Транспортная система с двухсторонней левитацией модулей, перемещаемых относительно эстакады арочного типа - RU2722256C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к транспортным системам, на основе магнитного или электромагнитного взаимодействия источников магнитного поля транспортного средства и запитанных током витков статорной обмотки путепровода.

Известна транспортная система, содержащая путевую структуру, в опорах которой расположены рядами симметрично относительно продольной ее оси вертикально ориентированные статорные обмотки линейного синхронного двигателя и горизонтально ориентированные короткозамкнутые катушки подвеса, смещенные в сторону продольной оси путевой структуры с заходом под статорные обмотки, экипаж, в верхней части которого жестко закреплен продольный гребень, внутри которого установлены вертикально сверхпроводящие соленоиды, и который размещен междустаторными обмотками, путевая структура расположена над экипажем, отличающаяся тем, что на наружных боковых поверхностях гребня симметрично относительно продольной оси путевой структуры жестко закреплены аэродинамические пластины, снизу от последних на опорах путевой структуры жестко закреплены опорные пластины, параллельные аэродинамическим пластинам [Патент РФ № 2549317, МПК В60L13/10, В61B13/08, В60VЗ/04, 2014].

Известна арочная эстакада с магнитным и электромагнитным подвешиванием малогабаритных транспортных модулей, включающая несущую конструкцию арочной эстакады, на внутренней поверхности которой размешены витки статорной обмотки ограничителя перемещений, витки статорной обмотки ускоряющего электромагнита, эстакада снабжена транспортным модулем который обеспечен магнитными источниками, при этом магнитные источники транспортного модуля разделяются на источники, взаимодействующие с витками статорной обмотки ускоряющего электромагнита эстакады, осуществляя движение транспортного модуля, и источники взаимодействующие с витками статорной обмотки электромагнитного ограничителя перемещений эстакады, осуществляя магнитное подвешивание транспортного модуля. [Е.Ю. Сундуков, С.М. Кочергин, Л.Ф. Селиванов «Арочная эстакада с магнитным и электромагнитным подвешиванием малогабаритных транспортных модулей», г. Сыктывкар, 26.10.2017г., Сыктывкарский лесной институт Филиал ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова», [http://dx.doi.org/10.17816/transsyst20173354-63]. Данное решение взято за прототип.

Приведенные аналоги обеспечивают возможность подвешивания (перемещения) транспортного модуля только относительно внутренней поверхности несущей конструкции, что предполагает нерациональное использование дорогостоящей путевой структуры. Так же в приведенных системах прототипа не предусматривается защита от электромагнитных излучений на пассажиров, не обеспечивается сохранность модуля при пропадании намагниченности магнитных источников.

Задачей настоящего изобретения является создание технического решения состоящего из серии (комплекса) новых устройств в области дорожного строения с магнитолевитационными свойствами, направленное на эффективное использование путевой структуры, в частности, обеспечение двухстороннего поднятия (подвешивания) и перемещения модулей, а также их сохранности.

Технический результат настоящего изобретения состоит в возможности совмещении грузовых и пассажирских перевозок, задействования обеих поверхностей эстакады (как внутренней, так и внешней), использования обоих полюсов статорной обмотки электромагнитного двигателя, что повышает эффективность транспортной системы за счет двухстороннего перемещения модулей при тех же затратах энергии. Размещение магнитных источников ограничителя перемещений и пассажирского модуля в специальном коробе обеспечивает защиту пассажиров от электромагнитных излучений и сохранность модуля при обесточивании системы.

Указанный технический результат достигается тем, что транспортная система с двухсторонней левитацией модулей, перемещаемых относительно эстакады арочного типа, включающая несущую конструкцию арочной эстакады, надежно расположенную на опорной поверхности, витки статорной обмотки ограничителя перемещений, витки статорной обмотки линейного электромагнитного двигателя, транспортные модули, магнитные источники транспортных модулей, согласно изобретения магнитные и/или электромагнитные источники ограничителя перемещений (5), и элементы линейного электромагнитного двигателя (6) размещены внутри арочной эстакады (4) в верхней ее части, там же установлен специальный короб (12) с магнитными источниками (11), перемещаемые в системе модули подразделяются на грузовой модуль (1), включающий мувер грузового модуля (2), взаимодействующий с элементами линейного электромагнитного двигателя эстакады (6), и источники магнитного поля (3), обеспечивающие левитацию грузового модуля путем поднятия при взаимодействии с элементами ограничителя перемещений эстакады (5), а также пассажирский модуль (7), включающий кабину (8), жестко соединенную с мувером (9) посредством тяги (10), при этом мувер (9) размещается внутри защитного короба (12) и взаимодействует с источниками магнитного поля (11), обеспечивающими левитацию пассажирского модуля путем подвешивания или поднятия, при взаимодействии муверов (2) и (9) с элементами линейного электромагнитного двигателя эстакады (6) при запитывании последних током, пояляются силовые магнитные линии (14), обеспечивающие движение грузового модуля (1) и пассажирского модуля (7) относительно эстакады (4).

