CN104098002B - 一种电梯轿厢内的气囊式快速增减压控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电梯轿厢内的气囊式快速增减压控制系统，用于控制接近密闭的电梯的轿厢内的气压，其特征在于，该系统包括气体发生器、配管群、阀门组、气囊、气压检测装置以及控制装置，通过对气囊进行快速地充气或者放气，来控制电梯在上升或下降过程中对电梯轿厢内的空气进行快速减压或加压，控制电梯轿厢内气压。与现有技术相比，本发明可以实现对电梯轿厢进行快速地增压或减压，从而改善超高速电梯轿厢内的乘客在升降过程中因压耳而造成的不舒适感。

Description

一种电梯轿厢内的气囊式快速增减压控制系统

技术领域

本发明涉及一种气压控制系统，尤其是涉及一种电梯轿厢内的气囊式快速增减压控制系统。

背景技术

近年来，超高层建筑在各个国家纷纷拔地而起。相应地，超高速电梯，作为超高层建筑中必备的设施，也在朝着速度更快，行程更长的方向发展。但在更快、更高的发展过程中，势必带来了一个问题，那就是随着电梯轿厢的升降，在轿厢内会产生较大的气压变动。这种气压变动对于电梯轿厢内的乘客会产生不舒适的压耳感。严重时甚至会导致耳鸣。

作为解决该问题的方法，已知的方法是在电梯里设置一个鼓风机，通过一个吸排气风量调整机构，来对电梯轿厢内的气压进行调整，例如中国专利CN102171126A公开的技术方案。但是，在该技术中，鼓风机的吸气口和排气口都直接连接着电梯轿厢，会造成该处气流变化较大，吹到乘客身上会对乘客造成不舒适感。

作为解决该问题的方法，已知的方法是在电梯的内侧面板的下部设置使在构成电梯轿厢室的外侧面板和内侧面板之间形成的空间与电梯轿厢室连通的空气通道，并且通过气压控制单元将空气供给到形成在内侧面板和外侧面板之间的空间内或者从该空间内排出空气。

作为解决该问题的方法，已知的是有一种控制电梯轿厢内气压的方法，该方法通过两级气压控制模式或三级气压控制模式，能够对电梯轿厢内的气压进行快速地增压或减压控制，从而催促乘客在较短的时间内主动地打开咽鼓管，通过使气流在外界和中耳腔之间进行流动来消除压耳感。例如中国专利CN101848851B公开的技术方案。但是，该专利只是对这两种气压控制模式进行了详细的介绍，对于用什么样的装置才能实现该控制模式，该专利并没有作具体的描述。而且，该专利从实际效果来看，气压的变化还不够快速，从气压开始变化到成功到达线性控制区需要经历较长的一段过渡时间。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可以实现对电梯轿厢进行快速地增压或减压，从而改善超高速电梯轿厢内的乘客在升降过程中因压耳而造成的不舒适感的电梯轿厢内气压控制系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电梯轿厢内的气囊式快速增减压控制系统，用于控制接近密闭的电梯的轿厢内的气压，包括气体发生器、配管群、阀门组、气囊、气压检测装置以及控制装置，

所述的阀门组设置在配管群上控制气体的流量；

所述的气压检测装置检测电梯轿厢内的气压并且输出检测信号；

所述的控制装置根据检测信号调节阀门组的开口大小，阀门组的开闭以及气体发生器的开闭，对气囊进行快速地充气或者放气，来控制电梯在上升或下降过程中对电梯轿厢内的空气进行快速减压或加压，控制电梯轿厢内气压。

所述的电梯为超高速电梯，其在运行过程中只在底楼和顶楼两处地方停靠，而不停靠中间楼层，在电梯上下的运行过程中仅有微量的漏气。

所述的气体发生器在需要向电梯轿厢内加压或减压时能够快速产生大量气体，由鼓风机或空气压缩机来产生气体，或通过化学反应的方式来在短时间内产生大量气体。

作为优选的实施方式，还包括具有供气口、真空口及排气口的真空发生器，当所述的供气口具有一定的供气压力时，连接供气口的喷管会射出超声速射流，使真空发生器的腔体内形成很低的真空度，将真空口附近的空气快速吸入并通过排气口排出电梯的轿厢。

