CN101195458A

CN101195458A - 电梯平衡系统

Info

Publication number: CN101195458A
Application number: CNA2007100329108A
Authority: CN
Inventors: 黄柏成
Original assignee: Hitachi Elevator China Co Ltd
Current assignee: Hitachi Elevator China Co Ltd
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2027-12-27
Also published as: CN101195458B

Abstract

本发明公开了一种电梯平衡系统，包括轿厢、曳引机、滑轮、对重，轿厢和对重通过钢丝绳悬挂于曳引机的两侧，另外还包括贮存箱，以及用于排出贮存箱内的内容物的排出机构，所述贮存箱通过吊挂装置分别与轿厢和对重连接。本发明所述电梯平衡系统在电梯装载乘客或者货物完毕后，电梯控制系统根据轿厢一侧和对重一侧测出的总重量，控制排出装置调节贮存箱或者中转箱内贮存的内容物的重量，使得在曳引机的两侧悬挂的总重量相等，或者该总重量差值在某一给定的范围内，以达到轿厢与对重之间的重量平衡，使驱动电梯的电动机的扭矩减小，降低电动机的功率，达到节约能源的目的。

Description

电梯平衡系统

技术领域

本发明涉及一种电梯系统，特别涉及由电机和贮存箱组成的电梯平衡系统。

背景技术

在曳引式电梯中，轿厢和对重分别悬挂于曳引轮两侧，曳引轮由电动机驱动，曳引轮和电动机共同组成了曳引机。轿厢用于运送乘客或货物，对重可以平衡轿厢的重量和部分电梯负载重量，降低电动机输出功率减少电动机电能的损耗。在实际应用中，对重的重量是固定不变的，当轿厢内人或者货物的重量变化时，电梯电动机的输出功率就会发生变化，以保证输出足够的扭矩带动电梯轿厢的上下运行。这样，电梯的电动机的功率必须足够大，保证轿厢内装载额定载重量时可以顺利运行，因此，对于各种规格不同的电梯额定载重量需要安装相应额定功率的电动机，对于电梯制造企业来讲，就必须使用各种功率规格的电动机来生产不同载重量的电梯。

日本专利公开号2000-335850(公开日2000年12月5日)公开了一种电梯平衡式对重，它可以根据轿厢内重量的变化，在井道顶部固定的位置从液体储存箱中抽出液体后注入到对重内部的水箱中，在井道下方固定的位置从对重内部的水箱中排出液体到液体储存箱中，以达到轿厢与对重之间的重量平衡，使得驱动电梯的电动机的扭矩减小，从而降低电梯使用的电动机的功率，实现小功率电动机驱动大载重电梯，达到节约能源的目的。该发明不足之处是注入和排出液体是通过类似水龙头一样的装置，液体在这个流动过程中会溅出，造成环境的污染。另外，液体必须从电梯对重运行的井道底部通过水泵抽到井道顶部的贮存箱中，流体需要在整个井道的高度范围内上下移动。比如，对重在井道的最高位置时，如果需要加入液体以达到与位于井道底部的轿厢平衡的目的，就必须将液体从井道底部的贮存箱抽到顶部的贮存箱，然后再从顶部的贮存箱抽到位于井道顶部的对重贮存箱当中，在这个过程中，液体在整个井道的高度内反复循环，而井道的高度一般与电梯可以到达大楼的最高楼层相当，这样，造成了抽取液体的机器消耗很大的电能，虽然该发明中驱动电梯运行的电动机消耗电能减小，但是，抽取液体的机器却需要消耗较大的电能，不利于节约能源。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种改进的电梯轿厢与对重的重量的平衡系统。

本发明所采用的技术方案：一种电梯平衡系统，包括轿厢、曳引机、滑轮、对重，轿厢和对重通过钢丝绳悬挂于曳引机的两侧，另外还包括贮存箱，以及用于排出贮存箱内的内容物的排出机构，所述贮存箱通过吊挂装置分别与轿厢和对重连接。

