CN103569826B - 平衡式配重升降机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平衡式配重升降机，其轿厢和配重体分别设置有承载动态配重物的容器，而每一所述容器分别设置了供所述动态配重物出入的出口和进口；在所述轿厢升降过程中所需停靠的位置，分别设置有用于提供和收纳所述动态配重物的供料单元、排料单元。本发明升降机（电梯）在静止停车状态下，轿厢内负重无论如何变化，都能使配重一侧与轿厢一侧自动保持平衡，从而达到减小牵引电动机功率，节省电能的目的。此外，本发明还降低了升降机（电梯）的生产成本，增加了升降机（电梯）的安全系数，减小了机房的噪音，改善居住环境。

Description

平衡式配重升降机

技术领域

本发明涉及一种负重抬升的升降机或电梯，更具体地说，涉及升降机配重方式的改进。

背景技术

现有技术的升降机或称电梯，升降机构的动力主要依靠电机输出的动力实现。问题在于，由于升降机负载经常较重，使得电机所需的功率较大，耗费大量的电能。

发明内容

针对上述问题，本发明通过改变现有技术中升降机动力机构的实现方式，旨在降低执行电机功率输出的要求，从而达到节省电能、降低成本等目的。

为了达到上述目的，本发明提供了一种平衡式配重升降机，包括轿厢和配重体。所述轿厢与所述配重体之间通过滑轮组机构连接了钢丝绳和一根牵引绳，所述牵引绳长于所述钢丝绳，且所述牵引绳绕于牵引电机；此外，位于所述轿厢和所述配重体顶部分别设置有绕接所述牵引绳的松紧器。其中，所述轿厢和所述配重体分别设置有承载动态配重物的容器，所述动态配重物为液体或颗粒固体，而每一所述容器分别设置了供所述动态配重物出入的出口和进口，所述出口和进口分别设置有活动配接主口。在所述轿厢升降过程中所需停靠的位置，分别设置有用于提供和收纳所述动态配重物的供料单元、排料单元，所述供料单元和排料单元对应所述进口和所述出口分别设置有用于连接所述活动配接主口的副口，而且每一所述活动配接主口、副口在对接状态下配设有泵送装置。此外，所述轿厢中设置用于监控停靠位置的位置传感器、监控轿厢重量和配重体重量的负重传感器，以及每一所述容器分别设置有重量检测器；所述位置传感器、负重传感器、重量检测器将检测信号送至中央处理单元，所述中央处理单元根据所述检测信号及轿厢的工作状态，分别向包括所述活动配接主/副口、所述泵送装置、所述牵引电机、所述松紧器的执行部件发送执行指令信号。

其中，松紧器可用市面上公开销售的微型电动葫芦实现，其目的在于，根据需要将牵引绳长于钢丝绳的部分缠绕收起。而牵引电机的工作目的为，用于牵引绳两个方向对应的收送，从而实现轿厢和配重体对应的升降功能。此外，上述活动配接主口与副口的对接方式类似于空中加油机为飞机加油时的接口方式，而且空中加油机的接口方式完全适用于本发明。

优选方式下，所述动态配重物为水体。相应的，所述供料单元和排料单元分别包括连接底部集水箱的水管；其中，用于向所述容器供水的输水水管上设置有电磁阀，所述电磁阀接收来自所述中央处理单元的阀门开关执行指令。此外，最优方式下，所述输水水管以及用于所述容器排水的排水水管分别以连接所述集水箱18的主管路和支管路方式设置，从而达到节省管件和空间的目的。此时，一根所述输水主管路底部仅需设置一个所述泵送装置。

此外，所述活动配接主口和所述活动配接副口分别为：一个设置电磁线圈的喇叭状接口和一个后部为连接软管和铁质磁体的半球状接口。所述喇叭状接口上与所述半球状接口对接处也设置为球面结构，并设置密封件。

另一种优选方式下，所述动态配重物为颗粒固体，具体为球状颗粒。此时，所述供料单元包括装所述球状颗粒的漏斗，所述漏斗底部设置有所述活动配接副口，对应连接所述进口。所述排料单元包括用于连接下层漏斗的输送管，对应连接所述出口；而用于向所述输送管泵送所述球状颗粒的所述泵送装置为电机驱动的螺旋输送装置。为了达到下层直接借用上层配重的目的，上层漏斗底部还设置有直接连接下层漏斗的管道，所述管道上设置有阀体，所述阀体的开关执行部件接收所述中央处理单元的指令。此外，为了实现上层配重的补充，所述下层漏斗设置有球状颗粒溢出容纳及输送单元，所述球状颗粒溢出容纳及输送单元连接至上层漏斗；一种优选方式下，所述球状颗粒溢出容纳及输送单元包括逐层设置的电机提升设备和斗状容器。

