ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО
TRANSPORT FACILITY

Изобретение относится и области монорельсового транспорта и может найти применение в качестве транспортного средства для быстрой доставки пассажиров в аэропорты, морские порты из центра города.
Известно монорельсовое транспортное средство, выполненное по схеме "Сафеже" и содержащее корпус вагонного типа, на верхней части которого установлены стойки, соединенные с колесными ходовыми тележками, имеющими приводные электродвигатели и размещенными внутри короба, имеющего в нижней части паз для прохода стоек и установленного на опорах на некоторой высоте. Приводные электродвигатели питаются от контактной сети, проложенной внутри короба.
/Политехнический словарь, гл. ред. акад. А.Ю.Ишлинский, Советская энциклопедия, M., 1980, с.310-311; Техника-молодежи №2, 2000 г., с.52, фиг.2/.
Недостатками известного монорельсового транспортного средства являются: небольшая скорость движения, сложность конструкции ходовых тележек, большой расход электроэнергии, большие затраты времени и средств на техническое обслуживание.
Указанные недостатки обусловлены конструкцией монорельсового транспорта и использованием колесного хода.
Известен также магнитоплан ДжАЛ японской фирмы «Джапан Эрлайнс", содержащий корпус с задними вертикальными стабилизаторами, бетонный наземный монорельс, установленный на фундаменте, электромагнитную подвеску с несущим электромагнитом, аккумуляторные батареи, размещенные в аккумуляторном отсеке корпуса, линейный электродвигатель, пневматический тормоз, направляющий, тормозной и опорный рельсы, закрепленные на бетонном монорельсе, токосъемы, токонесущие шины, установленные в нижней части бетонного монорельса, механизмы управления.
/Техника-молодежи №12, 1978 г., с.44-45/.
Известный магнитоплан ДжАЛ, как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому полезному результату, принят за прототип.
Недостатками известного магнитоплана ДжАЛ, принятого за прототип, являются: сложность конструкции, большой расход электроэнергии, большой расход черных и цветных металлов, невозможность движения в зимнее и осеннее время в снегопад и проливной дождь.
Указанные недостатки обусловлены конструкцией магнитоплана и выбранной схемой монорельса типа «Альвег».
Целью настоящего изобретения является: повышение технических характеристик, уменьшение расхода электроэнергии и упрощение конструкции.
Указанная цель согласно изобретению обеспечивается тем, что бетонный монорельс, электромагнитная подвеска с несущим электромагнитом, аккумуляторные батареи, линейный электродвигатель, пневматический тормоз, направляющий, тормозной и опорный рельсы заменены корпусом, выполненным двухсекционным с вертикальным шарниром и гофрированным чехлом, а подвеска выполнена в форме двух нижних прямоугольных опорных плит, соединенных друг с другом посредством вертикального шарнира, и двух верхних прямоугольных опорных плит, закрепленных на стойках на нижних прямоугольных опорных плитах симметрично и параллельно последним, на некотором расстоянии от них и размещенных внутри короба, установленного на опорах на некоторой высоте, имеющего внутри в средней и нижней частях опорные полки, причем между нижними опорными полками выполнен продольный паз, через который пропущены стойки, соединяющие прямоугольные опорные плиты с корпусом, кроме того, на нижних поверхностях нижних и верхних прямоугольных опорных плит, выполненных из немагнитного материала, и на верхних поверхностях средних и нижних опорных полок установлены рядами в продольном и поперечном направлениях постоянные магниты, причем постоянные магниты верхних прямоугольных опорных плит и постоянные магниты средних полок короба взаимодействуют друг с другом и повернуты друг к другу своими одноименными полюсами, постоянные магниты нижних прямоугольных опорных плит и постоянные магниты нижних полок короба взаимодействуют друг с другом и повернуты друг к другу своими одноименными полюсами, кроме того, на