравлический цилиндр и/или пневматический цилиндр.

[0066] Поскольку запирающий элемент 315 применяется для создания воздушного шлюза, можно ожидать, что запирающий элемент 315 должен выдерживать высокие давления (или перепад высокого давления). Запирающий элемент 315 включает в себя усиливающий элемент 345 запирающего элемента, закрепленный на запирающем элементе 315, который выполнен и расположен с возможностью повышения прочности запирающего элемента 315. В связи с этим, в вариантах осуществления усиливающий элемент 345 запирающего элемента может содержать двутавровую или жесткую конструкцию с другими предполагаемыми опорными конфигурациями. Как изображено на фиг.4, усиливающие элементы 335 могут обеспечиваться на верхнем корпусе 305 и могут содержать, например, двутавровые и/или тавровые конструкции, используемые для увеличения прочности корпуса запорного клапана 300 для того, чтобы уменьшить деформацию и/или повреждение, вызванное перепадом давления внутри и снаружи запорного клапана 300.

[0067] В вариантах осуществления запирающий элемент 315 может быть перемещен из открытого положения в закрытое положение (и/или наоборот) с использованием привода. Например, в вариантах осуществления запорный клапан 300 может включать в себя электродвигатель (например, серводвигатель, линейный двигатель), электромеханический привод, рычажный механизм с силовым приводом, гидравлический цилиндр и/или пневматический цилиндр, выполненные с возможностью приводить в движение запирающий элемент 315 как из открытого в закрытое положение, так и из закрытого в открытое положение. Запорный клапан 300 может включать в себя один или несколько датчиков (например, оптический датчик), приводимый в действие для обнаружения текущего положения запирающего элемента 315.

[0068] В дополнительных предполагаемых вариантах осуществления запорный клапан может использовать гравитационные силы либо для открывания, либо для закрывания заслонки. Например, в случае иллюстративного варианта осуществления, изображенного на фиг.3, запорный клапан 300 может включать в себя разъемную защелку (не изображена), выполненную с возможностью удерживать запирающий элемент 315 в верхнем корпусе. При приведении в действие разъемной защелки запирающий элемент 315 может выпасть в позицию (по меньшей мере вертикально), используя гравитационные силы. В случае такого запирающего элемента, приводимого в действие гравитационными силами, запорный клапан 300 может включать в себя привод (например, электродвигатель и/или гидравлический или пневматический привод) для перемещения запирающего элемента 315 обратно в закрытую позицию. В других вариантах осуществления может использоваться по меньшей мере один противовес, чтобы способствовать перемещению запирающего элемента 315 (например, или в положение рабочего состояния, или в направлении открывания запирающего элемента).

[0069] Как изображено на фиг.4, запирающий элемент 315 может иметь выпуклую/вогнутую форму. В соответствии с аспектами раскрытия, выпуклая/вогнутая форма запирающего элемента 315 способствует достижению плотного прижимания запирающего элемента 315 к внутренней части нижнего корпуса 310.

[0070] В вариантах осуществления, как изображено на фиг.4, когда запирающий элемент 315 находится в открытом положении, может быть зазор 350 (например, расположенный по толщине запорного клапана 300), в котором нет опоры (например, треков) по которой едет капсула. Другими словами, в вариантах осуществления, чтобы запирающий элемент 315 мог перемещаться в нужное положение, зазор 350 может обеспечиваться в задвижке 300. В таких вариантах осуществления, как рассматривается в настоящем документе, может быть включена приводная основа для зазора (не изображено) для обеспечения несущей поверхности, по которой будет передвигаться капсула по мере того, как она движется через запорный клапан 300. Например, соединительная деталь может быть перемещена на место, чтобы обеспечить возможность транспортному средству пройти через запорный клапан 300.

[0071] В вариантах осуществления, запорный клапан может быть выполнен с возможностью иметь дело с атмосферным давлением на фоне вакуума (в отличие от задвижек высокого давления, например). В соответствии с аспектами раскрытия, это дает возможность самому запирающему элементу, равно как и несущей конструкции и приводу, быть относительно легковесными. Другими словами, так как вакуум, созданный в этой системе намного меньше, чем тот для которого сконструированы типовые запорного клапана, запорный клапан может быть выполнен для более низких допустимых толерантных пределов, ожидаемых в высокоскоростной транспортной системе. Преимущества более легкой конструкции запорного клапана включает более быстрое время срабатывания и более легкие, более легкоуправляемые двери.

[0072] Фиг.5 наглядно демонстрирует перспективный вид иллюстративных задвижек 300, 300ʹ, прикрепленных к транспортной трубе 14, в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия. Такая схема размещения транспортной трубы 14 с запорными клапанами 300, прикрепленными к каждому концу, может применяться, например, в качестве воздушного шлюза на входе и/или выходе транспортной системы низкого давления. Например, как рассматривалось выше, с уже закрытой задвижкой 300, капсула (не показана) может быть загружена в трубу 14 через запорный клапан 300, при этом запирающий элемент закрыт и загерметизирован. Затем давление в трубе уменьшают, используя насосы 505, таким образом, чтобы давление в трубе стало равным давлению в среде низкого давления транспортной системы. Затем запорный клапан 300ʹ может быть открыт (в то время, как запорный клапан 300 остается закрытым) и капсула может быть перемещена из трубы 14 в транспортную систему.

[0073] Фиг.6A-6C представляют собой иллюстративные схематические изображения иллюстративной запорного клапана 300 в соответствии с вариантами осуществления данного раскрытия. Как изображено на фиг.6А, запорный клапан 300 открыт, причем запирающий элемент 315 размещен в верхнем корпусе 305 таким образом, что проход 330 не заслонен. При приведении в действие (например, отпирая предохранительную защелку или с помощью подходящего двигателя или привода и средств управления), запирающий элемент 315, приводимый в действие для перемещения в направлении 605 для того, чтобы разместиться так, как изображено в случае запорного клапана 300ʹ на фиг.6B. Как наглядно демонстрируется на фиг.6B, запирающий элемент 315 теперь размещен так, чтобы перекрывать проход 330, таким образом, обеспечивая герметичность. Как отмечалось выше, в вариантах осуществления запирающий элемент 315 может также приводиться в движение в направлении движения капсулы (например, на и/или с рельсового пути, как изображено на фиг.6А и 6B), чтобы создать герметичность между запирающим элементом 315 и внутренней поверхностью нижнего корпуса 310.

