CN112551305B - 一种高层电梯运行安全保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电梯技术领域，且公开了一种高层电梯运行安全保护系统，包括电梯井，所述电梯井内吊装有轿厢，所述电梯井的底面上固定安装有对称的导轨，所述轿厢的两侧沿着导轨滑动，所述电梯井的顶部设有机房，所述轿厢的下方设有缓冲装置。本发明通过在轿厢的下方设置缓冲装置，利用缓冲装置上电磁环对永磁铁的电磁排斥力对轿厢进行制动，并根据永磁铁对感应线圈的感应电流大小控制通入调节装置和电磁环中的电流大小，达到控制缓冲装置相对于轿厢的下落速度以及电磁环对永磁铁的排斥力的目的，从而使得轿厢能够平稳停靠，摒弃突然使轿厢停止的传统制动方式，减少安全绳缆的损坏，提高轿厢的稳定性。

Description

一种高层电梯运行安全保护系统

技术领域

本发明涉及电梯技术领域，具体为一种高层电梯运行安全保护系统。

背景技术

电梯是高层建筑物不可缺少的垂直运输工具，长时期频繁地载人(或载货)在空间上上下下的运行，必须有足够的安全性。人们常常为电梯的安全担心，认为乘坐电梯的乘客生命就系在几根钢丝上。其实为了确保电梯在运行中的安全，电梯在设计时设置了多种机械安全装置和电气安全装置，这些装置共同组成了电梯安全保护系统。

在电梯的安全保护系统中，提供最后综合安全保障的装置是限速器、安全钳和缓冲器。当电梯在运行中无论何种原因使轿厢发生超速、甚至发生坠落的危险状况，而所有其他安全保护装置均不能起作用的情况下，则靠限速器、安全钳(轿厢在运行途中起作用)和缓冲器(轿厢到达终端位置起作用)的作用也能够使轿厢停住，而不是使乘客和设备受到伤害。

一方面，现有的限速器和安全钳的动作时间很短，在制动时限速器钢丝绳瞬间受到的拉力很大，使得钢丝绳的寿命降低，甚至会出现断裂的可能，另外由于制动时间较短，轿厢晃动严重，容易造成乘客和设备损坏；

另外，若在高楼层中，限速器和安全钳均失去作用，而缓冲器又安装在楼层底面上，轿厢经过一段时间加速后才能坠落在缓冲器上，缓冲器的缓冲效果不好，轿厢会受到严重损坏；

发明内容

针对背景技术中提出的现有电梯安全保护系统在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种高层电梯运行安全保护系统，具备制动平稳和缓冲效果好的优点，解决了上述背景技术中提出的瞬间制动导致的轿厢晃动和缓冲器与轿厢距离较远的问题。

本发明提供如下技术方案：一种高层电梯运行安全保护系统，包括电梯井，所述电梯井内吊装有轿厢，所述电梯井的底面上固定安装有对称的导轨，所述轿厢的两侧沿着导轨滑动，所述电梯井的顶部设有机房，所述轿厢的下方设有缓冲装置，所述轿厢和缓冲装置之间连接有连接链条，所述缓冲装置的上下底面上均安装有液压缓冲器，所述缓冲装置的两侧固定连接有箍紧组件，所述箍紧组件活动套接在导轨的外壁上，所述箍紧组件上设置有电流处理器，所述轿厢的底面上设有永磁铁，所述电梯井顶部的机房内安装有主控器。

优选的，所述缓冲装置的内部设有电磁环，所述缓冲装置的内部设有位于电磁环中心的感应线圈，所述感应线圈与电流处理器电性相连。

优选的，所述箍紧组件包括箍环和摩擦条，所述摩擦条固定贴合在箍环的内壁上，所述箍环的数量为两个且对称卡合在导轨的外周，所述箍环的一端固定连接在缓冲装置的外壁上。

优选的，两个所述箍环远离缓冲装置一端的外壁上固定安装有调节装置和电流处理器，所述调节装置包括套杆和电磁铁，所述套杆贯穿箍环且两端使用螺丝固定，每个所述箍环上固定安装一个电磁铁，所述电磁铁的输入端与主控器的输出端电性连接。

优选的，所述电流处理器包括电流采集模块、整流模块、电流比较单元和信息传输模块，所述电流采集模块的输出端与整流模块的输入端相连接，所述整流模块的输出端连接至电流比较单元的输入端，所述电流比较单元的输出端与信息传输模块的输入端电连接，所述信息传输模块的输出端电性连接至主控器的输入端。

