Трубопроводный транспорт

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к электротехнике, а более конкретно к трубопроводному транспорту. Продолжительность работы любого из сегментов статора (2) равна отрезку времени, в течение которого контейнер (5) находится в пределах этого сегмента. На этом отрезке времени индукторная (3) и трехфазная (4) обмотки сегмента подключены к источникам однофазного и трехфазного синусоидального тока. Ток индукторной обмотки (3) синхронизируется с положением короткозамкнутого витка (6) таким образом, чтобы он достиг максимального значения, когда серединные плоскости индукторной обмотки (3) и короткозамкнутого витка (6) совпадают. Направления токов, индуцируемых в короткозамкнутых витках (6) магнитным полем индукторной обмотки (3), чередуются. Это приводит к тому, что магнитное поле этих токов распределяется вдоль продольной оси периодически с периодом 2. Основная гармоника этого поля может рассматриваться как поле возбуждения. Частота тока в трехфазной обмотке (4) строго соответствует локальной скорости контейнера (5). Скорости бегущего магнитного поля статора (2) и поля возбуждения одинаковы, и сдвинуты на угол определяемой величиной потребляемой мощности от источника питания трехфазного тока. Технический результат - повышение надежности трубопроводного транспорта. 1 ил.

Полезная модель относится к электротехнике, а более конкретно к трубопроводному транспорту.

Известен трубопроводный транспорт (RU 63487, F17D 1/00, F16L 9/18, H02J 1/00, 20.01.2008) для перемещения теплоносителя в виде рабочей среды, находящейся в жидком или газообразном, в том числе парообразном состоянии, включающий два внутренних тонкостенных трубопровода, расположенных с зазором относительно внешнего толстостенного жесткого трубопровода, причем этот зазор заполнен газообразной средой, например инертным газом, под давлением, составляющим не менее 1,01 относительно давления, под которым подают по внутренним трубопроводам рабочую среду. Внутри внешнего толстостенного трубопровода проложены, по меньшей мере, два внутренних тонкостенных, легко поддающихся упругой деформации трубопровода-рукава, изготовленных из металла, применяемого обычно для проводов линий электропередач, при этом один из внутренних тонкостенных трубопроводов-рукавов предназначен для подачи к потребителю от котельной или ТЭЦ теплоносителя, например горячей воды для отопления или санитарно-гигиенического назначения, а другой внутренний трубопровод-рукав - для возвращения в обратном направлении уже использованного теплоносителя, имеющего более низкую температуру, причем эти же внутренние трубопроводы-рукава при применении внешней электроизоляции, а также внешней теплоизоляции всего трубопроводного транспорта используют одновременно вместо проводов для передачи от электростанции или ТЭЦ к потребителю электрического тока, который способствует также повышению температуры транспортируемой рабочей среды, подаваемой относительно потребителя как в прямом, так и обратном направлении.

Недостатком данного устройства является возможность утечки рабочей среды из зазора между двумя внутренними тонкостенными трубопроводами, и внешним толстостенным жестким трубопроводом, что обуславливает низкую надежность работы трубопроводного транспорта.

Известен трубопроводный транспорт (RU 70239, B65G 53/36; B65G 51/00, 20.01.2008), выбранный в качестве прототипа, содержащий наряду с внешним цилиндрическим жестким трубопроводом внутренний трубопровод с податливой стенкой, причем межтрубное пространство заполнено газообразной инертной средой, при этом рабочая среда транспортируется по внутреннему трубопроводу под давлением не менее 1,01 давления инертной среды, герметичные контейнеры, помещенные в поток рабочей среды и в которых размещены различные, в том числе крупногабаритные, грузы и/или пассажиры. Контейнеры оснащены линейными электродвигателями, обеспечивающими регулирование режима транспортирования контейнеров в ручном и автоматическом режиме.

Использования рабочей газообразной среды, давление которой выше давления инертной среды, для приведения в движение контейнеров связано с возможностью ее утечки в межтрубное пространство через уплотнения между внешним и внутренним трубопроводом. Отмеченное определяет относительно низкую надежность трубопроводного транспорта.

Перед авторами стояла задача повышения надежности трубопроводного транспорта за счет использования сил электромагнитного поля для приведения в движение контейнеров.