Существует множество факторов, по которым наземные дороги считаются неудовлетворительного качества. Существенными из них являются воздействие климатических и природных явлений, таких как повышение уровней водотоков, снежные заносы и др., а также низкое качество материалов, используемых при строительстве дорог. Так же проблемой имеющихся транспортных магистралей, является их маленькая пропускная способность, количество автомобилей увеличивается, а количество километража дорог не успевает расти в нужном темпе.

В настоящее время необходимо принимать кардинальные решения по исправлению сложившейся ситуации в области дорожного строения. Нужны новые подходы к развитию дорожных сетей, с минимальными энерго- и трудозатратами.

Одним из таких решений, является развитие транспортных систем эстакадного типа, к которым относятся и магнитолевитационные системы, способных осуществлять эффективные перевозки как грузов, так и пассажиров.

Авторами изобретения сформулированы обозначения основанные от лат. movēre «двигать» [https://ru.wiktionary.org/wiki/mover], в

описание введены понятия «мувер грузового модуля» и «мувер пассажирского модуля»:

- мувер грузового модуля - источник магнитного поля, расположенный на грузовом модуле, взаимодействующий с элементами линейного электромагнитного двигателя, обеспечивая движение грузового модуля относительно эстакады;

- мувер пассажирского модуля - источник магнитного поля расположенный внутри защитного короба эстакады, взаимодействующий с элементами ограничителя перемещений и линейного электромагнитного двигателя и, обеспечивая поднятие (подвес) и движение пассажирского модуля относительно эстакады.

Изобретение поясняется изображениями:

- на фиг 1. показан общий вид транспортной системы в плоскости поперечного сечения и расположение относительно ее модулей, где 1 - грузовой модуль, 2 - мувер грузового модуля, 3 - источник магнитного поля для левитации грузового модуля, 4 эстакада арочного типа, 5 - элемент ограничителя перемещений для левитации грузового модуля, 6 - элемент линейного электромагнитного двигателя, 7 - пассажирский модуль, 8 - кабина пассажирского модуля, 9 - мувер пассажирского модуля, 10 - соединительная тяга кабины и мувера пассажирского модуля, 11 - источник магнитного поля для левитации пассажирского модуля, 12 - защитный короб пассажирского модуля, для размещения «мувера» и магнитных источников, обеспечивающих левитацию пассажирского модуля, 13 - опорная поверхность;

- на фиг. 2 изображен объемный вид эстакады арочного типа с магнитными источниками размещенными внутри арочной эстакады, где 4 - эстакада арочного типа, 5 - элемент ограничителя перемещений для левитации грузового модуля, 6 - элемент линейного электромагнитного двигателя;

- на фиг. 3 показан процесс поднятия пассажирского модуля, где 7 - пассажирский модуль с коробом 12, 8 - кабина пассажирского модуля, 9 - мувер пассажирского модуля,. 10 - соединительная тяга кабины и мувера пассажирского модуля, 11 - источник магнитного поля для поднятия (левитации) пассажирского модуля;

- фиг. 4 показан процесс подвешивания пассажирского модуля, где 7 - пассажирский модуль с коробом 12, 8 - кабина пассажирского модуля, 9 - мувер пассажирского модуля, 10 - соединительная тяга кабины и мувера пассажирского модуля, 11 - источник магнитного поля для подвешивания (левитации) пассажирского модуля;

- на фиг. 5 указана схема взаимодействия магнитных источников модулей и линейного электромагнитного двигателя для движение модулей в противоположных направлениях, где 1 - грузовой модуль, 2 - мувер грузового модуля, 4 - эстакада арочного типа (верхняя часть), 6 - элемент линейного электромагнитного двигателя, 7 - пассажирский модуль, 9 - мувер пассажирского модуля, 10 - соединительная тяга кабины и мувера пассажирского модуля, 14 - силовые линии, создаваемые при запитывании током элементов линейного электромагнитного двигателя, 15 - направление движения грузового модуля, 16 - направление движения пассажирского модуля, знаки «+» и «-» условно показывают полюса магнитных источников;

