CN106276672A - 电梯松闸装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯松闸装置，电磁线圈，通直流电后所产生的电磁力方向与松闸方向一致；可动铁芯，伸入电磁线圈的内部，能够沿电磁线圈的轴线方向自由移动；第一永磁铁和第二永磁铁，分别固定设置于可动铁芯的轴向两侧；第一永磁铁的磁场方向与电磁线圈通电后的磁场方向同向，第二永磁铁的磁场方向与电磁线圈通电后的磁场方向反向；压缩弹簧，为可动铁芯所提供的恢复力方向与抱闸方向一致；闸瓦，在可动铁芯的轴向与其刚性连接。本发明采用的是尺寸较小的压缩弹簧和电磁线圈，整个装置实现小型化。本发明通电时只需要更小的电流，降低功耗；还不需要电流的切换，驱动更加简便。

Description

电梯松闸装置

技术领域

本发明涉及一种电梯制动器的动作机构，具体涉及一种电梯松闸装置。

背景技术

目前，绝大多数电梯采用的是机电式制动器。机电式制动器的工作原理是：通过带导向的压缩弹簧的恢复力将闸瓦紧压到制动面上，实现抱闸制动；通过通电的电磁线圈产生的反向电磁力去克服压缩弹簧的恢复力，迫使闸瓦离开制动面，退出制动状态，实现松闸。

现有技术中，为保证松闸动作的迅速性，需要一个较大的电流驱动电磁线圈，以产生较大的反向电磁力；但在完成动作后，电磁线圈只需要通一个较小的电流就可维持松闸状态。一般地，通过采用分压电阻分阶段投切等方式实现这一功能。

因此，现有的机电式制动器需要有足够大的压缩弹簧和电磁线圈才能提供满足要求的抱闸力和松闸力；此外，还需要一套较复杂的控制装置来完成动作电流与维持电流之间的切换工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电梯松闸装置，它可以减小压缩弹簧和电磁线圈的尺寸，省去电流切换装置，降低输入电流，具有小型化和低功耗的特点。

为解决上述技术问题，本发明电梯松闸装置的技术解决方案为：

电磁线圈1，通直流电后所产生的电磁力方向与松闸方向一致；可动铁芯2，伸入电磁线圈1的内部，能够沿电磁线圈1的轴线方向自由移动；第一永磁铁3a和第二永磁铁3b，分别固定设置于可动铁芯2的轴向两侧；第一永磁铁3a的磁场方向与电磁线圈1通电后的磁场方向同向，第二永磁铁3b的磁场方向与电磁线圈1通电后的磁场方向反向；松闸时，可动铁芯2接近第一永磁铁3a；完全松闸状态下第一永磁铁3a与可动铁芯2完全吸合；抱闸时，可动铁芯2接近第二永磁铁3b；完全抱闸状态下第二永磁铁3b与可动铁芯2之间留有一间隙；压缩弹簧4，为可动铁芯2所提供的恢复力方向与抱闸方向一致；闸瓦5，在可动铁芯2的轴向与其刚性连接；所述电磁线圈1通电后产生磁场，使可动铁芯2克服压缩弹簧4的恢复力向靠近第一永磁铁3a和远离第二永磁铁3b的方向运动，第一永磁铁3a为可动铁芯2提供磁引力，第二永磁铁3b为可动铁芯2提供磁斥力；总松闸力由电磁线圈1的电磁力、第一永磁铁3a的磁引力和第二永磁铁3b的磁斥力共同提供；所述电磁线圈1失电后，可动铁芯2在压缩弹簧4的恢复力和第二永磁铁3b产生的磁引力作用下，克服第一永磁铁3a的磁引力，朝弹簧复原的方向运动，总抱闸力由压缩弹簧4的恢复力和第二永磁铁3b的磁引力克服第一永磁铁3a的磁引力共同提供。

当所述电梯松闸装置处于完全抱闸状态时，电磁线圈1不通电；此时可动铁芯2最接近第二永磁铁3b，第二永磁铁3b为可动铁芯2提供的磁引力最大，该最大磁引力与压缩弹簧4共同作用，提供抱闸力，使可动铁芯2带动闸瓦5紧压在制动面上，实现抱闸制动。

当所述电梯松闸装置开始松闸后，电磁线圈1被通上稳定的直流电，此时电磁线圈1所产生的电磁力与第二永磁铁3b的磁斥力的合力远大于压缩弹簧4的恢复力，使可动铁芯2向第一永磁铁3a的方向开始运动，从而使闸瓦5与制动面分离，实现松闸；在松闸的动态过程中，可动铁芯2逐渐远离第二永磁铁3b，第二永磁铁3b所提供的磁斥力也逐渐变小；同时，可动铁芯2向第一永磁铁3a逼近，第一永磁铁3a为可动铁芯2所提供磁引力逐渐增大。