所述的气体发生器和真空发生器固定在电梯轿厢内的固定顶板上，该固定顶板与轿厢天花板之间通过四根支撑柱相连，形成放置气囊的空间。

与之相适应的配管群包括：

十字四通管：三个端口分别连接气体发生器、气囊、真空发生器的进气口，另一个端口连接到电梯的轿厢外；

真空管：两端分别连接气囊及真空发生器的真空口的真空管；

排气管：一端连接于真空发生器的排气口，另一端连接到电梯的轿厢外。

与之相适应的阀门组包括控制十字四通管的进气节流阀、电磁阀、排气节流阀以及设置在真空管上的真空节流阀。

作为优选的实施方式，电梯轿厢还具有一个容积室，该容积室经活塞分为上容积室和下容积室，

所述的上容积室与气囊通过上容积室连接管相连，所述的下容积室与气体发生器通过下容积室连接管相连，在下容积室内还有一用于固定活塞向下移动的最低位置，防止活塞移动到电梯轿厢底部的挡块，

所述的上容积室与下容积室之间的空气被活塞隔绝，无法相互流通。

与之相适应的配管群包括：

上容积室连接管：一端连接于气囊，另一端联通到上容积室；

上容积室大气开放管：一端连接于上容积室，另一端连接到电梯的轿厢外；

下容积室连接管：一端连接于气体发生器，另一端联通到下容积室；

下容积室大气开放管：一端连接于下容积室，另一端连接到电梯的轿厢外。

与之相适应的阀门组包括：设置在上容积室连接管上的上容积室节流阀、设置在上容积室大气开放管上的上容积室大气开放电磁阀、设置在下容积室连接管上的下容积室电磁阀、设置在下容积室大气开放管上的下容积室大气开放节流阀。

与现有技术相比，本发明能在超高速电梯在升降过程中控制需要向电梯轿厢内加压时开启气体发生器和进气节流阀，并调节所述进气节流阀的开口大小，使产生的气体通过十字四通管的下端向气囊里充入气体，气囊的体积增大，进而减小所述电梯轿厢内的体积，达到增大所述电梯轿厢内气压的作用；或者在需要向所述电梯轿厢内减压时开启连接电磁阀和真空节流阀并调节其开口大小，使得气囊内的气体被真空管吸入，通过真空发生器以及排气管排出电梯轿厢，气囊的体积减小，进而增大所述电梯轿厢内的体积，达到减小所述电梯轿厢内气压的作用。或者，控制装置在需要向电梯轿厢内加压时开启气体发生器和下容积室电磁阀，使产生的气体通过下容积室连接管向下容积室内充入气体，下容积室内的压力增大，推动活塞上升，使得上容积室内的气体被压缩，压力增大，当打开上容积室节流阀时，就能够把上容积室内的气体充入气囊中，气囊的体积增大，进而减小所述电梯轿厢内的体积，达到增大所述电梯轿厢内气压的作用；或者在需要向所述电梯轿厢内减压时开启下容积室大气开放节流阀并调节其开口大小，下容积室内的气体会被排到大气外，活塞在重力的作用下下降，使得上容积室形成负压，当打开上容积室节流阀时，就能够把气囊里的气体充入进上容积室内，气囊的体积减小，进而增大所述电梯轿厢内的体积，达到减小所述电梯轿厢内气压的作用。

由于气体发生器能够快速产生大量的气体，从而在开启气体发生器和与气体发生器相连的管道上设置的阀门后就可以快速地对气囊进行充气，气囊的体积迅速增大，使得电梯轿厢内空气的体积迅速地被压缩，达到快速增压的目的。同样地，当气囊内充满空气时，由于气囊内的压力远远大于电梯轿厢内空气的压力，所以当与气囊相连的管道上设置的阀门被打开时，气囊内的气体可以快速地被排出到电梯轿厢外或处于负压的容积室中，气囊的体积迅速减小，使得电梯轿厢内空气的体积迅速地膨胀，达到快速减压的目的。而且气囊被放置在轿厢天花板上，其体积的增大和减小都不会被乘客所看见，所以不会对乘坐电梯的乘客产生心理上的影响。如此一来，通过对气体发生器以及阀门组的控制，就能够以比较简单的结构，对电梯轿厢内的气压进行快速地加压或减压控制。而且可以消除在传统电梯轿厢气压控制系统中因使用大风力的鼓风机而给电梯运行时带来的负担。

