CN102649524B - 电梯用液压缓冲器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种电梯用液压缓冲器，即使在通过节流孔的工作油中发生了气穴现象而使得工作油成为气液两相流的情况下，也能够防止工作油从油室喷出。电梯用液压缓冲器包括：基座液压缸，在其底面立起设置有销杆；中间柱塞，在其底面设置有供销杆贯穿插入的开口；上级柱塞，在其底面设置有尺寸比开口小的节流孔；以及中空状的外壳，其具有空气孔，并且该外壳安装在上级柱塞的上方侧。在上级柱塞的靠外壳的底部侧的位置，设置有将上级柱塞与外壳连通的连通孔，在外壳的内侧固定有对所述外壳的内部进行划分的间隔板。

Description

电梯用液压缓冲器

技术领域

本发明涉及液压缓冲器，特别是涉及设置于电梯的井道的电梯用液压缓冲器。

背景技术

电梯用液压缓冲器具有这样的功能：当轿厢或对重由于某些异常而与井道的底部冲撞时，减缓施加至轿厢的冲击。

专利文献1所公开的电梯用液压缓冲器包括：基座液压缸、中间柱塞、上级柱塞、油室外壳、销杆以及复位弹簧。在基座液压缸中填充有工作油。至少设置有一个的圆筒状的中间柱塞以能够沿轴向滑动的方式被插入至基座液压缸。上级柱塞以能够沿轴向滑动的方式被插入至中间柱塞，在上级柱塞的底面部设置有节流孔。

油室外壳形成当上级柱塞被以满行程进行了压缩时供工作油流入的油室。销杆立起设置于基座液压缸内，并从上级柱塞的行程的中途起插入节流孔中。复位弹簧使中间柱塞和上级柱塞复位至无载荷状态的位置。

专利文献2所公开的电梯用液压缓冲器包括开闭装置和储油室。开闭装置将从柱塞的内部朝向外部的方向设定为阻止方向，并且对该阻止功能设定了预定的泄漏特性(漏れ特性)。储油室在液压缸的顶部附近与液压缸的内部连通。通过这些机构来防止工作油喷出至外部。

专利文献1：WO2009/028100

专利文献2：日本特开平6-298470号公报

对于专利文献1的电梯用液压缓冲器，在工作时的轿厢的速度快的情况下，通过节流孔的工作油的流速变得非常快。由此，在通过节流孔的工作油内产生因气穴现象导致的气泡，工作油的流动成为气液混合的两相流。当气液混合的工作油流入被保持为大气压的油室和上级柱塞时，工作油的油压急剧降低至大气压。随着该急剧的压力降低，工作油的体积急剧增加，从而使得工作油从设置于油室上部的空气孔喷出。随着工作油喷出，工作油的量减少，因此，为了确保预定的性能，需要在每次工作时对电梯用液压缓冲器补充工作油。

另一方面，专利文献2公开了用于防止电梯用液压缓冲器中的工作油喷出的技术。对设置于柱塞的孔设定有下述这样的泄漏特性：空气能够通过，而工作油却无法通过。即，在柱塞内的工作油完全为液态的情况下，工作油无法通过设置在柱塞上的孔，因此，工作油不会喷出至柱塞外。

可是，在通过节流孔的工作油中发生了气穴现象而使得工作油成为气液混合的状态的情况下，无法利用设置于柱塞的开闭装置来阻止工作油喷出。即，无法阻止在工作油中发生气穴现象这样的工作条件下的、工作油的喷出。

发明内容

本发明的目的在于，在电梯用液压缓冲器中，即使在通过节流孔的工作油中发生了气穴现象而使得工作油成为气液两相流的情况下，也能够防止工作油从油室喷出。

本申请的电梯用液压缓冲器包括：基座液压缸，在其底面立起设置有销杆；中间柱塞，在其底面设置有供销杆贯穿插入的开口；上级柱塞，在其底面设置有尺寸比开口小的节流孔；以及中空状的外壳，其具有空气孔，并且该外壳安装在上级柱塞的上方侧，在上级柱塞的靠外壳的底部侧的位置，设置有将所述上级柱塞与所述外壳连通的连通孔，在外壳的内侧固定有间隔板，所述间隔板对所述外壳的内部进行划分。