此外，上述螺旋输送装置包括通道内设置的螺旋叶片，螺旋叶片在电机带动下转动，叶片间的空间用于容纳固体颗粒或球体，从而随着叶片的转动，固体逐渐由一端输送到另一端。螺旋式挤压输送装置的原理在现有物品输送领域使用非常广泛。

本发明的升降机在使用时，无论轿厢是加重和是减重，配重体部分都相应的加重、减重，保持轿厢和配重体部分的重量完全一致，从而使得牵引电机仅需提供一个升降方向很小功率的输出，就可以达到升降机依靠重力和惯性自动升降的作用，从而大大降低了电机牵引功率的输出要求，达到节能的目的。因此，本发明升降机(电梯)在静止停车状态下，轿厢内负重无论如何变化，都能使配重一侧与轿厢一侧自动保持平衡。综上，本发明具有如下有益效果：

1、极大的减小牵引电动机功率，节省大量电能。

2、降低升降机(电梯)的生产成本，提高利润。

3、增加升降机(电梯)的安全系数。

4、减小机房的噪音，改善居住环境。

5、增加诸多卖点，扩大市场和提高产品竞争力。

附图说明

图1是本发明平衡式配重升降机轿厢与配重体连接的结构示意图；

图2是用于改变配重状态的容器对外接口结构示意图；

图3是配重体部分的立体结构示意图，示出了配重容器的设置方式；

图4是轿厢部分的结构示意图，示出了轿厢容器的设置方式；

图5是用于配重容器或轿厢容器加载水体配重的集水箱设置结构示意图；

图6是与图5连接用于连接配重容器或轿厢容器供水的管线结构示意图；

图7是与图5连接用于连接配重容器或轿厢容器排水的管线结构示意图；

图8是配重容器或轿厢容器中用于连接管线的球状接口结构示意图；

图9是以固态颗粒方式加载负重实施例中的加料机构结构示意；

图10是用于图9实施例的配重容器或轿厢容器的机构原理示意图；

图11是用于图9实施例的整体配重输送的原理结构示意图；

图12是用于图9实施例补充颗粒负重物的机构原理示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明将升降机(电梯)连接配重与轿厢的钢丝绳与牵引电机脱离。达到钢丝绳只保证承载两侧负重最大的重量和自由上下移动即可，在这里叫“连接绳”。另外再加一根超长的起牵引作用的钢丝绳与轿厢和配重体相连，并与小于2KW的牵引电机连接在一起，达到牵引轿厢上下自如的目的，在这里叫“牵引绳”。但必须在轿厢和配重体顶部各安装一部松紧器，当轿厢到达预定位置停车时，轿厢门开启同时两部松紧器同时放松使两端牵引绳适度放松，对轿厢和配重体不产生作用力，达到轿厢和配重体只受重力控制，在连接绳作用下随轿厢负重的改变，而破坏两端平衡，轿厢会或上或下移动。当轿厢与配重体达到新的平衡，得到指令信号，松紧器收紧，牵引绳重新拉紧，得到指令信号后，牵引电机会自如的完成预定指令动作。松紧器可用市面上公开销售的微型电动葫芦实现，其目的在于，根据需要将牵引绳长于钢丝绳的部分缠绕收起。

图1中：1、轿厢；2、动滑轮；3、定滑轮；4、松紧器电机；5、配重体；53、牵引电机组。

实施例1：以水为配重的实施例

如图3和4所示，在原轿厢的底部和配重体的上部各安装一个长方体的、相对密闭的装有液体(水)的容器。该容器上端开两个圆孔，容器内安装一部排水泵，排水泵与一个孔相连，起到向外排水的作用。另外一个孔可与外接输水管道连接，起到向容器内部注水的作用。每个孔洞要做成喇叭口状并在喇叭口上安装电磁吸引器，达到控制连接管道的作用。