附图说明

图1为电梯轿厢在上升过程中的两级控制模式210的曲线图；

图2为电梯轿厢在下降过程中的两级控制模式210的曲线图；

图3为实施例1中本发明的结构示意图；

图4为实施例2中本发明的结构示意图。

图中，1为电梯轿厢；2为气体发生器；3为气压检测装置；4为控制装置；5为配管群；5a为十字四通管；5b为真空管；5c为排气管；5e为上容积室连接管；5f为上容积室大气开放管；5g为下容积室连接管；5h为下容积室大气开放管；6为阀门组；6a为进气节流阀；6b为连接电磁阀；6c为排气节流阀；6d为真空节流阀；6e为上容积室节流阀；6f为上容积室大气开放电磁阀；6g为下容积室电磁阀；6h为下容积室大气开放节流阀；7为真空发生器；8为固定顶板；9为支撑柱；10为轿厢天花板；11为气囊；12为活塞；13为容积室；13a为上容积室，13b为下容积室；14为下容积室挡块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

电梯轿厢在上升过程中的两级控制模式210的曲线图如图1所示，电梯轿厢1在下降过程中的两级控制模式210的曲线图如图2所示。下面，将对上述两张曲线图进行说明。

在电梯轿厢1的行程比较大时，乘客在电梯轿厢1的升降过程中存在压耳感的情况，此时需要对电梯轿厢1内的气压进行控制，来减轻乘客乘坐电梯时所产生的压耳感。

在此，首先说明非控制模式201和固定变化模式203。

非控制模式201示出了不进行控制时的电梯轿厢1内的气压的变化。没有进行控制时的电梯轿厢1内的气压是与电梯轿厢1所在高度位置的气压大致相同的气压，所以在表示电梯轿厢1上升过程的图1中，气压随着时间的经过而降低，在表示电梯轿厢1下降过程的图2中，气压随着时间的经过而升高。并且，在非控制模式201中，在电梯轿厢1从停止状态加速的升降开始(时间轴的左端侧)和电梯轿厢1减速的升降结束(时间轴的右端侧)处，电梯轿厢1的升降速度变慢，所以电梯轿厢1内的气压的变化量减小。

固定变化模式203示出电梯轿厢1以从出发楼层到到达楼层的平均速度匀速升降时的电梯轿厢1内的气压的变化。因此，固定变化模式203示出以固定的变化率变化的电梯轿厢1内的气压。

两级控制模式210表示按照“第1期”和“第2期”这两个阶段来改变电梯轿厢1内的气压。在两级控制模式210中，在表示电梯轿厢1上升的图1中，使电梯轿厢1内的气压按照“第1期”和“第2期”减小，在表示电梯轿厢1下降的图2中，使电梯轿厢1内的气压按照“第1期”和“第2期”增大。

“第1期”表示电梯轿厢1从出发楼层出发起到到达时间段之前的时间段即到达以外时间段，“第2期”表示电梯轿厢1抵达到达楼层时结束的预定的时间长度的时间段即到达时时间段。

在两级控制模式210中，“第2期”的气压变化量(到达时气压变化量)比“第1期”的气压变化量(到达以外气压变化量)大。

并且，在“第2期”中，两级控制模式210的气压变化量比非控制模式201的气压变化量大，也比固定变化模式203的气压变化量大。

并且，在两级控制模式210中，“第2期”的气压变化率(到达时气压变化率)比“第1期”的气压变化率(到达以外气压变化率)大。

并且，在“第2期”中，两级控制模式210的气压变化率，比非控制模式201的气压变化率的最大值和固定变化模式203的气压变化率大。

并且，在两级控制模式210中，“第2期”的时间幅度比“第1期”的时间幅度短。

通过按照两级控制模式210的控制方法，就能够在“第2期”时间段中对电梯轿厢1中的气压进行迅速地减小或增大，从而让乘客在短时间内打开咽鼓管，平衡中耳与外耳之间的压力。这样就可以缩短乘客感觉到有压耳感的时间，缓解乘客的不舒适感。尤其是在“第1期”的时间段，是电梯轿厢1以较高速度升降的时间段，也是整个电梯行程中较长的时间段，能够有效抑制乘客感觉到的压耳感。

