專利名稱：電磁管道運(yùn)輸系統(tǒng)用運(yùn)礦車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于利用電磁管道對(duì)煤炭、礦石等物料進(jìn)行運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)領(lǐng)域，具體 的涉及一種能夠在電磁管道中平穩(wěn)運(yùn)行、易于控制的電磁管道運(yùn)輸系統(tǒng)用運(yùn)礦 車。
背景技術(shù)：
根據(jù)世界煤炭研究所估計(jì)，煤炭費(fèi)用的70%為運(yùn)輸費(fèi)用。每年全世界從礦山 運(yùn)到集散地的卡車運(yùn)輸費(fèi)用估計(jì)至少為80億美元。我國(guó)是最大產(chǎn)煤國(guó)，每年煤 炭生產(chǎn)產(chǎn)量約為20億噸，占全球煤產(chǎn)量的五分之二。由于中國(guó)石油資源匱乏， 占一次能源消費(fèi)比重高達(dá)2/3以上的煤炭是中國(guó)能源的基礎(chǔ)，而工業(yè)布局與煤炭 資源的錯(cuò)位，又要求北煤南運(yùn)、西煤東運(yùn)。另外中國(guó)煤炭運(yùn)輸主要依靠鐵路、 公路、沿海和內(nèi)河水運(yùn)。鐵路是煤炭運(yùn)輸?shù)淖钪饕绞?，中?guó)現(xiàn)有鐵路總長(zhǎng)為 7.66萬公里，是煤炭運(yùn)輸最主要的通道，承擔(dān)了 75%的煤炭總運(yùn)量，盡管煤炭 運(yùn)量已占鐵路貨運(yùn)量的45%以上，仍然不能滿足煤炭運(yùn)輸需求，而鐵路線路的增 長(zhǎng)不可能在短期有所突破，因此這一矛盾難以迅速解決；公路運(yùn)煤則以短距離 運(yùn)輸為主，近幾年隨著鐵路運(yùn)力的緊張，公路運(yùn)煤量呈快速增加的勢(shì)頭。貨車 作為內(nèi)陸煤炭運(yùn)輸?shù)闹饕ぞ撸枰罅康牟裼腿剂?，隨著石油供求關(guān)系的制 約，也成為能源經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約。
綜上所述，目前中國(guó)煤炭運(yùn)輸技術(shù)、承載量以及運(yùn)輸管理對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的 影響主要有四個(gè)方面 一是成本增加造成電力成本增加；二是運(yùn)力不足制約 了產(chǎn)煤區(qū)生產(chǎn)能力發(fā)揮，容易造成短期煤炭供應(yīng)緊張；三是煤炭運(yùn)輸安全管 理任務(wù)緊迫，四是污染嚴(yán)重。開發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能和環(huán)保型煤炭交通運(yùn)輸 工具，大幅提升煤炭運(yùn)輸能力，已經(jīng)成為加快我國(guó)能源建設(shè)、促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì) 快速增長(zhǎng)的必須條件。
可見，目前運(yùn)輸方式中，采用卡車運(yùn)輸煤炭將使用大量昂貴的柴油燃料， 不但能效低，價(jià)格昂貴，而且會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)卦斐晌廴尽？ㄜ囘€要對(duì)卡車以及公路基 礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行大量的維護(hù)。采用鐵軌運(yùn)輸煤炭在多山地區(qū)要求建立迂回路線，并且在路軌附近500米之內(nèi)具有不可開采礦山的限制，從而大大地限制了煤炭的 開采量。采用水煤炭泥漿管道運(yùn)輸煤炭通常會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境問題，因?yàn)椴坏?要泵取運(yùn)送地域的地下水，還要在運(yùn)送終點(diǎn)處理泥漿水。其它可能的運(yùn)礦車管 道，例如氣動(dòng)管道，相對(duì)于電磁管道，具有高能耗要求以及有限的生產(chǎn)量。