图3中：9、配重体固体配重块；10、进料喇叭口；11、活配体的容器(承载动态配重物的容器)；13、排水泵、12、出料喇叭口。

图4中：1、轿厢；14、进料喇叭口；15、活配体的容器(承载动态配重物的容器)；11、出料喇叭口；13、排水泵。

如图2和图8所示活配体中活动配接口的形式，包括活动配接主口与副口，其对接方式类似于空中加油机为飞机加油时的接口方式，而且空中加油机的接口方式完全适用于本发明。具体说，在喇叭口与直管接口处设计成与半球体接口相吻合的圆弧体，加大接口的接触面积，提高接口的密封性。图2中，6、电磁线圈；8、喇叭接收口，7圆弧形密封接口。图8中，半球状接口27的通水口；铁质磁体28的半球状接口体；图中左侧直管段为软管连接。

如图5-7所示，在升降机(电梯)的井架和电梯井壁上铺设4条管道，两条是带有不小于4MPA压力的输水管，两条是起排水作用的排水管。输水管与加压泵和集水箱相连，排水管与集水箱相连，集水箱设在升降机(电梯)井架的底部，每一根管在轿厢预定停车的对应位置设有支管线，该支管线有一定的活动范围，输水管线的支管线上要安装电磁阀来控制水流，排水管的支管线上不设电磁阀。管口接头处应采用铁质半圆球状接头，便于与“活配体”喇叭口吸引后紧密相连。并在管口处设置回位装置，当管口失去吸力时，能迅速脱离喇叭口，回到原来位置。

图5中：18、集水箱；19、加压泵；20、输水支管线；21、输出主管线；22、排水主管线；23排水支管线。图6中：24、半球状接口；25、回位器；20、输水支管线；26、电磁阀；21、输水主管线。图7中：24、半球状接口；25、回位器；20、排水支管线；22、排水主管线。

最后，轿箱和配重体在预定停车位置相对应的井架位置上要安装一个起固定轿厢和配重体的装置，当停车指令完成后，该固定销可随喇叭口的吸引力而自动到位，也可单独设计到位，它的安装要求是，一方面、要给轿厢和配重体有上下活动的空间(不超过3cm)；另一方面、要有承载1-1.5吨的承载力；第三、当得到回位指令时必须迅速回位，而不影响轿厢和配重体的上下活动。同时，在固定销上要分别安装一个接触开关，它的作用是，当轿厢按预定位置停车时，厢门开启，喇叭口与相应的管口连接到位，固定销到位，牵引钢丝绳松开到位，轿厢加重时，厢体要向下移动，能使轿厢一侧的接触开关启动，从而启动轿厢内的排水泵，排水减重，同时启动相应位置上的配重一侧的输水管线的电磁阀，注水增重，当两侧达到平衡时，轿厢要向上回位，与接触开关脱离，轿厢的排水泵停止工作，配重一侧的输水管的电磁阀关闭，配重完成。同时，接触开关还控制轿厢门，当接触开关开启时，轿厢门关闭不上，当接触开关脱离时，轿厢门得到关闭指令，启动关门电机，同时，喇叭口电磁吸引器和固定销吸引器断电，喇叭口处的管道接口和固定销同时脱离回归原位，完成轿厢运行的准备动作，随之，牵引钢丝绳紧线到位，牵引电机开始预定动作。当轿厢负重减轻时，轿厢要向上移动，配重体一侧的接触开关被触动，配重体一侧的排水泵向外排水减重，轿厢一侧的相应位置上的输水管线的电磁阀开启，向轿厢活配体的容器内注水增重，当两侧达到平衡时，配重体要向上回位，同时接触开关脱离，相应的轿厢一侧的输水电磁阀关闭，配重体一侧的排水泵停止工作，同时给轿厢关门的指令，当轿厢启动关门电机时，同时喇叭口的吸引器和固定销的吸引器断电，使管道口与固定销迅速归位，同时牵引绳紧线器完成拉紧工作，作好牵引电机准备工作，当轿厢门关闭后，牵引电机按预定动作启动，完成一轮动作。

实施例2：以固体球状颗粒为配重的实施例

如果想把活配体容器的内容物改为固体，应在液态水式平衡器的基础上做如下改动。首先，将活配体容器内的排水泵改为螺旋挤压式固体输送器。原理如图9，当电机按顺时针方向转动时，如同绞肉机似的带动输送挤压传动轴转动，就可以将进料口内的圆球小颗粒固体向前输送到预定位置。如图10：需要时输送器启动会将球状颗粒物沿输出料喇叭口输出活配体容器外，达到输出减重的目的。

图9中：31、料斗；32、输送电机；33、螺旋式挤压输送器。图10中：33、螺旋式挤压输送器；34、进料喇叭口；35、输出料喇叭口；36、活配体的容器(承载动态配重物的容器)。