实施例1

图3表示本发明所涉及的电梯轿厢内气压控制系统的结构示意图，用于对电梯轿厢1内的气压进行控制。电梯轿厢内气压控制系统设置在电梯轿厢1的顶部，该系统具备：一个接近密闭的电梯轿厢1，在电梯上下的运行过程中仅有微量的漏气，而且，电梯轿厢1在运行过程中只在底楼和顶楼两处地方停靠，而不停靠中间楼层；一个气体发生器2，其设置在电梯轿厢1内的顶部，该气体发生器能够在短时间内快速产生大量的气体，由鼓风机或空气压缩机来产生气体，或通过化学反应的方式来产生气体；配管群5，其具有右端连接于气体发生器2，下端连接于气囊11，左端连接于真空发生器7的进气口以及上端与电梯轿厢1外大气相连的十字四通管5a；一端连接于气囊11，另一端连接于真空发生器7的真空口的真空管5b；一端连接于真空发生器7的排气口，另一端与电梯轿厢1外大气相连的排气管5c。阀门组6，其具有设置在十字四通管5a下端的进气节流阀6a、设置在十字四通管5a左端的连接电磁阀6b、设置在十字四通管5a上端的排气节流阀6c以及设置在真空管5b上的真空节流阀6d；一个真空发生器7，其同样设置在电梯轿厢1的顶部，具有供气口，真空口以及排气口；固定顶板8，用于放置气体发生器2以及真空发生器7；支撑柱9，共有4根，用于连接固定顶板8以及轿厢天花板10；轿厢天花板10，是乘客所能看到的天花板，与固定顶板8和支撑住9形成一定的空间，用于放置气囊11；气囊11，其作用是通过向其充入或从中排出气体让气囊的体积增大或减小，从而减小或增大电梯轿厢内的气压；气压检测装置3，其检测电梯轿厢内的气压并且输出检测信号，以及控制装置4，其根据检测信号调节进气节流阀6a、排气节流阀6c和真空节流阀6d的开口大小以及气体发生器2和连接电磁阀6b的开闭，控制电梯轿厢内气压。

在本实施方式中由检测电梯轿厢1气压的气压检测装置3检测电梯轿厢1内外的压力差，并将该检测信号发送到控制装置4，控制装置4根据接收到的信号，通过相应的控制算法，发出向电梯轿厢内加压或者减压的信号，并对气体发生器2、进气节流阀6a、连接电磁阀6b、排气节流阀6c以及真空节流阀6d进行控制，以此来控制电梯轿厢1内的气压。

下面，将说明如何通过对气体发生器2、进气节流阀6a、连接电磁阀6b、排气节流阀6c以及真空节流阀6d的控制来对电梯轿厢1在升降过程中按照两级控制模式来进行控制。

当电梯在底楼准备出发时，气体发生器2、进气节流阀6a、连接电磁阀6b、排气节流阀6c以及真空节流阀6d均关闭，气囊11里充满着远大于大气压力的气体，电梯轿厢1内的气压为底层的大气压力。

当电梯开始上升时，就进入了图1中的“第1期”。在这个时间段内，控制装置4打开真空节流阀6d，且只是略微打开一个小的开度，气囊11内的气体由于具有远大于电梯轿厢1内大气的压力，所以会逐渐通过真空管5b以及排气管5c排出电梯轿厢1以外。这样就可以使得气囊11的体积按照预先设定的速率缓慢减小，电梯轿厢1内空气的体积逐渐地增大，进而达到按照预定的减压曲线缓慢降低电梯轿厢1内气压的目的。

当电梯进入图1中的“第2期”上升时间段时。控制装置4打开连接电磁阀6b以及气体发生器2，并把真空节流阀6d的开度增大。此时，气体发生器2在短时间内会产生大量的气体，这些气体通过十字四通管5a的左端就会进入真空发生器7的供气口，并从其排气口排出。在这个过程中，当气体通过连接供气口的喷管，就会射出超声速射流，使得真空发生器7的腔体内形成很低的真空度，进而把气囊11内的空气通过真空管5b从真空发生器7的真空口内快速吸入并通过其排气口排出。若气囊11内的气体排出的速率与所要求的气囊11体积减小的速率不同，则可以通过增大或减小真空节流阀6d的开口大小来实现。在整个运行过程中，气压检测装置3对电梯轿厢1内外侧的压力进行实时的测量，并把测量结果输送给控制装置4，控制装置4根据接收到的信号，通过相应的控制算法不断地调整真空节流阀6d的开口大小，从而调节从气囊11内排出的气体的速率。通过这种方法，就可以使得气囊11的体积按照预先设定的速率迅速减小，电梯轿厢1内空气的体积迅速地增大，进而达到按照预定的减压曲线迅速降低电梯轿厢1内气压的目的。

