CN113526299B - 一种天桥用能量回收式电梯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种天桥用能量回收式电梯，包括纵向并列设置的两组导轨，每组导轨内均滑动配合设置有一轿厢，每组导轨内的顶端和底端对应轿厢分别设置有顶部液压缸和底部液压缸，两组导轨之间的上方设置有曳引轮，曳引轮上绕有两端分别连接至两个轿厢顶端的曳引绳，曳引轮的中心同轴穿过有套设制动器的传动轴，传动轴两端分别连接有双向定量泵和双向定量液压马达，双向定量泵、双向定量液压马达、制动器、顶部液压缸和底部液压缸上分别通过液压油管共同连通有液压系统。本发明一种天桥用能量回收式电梯，解决了现有天桥电梯运行时重力势能被浪费的问题，从而实现重力势能的利用以及电能的最低消耗。

Description

一种天桥用能量回收式电梯
技术领域
本发明属于能源回收设备技术领域，具体涉及一种天桥用能量回收式电梯。
背景技术
我国城市交通发展迅速，随之而来的天桥已经成为城市交通不可缺少的一环，伴随着人们对高质量生活的追求，以及人口老龄化的加剧，天桥电梯必将成为人们生活不可缺少生活设施。电梯作为高能耗设备，伴随着天桥电梯使用数量的增多，这将增加电能的消耗，进而造成环境污染。而人们乘坐电梯下楼时，大量的重力势能被浪费，如果能将这些能量加以回收利用，就能降低电梯的能耗。
发明内容
本发明的目的在于提供一种天桥用能量回收式电梯，解决了现有天桥电梯运行时重力势能被浪费的问题。
本发明所采用的技术方案是：一种天桥用能量回收式电梯，包括纵向并列设置的两组导轨，每组导轨内均滑动配合设置有一轿厢，每组导轨内的顶端和底端对应轿厢分别设置有顶部液压缸和底部液压缸，两组导轨之间的上方设置有曳引轮，曳引轮上绕有两端分别连接至两个轿厢顶端的曳引绳，曳引轮的中心同轴穿过有套设制动器的传动轴，传动轴两端分别连接有双向定量泵和双向定量液压马达，双向定量泵、双向定量液压马达、制动器、顶部液压缸和底部液压缸上分别通过液压油管共同连通有液压系统。
本发明的特点还在于，
液压系统包括连通于双向定量泵进口端的油箱，以及连通于双向定量泵出口端的蓄能调速阀，双向定量泵的进口端和出口端均设置有蓄能单向阀，蓄能调速阀的另一端连通有重锤蓄能器，双向定量泵的进口端和出口端还并联连通有顺序阀，顺序阀的控制端通过液压油管分别连通至两个顶部液压缸的出口端，顺序阀的控制端还通过液压油管分别连通有两个卸荷阀并与其进口端连通，两个卸荷阀的控制端分别连通至两个底部液压缸的出口端；还包括一侧连通于双向定量液压马达进出口的K型三位四通换向阀，三位四通换向阀的另一侧闭口端经释能调速阀与释能单向阀与重锤蓄能器连通，三位四通换向阀的另一侧开口端连通至油箱，三位四通换向阀的两个控制端分别连通至两个顶部液压缸出口端，三位四通换向阀的两个控制端还分别连通至两个卸荷阀进口端。
重锤蓄能器上连通有单向定量泵并与其出口端连通。
两个底部液压缸的出口端还通过液压油管均连通至制动器，制动器上连通有电磁卸荷阀并与其进口端连通。
顶部液压缸的进口端、底部液压缸的进口端、卸荷阀的出口端、单向定量泵的进口端、电磁卸荷阀的出口端均连通至油箱。
传动轴的两端分别与双向定量泵和双向定量液压马达之间均通过联轴器连接有减速器。
本发明的有益效果是：本发明一种天桥用能量回收式电梯，具有回收能量的功能，当一侧人们乘坐电梯下行，另一侧的人们乘坐电梯上行时，由于重力差，下行的人们会把上行的人们“拉上来”；同时人们的上下行的重力势能差产生的能量会被回收并储存起来，在下行的人们的重力不能为上行人们提供足够的拉力时，储存起来的能量被释放出来补偿拉力差，以满足电梯的运行需要，从而实现重力势能的利用以及电能的最低消耗。
附图说明
图1是本发明一种天桥用能量回收式电梯的结构示意图；
图2是本发明一种天桥用能量回收式电梯的俯视图；
图3是本发明一种天桥用能量回收式电梯中液压系统的结构示意图。