верхних прямоугольных опорных плитах вдоль продольной линии размещено несколько одинаковых по конструкции тяговых линейных электродвигателей, каждый из которых выполнен в форме куба из электроизоляционного материала, внутрь которого в один или несколько рядов запрессованы постоянные магниты, повернутые в одну и ту же сторону своими одноименными полюсами, над которыми запрессованы в один или несколько рядов перпендикулярно продольным осям постоянных магнитов медные стержни, одни концы которых соединены в общую шину одноименного знака, а другие концы также соединены в другую общую шину противоположного знака, и обе шины подключены к выходу блока управления, кроме того, внутри вдоль короба, на его верхней средней части закреплен статор, выполненный в форме продольной балки по всему коробу из немагнитного материала, внутрь которой запрессованы постоянные магниты, продольная ось каждого из которых соосна продольной оси постоянных магнитов тяговых линейных электродвигателей и перпендикулярна верхним прямоугольным опорным плитам, взаимодействующие с постоянными магнитами тяговых линейных электродвигателей и обращенные друг к другу своими разноименными полюсами, кроме того, на верхних прямоугольных опорных плитах, на изоляционных основаниях закреплены два токосъема, ролики которых контактируют с токонесущими шинами постоянного тока, проложенными внутри вдоль короба на его верхней части, причем токосъемы подключены к входу блока управления.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фигуре 1 изображен общий вид транспортного средства, на фигуре 2 - вид на транспортное средство спереди, на фигуре 3 - вид сверху на переднюю верхнюю прямоугольную опорную плиту, на фигуре 4 - вид сверху на заднюю верхнюю прямоугольную опорную плиту, на фигуре 5 - вид снизу на переднюю верхнюю прямоугольную опорную плиту, на фигуре 6 - вид снизу на заднюю верхнюю прямоугольную опорную плиту, на фигуре 7 - вид сверху на нижние переднюю и заднюю прямоугольные опорные плиты, на фигуре 8 - вид снизу на нижние переднюю и заднюю прямоугольные опорные плиты, на фигуре 9 - вид на короб с продольным разрезом, на фигуре 10 - вид на короб с поперечным разрезом, на фигуре 11 - вид на тяговый линейный электродвигатель сбоку в разрезе, на фигуре 12 - вид на тяговый линейный электродвигатель спереди в разрезе, на фигуре 13 - схема принципа действия тягового линейного электродвигателя, на фигуре 14 - общий вид соединительной стойки, которая соединяет корпус транспортного средства с прямоугольными опорными плитами, на фигуре 15 - положение прямоугольных плит на поворотах.
Монорельсовое транспортное средство, выполненное по схеме "Сафеже", представляет собой двухсекционный корпус 1 с вертикальным шарниром и гофрированным чехлом 2, имеющий водительское и пассажирское отделения. Подвеска выполнена в форме двух нижних прямоугольных опорных плит - передней 3 и задней 4, соединенных друг с другом посредством вертикального шарнира 5, и двух верхних прямоугольных опорных плит - передней 6 и задней 7, закрепленных на стойках 8 на нижних прямоугольных опорных плитах симметрично и параллельно последним, на некотором расстоянии от них и размещенных внутри короба 9, установленного на надземных опорах 10, имеющего в средней и нижней частях средние опорные полки 11 и нижние опорные полки 12. Между нижними опорными полками выполнен продольный паз, через который пропущены стойки 13, соединяющие передние и задние прямоугольные опорные плиты с корпусом транспортного средства и имеющие ролики 14, ограничивающие боковые перемещения корпуса. На нижних поверхностях нижних и верхних прямоугольных опорных плит, выполненных из немагнитного материала, и на верхних поверхностях средних и нижних полок установлены рядами в продольном и поперечном направлениях постоянные магниты 15, выполненные из неодимового сплава (Nd FeB - неодим-железо-бор). Постоянные магниты верхних прямоугольных плит и постоянные магниты средних опорных полок короба взаимодействуют