通过使成为气液混合的两相流的工作油沿油室内表面的行进路径变长，来使工作油气液分离，只有比工作油轻的空气能够到达空气孔，而工作油不会到达空气孔，从而能够防止工作油从空气孔喷出。

附图说明

图1是示出实施方式1的电梯用液压缓冲器的图，其是与没有施加载荷的状态相对应的剖视图。

图2是示出复位弹簧的第1形态的图。

图3是示出实施方式1的电梯用液压缓冲器的图，其是与完全压缩了的状态相对应的剖视图。

图4是示出复位弹簧的第2形态的图。

图5是示出实施方式2的电梯用液压缓冲器的图，其是与没有施加载荷的状态相对应的剖视图。

图6是示出实施方式2的电梯用液压缓冲器的图，其是与完全压缩了的状态相对应的剖视图。

图7是示出实施方式3的电梯用液压缓冲器的图，其是与没有施加载荷的状态相对应的剖视图。

图8是示出实施方式3的电梯用液压缓冲器的图，其是与完全压缩了的状态相对应的剖视图。

标号说明

1：基座液压缸；2：销杆；3：中间柱塞；4：上级柱塞；4f：节流孔；4g：连通孔；5：基座液压缸室；6：中间柱塞室；7：上级柱塞室；10：工作油；11：油室外壳；11a：油室外壳空气孔；12：油室；13：间隔板；14：间隔板；15：间隔板。

具体实施方式

实施方式1.

基于附图对实施方式1的电梯用液压缓冲器进行说明。图1示出了电梯用液压缓冲器的截面。电梯用液压缓冲器100被设置在供轿厢和对重等升降体升降的井道内，其处于没有被施加载荷的状态(没有进行工作的状态)。电梯用液压缓冲器100包括基座液压缸1、销杆2、中间柱塞3、上级柱塞4、工作油10以及油室外壳11。

基座液压缸1由地脚螺栓等垂直固定于井道的底部。基座液压缸1包括：圆筒状的基座液压缸主体1a；基座液压缸底面部1b，其堵塞基座液压缸主体1a的下端的开口；基座液压缸卡合部1c，其从基座液压缸主体1a的上端部朝向内径侧突出；以及圆筒状的第1滑动衬套1d，其配置于基座液压缸卡合部1c的内周。在基座液压缸底面部1b垂直固定有销杆2。

在基座液压缸1的上端部插入有直径比基座液压缸1小的中间柱塞3。中间柱塞3包括：圆筒状的中间柱塞主体3a；中间柱塞防脱部3b，其从中间柱塞主体3a的下端部向外径侧突出；止动部3c，其从中间柱塞主体3a的下端部向内径侧突出；中间柱塞卡合部3d，其从中间柱塞主体3a的上端部向内径侧突出；以及圆筒状的第2滑动衬套3e，其配置于中间柱塞卡合部3d的内周。

中间柱塞主体3a能够沿着第1滑动衬套1d的内周面上下滑动。为此，对中间柱塞主体3a的外周面、即相对于第1滑动衬套1d滑动的滑动面光滑地进行机械加工。与此相对，由于在中间柱塞防脱部3b的外周面与基座液压缸1的内周面之间设置有间隙，因此无需对中间柱塞防脱部3b的外周面和基座液压缸1的内周面实施特别的机械加工。

在中间柱塞3的上端部插入有直径比中间柱塞3小的上级柱塞4。上级柱塞4包括：圆筒状的上级柱塞主体4a；上级柱塞底面部4b，其设置于上级柱塞主体4a的下端部；上级柱塞上表面部4c，其堵塞上级柱塞主体4a的上端的开口；弹性体4d，其固定于柱塞上表面部4c的上表面；以及上级柱塞防脱部4e，其比上级柱塞主体4a的外周面向外径侧突出。