优选的，所述主控器包括电源模块、主控单元、电流调整模块和电流输送模块，所述主控单元的输入端和信息传输模块的输出端相连接，所述主控单元的输出端与电流调整模块的输入端电连接，所述电流调整模块的输出端电性连接至电流输送模块的输入端，所述电流输送模块的输出端与电磁环和调节装置的输入端并列连接。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过在轿厢的下方设置缓冲装置，利用缓冲装置上电磁环对永磁铁的电磁排斥力对轿厢进行制动，并根据永磁铁对感应线圈的感应电流大小控制通入调节装置和电磁环中的电流大小，达到控制缓冲装置相对于轿厢的下落速度以及电磁环对永磁铁的排斥力的目的，从而使得轿厢能够平稳停靠，摒弃突然使轿厢停止的传统制动方式，减少安全绳缆的损坏，提高轿厢的稳定性。

2、本发明通过在使用连接链条将缓冲装置连接至轿厢的下方，使得缓冲装置与轿厢能够保持小距离移动，在轿厢处于危险情况下，缓冲装置又能通过调节装置和箍紧组件的配合与导轨卡接，从而对轿厢起到缓冲作用，且缓冲装置与轿厢的距离远小于轿厢相对于电梯井底面的距离，可提高轿厢高层坠落时的制动和保护效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明缓冲装置的结构示意图；

图3为图2中A处放大结构示意图；

图4为本发明缓冲装置局部剖视图；

图5为本发明电流处理器的系统框图；

图6为本发明主控器的系统框图。

图中：1、电梯井；2、轿厢；3、导轨；4、缓冲装置；5、液压缓冲器；6、箍紧组件；601、箍环；602、摩擦条；7、连接链条；8、永磁铁；9、电流处理器；901、电流采集模块；902、整流模块；903、电流比较单元；904、信息传输模块；10、感应线圈；11、电磁环；12、调节装置；1201、套杆；1202、电磁铁；13、主控器；1301、电源模块；1302、主控单元；1303、电流调整模块；1304、电流输送模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，一种高层电梯运行安全保护系统，包括电梯井1，电梯井1内吊装有轿厢2，电梯井1的底面上固定安装有对称的导轨3，轿厢2的两侧沿着导轨3滑动，电梯井1的顶部设有机房，轿厢2的下方设有缓冲装置4，轿厢2和缓冲装置4之间连接有连接链条7，正常情况下，缓冲装置4保持和轿厢2相同的速度运行，虽然在轿厢2的启停运行过程中，存在加速和减速的时刻，但是在该加速或者减速过程中，由于缓冲装置4的惯性，使得轿厢2和缓冲装置4之间的距离波动不超过安全范围，当轿厢2坠落时，轿厢2和缓冲装置4之间的距离会突然缩短至安全范围外，缓冲装置4的上下底面上均安装有液压缓冲器5，缓冲装置4上方的液压缓冲器5用于对轿厢2起到缓冲的作用，缓冲装置4下方的液压缓冲器5对轿厢2和缓冲装置4均起到缓冲作用，主要考虑轿厢2和缓冲装置4均坠落到底面上，并且，在电梯井1底部的底面上也安装液压缓冲器5，进一步提高对轿厢2和缓冲装置4的缓冲效果；缓冲装置4的两侧固定连接有箍紧组件6，箍紧组件6活动套接在导轨3的外壁上，箍紧组件6上设置有电流处理器9，箍紧组件6能够根据电流处理器9判断结果增大或者减小与导轨3之间的抓力，即增大或者减小箍紧组件6与导轨3之间的摩擦力，从而使得缓冲装置4下降的速度降低或者增大；轿厢2的底面上设有永磁铁8，永磁铁8设置在轿厢2底面的凹槽中，永磁铁8与轿厢2的底面相齐平，提高液压缓冲器5的平稳性，同时便于液压缓冲器5对轿厢2的支撑缓冲作用，电梯井1顶部的机房内安装有主控器13。

