CN102092621A

CN102092621A - 节能电梯

Info

Publication number: CN102092621A
Application number: CN2009102506322A
Authority: CN
Inventors: 刘新广
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-12-11
Filing date: 2009-12-11
Publication date: 2011-06-15

Abstract

节能电梯，主要由电梯井、电梯箱、控制系统构成。电梯井井壁上设置V形导轮轨道、U形线组、电磁托、设置电梯楼层电动门关及按键盒；电梯箱上主要设置电动门关及按键盒、沿V形导轮轨道滚动的V形导轮、磁体及放入U形线组中的导磁条、称重传感器；控制系统由不间断电源、控制机、驱动器组成。U形线组和导磁条组成了直线电动机。控制机控制驱动器按人操作按键盒传来的指令、称重传感器的信号给U形线组、电动门关、电磁托通电或断电，使电梯运行。电磁托的作用是托住静止时的电梯箱。节能电梯结构简单，成本低，维护简便；因为电梯箱11下行时利用势能发电，加之无齿轮箱和卷扬机工作时的摩擦能耗，所以比现有的垂直电梯节电约50％以上。

Description

节能电梯

技术领域

本发明涉及电梯技术，特别是一种节能电梯。

背景技术

现有垂直升降电梯，绝大多数由电动机、减速器(齿轮箱)、卷扬机、升降箱、楼层门关、控制系统(由控制柜、楼层控制按键盒及导电线排等组成)组成。升降箱用卷扬机的钢丝绳吊挂在卷扬机下面，卷扬机的主轴与减速器的功率输出轴联接，电动机的转子轴与减速器的功率输入轴联接，电动机、减速器(齿轮箱)、卷扬机、控制柜都设置在电梯井的顶部(建筑的顶部)；市电接入控制柜，控制柜向电动机供电，升降箱用导电线排连接，升降箱里的按键盒、升降箱的门关驱动电机、照明灯、换气扇、均用导电线排与控制柜电气性连接，导电线排还连接升降箱里的应急电话到总机；导电线排能随升降箱上下打弯运动；建筑楼层电梯门口边的按键、楼层电梯门关驱动电机通过固定导线与控制柜连接。

现有垂直升降电梯，都要控制柜给电动机供电，并通过减速器减速后驱动卷扬机用钢丝绳带动升降箱上升或下降，升降箱上升需要电能理所当然，升降箱上升后已将绝大部分上升时的电能转换势能，升降箱下降时还要用电驱动电机控制之，真是要用心白白浪费电能，但这是现有的垂直升降电梯的结构和工作原理造成，无奈！再者，减速器通过伴有严重摩擦的齿轮或蜗轮蜗杆传动实现减速，也耗费掉不少电能。

现实，急需要改革现有垂直升降电梯。

发明内容

本发明设计一种电梯，克服现有垂直升降电梯的上述缺陷，无减速器(齿轮箱)、卷扬机，能利用电梯下行时发电。

本发明通过下述技术方案实现。

如图1至图4示。在电梯井1的前后(从图1看为前后，若从图2至图3看为上下)壁分别固定垂直V形导轨5和V形导轨31；在电梯井1的后壁垂直固定U形线组7和U形线组6，U形线组7和U形线组6分置于V形导轨5的左右两侧，在电梯井1的前壁垂直固定U形线组30和U形线组32，U形线组30和U形线组32分置于V形导轨31的左右两侧；分别在电梯井1的左右壁垂直镶嵌摩擦板28和摩擦板29；在电梯井1的前后壁对应楼层电梯门高度处设置四个电磁托4，电磁托4分置在电梯井1的各角近处；如图4示，电磁托4的结构是：在静铁芯4-1小外圆外套线圈4-2，动铁芯4-5的小头有一水平台面，把动铁芯4-5放入导磁套筒4-4，动铁芯4-5的小外圆与导磁套筒4-4的小中孔配成滑动配合，在动铁芯4-5的窝中放入弹簧4-3，然后将导磁套筒4-4套在线圈4-2外并与静铁芯4-1大头联接；磁敏位置传感器3固定在电磁托4的导磁套筒4-4的端面，并使磁敏位置传感器3的感应端面在铅锤面；在电梯井1左壁面或右壁面对应楼层处设置电梯楼层电动门关及其行程开关(图中未画)；在电梯井1的底部放置软质缓冲材料2，电梯井1周围是建筑基体10。

