CN107337049B - 用于施工升降机的自适应磁阻缓坠装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于施工升降机的自适应磁阻缓坠装置，包括承力外壁、缓坠轨道以及永磁铁，所述永磁铁固定安装在所述承力外壁上，所述永磁铁与缓坠轨道之间设有间距，所述缓坠轨道沿长度方向安装在塔架上，所述承力外壁通过多个铰接机构沿长度方向安装在吊笼上，所述铰接机构包括活动铰链和限位挡块，所述活动铰链的一端与承力外壁铰接，其另一端与吊笼铰接，所述限位挡块安装在吊笼上，用于限制活动铰链绕吊笼在一定角度内转动，以使永磁铁与缓坠轨道之间的间距在一定范围内变化。本发明随即启动，保证吊笼能够以安全均匀的速度降落至地面，避免不会因为吊笼坠落导致安全事故发生。

Description

用于施工升降机的自适应磁阻缓坠装置

技术领域

本发明涉及一种用于建筑施工领域的垂直运输机械，具体涉及一种用于建造过程中的施工升降机的自适应磁阻缓坠装置。

背景技术

施工升降机又常被称作施工电梯，是施工过程中用于载人载货垂直运输的机械，广泛应用于工业或民用建筑、桥梁、烟囱、竖井等结构施工中，已成为此类建筑结构施工过程中不可或缺的设备之一。施工升降机的使用可以大幅度减轻施工人员的劳动强度、加快工程进度，提高工作效率，起到了至关重要的作用。施工升降机自身设置有防坠安全器、限速器、缓冲弹簧、上下限位器等多道电控或机械控制的安全保障装置。然而，由于存在安装不合规、日常监管不到位、维修保养不及时、操作不规范、超载等问题，导致施工升降机安全保障装置失效的情况每年都有发生，一旦相关安全保障装置失效就会导致施工升降机从高空中沿塔架自由坠落，进而造成群死群伤的重大事故发生。目前，多以牺牲施工升降机载重效率、加强维修保养频次、规范操作流程等来提高电梯的使用安全，尽管如此，施工升降机坠落造成机毁人亡的事故也未能完全杜绝。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述存在的不足，提供一种用于施工升降机的自适应磁阻缓坠装置，它可以实时保障施工升降机的安全，当因安装不合规、日常监管不到位、维修保养不及时、操作不规范、超载等问题导致施工升降机自有安全保障装置失效时，本发明随即启动，其磁阻缓坠的作用原理为物理作用，受干扰因素小，安全、可靠，保证吊笼能够以安全均匀的速度降落至地面，避免不会因为吊笼坠落导致安全事故发生。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于施工升降机的自适应磁阻缓坠装置，所述施工升降机包括塔架以及可沿塔架长度方向移动的吊笼，所述磁阻缓坠装置包括承力外壁、由非铁磁性材料制作的缓坠轨道以及设置在所述承力外壁与缓坠轨道之间的永磁铁，所述永磁铁固定安装在所述承力外壁上，所述永磁铁与缓坠轨道之间设有间距，所述缓坠轨道沿长度方向安装在塔架上，所述承力外壁通过多个铰接机构沿长度方向安装在吊笼上，所述铰接机构包括活动铰链和限位挡块，所述活动铰链的一端与承力外壁铰接，其另一端与吊笼铰接，所述限位挡块安装在吊笼上，用于限制活动铰链绕吊笼在一定角度内转动，以使承力外壁与吊笼之间的距离在一定范围内变化，从而使得永磁铁与缓坠轨道之间的间距在一定范围内反向变化；

当施工升降机正常向上运行时，吊笼带动承力外壁和永磁铁一起向上运动，使得活动铰链与吊笼之间的夹角较小，承力外壁与吊笼之间的距离较小，永磁铁与缓坠轨道之间保持较大间距，此时永磁铁与缓坠轨道之间的作用力较小，不影响电梯正常运行；当施工升降机正常向下运动时，吊笼带动承力外壁和永磁铁一起向下运动，使得活动铰链与吊笼之间的夹角较大，承力外壁与吊笼之间的距离较大，永磁铁与缓坠轨道之间保持较小间距，此时永磁铁与缓坠轨道之间的作用力增大，可以减小施工升降机运行能耗；当吊笼异常坠落时，吊笼做自由落体运动，使得永磁铁与缓坠轨道之间产生较大的相对运动从而提供反向阻力，永磁铁与缓坠轨道之间的作用力逐步增大，直至与吊笼自重和负载达到平衡状态，保证吊笼安全匀速落地。

按上述技术方案，所述塔架外部具有四个面，分别为用于安装吊笼的安装面、与该安装面垂直的两个侧面以及与该安装面平行的背离面，所述自适应磁阻缓坠装置安装在塔架除背离面外的其它三个面中的一个或多个面上。