稀土永磁直線同步電機(jī)輸運(yùn)管道技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化，是近年來國(guó)際交通運(yùn) 輸產(chǎn)業(yè)前沿技術(shù)之一，是交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)中高技術(shù)領(lǐng)域里具有前瞻性、先導(dǎo)性和 探索性的重大技術(shù)，是未來交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)高技術(shù)更新?lián)Q代和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一 個(gè)重要基礎(chǔ)，是國(guó)家交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)高技術(shù)創(chuàng)新能力的一種體現(xiàn)。上世紀(jì)90年代， 美國(guó)磁懸浮飛機(jī)技術(shù)公司在進(jìn)行磁懸浮飛機(jī)(Magplane)研發(fā)時(shí)，同時(shí)開展了 磁管道運(yùn)輸系統(tǒng)的研發(fā)，并于2000年在美國(guó)佛羅里達(dá)州IMC-Global磷礦建造了 一條275公尺，直徑為61公分的磷礦磁管道運(yùn)輸示范線，磁管道運(yùn)輸示范線用 以和傳統(tǒng)交通工具在投資成本、運(yùn)行成本、環(huán)境影響、能源消耗等方面進(jìn)行比 較評(píng)估。該次管道運(yùn)輸系統(tǒng)采用前后各裝設(shè)的4個(gè)定向滑行輪的運(yùn)礦車，并采 用玻璃鋼纖維管作為輸送管道，輸送管道外設(shè)置線性直流電機(jī)線圈，運(yùn)礦車通 過定向滑行輪架在輸送管道移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)物料的輸送。由于該磁管道輸送系統(tǒng)僅 為實(shí)驗(yàn)評(píng)估項(xiàng)目，而且在輸送管道和運(yùn)礦車的設(shè)計(jì)上尚存在諸多缺陷，因此無 法達(dá)到商業(yè)化應(yīng)用的需要，而且可操作性差。
該處于研發(fā)階段的運(yùn)礦車采用滾動(dòng)滑行的方式在輸送管道內(nèi)運(yùn)行，車體重 量和運(yùn)載物料的重量由運(yùn)礦車前、后端設(shè)置的滑輪組件承擔(dān)，這使得運(yùn)礦車在 裝載物料后對(duì)定向滑行輪的壓力較大，極容易造成輸送管道和定向滑行輪的損 壞，從而影響整個(gè)輸送系統(tǒng)的運(yùn)行。同時(shí)由于采用該電磁管道進(jìn)行輸送的是顆 粒物料，即使運(yùn)礦車封閉性能良好，仍然無法避免物料的撒落，撒落的物料為 集中在輸送管道的底部，而輸送管道底部位置正是運(yùn)礦車的前后滑行輪的最大 壓力接觸面，撒落的物料對(duì)運(yùn)礦車的運(yùn)行產(chǎn)生較大的阻力，這一方面致使需要 的線性同步電機(jī)線圈提供更大的推力，另一方面過多的撒落物料會(huì)導(dǎo)致運(yùn)礦車 發(fā)生停車故障，還會(huì)對(duì)輸送管道和運(yùn)礦車造成損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性能高、消耗的電磁力小，運(yùn) 礦車與輸送管道間摩擦系數(shù)小，運(yùn)送過程幾乎不受撒落物料影響的電磁管道運(yùn)
輸系統(tǒng)用運(yùn)礦車。它可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)礦車高效率的攀登采煤區(qū)域附近普遍存在的困 難地形，并具有攀登陡峭的坡度，時(shí)速快、運(yùn)行平穩(wěn)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；無噪音，不排放有毒、有害氣體的優(yōu)點(diǎn)。解決了現(xiàn)有電磁管道運(yùn)輸系統(tǒng)無法適用 于商業(yè)化運(yùn)營(yíng)和容易損壞和造成運(yùn)礦車停車的問題。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種電磁管道運(yùn)輸系統(tǒng)用運(yùn)礦車，包括物料運(yùn)載艙，其特征在于所述運(yùn)礦 車的物料運(yùn)載艙為圓柱筒體結(jié)構(gòu)，物料運(yùn)載艙的前后端各固定設(shè)置有懸掛車輪 組件，物料運(yùn)載艙的上端部設(shè)置有弧形的封閉蓋體，所述運(yùn)礦車的物料運(yùn)載艙 外部設(shè)置永磁體陣列。