[0074] Фиг.6C наглядно демонстрирует иллюстративный схематический частичный вид в разрезе иллюстративной запорного клапана, прикрепленного к транспортной трубе 14 в соответствии с вариантами осуществления данного раскрытия. Более конкретно, фиг.6C схематически изображает две запорного клапана 300, 300ʹ, соединенных с трубой 14, в которой запорный клапан 300 находится в открытом положении, а запорный клапан 300ʹ находится в закрытом положении. Как изображено в увеличенном масштабе запорного клапана 300, в котором запирающий элемент 315 размещен в верхнем корпусе 305, запирающий элемент 315 размещен приблизительно в центре (как видно в направлении слева направо) верхнего корпуса 305. В случае этого иллюстративного варианта осуществления, закрытие запорного клапана 300 включает в себя приведение в движение запирающего элемента 315 посредством двух перемещений в двух направлениях, например, в направлении 605 вниз, и в направлении 610 влево (или вправо). Таким образом, как изображено в увеличенном масштабе запорного клапана 300ʹ, в котором запирающий элемент 315 размещен в нижнем корпусе 310, запирающий элемент 315ʹ был перемещен в направлении 605 для расположения запирающего элемента 315ʹ в одну линию с проходом, и затем запирающий элемент 315ʹ был перемещен в направлении 610 (например, влево) для создания герметичности между запирающим элементом 315 и внутренней стороной нижнего корпуса 310 (например, внутренней поверхностью фланца). В вариантах осуществления запирающий элемент 315ʹ может быть перемещен в направлении 605 посредством скольжения вниз по меньшей мере по одной направляющей запирающего элемента (например, направляющим трекам, как описано выше со ссылкой на фиг.4) с использованием подходящего привода (например, двигателя, линейного двигателя, рычажного механизма с силовым приводом). В дополнение к этому, в соответствии с аспектами раскрытия, направляющие запирающего элемента (например, направляющие треки) могут быть соединены с поперечным приводом, выполненным с возможностью перемещать узел направляющей запирающего элемента (например, направляющую запирающего элемента и запирающий элемент 315ʹ) по направлению к и от внутренних стен нижнего корпуса для того, чтобы создать герметичность между запирающим элементом 315ʹ и внутренними стенами нижнего корпуса.

[0075] Фиг.7А-7С представляют собой иллюстративные схематические изображения иллюстративной запорного клапана 700 в соответствии с другими вариантами осуществления настоящего раскрытия. В этом варианте осуществления запирающий элемент 715 (или диск) действует аналогично маятнику и «качается» в свое закрытое положение. Например, как изображено на фиг.7А и 7В, в отличие от вариантов осуществления, в которых запирающий элемент приводится в движение в линейном направлении (или в нескольких разных линейных направлениях), в случае иллюстративных вариантов осуществления, изображенных на фиг.7А и 7В, запирающий элемент 715 приводится в действие для приведения в движение, например, используя привод 735, из открытого положения в закрытое положение (и наоборот) посредством вращательного движения запирающего элемента 715 (и, в вариантах осуществления, соединительного средства 710) вокруг опорного элемента 725. Например, как изображено на фиг.7А, запорный клапан 700 находится в открытом положении, причем запирающий элемент 715 удерживается в зоне хранения 705 запирающего элемента корпуса 720 запорного клапана, таким образом, что проход 730 капсулы не перекрыт. В некоторых вариантах осуществления соединительное средство 710 (например, соединительное средство с настраиваемой длиной) может быть использовано для соединения опорного элемента 725 с запирающим элементом 715.

[0076] Как изображено на фиг.7В, запорный клапан 700ʹ находится в закрытом положении, причем запирающий элемент 715 был повернут вокруг опорного элемента 725 для того, чтобы герметично закрыть проход 730. Подобно вариантам осуществления, рассмотренным выше, запирающий элемент 715 может также подвергаться перемещению в направлении движения капсулы (например, вперед и назад по рельсовому пути, как изображено на фиг.7А и 7В) для создания герметичности между запирающим элементом 715 и внутренней поверхностью корпуса 720. В соответствии с аспектами раскрытия, посредством использования вращательного (или маятникового) перемещения, могут применяться различные приводы. Например, в вариантах осуществления, запирающий элемент 715 может быть приведен во вращательное движение, по меньшей мере частично, посредством вращательного электродвигателя или роторной машины, гравитационной силы, гидравлических приводов и/или пневматических приводов). В дальнейших предполагаемых вариантах осуществления, запирающий элемент может содержать проем с переменным диаметром выходного сечения (например, подобный кадровому окну фотоаппарата), выполненный с возможностью полного закрытия для управления давлением между частями трубы.

[0077] Несмотря на то, что варианты осуществления, изображенные на фиг.7А и 7В, наглядно демонстрируют, что корпус 720 запирающего элемента (т.е. продольная ось корпуса 720 запирающего элемента) размещен под углом (относительно вертикали), как изображено на фиг.7C в случае иллюстративного запорного клапана 700ʺ, запорный клапан 700ʺ может быть выполнен и расположен таким образом, что продольная ось корпуса 720 запирающего элемента приблизительно совпадает с вертикалью.

[0078] Фиг.8А-8В представляют собой иллюстративные схематические изображения иллюстративной запорного клапана 800 в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия. В некоторых вариантах осуществления запорный клапан выполнен в виде клина. Например, запорный клапан может иметь приблизительно треугольное вертикальное поперечное сечение. В соответствии с аспектами раскрытия, наклонная герметизирующая поверхность может обеспечить возможность более быстрого действия, чем относительно «плоская» поверхность (как описано в случае вариантов осуществления, изображенных на фиг.3). Например, в случае такого клиновидного запирающего элемента, возможно, будет необходимо приводить его в движение только в одном радиальном направлении. В отличие от этого, варианты осуществления относительно «плоской» поверхности могут потребовать приведения в движение в двух направлениях (например, в радиальном и осевом) для правильного ориентирования запирающего элемента с целью герметичного закрытия прохода. Такое более быстрое приведение в движение может быть востребовано при обстоятельствах, когда скорость изоляции критична, таких как, например, аварийная ситуация или утечка.