按上述技术方案，所述活动铰链包括铰链支座和连接板，所述铰链支座固定安装在吊笼上，所述连接板的一端通过销轴与铰链支座铰接，其另一端通过销轴与承力外壁铰接，所述限位挡块水平设置在铰链支座上方，用于限制连接板向上转动。

按上述技术方案，所述承力外壁与销轴之间设置有轴承。

按上述技术方案，所述承力外壁为分段结构或整段结构，所述永磁铁为相对应的分段结构或整段结构。

按上述技术方案，所述承力外壁套设在缓坠轨道外侧，或者嵌设于缓坠轨道内侧。

按上述技术方案，所述缓坠轨道的横截面形状为矩形、正方形、圆形、椭圆形、H形、工字形、T字形或十字形。

按上述技术方案，所述缓坠轨道的横截面形状为T形，所述承力外壁上开设有可套设在缓坠轨道外侧的T形槽。

按上述技术方案，所述非铁磁性材料为纯铝、紫铜、黄铜、银和合金中的一种或多种。

本发明，具有以下有益效果：根据楞次定律，在一定间距内当永磁铁与非铁磁性材料之间产生相对运动时，会产生反向阻力，运动速度越快、阻力也越大，本发明根据此原理，克服了本领域中利用机构卡住吊笼止挡其坠落的技术偏见，巧妙的利用了施工升降机自有安全保障装置失效导致吊笼异常坠落时吊笼的重力和负载，通过在塔架和吊笼之间设置具有一定间距的永磁铁和缓坠轨道，使得永磁铁与缓坠轨道之间产生较大的相对运动以提供反向阻力，可以保证吊笼安全匀速落地；另外，本发明通过设置活动铰链和限位挡块，使吊笼向下运动时永磁铁与缓坠轨道间保持一定间距，可以保证该装置不影响施工升降机正常向上运行，且当施工升降机正常向下运动时，可以减小施工升降机运行能耗。

本发明无需对现有施工升降机做过多改造，可直接加装在现有吊笼及塔架上，其结构形式简单、原理清晰、加工组装便捷，而且无需电能，利用楞次定律原理，可以对施工升降机进行实时防护，本发明在一定条件下，对预防施工升降机坠落事故发生的保证率为百分之百。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例安装在塔架安装面上的三维示意图；

图2是本发明实施例安装在塔架安装面上的仰视图；

图3是本发明实施例安装在塔架安装面上的侧视图；

图4是本发明实施例的三维图；

图5是本发明实施例的剖视图；

图6是施工升降机下降时本发明实施例的侧视图；

图7a是施工升降机上升时本发明实施例的侧视图；

图7b是施工升降机上升时本发明实施例的剖视图；

图8是本发明实施例中铰接机构的结构示意图；

图9a是施工升降机下降时铰接机构的状态图；

图9b是施工升降机上升时铰接机构的状态图；

图10a是横截面形状为正方形的缓坠轨道的剖视图；

图10b是横截面形状为矩形的缓坠轨道的剖视图；

图10c是横截面形状为圆形的缓坠轨道的剖视图；

图10d是横截面形状为椭圆形的缓坠轨道的剖视图；

图10e是横截面形状为十字形的缓坠轨道的剖视图；

图10f是横截面形状为H形的缓坠轨道的剖视图；

图10g是横截面形状为工字形的缓坠轨道的剖视图；

图10h是横截面形状为T形的缓坠轨道的剖视图；

图11是本发明实施例安装在塔架一个侧面的三维示意图；

图12是本发明实施例安装在塔架一个侧面的示意图；

图13是本发明实施例安装在塔架两个侧面的示意图。

图中：1-塔架、2-吊笼、3-磁阻缓坠装置、3.1-承力外壁、3.2-缓坠轨道、3.3-永磁铁、4-铰链机构、4.1-限位挡块、4.2-铰链支座、4.3-连接板、4.4-销轴、4.5-轴承。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的较佳实施例中，如图1-图7b所示，一种用于施工升降机的自适应磁阻缓坠装置，如图1-图3所示，施工升降机包括塔架1以及可沿塔架1长度方向移动的吊笼2，如图4、图5所示，磁阻缓坠装置包括承力外壁3.1、由非铁磁性材料制作的缓坠轨道3.2以及设置在承力外壁3.1与缓坠轨道3.2之间的永磁铁3.3，永磁铁3.3固定安装在承力外壁3.1上，永磁铁3.3与缓坠轨道3.2之间设有间距，缓坠轨道3.2沿长度方向安装在塔架1上，承力外壁3.1通过多个铰接机构4沿长度方向安装在吊笼2上，铰接机构4包括活动铰链和限位挡块4.1，活动铰链的一端与承力外壁铰接，其另一端与吊笼铰接，限位挡块4.1安装在吊笼上，用于限制活动铰链绕吊笼在一定角度内转动，以使承力外壁与吊笼之间的距离在一定范围内变化，从而使得永磁铁与缓坠轨道之间的间距在一定范围内反向变化；

