[發明專利]一種高速列車用超導渦流制動器

有效

• 申請號: 201810810869.0
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN109109670B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 方超;衛靖;宋云濤;戴文華
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: B60L7/28
• 分類號: B60L7/28
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 宋萍

本發明公開了一種高速列車用超導渦流制動器，包括有一對形成交替的N、S極的超導磁體單元以及低溫制冷單元；超導磁體單元固定安裝在高速列車轉向架底部并與轉向架下方的導軌頂面之間設有氣隙；低溫制冷單元安裝在高速列車轉向架上；每個超導磁體單元均包括有有超導容器，超導容器均包括有自內而外依次嵌套的線圈盒、冷屏和杜瓦，線圈盒內均注滿有液氦，線圈盒內均設有浸泡在液氦中的超導線圈，所述冷屏內為高真空環境，冷屏外壁均密布有液氮流通管道。既滿足高速運行時的制動效果，又能迎合高速列車輕量化和節能減排的需求。

技術領域

本發明屬于機車制動技術領域，尤其涉及高速列車的制動技術。

背景技術

目前，高速列車的制動方式主要有閘片制動、盤形制動、電制動等。以上制動均屬于粘著制動，其主動效果受輪軌之間粘著性能即輪軌摩擦系數的影響，且制動盤、閘片等部件的機械摩擦壓力大，損耗嚴重。對于既定的列車及運行線路而言，輪軌摩擦系數主要受以下因素影響：一、軌面條件：雨雪冰霜及樹木落葉等惡劣自然條件將大大降低輪軌摩擦系數；二、列車速度：輪軌摩擦系數隨列車速度的提高而迅速下降，實際運營經驗表明，當列車速度＞300km/h時輪軌摩擦系數急劇下降，列車滑行現象嚴重。且當面對長下坡的線路時，僅依靠粘著制動方式進行制動，部件壽命周期也隨之大大下降。

渦流制動脫離了輪軌粘著關系，與既有的輪軌粘著制動力組合使用，可大大增加列車制動效果。當前的高速列車渦流制動，根據勵磁方式，可分為永磁渦流制動、電磁渦流制動。永磁渦流制動的優點如無需外部供電，質量輕，熱負荷小，運行成本低，但缺點如制動力不可調，非工作狀態有磁性。現階段電磁渦流制動均采用常規磁體即鐵芯纏繞繞組，優點如較大的制動力，可通過調節勵磁電流調節制動力，因此電磁渦流制動為高速列車渦流制動技術未來的主要發展方向，但仍存在如制動力的大小受重量體積限制，電功率消耗較大，線圈溫度高，在高速區間(＞300km/h)時制動力下降嚴重等缺點。因此從高速列車輕量化與節能減排、以及保持高速區間足夠的制動力等角度考慮，設計一種新型的高速列車用渦流制動器對于渦流制動技術的未來發展來說是非常有必要的。

發明內容

本發明針對現階段電磁渦流制動上述不足，提出一種高速列車用超導渦流制動器，使得其既滿足高速運行時的制動效果，又能迎合高速列車輕量化和節能減排的需求。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種高速列車用超導渦流制動器，其特征在于：包括有一對形成交替的N、S極的超導磁體單元以及低溫制冷單元；超導磁體單元固定安裝在高速列車轉向架底部并與轉向架下方的導軌頂面之間設有氣隙；低溫制冷單元安裝在高速列車轉向架上；每個超導磁體單元均包括有超導容器，超導容器均包括有自內而外依次嵌套的線圈盒、冷屏和杜瓦，線圈盒內均注滿有液氦，線圈盒上均設有液氦進、出口；線圈盒內均設有浸泡在液氦中的超導線圈，線圈盒上均設有線圈終端進、出口；所述冷屏內為高真空環境，冷屏外壁均密布有液氮流通管道，冷屏上均設有與液氮流通管道對應的液氮進、出口；低溫制冷單元包括有液氮儲罐和液氦儲罐，液氦儲罐的出口與兩個超導容器中的液氦進口連通，液氮儲罐的出口與兩個超導容器中的液氮進口連通。

一種高速列車用超導渦流制動器，其特征在于：每個超導容器的兩側均分別設有與冷屏一體的內管和與杜瓦一體的外管，外管均套在對應的內管外；超導容器的兩側均分別安裝有橫向拉桿；橫向拉桿均包括有橫向拉桿內絕熱塊、橫向彈簧、橫向拉桿外絕熱塊和橫向傳力桿，橫向拉桿內絕熱塊分別固定在線圈盒的兩側側壁上，橫向傳力桿分別固定套裝在對應的內管中，橫向傳力桿的外端均伸出對應的內管外并固定在對應外管的端部，橫向傳力桿的內端分別與對應的橫向拉桿外絕熱塊固定連接，橫向拉桿內、外絕熱塊之間設有橫向彈簧。