CN105883536B - 一种安全电梯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种安全电梯，包括轿厢和轿厢牵引系统，轿厢牵引系统包括钢缆牵引装置和滑轮总成，钢缆牵引装置包括钢缆和动力牵引轴组，钢缆包括一端与轿厢顶面固定连接的轿厢牵引段钢缆和牵引端钢缆，动力牵引轴组包括动力牵引轴和备用动力牵引轴。滑轮总成包括垂直换向的轿厢牵引滑轮、水平换向的换向滑轮组和垂直换向的牵引端滑轮组，换向滑轮组包括设在同一水平面上的换向滑轮甲和换向滑轮乙，牵引端滑轮组包括共轴的牵引端滑轮甲和牵引端滑轮乙。本发明安全电梯在现有电机牵引升降的方案中增加了应急备用的牵引轮索，同时节省了钢索整体的长度，具有安全可靠和制造成本较低的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种电梯，特别涉及一种安全可靠的电梯，属于电梯领域。
背景技术
1852年，美国的E.G.奥蒂斯研制出使用钢丝绳提升的安全升降机，19世纪80年代，驱动装置有了进一步改进，如电动机通过蜗杆传动带动缠绕卷筒、采用平衡重等，19世纪末，采用了摩擦轮传动，大大增加电梯的提升高度。现有的电梯大多是一种采用电动机输出动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物。最常见的垂直升降电梯通常具有一个轿厢和拉动轿厢上升下降的配重装置，电梯的具体组成部分按功能可分为曳引系统、导向系统、轿厢、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统和安全保护系统等。电梯的工作原理通常是采用曳引绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实现轿厢和对重同步升降的方案。
公开号是CN2477596Y的专利文件公开了一种双轿厢自平衡电梯，这种电梯包括驱动控制装置和两个完全相同的轿厢，由其中一个轿厢取代原有电梯的配重物，采用两根钢缆分别由电机驱动通过滑轮系统实现同步一升一降的方案，解决了原有电梯载客量有限和运行成本较高的问题。但是，上述方案在提高载客量的同时增设了额外的载客设备，而且没有涉及应急备用方案。
公开号是CN2668587Y的专利文件公开了一种轿厢及其轿架两侧动滑轮倍率绕绳方式升降电梯，这种电梯在电梯的轿厢及其轿架两外侧安装动滑轮，钢丝绳两端分别从两侧动滑轮的向上绕过直至电梯井道顶部，一端固定，另一端绕过顶部滑轮向下牵引经底部的滑轮再次向上牵引，经顶部滑轮换向后与配重物连接，从而有效缩小了同类电梯的外形尺寸，解决了电梯应用在无机房井道、浅底坑井道和低顶层井道等场合的问题。但是，双侧滑轮组的方案增加了滑轮装置的复杂程度，而且也没有涉及应急备用方案。
发明内容
本发明安全电梯公开了新的方案，在现有电机牵引升降的方案中增加了应急备用的牵引轮索，解决了现有依靠滑轮钢索牵引的电梯没有应急备用轮索方案的问题。
本发明一种安全电梯包括轿厢100和轿厢牵引系统，轿厢牵引系统包括钢缆牵引装置和滑轮总成，钢缆牵引装置包括钢缆和动力牵引轴组，钢缆包括一端与轿厢100顶面固定连接的轿厢牵引段钢缆211和牵引端钢缆212，动力牵引轴组包括动力牵引轴213和备用动力牵引轴214，动力牵引轴213和备用动力牵引轴214并排固定在牵引轴基座215上，牵引轴基座215的重量大于轿厢100在最大承载状态下的重量。滑轮总成包括垂直换向的轿厢牵引滑轮221、水平换向的换向滑轮组和垂直换向的牵引端滑轮组，换向滑轮组包括设在同一水平面上的换向滑轮甲222和换向滑轮乙223，牵引端滑轮组包括共轴的牵引端滑轮甲224和牵引端滑轮乙225。轿厢牵引段钢缆211绕过轿厢牵引滑轮221与绕设在换向滑轮甲222和换向滑轮乙223上的牵引端钢缆212中部固定连接，牵引端钢缆212一端绕过换向滑轮甲222和牵引端滑轮甲224与动力牵引轴213固定连接，牵引端钢缆212另一端绕过换向滑轮乙223和牵引端滑轮乙225与备用动力牵引轴214固定连接。
