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专利摘要

本发明公开了横通道低气压控制高铁隧道微气压波构造及控制方法，包括设置于隧道洞身的压力梯度减缓装置和气压传感器；负压腔室和正压腔室通过真空泵连接，且真空泵将负压腔室中的空气抽入正压腔室中；当隧道洞身内因列车驶入产生的压缩波到达负压腔室处时，开启第一密封门；当隧道洞身内因压缩波反射产生的膨胀波到达正压腔室处时，开启第二密封门。本发明横通道低气压控制高铁隧道微气压波构造及控制方法，通过这种方案，可以有效降低压缩波和膨胀波的压力峰值和压力梯度，一方面减少了隧道洞口处的能量释放，另一方面有效降低隧道内压力波动幅值，从而提高车厢内压力舒适度。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202211309677.4
申请日期:
2022-10-25
专利申请人:
西南交通大学
分类号:
E21D9/14 ; F04C25/02
发明/设计人:
王英学，张子为，章伟华，故理全，孙浩程，金相海，刘恒源，方雨菲
权利要求: 1.横通道低气压控制高铁隧道微气压波构造，其特征在于，包括设置于隧道洞身(1)的压力梯度减缓装置和气压传感器(5)；所述气压传感器(5)沿隧道洞身(1)设置于所述压力梯度减缓装置的列车到来方向一侧；所述压力梯度减缓装置包括负压腔室(2)、正压腔室(3)和真空泵(4)；所述负压腔室(2)和所述正压腔室(3)通过所述真空泵(4)连接，且所述真空泵(4)将所述负压腔室(2)中的空气抽入所述正压腔室(3)中；所述负压腔室(2)连通于所述隧道洞身(1)中，且连通处设置可开闭的第一密封门；所述正压腔室(3)连通于所述隧道洞身(1)中，且连通处设置可开闭的第二密封门；当隧道洞身(1)内因列车驶入产生的压缩波到达所述负压腔室(2)处时，开启所述第一密封门；当隧道洞身(1)内因所述压缩波反射产生的膨胀波到达所述正压腔室(3)处时，开启所述第二密封门。2.根据权利要求1所述的横通道低气压控制高铁隧道微气压波构造，其特征在于，所述隧道洞身(1)为双向行车隧道；所述气压传感器(5)包括第一气压传感器和第二气压传感器；所述第一气压传感器和所述第二气压传感器沿隧道洞身(1)分别设置于所述压力梯度减缓装置两侧。3.根据权利要求2所述的横通道低气压控制高铁隧道微气压波构造，其特征在于，还包括控制系统；所述控制系统被配置为获取所述第一气压传感器和所述第二气压传感器的气压数据，并在所述气压数据超过预设值时，将所述气压数据对应的所述气压传感器(5)作为激活传感器；所述气压数据采用压力值或压力梯度值；将预设于所述控制系统的对应所述激活传感器的第一时刻差加上当前时刻计算第一时刻，并将预设于所述控制系统的对应所述激活传感器的第二时刻差加上当前时刻计算第二时刻；控制所述第一密封门在所述第一时刻开启预设时长，并控制所述第二密封门在所述第二时刻开启预设时长；当所述第一密封门和所述第二密封门均关闭时，开启所述真空泵(4)将所述负压腔室(2)中的空气抽入所述正压腔室(3)中至所述负压腔室(2)内的压力达到预设压力。4.根据权利要求3所述的横通道低气压控制高铁隧道微气压波构造，其特征在于，所述第一时刻差根据所述激活传感器的里程和所述负压腔室(2)的里程计算；所述第二时刻差根据所述激活传感器的里程、所述正压腔室(3)的里程和所述隧道洞身(1)出口的里程计算，或者所述第二时刻差根据所述激活传感器的里程和所述正压腔室(3)的里程计算；所述隧道洞身(1)出口位于所述压力梯度减缓装置远离所述激活传感器一侧。5.根据权利要求4所述的横通道低气压控制高铁隧道微气压波构造，其特征在于，所述第一时刻差根据下式计算式中，Δt1为第一时刻差，S1为所述激活传感器的里程，S2为所述负压腔室(2)的里程，vs为声速。6.根据权利要求4所述的横通道低气压控制高铁隧道微气压波构造，其特征在于，所述第二时刻差根据所述激活传感器的里程、所述正压腔室(3)的里程和所述隧道洞身(1)出口的里程计算时，根据下式计算式中，Δt2为第二时刻差，S1为所述激活传感器的里程，S3为所述隧道洞身(1)出口的里程，S4为所述正压腔室(3)的里程，vs为声速。7.根据权利要求4所述的横通道低气压控制高铁隧道微气压波构造，其特征在于，所述第二时刻差根据所述激活传感器的里程和所述正压腔室(3)的里程计算时，根据下式计算式中，Δt1为第一时刻差，S1为所述激活传感器的里程，S4为所述正压腔室(3)的里程，vs为声速。8.根据权利要求3所述的横通道低气压控制高铁隧道微气压波构造，其特征在于，所述预设压力采用低于正常气压2kPa～10kPa。9.根据权利要求1所述的横通道低气压控制高铁隧道微气压波构造，其特征在于，所述负压腔室(2)和所述正压腔室(3)沿隧道径向的深度采用大于20m，所述负压腔室(2)和所述正压腔室(3)的截面面积为所述隧道洞身(1)断面面积的5％～40％。10.应用于权利要求2～9任意一项所述的构造的横通道低气压控制高铁隧道微气压波构造控制方法，其特征在于，包括获取所述第一气压传感器和所述第二气压传感器的气压数据，并在所述气压数据超过预设值时，将所述气压数据对应的所述气压传感器(5)作为激活传感器；所述气压数据采用压力值或压力梯度值；将预设于所述控制系统的对应所述激活传感器的第一时刻差加上当前时刻计算第一时刻，并将预设于所述控制系统的对应所述激活传感器的第二时刻差加上当前时刻计算第二时刻；控制所述第一密封门在所述第一时刻开启预设时长，并控制所述第二密封门在所述第二时刻开启预设时长；当所述第一密封门和所述第二密封门均关闭时，开启所述真空泵(4)将所述负压腔室(2)中的空气抽入所述正压腔室(3)中至所述负压腔室(2)内的压力达到预设压力。