电梯箱11的底部设置称重传感器8(像一个电子秤)；在电梯箱11对应导轨5和导轨31的箱面设置V形环槽导轮13，V形环槽导轮13的轴用轴承(图中未画)安装于支板12和支板14，支板12和支板14固定在电梯箱11；在电梯箱11的前后侧面(从图1看为后侧面，若从图2至图4看为上下面)分别设置两个V形环槽导轮13，使V形环槽导轮13能卡在V形导轨5和V形导轨31通顺滚动；在电梯箱11的前后侧面上与磁敏位置传感器3的端面所对应的铅锤方向底部设置磁体9；在电梯箱11的下部左右两边对应摩擦板28和摩擦板29分别设置电磁制动器36和电磁制动器40，电磁制动器36和电磁制动器40的头部有摩擦片，电磁制动器36和电磁制动器40的结构和动作原理同电磁托4；在电梯箱11侧面对应U形线组6、U形线组7、U形线组30和U形线组32处分别固定导磁条35、导磁条33、导磁条37、导磁条39，磁体34的左右端面分别与导磁条33的右端面、导磁条35的左端面相贴，并且固定在电梯箱11的后侧面(从图1看为后侧面，若从图2至图4看为上下面)，磁体38的左右端面分别与导磁条37的右端面、导磁条39的左端面相贴，并且固定在电梯箱11的前侧面，使导磁条35、导磁条33、导磁条37、导磁条39分别不接触地放入U形线组6、U形线组7、U形线组30和U形线组32；在电梯箱11的左壁面或右壁面设置电梯箱电动门关及其行程开关(图中未画)。

所述节能电梯的控制系统的构成：设置具有变压、整流、蓄电、逆变功能的不间断供电电源22(俗称UPS电源)，不间断供电电源22的端子21接市电；设置驱动器24、控制机18(为控制计算机或可编程控制器)，驱动器24用导线23从不间断供电电源22接电，导线20将驱动器24里的整流充电器与不间断供电电源22的蓄电池连接；控制机18用导线19也从不间断供电电源22接电；U形线组6、U形线组7、U形线组30、U形线组32、磁敏位置传感器3、电磁托4、楼层电梯门口按键盒、电梯楼层电动门关及其行程开关均分别用绝缘保护层的导线与端子盒15连接，将这些导线制成线排27；电梯箱11里的楼层控制按键盒、称重传感器8、电梯箱电动门关及其行程开关、换气扇、照明灯、应急电话、电磁制动器36、电磁制动器40分别用带绝缘保护层的导线与端子盒15连接(其中电梯箱11里的楼层控制按键盒、电梯箱电动门关及其行程开关、换气扇、照明灯、应急电话均在图中未画)，将这些导线制成抗拉柔软的线排27’；U形线组6、U形线组7、U形线组30、U形线组32、电磁托4、电磁制动器36、电磁制动器40、电梯箱电动门关、换气扇、照明灯的接电由从端子盒15用导线排25与驱动器24连接实现；磁敏位置传感器3、楼层电梯门口按键盒、行程开关、称重传感器8、电梯箱11里的楼层控制按键盒从端子盒15用导线排16接入控制机18；控制机18用导线排17与驱动器24连接，以传达控制信号控制驱动器24工作；电话线26接总机。