上述连接贮存箱与轿厢的吊挂装置包括安装在轿厢上的电机、电机的旋转轴以及缠绕在旋转轴上的悬挂绳，贮存箱通过悬挂绳吊在空中；所述连接对重与贮存箱的吊挂装置包括安装在对重上的电机、电机的旋转轴以及缠绕在旋转轴上的悬挂绳，贮存箱通过悬挂绳吊在空中。所述电机分别安装在轿厢和对重的底部。

上述连接贮存箱与轿厢的吊挂装置包括安装在贮存箱上的电机、电机的旋转轴以及缠绕在旋转轴上的悬挂绳，贮存箱通过悬挂绳连接到轿厢并且吊在空中；所述连接对重与贮存箱的吊挂装置包括安装在贮存箱上的电机、电机的旋转轴以及缠绕在旋转轴上的悬挂绳，贮存箱通过悬挂绳连接到对重并且吊在空中。所述电机分别安装在贮存箱的顶部。

上述电机的旋转轴各自旋转，使悬挂在悬挂绳上的贮存箱相对于底坑地面的高度保持不变，或者使该高度在0～5米的范围内变化。

上述用于排出贮存箱内的内容物的排出机构包括排出装置以及连接该排出装置的管道，所述排出装置用于调节贮存箱内贮存的内容物的重量。另外，所述用于排出贮存箱内的内容物的排出机构也可以包括中转箱、排出装置、以及用于连接控制贮存箱和中转箱的管道，用于控制贮存箱及中转箱内的内容物排出的电磁阀，所述排出装置用于调节贮存箱与中转箱内贮存的内容物的重量。所述贮存箱或中转箱内的内容物是液体、气体或者固体。

本发明调节轿厢和对重的方式可以通过所述排出机构调节贮存箱内的内容物的重量，使曳引机的两侧悬挂的总重量相等。或者通过所述排出机构调节贮存箱内的内容物的重量，使曳引机的两侧悬挂的总重量的差值在某一给定的范围内，所述总重量的差值范围值不大于电梯的额定载重量。另外，当曳引机的两侧悬挂的总重量的差值在某一给定的范围内时，总重量较大的一侧向下运动，另一侧向上运动，使轿厢与对重分别产生向上、下两个方向运动。

本发明所述电梯平衡系统在电梯装载乘客或者货物完毕后，电梯控制系统根据轿厢一侧A点和对重一侧B点处测出的总重量，控制排出装置调节贮存箱或者中转箱内贮存的内容物的重量，使得在曳引机的两侧经钢丝绳悬挂的轿厢一侧A点和对重一侧B点处，分别测出的钢丝绳悬挂的总重量相等，或者该总重量差值在某一给定的范围内。首先，在A点和B点的总重量相等时，曳引机左右两边悬挂的电梯轿厢和对重总重量相等，曳引机内的电动机输出的扭矩很小就可以驱动电梯的轿厢上下运动，曳引机内的电动机功率可以很小，无论电梯载重量的大小，电梯可以统一选用一个小功率的电动机，便于电梯生产厂家统一采购同样的电动机。另外，在电梯的整个运动过程中，使用的小功率的电动机在井道中运行，排出装置消耗的电能只是在底坑内调节贮存箱或者中转箱内的内容物，与现有的电梯相比，不用将不平衡重量的轿厢在整个电梯井道内运行，极大地节约了能源。其次，在A点和B点的总重量不相等时，轿厢与对重分别向上、下两个方向运动，向下运动的一方，该A点或者B点处总重量大于向上运动的一方的情况下，由于向下运动一方的总重量大，在电梯运行中，向下一方受重力的作用，曳引机内的电动机不用消耗电能，相反，这时电动机处于发电状态，电动机会向电网输送电能，这个电能可以抵消排出装置消耗的部分电能，极大地节约了能源。