另外一个喇叭口作为接受口来接受外来球状物，需要时会接收指令，完成进料增重任务。

另外需要改动的地方是井架或电梯井壁与轿厢预定停车相对应的位置上，要安装漏斗式容器来承装一定量的球状颗粒物，该容器达到如下功能：第一，当接收到指令后，漏斗底部的输送管与活配体容器啦叭口相连，该管道受电磁开关控制，当接收到开关开启的指令后，阀门开启，球状体颗粒在重力的作用下，自动流入活配体容器，另外，下一级的漏斗容器的接收口与活配体容器输出器的喇叭口自动相连，当活配体容器中的输送器启动后，将活配体容器内的球状颗粒物输送到下一级漏斗容器中，来完成配重的目的。第二，漏斗容器应设计成两个容室，当主漏斗容器承装过量的球状颗粒物后，会在重力的作用下，将多余的部分球状物向另一个容室中分流，再经导管将多余部分的球状体向下一级漏斗中补料。这样每个漏斗容器自上而下的接力式的得到球状物的补充。

如果一个漏斗容器中的颗粒物用尽，会启动容器底部的压力感应开关，使上一级的侧向导流电磁阀开关开启，达到借用上一级漏斗容器中的球状颗粒物的目的。

图11中：36.设置活配体的配重体容器；35、输出喇叭口；33、螺旋式挤压输送器；34、输入喇叭口；65、球状颗粒物；66、漏斗式容器；37、分流室；38、出料口调节板；39、电磁开关；40、导管。

另外，当最低一级的漏斗容器中球状物过量时，经分流室及导管将多余的球状物注入输送系统的料斗中，向最上一级漏斗容器中输送。

这一输送系统由多级输送器接力完成，如图12所示。图中，51为传动电机；52为球状颗粒物料斗。

设计要点：当最低一级的输送器料斗中接收到颗粒物，电机会自动启动，向上一级转移球状体，当无球状体时，会自动停车。如此动作一级接一级完成，当到达最上端时，经导管将球状物导入最顶一级的漏斗容器中即可，靠重力，漏斗内将完成自动补料动作，该系统形成完整循环体系，其余部分原理如同液态平衡原理。

本发明升降机具体实现过程为：

当升降机(电梯)在安装完毕的初始状态时，轿厢一侧的活配体中应盛装适量的内容物(水或球状颗粒物)。例如，轿厢预定载重1000Kg时，轿厢一侧的活配体中最少要有500Kg的内容物。在配重体一侧的活配体中应空闲，不平衡的重量在配重体一侧用配重块配平即可。

如果用水来做内容物，活配体中应设浮球式限位开关并和定时器连接，使该开关只在每天的固定时间段工作，并在这个时间段内输水管的电磁阀关闭。如每天后半夜2:00时，这个时间段轿厢空闲，停车。这时，如果液体水超过浮球限位开关时，开关起动，排水泵启动向外排水，当达到限制液面时，浮球式限位开关自动关闭，排水泵停止工作，这样就可以使活配体中的液体每天修正到初始状态，不会因排水口和入水口的流量的差异造成轿厢一侧的活配体中液体水爆棚。

如果内容物为球状颗粒物，也应设置定时器，和液体水原理一样，每天在固定时间内将配重体一侧的球状颗粒物向外清空后达到新的平衡。定时器工作时间不超过5分钟即可，定时器关闭后，升降机(电梯)即正常工作。

设计时，应当根据配重时间的需要来选择活配体的输出料口和输入料口径，口径大输出输入的质量就多，配重平衡的时间就短，反之，则时间要长，应当注意的是，设计时一定要使所有的进料口，出料口的输送质量在单位时间内保持一致性。这样就可以避免活配体内容物因为输送流量的不同而产生爆棚的现象。

另外，固定销的控制电源应采用双电源控制，一路电源控制轿厢和配重的平衡，另一路电源受轿厢运行的信号控制。当达到两侧平衡同时又得到轿厢运行指令时，固定销才能得到退回原位的指令，如果只得到平衡的信号而没有得到轿厢运行的信号，固定销不撤回，如果只得到轿厢运行的信号而没有得到平衡的信号，固定销也不撤回。这样，就可以确保安全。