具體的講，所述懸掛車輪組件包括一支架，所述支架的一側(cè)與物料運(yùn)載艙 的前端或后端固定，支架的頂部設(shè)置懸掛車輪，所述懸掛車輪為并列固定在支 架頂部的兩組。
所述支架包括兩塊沿運(yùn)礦車運(yùn)行方向設(shè)置的金屬板，金屬板的下方固定在 物料運(yùn)載艙的軸線位置，每塊金屬板的上方并列設(shè)置兩組懸掛車輪，這樣每個(gè) 支架的上端固定設(shè)置有兩組共四個(gè)懸掛車輪。
所述懸掛車輪通過車輪軸承固定在兩金屬板的內(nèi)側(cè)，形成可以平放的工字 形鋼梁軌道配合結(jié)構(gòu)。
所述物料運(yùn)載艙的前后端還分別固定設(shè)置有滑輪組件，所述滑輪組件為設(shè) 置在物料運(yùn)載艙軸線左右對(duì)稱位置的兩個(gè)滑輪，兩滑輪分別通過滑輪軸安裝設(shè) 置，前后四個(gè)滑輪形成可與兩個(gè)導(dǎo)軌配合的平衡支撐和導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。
所述滑輪組件中四個(gè)滑輪的上端分別向物料運(yùn)載艙方向傾斜設(shè)置。
所述封閉蓋體沿圓柱筒體結(jié)構(gòu)的物料運(yùn)載艙的筒壁縱向設(shè)置，封閉蓋體的 長(zhǎng)度與物料運(yùn)載艙的筒壁寬度相當(dāng)。
所述封閉蓋體的一側(cè)與物料運(yùn)載艙的筒壁鉸接，另一側(cè)設(shè)置電磁鎖對(duì)封閉 蓋體進(jìn)行鎖定。
所述永磁體陣列固定設(shè)置在物料運(yùn)載艙下端面固定的金屬板或非金屬板上。
所述物料運(yùn)載艙的兩端沿中軸線方向固定設(shè)置固定軸，固定軸上套裝有軸 套，所述懸掛車輪組件與所述軸套固定設(shè)置，所述固定軸上還套裝有與物料運(yùn) 載艙的圓柱筒體同心設(shè)置的弧形板，所述弧形板外端面固定設(shè)置磁化方向沿運(yùn) 行方向按45度角不斷旋轉(zhuǎn)變化的永磁體陣列。
該電磁管道運(yùn)輸系統(tǒng)用運(yùn)礦車仍然采用傳統(tǒng)的圓柱筒體結(jié)構(gòu)的物料運(yùn)載 艙，使運(yùn)礦車能夠與輸送管道進(jìn)行良好的運(yùn)行配合。但是運(yùn)礦車不再由輸送管
道的底部進(jìn)行支撐，而是通過運(yùn)礦車兩端上部設(shè)置的懸掛車輪，將整個(gè)運(yùn)礦車懸掛在輸送管道內(nèi)，懸掛車輪設(shè)置在運(yùn)礦車物料運(yùn)載艙的前后兩端，可以實(shí)現(xiàn) 運(yùn)礦車的平穩(wěn)懸掛，為了更好的控制運(yùn)礦車在彎道或者高速運(yùn)行下的掌控性能， 可在運(yùn)礦車的前端和后端分別設(shè)置對(duì)稱的滑輪組件，該滑輪組件在運(yùn)礦車的前 段和后端均為左右對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)滑輪，這樣位于運(yùn)礦車左前、右前、左后和 右后方的四個(gè)滑輪能夠?qū)\(yùn)礦車進(jìn)行更加穩(wěn)定的限位。通過在輸送管道內(nèi)安裝 左右兩個(gè)滑軌，使左前、左后兩個(gè)滑輪位于左滑軌中，右前、右后兩個(gè)滑輪位 于右滑軌中，使運(yùn)礦車在懸掛運(yùn)行的過程中，不會(huì)發(fā)生較大幅度的擺動(dòng)，消除 可能存在的對(duì)懸掛車輪的破壞。
由于該電磁管道運(yùn)輸系統(tǒng)用運(yùn)礦車在輸送管道內(nèi)運(yùn)行時(shí)不再與運(yùn)輸管道的 底部接觸，即使存在一些撒落物料，也不會(huì)對(duì)整個(gè)物料的運(yùn)送造成任何不利影 響。保證了該運(yùn)輸系統(tǒng)的良好運(yùn)行。
由于可能存在物料運(yùn)載艙內(nèi)物料裝載的不均勻性，該不均勻性可能會(huì)造成 運(yùn)礦車在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生較大的扭矩，影響懸掛車輪和滑輪的受力，可以將 運(yùn)礦車的物料運(yùn)載艙和懸掛車輪組件間設(shè)計(jì)成軸和軸套或軸承連接方式，使物 料運(yùn)載艙可以在運(yùn)行過程中發(fā)生一定幅度的旋轉(zhuǎn)，保證整個(gè)運(yùn)礦車更加平穩(wěn)的 運(yùn)行。
本發(fā)明的有益效果在于，該電磁管道運(yùn)輸系統(tǒng)用運(yùn)礦車運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠 性能高、消耗的電磁力小，運(yùn)礦車與輸送管道間摩擦系數(shù)小，運(yùn)送過程幾乎不 受撒落物料影響。它可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)礦車高效率的攀登采煤區(qū)域附近普遍存在的困
