本发明涉及真空高速磁浮交通技术领域，特别涉及真空磁浮管道梁节段间的双间隙可调式密封伸缩结构。
背景技术：
真空高速磁浮交通技术是将真空管道和磁浮技术相结合而成的技术，由于突破了空气阻力、噪声和轮轨粘着等制约，速度可达到600~1000km/h，填补了高铁到航空运输间的速度空白区；随着大功率牵引驱动技术的突破，可以达到1000km/h及以上，甚至是超音速或者倍音速的更高速度，成为未来弥补或取代航空的长距离城市或超长距离洲际运输模式。
真空管道运输技术的首要困难即是如何提供一个体积巨大、保持时间长、安全系数高的真空管道系统，如几百公里的管道，需要由数以千计的管道节段拼接在一起，而管道内存在气动热，导致管道存在轴向变形，若节段间单纯采用法兰与法兰的刚性连接，在温度应力作用下，管道鞍座将对与基础连接的地脚螺栓等产生破坏，最终导致管道、电机定子等变形，影响磁浮列车的正常运行，因此必须对连接结构形式问题进行综合考量，找到一种既能保证管道沿轴线可自由伸缩，又能保证管道段节间的密封可靠的技术方案。因此如何保证真空磁浮管道在长期温度伸缩膨胀变形下保持良好的工作状态及密封性问题，是目前急需解决的一项技术难题。
因此为了提高真空磁浮管道在温度作用下的变形协调能力，保证管道内节段之间的气密性，提供了一种真空磁浮管道梁节段间的双间隙可调式密封伸缩结构。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术缺乏既能保证真空磁浮管道在温度作用下的变形协调能力，又能保证管道内节段之间气密性的解决方案的上述不足，提供一种真空磁浮管道梁节段间的双间隙可调式密封伸缩结构，能够满足未来超长距离运输以及实际线路运营的需求。
为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
一种真空磁浮管道梁节段间的双间隙可调式密封伸缩结构，包含至少两个管节一和控制系统，相邻两个所述管节一之间设有管节二，所有所述管节一和所有所述管节二均用于设置轨道梁段，每个所述管节一的端部具有扩大管段，相邻两个所述扩大管段之间连接有波形膨胀节，每个所述扩大管段的内壁适配套接所述管节二的对应端部，所述管节二的每个端面与相邻所述管节一的对应端面之间设有顶推部件，所述控制系统控制所述顶推部件顶推，初始状态下，相邻两个所述管节一之间的间距大于对应所述管节二的长度。
采用本发明所述的真空磁浮管道梁节段间的双间隙可调式密封伸缩结构，包含至少两个管节一，相邻两个所述管节一之间设有管节二，所有所述管节一和所有所述管节二用于形成真空管道梁，以便用于设置轨道梁段，相邻两个所述扩大管段分别套设在所述管节二的两端，每个所述扩大管段的内壁适配套接所述管节二外壁的对应端部，用于支撑所述管节二，同时便于保证管节间的对中定位安装，保证各个管节上对应安装的轨道梁段能够形成连续的轨道梁，保证平顺性，同时也能起到一定的密封效果，相邻两个所述扩大管段之间连接有波形膨胀节，能够根据相邻两个所述管节一的温度变形进行伸缩变形调节，变形能力好，此还可以起到密封、防止外部灰尘进入的作用，所述管节二的每个端面与相邻所述管节一的对应端面之间设有顶推部件，初始状态下，即初始安装完毕后，相邻两个所述管节一之间的间距大于对应所述管节二的长度，所述控制系统控制所述顶推部件顶推，以调节所述管节二的两个端面与对应所述管节一的端面的间隙，根据设计要求，两侧的间隙可设置成一致的，也可以设置成不一致的，运营阶段，在温差作用下，如相邻两个所述管节一的长度存在差异时，两个所述管节一的温度变形需求存在差异，所述管节二与一侧管节一存在过大间隙会导致高速磁浮列车运行的不平顺性和安全性问题，而所述顶推部件能够推动所述管节二使