如图7a、图7b所示，当施工升降机正常向上运行时，吊笼带动承力外壁和永磁铁一起向上运动，使得活动铰链与吊笼之间的夹角较小，承力外壁与吊笼之间的距离较小，永磁铁与缓坠轨道之间保持较大间距(较大间距为大于5mm)，此时永磁铁与缓坠轨道之间的作用力较小，不影响电梯正常运行；如图6所示，当施工升降机正常向下运动时，吊笼带动承力外壁和永磁铁一起向下运动，使得活动铰链与吊笼之间的夹角较大，承力外壁与吊笼之间的距离较大，永磁铁与缓坠轨道之间保持较小间距(较小间距为1-5mm)，此时永磁铁与缓坠轨道之间的作用力增大，可以减小施工升降机运行能耗；当吊笼异常坠落时，吊笼做自由落体运动，使得永磁铁与缓坠轨道之间产生较大的相对运动从而提供反向阻力，永磁铁与缓坠轨道之间的作用力逐步增大，直至与吊笼自重和负载达到平衡状态，保证吊笼安全匀速落地。

在本发明的优选实施例中，塔架外部具有四个面，分别为用于安装吊笼的安装面、与该安装面垂直的两个侧面以及与该安装面平行的背离面，自适应磁阻缓坠装置安装在塔架除背离面外的其它三个面中的一个或多个面上，例如，如图1所示的安装在塔架的安装面上，如图11、图12所示的安装在塔架的一个侧面上，如图13所示的安装在塔架的两个侧面上。

在本发明的优选实施例中，如图8-图9b所示，活动铰链包括铰链支座4.2和连接板4.3，铰链支座固定安装在吊笼上，连接板的一端通过销轴4.4与铰链支座铰接，其另一端通过销轴4.4与承力外壁铰接，限位挡块水平设置在铰链支座上方，用于限制连接板向上转动。优选的，承力外壁与销轴之间设置有轴承4.5。活动铰链由具有一定刚度和强度的材料制成，可以是一个或多个的组合，限位挡块安装在吊笼上，数量与活动铰链的数量对应，当吊笼向下运动时对活动铰链起到限位作用。

在本发明的优选实施例中，承力外壁为分段结构或整段结构，永磁铁为相对应的分段结构或整段结构，采用整段结构安装方便，采用分段结构适应性更强。承力外壁可以整体连续安装，也可以分段分散安装在吊笼外侧。

在本发明的优选实施例中，承力外壁套设在缓坠轨道外侧，或者嵌设于缓坠轨道内侧。当有脱轨趋势发生时，承力外壁与缓坠轨道的这种配合方式可以保证承力外壁与缓坠轨道之间的竖向相对运动不受限制，横向运动受限，以防止脱轨，进一步保障吊笼的安全。

在本发明的优选实施例中，缓坠轨道的横截面形状为图10b所示的矩形、图10a所示的正方形、图10c所示的圆形、图10d所示的椭圆形、图10f所示的H形、图10g所示的工字形、图10h所示的T字形或图10e所示的十字形，还可以是相互间或与其他形状的组合等形式。

在本发明的优选实施例中，缓坠轨道的横截面形状为T形，承力外壁上开设有可套设在缓坠轨道外侧的T形槽。优选的，承力外壁的形状与缓坠轨道的形状保持一致，用于安装永磁铁和防止吊笼脱轨；高强永磁铁依附于承力外壁，永磁铁的形状与承力外壁的形状保持一致。

在本发明的优选实施例中，缓坠轨道为具由一定强度、刚度和导电性能良好的非铁磁性材料制成，非铁磁性材料可为纯铝、紫铜、黄铜、银和合金中的一种或多种。承力外壁为具有一定强度和刚度的材料制成。

本发明的工作原理是：

一、在施工升降机正常安装过程中，同时在施工升降机塔架上安装缓坠轨道，在施工升降机吊笼上安装限位挡块、活动铰链、承力外壁和永磁铁(承力外壁和永磁铁组合在一起称为磁阻机构)，磁阻机构套装在缓坠轨道的外侧或嵌于轨道内侧。

二、根据楞次定律，在一定间距内当永磁铁与非铁磁性材料产生相对运动时，会产生反向阻力，运动速度越快、阻力也越大，当施工升降机向上运行时，吊笼带动磁阻机构向上运动，磁阻机构与缓降轨道保持较大距离，磁阻机构内的永磁铁与缓坠轨道的作用力较小，不影响电梯正常运行；