所述节能电梯的工作原理如下述。

如图3示。磁体34的磁力在导磁条35、导磁条33的周围空间产生一种极性磁场，磁体38在导磁条37、导磁条39的周围空间产生另一种极性磁场，若控制机18控制驱动器24有规律给U形线组6、U形线组7、U形线组30、U形线组32分别通不同方向的电流，根据电磁学知，U形线组6、U形线组7、U形线组30、U形线组32必然受到力的作用，且受力方向相同。但由于U形线组6、U形线组7、U形线组30、U形线组32固定在电梯井1，由作用力和反作用力定律和运动的相对原理知，导磁条35、导磁条33、导磁条37、导磁条39必然受到电磁力的推力作用，当此推力大于电梯箱11及其附件(电梯箱11里的楼层控制按键盒、称重传感器8、电梯箱电动门关及其行程开关、换气扇、照明灯、应急电话、电磁制动器36、电磁制动器40等)重量、电梯箱11的载荷重量(由称重传感器8测量并传给控制机18)之和时整个电梯箱11将上升运动。控制机18根据电梯箱11及其附件重量、电梯箱11的载荷重量之和，经计算后控制驱动器24给U形线组通适量的电流，控制产生所述电磁推力，从而使电梯箱11平稳上行。电梯箱11载荷超重时，称重传感器8会发出报警音响，并把报警信号传给控制机18，控制机18控制驱动器24使电梯箱11静止不动。

电梯箱11下行时，根据电梯箱11及其附件重量、电梯箱11的载荷重量之和，控制机18经计算后控制驱动器24使U形线组6、U形线组7、U形线组30、U形线组32的部分线匝悬空(什么都不接)，部分接驱动器24里的整流充电器；或者使U形线组6、U形线组7、U形线组30、U形线组32均接驱动器24里的整流充电器，U形线组的线匝切割所述磁场的磁力线发电。悬空的线匝只产生感应电势而无电流，不阻碍电梯箱11的下行；而接驱动器24里的整流充电器的线匝既产生感应电势又产生电流，所以会阻碍电梯箱11的下行产生制动力，并通过导线20把产生的电能反馈给不间断供电电源22的蓄电池。所以所述电梯箱11下行能利用势能发电。

导轨5、导轨31、导轮13能抵抗扰动，约束电梯箱11沿铅锤方向上行、下行。在通常情况下，导轮13对导轨5、导轨31的压力很小，因而产生的摩擦、振动、噪音都微小。

所述电梯运行时，若控制机18控制驱动器24给电磁托4、电磁制动器36、电磁制动器40的线圈常通电；所述电梯停止时，使这些线圈断电。如图4示，电磁托4的线圈4-2获电时产生磁力使静铁芯4-1磁化，吸引动铁芯4-5使其大端面与静铁芯4-1的小端面相抵，同时弹簧4-3受压，这样电磁托4就让开了电梯箱11运动通路；当线圈4-2失电时，静铁芯4-1磁性消失，动铁芯4-5在弹簧4-3恢复力作用下弹出挡住电梯箱11运动通路。电梯箱11运动到楼层电梯门口时，磁敏位置传感器3感应到电梯箱11上的磁体9的磁力后发信号给控制机18，当控制机18既收到此信号又收到楼层电梯门口按键盒或电梯箱11里的楼层控制按键盒之一呼叫信号(有人或物上下按楼层号)时，控制机18控制驱动器24使各U形线组、电磁制动器36、电磁制动器40、电磁托4断电，或者使U形线组中的电流减小到对电梯箱11产生的电磁推力小于或等于电梯箱11及附件和载荷的重量，且使电磁制动器36、电磁制动器40、电磁托4断电，这时电磁托4的动铁芯4-5的水平台面托住电梯箱11的底部，电梯停站，控制机18控制驱动器24使电梯箱电动门关和电梯楼层电动门关通电打开，到位后，行程开关传信号到控制机18，控制机18控制驱动器24使电梯箱11的电动门关和电梯楼层电动门关断电而停止，人或物进出。电磁制动器36、电磁制动器40的结构和动作原理同电磁托4的，电磁制动器36、电磁制动器40失电后其动铁芯水平伸出时，它们头部的摩擦片分别抵住摩擦板28和摩擦板29(如图3示)。电梯停站，人或物进出后，电梯箱11里的人按楼层控制按键盒上的楼层号键和上行键或下行键传指令给控制机18，控制机18根据这两个指令控制驱动器24先使电梯箱电动门关和电梯楼层电动门关通电关闭，到位后，行程开关传信号到控制机18，控制机18控制驱动器24使电梯箱11的电动门关和电梯楼层电动门关断电而停止，再使U形线组通电或加大电流，同时使电磁制动器36、电磁制动器40、电磁托4通电让路，电梯箱11上行或下行。不管电梯箱11是停止还是正在升降，只要有人(无论是电梯箱11里的人还是楼层等电梯的人)操作所述按键盒，控制机18都按前述控制所述电梯运行。当电梯箱11停在任意楼层且无人按键发指令时，控制机18控制驱动器24切断除电话、不间断供电电源22和控制机18以外所有电器的供电。