本发明安全电梯在现有电机牵引升降的方案中增加了应急备用的牵引轮索，同时节省了钢索整体的长度，具有安全可靠和制造成本较低的特点。
附图说明
图1是本发明安全电梯在井道内正对侧面观察的示意图。
图2是图1中安全电梯在井道内正对后面观察的示意图。
图3是图1中安全电梯在井道内中部向下观察的示意图。
图4是滑轮总成在井道内顶部向下观察的示意图。
图5是安全电梯后侧壁与空气缓冲装置磁体布置示意图。
图6是安全电梯两侧与井道内壁两侧磁体布置示意图。
图1～6中，100是轿厢，110是轿厢磁体，120是电梯井磁体，211是轿厢牵引段钢缆，212是牵引端钢缆，213是动力牵引轴，214是备用动力牵引轴，215是牵引轴基座，221是轿厢牵引滑轮，222是换向滑轮甲，223是换向滑轮乙，224是牵引端滑轮甲，225是牵引端滑轮乙，310是缓冲装置磁体甲，320是缓冲装置磁体乙，330是换气管，340是电磁阀，410是顶升机构，500是蓄电池装置。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明作进一步说明。
本发明的安全电梯包括轿厢100和轿厢牵引系统，轿厢牵引系统包括钢缆牵引装置和滑轮总成，钢缆牵引装置包括钢缆和动力牵引轴组，钢缆包括一端与轿厢100顶面固定连接的轿厢牵引段钢缆211和牵引端钢缆212，动力牵引轴组包括动力牵引轴213和备用动力牵引轴214，动力牵引轴213和备用动力牵引轴214并排固定在牵引轴基座215上，牵引轴基座215的重量大于轿厢100在最大承载状态下的重量。滑轮总成包括垂直换向的轿厢牵引滑轮221、水平换向的换向滑轮组和垂直换向的牵引端滑轮组，换向滑轮组包括设在同一水平面上的换向滑轮甲222和换向滑轮乙223，牵引端滑轮组包括共轴的牵引端滑轮甲224和牵引端滑轮乙225。如图1～3所示，轿厢牵引段钢缆211绕过轿厢牵引滑轮221与绕设在换向滑轮甲222和换向滑轮乙223上的牵引端钢缆212中部固定连接，牵引端钢缆212一端绕过换向滑轮甲222和牵引端滑轮甲224与动力牵引轴213固定连接，牵引端钢缆212另一端绕过换向滑轮乙223和牵引端滑轮乙225与备用动力牵引轴214固定连接，牵引端钢缆212是一整条钢索。图4和3示出了电梯轿厢位于井道底层状态时钢索与滑轮的绕向设置，轿厢牵引段钢缆与牵引端钢缆在换向滑轮甲与换向滑轮乙间的某部位固定连接，启动动力牵引轴电机，动力牵引轴卷起牵引端钢缆一端，轿厢通过轿厢牵引段钢缆与牵引端钢缆一端吊起，备用动力牵引轴低负载空转，将缠绕其上的牵引端钢缆另一端释放出来，当上述牵引端钢缆一端发生问题时，可以启动备用动力牵引轴电机，此时牵引端钢缆向与原先相反方向牵引，仍然可以保证轿厢正常的起吊。为了防止钢索在轿厢牵引段钢缆与牵引端钢缆连接处发生问题，本方案可以在该处采取特别的措施，例如采用加粗处理，或者采用高强度、高韧性材料等，本方案的上述钢索滑轮布置方案有效降低了钢索问题给电梯正常使用带来的影响，节约了钢索材料。
为了加强电梯在使用中的安全性，调整电梯轿厢在急停时的缓冲力，本方案在上述基本方案的基础上增设了采用磁力联动的空气缓冲装置，如图5所示，具体是安全电梯还包括磁力连接空气缓冲装置，磁力连接空气缓冲装置包括设置在轿厢100后侧壁上的缓冲装置磁体甲310和密闭缓冲气压缸，密闭缓冲气压缸内设有可上下移动的缓冲装置磁体乙320，缓冲装置磁体甲310与缓冲装置磁体乙320磁力耦合，缓冲装置磁体乙320将密闭缓冲气压缸内部隔离成上下两个密闭的腔室，上述上下两个密闭的腔室通过换气管330密闭连通，换气管330上设有电磁阀340。轿厢正常升降过程中，缓冲装置磁体甲通过磁力耦合带动缓冲装置磁体乙在缓冲气压缸内上下移动，在上述过程中，电磁阀始终是开启状态，气缸内气体随着缓冲装置磁体乙上下移动通过换气管在气缸两头腔室内流动交换，当需要制动时，只需关闭电磁阀，气缸内气体停止流动，缓冲装置磁体乙在逐渐增大的气压下通过缓冲装置磁体甲牵制轿厢继续运动，从而达到缓冲制动的技术目的。采用气压缓冲和磁力联动的方案克服了其它缓冲方案刚性急停带来的诸多弊端，增大了缓冲距离，改善了电梯的使用感受。