[0079] Как изображено на фиг.8А, открытый запорный клапан 800 размещается между двумя трубами 14 трубной транспортной системы. Клиновидный запирающий элемент 815 помещен в углубление внутри зоны 805 хранения запирающего элемента за транспортным путем 830 капсулы. Привод 825 приводится в действие для поднятия запирающего элемента 815 вверх для перемещения запирающего элемента 815 в зону 840 приема запирающего элемента таким образом, чтобы было сформировано герметическое уплотнение между поверхностями 820 запирающего элемента 815 и трубами 14. В вариантах осуществления привод 825 может быть, например, гидравлическим или пневматическим приводом, или электродвигателем. В дополнительных вариантах осуществления привод может использовать гравитационную силу для перемещения запирающего элемента 815 (например, во время извлечения запирающего элемента 815 из зоны 840 приема запирающего элемента).

[0080] Как изображено на фиг.8В в случае с закрытой задвижкой 800ʹ, запирающий элемент 815 был перемещен вверх в зону 840 приема запирающего элемента таким образом, чтобы герметическое уплотнение формировалось между поверхностями 820 запирающего элемента 815 и трубами 14. Несмотря на то, что иллюстративный вариант осуществления использует зону 805 хранения запирающего элемента, размещенную ниже трубы 14, как и в случае других описанных вариантов осуществления, раскрытие предполагает другие схемы размещения и/или ориентации зоны 805 хранения запирающего элемента (например, сверху трубы 14, либо с одной или с другой стороны трубы). Например, когда две трубы 14 размещены в конфигурации бок-о-бок, соответствующие зоны хранения запирающих элементов с угловой ориентацией относительно друг друга могут быть использованы, например, для достижения расположения труб 14 с желаемыми интервалами относительно друг друга.

[0081] Как изображено на фиг.8А, в некоторых вариантах осуществления (например, когда зона хранения 805 запирающего элемента размещается под трубой 14), запирающий элемент 815 может включать в себя опорную поверхность 835 зазора трека, выполненную с возможностью поддерживать проходящую капсулу (не изображено), когда запирающий элемент 815 находится в зоне 805 хранения запирающего элемента. Запирающий элемент 815 может быть выполнен и расположен таким образом, что опорная поверхность 835 зазора трека размещена в зазоре 845 (например, в отверстии в зону 805 хранения запирающего элемента) между трубами 14. Посредством использования опорной поверхности 835 зазора трека, уменьшают зону в районе запорного клапана 800, которой может не доставать одного или нескольких элементов трека (например, элементов левитации, тяги, и/или дополнительных треков, которые могут обеспечиваться в других случаях в трубах 14). В соответствии с аспектами раскрытия, посредством уменьшения этой зоны помехи на пути капсулы, проходящей через запорный клапан 800, могут быть уменьшены, сведены к минимуму или устранены. В некоторых вариантах осуществления несущая поверхность 835 трека может включать в себя один или несколько элементов левитации, тяги, и/или дополнительные треки, которые могут обеспечиваться в других случаях в одной или нескольких частях труб 14. Например, опорная поверхность 835 трека может включать в себя трек на воздушной подушке и/или колесную поверхность трека (например, рельс).

[0082] Фиг.9А представляет собой иллюстративное схематическое изображение другого иллюстративного запорного клапана 900 в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия. Как изображено на фиг.9А, в случае противоположной ориентации клиновидного запорного клапана 900, отличающегося тем, что запирающий элемент 815ʹ выполнен и расположен с возможностью «падения» с верха трубы 14, капсула пройдет через зазор 850, сформированный посредством более узкого конца зоны 840 приема запирающего элемента. Так как этот зазор 850 выполнен с возможностью вмещения более узкого конца 855 клинообразной запорного клапана 815ʹ, этот зазор 850 меньше, чем зазор 845 (изображенный на фиг.8А). Так как зазор 850 будет меньше в ориентации, изображенной на фиг.9А, эта ориентация может обеспечивать некоторые преимущества (например, более плавное прохождение через запорный клапан) по сравнению с ориентациями, изображенными на фиг.8А и 8В. В соответствии с дополнительными аспектами раскрытия, в вариантах осуществления более узкий конец 850 клиновидного запирающего элемента 815ʹ может быть выполнен (например, придан узкий размер) с возможностью сведения к минимуму размера зазора 850. Другими словами, в случае этого иллюстративного варианта осуществления, ширина зазора 850 зависит от приблизительной ширины более узкого конца 850 клиновидного запирающего элемента 815ʹ. Посредством сведения к минимуму размера зазора 850 помехи на пути капсулы, проходящей через запорный клапан 900, могут быть уменьшены, сведены к минимуму или устранены.

[0083] Фиг.9В представляет собой иллюстративное схематическое изображение другого иллюстративного запорного клапана 900ʹ в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия. Как изображено на фиг.9В, запорный клапан 900ʹ включает в себя приводимый в движение перекрывающий элемент 855, выполненный с возможностью поднятия, когда запорный клапан 900ʹ открыт для того, чтобы обеспечить «мост» для капсулы во время ее движения через зазор 850 (изображено на фиг.9А). Запорный клапан 900ʹ также может включать в себя привод 860, выполненный и расположенный с возможностью приводить в движение перекрывающий элемент 855 (например, вверх и вниз) для перемещения перекрывающего элемента 855 в зазор, когда запорный клапан 900ʹ открыт, и для перемещения перекрывающего элемента 855 из зазора, когда запорный клапан 900ʹ закрыт, для того, чтобы не помешать герметичному закрытию запорного клапана 900ʹ. В некоторых вариантах осуществления запирающий элемент 815 и перекрывающий элемент 855 могут делить общий привод (например, через механическое соединение), таким образом, чтобы, когда запирающий элемент 815 перемещался в закрытое положение, перекрывающий элемент 855 перемещался таким образом, чтобы не помешать герметичному закрытию запирающего элемента 815.