附图说明

图1为本发明的电机安装在轿厢上，有两个排出装置的结构示意图；

图2为本发明的电机安装在贮存箱上，有两个排出装置的结构示意图；

图3为本发明的电机安装在轿厢上，有一个排出装置的结构示意图；

图4为本发明的电机安装在贮存箱上，有一个排出装置的结构示意图。

图中：1是轿厢，2是曳引机，3是滑轮，4是对重，5a、5b是电机，6a、6b是旋转轴，7a、7b是悬挂绳，8a、8b是贮存箱，8c是中转箱，9a、9b、9c是排出装置，10是管道，11是电磁阀，A点是轿厢侧钢丝绳悬挂的总重量测试点，B点是对重侧钢丝绳悬挂的总重量测试点。

具体实施方式

实施例一：

如图1所示是电机安装在轿厢上，有两个排出装置的电梯平衡系统结构示意图，包括：轿厢1、曳引机2、滑轮3、对重4、贮存箱8a和8b，以及用于排出贮存箱8a和8b内的内容物的排出机构，连接轿厢1与贮存箱8a的吊挂装置，连接对重4与贮存箱8b的吊挂装置。

连接轿厢1与贮存箱8a的吊挂装置由安装在轿厢1上的电机5a、电机5a的旋转轴6a、悬挂绳7a组成，贮存箱8a通过悬挂绳7a吊在空中。

连接对重4与贮存箱8b的吊挂装置由安装在对重4上的电机5b、电机5b的旋转轴6b、悬挂绳7b组成，贮存箱8b通过悬挂绳7b吊在空中。

在电梯运行过程中，在电梯控制系统的控制下，电机5a和5b的旋转轴6a和6b各自旋转，使悬挂在悬挂绳7a和7b上的贮存箱8a和8b相对于底坑地面的高度保持不变或者高度在0～5米的范围内变化。

用于排出贮存箱8a和8b内的内容物的排出机构由排出装置9a和9b，以及连接该排出装置9a和9b的管道10组成，排出装置9a和9b用于调节贮存箱8a和8b内贮存的内容物的重量。

在曳引机的左侧通过钢丝绳悬挂了轿厢1，轿厢1上安装电机5a，电机5a上有旋转轴6a，在该旋转轴6a上缠绕有悬挂绳7a，贮存箱8a通过悬挂绳7a吊在空中。在贮存箱8a的底部通过管道10连接排出装置9a，在该排出装置9a的另外一端通过管道10连接至贮存箱8b。在曳引机2左侧的钢丝绳上有测试点A，该测试点A是轿厢侧钢丝绳悬挂的总重量测试点。另外，排出装置9a可以安装在贮存箱8a上，也可以安装在其它地方，比如，安装在地面或者地面上的固定支架上面。

当排出装置9a安装在贮存箱8a上面，从测试点A测出的钢丝绳悬挂的总重量包括下述各部件的重量：A点所在的钢丝绳段，该段是从曳引机的左侧开始悬挂的垂直段钢丝绳的重量，轿厢1及轿厢1的支承的其它部件(如随行电缆)，电机5a、旋转轴6a以及将电机5a固定在轿厢1上面而使用的连接件，悬挂绳7a，贮存箱8a以及该箱内存贮的内容物，排出装置9a，管道10。

当排出装置9a安装在地面或者地面上的固定支架上面，从测试点A测出的钢丝绳悬挂的总重量包括下述各部件的重量：A点所在的钢丝绳段，该段是从曳引机的左侧开始悬挂的垂直段钢丝绳的重量，轿厢1及轿厢1的支承的其它部件(如随行电缆)，电机5a、旋转轴6a以及将电机5a固定在轿厢1上面而使用的连接件，悬挂绳7a，贮存箱8a以及该箱内存贮的内容物，管道10。

在曳引机的右侧经过滑轮3通过钢丝绳悬挂了对重4，对重4上安装电机5b，电机5b上有旋转轴6b，在该旋转轴6b上缠绕有悬挂绳7b，贮存箱8b通过悬挂绳7b吊在空中。在贮存箱8b的底部通过管道10连接排出装置9b，在该排出装置9b的另外一端通过管道10连接至贮存箱8a。在曳引机2右侧经过滑轮3的悬挂钢丝绳上有测试点B，该测试点B是对重侧钢丝绳悬挂的总重量测试点。另外，排出装置9b可以安装在贮存箱8b上，也可以安装在其它地方，比如，安装在地面或者地面上的固定支架上面。