在紧急时刻，例如停电、缓冲装置制动失效等情况下，为了能够使加速下降中的电梯轿厢受到一个瞬间的制动平衡力，本方案还设计了一种应急缓冲方案，使得轿厢在短时间内受到一个制动的平衡力，具体是安全电梯还包括应急缓冲装置，应急缓冲装置包括牵引轴制动器、牵引轴基座215和可托起牵引轴基座215做向下短程加速运动的顶升机构410，顶升机构410可以采用液力传动的方案，在紧急时刻抽取托起顶升机构的液体，在锁定或缓冲制动牵引轴的前提下使得牵引轴基座在短时间内起到配重装置的作用，实现紧急制动轿厢加速下降的技术目的。
为了调节电梯轿厢在匀速上升或下降过程中的速度，本方案还引入了采用电磁力调节轿厢运动速度的方案，如图6所示，具体是安全电梯还包括轿厢调速装置，轿厢调速装置包括设置在轿厢100两侧壁上的磁极倾斜布置的轿厢磁体110和设置在与轿厢100侧壁相邻的电梯井侧壁上的电梯井磁体120，电梯井磁体120的磁极与轿厢磁体110的磁极平行反向，轿厢磁体110与电梯井磁体120间产生磁力作用，上述磁力作用调节轿厢100的运动速度。上述电磁力调速的方案克服了仅依靠电磁力驱动轿厢运动的方案中出现的需要较大电磁力而配套强磁场的诸多弊端，同时也避免了单纯依靠电磁力牵引带来的安全隐患。为了简化电梯设备的线路布置，减少与轿厢连接的电缆数量，避免轿厢在运动中发生的线路故障，本方案优选轿厢磁体110是永磁体或电磁体，电梯井磁体120是电磁体，即通过调节电梯井磁体的磁强度或同时调节轿厢磁体和电梯井磁体的磁强度来控制电磁驱动的力度。
在电梯轿厢下降过程中，轿厢必然通过磁场产生电流和力，其中产生的电流可以被储存起来供轿厢日常使用，例如轿厢内照明、信息显示和控制用电等，具体是安全电梯还包括蓄电池装置500，轿厢100下降至停止产生动能的一部分转化成电能储存在蓄电池装置500内。蓄电池的具体位置可以设置在轿厢的顶部，从而避免在轿厢运动中造成损坏。
为了实现电梯运行的自动控制，本方案还包括一套电梯运行控制系统，具体是安全电梯还包括可编程智能控制系统，可编程智能控制系统包括轿厢重量测量模块、轿厢速度测量模块、牵引轴电机控制模块、轿厢速度控制模块、缓冲装置控制模块和应急缓冲装置控制模块。轿厢重量测量模块将测得的轿厢载重信号传送至牵引轴电机控制模块，牵引轴电机控制模块根据收到的轿厢载重信号启动牵引轴电机输出相应的牵引力。轿厢速度测量模块将测得的轿厢速度信号传送至轿厢速度控制模块，轿厢速度控制模块根据收到的轿厢速度信号启动轿厢调速装置调节轿厢速度。轿厢速度测量模块将测得的轿厢超速信号传送至缓冲装置控制模块，缓冲装置控制模块根据收到的轿厢超速信号关闭电磁阀340。轿厢速度测量模块将测得的轿厢速度危险信号传送至应急缓冲装置控制模块，应急缓冲装置控制模块根据收到的轿厢危险速度信号开启牵引轴制动器，控制顶升机构410托住牵引轴基座215做向下短程加速运动。上述蓄电池装置500可以通过与可编程智能控制系统供电接口电连接向可编程智能控制系统提供电能。上述方案中涉及的电子元件、模块和设备均可以采用本领域现有的方案，也可以根据具体的设计方案采用特制的方案。
本方案的安全电梯采用了备用牵引方案，提高了电梯使用的稳定性，采用磁力连接的气压缓冲制动方案克服了配重块等刚性制动方案带来的安全问题，采用短时间配重装置方案在特别紧急情况下牵制轿厢的加速下滑，采用可控的电磁力调节电梯轿厢运动的速度，采用可编程智能控制系统调控电梯的运行。本方案的安全电梯基于以上特点，相比现有的配重块电梯和磁悬浮电梯均具有突出的实质性特点和显著的进步。
本方案的安全电梯并不限于实施例公开的内容，实施例中出现的技术方案可以单独存在，也可以相互包含，本领域技术人员根据本方案结合公知常识作出的简单替换方案也属于本方案的范围。
Claims (7)