当所述电梯松闸装置进入完全松闸状态后，可动铁芯2被第一永磁铁3a完全吸合；第一永磁铁3a向可动铁芯2提供最大的磁引力，与电磁线圈1所产生的电磁力的合力大于压缩弹簧4的恢复力，使闸瓦5稳定地处于远离制动面的位置上。

当所述电梯松闸装置再次转为抱闸时，电磁线圈1失电，其电磁力消失，压缩弹簧4的恢复力远大于第一永磁铁3a对可动铁芯2所提供的磁引力，可动铁芯2反向运动；抱闸过程中，第一永磁铁3a对可动铁芯2的磁引力和压缩弹簧4的恢复力变小，但第二永磁铁3b对可动铁芯2的磁引力变大，使可动铁芯2具有加速度，实现快速抱闸。

本发明可以达到的技术效果是：

本发明采用的是尺寸较小的压缩弹簧和电磁线圈，整个装置实现小型化。

本发明通电时只需要更小的电流，降低功耗；还不需要电流的切换，驱动更加简便。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明电梯松闸装置的结构示意图；

图2是本发明处于抱闸状态的受力示意图；

图3是本发明处于松闸过程的受力示意图。

图中附图标记说明：

1为电磁线圈， 2为可动铁芯，

3a为第一永磁铁， 3b为第二永磁铁，

4为压缩弹簧， 5为闸瓦。

具体实施方式

如图1所示，本发明电梯松闸装置，包括：

电磁线圈1，用于通直流电流，所产生的电磁力方向与松闸方向一致；

可动铁芯2，伸入电磁线圈1的内部，能够沿电磁线圈1的轴线方向自由移动；

第一永磁铁3a和第二永磁铁3b，分别设置于可动铁芯2的轴向两侧，并分别与可动铁芯2的两端面形成间隙；第一永磁铁3a的磁场方向与电磁线圈1通电后的磁场方向同向，第二永磁铁3b的磁场方向与电磁线圈1通电后的磁场方向反向；松闸时，可动铁芯2接近第一永磁铁3a；完全松闸状态下第一永磁铁3a与可动铁芯2完全吸合；抱闸时，可动铁芯2接近第二永磁铁3b；完全抱闸状态下第二永磁铁3b与可动铁芯2之间留有一定的间隙；

压缩弹簧4，为可动铁芯2所提供的恢复力方向与抱闸方向一致；

闸瓦5，在可动铁芯2的轴向与其刚性连接；

外框架6，用于将上述各部件装配在一起，构成一个装置整体；第一永磁铁3a和第二永磁铁3b分别固定设置于外框架6的两端，压缩弹簧4的一端固定连接外框架6，压缩弹簧4的另一端固定连接可动铁芯2；

电磁线圈1通电后产生磁场，使可动铁芯2克服压缩弹簧4的恢复力向靠近第一永磁铁3a和远离第二永磁铁3b的方向运动，第一永磁铁3a为可动铁芯2提供磁引力，第二永磁铁3b为可动铁芯2提供磁斥力；总松闸力由电磁线圈1的电磁力、第一永磁铁3a的磁引力和第二永磁铁3b的磁斥力共同提供；电磁线圈1失电后，可动铁芯2在压缩弹簧4的恢复力和第二永磁铁3b产生的磁引力作用下，克服第一永磁铁3a产生的磁引力，朝弹簧复原的方向运动，总抱闸力由压缩弹簧4的恢复力和第二永磁铁3b的磁引力克服第一永磁铁3a的磁引力共同提供。

本发明的工作原理如下：

当电梯松闸装置处于完全抱闸状态时，电磁线圈1不通电；此时可动铁芯2最接近第二永磁铁3b，且可动铁芯2与第二永磁铁3b之间的间隙应是电磁铁(即可动铁芯2和电磁线圈1)和永磁铁由相斥逆转为相吸的临界值；第二永磁铁3b为可动铁芯2提供的磁引力最大，该最大磁引力与压缩弹簧4共同作用，提供抱闸力，使可动铁芯2带动闸瓦5紧压在制动面上，实现抱闸制动；

当电梯松闸装置开始松闸后，电磁线圈1被通上稳定的直流电；电磁线圈1所产生的磁场方向与第二永磁铁3b的磁场方向相反，则第二永磁铁3b为可动铁芯2提供磁斥力；同时，由于可动铁芯2与第一永磁铁3a之间的间隙要远小于可动铁芯2与第二永磁铁3b之间的间隙，此时电磁线圈1所产生的电磁力与第二永磁铁3b的磁斥力的合力远大于压缩弹簧4的恢复力，使可动铁芯2向第一永磁铁3a的方向开始运动，且有较大的加速度，从而使闸瓦5与制动面分离，实现松闸；