缓冲装置4的内部设有电磁环11，电磁环11通入固定的电流，缓冲装置4的内部设有位于电磁环11中心的感应线圈10，感应线圈10与电流处理器9电性相连，正常情况下，轿厢2和缓冲装置4在运行时，缓冲装置4基本保持和轿厢2相同的速度运行，但是由于质量的不同，缓冲装置4与轿厢2的速度不能完全相同，因此轿厢2和缓冲装置4之间的距离在一定的范围内波动，那么在此正常情况下，感应线圈10由于永磁铁8的磁场所感应出的电流波动在正常范围内；当轿厢2坠落时，轿厢2和缓冲装置4之间的距离陡然缩短，此时永磁铁8与感应线圈10的距离缩短，感应线圈10中产生的感应电流超过正常范围的电流大小，电流处理器9采集到感应线圈10的感应电流后进行处理并判断，当判断出感应线圈10的电流超出正常范围内后，会向主控器13发出正常或者不正常的结果。

箍紧组件6包括箍环601和摩擦条602，摩擦条602固定贴合在箍环601的内壁上，箍环601的数量为两个且对称卡合在导轨3的外周，箍环601的一端固定连接在缓冲装置4的外壁上；两个箍环601远离缓冲装置4一端的外壁上固定安装有调节装置12和电流处理器9，调节装置12包括套杆1201和电磁铁1202，套杆1201贯穿箍环601且两端使用螺丝固定，每个箍环601上固定安装一个电磁铁1202，电磁铁1202的外部设置屏蔽罩，降低电磁的干扰，电磁铁1202的输入端与主控器13的输出端电性连接，即主控器13控制通入两个电磁铁1202中的电流大小，并且两个电磁铁1202通电后产生的磁场相互使得电磁铁1202相互吸引，电磁铁1202在初始状态下不通电，当通入的电流逐渐增大时，电磁铁1202的吸引力也逐渐增大从而带动摩擦条602的一端相向移动，使得摩擦条602与导轨3之间的压力增大，卡得更紧，缓冲装置4下滑的速度更慢。

电流处理器9包括电流采集模块901、整流模块902、电流比较单元903和信息传输模块904，电流采集模块901按照一定的频率采集感应线圈10中感应出的电流，电流采集模块901的输出端与整流模块902的输入端相连接，整流模块902将上述感应电流经过整流调整成便于比较的直流电流，整流模块902的输出端连接至电流比较单元903的输入端，电流比较单元903将上述直流电流与其存储的正产范围的电流进行比较，电流比较单元903的输出端与信息传输模块904的输入端电连接，信息传输模块904的输出端电性连接至主控器13的输入端，信息传输模块904将上述比较结果以及直流电流的值传输给主控器13。

即电流采集模块901按照一定的频率采集感应线圈10中的感应电流，当感应电流在正常范围内时，表明轿厢2和缓冲装置4之间的距离波动在正常范围内，轿厢2处于正常状态；当感应电流超出正常范围时，表明缓冲装置4突然加速，与轿厢2的距离缩短，轿厢2处于危险状态。然后电流处理器9把轿厢2的状态以及经过电流处理器9调整的表征感应线圈10电流大小的数据一同传输给主控器13。

主控器13包括电源模块1301、主控单元1302、电流调整模块1303和电流输送模块1304，电源模块1301提供电能，该电能输送至电磁环11、调节装置12中，同时用于电流处理器9和主控器13的工作电能；主控单元1302的输入端和信息传输模块904的输出端相连接，即主控单元1302接收信息传输模块904传输过来的表征轿厢2状态的结果以及经过整流模块902调整后的直流电流；主控单元1302对信息传输模块904传输过来的数据进行分析计算，主控单元1302的输出端与电流调整模块1303的输入端电连接，电流调整模块1303的输出端电性连接至电流输送模块1304的输入端，电流输送模块1304的输出端与永磁铁8和调节装置12的输入端并列连接，即主控单元1302根据分析计算的结果通过电流调整模块1303调整输送至电磁环11或者调节装置12中的电流大小。

主控单元1302的分析计算过程如下：

首先，主控单元1302中存储以下数据：缓冲装置4下滑的速度与电磁铁1202中通入的电流的关系；电磁环11中通入的电流与电磁环11对永磁铁8排斥力的关系；感应线圈10感应电流与轿厢2和缓冲装置4之间距离的关系；轿厢2和缓冲装置4之间的距离关系与感应线圈10所受永磁铁8净磁场影响的感应电流的关系，此处的净磁场值感应线圈10去除电磁环11的磁场对感应线圈10的作用。

正常情况下，箍紧组件6与导轨3之间不存在摩擦力，即缓冲装置4受到轿厢2的拉力和其自身的重力，此时电磁环11中初始电流产生的磁场与永磁铁8排斥的反作用力；缓冲装置4随着轿厢2上下移动；