難地形，并具有攀登陡峭的坡度，時(shí)速快、運(yùn)行平穩(wěn)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；無 噪音，不排放有毒、有害氣體的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明可適用于煤炭、礦石等大宗顆粒 物料利用電磁管道進(jìn)行短、中途的運(yùn)載工具。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。
圖1是本發(fā)明中運(yùn)礦車的主體結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明中運(yùn)礦車的部分剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1和圖2所示，該電磁管道運(yùn)輸系統(tǒng)用運(yùn)礦車主要由物料運(yùn)載艙4、懸 掛車輪組件、永磁體陣列6和滑輪組件組成，運(yùn)礦車的物料運(yùn)載艙4為圓柱筒 體結(jié)構(gòu)，物料運(yùn)載艙的前后端各固定設(shè)置有懸掛車輪組件，物料運(yùn)載艙的上端部設(shè)置有弧形的封閉蓋體3，所述運(yùn)礦車的物料運(yùn)載艙外部設(shè)置永磁體陣列6。 懸掛車輪組件包括一支架，支架包括兩塊沿運(yùn)礦車運(yùn)行方向設(shè)置的金屬板 1，金屬板的下方固定在物料運(yùn)載艙4的軸線位置，每塊金屬板的上方并列設(shè)置 兩組懸掛車輪2，懸掛車輪通過車輪軸承固定在兩金屬板的內(nèi)側(cè)，形成可以平放 的工字形鋼梁軌道配合結(jié)構(gòu)，這樣每個(gè)支架的上端固定設(shè)置有兩組四個(gè)懸掛車 輪。金屬板的一側(cè)與物料運(yùn)載艙的前端或后端固定。
物料運(yùn)載艙的前后端還分別固定設(shè)置有滑輪組件，滑輪組件為設(shè)置在物料 運(yùn)載艙軸線左右對(duì)稱位置的兩個(gè)滑輪5，兩滑輪分別通過滑輪軸和輪架7安裝設(shè)
置，滑輪組件中四個(gè)滑輪的上端分別向物料運(yùn)載艙方向傾斜設(shè)置，四個(gè)滑輪形 成可與兩個(gè)導(dǎo)軌配合的平衡支撐和導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。
封閉蓋體3沿圓柱筒體結(jié)構(gòu)的物料運(yùn)載艙的筒壁縱向設(shè)置，封閉蓋體的長(zhǎng) 度與物料運(yùn)載艙的筒壁寬度相當(dāng)，封閉蓋體的一側(cè)與物料運(yùn)載艙的筒壁鉸接，
另一側(cè)設(shè)置電磁鎖對(duì)封閉蓋體進(jìn)行鎖定。永磁體陣列固定設(shè)置在物料運(yùn)載艙下 端面固定的金屬板上。
權(quán)利要求
1.一種電磁管道運(yùn)輸系統(tǒng)用運(yùn)礦車，包括物料運(yùn)載艙，其特征在于所述運(yùn)礦車的物料運(yùn)載艙為圓柱筒體結(jié)構(gòu)，物料運(yùn)載艙的前后端各固定設(shè)置有懸掛車輪組件，物料運(yùn)載艙的上端部設(shè)置有弧形的封閉蓋體，所述運(yùn)礦車的物料運(yùn)載艙外部設(shè)置永磁體陣列。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電磁管道運(yùn)輸系統(tǒng)用運(yùn)礦車，其特征在于所述懸 掛車輪組件包括一支架，所述支架的一側(cè)與物料運(yùn)載艙的前端或后端固定，支 架的頂部設(shè)置懸掛車輪，所述懸掛車輪為并列固定在支架頂部的兩組。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁管道運(yùn)輸系統(tǒng)用運(yùn)礦車，其特征在于所述支 架包括兩塊沿運(yùn)礦車運(yùn)行方向設(shè)置的金屬板，金屬板的下方固定在物料運(yùn)載艙 的軸線位置，每塊金屬板的上方并列設(shè)置兩組懸掛車輪，這樣每個(gè)支架的上端 固定設(shè)置有兩組共四個(gè)懸掛車輪。