在松闸的动态过程中，可动铁芯2逐渐远离第二永磁铁3b，第二永磁铁3b所提供的磁斥力也逐渐变小；同时，可动铁芯2向第一永磁铁3a逼近，第一永磁铁3a为可动铁芯2所提供磁引力逐渐增大；

在整个松闸的动态过程中，第一永磁铁3a和第二永磁铁3b提供的同向磁力，与电磁力之和应远大于压缩弹簧4的恢复力，使松闸动作机构获得一定的加速度，确保其动作的迅速性；

当电梯松闸装置进入完全松闸状态后，可动铁芯2被第一永磁铁3a完全吸合；第一永磁铁3a向可动铁芯2提供最大的磁引力，与电磁线圈1所产生的电磁力的合力大于压缩弹簧4的恢复力，使闸瓦5稳定地处于远离制动面的位置上；

当电梯松闸装置再次转为抱闸时，电磁线圈1失电，其电磁力消失，压缩弹簧4的恢复力远大于第一永磁铁3a对可动铁芯2所提供的磁引力，可动铁芯2反向运动；

抱闸过程中，第一永磁铁3a对可动铁芯2的磁引力和压缩弹簧4的恢复力变小，但第二永磁铁3b对可动铁芯2的磁引力变大，使可动铁芯2具有一定的加速度，实现快速抱闸。

本发明利用永磁铁的磁力在松闸和抱闸过程中的正向作用，电磁线圈的电磁力和压缩弹簧的恢复力能够适当降低，因此其本身的尺寸也可以减小，使装置结构更加紧凑，实现小型化。

本发明的永磁铁的磁力在松闸过程中能够对电磁线圈所产生的电磁力和压缩弹簧的恢复力起到补充作用，从而能够减小电磁线圈体积和压缩弹簧尺寸，减小电磁线圈的电流值，省去电流切换控制装置，实现电梯松闸装置的小型化、简易化和低功耗。

本发明在松、抱闸动态过程中，永磁铁提供同向的磁力；整个过程中不需要加大电流实现动作迅速性，电磁线圈通电电流可以维持不变，从而省去电流切换控制装置。

具体实施例如下

如图1所示，电磁线圈1通电后所产生的磁场，其N极布置在右侧；可动铁芯2向左移动实现松闸，向右移动实现抱闸；第一永磁铁3a的N极布置在右侧，第二永磁铁3b的N极布置在左侧；压缩弹簧4的恢复力方向向右；

如图2所示，完全抱闸状态下，电磁线圈1不通电，闸瓦5紧压在制动面上，可动铁芯2位于其行程的最右端；此时，可动铁芯2与第二永磁铁3b最接近，第二永磁铁3b对可动铁芯2提供最大的磁引力则抱闸力其中是压缩弹簧4的恢复力；此时第一永磁铁3a距可动铁芯2较远，对其的磁吸力

完全抱闸状态下，本发明的抱闸力与常规松闸装置一致，即其中是传统松闸装置压缩弹簧此状态下的恢复力；因故因而可选用较小的压缩弹簧；

开始松闸动作后，如图3所示，电磁线圈1通电产生电磁力F_em，其方向向左；由于电磁线圈1所产生的磁场方向与第二永磁铁3b的磁场方向相反，第二永磁铁3b对可动铁芯2变为提供磁斥力因为可动铁芯2向左运动，带动闸瓦5开始离开制动面；并且，相对于传统的松闸装置所要求的线圈通电产生的电磁力因为 所以F_em＜F_em0；

在松闸动作过程中，随着可动铁芯2向左运动，第二永磁铁3b提供逐渐减小的磁斥力第一永磁铁3a提供同向逐渐增大的磁引力其加速度其中是此时的压缩弹簧4的恢复力，M是装置运动部分的质量；相对传统松闸装置的加速度 $a_0=\frac{F_{em0}-F_{sp0}^2}{M_0},$ 在M≈M₀时，因为 $F_{sp}^2<F_{sp0}^2,F_{pmb}^2>0,F_{pma}^2>0,$ 通过第一永磁铁3a和第二永磁铁3b的作用，可以在a≥a₀的前提下，仍能使F_em＜F_em0。