其移动到相邻两个所述管节一的中央，以便保持两侧伸缩缝间隙的一致性，有效保证高速磁浮列车在真空管道中的平顺性，增加伸缩缝的设置宽度，提高单个管节一的设置长度，采用本结构有效解决了真空磁浮管道在温度应力作用下，管道变形影响磁浮列车正常运行的问题，显著提高了真空管道的联长距离，尤其适用于相邻两个管节一的长度差异较大的工况，避免了两侧管节一长度不一致引起的伸缩缝宽度设置不一致的问题，有效解决真空磁浮管道调跨问题，同时保证真空管道内的气密性，提高高速磁浮列车在真空管道内的运行安全，保证真空管道磁浮列车的平稳性，结构施工难度低，对未来真空磁浮列车的实际运营具有重大意义。
优选的，所述管节一对应端部的下部管壁内具有凹槽，所述凹槽的开口朝向对应的所述管节二，所述顶推部件连接于所述凹槽中。
优选的，所述管节二的两端部的外壁上具有凸台，所述凸台的侧面用于适配套接所述管节一的对应端部，所述凸台的端面用于适配对应的所述顶推部件。
进一步优选的，所述凸台为环形结构。
所述凸台与管道二的外表面接触，便于与所述管节二左右两侧的管节一的中心线对中，同时，所述凸台的端面作为所述顶推部件的顶推面，接触面积大，顶推稳定。
优选的，相邻两个所述管节一之间连接有若干个限位部件。
进一步优选的，每个所述限位部件包含定位孔、连接杆和锁紧螺母，所述定位孔相对设置于相邻两个所述扩大管段上，相对设置的两个所述定位孔中套设一个所述连接杆，所述连接杆的两端部均设有所述锁紧螺母。
所述定位孔能够沿连接杆滑动，以便适应两侧的所述管节一的变形，通过两个所述定位孔外侧的锁紧螺母对滑动距离进行限制，进一步保证所述波形膨胀节的拉伸余量，避免拉坏。
进一步优选的，每个所述扩大管段内壁与对应的所述管节二外壁之间具有密封层。
进一步优选的，所述密封层包含石墨盘根填料。
采用上述设置方式，进一步保证密封效果。
优选的，所述顶推部件包含千斤顶。
优选的，初始状态下，所述管节二两个端面与对应所述管节一的对应端面的间隙之和小于或等于16cm。
采用上述设置方式，避免单侧间隙的宽度过大引起相邻轨道梁段之间的缝隙过大，进而影响行车安全。
综上所述，与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、采用本发明所述的真空磁浮管道梁节段间的双间隙可调式密封伸缩结构，有效解决了真空磁浮管道在温度应力作用下，管道变形影响磁浮列车正常运行的问题，显著提高了真空管道的联长距离，尤其适用于相邻两个管节一的长度差异较大的工况，避免了两侧管节一跨度不一致引起的伸缩缝宽度设置不一致的问题，有效解决真空磁浮管道调跨问题，同时保证真空管道内的气密性，提高高速磁浮列车在真空管道内的运行安全，保证真空管道磁浮列车的平稳性，结构施工难度低，对未来真空磁浮列车的实际运营具有重大意义。
附图说明：
图1为实施例1中的真空磁浮管道梁节段间的双间隙可调式密封伸缩结构的结构示意图；
图2为图1的a-a的断面图；
图3为图1的b-b的断面图；
图4为图1的c-c的断面图；
图5为图1变形后的结构示意图；
图6为图5通过顶推部件调节后的结构示意图。
图中标记：1-管节一，2-管节二，11-扩大管段，3-波形膨胀节，4-凸台，51-定位孔，52-连接杆，6-密封层，7-顶推部件。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
