Транспортная система на основе взаимодействия движущихся магнитных источников путепровода и транспортного модуля - RU2763090C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к транспортным системам на основе магнитного взаимодействия магнитных источников путепровода и транспортного модуля, которое осуществляется с использованием эффекта «магнитной потенциальной ямы».

Известна 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, отличающаяся тем, что 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, при этом 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 [RU № 2722256].

Известно, что системы магнитного подвешивания на основе взаимодействия идеально проводящих токовых колец обладают наибольшей устойчивостью, причем размещаться кольца могут как в одной плоскости, так и в параллельных плоскостях. Данное явление имеет название эффекта «магнитной потенциальной ямы» [«Магнитная потенциальная яма» – эффект стабилизации сверхпроводящих динамических систем / В. С. Михалевич, В. В. Козорез, В. М. Рашкован и др.; [Отв. ред. В. И. Скурихин]; АН Украины, Ин-т кибернетики им. В. М. Глушкова. – Киев : Наук. думка, 1991. – 335 с.].

Макетные испытания известной транспортной системы выявили особенности, ограничивающие ее применение. А именно:

1) при использовании одного мувера и одной соединительной тяги требуются дополнительные конструктивные решения для обеспечения устойчивости транспортного модуля;

2) использование более двух соединительных тяг для одной кабины повышает требования к точности выполнения разреза короба, что особенно проявляется в местах закруглений и изгибов;

3) соединительные тяги не обеспечивают в полной мере бесконтактное движение транспортных модулей, поскольку в неопределенные моменты тяги касаются краев разреза защитного короба;

4) разрез для движения вдоль него соединительной тяги кабины и мувера ослабляет прочность конструкции короба;

5) для задания на всем протяжении путепровода ускоряющего усилия муверам требуется установка катушек линейного электромагнитного двигателя с большой плотностью.

Задачей настоящего изобретения является улучшение динамических, прочностных и энергетических характеристик прототипа.

Технический результат настоящего изобретения состоит в обеспечении бесконтактного движения транспортных модулей относительно путепровода при бесконтактном соединении муверов и кабин, неразрезном исполнении короба, а также уменьшении числа катушек электромагнита путепровода для снижения энергопотребления.

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, транспортные модули, магнитные источники транспортных модулей, при этом магнитные и/или электромагнитные источники ограничителя перемещений размещены внутри короба с магнитными источниками, расположенного в верхней ее части арочной эстакады, согласно изобретения, короб выполнен неразрезным, внутри короба находятся в левитирующем состоянии муверы, которые образуют либо закольцованную, либо сколь угодно длинную последовательность, каждый мувер взаимодействует с двумя соседними посредством эффекта «магнитной потенциальной ямы», транспортные модули не разделяются на грузовой и пассажирский, а на верхний и нижний, или левый и правый, кабины транспортных модулей оборудованы по крайней мере двумя дополнительными магнитными источниками – ф-тревелерами, которые взаимодействуют с соответствующими им муверами посредством эффекта магнитной потенциальной ямы, вся последовательность муверов, а вместе с ней и кабины транспортных модулей, начинает двигаться относительно эстакады при задании ускорения хотя бы одному из муверов, ускорение может быть задано любым из известных способов: при помощи электромагнита, потока жидкости, созданием избыточного давления и т.п., движущиеся магнитные источники могут располагаться как в горизонтальных, так и в вертикальных плоскостях, в последнем случае осуществляется боковое подвешивание.

Авторами изобретения сформулировано обозначения – «ф-тревелер», который в переводе fellow traveler – обозначает попутчик.

Изобретение поясняется изображениями:

- на фиг 1. показан общий вид транспортной системы в поперечной (а) и продольной (б) плоскостях при расположении магнитных источников в горизонтальных плоскостях;

- на фиг 2. показан общий вид транспортной системы в поперечной плоскости при расположении магнитных источников в вертикальных плоскостях – боковое подвешивание.

Транспортная система при расположении магнитных источников в горизонтальных плоскостях включает (фиг.1):

1 – кабину нижнего транспортного модуля;

2 – магнитные источники – ф-тревелеры нижнего транспортного модуля;

3 – кабину верхнего транспортного модуля;

4 – магнитные источники – ф-тревелеры верхнего транспортного модуля;

5 – короб путепровода;

6 – мувер с магнитным источником большего радиуса;

7 – мувер с магнитным источником меньшего радиуса;

8 – вектор муверов нижнего транспортного модуля;

9 – вектор муверов верхнего транспортного модуля;

10 – магнитные источники ограничителя перемещений;

11 – стойка арочной эстакады;

12 – опорная поверхность.