图中，1.导轨，2.左轿厢，3.右轿厢，4.左顶部液压缸，5.右顶部液压缸，6.左底部液压缸，7.右底部液压缸，8.曳引轮，9.曳引绳，10.制动器，11.传动轴，12.双向定量泵，13.双向定量液压马达，14.联轴器，15.减速器，16.液压油管，17.第一油箱，18.蓄能调速阀，19.第一蓄能单向阀，20.第二蓄能单向阀，21.第三蓄能单向阀，22.第四蓄能单向阀，23.第五蓄能单向阀，24.重锤蓄能器，25.单向定量泵，26.第二油箱，27.第一顺序阀，28.第二顺序阀，29.第三油箱，30.第四油箱，31.第一卸荷阀，32.第五油箱，33.第二卸荷阀，34.第六油箱，35.第七油箱，36.第八油箱，37.电磁卸荷阀，38.第九油箱，39.三位四通换向阀，40.释能调速阀，41.释能单向阀，42.第十油箱。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种天桥用能量回收式电梯，如图1和图2所示，包括纵向并列设置的两组导轨1，两组导轨1内均滑动配合设置有一轿厢即左轿厢2和右轿厢3，两组导轨1内的顶端和底端对应左轿厢2和右轿厢3分别设置有左顶部液压缸4、右顶部液压缸5以及左底部液压缸6、右底部液压缸7，两组导轨1之间的上方设置有曳引轮8，曳引轮8上绕有两端分别连接至两个轿厢顶端的曳引绳9，曳引轮8的中心同轴穿过有套设制动器10的传动轴11，传动轴11两端分别连接有双向定量泵12和双向定量液压马达13，传动轴11的两端分别与双向定量泵12和双向定量液压马达13之间均通过联轴器14连接有减速器15，双向定量泵12、双向定量液压马达13、制动器10、顶部液压缸和底部液压缸上分别通过液压油管16共同连通有如图1虚线位置所示液压系统。
如图3所示，液压系统包括连通于双向定量泵12进口端的第一油箱17，以及连通于双向定量泵12出口端的蓄能调速阀18，双向定量泵12的进口端和出口端均设置有蓄能单向阀，包括第一蓄能单向阀19、第二蓄能单向阀20、第三蓄能单向阀21、第四蓄能单向阀22以及位于蓄能调速阀18后的第五蓄能单向阀23，蓄能调速阀18的另一端连通有重锤蓄能器24，重锤蓄能器24上经单向阀连通有单向定量泵25的出口端，单向定量泵25的进口端连通第二油箱26，双向定量泵12的进口端和出口端还并联连通有顺序阀，可设置第一顺序阀27和第二顺序阀28，第一顺序阀27的控制端通过液压油管16经单向阀连通至左顶部液压缸4的出口端，左顶部液压缸4的进口端连通第三油箱29，第二顺序阀28的控制端通过液压油管16经单向阀连通至右顶部液压缸5的出口端，右顶部液压缸5的进口端连通第四油箱30，第一顺序阀27的控制端还通过液压油管16连通有第一卸荷阀31的进口端，第一卸荷阀31的出口端连通第五油箱32，第二顺序阀28的控制端还通过液压油管16连通有第二卸荷阀33的进口端，第二卸荷阀33的出口端连通第六油箱34，第一卸荷阀31的控制端连通至左底部液压缸6的出口端，左底部液压缸6的进口端经单向阀连通第七油箱35，第二卸荷阀33的控制端连通至右底部液压缸7的出口端，右底部液压缸7的进口端经单向阀连通第八油箱36，两个底部液压缸的出口端还通过液压油管16均经单向阀连通至制动器10，制动器10上连通有电磁卸荷阀37的进口端，电磁卸荷阀37的出口端连通第九油箱38；液压系统还包括一侧连通于双向定量液压马达13进出口的K型三位四通换向阀39，三位四通换向阀39的T通口与双向定量液压马达13的进口端连通，P通口与双向定量液压马达13的出口端连通，三位四通换向阀39的另一侧闭口端即B通口经释能调速阀40与释能单向阀41与重锤蓄能器24连通，三位四通换向阀39的另一侧开口端即A通口连通第十油箱42，三位四通换向阀39的一个控制端连通至左顶部液压缸4出口端以及第一卸荷阀31进口端，三位四通换向阀39的另一个控制端连通至右顶部液压缸5出口端以及第二卸荷阀33进口端。
工作时，本发明由于采用一上一下的布置方式，将传统电梯中对重换为等重的右轿厢3，这样新增的右轿厢3既作为对侧左轿厢2的对重，又可以承担运送乘客的任务，电梯第一次使用前，使用电机驱动单向定量泵25给重锤蓄能器24预补充势能。
