CN108408530B - 一种直线电机直驱电梯双向超速保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于电梯设备领域，尤其涉及一种直线电机直驱电梯双向超速保护装置，其包括沿井道设置的定子和用于承载轿厢移动的动子，所述定子上安装有同步带，两条沿井道平行安装的导向轨和直线电机定子，所述动子上安装有同步带轮、超速保护安全钳、夹轨器、提拉杆、提拉机构、限位开关、双向摩擦式限速器以及直线电机动子。本发明用同步带和同步带轮来实现轿厢移动速度的检测，具有振动小、噪音低的优点，其中双向摩擦式限速器来实现电梯轿厢移动速度与安全速度之间的比较及驱动执行机构动作，具有设计新颖、结构简单、动作时冲击小且安全可靠的优点。

Description

一种直线电机直驱电梯双向超速保护装置

技术领域

本发明属于电梯设备领域，尤其涉及一种直线电机直驱电梯双向超速保护装置。

背景技术

超速保护装置是直线电机直驱电梯的一件重要设备，对于保证电梯的正常运行和轿厢运行速度超出最大允许速度时保证乘坐人员的生命安全来说必不可少。

现有技术中，专利《直驱家用电梯》（专利号：CN201010528066.X）提出的安全限速保护装置由齿轮、齿条、甩球机构、摆杆机构、扭簧组成，其工作原理为齿轮沿齿条与轿厢同速运行，齿轮带动同轴的甩球机构转动，甩球机构带动摆杆机构控制安全钳动作；这种方案的缺点是甩球机构的体积较大，结构较为复杂，安装方向受限且只能实现单向制动。专利《直驱电梯防坠安全装置》（专利号：CN201520314795.3）中提出了一种防坠安全装置：该装置利用超速离合器带动绳轮拉紧钢丝绳，钢丝绳触发安全钳动作，使电梯轿厢停止下坠；这种方案的缺点钢丝绳拉紧触发安全钳动作均需要一定的时间，导致整个系统有较长时间的延迟，且钢丝绳受摩擦力和拉力容易损坏。专利《一种直线电机直驱电梯超速保护及工作制动装置》（专利号：CN201710437591.2）中提出了一种超速保护和工作制动装置：包括沿井道设置的定子和用于承载轿厢移动的动子，定子上设置齿条，动子上设置齿轮、减速器、制动器和防坠器，齿轮和齿条相互啮合；齿轮的一端与防坠器相连，另一端与减速器的低速轴同轴相连，与减速器的高速轴同轴相连安装有制动件，制动件与制动器摩擦副连接；该装置的缺点是利用锥毂式防坠器防坠，动作时有较大的冲击，且锥毂式防坠器主要用于建筑提升机械中，未见客梯应用。此外，以上三个装置均依靠齿轮齿条测速，齿轮齿条的加工与安装均需要较高的精度，成本高、安装调试困难、运行时振动较大、噪声较高，且均为单向下行超速保护，无法满足《电梯制造与安装安全规范GB7588-2003》中电梯双向超速保护的要求。

发明内容

本发明所解决现有技术中存在的技术问题是现有技术均为单向下行超速保护装置，无法满足上行超速保护，并且现有技术成本高、安装调试困难、运行时振动较大、噪声较高。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种直线电机直驱电梯双向超速保护装置，包括沿井道设置的定子和用于承载轿厢移动的动子，所述定子上安装有同步带，两条沿井道平行安装的导向轨和直线电机定子，所述动子上安装有同步带轮、电梯轿厢、轿厢架、超速保护安全钳、夹轨器、提拉杆、提拉机构、限位开关、轴承座、双向摩擦式限速器以及直线电机动子；所述直线电机动子与所述直线电机定子相配合从而驱动动子沿着导向轨进行垂直直线运动，进而驱动电梯升降，所述同步带轮与所述同步带相互啮合，同步带轮可带动双向摩擦式限速器进行超速保护，所述双向摩擦式限速器通过轴承座固定安装，使得提拉机构带动提拉杆作用于超速保护安全钳，从而对导向轨进行夹持，所述双向摩擦式限速器亦可触发限位开关进而使得夹轨器夹持导向轨，从而将动子静止在制动部位。