当所述电梯运行时，若突然发生事故或意外停电，电梯箱11会下落，U形线组会感应电流而对电梯箱11产生制动力，同时电磁制动器36动铁芯头上的摩擦片、电磁制动器40动铁芯头上的摩擦片分别抵住摩擦板28摩擦板29而产生很大的摩擦力，也对电梯箱11强烈制动，因而能使电梯箱11下落减速倒很慢，然后遇到失电的电磁托4将被托住。所以，所述电梯十分安全可靠。

本发明有益的效果：

1、结构简单、易制造安装，所以成本低、维护工作量小且维护简便；

2、因为电梯箱11下行时利用势能发电，加之无齿轮箱和卷扬机上作时的摩擦能耗，所以本发明比现有的垂直电梯估计节电50％以上。

3、由于不存在齿轮、卷扬机磨损，仅有导轮和导轨之轻微摩擦，因而寿命长。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A剖面图；

图3为图1的B-B剖面图；

图4为图1的C-C剖面图。

具体实施方式

实施例一：如图1至图4示。在电梯井1的前后(从图1看为前后，若从图2至图3看为上下)壁分别固定垂直V形导轨5和V形导轨31；在电梯井1的后壁垂直固定U形线组7和U形线组6，U形线组7和U形线组6分置于V形导轨5的左右两侧，在电梯井1的前壁垂直固定U形线组30和U形线组32，U形线组30和U形线组32分置于V形导轨31的左右两侧；分别在电梯井1的左右壁垂直镶嵌摩擦板28和摩擦板29；在电梯井1的前后壁对应楼层电梯门高度处设置四个电磁托4，电磁托4分置在电梯井1的各角近处；如图4示，电磁托4的结构是：在静铁芯4-1小外圆外套线圈4-2，动铁芯4-5的小头有一水平台面，把动铁芯4-5放入导磁套筒4-4，动铁芯4-5的小外圆与导磁套筒4-4的小中孔配成滑动配合，在动铁芯4-5的窝中放入弹簧4-3，然后将导磁套筒4-4套在线圈4-2外并与静铁芯4-1大头联接；磁敏位置传感器3固定在电磁托4的导磁套筒4-4的端面，并使磁敏位置传感器3的感应端面在铅锤面；在电梯井1左壁面或右壁面对应楼层处设置电梯楼层电动门关及其行程开关(图中未画)；在电梯井1的底部放置软质缓冲材料2，电梯井1周围是建筑基体10。