1.一种安全电梯，其特征是包括轿厢(100)和轿厢牵引系统，所述轿厢牵引系统包括钢缆牵引装置和滑轮总成，所述钢缆牵引装置包括钢缆和动力牵引轴组，所述钢缆包括一端与轿厢(100)顶面固定连接的轿厢牵引段钢缆(211)和牵引端钢缆(212)，所述动力牵引轴组包括动力牵引轴(213)和备用动力牵引轴(214)，动力牵引轴(213)和备用动力牵引轴(214)并排固定在牵引轴基座(215)上，牵引轴基座(215)的重量大于轿厢(100)在最大承载状态下的重量；所述滑轮总成包括垂直换向的轿厢牵引滑轮(221)、水平换向的换向滑轮组和垂直换向的牵引端滑轮组，所述换向滑轮组包括设在同一水平面上的换向滑轮甲(222)和换向滑轮乙(223)，所述牵引端滑轮组包括共轴的牵引端滑轮甲(224)和牵引端滑轮乙(225)；轿厢牵引段钢缆(211)绕过轿厢牵引滑轮(221)与绕设在换向滑轮甲(222)和换向滑轮乙(223)上的牵引端钢缆(212)中部固定连接，牵引端钢缆(212)一端绕过换向滑轮甲(222)和牵引端滑轮甲(224)与动力牵引轴(213)固定连接，牵引端钢缆(212)另一端绕过换向滑轮乙(223)和牵引端滑轮乙(225)与备用动力牵引轴(214)固定连接；
所述安全电梯还包括应急缓冲装置，所述应急缓冲装置包括牵引轴制动器、牵引轴基座(215)和可托起牵引轴基座(215)做向下短程加速运动的顶升机构(410)，所述顶升机构(410)采用液力传动。
2.根据权利要求1所述的安全电梯，其特征在于，所述安全电梯还包括磁力连接空气缓冲装置，所述磁力连接空气缓冲装置包括设置在轿厢(100)后侧壁上的缓冲装置磁体甲(310)和密闭缓冲气压缸，所述密闭缓冲气压缸内设有可上下移动的缓冲装置磁体乙(320)，缓冲装置磁体甲(310)与缓冲装置磁体乙(320)磁力耦合，缓冲装置磁体乙(320)将所述密闭缓冲气压缸内部隔离成上下两个密闭的腔室，所述上下两个密闭的腔室通过换气管(330)密闭连通，换气管(330)上设有电磁阀(340)。
3.根据权利要求1所述的安全电梯，其特征在于，所述安全电梯还包括轿厢调速装置，所述轿厢调速装置包括设置在轿厢(100)两侧壁上的磁极倾斜布置的轿厢磁体(110)和设置在与轿厢(100)侧壁相邻的电梯井侧壁上的电梯井磁体(120)，电梯井磁体(120)的磁极与轿厢磁体(110)的磁极平行反向，轿厢磁体(110)与电梯井磁体(120)间产生磁力作用，所述磁力作用调节轿厢(100)的运动速度。
4.根据权利要求3所述的安全电梯，其特征在于，轿厢磁体(110)是永磁体或电磁体，电梯井磁体(120)是电磁体。
5.根据权利要求3所述的安全电梯，其特征在于，所述安全电梯还包括蓄电池装置(500)，轿厢(100)下降至停止产生动能的一部分转化成电能储存在蓄电池装置(500)内。
6.根据权利要求3所述的安全电梯，其特征在于，所述安全电梯还包括可编程智能控制系统，所述可编程智能控制系统包括轿厢重量测量模块、轿厢速度测量模块、牵引轴电机控制模块、轿厢速度控制模块、缓冲装置控制模块和应急缓冲装置控制模块；所述轿厢重量测量模块将测得的轿厢载重信号传送至所述牵引轴电机控制模块，所述牵引轴电机控制模块根据收到的轿厢载重信号启动牵引轴电机输出相应的牵引力；所述轿厢速度测量模块将测得的轿厢速度信号传送至所述轿厢速度控制模块，所述轿厢速度控制模块根据收到的轿厢速度信号启动轿厢调速装置调节轿厢速度；所述轿厢速度测量模块将测得的轿厢超速信号传送至所述缓冲装置控制模块，所述缓冲装置控制模块根据收到的轿厢超速信号关闭电磁阀(340)；所述轿厢速度测量模块将测得的轿厢速度危险信号传送至所述应急缓冲装置控制模块，所述应急缓冲装置控制模块根据收到的轿厢危险速度信号开启牵引轴制动器，控制顶升机构(410)托住牵引轴基座(215)做向下短程加速运动。
7.根据权利要求6所述的安全电梯，其特征在于，蓄电池装置(500)通过与所述可编程智能控制系统供电接口电连接向所述可编程智能控制系统提供电能。
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