CN105417316A - 基于磁流变的电梯跌落缓冲装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种基于磁流变的电梯跌落缓冲装置，包括弹性阻尼件、磁流变阻尼机构以及托板，所述弹性阻尼件和磁流变阻尼机构固定设置于托板的下表面；能够在电梯跌落缓冲使形成均匀的反力并形成均匀的缓冲减速度，而且能够保证装置始终处于有效状态，从而减小电梯跌落时轿厢内的乘客受到的伤害；而且能够适用于不同运行速度的电梯，适应性强。

Description

基于磁流变的电梯跌落缓冲装置

技术领域

本发明涉及一种关于电梯安全的装置，尤其涉及一种基于磁流变的电梯跌落缓冲装置。

背景技术

电梯作为一种在竖直方向上运行的运输设备在现代生活中发挥着重要的作用，在电梯的运行过程中，由于不可预测性的因素，比如曳引摩擦力、钢丝绳伸长、抱闸制动力不足或者控制系统失灵等因素，可能会发生轿厢或者对重超越极限位置而产生蹲底现象，从而造成严重的安全事故。

为了在发生蹲底现象时防止电梯轿厢刚性碰撞，在电梯井的地面上会设置电梯缓冲器，包括轿厢缓冲器和对重缓冲器，现有技术中，电梯缓冲器主要有油压缓冲器和弹簧缓冲器，其中，油压缓冲器为一种耗能缓冲器，利用液体的流动产生阻力而起到缓冲作用；弹簧缓冲器是一种蓄能型缓冲器，利用弹簧的压缩形成反力，将冲击的动能转化为弹簧的弹性势能，进而起到缓冲作用；虽然弹簧缓冲器结构简单，但在缓冲过程中，弹簧反力逐步增大，缓冲力和缓冲速度出现不均匀的现象，而且弹簧被压缩到极限位置后，弹簧会释放弹性势能，进而出现缓冲结束后的反跳现象，从而造成弹簧缓冲器的整体性能较差；液压油缓冲器结构复杂，排油阻力产生的反力能够达到均匀，从而使缓冲器形成均匀的缓冲减速度，性能较为可靠，但是，液压油缓冲器的结构复杂造成易出现故障，导致缓冲器失效，不能够起到缓冲效果，更为重要的是，无论是弹簧缓冲器还是液压油缓冲器，只能针对不同运行速度的电梯使用，适应性差。

因此，需要提供一种新的电梯跌落缓冲装置，能够在电梯跌落缓冲使形成均匀的反力并形成均匀的缓冲减速度，而且能够保证装置始终处于有效状态，从而减小电梯跌落时轿厢内的乘客受到的伤害；而且能够适用于不同运行速度的电梯，适应性强。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于磁流变的电梯跌落缓冲装置，能够在电梯跌落缓冲使形成均匀的反力并形成均匀的缓冲减速度，而且能够保证装置始终处于有效状态，从而减小电梯跌落时轿厢内的乘客受到的伤害；而且能够适用于不同运行速度的电梯，适应性强。

本发明提供的一种基于磁流变的电梯跌落缓冲装置，包括弹性阻尼件、磁流变阻尼机构以及托板，所述弹性阻尼件和磁流变阻尼机构固定设置于托板的下表面。

进一步，所述弹性阻尼件为空气弹簧，空气弹簧的上端与托板的下表面固定连接。

进一步，所述弹性阻尼件的压缩行程大于磁流变阻尼机构的压缩行程。

进一步，所述磁流变阻尼机构包括活塞杆、缸体、活塞以及励磁线圈，所述活塞杆下端与活塞固定连接，活塞杆的上端与托板的下表面固定连接，所述活塞杆以及活塞可在缸体内往复运动，所述缸体内填充有磁流变胶泥，所述励磁线圈设置于缸体。

进一步，所述缸体包括内缸体和两个外缸体，所述缸体的侧壁沿轴向设置有两个对称的液流孔Ⅰ，所述液流孔Ⅰ的上端与内缸体的内侧连通，液流孔Ⅰ的下端与内缸体的外部连通；

两个外缸体均为柱状结构，所述两个外缸体均以轴线垂直于内缸体轴线的方式与内缸体的外侧壁固定配合，所述外缸体的一端端面下沉形成沉槽，所述沉槽的内侧壁为台阶面结构，所述沉槽底部沿外缸体的轴向设置有两个液流孔Ⅱ，其中一液流孔Ⅱ与内缸体的液流孔Ⅰ的下端密封连通，另一液流孔Ⅱ与内缸体的下端侧壁的液流孔Ⅲ密封连通，所述沉槽开口处设置有盖板，所述盖板与沉槽底部之间具有流动间隙，所述流动间隙和两个液流孔Ⅱ组合形成U形液流通道，所述励磁线圈设置于沉槽的台阶面处。