电梯箱11的底部设置称重传感器8(像一个电子秤)；在电梯箱11对应导轨5和导轨31的箱面设置V形环槽导轮13，V形环槽导轮13的轴用轴承(图中未画)安装于支板12和支板14，支板12和支板14固定在电梯箱11，在电梯箱11的前后侧面(从图1看为后侧面，若从图2至图4看为上下面)分别设置两个V形环槽导轮13，使V形环槽导轮13能卡在V形导轨5和V形导轨31通顺滚动；在电梯箱11的前后侧面上与磁敏位置传感器3的端面所对应的铅锤方向底部设置磁体9；在电梯箱11的下部左右两边对应摩擦板28和摩擦板29分别设置电磁制动器36和电磁制动器40，电磁制动器36和电磁制动器40的头部有摩擦片，电磁制动器36和电磁制动器40的结构和动作原理同电磁托4；在电梯箱11侧面对应U形线组6、U形线组7、U形线组30和U形线组32处分别固定导磁条35、导磁条33、导磁条37、导磁条39，磁体34的左右端面分别与导磁条33的右端面、导磁条35的左端面相贴，并且固定在电梯箱11的后侧面(从图1看为后侧面，若从图2至图4看为上下面)，磁体38的左右端面分别与导磁条37的右端面、导磁条39的左端面相贴，并且固定在电梯箱11的前侧面，使导磁条35、导磁条33、导磁条37、导磁条39分别不接触地放入U形线组6、U形线组7、U形线组30和U形线组32；在电梯箱11的左壁面或右壁面设置电梯箱电动门关及其行程开关(图中未画)。

所述节能电梯的控制系统的构成：设置具有变压、整流、蓄电、逆变功能的不间断供电电源22(俗称UPS电源)，不间断供电电源22的端子21接市电；设置驱动器24、控制机18(为控制计算机或可编程控制器)，驱动器24用导线23从不间断供电电源22接电，导线20将驱动器24里的整流充电器与不间断供电电源22的蓄电池连接；控制机18用导线19也从不间断供电电源22接电；U形线组6、U形线组7、U形线组30、U形线组32、磁敏位置传感器3、电磁托4、楼层电梯门口按键盒、电梯楼层电动门关及其行程开关均分别用绝缘保护层的导线与端子盒15连接，将这些导线制成线排27，电梯箱11里的楼层控制按键盒、称重传感器8、电梯箱电动门关及其行程开关、换气扇、照明灯、应急电话、电磁制动器36、电磁制动器40分别用带绝缘保护层的导线与端子盒15连接(其中电梯箱11里的楼层控制按键盒、电梯箱电动门关及其行程开关、换气扇、照明灯、应急电话均在图中未画)，将这些导线制成抗拉柔软的线排27’；U形线组6、U形线组7、U形线组30、U形线组32、电磁托4、电磁制动器36、电磁制动器40、电梯箱电动门关、换气扇、照明灯的接电由从端子盒15用导线排25与驱动器24连接实现；磁敏位置传感器3、楼层电梯门口按键盒、行程开关、称重传感器8、电梯箱11里的楼层控制按键盒从端子盒15用导线排16接入控制机18；控制机18用导线排17与驱动器24连接，以传达控制信号控制驱动器24工作；电话线26接总机。

Claims

1.节能电梯，其特征是：在电梯井(1)的前后壁分别固定垂直前V形导轨(31)和后V形导轨(5)；在电梯井(1)的后壁垂直固定一号U形线组(7)和二号U形线组(6)，一号U形线组(7)和二号U形线组(6)分置于后V形导轨(5)的左右两侧，在电梯井(1)的前壁垂直固定三号U形线组(30)和四号U形线组(32)，三号U形线组(30)和四号U形线组(32)分置于前V形导轨(31)的左右两侧；分别在电梯井(1)的左右壁垂直镶嵌左摩擦板(28)和右摩擦板(29)；在电梯井(1)的前后壁对应楼层电梯门高度处设置四个电磁托(4)，电磁托(4)分置在电梯井(1)的各角近处；电磁托(4)的结构是：在静铁芯(4-1)小外圆外套线圈(4-2)，动铁芯(4-5)的小头有一水平台面，把动铁芯(4-5)放入导磁套筒(4-4)，动铁芯(4-5)的小外圆与导磁套筒(4-4)的小中孔配成滑动配合，在动铁芯(4-5)的窝中放入弹簧(4-3)，然后将导磁套筒(4-4)套在线圈(4-2)外并与静铁芯(4-1)大头联接；磁敏位置传感器(3)固定在电磁托(4)的导磁套筒(4-4)的端面，并使磁敏位置传感器(3)的感应端面在铅锤面；在电梯井(1)左壁面或右壁面对应楼层处设置电梯楼层电动门关及其行程开关；在电梯井(1)的底部放置软质缓冲材料(2)，电梯井1周围是建筑基体(10)；