如图1-4所示，本发明所述的真空磁浮管道梁节段间的双间隙可调式密封伸缩结构，包含至少两个管节一1，图1仅示出两个所述管节一1，相邻两个所述管节一1之间设有管节二2，如本实施例中，所述防撞块21设于所述管节二2的两端面，所有所述管节一1和所有所述管节二2用于形成真空管道梁，所有所述管节一1和所有所述管节二2均用于设置轨道梁段，每个所述管节一1的端部具有扩大管段11，所述扩大管段11可以如图1所示的渐扩的管段，也可以为所述管节一1端面连接的直径更大的直管段，所述直管段与对应的所述管节一1之间连接有加劲肋，所述管节一1与对应的所述直管段为一体成型构件，相邻两个所述扩大管段11之间连接有波形膨胀节3，能够根据相邻两个所述管节一1的温度变形进行伸缩变形调节，变形能力好，此还可以起到密封、防止外部灰尘进入的作用，所述波形膨胀节3设于所述管节二2外侧，每个所述扩大管段11的内壁用于适配套接所述管节二2的对应端部，即相邻两个所述扩大管段11分别套设在所述管节二2的两端，所述管节二2由两侧的两个所述管节一1支承，保证各个管节上对应安装的轨道梁段能够形成连续的轨道梁，保证平顺性，同时也能起到一定的密封效果，优选的，所述管节二2的两端部的外壁上具有凸台4，所述凸台4为环形结构，所述凸台4与对应管节一1的外表面接触，便于与所述管节二2左右两侧的管节一1的中心线对中。
每个所述扩大管段11内壁与对应的所述管节二2外壁之间具有密封层6，所述密封层6包含石墨盘根填料，如致密结晶状石墨盘根、鳞片石墨盘根、隐晶质石墨盘根，相邻两个所述扩大管段11与对应所述管节二2外壁的密封层6连成整体设置，有效保证密封效果。
所述管节二2的每个端面与相邻所述管节一1的对应端面之间设有顶推部件7，优选的，所述顶推部件7连接于所述管节一1上，所述管节一1对应端部的下部管壁内具有凹槽，所述凹槽的开口朝向对应的所述管节二2，所述顶推部件7连接于所述凹槽中，所述顶推部件7包含千斤顶、油泵和油缸，所述控制系统控制所述油泵驱动所述千斤顶伸出或收缩。
优选的，相邻两个所述管节一1之间连接有若干个限位部件，如本实施例中设有6个限位部件，所有所述限位部件沿管节一1外壁周向均匀分布，每个所述限位部件包含定位孔51、连接杆52和锁紧螺母，所述定位孔51相对设置于相邻两个所述扩大管段11上，相对设置的两个所述定位孔51中套设一个所述连接杆52，所述连接杆52的两端部均设有所述锁紧螺母，所述定位孔51能够沿连接杆52滑动，以便适应两侧的所述管节一1的变形，通过两个所述定位孔51外侧的锁紧螺母对滑动距离进行限制，进一步保证所述波形膨胀节3的拉伸余量，避免拉坏造成真空环境破坏，同时有利于整个真空磁浮管道梁的变形协调。
初始安装后，相邻两个所述管节一1之间的间距大于对应所述管节二2的长度，所述管节二2两个端面与对应所述管节一1的对应端面的间隙之和小于或等于16cm，即所述管节二2左侧端面与左侧所述管节一1端面的间隙宽度与所述管节二2右侧端面与右侧所述管节一1端面的间隙宽度之和小于或等于16cm，左侧间隙宽度和右侧间隙宽度根据的管道直径、管道跨径、温度荷载等实际参数，通过全桥有限元分析进行设计，所述控制系统控制两侧的所述顶推部件7使所述管节二2左右两侧的间隙宽度如设计要求设置，有效保证运营过程中两侧的管节一1的变形空间，调节完成后所述顶推部件7回缩入所述凹槽中，留出变形空间。
随着温度效应下，两侧的管节一1发生不同程度的变形，根据此时左右两个所述管节一1分别与管节二2的间距，得出所述管节二2位于中央位置时的所述管节二2的移动方向和距离，如变形情况参见图5，人工判断所述管节二2的移动方向和距离后，通过所述控制系统控制右侧所述顶推部件7向外顶推，左侧的所述顶推部件7用于限位，使所述管节二2位于相邻所述管节一1的中间，保持两侧具有一致的间隙宽度，也可通过设置传感器识别左右间隙宽度是否一致（可以设定个误差范围），当超过误差范围，所述控制系统即控制所述顶推部件7自动顶推，保证左右两侧间距一致，调节后如图6所示。