друг с другом и повернуты друг к другу своими одноименными полюсами. Постоянные магниты нижних прямоугольных опорных плит и постоянные магниты нижних опорных полок короба взаимодействуют друг с другом и повернуты друг к другу своими одноименными полюсами. На верхних прямоугольных опорных плитах вдоль продольной линии размещено несколько одинаковых по конструкции тяговых линейных электродвигателей 16. Каждый из них выполнен в форме куба 17 из изоляционного немагнитного материала, внутрь которого в один или несколько рядов запрессованы постоянные магниты, повернутые относительно друг друга в одну и ту же сторону своими одноименными полюсами, над которыми запрессованы в один или несколько рядов медные стержни 18, одни концы которых соединены в общую шину одноименного знака, а другие концы также соединены в другую общую шину противоположного знака, и обе шины подключены к выходу блока управления 19. Внутри вдоль короба посередине на его верхней части закреплен статор 20, выполненный в форме продольной балки по всей длине короба из немагнитного материала, внутрь которой запрессованы постоянные магниты, взаимодействующие с постоянными магнитами тяговых линейных электродвигателей, обращенные друг к другу своими разноименными полюсами. На верхних прямоугольных опорных плитах, на изоляционных основаниях 21 закреплены два токосъема 22, ролики 23 которых прижаты пружинами 24 и контактируют с токонесущими шинами 25 постоянного тока, проложенными внутри вдоль короба на его верхней части. Токосъемы подключены к входу блока управления.
Работа транспортного средства
До и после того, как пассажиры заняли свои места, корпус 1 транспортного средства и вместе с ним верхние и нижние передние 3, 6 и задние 4, 7 прямоугольные опорные плиты находятся в вывешенном положении с некоторым зазором над средними 11 и нижними 12 опорными полками короба 9. За счет сил отталкивания постоянных магнитов 15 указанные опорные плиты могут скользить вместе с корпусом 1 без трения над средними 11 и нижними 12 опорными полками. Использование неодимовых магнитов создает более сильную магнитную подушку, так как магнитная сила этих магнитов в 40-50 раз превосходит их вес. Токосъемы 22 под действием пружин 24 прижимаются к токоведущим шинам 25, подавая постоянный электрический ток ко всем потребителям. Для движения вперед необходимо через блок управления 19 подать электрический ток I на медные стержни 18 тяговых линейных электродвигателей 16. Так как медные стержни 18 находятся в магнитном поле, создаваемом постоянными магнитами 15 тяговых линейных электродвигателей 16 и постоянными магнитами статора 20, то на медные стержни 18 на основании "правила левой руки" будет действовать выталкивающая сила F, при этом направление магнитного потока Н показано стрелкой на фигуре 13. Выталкивающая сила F вместе с медными стержнями 18 будет перемещать относительно магнитов 15 статора 20 корпуса тяговых линейных электродвигателей 16 и вместе с ними прямоугольные опорные плиты 3, 4, 6, 7 и корпус 1 транспортного средства.
(Об этом линейном электродвигателе см. Патент РФ №2232086, кл. B60L 15/00, опубл. 10.07.2004, Бюл. №19).
Для движения назад или торможения необходимо изменить направление электрического тока, подаваемого на медные стержни 18 тяговых линейных электродвигателей 16 посредством блока управления 19. Все будет происходить, как было описано выше, только сила F будет направлена в противоположную сторону. Для удержания транспортного средства на месте при входе и выходе пассажиров необходимо создать тягу у одной части тяговых линейных электродвигателей в одну сторону, а у другой части - в противоположную.
Положительный эффект: экономия цветных и черных металлов, упрощение конструкции транспортного средства, возможность использования транспортного средства в дождь и снегопад, так как исключается занос снегом магнитных путей, более высокая безопасность, так как исключается возможность попадания на магнитные пути посторонних предметов.