首先以左轿厢2在上侧(即乘坐左轿厢2的乘客下行、乘坐右轿厢3的乘客上行)且左轿厢2的重力大于右轿厢3的重力为例进行说明：电磁卸荷阀37通过乘客控制或定时控制工作，释放制动器10中的液压油，制动器10松开传动轴11，此时左轿厢2产生的拉力大于右轿厢3产生的拉力，拉力差将在下侧的右轿厢3拉起，当左轿厢2抵达下侧时，左轿厢2触发下方左底部液压缸6，左底部液压缸6中的液压油由第七油箱35经液压油管16到达制动器10，制动器10抱紧传动轴11，左轿厢2与右轿厢3停止运动，此过程中左轿厢2的重力势能部分转化为右轿厢3的重力势能，同时曳引绳9使曳引轮8发生转动，曳引轮8通过传动轴11使减速器15转动，减速器15带动双向定量泵12使其转动，进而使液压油经第一油箱17、第一蓄能单向阀19、双向定量泵12、第二蓄能单向阀20、蓄能调速阀18、第五蓄能单向阀23进入重锤蓄能器24，多余的重力势能被重锤蓄能器24回收并储存起来。以上整个过程中双向定量液压马达13进油口和出油口始终相通不存在压力差，所以整个过程中双向定量液压马达13处于零负载状态。
再以左轿厢2在上侧(即乘坐左轿厢2的乘客下行、乘坐右轿厢3的乘客上行)且左轿厢2的重力小于右轿厢3的重力为例进行说明：电磁卸荷阀37工作，制动器10松开传动轴11，这时右轿厢3下降使左轿厢2触发左顶部液压缸4，液压油推动三位四通换向阀39左端右移切入工作位置，同时液压油推动第一顺序阀27切入工作位置，此时双向定量泵12进油口与出油口联通，进油口与出油口不存在压力差，所以双向定量泵12处于零负载状态，此时重锤蓄能器24储存的重力势能被释放，液压油依次通过释能单向阀41、释能调速阀40、三位四通换向阀39和双向定量液压马达13，双向定量液压马达13旋转，依次带动联轴器14、减速器15、联轴器14及曳引轮8，曳引轮8拉动曳引绳9，曳引绳9将右轿厢3拉起，当左轿厢2抵达下侧时，左轿厢2触发左底部液压缸6，第七油箱35中的液压油经液压油管16到达第一卸荷阀31使其导通，则第一顺序阀27和三位四通换向阀39导路中的压力被释放恢复至初始位置，重锤蓄能器24停止供能，另一路液压油经液压油管16到达制动器10，制动器10抱紧传动轴11，左轿厢2与右轿厢3停止运动。
右轿厢3在上侧(即乘坐左轿厢2的乘客上行、乘坐右轿厢3的乘客下行)时原理与左轿厢2在上侧相同，运动过程相似。例如右轿厢3的重力大于左轿厢2的重力，此时右轿厢3下行时向重锤蓄能器24内蓄能，液压油经第一油箱17、第三蓄能单向阀21、双向定量泵12、第四蓄能单向阀22、蓄能调速阀18、第五蓄能单向阀23进入重锤蓄能器24，多余的重力势能被重锤蓄能器24回收并储存起来，当右轿厢3抵达下侧时，触发下方右底部液压缸7，右底部液压缸7中的液压油由第八油箱36经液压油管16到达制动器10，制动器10抱紧传动轴11，左轿厢2与右轿厢3停止运动；例如右轿厢3的重力小于左轿厢2的重力，左轿厢2下降使右轿厢3触发右顶部液压缸5，液压油推动三位四通换向阀39右端左移切入工作位置，同时液压油推动第二顺序阀28切入工作位置将双向定量泵12进油口与出油口联通使其零负载，重锤蓄能器24储存的重力势能被释放，液压油依次通过释能单向阀41、释能调速阀40、三位四通换向阀39和双向定量液压马达13，双向定量液压马达13反向旋转，将左轿厢2拉起，当右轿厢3抵达下侧时，右轿厢3触发右底部液压缸7，第八油箱36中的液压油到达第二卸荷阀33使其导通，则第二顺序阀28和三位四通换向阀39导路中的压力被释放恢复至初始位置，重锤蓄能器24停止供能，另一路液压油经液压油管16到达制动器10，制动器10抱紧传动轴11，左轿厢2与右轿厢3停止运动。
上述情形中，不论左轿厢2在上侧或右轿厢3在上侧，当左轿厢2的重力和右轿厢3的重力相等时，可通过给任一轿厢发出超重提醒来使乘客减少进而使得两轿厢产生重力差，产生重力差后以上述示例中的不同情况运行。