进一步，所述内缸体内设置有浮动活塞和缓冲块，所述缓冲块和浮动活塞设置于内缸体内底部且位于活塞的下方，所述缓冲块设置于浮动活塞上且位于浮动活塞与活塞之间，所述缓冲块的上表面设置有凸起。

进一步，所述液流孔Ⅲ到内缸体的内侧底部的距离大于缓冲块上表面到内缸体内侧底部的距离。

进一步，所述内缸体内侧设置有用于将缓冲块的上表面限制在液流孔Ⅲ以下的限位圈。

进一步，还包括底板，所述弹性阻尼件的下端与底板固定连接，所述底板与内缸体密封配合形成内缸体的底部，所述托板的上表面固定设置有缓冲垫。

进一步，所述缸体的上端端部设置有端盖，所述活塞杆的上端从端盖穿出，所述端盖设置有铜环且铜环与活塞杆同轴设置，所述端盖的内侧与活塞的外侧均设置有密封圈。

本发明的有益效果：本发明的基于磁流变的电梯跌落缓冲装置，通过弹性阻尼件和磁流变阻尼机构的双重作用，能够保证装置始终处于有效状态，从而最大化减小电梯蹲底时轿厢内的乘客受到的伤害；能够在电梯跌落缓冲使形成均匀的反力并形成均匀的缓冲减速度，并且能够有效防止弹性阻尼件释放弹性势能时出现反跳现象，并且利用弹性阻尼件释放的弹性力带动磁流变阻尼机构复位，无需其他动力机构，简化本发明的结构；采用外置阻尼通道设计，解决了励磁线圈密封等问题；利用磁流变阻尼机构的作用，通过控制磁流变液流动性来适应不同运行速度的电梯，从而大大增强了本发明的适应性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明缓冲中压缩结构示意图。

图2为本发明缓冲完成后结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图，图2为本发明缓冲完成后结构示意图，如图所示，本发明提供的一种基于磁流变的电梯跌落缓冲装置，包括弹性阻尼件18、磁流变阻尼机构以及托板19，所述弹性阻尼件18和磁流变阻尼机构固定设置于托板19的下表面，其中，弹性阻尼件和磁流变阻尼机构形成并列的结构，当电梯跌落时，通过托板的作用使得弹性阻尼件和磁流变阻尼机构均匀承受冲击力，保证本发明能够具有均匀的缓冲间速度，而且当缓冲完成后，弹性阻尼件释放弹性势能时，由托板带动磁流变阻尼机构复位，并且由于磁流变阻尼机构的反作用力，能够有效削弱弹性阻尼件释放弹性势能时反跳效应，从而保证本发明的工作平顺性。

本实施例中，所述弹性阻尼件18为空气弹簧，空气弹簧的上端与托板的下表面固定连接，其中，空气弹簧采用曲囊式结构，在本实施例中，采用三节式，磁流变阻尼机构设置在三节空气弹簧之间，空气弹簧可以通过现有的连接件与托板固定连接，比如通过法兰环和连接板并通过螺栓与托板固定连接，采用空气弹簧，在缓冲过程中动态力变化小，容易控制，并且稳定性高，并且能够平稳复位，并平稳带动磁流变阻尼机构复位。

本实施例中，所述弹性阻尼件18的压缩行程大于磁流变阻尼机构的压缩行程，通过这种结构，一方面能够确保在缓冲过程中缓冲装置的反力均衡性，以及保证本装置能够起到良好的缓冲效果，另一方面，能够保证磁流变阻尼结构能够稳定复位，从而保证整个装置以最良好的状态等待下次缓冲。

本实施例中，所述磁流变阻尼机构包括活塞杆5、缸体、活塞16以及励磁线圈14，所述活塞杆5下端与活塞16固定连接，活塞杆5的上端与托板19的下表面固定连接，可以采用螺栓固定连接，本实施例优先采用焊接的方式，结构牢固，所述活塞杆5以及活塞16可在缸体内往复运动，所述缸体内填充有磁流变胶泥，所述励磁线圈14设置于缸体，其中，磁流变胶泥采用弹性胶泥、铁磁材料以及相关的添加剂按照一定比例混合制成，磁流变胶泥相对于传统的磁流变液具有更高的沉降稳定性，通过控制励磁线圈的电流大小改变磁流变胶泥的流动特性，从而使得本装置具有更强的适应性以及更大的适用范围，其中，磁流变胶泥在缓冲过程中可采用现有的流道，比如通过外接管路将缸体由活塞隔离的两个腔体连通，从而实现在缓冲过程中的磁流变胶泥的流动。