综上，本发明升降机系统中主要设置了用于监控停靠位置的位置传感器、监控轿厢重量和配重体重量的负重传感器，以及监测每一容器重量的重量检测器。工作时，位置传感器当检测到轿厢停靠的位置后，相应有中央处理单元指示执行部件动作，主要如轿厢和配重体中活配体容器接口的对接、轿厢门的开启等等。负重传感器主要用于检测轿厢是否有人或物的增减，以及对比配重体部分重量，由中央处理单元指示执行单元完成轿厢一侧及配重体一侧重量的加减，从而保证轿厢在升降阶段，保持轿厢一侧与配重体一侧重量相等，达到降低牵引电机功率的目的。监测容器重量的重量检测器，主要用于监测容器内动态配重物的多少，根据具体状态由中央处理单元指示执行单元完成轿厢一侧及配重体一侧动态配重物的加减，其目的旨在达到：轿厢升降时保持轿厢和配重体两侧内动态配重物处于最少状态，且保持轿厢和配重体等重；同时，重量检测器还检测轿厢和配重体两侧容器中动态配重物满容器时的状态，此时，预示着轿厢超重，或需要向外排出动态配重物，并由中央处理单元指示相关执行部件完成相应操作。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种平衡式配重升降机，包括轿厢和配重体，其特征在于，所述轿厢与所述配重体之间通过滑轮组机构连接了钢丝绳和一根牵引绳，所述牵引绳长于所述钢丝绳，且所述牵引绳绕于牵引电机；此外，位于所述轿厢和所述配重体顶部分别设置有绕接所述牵引绳的松紧器；

其中，所述轿厢和所述配重体分别设置有承载动态配重物的容器，所述动态配重物为液体或颗粒固体，而每一所述容器分别设置了供所述动态配重物出入的出口和进口，所述出口和进口分别设置有活动配接主口；

在所述轿厢升降过程中所需停靠的位置，分别设置有用于提供和收纳所述动态配重物的供料单元、排料单元，所述供料单元和排料单元对应所述进口和所述出口分别设置有用于连接所述活动配接主口的副口，而且每一所述活动配接主口、副口在对接状态下配设有泵送装置；

此外，所述轿厢中设置用于监控停靠位置的位置传感器、监控轿厢重量和配重体重量的负重传感器，以及每一所述容器分别设置有重量检测器；所述位置传感器、负重传感器、重量检测器将检测信号送至中央处理单元，所述中央处理单元根据所述检测信号及轿厢的工作状态，分别向包括所述活动配接主/副口、所述泵送装置、所述牵引电机、所述松紧器的执行部件发送执行指令信号。

2.根据权利要求1所述平衡式配重升降机，其特征在于，所述动态配重物为水体，

所述供料单元和排料单元分别包括连接底部集水箱(18)的水管；其中，用于向所述容器供水的输水水管上设置有电磁阀，所述电磁阀接收来自所述中央处理单元的阀门开关执行指令。

3.根据权利要求2所述平衡式配重升降机，其特征在于，所述输水水管以及用于所述容器排水的排水水管分别以连接所述集水箱(18)的主管路和支管路方式设置；

一根所述输水主管路底部设置一个所述泵送装置。

4.根据权利要求3所述平衡式配重升降机，其特征在于，所述活动配接主口和所述活动配接副口分别为：一个设置电磁线圈(6)的喇叭状接口(8)和一个后部为连接软管和铁质磁体(28)的半球状接口(27)；

所述喇叭状接口(8)上与所述半球状接口(27)对接处也设置为球面结构，并设置密封件。

5.根据权利要求1所述平衡式配重升降机，其特征在于，所述动态配重物为颗粒固体，具体为球状颗粒；

所述供料单元包括装所述球状颗粒的漏斗，所述漏斗底部设置有所述活动配接副口，对应连接所述进口；

所述排料单元包括用于连接下层漏斗的输送管，对应连接所述出口；

用于泵送所述球状颗粒的所述泵送装置为电机驱动的螺旋输送装置。

6.根据权利要求5所述平衡式配重升降机，其特征在于，上层漏斗底部还设置有直接连接下层漏斗的管道，所述管道上设置有阀体，所述阀体的开关执行部件接收所述中央处理单元的指令。

7.根据权利要求6所述平衡式配重升降机，其特征在于，所述下层漏斗设置有球状颗粒溢出容纳及输送单元，所述球状颗粒溢出容纳及输送单元连接至上层漏斗。

8.根据权利要求7所述平衡式配重升降机，其特征在于，所述球状颗粒溢出容纳及输送单元包括逐层设置的电机提升设备和斗状容器。