危险情况下，

第一种情况：电磁环11中只通入初始电流，电磁铁1202的电流增大，箍紧组件6与导轨3之间的摩擦力增大，缓冲装置4的下滑速度降低缓冲装置4相对于轿厢2的下降速度小，轿厢2和缓冲装置4之间的距离逐渐缩短，在此情况下，感应线圈10上所感应出的电流变化较慢并逐渐趋向于正常状态，即轿厢2相对缓冲装置4的速度逐渐相抵，缓冲装置4相对于导轨3的速度逐渐降低，当缓冲装置4与导轨3保持静止时，轿厢2与导轨3也保持静止，即轿厢2被制动停下；在上述过程中，轿厢2会以平稳的速度下滑直至停止，而不会突然停止。

第二种情况：当电磁铁1202中通入的电流使得箍紧组件6与导轨3从无压力至压力最大时，电磁环11中的初始电流对永磁铁8的排斥力作用较小，永磁铁8下降的速度依然较快，此时表征出来的现象是感应线圈10上的感应电流变化依然超出正常范围，那么此时，主控单元1302通过电流调整模块1303和电流输送模块1304向电磁环11中通入电流以增大电磁环11对永磁铁8的排斥力；然后感应线圈10中的感应电流计算应减去电磁环11电流增大造成的电磁环11磁场增大对感应线圈10的影响；再从第一种情况循环，以此类推。此种情况的好处是，一方面可以不会浪费电能；一方面可以使轿厢2平稳停止。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种高层电梯运行安全保护系统，包括电梯井（1），所述电梯井（1）内吊装有轿厢（2），所述电梯井（1）的底面上固定安装有对称的导轨（3），所述轿厢（2）的两侧沿着导轨（3）滑动，所述电梯井（1）的顶部设有机房，其特征在于：所述轿厢（2）的下方设有缓冲装置（4），所述轿厢（2）和缓冲装置（4）之间连接有连接链条（7），所述缓冲装置（4）的上下底面上均安装有液压缓冲器（5），所述缓冲装置（4）的两侧固定连接有箍紧组件（6），所述箍紧组件（6）活动套接在导轨（3）的外壁上，所述箍紧组件（6）上设置有电流处理器（9），所述轿厢（2）的底面上设有永磁铁（8），所述电梯井（1）顶部的机房内安装有主控器（13）；

所述缓冲装置（4）的内部设有电磁环（11），所述缓冲装置（4）的内部设有位于电磁环（11）中心的感应线圈（10），所述感应线圈（10）与电流处理器（9）电性相连；

所述箍紧组件（6）包括箍环（601）和摩擦条（602），所述摩擦条（602）固定贴合在箍环（601）的内壁上，所述箍环（601）的数量为两个且对称卡合在导轨（3）的外周，所述箍环（601）的一端固定连接在缓冲装置（4）的外壁上；

两个所述箍环（601）远离缓冲装置（4）一端的外壁上固定安装有调节装置（12）和电流处理器（9），所述调节装置（12）包括套杆（1201）和电磁铁（1202），所述套杆（1201）贯穿箍环（601）且两端使用螺丝固定，每个所述箍环（601）上固定安装一个电磁铁（1202），所述电磁铁（1202）的输入端与主控器（13）的输出端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种高层电梯运行安全保护系统，其特征在于：所述电流处理器（9）包括电流采集模块（901）、整流模块（902）、电流比较单元（903）和信息传输模块（904），所述电流采集模块（901）的输出端与整流模块（902）的输入端相连接，所述整流模块（902）的输出端连接至电流比较单元（903）的输入端，所述电流比较单元（903）的输出端与信息传输模块（904）的输入端电连接，所述信息传输模块（904）的输出端电性连接至主控器（13）的输入端。

3.根据权利要求2所述的一种高层电梯运行安全保护系统，其特征在于：所述主控器（13）包括电源模块（1301）、主控单元（1302）、电流调整模块（1303）和电流输送模块（1304），所述主控单元（1302）的输入端和信息传输模块（904）的输出端相连接，所述主控单元（1302）的输出端与电流调整模块（1303）的输入端电连接，所述电流调整模块（1303）的输出端电性连接至电流输送模块（1304）的输入端，所述电流输送模块（1304）的输出端与电磁环（11）和调节装置（12）的输入端并列连接。

Images