当电梯到达顶楼时，控制装置4将关闭连接电磁阀6b、真空节流阀6d以及气体发生器2。气囊11内只有少量的气体，电梯轿厢1内的气压为顶层的大气压力。

当电梯开始下降时，就进入了图2中的“第1期”。在这个时间段内，控制装置4打开气体发生器2、进气节流阀6a以及排气节流阀6c，且进气节流阀6a只是略微打开一个小的开度。此时，气体发生器2在短时间内会产生大量的气体，这些气体中的一小部分会通过十字四通管5a的下端逐渐地充入气囊11中，而大部分气体则通过排气节流阀6c被排出到了大气中。这样就可以使得气囊11的体积按照预先设定的速率缓慢增大，电梯轿厢1内空气的体积逐渐地减小，进而达到按照预定的增压曲线缓慢增大电梯轿厢1内气压的目的。

当电梯进入图1中的“第2期”下降时间段时。控制装置4将进气节流阀6a的开度增大，将排气节流阀6c的开度减小。此时通过气体发生器2产生的大部分气体会迅速地通过十字四通管5a的下端充入气囊11中。若气体充入气囊11内的速率与所要求的气囊11体积增大的速率不同，则可以通过增大或减小进气节流阀6a以及排气节流阀6c的开口大小来实现。在整个运行过程中，控制装置4根据气压检测装置3送来的实时信号，通过相应的控制算法不断地调整进气节流阀6a以及排气节流阀6c的开口大小，从而调节气体充入气囊11内的速率。通过这种方法，就可以使得气囊11的体积按照预先设定的速率迅速增大，电梯轿厢1内空气的体积迅速地减小，进而达到按照预定的增压曲线迅速增大电梯轿厢1内气压的目的。

当电梯回到底楼时，控制装置4将关闭气体发生器2、进气节流阀6a和排气节流阀6c，这样就会回到原来电梯处于底楼时的状态。

根据实施方式1，可以使得超高速电梯在升降过程中，控制装置4在需要向电梯轿厢1内加压时开启气体发生器2和进气节流阀6a，并调节进气节流阀6a的开口大小，使产生的气体通过十字四通管5a的下端向气囊11里充入气体，气囊11的体积增大，进而减小电梯轿厢1内空气的体积，达到增大电梯轿厢1内气压的作用；或者在需要向电梯轿厢1内减压时开启连接电磁阀6b和真空节流阀6d并调节其开口大小，使得气囊11内的气体被真空管5b吸入，通过真空发生器7以及排气管5c排出电梯轿厢，气囊11的体积减小，进而增大电梯轿厢1内空气的体积，达到减小电梯轿厢1内气压的作用。在任何情况下，气体发生器2产生的多余的气体都可以通过对排气节流阀6c开口大小的调整来控制其排出电梯轿厢1的速率。如此一来，通过对气体发生器2、进气节流阀6a、连接电磁阀6b、排气节流阀6c以及真空节流阀6d的控制，就能够以比较简单的结构，对电梯轿厢1内的气压进行快速地加压或减压控制。而且可以消除在传统电梯轿厢气压控制系统中因使用大风力的鼓风机而给电梯运行时带来的负担。