当排出装置9b安装在贮存箱8b上面，从测试点B测出的钢丝绳悬挂的总重量包括下述各部件的重量：B点所在的钢丝绳段，该段是从曳引机的右侧开始悬挂的钢丝绳的重量，对重4及对重4支承的其它部件(如补偿绳)，电机5b、旋转轴6b以及将电机5b固定在对重4上面而使用的连接件，悬挂绳7b，贮存箱8b以及该箱内存贮的内容物，排出装置9b，管道10。

当排出装置9b安装在地面或者地面上的固定支架上面，从测试点B测出的钢丝绳悬挂的总重量包括下述各部件的重量：B点所在的钢丝绳段，该段是从曳引机的右侧开始悬挂的钢丝绳的重量，对重4及对重4支承的其它部件(如补偿绳)，电机5b、旋转轴6b以及将电机5b固定在对重4上面而使用的连接件，悬挂绳7b，贮存箱8b以及该箱内存贮的内容物，管道10。

贮存箱8a、8b内的内容物是液体、气体或者固体，液体优选水类、油类、混合液，固体优选粉沫状或者小颗粒状物体。

电机5a、5b另外一种安装方案是分别安装在轿厢1和对重4的底部。

第一种调节轿厢1侧A点和对重4侧B点处悬挂的总重量的方式，电梯在大楼的层站，在乘客或者货物装载过程或者装载完成后，电梯控制系统通过控制排出装置9a、9b调节贮存箱8a、8b内的内容物，在曳引机2的两侧经钢丝绳悬挂的轿厢1侧A点和对重4侧B点处，分别测出的钢丝绳悬挂的总重量相等时该排出装置9a、9b停止工作，电梯按照乘客选择的目的楼层运行。

第二种调节轿厢1侧A点和对重4侧B点处悬挂的总重量的方式，电梯在大楼的层站，在乘客或者货物装载过程或者装载完成后，电梯控制系统通过控制排出装置9a、9b调节贮存箱8a、8b内的内容物，在曳引机2的两侧经钢丝绳悬挂的轿厢1侧A点和对重4侧B点处，分别测出的钢丝绳悬挂的总重量的差值在某一给定的范围内(该总重量差值事先在电梯控制系统中设置，比如，该差值通常是不大于电梯的额定载重量)，当达到该总重量差值后排出装置9a、9b停止工作，电梯按照乘客选择的目的楼层运行。这时在曳引机2左右两侧轿厢1侧A点和对重4侧B点的钢丝绳悬挂的总重量是不平衡的，该种不平衡时的电梯运行方式，类似传统的电梯运行方式，但是，与传统电梯相比，本电梯平衡系统有明显的不同，由于通过排出装置9a、9b调节贮存箱8a、8b内的内容物，这种不平衡较传统的电梯相对较小，因此，对于电梯曳引机2内的电动机来讲，通常不需要像传统的电梯一样拥有很大的功率，即使电梯曳引机2内的电动机与传统电梯的该电机使用相同的功率，通过这样的调节以后，该电机的输出功率减少，节约了能源。另外，通过在一定的范围内调节轿厢1侧A点和对重4侧B点的钢丝绳悬挂的总重量不平衡，可以充分使用曳引机2内的电动机的功率，电梯平衡系统可以减少调节贮存箱8a、8b内的内容物的等待时间。