Транспортная система при расположении магнитных источников в вертикальных плоскостях – боковое подвешивание включает:

13 – последовательность муверов;

14 – магнитные источники ограничителя перемещений;

15 –короб путепровода;

16 – кабина левого транспортного модуля;

17 –ф-тревеллеры левого транспортного модуля;

18 – кабина правого транспортного модуля;

19 –ф-тревеллеры правого транспортного модуля;

20 – стойка арочной эстакады;

21 – опорная поверхность.

Транспортная система работает следующим образом:

Кабина 1 нижнего транспортного модуля оборудована тремя магнитными источниками кольцевой формы ф-тревелерами 2. Аналогично, кабина 3 верхнего транспортного модуля оборудована тремя магнитными источниками кольцевой формы ф-тревелерами 4. Внутри неразрезного короба 5 располагается последовательность взаимно чередующихся и взаимодействующих друг с другом магнитных источников кольцевой формы: муверов 6 большего радиуса а₁ и муверов 7 меньшего радиуса а₂, что необходимо для создания последовательности «магнитных потенциальных ям». Подобные размеры имеют и ф-тревелеры 2 и 4. Причем муверы 8 образуют вектор муверов нижнего транспортного модуля, а муверы 9 – вектор муверов верхнего транспортного модуля. Векторы муверов 8 и 9 могут быть пересекающимися. В идеальном случае последовательность муверов 6 и 7 может быть закольцованной, либо сколь угодно длинной.

Левитация муверов 6 и 7 (векторов 8 и 9) осуществляется при их взаимодействии с магнитными источниками ограничителя перемещений 10. Короб 5 установлен в верхней части арочной эстакады 11, размещенной на опорной поверхности 12.

При задании ускоряющего усилия хотя бы одному из муверов 6 или 7 последовательности, например, при помощи электромагнита, вся последовательность муверов будет перемещаться в заданном направлении. Одновременно с ней будут перемещаться транспортные модули: нижний (кабина 1, ф-тревелеры 2, вектор муверов 8) и верхний (кабина 3, ф-тревелеры 4, вектор муверов 9).

Транспортная система с расположением магнитных источников в вертикальных плоскостях – с боковым подвешиванием показана на фиг. 2.

Левитация муверов 13, расположенных в вертикальной плоскости и образующих последовательность с чередующимися радиусами а₁ и а₂, осуществляется при помощи магнитных источников 14 ограничителя перемещений. Муверы 13 и источники 14 размещены внутри короба 15. Кабина 16 (левая) оборудована магнитными источниками кольцевой формы 17 с радиусами а₂ и а₁, так же как и кабина 18 источниками 19. При этом осуществляется боковое подвешивание транспортных модулей. Короб 15 установлен на арочных опорах 20, которые, в свою очередь, размещены на опорной поверхности 21.

Движение последовательности муверов 13 совместно с транспортными модулями левым (кабина 16, ф-тревелеры 17, соответствующий вектор последовательности муверов 13) и правым (кабина 18, ф-тревелеры 19, соответствующий вектор последовательности муверов 13) происходит при задании ускоряющего усилия одному из муверов этой последовательности.

Таким образом, предполагаемая транспортная система может обеспечить двухстороннее движение транспортных модулей в попутных направлениях.

Изобретение создано при поддержке программы «Умник».

Реферат

Изобретение относится к транспортным системам. Транспортная система с двухсторонней левитацией модулей, перемещаемых относительно эстакады арочного типа, содержит несущую конструкцию арочной эстакады, витки статорной обмотки ограничителя перемещений, транспортные модули, магнитные источники транспортных модулей, размещенные внутри короба с магнитными источниками, расположенного в верхней ее части арочной эстакады. Короб выполнен неразрезным, внутри короба находятся в левитирующем состоянии муверы, которые образуют либо закольцованную, либо сколь угодно длинную последовательность. Каждый мувер взаимодействует с двумя соседними посредством эффекта «магнитной потенциальной ямы». Транспортные модули разделяются на верхний и нижний или левый и правый. Кабины транспортных модулей оборудованы по крайней мере двумя дополнительными магнитными источниками-попутчиками, которые взаимодействуют с соответствующими им муверами посредством эффекта магнитной потенциальной ямы. Вся последовательность муверов, а вместе с ней и кабины транспортных модулей, начинает двигаться относительно эстакады при задании ускорения хотя бы одному из муверов. Движущиеся магнитные источники могут располагаться как в горизонтальных, так и в вертикальных плоскостях, в последнем случае осуществляется боковое подвешивание. В результате обеспечивается бесконтактное движение транспортных модулей относительно путепровода, снижается энергопотребление. 2 ил.

Формула