Технический результат достигается тем, что в трубопроводном транспорте, содержащем внешний цилиндрический жесткий трубопровод, внутри которого расположены линейные электродвигатели и контейнеры, в которых размещены различные, в том числе крупногабаритные, грузы и/или пассажиры, статоры линейных электродвигателей расположены на внутренней поверхности внешнего жесткого трубопровода и выполнены в виде одинаковых сегментов, в начале каждого сегмента расположена индукторная обмотка, за которой расположена трехфазная обмотка, а на наружной поверхности контейнеров закреплены короткозамкнутые витки, причем полюсное деление трехфазной обмотки равно расстоянию между соседними короткозамкнутыми витками.

Предлагаемый трубопроводный транспорт показан на чертеже.

На внутренней поверхности внешнего жесткого трубопровода 1, изготовленного, например, из ферромагнитного материала, жестко закреплен статор 2 линейного электродвигателя, на котором расположены индукторная обмотка 3 и трехфазная обмотка 4. Контейнер 5 несет на себе короткозамкнутые витки 6, представляющие в совокупности систему возбуждения трубопроводного транспорта. Статор 2 линейного электродвигателя состоит из отдельных участков-сегментов. Начало и конец сегмента показаны штриховыми линиями. Все сегменты выполняются аналогично - в начале располагается индукторная обмотка 3, а за которой расположена трехфазная обмотка 4. Полюсное деление () трехфазной обмотки 4 равно расстоянию () между соседними короткозамкнутыми витками 6.

Работа трубопроводного транспорта следующим образом. Продолжительность работы любого из сегментов статора 2 равна отрезку времени, в течение которого контейнер 5 находится в пределах этого сегмента. На этом отрезке времени индукторная 3 и трехфазная 4 обмотки сегмента подключены к источникам питания однофазного и трехфазного синусоидального тока с периодом , где - расстояние между соседними короткозамкнутыми витками 6, - локальная скорость контейнера 5. Данные источники питания на чертеже не показаны. Ток индукторной обмотки 3 синхронизируется с положением короткозамкнутого витка 6 таким образом, чтобы он достиг максимального значения, когда серединные плоскости индукторной обмотки 3 и короткозамкнутого витка 6 совпадают. В связи с этим направления токов, индуцируемых в короткозамкнутых витках 6 магнитным полем индукторной обмотки 3, чередуются. Это приводит к тому, что магнитное поле этих токов распределяется вдоль оси x периодически с периодом 2. Основная гармоника этого поля может рассматриваться как поле возбуждения. Длина lс сегмента должна быть такой, чтобы уменьшение поля возбуждения на длине lс было не слишком значительным. Например, для контейнера 5 массой 1000 кг, с ускорением разгона порядка 15 g, где g=9,81 м/с2 постоянная времени короткозамкнутого витка 6 составляет более 0,06 с. Если поле возбуждения к концу сегмента уменьшается вдвое, то при скорости контейнера 5 =1000 м/с длина сегмента lс равна ~50 м.

Частота тока в трехфазной обмотке 4 строго соответствует локальной скорости контейнера 5. Поэтому скорости бегущего магнитного поля статора 2 линейного электродвигателя, его пространственный период также равен 2, и поля возбуждения одинаковы, но эти поля сдвинуты на угол , определяемой величиной потребляемой мощности от источника питания трехфазного тока.

Величина силы тяги трубопроводного транспорта, действующей на контейнер 5, равна

,

где U и E - напряжение и ЭДС возбуждения трехфазной обмотки 4 сегмента, X - индуктивное сопротивление трехфазной обмотки 4 сегмента с учетом взаимной индукции с двумя другими фазами, - локальная скорость контейнера 5.

Таким образом, технические преимущества заявляемой полезной модели по сравнению с прототипом, определяющим уровень техники в данной области, вытекают из использования для привода контейнеров 5 линейного электрического двигателя не только для регулирования их движением, но и для создания основной силы тяги, что позволяет отказаться от использования рабочей газообразной среды, т.е. повысить надежность работы трубопроводного транспорта.

Трубопроводный транспорт, содержащий внешний цилиндрический жесткий трубопровод, внутри которого расположены линейные электродвигатели и контейнеры, в которых размещены различные, в том числе крупногабаритные, грузы и/или пассажиры, отличающийся тем, что статоры линейных электродвигателей расположены на внутренней поверхности внешнего жесткого трубопровода и выполнены в виде одинаковых сегментов, в начале каждого сегмента расположена индукторная обмотка, за которой расположена трехфазная обмотка, а на наружной поверхности контейнеров закреплены короткозамкнутые витки, причем полюсное деление трехфазной обмотки равно расстоянию между соседними короткозамкнутыми витками.

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:
Наверх