上级柱塞主体4a能够沿着第2滑动衬套3e的内周面上下滑动。为此，对上级柱塞主体4a的外周面、即相对于第2滑动衬套3e滑动的滑动面光滑地进行机械加工。由于在上级柱塞防脱部4e的外周面与中间柱塞3的内周面之间设置有间隙，因此无需对上级柱塞防脱部4e的外周面和中间柱塞3的内周面实施特别的机械加工。当电梯用液压缓冲器100被压缩而使上级柱塞4下降时，上级柱塞防脱部4e的下表面从行程的中途开始与止动部3c抵接。

在上级柱塞底面部4b的外周部设置有上级柱塞防脱部4e。在上级柱塞底面部4b的中央设置有节流孔(开口部)4f。当电梯用液压缓冲器100被压缩而使上级柱塞4下降时，销杆2从行程的中途开始插入节流孔4f中。在上级柱塞4设置有连通孔4g，该连通孔4g将上级柱塞室7与油室12的最下部连通。

在没有施加载荷的状态下，在基座液压缸1的内侧形成有基座液压缸室5，在中间柱塞3的内侧形成有中间柱塞室6，在上级柱塞4的内侧形成有上级柱塞室7。此外，在没有施加载荷的状态下，工作油10充满基座液压缸室5和中间柱塞室6。工作油10在没有施加载荷的状态下的油面位于比节流孔4f靠上方的位置。

在上级柱塞4的外周部，以围绕上级柱塞4的上侧的方式固定有油室外壳11。油室外壳11形成用于在电梯用液压缓冲器100压缩时收纳工作油10的油室12。在油室外壳11的内侧固定有间隔板14。间隔板14包围上级柱塞4的外周，并且呈螺旋状地从油室外壳11的底部延伸至上部。

在油室外壳11设置有油室外壳空气孔11a，该油室外壳空气孔11a将油室12的最上部与油室外壳11的外部连通。油室外壳11被配置在上级柱塞4的上端部附近，从而即使上级柱塞4被以满行程压缩，也不会使油室外壳11与中间柱塞3抵接。即，即使在电梯用液压缓冲器100被完全压缩的情况下，上级柱塞4的安装有油室外壳11的部分也从中间柱塞3突出至上方。

虽然在图1没有示出，但在电梯用液压缓冲器100中安装有复位弹簧。图2是示出复位弹簧的形态的图，为了便于观察，省略了工作油的图示。在上级柱塞底面部4b和中间柱塞防脱部3b的下表面固定有弹簧支架。分别在中间柱塞3设置有复位弹簧20a，在基座液压缸1设置有复位弹簧20b。作为复位弹簧20a、20b，例如使用螺旋弹簧。当电梯用液压缓冲器100从因施加有载荷而被压缩了的状态卸掉载荷时，各个柱塞借助复位弹簧20a、20b的回复力而被顶起，并保持为图1的状态。

销杆2具有截面从上端面朝向下方(朝向基座液压缸底面部1b)逐渐变大的锥部2a。在止动部3c开设有节流孔(开口部)3f。销杆2能够顺畅地贯穿节流孔3f。通过设计锥部2a的倾斜角，能够决定电梯用液压缓冲器100的缓冲性能。例如基于专利文献1所示的思路来设计锥部2a。节流孔3f的直径比节流孔4f的直径大。

图3示出电梯用液压缓冲器被完全压缩的状态(进行了工作的状态)。油室外壳空气孔11a被设置于下述这样的高度：即使在电梯用液压缓冲器100被完全压缩时，油面也不会到达油室外壳空气孔11a。连通孔4g的面积比节流孔4f大得多，因而对电梯用液压缓冲器100的缓冲性能产生的影响较少。

当电梯用液压缓冲器100被压缩时，首先，上级柱塞4下降，当上级柱塞底面部4b到达中间柱塞3的止动部3c时，上级柱塞4与中间柱塞3一同下降。随着各柱塞的下降，中间柱塞室6和基座液压缸室5的工作油10通过节流孔4f被向上级柱塞室7压出。随着上级柱塞4的下降，销杆2的锥部2a被插入到节流孔4f中，从而使节流孔4f的有效面积变窄。