优选地，本实施例通过如下结构形成磁流变胶泥流道：

所述缸体包括内缸体6和两个外缸体20，所述缸体6的侧壁沿轴向设置有两个对称的液流孔Ⅰ17，所述液流孔Ⅰ17的上端与内缸体6的内侧连通，液流孔Ⅰ17的下端与内缸体6的外部连通；

两个外缸体20均为柱状结构，所述两个外缸体20均以轴线垂直于内缸体6轴线的方式与内缸体6的外侧壁固定配合，所述外缸体20的一端端面下沉形成沉槽(15,21)，所述沉槽(15,21)的内侧壁为台阶面结构，所述沉槽(15,21)底部沿外缸体20的轴向设置有两个液流孔Ⅱ22，其中一液流孔Ⅱ22与内缸体的液流孔Ⅰ17的下端密封连通，另一液流孔Ⅱ22与内缸体6的下端侧壁的液流孔Ⅲ23密封连通，所述沉槽(15,21)开口处设置有盖板7，所述盖板7与沉槽(15,21)底部之间具有流动间隙24，所述流动间隙24和两个液流孔Ⅱ22组合形成U形液流通道，所述励磁线圈14设置于沉槽(15,21)的台阶面处，如图1所示，两个外缸体对称设置于内缸体的两侧，且均对应于液流孔Ⅰ的下端以及液流孔Ⅲ，其中，液流孔Ⅲ的轴线垂直于内缸体的轴线，且液流孔Ⅲ位于液流孔Ⅰ的正下方，流动间隙和两个液流孔Ⅱ组合形成U形液流通道位于励磁线圈的内侧，通过励磁线圈对U形液流通道进行作用，能够有效控制磁流变胶泥的流动特性，响应速度快；通过这种结构还能够有效解决得了励磁线圈的密封问题，而且还避免了在缓冲过程中高压的磁流变胶泥对励磁线圈的影响；通过上述结构，能够使得磁流变胶泥具有顺畅的流道并保证磁流变胶泥在缓冲时顺畅流动，而且能够使得整个装置结构紧凑，方便布置。

本实施例中，所述内缸体内设置有浮动活塞12和缓冲块11，所述缓冲块11和浮动活塞12设置于缸体内底部且位于活塞16的下方，所述缓冲块11设置于浮动活塞12上且位于浮动活塞12与活塞16之间，通过这种结构，在电梯跌落时起到第三重的缓冲保护作用，进一步增强缓冲效果，更为重要的是，上述结构起到良好的备用作用，即使当空气弹簧以及磁流变阻尼机构的控制电路出现问题时，浮动活塞和缓冲块仍然具有良好的缓冲作用，从而确保本装置不会出现无效情况，确保电梯运行安全，其中，浮动活塞12采用内部填充有惰性气体的气囊，缓冲块11采用聚氨酯材料制成；所述缓冲块11的上表面设置有凸起10，该凸起10在被活塞16压缩后的高度大于液流孔Ⅲ23的孔径，也就是说，该凸起的上端与缸体底部的距离大于液流孔Ⅲ上侧壁到缸体底部的距离，通过这种结构，当活塞压缩缓冲块到极限位置后不会对流动间隙造成堵塞，从而确保磁流变胶泥具有良好的流动性以及本装置的稳定性。

本实施例中，所述液流孔Ⅲ23到内缸体6的内侧底部的距离大于缓冲块11的上表面到内缸体6内侧底部的距离，为了保证上述结构的实现，在所述内缸体6内侧设置有用于将缓冲块11的上表面限制在液流孔Ⅲ23以下的限位圈9，通过上述结构，能够有效避免缓冲块对流道间隙堵塞，保证磁流变胶泥流动的顺畅性。

本实施例中，还包括底板13，所述弹性阻尼件18的下端与底板13固定连接，所述底板13与内缸体6的下端端部密封配合形成内缸体6的底部，通过这种结构，能够使得本装置具有良好的整体性，利于安装，所述托板的上表面固定设置有缓冲垫，所述缓冲垫为橡胶缓冲垫，该缓冲垫与托板固定配合，比如通过螺栓、螺钉等方式，本实施例优选采用缓冲垫与托板过盈配合。