进一步，所述提拉机构包括提拉机构输入轴、转轴摆杆、第一连杆杆件、索具螺旋扣、弹簧、弹簧固定钣金件、第二连杆杆件、提拉机构转轴、提拉机构固定钣金、提拉摆杆、提拉连接杆，其中提拉机构输入轴与双向摩擦式限速器的从动轮连接，所述提拉摆杆在所述提拉机构固定钣金的两侧各设置一个，其中一个与所述提拉机构转轴固定连接，另一个与所述提拉机构输入轴固定连接，所述提拉摆杆向下活动连接提拉连接杆，而所述提拉连接杆下方连接提拉杆，所述提拉机构转轴与所述提拉机构输入轴之间通过固定在两者之上的转轴摆杆依次连着第二连杆杆件、弹簧、索具螺旋扣、第一连杆杆件，所述弹簧固定钣金件将弹簧支护在提拉机构固定钣金的中部。

进一步，所述双向摩擦式限速器包括输入轴、主动轮、弹簧、甩片、摩擦片、从动轮、输出轴，所述输入轴与所述主动轮相连，所述从动轮与所述输出轴连接，所述甩片一端直接铰接在所述主动轮上，其另一端通过弹簧连接在主动轮上，所述摩擦片固定连接于所述甩片上，所述从动轮位于摩擦片外侧，所述双向摩擦式限速器通过轴承座设置在电梯轿厢顶部，其输入轴与同步带轮同轴相连，其输出轴与提拉机构输入轴同轴相连，所述提拉机构设置在所述轿厢架的上部。

进一步，所述从动轮上还设置有第一触头以及第二触头，可触发限位开关上的按钮。

优选的，所述限位开关为包含单个电路断电按钮的一号限位开关，所述一号限位开关可在触发后使整个电路系统断电；所述超速保护安全钳为双向超速保护安全钳，即由两个单向安全钳反向安装组成，分别为下行超速保护安全钳和上行超速保护安全钳。

优选的，所述限位开关为包含两个按钮的二号限位开关，所述二号限位开关包含电路断电按钮和夹轨器断电按钮；若先触碰电路断电按钮而后触碰夹轨器断电按钮，则整个电路系统断电；若先触碰夹轨器断电按钮而后触碰电路断电按钮，则夹轨器先行断电并夹持导向轨，然后断开整个电路系统；所述超速保护安全钳为单向超速保护安全钳，即为下行超速保护安全钳。

进一步，所述夹轨器7为德国WITUR公司生产的EBRA20型夹轨器，该夹轨器为常闭型夹轨器，夹轨钳通电时张开，断电后闭合。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：本发明使用同步带和同步带轮来实现轿厢移动速度的检测，具有振动小、噪音低的优点；本发明中双向摩擦式限速器来实现电梯轿厢移动速度与安全速度之间的比较及驱动执行机构动作，具有设计新颖、结构简单、动作时冲击小且安全可靠的优点；本发明最终使得整体电路系统断电，不仅可以使夹轨器牢牢地夹持导轨使电梯静止在停止位置，方便乘坐人员逃离和维修人员维修，还可以避免在电梯检修过程中发生的触电事故，保护电梯检修人员人身安全，具有良好的安全防护效果。

附图说明

图1为本发明实施例1的整体结构示意图。

图2为本发明实施例1的俯视示意图。

图3为本发明中提拉机构的结构示意图。

图4为本发明中提拉机构的各部件相互连接的示意图。

图5为本发明中单向安全钳的结构示意图。

图6为本发明中双向安全钳的结构示意图。

图7为本发明中夹轨器的结构示意图。

图8为本发明中双向摩擦式限速器的外形图。

图9为本发明中双向摩擦式限速器的内转子图。

图10为电梯轿厢正常运行时双向摩擦式限速器以及一号限位开关的状态示意图。

图11为本发明实施例1中电梯轿厢下行超速制动时触发一号限位开关的按钮使电路系统断电的示意图。

图12为本发明实施例1中电梯轿厢上行超速制动时触发一号限位开关的按钮使电路系统断电的示意图。

图13为本发明中实施例2的整体结构示意图。

图14为本发明中实施例2的俯视示意图。

图15为电梯轿厢正常运行时双向摩擦式限速器以及二号限位开关的状态示意图。

图16为本发明实施例2中电梯轿厢下行超速制动时触发二号限位开关的按钮使整个电梯的电路系统断电的示意图。

图17为本发明实施例2中电梯轿厢上行超速时触发二号限位开关的按钮使控制夹轨器断电止停轿厢运动的示意图。

图18是本发明实施例2中电梯轿厢上行超速制动后触发二号限位开关的按钮使整个电梯的电路系统断电的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明。