接下来，对电梯用液压缓冲器工作时的工作油10的动作进行说明。首先，工作油10通过节流孔4f流入上级柱塞室7。在电梯用液压缓冲器100的工作速度较高的情况下，工作油10通过节流孔4f时的流速较快，在工作油10中会发生气穴现象，从而使工作油10成为气液混合的两相流。然后，成为两相流的工作油10通过连通孔4g流入油室12。在此，由于设置有将油室12与油室外壳11的外部连通的油室外壳空气孔11a，因此油室12保持为大气压。对于流入油室12的作为两相流的工作油10，由于压力的急剧降低而使得体积减小。

实施方式1的油室外壳11的特征在于，使该油室外壳11的内部为螺旋结构，从而使得从连通孔4g至油室外壳空气孔11a的路径较长。一般公知下述现象：当使气液混合的两相流沿着壁面行进时，会沿着壁面形成液膜，从而使气相和液相分离。利用该特性，通过在从连通孔4g至油室外壳空气孔11a的路径中增加沿壁面的行进距离，实现了气液的分离。分离出的较重的液相留在油室12，只有较轻的气相从油室外壳空气孔11a被排出至外部。

并且，为了使更多的工作油10沿着壁面行进，优选以与油室12的内壁成直角地接触的方式来决定连通孔4g的方向。在这样的电梯用液压缓冲器100中，通过在油室内分离工作油的气相和液相，能够防止工作油喷出。由于能够在油室的有限的体积当中有效地延长作为气液混合的两相流的工作油沿油室内表面的行进路径，因此，能够防止为了分离工作油的气相和液相而使油室外壳变得大型。

在定期检查等中，每次都要进行电梯用液压缓冲器的动作确认。如果是会发生工作油从液压缓冲器喷出的结构，则在每次的定期检查中都要进行补充工作油的作业。根据本申请的电梯用液压缓冲器100，由于抑制了工作油的喷出，因此能够减小维护管理者的作业负担。

在图4中示出复位弹簧的其他形态。在图2所示的形态中，在每个柱塞都安装有复位弹簧，在此处，在上级柱塞与基座液压缸之间安装有一个复位弹簧20。复位弹簧20使上级柱塞4与中间柱塞3这两者复位。这样，具有下述优点：能够减小各个柱塞的直径，实现轻量化。

实施方式2.

基于图5和图6对实施方式2的电梯用液压缓冲器100进行说明。图5是处于没有施加载荷的状态(没有进行工作的状态)的实施方式2的电梯用液压缓冲器的剖视图。图6是处于被完全压缩的状态(进行了工作的状态)的实施方式2的电梯用液压缓冲器的剖视图。并且，在图5和图6中，对与图1～图4相同的部件标记相同的标号，并省略说明。

在实施方式2的油室12，隔开间隔地固定有多张间隔板13。在间隔板13设置有开口13a。开口13a以在上侧的间隔板与下侧的间隔板处不重合于相同位置的方式配置成例如交错状(千鳥)。在附图的例子中，3张间隔板13被固定在油室外壳11的内侧。

实施方式2的油室12的特征在于，油室12的内部被间隔板13分割成串行连接的多个小室。因通过节流孔4f而成为气液混合的两相流的工作油10通过连通孔4g，并流入设置于油室12的最初的小室。当最初的小室被成为两相流的工作油10充满时，工作油10流入下一个小室。当下一个小室也被工作油10充满时，工作油10进一步流入下一个小室。

每当重复该动作时，工作油10的压力会阶段性地下降。即，通过在工作油10充满油室12的过程中使工作油10的压力阶段性地下降，能够防止工作油10膨胀。由此，即使在工作油10中发生了气穴现象的情况下，也能够防止工作油10膨胀，从而能够防止工作油喷出。

实施方式3.