[0084] В вариантах осуществления, перекрывающий элемент 855 может включать в себя один или несколько элементов левитации, тяги и/или дополнительные треки, которые в другом случае могут обеспечиваться в одной или нескольких частях труб 14. Например, перекрывающий элемент 855 может включать в себя трек на воздушной подушке и/или поверхность колесного трека (например, рельс). В соответствии с аспектами раскрытия, перекрывающий элемент обеспечивает возможность транспортным средствам проезжать через запорный клапан без потребности в специальном навигационном аппаратном обеспечении.

[0085] В других предполагаемых вариантах осуществления перекрывающий элемент может быть неподвижно размещен в зазоре, при этом форма запирающего элемента может быть выполнена с возможностью взаимодействия с перекрывающим элементом для того, чтобы создать герметичность между запирающим элементом и перекрывающий элементом (а также между запирающим элементом и трубой). Например, запирающий элемент может быть выполнен с «прорезями», которым придается размер с возможностью вместить форму зазора для того, чтобы создать герметичность в этом зазоре, когда запирающий элемент находится в закрытом положении. В еще дополнительных предполагаемых вариантах осуществления треки могут проходить через запорный клапан, при этом запирающий элемент может быть выполнен (например, с «прорезями») с возможностью вместить форму одного или нескольких треков для того, чтобы тем самым создать герметичность в этих зазорах, когда запирающий элемент находится в закрытом положении.

[0086] Фиг.10A-10D представляют собой иллюстративные схематические изображения аспектов иллюстративного запорного клапана 1000 в соответствии с дополнительными вариантами осуществления настоящего раскрытия. В вариантах осуществления, как, например, схематически изображено на фиг. 10A-10D, запорный клапан 1000 включает в себя запирающий элемент 1015 (или диск) в форме гиперболического параболоида, который выполнен и расположен с возможностью вращения вокруг опорного элемента 1005 (например, приводной шарнир или поворотный шарнир) в направлении 1020. Как схематически изображено на фиг.10A, в открытом положении запирающий элемент 1015 располагается в трубе 14, вдоль контура трубы 14 таким образом, что проход через трубу 14 не загорожен. Фиг.10B схематически наглядно демонстрирует вид в направлении трубы с запирающим элементом 1015 в углубленном или «открытом» положении. Раскрытие также предполагает, что запорный клапан 1000 может также включать в себя зону хранения запирающего элемента (не изображено) для вмещения, например, по меньшей мере частично, части запирающего элемента 1015, когда он находится в углубленном или «открытом» положении.

[0087] Запирающий элемент 1015 выполнен с возможностью иметь дверь круглой формы (вид в направлении трубы), которая совмещается с контуром внутренней оболочки трубы. Как изображено на фиг.10C, если запирающий элемент 1015 приводится в движение в направлении вверх в закрытое положение, запирающий элемент 1015 сконструирован и/или выполнен с возможностью создания кольцевого герметического уплотнения с внутренней частью трубы 14, таким образом, формируя воздушный шлюз в трубе 14.

[0088] В соответствии с аспектами раскрытия, поскольку запирающий элемент 15 (или диск) имеет некоторый внешний контур, такой как внутренний контур трубы 14, диск может иметь очень низкий профиль и/или небольшое воздействие на трубу, сводя к минимуму количество изменений в трубе, которые могут потребоваться для реализации воздушных шлюзов. Несмотря на то, что иллюстративные варианты осуществления, изображенные на фиг.10A-10C, изображают запорный клапан 1015, который поворачивается вверх для перемещения в закрытое положение, раскрытие предполагает альтернативные ориентации, например, ввод в действие сверху или со стороны трубы. В дополнение к этому, в некоторых вариантах осуществления несколько задвижек 1015 могут быть выполнены (например, в трубе одна напротив другой) с возможностью ввода в действие в непосредственной близости друг к другу для обеспечения двойного герметичного уплотнения.

[0089] В соответствии с аспектами раскрытия, в некоторых вариантах осуществления запирающие элементы 1015 могут быть собраны из участков оболочки трубы, что может привести к более низким производственным затратам. В дополнительных вариантах осуществления запирающие элементы 1015 могут содержать резиновый материал, легированный металлом, который обладает преимуществами упругих свойств большинства эластомеров наряду с увеличенной, повышенной прочностью. В соответствии с аспектами раскрытия, резина может быть способна смягчить перепады высокого давления посредством деформации в гораздо большей степени, чем традиционные материалы. В соответствии с дополнительными аспектами раскрытия, могут использоваться металлические нити и/или легированные частицы для придания увеличенной прочности и упругости материалу запирающего элемента для продолжительного использования. В соответствии с аспектами раскрытия, природная способность резины выдерживать большие деформации, не выходя из строя, может иметь большие преимущества. В связи с этим, резина может оказаться подходящим материалом для использования в надувных клапанах (а в некоторых вариантах осуществления в запорных клапанах) настоящего раскрытия.

[0090] Фиг.10D схематически наглядно демонстрирует перспективный вид запирающего элемента 1015 в форме гиперболического параболоида в соответствии с аспектами раскрытия. Как изображено на фиг. 10D, когда запирающий элемент 1015 приведен в движение (например, с использованием привода 1005 таким образом, как описано выше) в открытое положение, запирающий элемент 1015 не преграждает транспортный путь 1020.

[0091] Фиг. 11A-11C представляют собой иллюстративные схематические изображения иллюстративного развертываемого воздушного клапана 1100, размещенного в трубе, в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия. В некоторых вариантах осуществления в качестве износостойкого воздушного клапана может использоваться прочная камера высокого давления (или подушка безопасности). В другом варианте осуществления подушка безопасности может содержать мягкий полимерный материал, который заделывается в поверхность трубы и который может быть быстро наполнен газом в ситуации, когда может потребоваться быстрая герметизация, такой как, например, аварийная ситуация, сводя к минимуму повторную герметизацию трубы из состояния низкого давления. Камера (или подушка безопасности) может быть размещена (например, размещена заранее) в стене трубы в пред рабочем состоянии, и затем, при необходимости, может быть переведена в рабочее состояние. В соответствии с аспектами раскрытия, использование воздушных подушек для создания воздушных шлюзов в высокоскоростной транспортной системе может быть более безопасным и/или безвредным (например, имеющим меньшую ударную силу на трубную структуру) и более спокойным, при этом может потребовать меньше энергии для приведения в движение (например, для приведения в рабочее и нерабочее состояние), может потребовать меньшую массу и/или может использовать меньший сохраняемый объем, чем использование твердого запирающего элемента (например, твердого металлического запирающего элемента).