第三种调节轿厢1侧A点和对重4侧B点处悬挂的总重量的方式，电梯在大楼的层站，在乘客或者货物装载过程或者装载完成后，电梯控制系统通过控制排出装置9a、9b调节贮存箱8a、8b内的内容物，在曳引机2的两侧经钢丝绳悬挂的轿厢1侧A点和对重4侧B点处，分别测出的钢丝绳悬挂的总重量，轿厢1与对重4分别向上、下两个方向运动，向下运动的一方，该A点或者B点处总重量大于向上运动的一方，该总重量差值事先在电梯控制系统中设置，比如，该值通常是不大于电梯的额定载重量。达到该总重量差值后排出装置9a、9b停止工作，电梯按照乘客选择的目的楼层运行。由于向下运动一方的总重量大于向上运行的一方，电梯在运行当中可以依靠向下运动一方的重力拉动而运动，减少了电梯曳引机2内的电动机的输出扭矩，节省了电能，尤其是当该差值达到一定的数值，向下运动的一方受重力的作用加速行驶，达到该电动机的发电运行状态，该电动机就会向电网输送电能，这时，电梯的曳引机2内的电动机不但不需要消耗电能，而且产生电能，所以，排出装置9a、9b使用的电能减去该电能才是电梯的电能消耗，该系统是经济和节能的。

如图2所示是电机安装在贮存箱上，有两个排出装置的电梯平衡系统结构示意图，它与图1的不同之处在于：电机5a和5b的安装方式不同。本电梯平衡系统的结构是：连接轿厢1与贮存箱8a的吊挂装置由安装在贮存箱8a上的电机5a、电机5a的旋转轴6a、悬挂绳7a组成，贮存箱8a通过悬挂绳7a连接到轿厢1并且吊在空中。连接对重4与贮存箱8b的吊挂装置由安装在贮存箱8b上的电机5b、电机5b的旋转轴6b、悬挂绳7b组成，贮存箱8b通过悬挂绳7b连接到对重4并且吊在空中。其余工作过程与图1所述基本相同，在此不作详细描述。

实施例二：

如图3所示是电机安装在轿厢上，有一个排出装置的电梯平衡系统结构示意图。它与图1的主要区别是：用于排出贮存箱8a和8b内的内容物的排出机构由中转箱8c、排出装置9c、分别用于控制贮存箱8a和8b及中转箱8c内的内容物排出的电磁阀11、用于连接的管道10组成，所述排出装置9c用于调节贮存箱8a和8b与中转箱8c内贮存的内容物的重量，在本实施例中电磁阀11的数量是四个。图3的其余部分及其工作过程与实施例一中的图1所述基本相同，在此不作详细描述。

如图4所示是电机安装在贮存箱上，有一个排出装置的电梯平衡系统结构示意图。它与图3的主要区别是：电机5a和5b的安装方式不同。本电梯平衡系统的结构是：连接轿厢1与贮存箱8a的吊挂装置由安装在贮存箱8a上的电机5a、电机5a的旋转轴6a、悬挂绳7a组成，贮存箱8a通过悬挂绳7a连接到轿厢1并且吊在空中。连接对重4与贮存箱8b的吊挂装置由安装在贮存箱8b上的电机5b、电机5b的旋转轴6b、悬挂绳7b组成，贮存箱8b通过悬挂绳7b连接到对重4并且吊在空中。其中用于排出贮存箱8a和8b内的内容物的排出机构由中转箱8c、排出装置9c、分别用于控制贮存箱8a和8b及中转箱8c内的内容物排出的电磁阀11、用于连接的管道10组成，所述排出装置9c用于调节贮存箱8a和8b与中转箱8c内贮存的内容物的重量，在本实施例中电磁阀11的数量是四个。图4的其余部分及其工作过程与实施例一中的图1所述基本相同，在此不作详细描述。

Claims

1.一种电梯平衡系统，包括轿厢(1)、曳引机(2)、滑轮(3)、对重(4)，轿厢(1)和对重(4)通过钢丝绳悬挂于曳引机(2)的两侧，其特征在于，还包括贮存箱(8a、8b)，以及用于排出贮存箱(8a、8b)内的内容物的排出机构，所述贮存箱(8a、8b)通过吊挂装置分别与轿厢(1)和对重(4)连接。