在进入完全松闸状态后，可动铁芯2被第一永磁铁3a完全吸合，第一永磁铁3a向可动铁芯2提供最大磁引力压缩弹簧恢复力增大至且不考虑距离较远的第二永磁铁3b的作用；只要就能使闸瓦5稳定在远离制动面的位置上；相对于传统松闸装置的松闸要求： $F_{em0}^{\&prime;}>F_{sp0}^3,$ 因为 $F_{sp}^3<F_{sp0}^3,F_{pma}^3>0,$ 则 $F_{em}<F_{em0}^{\&prime;},$ 其中是传统松闸装置维持电流对应的电磁力，是压缩弹簧该位置的恢复力。

本发明所需要的电磁力F_em＜F′_em0＜F_em0，所以，相对传统松闸装置，能够减少通电电流和/或减少线圈匝数。同理，该装置的通电电流不需要在动作电流和维持电流之间进行切换。

再次抱闸时，电磁线圈失电，电磁力可动铁芯2向右运动；整个抱闸过程中的平均加速度约为相对地，传统松闸装置在此状态下的平均加速度约是虽然，但是通过对第一永磁铁3a、第二永磁铁3b的合理配置，使仍可以做到a′≈a′₀不影响其抱闸的迅速性。

Claims (5)

1.一种电梯松闸装置，其特征在于，包括：

电磁线圈，通直流电后所产生的电磁力方向与松闸方向一致；

可动铁芯，伸入电磁线圈的内部，能够沿电磁线圈的轴线方向自由移动；

第一永磁铁和第二永磁铁，分别固定设置于可动铁芯的轴向两侧；第一永磁铁的磁场方向与电磁线圈通电后的磁场方向同向，第二永磁铁的磁场方向与电磁线圈通电后的磁场方向反向；松闸时，可动铁芯接近第一永磁铁；完全松闸状态下第一永磁铁与可动铁芯完全吸合；抱闸时，可动铁芯接近第二永磁铁；完全抱闸状态下第二永磁铁与可动铁芯之间留有一间隙；

压缩弹簧，为可动铁芯所提供的恢复力方向与抱闸方向一致；

闸瓦，在可动铁芯的轴向与其刚性连接；

所述电磁线圈通电后产生磁场，使可动铁芯克服压缩弹簧的恢复力向靠近第一永磁铁和远离第二永磁铁的方向运动，第一永磁铁为可动铁芯提供磁引力，第二永磁铁为可动铁芯提供磁斥力；总松闸力由电磁线圈的电磁力、第一永磁铁的磁引力和第二永磁铁的磁斥力共同提供；

所述电磁线圈失电后，可动铁芯在压缩弹簧的恢复力和第二永磁铁产生的磁引力作用下，克服第一永磁铁的磁引力，朝弹簧复原的方向运动，总抱闸力由压缩弹簧的恢复力和第二永磁铁的磁引力克服第一永磁铁的磁引力共同提供。

2.根据权利要求1所述的电梯松闸装置，其特征在于，当所述电梯松闸装置处于完全抱闸状态时，电磁线圈不通电；此时可动铁芯最接近第二永磁铁，第二永磁铁为可动铁芯提供的磁引力最大，该最大磁引力与压缩弹簧共同作用，提供抱闸力，使可动铁芯带动闸瓦紧压在制动面上，实现抱闸制动。

3.根据权利要求1所述的电梯松闸装置，其特征在于，当所述电梯松闸装置开始松闸后，电磁线圈被通上稳定的直流电，此时电磁线圈所产生的电磁力与第二永磁铁的磁斥力的合力远大于压缩弹簧的恢复力，使可动铁芯向第一永磁铁的方向开始运动，从而使闸瓦与制动面分离，实现松闸；在松闸的动态过程中，可动铁芯逐渐远离第二永磁铁，第二永磁铁所提供的磁斥力也逐渐变小；同时，可动铁芯向第一永磁铁逼近，第一永磁铁为可动铁芯所提供磁引力逐渐增大。

4.根据权利要求1所述的电梯松闸装置，其特征在于，当所述电梯松闸装置进入完全松闸状态后，可动铁芯被第一永磁铁完全吸合；第一永磁铁向可动铁芯提供最大的磁引力，与电磁线圈所产生的电磁力的合力大于压缩弹簧的恢复力，使闸瓦稳定地处于远离制动面的位置上。

5.根据权利要求4所述的电梯松闸装置，其特征在于，当所述电梯松闸装置再次转为抱闸时，电磁线圈失电，其电磁力消失，压缩弹簧的恢复力远大于第一永磁铁对可动铁芯所提供的磁引力，可动铁芯反向运动；

抱闸过程中，第一永磁铁对可动铁芯的磁引力和压缩弹簧的恢复力变小，但第二永磁铁对可动铁芯的磁引力变大，使可动铁芯具有加速度，实现快速抱闸。