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電磁管道運(yùn)輸系統(tǒng)用運(yùn)礦車，其特征在于所述懸 掛車輪通過車輪軸承固定在兩金屬板的內(nèi)側(cè)，形成可以平放的工字形鋼梁軌道 配合結(jié)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電磁管道運(yùn)輸系統(tǒng)用運(yùn)礦車，其特征在于所述物 料運(yùn)載艙的前后端還分別固定設(shè)置有滑輪組件，所述滑輪組件為設(shè)置在物料運(yùn) 載艙軸線左右對(duì)稱位置的兩個(gè)滑輪，兩滑輪分別通過滑輪軸安裝設(shè)置，前后四 個(gè)滑輪形成可與兩個(gè)導(dǎo)軌配合的平衡支撐和導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁管道運(yùn)輸系統(tǒng)用運(yùn)礦車，其特征在于所述滑 輪組件中四個(gè)滑輪的上端分別向物料運(yùn)載艙方向傾斜設(shè)置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電磁管道運(yùn)輸系統(tǒng)用運(yùn)礦車，其特征在于所述封 閉蓋體沿圓柱筒體結(jié)構(gòu)的物料運(yùn)載艙的筒壁縱向設(shè)置，封閉蓋體的長(zhǎng)度與物料 運(yùn)載艙的筒壁寬度相當(dāng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電磁管道運(yùn)輸系統(tǒng)用運(yùn)礦車，其特征在于所述封 閉蓋體的一側(cè)與物料運(yùn)載艙的筒壁鉸接，另一側(cè)設(shè)置電磁鎖對(duì)封閉蓋體進(jìn)行鎖 定。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電磁管道運(yùn)輸系統(tǒng)用運(yùn)礦車，其特征在于所述永 磁體陣列固定設(shè)置在物料運(yùn)載艙下端面固定的金屬板或非金屬板上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的所述的電磁管道運(yùn)輸系統(tǒng)用運(yùn)礦車，其特征在于所述物料運(yùn)載艙的兩端沿中軸線方向固定設(shè)置固定軸，固定軸上套裝有軸套， 所述懸掛車輪組件與所述軸套固定設(shè)置，所述固定軸上還套裝有與物料運(yùn)載艙 的圓柱筒體同心設(shè)置的弧形板，所述弧形板外端面固定設(shè)置磁化方向沿運(yùn)行方 向按45度角不斷旋轉(zhuǎn)變化的永磁體陣列。
全文摘要
一種電磁管道運(yùn)輸系統(tǒng)用運(yùn)礦車，包括物料運(yùn)載艙，其特征在于所述運(yùn)礦車的物料運(yùn)載艙為圓柱筒體結(jié)構(gòu)，物料運(yùn)載艙的前后端各固定設(shè)置有懸掛車輪組件，物料運(yùn)載艙的上端部設(shè)置有弧形的封閉蓋體，所述運(yùn)礦車的物料運(yùn)載艙外部設(shè)置永磁體陣列。該電磁管道運(yùn)輸系統(tǒng)用運(yùn)礦車運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性能高、消耗的電磁力小，運(yùn)礦車與輸送管道間摩擦系數(shù)小，運(yùn)送過程幾乎不受撒落物料影響。它可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)礦車高效率的攀登采煤區(qū)域附近普遍存在的困難地形，并具有攀登陡峭的坡度，時(shí)速快、運(yùn)行平穩(wěn)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；無噪音，不排放有毒、有害氣體的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明可適用于煤炭、礦石等大宗顆粒物料利用電磁管道進(jìn)行短、中途的運(yùn)載工具。
文檔編號(hào)B61B13/10GK101554874SQ20081008897
公開日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2008年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月10日
發(fā)明者唐納德·布魯斯·蒙哥馬利, 方家榮, 杜賓生 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古麥格磁投資管理有限公司