电梯箱(11)的底部设置称重传感器(8)；在电梯箱(11)对应前V形导轨(31)和后V形导轨(5)的箱面设置V形环槽导轮(13)，V形环槽导轮(13)的轴用轴承安装于左支板(12)和右支板(14)，左支板(12)和右支板(14)固定在电梯箱(11)；在电梯箱(11)的前后侧面分别设置两个V形环槽导轮(13)，使V形环槽导轮(13)能卡在前V形导轨(31)和后V形导轨(5)上通顺滚动；在电梯箱(11)的前后侧面上与磁敏位置传感器(3)的端面所对应的铅锤方向底部设置磁体(9)；在电梯箱(11)的下部左右两边对应左摩擦板(28)和右摩擦板(29)分别设置左电磁制动器(36)和右电磁制动器(40)，左电磁制动器(36)和右电磁制动器(40)的头部有摩擦片，左电磁制动器(36)和右电磁制动器(40)的结构和动作原理同电磁托(4)；在电梯箱(11)侧面对应一号U形线组(7)、二号U形线组(6)、三号U形线组(30)、四号U形线组(32)处分别固定一号导磁条(33)、二号导磁条(35)、三号导磁条(37)、四号导磁条(39)，后磁体(34)的左右端面分别与一号导磁条(33)的右端面、二号导磁条(35)的左端面相贴，并且固定在电梯箱(11)的后侧面，前磁体(38)的左右端面分别与三号导磁条(37)的右端面、四号导磁条(39)的左端面相贴，并且固定在电梯箱(11)的前侧面，使二号导磁条(35)、一号导磁条(33)、三号导磁条(37)、四号导磁条(39)分别不接触地放入二号U形线组(6)、一号U形线组(7)、三号U形线组(30)、四号U形线组(32)；在电梯箱(11)的左壁面或右壁面设置电梯箱电动门关及其行程开关；

所述节能电梯的控制系统的构成：设置具有变压、整流、蓄电、逆变功能的不间断供电电源(22)，不间断供电电源(22)的端子(21)接市电；设置驱动器(24)、控制机(18)，驱动器(24)用一号导线(23)从不间断供电电源(22)接电，二号导线(20)将驱动器(24)里的整流充电器与不间断供电电源(22)的蓄电池连接；控制机(18)用三号导线(19)也从不间断供电电源(22)接电；二号U形线组(6)、一号U形线组(7)、三号U形线组(30)、四号U形线组(32)、磁敏位置传感器(3)、电磁托(4)、楼层电梯门口按键盒、电梯楼层电动门关及其行程开关均分别用绝缘保护层的导线与端子盒(15)连接，将这些导线制成一号线排(27)；电梯箱(11)里的楼层控制按键盒、称重传感器(8)、电梯箱电动门关及其行程开关、换气扇、照明灯、应急电话、电磁制动器(36)、电磁制动器(40)分别用带绝缘保护层的导线与端子盒(15)连接，将这些导线制成抗拉柔软的二号线排(27’)；二号U形线组(6)、一号U形线组(7)、三号U形线组(30)、四号U形线组(32)、电磁托(4)、一号电磁制动器(36)、二号电磁制动器(40)、电梯箱电动门关、换气扇、照明灯的接电由从端子盒(15)三号用导线排(25)与驱动器(24)连接实现；磁敏位置传感器(3)、楼层电梯门口按键盒、行程开关、称重传感器(8)、电梯箱(11)里的楼层控制按键盒从端子盒(15)用四号导线排(16)接入控制机(18)；控制机(18)用五号导线排(17)与驱动器(24)连接；电话线(26)接总机。