实施例2

图4表示本发明所涉及的电梯轿厢内气压控制系统的结构示意图，对电梯轿厢1内的气压进行控制。电梯轿厢内气压控制系统包括：一个接近密闭的电梯轿厢1，在电梯上下的运行过程中仅会有微量的漏气，而且，电梯轿厢1在运行过程中只在底楼和顶楼两处地方停靠，而不停靠中间楼层。此外电梯轿厢1还具有一个额外的容积室13。通过一个与容积室壁面紧密配合的活塞12，把容积室13分成上容积室13a和下容积室13b，上容积室13a与气囊11通过上容积室连接管5e相连，下容积室13b与气体发生器2通过下容积室连接管5g相连，上下容积室之间的空气被活塞12隔绝，无法相互流通，下容积室13b内还有一个挡块14，用于固定活塞12向下移动的最低位置，防止活塞12移动到电梯轿厢1的底部；一个气体发生器2，其设置在电梯轿厢1内的底部，该气体发生器在需要向电梯轿厢1内加压时能够在短时间内快速产生大量的气体，通过下容积室连接管5g把气体送入下容积室13b中，该气体发生器由鼓风机或空气压缩机来产生气体，或通过化学反应的方式来产生气体；配管群5，其具有一端连接于气囊11，另一端连接于上容积室13a的上容积室连接管5e；一端连接于上容积室13a，另一端与轿厢外大气相连的上容积室大气开放管5f；一端连接于气体发生器2，另一端连接于下容积室13b的下容积室连接管5g；一端连接于下容积室13b，另一端与轿厢外大气相连的下容积室大气开放管5h；阀门组6，其具有设置在上容积室连接管5e上的上容积室节流阀6e、设置在上容积室大气开放管5f上的上容积室大气开放电磁阀6f、设置在下容积室连接管5g上的下容积室电磁阀6g、设置在下容积室大气开放管5h上的下容积室大气开放节流阀6h；支撑柱9，共有4根，用于连接电梯轿厢1顶部以及轿厢天花板10；轿厢天花板10，是乘客所能看到的天花板，与电梯轿厢1顶部和支撑住9形成一定的空间，用于放置气囊11；气囊11，其作用是通过向其充入或从中排出气体让气囊的体积快速增大或减小，从而迅速减小或增大电梯轿厢内的气压；气压检测装置3，其检测电梯轿厢内的气压并且输出检测信号，以及控制装置4，其根据检测信号调节上容积室节流阀6e和下容积室大气开放节流阀6h的开口大小以及气体发生器2、上容积室大气开放电磁阀6f和下容积室电磁阀6g的开闭，控制电梯轿厢内气压。

在本实施方式中由检测电梯轿厢1气压的气压检测装置3检测电梯轿厢1内外的压力差，并将该检测信号发送到控制装置4，控制装置4根据检测信号来发出向电梯轿厢内加压或者减压的信号，并对气体发生器2、上容积室节流阀6e、上容积室大气开放电磁阀6f、下容积室电磁阀6g以及下容积室大气开放节流阀6h进行控制，以此来控制电梯轿厢1内的气压。

下面，将说明如何通过对气体发生器2、上容积室节流阀6e、上容积室大气开放电磁阀6f、下容积室电磁阀6g以及下容积室大气开放节流阀6h的控制来对电梯轿厢1在升降过程中按照两级控制模式来进行控制。

当电梯在底楼准备出发时，气体发生器2、上容积室节流阀6e、上容积室大气开放电磁阀6f、下容积室电磁阀6g和下容积室大气开放节流阀6h均关闭，活塞12搁置在下容积室挡块14上。此时上容积室13a的体积大于下容积室13b的体积，且上容积室13a处于负压的状态，下容积室13b为大气压力。

当电梯开始上升时，就进入了图1中的“第1期”。在这个时间段内，控制装置4打开上容积室节流阀6e，且只是略微打开一个小的开度。由于上容积室13a处于负压的状态，且气囊11内的气体具有远大于电梯轿厢1内大气的压力，所以气囊11内的气体会逐渐通过上容积室连接管5e进入上容积室13a中。这样就可以使得气囊11的体积按照预先设定的速率缓慢减小，电梯轿厢1内空气的体积逐渐地增大，进而达到按照预定的减压曲线缓慢降低电梯轿厢1内气压的目的。

当电梯进入图1中的“第2期”上升时间段时。控制装置4将上容积室节流阀6e的开度增大。此时由于上容积室13a仍处于负压的状态，且气囊11内的气体仍具有大于电梯轿厢1内大气的压力，所以气囊11内的气体会迅速通过上容积室连接管5e进入上容积室13a中。若上容积室13a内空气的压力大于电梯轿厢1以外的大气压力，则控制装置4打开上容积室大气开放电磁阀6f，把上容积室13a内的气体排出电梯轿厢1以外。在整个运行过程中，气压检测装置3对电梯轿厢1以及容积室13内外侧的压力进行实时的测量，并把测量结果输送给控制装置4，控制装置4根据接收到的信号，通过相应的控制算法不停地调整上容积室节流阀6e的开口大小，从而调节从气囊11内排出的气体的速率。通过这种方法，就可以使得气囊11的体积按照预先设定的速率迅速减小，电梯轿厢1内空气的体积迅速地增大，进而达到按照预定的减压曲线迅速降低电梯轿厢1内气压的目的。