[0092] Как схематически изображено на фиг.11A, воздушный клапан 1100 включает в себя расширяющуюся воздушную подушку 1115, которая размещена в трубе 14 в нерабочем состоянии. Механизм 1110 для наполнения воздушной подушки находится в жидкостном соединении с воздушным клапаном 1100 и выполняется и приводится в действие с возможностью наполнения воздушной подушки 1115. В вариантах осуществления механизм 1110 для наполнения воздушной подушки может представлять собой воздушный насос или заранее заполненную канистру с газом. В дополнение к этому, как в некоторых вариантах осуществления, давление окружающего воздуха (например, при атмосферном давлении) снаружи трубы 14 может быть выше, чем среда низкого давления во внутренней части трубы 14, при этом механизм 1110 для наполнения воздушной подушки может содержать приводное отверстие в трубе, чтобы обеспечить окружающему воздуху (например, при атмосферном давлении) возможность входить и заполнять воздушную подушку 1115. Механизм 1110 для наполнения воздушной подушки может также приводится в действие для выкачивания воздуха из воздушной подушки 1115, например, после того, как воздушная подушка больше не нужна или не востребована. В связи с этим, механизм 1110 для наполнения воздушной подушки может включать в себя, например, подходящий насос для удаления воздуха из надутой воздушной подушки. В дополнение к этому, несмотря на то, что изображенный механизм 1110 для наполнения воздушной подушки размещен на внешней стороне трубы 14, в вариантах осуществления механизм 1110 для наполнения воздушной подушки (или части механизма 1110 для наполнения воздушной подушки) может быть размещен во внутренней части трубы 14. Воздушный клапан 1100 также включает в себя подходящие средства управления (например, один или несколько процессоров), приводимых в действие для приема команд (например, от находящейся поблизости капсулы, от системы связи трубы и/или по меньшей мере от одного центрального средства управления) и для дачи команды механизму 1110 для наполнения воздушной подушки наполнить воздушную подушку 1115.

[0093] В вариантах осуществления механизм 1110 для наполнения воздушной подушки может также служить в качестве безопасного узла крепления для воздушной подушки 1115, выполненного с возможностью удерживать воздушную подушку 1115 в относительном положении внутри трубы 14. Несмотря на то, что иллюстративный вариант осуществления, изображенный на фиг.11A-11C, изображает воздушный клапан 1100, сконструированный и выполненный с возможностью развертывания сверху, раскрытие предполагает другие схемы размещения воздушного клапана 1100 (например, ниже трубы 14 или на одной из сторон трубы 14). Несмотря на то, что в контексте настоящего раскрытия камера высокого давления описана как воздушная подушка, это не следует истолковывать как ограничивающее раскрытые варианты осуществления, при этом раскрытие предполагает, что другие текучие среды с подходящими свойствами (например, другие газы) могут применяться, чтобы накачать воздушную подушку 1115.

[0094] Фиг.11B схематически наглядно демонстрирует промежуточную схему размещения развертываемого воздушного клапана 1100ʹ, размещенного на трубе, в которой воздушная подушка 1115ʹ частично надута в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия. Как изображено на фиг.11B, воздушная подушка 1115ʹ еще не заняла всю площадь поперечного сечения трубы 14. По мере того, как механизм 1100 наполнения воздушной подушки продолжает заполнять воздушную подушку 1115ʹ, внешний контур воздушной подушки 1115ʹ расширяется внутри трубы 14 с целью закрытия зазора между ними.

[0095] Фиг.11C схематически наглядно демонстрирует схему размещения развертываемого воздушного клапана 1100ʹ, размещенного на трубе, в рабочем состоянии, в которой воздушная подушка 1115ʹ размещается в трубе 14, чтобы занять и полностью заполнить всю площадь поперечного сечения трубы 14 для того, чтобы создать воздушный шлюз в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия. Как схематически изображено на фиг.11C, полностью развернутая подушка находится в контакте с внутренней стеной трубы вокруг всей внутренней окружности трубы 14.

[0096] В соответствии с аспектами раскрытия, в некоторых вариантах осуществления воздушная подушка 1115 (или камера) может содержать легковесную среду, которая способна поддерживать герметичность в трубах 14 и/или в или вокруг станций транспортной системы. В вариантах осуществления воздушная подушка 1115 может содержать камеру с герметической резиновой внутренней частью и с арамидными верхними покрытиями, которые, в соответствии с аспектами раскрытия, могут снижать стоимость и вес воздушной подушки 1115. В некоторых вариантах осуществления воздушная подушка 1115 (или камера) может быть помещена между слоями из арамидного материала. В дополнение к этому, в некоторых вариантах осуществления, может применяться внешний слой из материала, подобного кевлару, для увеличения жесткости воздушной подушки 1115.

[0097] Раскрытие предполагает, что надутые воздушные подушки (а также воздушные шлюзы, которые они создают) могут деформироваться (например, сильно деформироваться) под давлением внутри трубы 14 без опорной структуры воздушной подушки (например, внешней или внутренней опорной структуры). В некоторых вариантах осуществления настоящего раскрытия листы из арамидного волокна вмещают пневмоподушку воздушной подушки. В соответствии с аспектами раскрытия, арамидный волокнистый материал имеет высокий предел прочности на растяжение, который может использоваться для противодействия силам, полученным в и на воздушной подушке.

[0098] Посредством реализации аспектов настоящего раскрытия с использованием воздушной подушки, содержащей один или более материалов армидного типа, вес системы воздушного шлюза значительно уменьшается, в отличие от традиционных воздушных шлюзов. Более того, в соответствии с аспектами раскрытия, при использовании более легкого воздушного шлюза (например, воздушного шлюза на основе воздушной подушки) также уменьшится время, необходимое для размещения устройства воздушного шлюза в трубе и создания воздушного шлюза в трубе.