采用本结构有效解决了真空磁浮管道在温度应力作用下，管道变形影响磁浮列车正常运行的问题，显著提高了真空管道的联长距离，尤其适用于相邻两个管节一的长度差异较大的工况，避免了两侧管节一跨度不一致引起的伸缩缝宽度设置不一致的问题，有效解决真空磁浮管道调跨问题，同时保证真空管道内的气密性，提高高速磁浮列车在真空管道内的运行安全，保证真空管道磁浮列车的平稳性，结构施工难度低，对未来真空磁浮列车的实际运营具有重大意义。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.真空磁浮管道梁节段间的双间隙可调式密封伸缩结构，其特征在于，包含至少两个管节一(1)和控制系统，相邻两个所述管节一(1)之间设有管节二(2)，所有所述管节一(1)和所有所述管节二(2)均用于设置轨道梁段，每个所述管节一(1)的端部具有扩大管段(11)，相邻两个所述扩大管段(11)之间连接有波形膨胀节(3)，每个所述扩大管段(11)的内壁适配套接所述管节二(2)的对应端部，所述管节二(2)的每个端面与相邻所述管节一(1)的对应端面之间设有顶推部件(7)，所述控制系统控制所述顶推部件(7)顶推，初始状态下，相邻两个所述管节一(1)之间的间距大于对应所述管节二(2)的长度。
2.根据权利要求1所述的密封伸缩结构，其特征在于，所述管节一(1)对应端部的下部管壁内具有凹槽，所述凹槽的开口朝向对应的所述管节二(2)，所述顶推部件(7)连接于所述凹槽中。
3.根据权利要求1所述的密封伸缩结构，其特征在于，所述管节二(2)的两端部的外壁上具有凸台(4)，所述凸台(4)的侧面用于适配套接所述管节一(1)的对应端部，所述凸台(4)的端面用于适配对应的所述顶推部件(7)。
4.根据权利要求3所述的密封伸缩结构，其特征在于，所述凸台(4)为环形结构。
5.根据权利要求1所述的密封伸缩结构，其特征在于，相邻两个所述管节一(1)之间连接有若干个限位部件。
6.根据权利要求5所述的密封伸缩结构，其特征在于，每个所述限位部件包含定位孔(51)、连接杆(52)和锁紧螺母，所述定位孔(51)相对设置于相邻两个所述扩大管段(11)上，相对设置的两个所述定位孔(51)中套设一个所述连接杆(52)，所述连接杆(52)的两端部均设有所述锁紧螺母。
7.根据权利要求1所述的密封伸缩结构，其特征在于，每个所述扩大管段(11)内壁与对应的所述管节二(2)外壁之间具有密封层(6)。
8.根据权利要求7所述的密封伸缩结构，其特征在于，所述密封层(6)包含石墨盘根填料。
9.根据权利要求1-8任一所述的密封伸缩结构，其特征在于，所述顶推部件(7)包含千斤顶。
10.根据权利要求1-8任一所述的密封伸缩结构，其特征在于，初始状态下，所述管节二(2)两个端面与对应所述管节一(1)的对应端面的间隙之和小于或等于16cm。
技术总结
本发明涉及真空高速磁浮交通技术领域，特别涉及真空磁浮管道梁节段间的双间隙可调式密封伸缩结构，采用本结构有效解决了真空磁浮管道在温度应力作用下，管道变形影响磁浮列车正常运行的问题，显著提高了真空管道的联长距离，尤其适用于相邻两个管节一的长度差异较大的工况，避免了两侧管节一跨度不一致引起的伸缩缝宽度设置不一致的问题，有效解决真空磁浮管道调跨问题，同时保证真空管道内的气密性，提高高速磁浮列车在真空管道内的运行安全，保证真空管道磁浮列车的平稳性，结构施工难度低，对未来真空磁浮列车的实际运营具有重大意义。
技术研发人员：董俊;杨国静;王应良;曾永平;徐银光;宋晓东;郑晓龙;陶奇;游励晖;袁明;苏延文;庞林;徐昕宇;周川江;颜永逸;刘力维;陈星宇
受保护的技术使用者：中铁二院工程集团有限责任公司
技术研发日：.11.29
技术公布日：.02.07