当电梯到达顶楼时，控制装置4将关闭上容积室节流阀6e以及上容积室大气开放电磁阀6f。气囊11内只有少量的气体，电梯轿厢1以及容积室13内的气压均为顶层的大气压力。

当电梯开始下降时，就进入了图2中的“第1期”。在这个时间段内，控制装置4打开气体发生器2、下容积室电磁阀6g以及上容积室节流阀6e，且上容积室节流阀6e只是略微打开一个小的开度。气体发生器2在短时间内会产生大量的气体，这些气体通过下容积室连接管5g迅速进入下容积室13b中，下容积室13b内的气压迅速增大，推动活塞12向上移动，上容积室13a内的气体由于活塞12的上升而被压缩，其压力同样大于气囊11内的大气压力，所以这些气体会通过上容积室连接管5e缓慢地进入气囊11中。这样就可以使得气囊11的体积按照预先设定的速率缓慢增大，电梯轿厢1内空气的体积逐渐地减小，进而达到按照预定的增压曲线缓慢增大电梯轿厢1内气压的目的。与此同时，活塞12继续上升，压缩上容积室13a内的空气形成高压，为“第2期”的快速增压做准备。

当电梯进入图2中的“第2期”下降时间段时。控制装置4将上容积室节流阀6e的开度增大。此时由于上容积室13a内的气体仍处于高压的状态，所以这些气体会迅速通过上容积室连接管5e进入气囊11中。上容积室13a内的压力下降，而由于下容积室13b内仍然源源不断地被充入气体，所以活塞12会继续上升，直到气囊11内的气体已经达到了增压所需的体积，则控制装置4将关闭上容积室节流阀6e以及气体发生器2，并打开上容积室大气开放电磁阀6f，把上容积室13a内的气体排出电梯轿厢1以外。在整个运行过程中，控制装置4根据气压检测装置3送来的实时信号，通过相应的控制算法不断地调整上容积室节流阀6e的开口大小，从而调节气体充入气囊11内的速率。通过这种方法，就可以使得气囊11的体积按照预先设定的速率迅速增大，电梯轿厢1内空气的体积迅速地减小，进而达到按照预定的增压曲线迅速增大电梯轿厢1内气压的目的。

当电梯回到底楼时，控制装置4将关闭上容积室大气开放电磁阀6f，打开下容积室大气开放节流阀6h。由于之前下容积室13b处于高压的状态，所以当下容积室大气开放节流阀6h开启后，下容积室13b内的气体会迅速地通过下容积室大气开放管5h被排出到电梯轿厢1以外。而与此同时，活塞12在下容积室13b内气压的降低以及自身的重力作用下下降，直到碰到下容积室挡块14为止。此时，上容积室13a内的体积由于活塞的下降而增大，由于上容积室13a是密闭的，其内部的压力从原来的大气压力变成负压。当活塞碰到下容积室挡块14后，控制装置4就关闭下容积室大气开放节流阀6h。这时，电梯就回到了在底楼准备出发时的状态。

根据实施方式2，可以使得超高速电梯在升降过程中，控制装置4在需要向电梯轿厢1内加压时开启气体发生器2和下容积室电磁阀6g，使产生的气体通过下容积室连接管5g向下容积室13b内充入气体，下容积室13b内的压力增大，推动活塞12上升，使得上容积室13a内的气体被压缩，压力增大，当打开上容积室节流阀6e时，就能够把上容积室13a内的气体充入气囊11中，气囊11的体积增大，进而减小电梯轿厢1内的体积，达到增大电梯轿厢1内气压的作用；或者在需要向电梯轿厢1内减压时开启下容积室大气开放节流阀6h并调节其开口大小，下容积室13b内的气体会被排到大气外，活塞12在下容积室13b内气压的降低以及自身的重力作用下下降，使得上容积室13a形成负压，当打开上容积室节流阀6e时，就能够把气囊11里的气体充入上容积室13a内，所述气囊11的体积减小，进而增大电梯轿厢1内的体积，达到减小电梯轿厢1内气压的作用。这种实施方式的优点在于，可以通过活塞12自重的下降，来使得上容积室13a形成负压的状态，从而可以让气囊11内的气体快速地排出电梯轿厢1以外，而不需要额外的动力装置，达到了节能的目的。通过这种实施方式，就能够以比较简单的结构，对电梯轿厢1内的气压进行快速地加压或减压控制。而且可以消除在传统电梯轿厢气压控制系统中因使用大风力的鼓风机而给电梯运行时带来的负担。

