高溫超導磁懸浮機構及高溫超導磁懸浮列車的制作方法

本發明涉及高溫超導磁懸浮技術領域，尤其涉及一種高溫超導磁懸浮機構及高溫超導磁懸浮列車。

背景技術：

磁懸浮列車已成為客運、貨運領域發展的一個重要方向，通常，磁懸浮列車可分為永磁懸浮列車、常導磁懸浮列車和超導磁懸浮列車。超導磁懸浮列車通過高溫超導塊材與永磁軌道的磁力為車體提供懸浮力。在一種現有的高溫超導磁懸浮列車中，永磁軌道呈“T”字形，其中的橫向永磁體組在軌道的下方產生弱磁場，而在上方產生強磁場，該強磁場與上方塊材相互作用，利用塊材的抗磁性形成高溫超導磁懸浮車運行所需要的懸浮力；并利用塊材的釘扎力產生導向力。而增加的豎向永磁體組由于其永磁體磁化方向兩兩相對，根據磁路理論分析可知，磁力線在兩個永磁體之間將相互排斥，從而大多數磁力線將不會經過永磁體的內部，而會向旁穿出，并聚集在聚磁鐵附近。也即豎向永磁體組在聚磁鐵處的左右兩邊將對稱地在形成強磁場。該強磁場與其側邊豎向安放的高溫超導塊材發生相互作用，利用塊材的釘扎力產生了很強的橫向回復力，該橫向回復力對高溫超導磁懸浮系統的實際效果就是導向力。而且這種導向力遠大于因塊材的釘扎力產生的導向力，使得高溫超導磁懸浮車實際受到的導向力大大增加，列車高速運行在拐彎段時，導向力仍能克服離心力的作用，保持列車的平穩運行。

上述的“T”字形雖然能夠為列車提供穩定運行，但材料耗費較大，成本較高。

技術實現要素：

針對現有技術中存在的上述技術問題，本發明提供了一種耗材較少、成本較低、不容易損壞的高溫超導磁懸浮機構。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種高溫超導磁懸浮機構，應用于移動車輛，包括：永磁軌道、移動車輛的底盤以及高溫超導塊，其中：所述高溫超導塊設置在所述底盤上并與所述永磁軌道豎直相對。

優選地，所述永磁軌道具有兩相互平行的立面，所述底盤具有分別與兩所述立面相對的兩安裝面，兩所述高溫超導塊分別設置在兩所述安裝面上。

優選地，所述高溫超導塊設置在所述超導低溫杜瓦內。

優選地，所述超導低溫杜瓦通過一安裝座固定在所述底盤的安裝面上。

優選地，所述高溫超導塊的外部包覆有銅殼。

優選地，所述超導低溫杜瓦朝上的一面開設有通氣孔。

優選地，根據移動車輛的負荷設置所述高溫超導塊的豎直位置。

本發明還公開了一種高溫超導磁懸浮列車，包括上述的高溫超導磁懸浮機構。

與現有技術相比，本發明的高溫超導磁懸浮機構及高溫超導磁懸浮列車的有益效果是：本發明將高溫超導塊與永磁軌道豎直相對。在垂直地基的方向增加永磁軌道與高溫超導塊的作用面積的方式為系統提高運載能力，同時解除軌道寬度、車體寬度對系統運載能力的影響。提升高溫超導磁懸浮技術在軌道交通應用領域競爭力。

附圖說明

圖1為本發明的高溫超導磁懸浮機構的結構示意圖；

圖2為本發明的高溫超導磁懸浮機構的一種優選實施例的結構示意圖；。

圖中：

1-安裝座；2-超導低溫杜瓦；3-高溫超導塊；4-底盤；5-永磁軌道；6-地基。

具體實施方式

為使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作詳細說明。

如圖1所示，本發明的優選實施例提供了一種高溫超導磁懸浮機構，應用于移動車輛，特別是軌道列車，該高溫超導磁懸浮機構包括永磁軌道5、移動車輛的底盤4以及高溫超導塊3。本發明的關鍵在于：高溫超導塊3設置在底盤4上，且與永磁軌道5豎直相對。在垂直地基的方向增加永磁軌道5與高溫超導塊3的作用面積的方式為系統提高運載能力，也可同時解除軌道寬度、車體寬度對系統運載能力的影響，提升高溫超導磁懸浮技術在軌道交通應用領域競爭力。

能夠使高溫超導塊3與永磁軌道5保持上述設置方式和位置關系的高溫超導磁懸浮機構的結構和組成有多種，在本發明的一個優選實施例中，如圖2所示，設置在地基6上的永磁軌道5的截面為矩形，該矩形的永磁軌道5具有兩相互平行的立面，底盤4具有分別與兩立面相對的兩安裝面，兩高溫超導塊3分別設置在兩安裝面上。如此不但增加了對車體的磁懸浮力，還增加了車體運行的穩定性。相對于現有技術中的”T”字型軌道，大大節省了制作永磁軌道5的材料和成本。

在高溫超導磁懸浮機構具體設置過程中，在底盤4與永磁軌道5相對的兩個里面的位置加工兩個安裝面，將用于容納高溫超導塊3的超導低溫杜瓦2通過安裝座1固定在安裝面上，高溫超導塊3裝設在超導低溫杜瓦2內，為提高磁場利用率，使超導低溫杜瓦2安裝高溫超導塊3的一面的真空夾層(約為1mm-2mm)薄于其他面。

使用液氮為制冷劑時，為保證超導低溫杜瓦2的安全性需要在超導低溫杜瓦2朝上的面設置至少兩個通氣孔，保證氣化的氮氣可以及時地疏散出空間有限的超導低溫杜瓦2，有效避免因內外壓差差異較大而引發的爆炸問題。

為避免因液氮量較少而發生部分高溫超導塊3失超的情況，超導低溫杜瓦2內的高溫超導塊3并未布滿整個側壁。這種設計可以避免高溫超導塊3靠近通氣孔，與外界環境熱交換而快速失超的情況發生。另外，超導低溫杜瓦2內的高溫超導塊3均用銅盒包裹，一方面保護易潮解的高溫超導塊3，另一方面利用銅導熱率較高的特性，使超導低溫杜瓦2的高溫超導塊3即使在只有半盒液氮的情況也可以利用銅傳遞冷量，維持所有高溫超導塊3均工作在混合態，為移動車輛提供懸浮力和導向力。

另外，根據移動車輛的負荷(包括自身重量及載物重量)來確定高溫超導塊3的豎直位置。即，當移動車輛需要的負荷較大時，使高溫超導塊3與永磁軌道5的立面形成較大的重疊面積，當移動車輛需要的負荷較小時，使高溫超導塊3與永磁軌道5的立面形成較小的重疊面積。

本發明公開了一種高溫超導磁懸浮列車，該高溫超導磁懸浮列車安裝有上述的高溫超導磁懸浮機構。安裝有高溫超導磁懸浮機構的高溫超導磁懸浮列車具有運行穩定，使用壽命長的優點。

以上實施例僅為本發明的示例性實施例，不用于限制本發明，本發明的保護范圍由權利要求書限定。本領域技術人員可以在本發明的實質和保護范圍內，對本發明做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應視為落在本發明的保護范圍內。