- на фиг. 6 указана схема взаимодействия магнитных источников модулей и линейного электромагнитного двигателя для движение модулей в попутных направлениях, где 1 - грузовой модуль, 2 - мувер грузового модуля, 4 - эстакада арочного типа (верхняя часть), 6 -

элемент линейного электромагнитного двигателя, 7 – пассажирский модуль, 9 – мувер пассажирского модуля, 10 – соединительная тяга кабины и мувера пассажирского модуля, 14 – силовые линии, создаваемые при запитывании током элементов линейного электромагнитного двигателя, 15 – направление движения грузового модуля, 16 – направление движения пассажирского модуля, знаки «+» и «–» условно показывают полюса магнитных источников.

Транспортная система работает следующим образом:

- эстакада арочного типа (4) надежно располагается на опорной поверхности (13), в верхней части эстакады размещаются магнитные (мощные постоянные магниты) и/или электромагнитные источники – элементы ограничителя перемещений (5) для левитации грузового модуля (1) и элемент линейного электромагнитного двигателя (6);

- движение модулей (1 и 7) осуществляется при запитывании током элементов линейного электромагнитного двигателя (6), при этом создаются силовые линии (14), которые взаимодействуют с муверами грузового, пассажирского модулей (2,9), задавая им направления движений (15,16);

- левитация грузовых модулей осуществляется за счет взаимодействия источников магнитного поля грузового модуля (3) с элемент ограничителя перемещений эстакады (5);

- левитация пассажирских модулей осуществляется за счет взаимодействия источников магнитного поля (11), размещенных в коробе, с мувером пассажирского модуля (9);

- поднятие пассажирского модуля осуществляется при взаимодействии мувера пассажирского модуля (9) с источниками магнитного поля (11), при размещении источников (11) ниже относительно мувера (9);

- подвешивание пассажирского модуля осуществляется путем взаимодействия мувера пассажирского модуля (9) с источниками магнитного поля (11), при размещении источников (10) выше относительно мувера (9);

- поднятие грузового модуля осуществляется путем взаимодействия источников магнитного поля грузового модуля (3) и элементов ограничителя перемещений (5) эстакады (4).

Предполагаемая транспортная система может обеспечить одновременную перевозку грузов и пассажиров, как в попутном, так и противоположном направлениях, способна нести значительные нагрузки, так как в основе конструкции предполагается арочная эстакада, равномерно распределяющая на поверхности тяжесть модулей, при этом управление движением модулей будет осуществляется в автоматическом режиме, что исключит аварийные ситуации, определяемые человеческим фактором.

Реферат

Изобретение относится к транспортным системам. Транспортная система с двухсторонней левитацией модулей, перемещаемых относительно эстакады арочного типа, включает несущую конструкцию арочной эстакады, надежно расположенную на опорной поверхности, витки статорной обмотки ограничителя перемещений, витки статорной обмотки линейного электромагнитного двигателя, транспортные модули, магнитные источники транспортных модулей. Магнитные и/или электромагнитные источники ограничителя перемещений и элементы линейного электромагнитного двигателя размещены внутри арочной эстакады в верхней ее части, там же установлен короб с магнитными источниками. Перемещаемые в системе модули подразделяются на грузовой модуль, включающий мувер грузового модуля, взаимодействующий с элементами линейного электромагнитного двигателя эстакады, и источники магнитного поля, обеспечивающие левитацию грузового модуля путем поднятия при взаимодействии с элементами ограничителя перемещений эстакады, а также пассажирский модуль, включающий кабину, жестко соединенную с мувером посредством тяги. Мувер размещается внутри защитного короба и взаимодействует с источниками магнитного поля, обеспечивающими левитацию пассажирского модуля путем подвешивания или поднятия. При взаимодействии муверов грузового и пассажирских модулей с элементами линейного электромагнитного двигателя эстакады, при запитывании последних током, создаются магнитные силы, обеспечивающие двухстороннее движение модулей относительно эстакады. В результате повышается эффективность транспортной системы за счет двухстороннего перемещения модулей при тех же затратах энергии. 6 ил.

Формула