本发明中的电梯，承载人数越多，节约能耗越明显。传统的电力驱动电梯，把5个人(质量为300千克)提升5米需要消耗18375焦耳(总传动效率为百分之八十)，电梯下行时乘坐6人消耗能量忽略不计。采用此方法后，电梯上侧轿箱乘坐6人(质量为360千克)下行，下侧轿箱乘坐5人上行，电梯在重力差完成同样运载任务，重锤蓄能器24储存的重力势能约为1746焦耳(高度差为5米，总传动效率为百分之六十)，不仅没有消耗能量，而且产生1764焦耳的能量。
通过上述方式，本发明一种天桥用能量回收式电梯，具有回收能量的功能，当一侧人们乘坐电梯下行，另一侧的人们乘坐电梯上行时，由于重力差，下行的人们会把上行的人们“拉上来”；同时人们的上下行的重力势能差产生的能量会被回收并储存起来，在下行的人们的重力不能为上行人们提供足够的拉力时，储存起来的能量被释放出来补偿拉力差，以满足电梯的运行需要，从而实现重力势能的利用以及电能的最低消耗。相比于传统的电梯装置具有如下优势：
1)节能效果显著，相比于传统电梯综合节能达百分之五十，节能效果特别明显。
2)设备结构简单，相关零件制作工艺成熟，制作困难小，安装使用便利，维护费用低。
3)采用液压驱动的方式，将电梯的重力势能直接储存为液压势能，不经二次转化，能量利用效率高。
4)液压系统设计巧妙，通过液压系统的负反馈调节方式，在不消耗能量的条件是，实现不同重力差下的恒定、稳定运行。

Claims (5)

1.一种天桥用能量回收式电梯，其特征在于，包括纵向并列设置的两组导轨（1），每组导轨（1）内均滑动配合设置有一轿厢，每组导轨（1）内的顶端和底端对应轿厢分别设置有顶部液压缸和底部液压缸，两组导轨（1）之间的上方设置有曳引轮（8），曳引轮（8）上绕有两端分别连接至两个轿厢顶端的曳引绳（9），曳引轮（8）的中心同轴穿过有套设制动器（10）的传动轴（11），传动轴（11）两端分别连接有双向定量泵（12）和双向定量液压马达（13），双向定量泵（12）、双向定量液压马达（13）、制动器（10）、顶部液压缸和底部液压缸上分别通过液压油管（16）共同连通有液压系统；
液压系统包括连通于双向定量泵（12）进口端的油箱，以及连通于双向定量泵（12）出口端的蓄能调速阀（18），双向定量泵（12）的进口端和出口端均设置有蓄能单向阀，蓄能调速阀（18）的另一端连通有重锤蓄能器（24），双向定量泵（12）的进口端和出口端还并联连通有顺序阀，顺序阀的控制端通过液压油管（16）分别连通至两个顶部液压缸的出口端，顺序阀的控制端还通过液压油管（16）分别连通有两个卸荷阀并与其进口端连通，两个卸荷阀的控制端分别连通至两个底部液压缸的出口端；还包括一侧连通于双向定量液压马达（13）进出口的K型三位四通换向阀（39），三位四通换向阀（39）的另一侧闭口端经释能调速阀（40）与释能单向阀（41）与重锤蓄能器（24）连通，三位四通换向阀（39）的另一侧开口端连通至油箱，三位四通换向阀（39）的两个控制端分别连通至两个顶部液压缸出口端，三位四通换向阀的两个控制端还分别连通至两个卸荷阀进口端。
2.如权利要求1所述的一种天桥用能量回收式电梯，其特征在于，所述重锤蓄能器（24）上连通有单向定量泵（25）并与其出口端连通。
3.如权利要求2所述的一种天桥用能量回收式电梯，其特征在于，所述两个底部液压缸的出口端还通过液压油管（16）均连通至制动器（10），制动器（10）上连通有电磁卸荷阀（37）并与其进口端连通。
4.如权利要求3所述的一种天桥用能量回收式电梯，其特征在于，所述顶部液压缸的进口端、底部液压缸的进口端、卸荷阀的出口端、单向定量泵（25）的进口端、电磁卸荷阀（37）的出口端均连通至油箱。
5.如权利要求1所述的一种天桥用能量回收式电梯，其特征在于，所述传动轴（11）的两端分别与双向定量泵（12）和双向定量液压马达（13）之间均通过联轴器（14）连接有减速器（15）。
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