实施例1

如图1~12所示，一种直线电机直驱电梯双向超速保护装置，包括沿井道设置的定子和用于承载轿厢移动的动子，定子上安装直线电机次级（初级），动子上安装直线电机初级（次级）；直线电机通电后推动动子沿着定子上安装的导向轨做垂直直线运动，驱动电梯升降；所述定子上安装有同步带2，两条沿井道平行安装的导向轨10和直线电机定子11，所述动子上安装有同步带轮1、电梯轿厢3、轿厢架4、双向超速保护安全钳、夹轨器7、提拉杆8、提拉机构9、一号限位开关12、轴承座13、双向摩擦式限速器14以及直线电机动子15；所述直线电机动子15与所述直线电机定子11相配合从而驱动动子沿着导向轨10进行直线运动；所述同步带轮1和所述同步带2相互啮合，当动子运行超速时，同步带轮1可带动双向摩擦式限速器14进行超速保护；所述电梯轿厢3设置在轿厢架4上，所述双向摩擦式限速器14依靠轴承座13固定在所述电梯轿厢3上部；双向摩擦式限速器14的输入轴101与同步带轮1同轴固定连接；双向摩擦式限速器14的输出轴107与提拉机构9的输入轴17同轴固定连接，所述提拉机构9设置在所述轿厢架4的上部；所述夹轨器7位于所述轿厢架4的下方并贴近导向轨10，夹轨器7的钳口对准导向轨10，所述夹轨器7为德国WITUR公司生产的EBRA20型夹轨器，该夹轨器为常闭型夹轨器，夹轨钳通电时张开，断电后闭合；所述双向超速保护安全钳由两个单向安全钳反向安装组成，分别为下行超速保护安全钳5和上行超速保护安全钳6，他们均位于所述夹轨器7的下方并且连接于提拉杆8上，一号限位开关12的电路断电按钮301与整个电梯的电路系统相连，触发电路断电按钮301可以断开整个电梯的电路系统。

如图3~4所示，所述提拉机构9包括提拉机构输入轴17，转轴摆杆18，第一连杆杆件19，索具螺旋扣20，弹簧21，弹簧固定钣金件22，第二连杆杆件23，提拉机构转轴24，提拉机构固定钣金25，提拉摆杆26，提拉连接杆27，其中提拉机构输入轴17与双向摩擦式限速器14的从动轮固定连接，所述提拉摆杆26在所述提拉机构固定钣金25的两侧各设置一个，其中一个与所述提拉机构转轴24固定连接，另一个与所述提拉机构输入轴17固定连接，所述提拉摆杆26向下活动链接提拉连接杆27，而所述提拉连接杆27下方连接提拉杆8，所述提拉机构转轴24与所述提拉机构输入轴17之间通过固定在两者之上的转轴摆杆18依次连着第二连杆杆件23、弹簧21、索具螺旋扣20，第一连杆杆件19，所述弹簧固定钣金件22将弹簧21支护在提拉机构固定钣金25的中部；当双向摩擦式限速器14的输出轴107带动提拉机构9的输入轴17运转时，可带动两侧的提拉杆8作用于超速保护安全钳，使其夹持导向轨而停止动子进行的直线运动。

如图8~10所示，所述双向摩擦式限速器14，包括输入轴101、主动轮102、弹簧103、甩片104、摩擦片105、从动轮106、输出轴107，所述输入轴101与所述主动轮102相连，所述从动轮106与所述输出轴107连接，所述主动轮102、弹簧103以及甩片104相互连接，所述甩片104的一端铰接在主动轮102上，甩片104可绕铰接处转动张开，其另一端通过弹簧103连接在主动轮102上，正常状态下，弹簧103依靠弹力对甩片的另一端施加拉力，使甩片闭合贴于主动轮102上，所述从动轮106上设置有第一触头201以及第二触头202，所述甩片104与从动轮106之间设置摩擦片105，所述摩擦片105固定连接于所述甩片104上，所述动子所允许的最大运行速度可以通过调节弹簧103的刚度来进行改变。