三、当施工升降机向下运动时，吊笼带动磁阻机构向下运动，通过活动铰链和安装在吊笼上的限位挡块的共同作用，磁阻机构与缓坠轨道保持较小距离，磁阻机构内的永磁铁与缓坠轨道的作用力增大，减小施工升降机运行能耗；

四、当施工升降机运行异常有坠落情况发生时，磁阻机构内的永磁铁与缓坠轨道的作用力将逐步增大，直至与吊笼自重和负载达到平衡状态，保持吊笼以安全的、均匀的速度落地；

五、当有脱轨趋势发生时，磁阻机构套装在缓坠轨道的外侧或嵌于轨道内侧，防止脱轨。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于施工升降机的自适应磁阻缓坠装置，所述施工升降机包括塔架以及可沿塔架长度方向移动的吊笼，其特征在于，所述磁阻缓坠装置包括承力外壁、由非铁磁性材料制作的缓坠轨道以及设置在所述承力外壁与缓坠轨道之间的永磁铁，所述永磁铁固定安装在所述承力外壁上，所述永磁铁与缓坠轨道之间设有间距，所述缓坠轨道沿长度方向安装在塔架上，所述承力外壁通过多个铰接机构沿长度方向安装在吊笼上，所述铰接机构包括活动铰链和限位挡块，所述活动铰链的一端与承力外壁铰接，其另一端与吊笼铰接，所述限位挡块安装在吊笼上，用于限制活动铰链绕吊笼在一定角度内转动，以使承力外壁与吊笼之间的距离在一定范围内变化，从而使得永磁铁与缓坠轨道之间的间距在一定范围内反向变化；

当施工升降机正常向上运行时，吊笼带动承力外壁和永磁铁一起向上运动，使得活动铰链与吊笼之间的夹角较小，承力外壁与吊笼之间的距离较小，永磁铁与缓坠轨道之间保持较大间距，此时永磁铁与缓坠轨道之间的作用力较小，不影响电梯正常运行；当施工升降机正常向下运动时，吊笼带动承力外壁和永磁铁一起向下运动，使得活动铰链与吊笼之间的夹角较大，承力外壁与吊笼之间的距离较大，永磁铁与缓坠轨道之间保持较小间距，此时永磁铁与缓坠轨道之间的作用力增大，可以减小施工升降机运行能耗；当吊笼异常坠落时，吊笼做自由落体运动，使得永磁铁与缓坠轨道之间产生较大的相对运动从而提供反向阻力，永磁铁与缓坠轨道之间的作用力逐步增大，直至与吊笼自重和负载达到平衡状态，保证吊笼安全匀速落地。

2.根据权利要求1所述的用于施工升降机的自适应磁阻缓坠装置，其特征在于，所述塔架外部具有四个面，分别为用于安装吊笼的安装面、与该安装面垂直的两个侧面以及与该安装面平行的背离面，所述自适应磁阻缓坠装置安装在塔架除背离面外的其它三个面中的一个或多个面上。

3.根据权利要求1所述的用于施工升降机的自适应磁阻缓坠装置，其特征在于，所述活动铰链包括铰链支座和连接板，所述铰链支座固定安装在吊笼上，所述连接板的一端通过销轴与铰链支座铰接，其另一端通过销轴与承力外壁铰接，所述限位挡块水平设置在铰链支座上方，用于限制连接板向上转动。

4.根据权利要求3所述的用于施工升降机的自适应磁阻缓坠装置，其特征在于，所述承力外壁与销轴之间设置有轴承。

5.根据权利要求1所述的用于施工升降机的自适应磁阻缓坠装置，其特征在于，所述承力外壁为分段结构或整段结构，所述永磁铁为相对应的分段结构或整段结构。

6.根据权利要求1所述的用于施工升降机的自适应磁阻缓坠装置，其特征在于，所述承力外壁套设在缓坠轨道外侧，或者嵌设于缓坠轨道内侧。

7.根据权利要求1所述的用于施工升降机的自适应磁阻缓坠装置，其特征在于，所述缓坠轨道的横截面形状为矩形、正方形、圆形、椭圆形、H形、工字形、T字形或十字形。

8.根据权利要求1所述的用于施工升降机的自适应磁阻缓坠装置，其特征在于，所述缓坠轨道的横截面形状为T形，所述承力外壁上开设有可套设在缓坠轨道外侧的T形槽。

9.根据权利要求1所述的用于施工升降机的自适应磁阻缓坠装置，其特征在于，所述非铁磁性材料为纯铝、紫铜、黄铜、银和合金中的一种或多种。