本实施例中，所述缸体的上端端部设置有端盖2，所述活塞杆5的上端从端盖2穿出，所述端盖2设置有铜环4且铜环4与活塞杆5同轴设置，其中，通过这种结构，端盖能够保证内缸体的内部具有良好的密封性能，另一方面，端盖和铜环的共同作用，能够对活塞杆具有良好的导向作用，所述端盖2的内侧与活塞16的外侧均设置有密封圈(3,8)，其中，设置于端盖2的密封圈3与铜环4同轴设置并位于铜环4的上方，保证密封性，设置于活塞16的密封圈8一方面起到密封作用，防止内缸体位于活塞上方的腔体和位于活塞下方的缸体磁流变胶泥直接对流，保证了压强差，另一方面，能够对活塞进行良好的径向限位，防止活塞晃动；其中，上述中的活塞杆、缸体、活塞、底板以及盖板均为非导磁材料。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种基于磁流变的电梯跌落缓冲装置，其特征在于：包括弹性阻尼件、磁流变阻尼机构以及托板，所述弹性阻尼件和磁流变阻尼机构固定设置于托板的下表面。

2.根据权利要求1所述基于磁流变的电梯跌落缓冲装置，其特征在于：所述弹性阻尼件为空气弹簧，空气弹簧的上端与托板的下表面固定连接。

3.根据权利要求1所述基于磁流变的电梯跌落缓冲装置，其特征在于：所述弹性阻尼件的压缩行程大于磁流变阻尼机构的压缩行程。

4.根据权利要求1所述基于磁流变的电梯跌落缓冲装置，其特征在于：所述磁流变阻尼机构包括活塞杆、缸体、活塞以及励磁线圈，所述活塞杆下端与活塞固定连接，活塞杆的上端与托板的下表面固定连接，所述活塞杆以及活塞可在缸体内往复运动，所述缸体内填充有磁流变胶泥，所述励磁线圈设置于缸体。

5.根据权利要求4所述基于磁流变的电梯跌落缓冲装置，其特征在于：所述缸体包括内缸体和两个外缸体，所述缸体的侧壁沿轴向设置有两个对称的液流孔Ⅰ，所述液流孔Ⅰ的上端与内缸体的内侧连通，液流孔Ⅰ的下端与内缸体的外部连通；

两个外缸体均为柱状结构，所述两个外缸体均以轴线垂直于内缸体轴线的方式与内缸体的外侧壁固定配合，所述外缸体的一端端面下沉形成沉槽，所述沉槽的内侧壁为台阶面结构，所述沉槽底部沿外缸体的轴向设置有两个液流孔Ⅱ，其中一液流孔Ⅱ与内缸体的液流孔Ⅰ的下端密封连通，另一液流孔Ⅱ与内缸体的下端侧壁的液流孔Ⅲ密封连通，所述沉槽开口处设置有盖板，所述盖板与沉槽底部之间具有流动间隙，所述流动间隙和两个液流孔Ⅱ组合形成U形液流通道，所述励磁线圈设置于沉槽的台阶面处。

6.根据权利要求5所述基于磁流变的电梯跌落缓冲装置，其特征在于：所述内缸体内设置有浮动活塞和缓冲块，所述缓冲块和浮动活塞设置于内缸体内底部且位于活塞的下方，所述缓冲块设置于浮动活塞上且位于浮动活塞与活塞之间，所述缓冲块的上表面设置有凸起。

7.根据权利要求6所述基于磁流变的电梯跌落缓冲装置，其特征在于：所述液流孔Ⅲ到内缸体的内侧底部的距离大于缓冲块上表面到内缸体内侧底部的距离。

8.根据权利要求7所述基于磁流变的电梯跌落缓冲装置，其特征在于：所述内缸体内侧设置有用于将缓冲块的上表面限制在液流孔Ⅲ以下的限位圈。

9.根据权利要求4所述基于磁流变的电梯跌落缓冲装置，其特征在于：还包括底板，所述弹性阻尼件的下端与底板固定连接，所述底板与内缸体密封配合形成内缸体的底部，所述托板的上表面固定设置有缓冲垫。

10.根据权利要求4所述基于磁流变的电梯跌落缓冲装置，其特征在于：所述缸体的上端端部设置有端盖，所述活塞杆的上端从端盖穿出，所述端盖设置有铜环且铜环与活塞杆同轴设置，所述端盖的内侧与活塞的外侧均设置有密封圈。