[0099] Фиг.12A-12B представляют собой схематические перспективные изображения иллюстративного воздушного клапана 1200 в соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия. Как изображено на фиг. 12A, воздушная подушка 1215 находится в нерабочем состоянии, при этом проход через трубу 14 открыт и не заслонен. Несмотря на то, что иллюстративное схематическое изображение на фиг. 12A изображает воздушную подушку 1215 и механизм 1210 для наполнения воздушной подушки, размещенные на нижней части трубы 14, следует понимать, что воздушная подушка 1215 сконструирована и выполнена таким образом, чтобы, находясь в нерабочем состоянии, воздушная подушка 1215 (а также любые компоненты воздушного клапана 1200), размещенная в трубе 14, не препятствовала прохождению капсулы (не изображена) через трубу 14.

[0100] Как изображено на схеме 1200ʹ размещения воздушного клапана, изображенной на фиг.12В, воздушная подушка 1215ʹ находится в рабочем положении и в плотном контакте с внутренней окружностью трубы 14. Как изображено на фиг.12В, в случае иллюстративного варианта осуществления, воздушный клапан 1200 включает в себя одну или более вспомогательных средств 1220 герметизации, расположенных по окружности 1215ʹ воздушной подушки 1215ʹ (и/или внутри воздушной подушки 1215ʹ). В вариантах осуществления вспомогательное средство 1220 герметизации может содержать магнит, выполненный с возможностью взаимодействия (например, закрепление магнитным способом) с внутренней стеной трубы 14 (например, стальной трубы). В некоторых вариантах осуществления магнит может представлять собой электромагнит (который может приводиться в действие для включения или выключения намагниченности), при этом в других предполагаемых вариантах осуществления магнит может представлять собой пассивный магнит (и/или комбинацию электромагнитов и пассивных магнитов). Когда в воздушном клапане 1200 используются один или несколько электромагнитов, воздушный клапан 1200 может также включать в себя подходящие средства управления и электрические соединения, чтобы выборочно приводить в действие (например, подавать питание) по меньшей мере один электромагнит. В других предполагаемых вариантах осуществления вспомогательное средство 1220 герметизации может содержать высвобождаемый адгезив, выполненный с возможностью приклеиваться (например, временно) к внутренней стене трубы 14. В дополнительных предполагаемых вариантах осуществления вспомогательное средство 1220 герметизации может содержать дополнительный слой материала, выполненного с возможностью усиления герметичности между воздушной подушкой 1215ʹ и внутренней стеной трубы 14. Несмотря на то, что иллюстративный вариант осуществления на фиг.12В изображает три вспомогательных средства 1220 герметизации, расположенных примерно по периметру воздушной подушки (например, когда она находится в рабочем положении), раскрытие предполагает, что воздушная подушка 1215ʹ может включать в себя любое количество вспомогательных средств 1220 герметизации (например, от одного вспомогательного средства 1220 герметизации расположенного, например, напротив механизма 1210 для наполнения воздушной подушки, до шести вспомогательных средств 1220 герметизации, до непрерывного вспомогательного средства герметизации, размещенного по всему периметру воздушной подушки 1215ʹ).

[0101] В некоторых предполагаемых вариантах осуществления может использоваться один или несколько датчиков (например, оптических датчиков) в с вязи с по меньшей мере одной капсулой или по меньшей мере одним централизованным средством управления, чтобы предотвратить или отсрочить приведение в действие запорного клапана, если капсула находится в непосредственной близости от запорного клапана.

[0102] Фиг.13А и 13В схематически изображают разные стадии развертывания систем 1300, 1300ʹ воздушной подушки, размещенной на транспортном средстве. Некоторые элементы и варианты осуществления систем воздушных подушек, размещенных на транспортных средствах и/или размещенных на трубе, для высокоскоростных транспортных систем обсуждаются в родственной заявке, номер заявки 15/007,718, озаглавленной «Развертываемый замедлитель», поданной в один и тот же день с настоящей заявкой, полное содержание которой явным образом включено в полном объеме в настоящий документ посредством ссылки.

[0103] Как изображено на фиг.13А, капсула 12 включает в себя две воздушные подушки 1315, размещенные на транспортном средстве, по меньшей мере по одной в каждом конце капсулы 12, которые находятся в не надутом состоянии. Несмотря на то, что воздушные подушки 1315 изображены размещенными на поверхности капсулы 12, в вариантах осуществления воздушные подушки (пока не надуты) могут быть размещены, например, внутри стены капсулы 12 или внутри капсулы 12. Развертываемая система 1300 воздушной подушки также включает в себя устройства 1320 для надувания воздушной подушки, размещенные на капсуле, выполненные с возможностью надувать развертываемые воздушные подушки 1315. Как изображено на фиг.13А, ни одна из воздушных подушек 1315 не находится в рабочем положении, при этом проход капсулы 12 через трубу 14 не перекрыт.

[0104] Как изображено на фиг.13В, воздушные подушки 1315 были приведены в рабочее положение и надуты для того, чтобы сформировать два воздушных шлюза в трубе 14. Таким образом, капсула 12 изолирована от среды низкого давления трубы 14. В некоторых вариантах осуществления труба может включать в себя по меньшей мере один аварийный люк 1325, выполненный с возможностью разрешения входа и/или выхода в трубу 14. В аварийной ситуации, например, капсула 12 может находиться под управлением, чтобы остановиться вблизи от такого аварийного люка 1325, при этом воздушные подушки 1315 могут быть приведены в рабочее положение для создания воздушных шлюзов вокруг капсулы 12. Затем, давление в герметически закрытой части трубы может быть повторно повышено (например, посредством открытия аварийного люка 1325), при этом аварийный люк 1325 может быть использован для эвакуации пассажиров из капсулы 12 и/или для обеспечения доступа аварийным работникам и/или обслуживающему персоналу в трубу 14.