本发明的工作原理，当电梯以正常速度运行时，如图10所示，同步带轮1转动带动双向摩擦式限速器14的输入轴101转动，从而带动主动轮102转动，在主动轮102上安装的甩片104和摩擦片105所受到的离心力不足以克服弹簧103对其施加的弹力，摩擦片105和从动轮106的内壁相分离，因此从动轮106不随主动轮102转动，提拉机构不动作，上行和下行超速保护安全钳5和6均不对导向轨10夹持，电梯运行通畅；如图11所示，当电梯下行运行速度超过电梯安全运行所允许的最大速度时，甩片104和摩擦片105所受到的离心力大于弹簧103的弹力，甩片104向外甩动，使摩擦片105与从动轮106的内壁相接触，从动轮106在摩擦片105所施加的摩擦力的作用下逆时针转动，提拉杆8向上运动，下行超速保护安全钳5的夹轨块28对导向轨10夹持，将动子（轿厢）止停；同时，从动轮106的逆时针转动又会使第一触头201触碰第一限位开关12的电路断电按钮301，使轿厢在下行超速制动后使整个电梯的电路系统断电；如图12所示，当电梯向上运行速度超过电梯安全运行所允许的最大速度时，甩片104和摩擦片105所受到的离心力大于弹簧103的弹力，甩片104向外甩动，使摩擦片105与从动轮106的内壁相接触，从动轮106在摩擦片105所施加的摩擦力的作用下顺时针转动，提拉杆8向下运动，上行超速保护安全钳6的夹轨块28对导向轨10夹持，将动子（轿厢）止停；同时，从动轮106的顺时针转动又会使触头202触碰一号限位开关12的电路断电按钮301，使轿厢在上行超速制动后使整个电梯的电路系统断电。

实施例2

如图13~18所示，本实施例中的一种直线电机直驱电梯双向超速保护装置就与实施例1中的一种直线电机直驱电梯双向超速保护装置的不同点进行着重说明。

如图13~14所示，一种直线电机直驱电梯双向超速保护装置，其中所述二号限位开关16代替了实施例例1中的一号限位开关12，并且仅仅设置了下行超速保护安全钳5，其他部位的结构和作用均相同，所述二号限位开关16上有两个电路断电按钮301和302，电路断电按钮301是控制整个电梯电路系统断开的按钮，夹轨器断电按钮302是控制夹轨器动作的按钮，此处要求所述整个电梯的电路有一定的时间延迟，触发电路断电按钮301以后不会立即断电，而是等待一段时间(例如0.1s)以后电路才会断电；而夹轨器的电路则无须时间延迟，触发夹轨器断电按钮302后夹轨器会立即动作夹持导向轨止停轿厢。

如图15和16所示，电梯正常运行和电梯下行超速保护的工作原理同实施例1的原理相同，不再赘述；如图17和18所示，当电梯向上运行速度超过电梯安全运行所允许的最大速度时，双向摩擦式限速器14的从动轮106顺时针转动，从动轮106上的触头202会先触发二号限位开关的夹轨器断电按钮301，使夹轨器7夹持制导向轨10，将动子（轿厢）止停；然后再触发电路断电按钮301，使整个电梯的电路系统断电；电路断电按钮301所控制的整个电梯的电路系统的断开要设计一定的时间延迟（例如0.1秒），目的是使轿厢制动后待其停稳，方可断电。

上述直线电机直驱电梯超速保护装置的实施例1和实施例2中，电梯轿厢在制动后断开整个电梯的电路系统有两个作用：一、整个电梯的电路断掉后夹轨器也会断电，使夹轨钳闭合夹持导向轨，这样可以使轿厢在制动止停后牢牢地保持静止，方便乘坐人员的撤离和维修人员的维修；二、防止乘坐人员在逃离电梯或维修人员在维修电梯时发生触电等安全事故。