Claims (10)

1.一种电梯轿厢内的气囊式快速增减压控制系统，用于控制接近密闭的电梯的轿厢内的气压，其特征在于，该系统包括气体发生器、配管群、阀门组、气囊、气压检测装置以及控制装置，

所述的阀门组设置在配管群上控制气体的流量；

所述的气压检测装置检测电梯轿厢内的气压并且输出检测信号；

所述的控制装置根据检测信号调节阀门组的开口大小，阀门组的开闭以及气体发生器的开闭，对气囊进行快速地充气或者放气，来控制电梯在上升或下降过程中对电梯轿厢内的空气进行快速减压或加压，控制电梯轿厢内气压。

2.根据权利要求1所述的一种电梯轿厢内的气囊式快速增减压控制系统，其特征在于，所述的电梯为超高速电梯，其在运行过程中只在底楼和顶楼两处地方停靠，而不停靠中间楼层，在电梯上下的运行过程中仅有微量的漏气。

3.根据权利要求1所述的一种电梯轿厢内的气囊式快速增减压控制系统，其特征在于，所述的气体发生器在需要向电梯轿厢内加压或减压时能够快速产生大量气体，由鼓风机或空气压缩机来产生气体，或通过化学反应的方式来在短时间内产生大量气体。

4.根据权利要求1所述的一种电梯轿厢内的气囊式快速增减压控制系统，其特征在于，还包括具有供气口、真空口及排气口的真空发生器，当所述的供气口具有一定的供气压力时，连接供气口的喷管会射出超声速射流，使真空发生器的腔体内形成很低的真空度，将真空口附近的空气快速吸入并通过排气口排出电梯的轿厢。

5.根据权利要求4所述的一种电梯轿厢内的气囊式快速增减压控制系统，其特征在于，所述的气体发生器和真空发生器固定在电梯轿厢内的固定顶板上，该固定顶板与轿厢天花板之间通过四根支撑柱相连，形成放置气囊的空间。

6.根据权利要求5所述的一种电梯轿厢内的气囊式快速增减压控制系统，其特征在于，所述的配管群包括：

十字四通管：三个端口分别连接气体发生器、气囊、真空发生器的进气口，另一个端口连接到电梯的轿厢外；

真空管：两端分别连接气囊及真空发生器的真空口的真空管；

排气管：一端连接于真空发生器的排气口，另一端连接到电梯的轿厢外。

7.根据权利要求6所述的一种电梯轿厢内的气囊式快速增减压控制系统，其特征在于，所述的阀门组包括控制十字四通管的进气节流阀、电磁阀、排气节流阀以及设置在真空管上的真空节流阀。

8.根据权利要求1所述的一种电梯轿厢内的气囊式快速增减压控制系统，其特征在于，电梯轿厢还具有一个容积室，该容积室经活塞分为上容积室和下容积室，

所述的上容积室与气囊通过上容积室连接管相连，所述的下容积室与气体发生器通过下容积室连接管相连，在下容积室内还有一用于固定活塞向下移动的最低位置，防止活塞移动到电梯轿厢底部的挡块，

所述的上容积室与下容积室之间的空气被活塞隔绝，无法相互流通。

9.根据权利要求8所述的一种电梯轿厢内的气囊式快速增减压控制系统，其特征在于，所述的配管群包括：

上容积室连接管：一端连接于气囊，另一端联通到上容积室；

上容积室大气开放管：一端连接于上容积室，另一端连接到电梯的轿厢外；

下容积室连接管：一端连接于气体发生器，另一端联通到下容积室；

下容积室大气开放管：一端连接于下容积室，另一端连接到电梯的轿厢外。

10.根据权利要求9所述的一种电梯轿厢内的气囊式快速增减压控制系统，其特征在于，所述的阀门组包括：设置在上容积室连接管上的上容积室节流阀、设置在上容积室大气开放管上的上容积室大气开放电磁阀、设置在下容积室连接管上的下容积室电磁阀、设置在下容积室大气开放管上的下容积室大气开放节流阀。