[0105] В дополнительных предполагаемых вариантах осуществления развертываемая воздушная подушка, размещенная на транспортном средстве, может быть приведена в рабочее положение в две или более стадии, причем в первую стадию, воздушная подушка приводится в действие для неполного надувания (например, не заполняя поперечное сечение трубы) для того, чтобы способствовать торможению капсулы. В последующие стадии воздушная подушка приводится в действие для полного надувания, для того, чтобы заполнить поперечное сечение трубы и создать герметическое уплотнение.

[0106] В дополнительных предполагаемых вариантах осуществления, развертываемые воздушные подушки, размещенные на транспортном средстве и/или трубе, или, например, множество устройств для развертывания воздушной подушки, переносимых вручную, могут быть использованы, чтобы изолировать зону трубы (например, меньшую зону) так, чтобы человек мог получить доступ во внутреннее пространство трубы. Например, множество развертываемых воздушных подушек, размещенных на трубе, могут быть введены в действие в районе входного отверстия (например, входного отверстия для человека). В соответствии с аспектами раскрытия, это обеспечивает возможность человеку войти в камеру, которая повторно повышает давление (например, до давления внешней среды), обеспечивая человеку доступ в большую трубу без ущерба внутренней герметичности трубы. В случае с вариантом осуществления развертываемой воздушной подушки, размещенной на транспортном средстве, рабочий по техническому обслуживанию может, например, проехать в капсуле в зону, требующую технического обслуживания, привести в рабочее состояние развертываемые воздушные подушки, размещенные на транспортном средстве, для создания воздушных шлюзов вокруг зоны, требующей технического обслуживания, разгерметизировать часть трубы между двумя воздушными шлюзами и выйти из капсульного транспортного средства, чтобы обеспечить любое необходимое техническое обслуживание.

[0107] Фиг.14 изображает иллюстративный процесс 1400 развертывания запорного клапана (или воздушного клапана) в соответствии с вариантами осуществления данного раскрытия. Некоторые аспекты сред систем процессоров рассмотрены в родственной заявке, номер заявки 15/007783, озаглавленной «Транспортные системы», поданной в один и тот же день с настоящей заявкой, полное содержание которой явным образом включено в полном объеме в настоящий документ посредством ссылки.

[0108] На этапе 1405, средство управления (например, содержащее один или несколько процессоров) задвижкой (или воздушной подушкой) приводится в действие для осуществления контроля и/или приема одного или нескольких рабочих параметров транспортной системы. На этапе 1410, средство управления задвижкой (или воздушной подушкой) приводится в действие для определения (например, обнаружения), наступило ли событие, инициирующее приведение в рабочее положение запорного клапана. Например, средство управления задвижкой (или воздушной подушкой) может обнаружить потерю среды низкого давления или может принять инициирующий сигнал от подходящего датчика (например, датчика давления). Если на шаге 1410 средство управления задвижкой (или воздушной подушкой) обнаруживает событие, инициирующие приведение в рабочее положение запорного клапана, на этапе 1415 средство управления задвижкой (или воздушной подушкой) приводится в действие для развертывания одной или нескольких задвижек (или воздушных подушек), размещенных в транспортной системе (например, на капсуле или внутри трубной конструкции). Если на этапе 1410 средство управления задвижкой (или воздушной подушкой) не обнаруживает событие, инициирующие приведение в рабочее положение запорного клапана, процесс продолжается на этапе 1405.

[0109] Несмотря на то, что данное описание изобретения описывает компоненты и функции, которые могут быть реализованы в определенных вариантах осуществления со ссылкой на определенные стандарты и протоколы, раскрытие не ограничивается этими стандартами и протоколами. Такие стандарты время от времени вытесняются более быстрыми или более эффективными эквивалентами, имеющими по существу те же функции. В соответствии с этим, обновленные стандарты и протоколы, имеющие такие же или аналогичные функции, следует считать эквивалентами этих замененных стандартов и протоколов.

[0110] Чертежи вариантов осуществления, описанных в настоящем документе, предназначены для обеспечения общего понимания различных вариантов осуществления. Чертежи не предназначены для того, чтобы служить в качестве полного описания всех элементов и характерных признаков приборов и систем, которые используют структуры или способы, описанные в настоящем документе. Много других вариантов осуществления быть очевидными для специалистов в соответствующей области техники при изучении раскрытия. Другие варианты осуществления могут быть использованы и выведены из раскрытия таким образом, чтобы структурные и логические замены и изменения могли быть выполнены без отступления от объема раскрытия. В дополнение к этому, чертежи являются лишь представительными и не могут быть выполнены в масштабе. Некоторые пропорции на чертежах могут быть преувеличены, в то время как другие пропорции могут быть сведены к минимуму. В соответствии с этим, раскрытие и цифры должны рассматриваться как иллюстративные, а не как ограничительные.

[0111] В соответствии с этим, настоящее раскрытие обеспечивает различные системы, конструкции, способы и приборы. Несмотря на то, что раскрытие описано со ссылкой на несколько иллюстративных вариантов осуществления следует понимать, использованные формулировки являются формулировками описания и иллюстрации, а не формулировками ограничения. Изменения могут быть выполнены в рамках сферы действия прилагаемой формулы изобретения, как указано к настоящему времени и изменено, без отклонения от объема и сущности раскрытия в его аспектах. Несмотря на то, что раскрытие описано со ссылкой на определенные материалы и варианты осуществления, не предполагается, что варианты осуществления изобретения ограничиваются раскрытыми деталями, предпочтительнее изобретение распространяется на все функционально эквивалентные конструкции, способы и применения, которые находятся в рамках прилагаемой формулы изобретения.

[0112] Несмотря на то, что машиночитаемый носитель может рассматриваться как единичный носитель, термин «машиночитаемый носитель» включает в себя единичный носитель или несколько носителей, как, например, централизованная или распределенная база данных и/или связанные кэши и серверы, которые хранят один или несколько наборов инструкций. Термин «машиночитаемый носитель» может также включать в себя любой носитель, способный на хранение, кодировку или перенос набора инструкций для выполнения процессором или побуждающий компьютерную систему выполнить один или несколько вариантов осуществления, раскрытых в данном документе.