2.根据权利要求1所述的电梯平衡系统，其特征在于，所述连接贮存箱(8a)与轿厢(1)的吊挂装置包括安装在轿厢(1)上的电机(5a)、电机(5a)的旋转轴(6a)以及缠绕在旋转轴(6a)上的悬挂绳(7a)，贮存箱(8a)通过悬挂绳(7a)吊在空中。

3.根据权利要求1所述的电梯平衡系统，其特征在于，所述连接贮存箱(8b)与对重(4)的吊挂装置包括安装在对重(4)上的电机(5b)、电机(5b)的旋转轴(6b)以及缠绕在旋转轴(6b)上的悬挂绳(7b)，贮存箱(8b)通过悬挂绳(7b)吊在空中。

4.根据权利要求2或3所述的电梯平衡系统，其特征在于，所述电机(5a、5b)分别安装在轿厢(1)和对重(4)的底部。

5.根据权利要求1所述的电梯平衡系统，其特征在于，所述连接贮存箱(8a)与轿厢(1)的吊挂装置包括安装在贮存箱(8a)上的电机(5a)、电机(5a)的旋转轴(6a)以及缠绕在旋转轴(6a)上的悬挂绳(7a)，贮存箱(8a)通过悬挂绳(7a)连接到轿厢(1)并且吊在空中。

6.根据权利要求1所述的电梯平衡系统，其特征在于，所述连接贮存箱(8b)与对重(4)的吊挂装置包括安装在贮存箱(8b)上的电机(5b)、电机(5b)的旋转轴(6b)以及缠绕在旋转轴(6b)上的悬挂绳(7b)，贮存箱(8b)通过悬挂绳(7b)连接到对重(4)并且吊在空中。

7.根据权利要求5或6所述的电梯平衡系统，其特征在于，所述电机(5a、5b)分别安装在贮存箱(8a、8b)的顶部。

8.根据权利要求2或3或5或6所述的电梯平衡系统，其特征在于，所述电机(5a、5b)的旋转轴(6a、6b)各自旋转，使悬挂在悬挂绳(7a、7b)上的贮存箱(8a、8b)相对于底坑地面的高度保持不变，或者使该高度在0～5米的范围内变化。

9.根据权利要求1所述的电梯平衡系统，其特征在于，所述用于排出贮存箱(8a、8b)内的内容物的排出机构包括排出装置(9a、9b)以及连接该排出装置(9a、9b)的管道(10)，所述排出装置(9a、9b)用于调节贮存箱(8a、8b)内贮存的内容物的重量。

10.根据权利要求1所述的电梯平衡系统，其特征在于，所述用于排出贮存箱(8a、8b)内的内容物的排出机构包括中转箱(8c)、排出装置(9c)、以及用于连接控制贮存箱(8a、8b)和中转箱(8c)的管道(10)，用于控制贮存箱(8a、8b)及中转箱(8c)内的内容物排出的电磁阀(11)，所述排出装置(9c)用于调节贮存箱(8a、8b)与中转箱(8c)内贮存的内容物的重量。

11.根据权利要求1或9或10所述的电梯平衡系统，其特征在于，所述贮存箱(8a、8b)或中转箱(8c)内的内容物是液体、气体或者固体。

12.根据权利要求1所述的电梯平衡系统，其特征在于，通过所述排出机构调节贮存箱(8a、8b)内的内容物的重量，使曳引机(2)的两侧悬挂的总重量相等。

13.根据权利要求1所述的电梯平衡系统，其特征在于，通过所述排出机构调节贮存箱(8a、8b)内的内容物的重量，使曳引机(2)的两侧悬挂的总重量的差值在某一给定的范围内。

14.根据权利要求13所述的电梯平衡系统，其特征在于，所述总重量的差值范围值不大于电梯的额定载重量。

15.根据权利要求13所述的电梯平衡系统，其特征在于，所述曳引机(2)的两侧总重量较大的一侧向下运动，另一侧向上运动，使轿厢(1)与对重(4)分别向上、下两个方向运动。