基于图7和图8对实施方式3的电梯用液压缓冲器100进行说明。图7是处于没有施加载荷的状态(没有进行工作的状态)的实施方式3的电梯用液压缓冲器的剖视图。图8是处于被完全压缩的状态(进行了工作的状态)的实施方式3的电梯用液压缓冲器的剖视图。并且，在图7和图8中，对与图1～图4相同的部件标记相同的标号，并省略说明。

在实施方式3的油室12，将多张间隔板15a和间隔板15b配设成互相错开。间隔板15a的直径比间隔板15b的直径大。间隔板15a的外周部被固定在油室外壳11的内周侧。间隔板15b的内周部被固定在上级柱塞4的外周。在间隔板15a的内周部与上级柱塞4的外周之间设置有间隙。在间隔板15b的外周部与油室外壳11的内侧之间也设置有间隙。

实施方式3的油室12的内部被间隔板15a和间隔板15b分割成串行连接的多个小室。因通过节流孔4f而成为气液混合的两相流的工作油10通过连通孔4g，并流入设置于油室12的最初的小室。当最初的小室被成为两相流的工作油10充满时，工作油10流入下一个小室。当下一个小室也被工作油10充满时，工作油10进一步流入下一个小室。

每当重复该动作时，工作油10的压力会阶段性地下降。即，通过在工作油10充满油室12的过程中使工作油10的压力阶段性地下降，能够防止工作油10膨胀。由此，即使在工作油10中发生了气穴现象的情况下，也能够防止工作油10膨胀，从而能够防止工作油喷出。

Claims (4)

1.一种电梯用液压缓冲器，其包括：

基座液压缸，在其底面立起设置有销杆；

中间柱塞，在其底面设置有供所述销杆贯穿插入的开口；

上级柱塞，在其底面设置有尺寸比所述开口小的节流孔；以及

中空状的外壳，其具有空气孔，并且该外壳安装在所述上级柱塞的上方侧，

在所述上级柱塞的靠所述外壳的底部侧的位置，设置有将所述上级柱塞与所述外壳连通的连通孔，在所述外壳的内侧固定有间隔板，所述间隔板对所述外壳的内部进行划分；

其中，所述间隔板从所述外壳的下部呈螺旋状地延伸至所述外壳的上部，所述上级柱塞与所述外壳仅通过所述连通孔连接。

2.一种电梯用液压缓冲器，其包括：

基座液压缸，在其底面立起设置有销杆；

中间柱塞，在其底面设置有供所述销杆贯穿插入的开口；

上级柱塞，在其底面设置有尺寸比所述开口小的节流孔；以及

中空状的外壳，其具有空气孔，并且该外壳安装在所述上级柱塞的上方侧，

在所述上级柱塞的靠所述外壳的底部侧的位置，设置有将所述上级柱塞与所述外壳连通的连通孔，在所述外壳的内侧固定有间隔板，所述间隔板对所述外壳的内部进行划分；

其中，所述间隔板由具有开口的多张板构成，所述上级柱塞与所述外壳仅通过所述连通孔连接。

3.一种电梯用液压缓冲器，其包括：

基座液压缸，在其底面立起设置有销杆；

中间柱塞，在其底面设置有供所述销杆贯穿插入的开口；

上级柱塞，在其底面设置有尺寸比所述开口小的节流孔；以及

中空状的外壳，其具有空气孔，并且该外壳安装在所述上级柱塞的上方侧，

在所述上级柱塞的靠所述外壳的底部侧的位置，设置有将所述上级柱塞与所述外壳连通的连通孔，在所述外壳的内侧固定有间隔板，所述间隔板对所述外壳的内部进行划分；

其中，所述间隔板包括第1间隔板和第2间隔板，所述第1间隔板的外周侧与所述外壳的内侧紧密接触，所述第1间隔板的内周径比所述上级柱塞的外径大，所述第2间隔板的外周径比所述外壳的内径小，所述第2间隔板的内周侧与所述上级柱塞的外侧紧密接触，所述上级柱塞与所述外壳仅通过所述连通孔连接。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电梯用液压缓冲器，其特征在于，所述外壳具有的所述空气孔设置在所述外壳的顶板。