[0113] Машиночитаемый носитель может содержать долговременный машиночитаемый носитель или носители и/или содержать кратковременный машиночитаемый носитель или носители. В определенном, не имеющем ограничительного характера варианте осуществления, машиночитаемый носитель может включать в себя твердотельную память, такую как карта памяти или другой блок, вмещающий в себя энергонезависимое постоянное запоминающее устройство. В дополнение к этому, машиночитаемый носитель может быть запоминающим устройством с произвольной выборкой или другим энергозависимым запоминающим устройством. Дополнительно, машиночитаемый носитель может включать в себя магнитооптическое или оптическое запоминающее устройство, такое как дисковое запоминающее устройство, ленточные носители или другое запоминающее устройство для захвата несущих сигналов, таких как сигнал, переданный через средство передачи. В соответствии с этим считается, что раскрытие включает в себя любой машиночитаемый медиум или другие эквиваленты и носители-приемники, в которых могут храниться данные или инструкции.

[0114] Несмотря на то, что настоящая заявка описывает отдельные варианты осуществления, которые могут быть реализованы как сегменты кода в машиночитаемых носителях, следует понимать, что специализированные аппаратные реализации, такие как заказные специализированные интегральные схемы, программируемые логические матрицы интегральных схем и другие аппаратные устройства могут быть сконструированы с возможностью реализовать один или несколько вариантов осуществления, описанных в настоящем документе. Заявки, которые могут включать в себя различные варианты осуществления, изложенные в настоящем документе, могут включать в себя в широком смысле множество электронных и компьютерных систем. В соответствии с этим, настоящая заявка может включать программные, микропрограммные и аппаратные реализации, или их комбинации.

[0115] Один или несколько вариантов осуществления раскрытия могут индивидуально и/или совместно указываться в настоящем документе посредством термина «изобретение» лишь для удобства и без намерения добровольно ограничить сферу действия настоящей заявки каким-либо конкретным изобретением или идеей изобретения. Кроме того, несмотря на то, что в настоящем документе наглядно продемонстрированы и описаны конкретные варианты осуществления, следует понимать, что любая последующая схема размещения, выполненная с возможностью достижения такой же или аналогичной цели, может быть заменена конкретными изображенными вариантами осуществления. Предполагается, что настоящее раскрытие распространяется на любое или на все усовершенствования или изменения различных вариантов осуществления. Комбинации упомянутых выше вариантов осуществления, а также другие варианты осуществления, не описанные конкретно в настоящем документе, будут очевидны для специалистов в соответствующей области техники при изучении описания.

[0116] Реферат раскрытия дан для того, чтобы удовлетворять требованиям 37 C.F.R. 1.72(b) и представлена с пониманием того, что она не будет использована для определения или ограничения объема или значения формулы изобретения. В дополнение к этому, в вышеприведенном подробном описании различные характерные признаки могут быть сгруппированы вместе или описаны в отдельном варианте осуществления с целью упрощения раскрытия. Раскрытие не должно толковаться как отражающее умысел, что заявленные варианты осуществления требуют больше отличительных признаков, чем ясно перечисленные в каждом пункте формулы изобретения. Предпочтительнее, как отражает нижеследующая формула изобретения, объект изобретения может быть сконцентрирован на меньшем количестве, чем все отличительные признаки любого из раскрытых вариантов осуществления. Таким образом, нижеследующие пункты формулы изобретения включены в подробное описание, при этом каждый пункт формулы изобретения зависит от своего собственного, как определяющего, отдельно заявленного предмета.

[0117] Раскрытый выше предмет следует рассматривать как иллюстративный, но не ограничительный, при этом прилагаемая формула изобретения предназначена для охвата всех таких поправок, улучшений и других вариантов осуществления, которые попадают в пределы истиной сущности и объема настоящего раскрытия. Таким образом, в максимальной степени, разрешенной законом, объем настоящего раскрытия должен определяться посредством самого широкого допустимого толкования нижеследующих пунктов формулы изобретения и их эквивалентов и не должен быть сокращен или ограничен приведенным выше подробным описанием.

[0118] В соответствии с этим, новая конфигурация предназначена для охвата всех таких исправлений, изменений и вариантов, которые попадают в рамки сущности и объема прилагаемой формулы изобретения. Более того, в степени, в которой термин «включает в себя» используется либо в подробном описании, либо в формуле изобретения, этот термин предназначен для того, чтобы быть включающим образом, аналогичном термину «содержащий», поскольку термин «содержащий» толкуется при применении как переходное слово в пункте формулы изобретения.

[0119] Несмотря на то, что изобретение описано со ссылкой на конкретные варианты осуществления, специалисты в соответствующей области техники поймут, что могут быть сделаны различные изменения и эквиваленты могут заменяться на их элементы без отклонения от истинной сущности и объема изобретения. Несмотря на то, что иллюстративные варианты осуществления описаны выше, не предполагается, что эти варианты осуществления описывают все возможные формы изобретения. Предпочтительнее, формулировки, использованные в описании, представляют собой формулировки описания, а не ограничения, при этом следует понимать, что могут быть сделаны различные изменения без отклонения от сущности и объема изобретения. В дополнение, могут быть сделаны изменения без отклонения от основной идеи изобретения. Более того, отличительные признаки различных реализованных вариантов осуществления могут быть скомбинированы для формирования дополнительных вариантов осуществления изобретения.

Реферат

Изобретение относится к запорным клапанам и системам воздушных шлюзов для высокоскоростных транспортных систем. Высокоскоростная транспортная система включает в себя по меньшей мере одну транспортную трубу, имеющую по меньшей мере один трек, по меньшей мере одну капсулу, выполненную с возможностью движения между станциями по указанной по меньшей мере одной трубе, движительную систему, приспособленную для приведения в движение по трубе указанной по меньшей мере одной капсулы, систему левитации, приспособленную для левитации капсулы внутри трубы, а также по меньшей мере одно средство герметизации, размещенное вдоль указанной по меньшей мере одной трубы и выполненное с возможностью создания воздушного шлюза в указанной по меньшей мере одной трубе. В вариантах осуществления средство герметизации может включать в себя запорный клапан и/или воздушную подушку. В результате создана возможность для разгерметизации отдельных частей трубопровода транспортной системы для обеспечения доступа к этим частям для технического обслуживания или аварийных процедур. 13 н. и 12 з.п. ф-лы, 27 ил.

Формула