综上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出更动或修饰等同变化的等效实施例，本发明专利图示中采用的夹轨器为德国WITUR公司生产的EBRA20型夹轨器，并非是对夹轨器做种类与型号的限制，凡是可以实现本发明专利所述功能的夹轨器，均可运用于本发明中；另外本发明专利中提到的双向摩擦式限速器的结构仅仅是一种示例，并非对其结构和原理做限制，凡是可以实现本发明专利功能的其他结构形式的双向摩擦式限速器，均属于本发明专利的保护范围；使用齿轮齿条装置来代替本发明专利中的速度检测装置同步带轮和同步带，也属于本发明专利的保护范围，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种直线电机直驱电梯双向超速保护装置，其特征在于，包括沿井道设置的定子和用于承载轿厢移动的动子，所述定子上安装有同步带，两条沿井道平行安装的导向轨和直线电机定子，所述动子上安装有同步带轮、电梯轿厢、轿厢架、超速保护安全钳、夹轨器、提拉杆、提拉机构、限位开关、轴承座、双向摩擦式限速器以及直线电机动子；所述直线电机动子与所述直线电机定子相配合从而驱动动子沿着导向轨进行垂直直线运动，进而驱动电梯升降，所述同步带轮与所述同步带相互啮合，同步带轮可带动双向摩擦式限速器进行超速保护，所述双向摩擦式限速器通过轴承座固定安装，使得提拉机构带动提拉杆作用于超速保护安全钳，从而对导向轨进行夹持，所述双向摩擦式限速器亦可触发限位开关进而使得夹轨器夹持导向轨，从而将动子静止在制动部位；所述提拉机构包括提拉机构输入轴、转轴摆杆、第一连杆杆件、索具螺旋扣、弹簧、弹簧固定钣金件、第二连杆杆件、提拉机构转轴、提拉机构固定钣金、提拉摆杆、提拉连接杆，其中提拉机构输入轴与双向摩擦式限速器的从动轮连接，所述提拉摆杆在所述提拉机构固定钣金的两侧各设置一个，其中一个与所述提拉机构转轴固定连接，另一个与所述提拉机构输入轴固定连接，所述提拉摆杆向下活动连接提拉连接杆，而所述提拉连接杆下方连接提拉杆，所述提拉机构转轴与所述提拉机构输入轴之间通过固定在两者之上的转轴摆杆依次连着第二连杆杆件、弹簧、索具螺旋扣、第一连杆杆件，所述弹簧固定钣金件将弹簧支护在提拉机构固定钣金的中部。

2.根据权利要求1所述的一种直线电机直驱电梯双向超速保护装置，其特征在于，所述双向摩擦式限速器包括输入轴、主动轮、弹簧、甩片、摩擦片、从动轮、输出轴，所述输入轴与所述主动轮相连，所述从动轮与所述输出轴连接，所述甩片一端直接铰接在所述主动轮上，其另一端通过弹簧连接在主动轮上，所述摩擦片固定连接于所述甩片上，所述从动轮位于摩擦片外侧，所述双向摩擦式限速器通过轴承座设置在电梯轿厢顶部，其输入轴与同步带轮同轴相连，其输出轴与提拉机构输入轴同轴相连，所述提拉机构设置在所述轿厢架的上部。

3.根据权利要求2所述的一种直线电机直驱电梯双向超速保护装置，其特征在于，所述从动轮上还设置有第一触头以及第二触头，可触发限位开关上的按钮。

4.根据权利要求3所述的一种直线电机直驱电梯双向超速保护装置，其特征在于，所述限位开关为包含单个电路断电按钮的一号限位开关，所述一号限位开关可在触发后使整个电路系统断电。

5.根据权利要求3所述的一种直线电机直驱电梯双向超速保护装置，其特征在于，所述限位开关为包含两个按钮的二号限位开关，所述二号限位开关包含电路断电按钮和夹轨器断电按钮；若先触碰电路断电按钮而后触碰夹轨器断电按钮，则整个电路系统断电；若先触碰夹轨器断电按钮而后触碰电路断电按钮，则夹轨器先行断电并夹持导向轨，然后断开整个电路系统。

6.根据权利要求4所述的一种直线电机直驱电梯双向超速保护装置，其特征在于，所述超速保护安全钳为双向超速保护安全钳，即由两个单向安全钳反向安装组成，分别为下行超速保护安全钳和上行超速保护安全钳。

7.根据权利要求5所述的一种直线电机直驱电梯双向超速保护装置，其特征在于，所述超速保护安全钳为单向超速保护安全钳，即为下行超速保护安全钳。

8.根据权利要求1~7中任意一项所述的一种直线电机直驱电梯双向超速保护装置，其特征在于，所述夹轨器7为德国WITUR公司生产的EBRA20型夹轨器，该夹轨器为常闭型夹轨器，夹轨钳通电时张开，断电后闭合。