CN114955777A - 一种曳引机顶置式施工升降机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种曳引机顶置式施工升降机，包括：井道、电梯升降组件、对重升降组件、永磁曳引机动力组件、主副轨道、承重横梁、牵引钢绳组件、减速组件和控制系统。本发明将永磁曳引机动力组件置于承重横梁之上，安装位置限定于井道内，消除了施工人员意外坠落的风险。采用牵引钢绳垂直连接电梯升降组件和对重升降组件，平衡结构重心，消除了传统外挂式升降机存在的冲顶、倾覆的风险。相对于传统的外挂施工升降机，本发明产品显著提升了施工环境安全系数。

Description

一种曳引机顶置式施工升降机

技术领域

本发明涉及施工升降机领域，尤其涉及一种曳引机顶置式施工升降机。

背景技术

目前各类建筑施工大部分采用外挂式施工升降机，安装在建筑主体外墙，一是工人与设备都露天作业，受大风、雨雪、寒暑等气候因素影响较大，存在“看天吃饭”的情况，极大地延长了工期，降低了施工效率，增加了施工成本。而且露天作业会带来尘土飞扬问题。二是使用齿轮齿条传动和电机减速器驱动，运行速度慢，运输效率低；而且易磨损、能耗高，噪声大，停层高低误差大，乘坐舒适性也差。三是由于外挂式施工升降机的结构特性，发生设备倾覆、人员坠落、升降机冲顶坠落的风险较大，无法满足行业越来越严格的安全生产要求。四是无法适用于超高层建筑、不规则外形建筑、精装修项目、地下室施工项目等多种应用场景。以上问题表明传统的外挂式施工升降机已无法满足现代化建筑施工的需要，亟需研发一台高安全性、高可靠性、高效率、低碳环保的室内施工升降机。

从检出文献看，在国内，针对曳引式施工升降机的研究已有文献报道。如，CN113148809A介绍了一种曳引式井道施工升降机，轿厢导轨,安装在电梯井道内；对重导轨,与所述轿厢导轨相对设置且安装在所述电梯井道内；主承重梁,安装在所述电梯井道上部；曳引机,安装在所述电梯井道的下部；曳引绳,缠绕并穿过所述主承重梁和所述曳引机、且由所述曳引机驱动。CN112645180A介绍了一种施工用井道双轿厢升降机及其使用方法，包括建筑物井道、天梁、曳引媒介、曳引机、吊笼和对重。CN112551310A公开了一种适用于建筑物井道的曳引机后置式施工升降机，包括曳引机、天梁、曳引媒介、吊笼及对重；天梁固定在建筑物井道的上端,曳引机设置于井道外的支架上。可以发现曳引机通常置于井道底部或井道外的支架上，这些连接方式通常需要较多的空间或者复杂的钢绳设置方式。

发明内容

本发明为解决现有技术中存在的问题，提出了一种曳引机顶置式施工升降机。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一种曳引机顶置式施工升降机，包括井道、动力组件、承重横梁、电梯升降组件、对重升降组件、牵引钢绳、主轨道、副轨道、减速组件和控制系统。所述升降机采用非强制性牵引方式完成其施工运输功能。

所述井道为动力组件、承重横梁、电梯升降组件、对重升降组件、牵引钢绳、主轨道、副轨道提供安装空间。

所述承重横梁通过固定装置固定在井道顶部，优选的采用螺栓螺母的固定方式固定，以便于能够拆卸。

进一步的，所述承重横梁的数量要求大于等于2条，目的是承担动力组件的安装和承力，多条横梁能够进一步提高系统的承重能力和安全系数。但数量不能过多，以免影响牵引钢绳工作空间和提升安装工作复杂度。

进一步的，所述承重横梁可以是整根工字钢，也可以是可拆卸连接的两根子母钢。用以承担所有设施的重量。

所述动力组件安装在承重横梁上，动力组件和电梯升降组件的复合重心位于所述承重横梁的几何中心，以保障牵引钢绳通过曳引轮时垂直连接于电梯升降组件，提供平衡力矩，防止其倾覆。

进一步地，所述动力组件包括曳引机和曳引轮，所述曳引机采用永磁电机驱动。

进一步地，所述永磁电机是同步电机。永磁同步电机在控制精度和工作安全性上都是目前最佳的选择。曳引传动比可设置在2:1-4:1之间。

所述动力组件、电梯升降组件、对重升降组件通过牵引钢绳和滑轮完成动力传递，实现升降运动；由于曳引轮的体积和重量限制，对重升降组件通常需要导向滑轮辅助实现牵引钢绳的垂直连接，同时对重升降组件的体积小、重心集中和其辅助作用，也可以要求其通过导向滑轮实现垂直连接功能而不影响其运行。因此要求所述动力组件的曳引轮上的牵引钢绳垂直连接电梯升降组件，通过导向滑轮组改变牵引绳另一端的拐点位置，保障与对重升降组件的垂直传动。

进一步地，所述牵引钢绳的有效长度上限为对重升降组件在触底时电梯升降组件的高度不超过井道顶部。

进一步地，所述牵引钢绳在井道高度变化时有效长度通过增加承重横梁、电梯升降组件和对重升降组件上定滑轮数量控制。

所述电梯升降组件通过主轨道限制运动范围，所述对重升降组件通过副轨道限制运动范围；所述主副轨道通过卡扣固定设置在井道壁上，并且施工结束后不拆除，用于客梯轿厢的导向使用。

所述减速组件在动力组件、电梯升降组件和对重升降组件发生速度失衡的情况下，由控制系统发出减速指令，控制其功能生效，保障电梯升降组件的安全性。

所述升降机还设置有减震器、超重传感器、速度测量器、停电保护机制及其他意外触发软控机制。

本发明的技术效果在于：外挂施工升降机在限位开关及极限开关失灵或被人为误短接的情况下，升降机会直接冲顶脱轨发生高空坠落十分危险，本发明所述的曳引式施工升降机为非强制性牵引，在运行过程中即便是极限开关及限位开关均人为短接的情况下也不会冲顶，因为轿厢在冲顶前对重会提前蹲底，此时对重端钢丝绳松弛，曳引力不足钢丝绳开始打滑，轿厢无法继续运行，避免造成冲顶。

传统人货两用施工升降机目前都采用SC系列升降机，其结构是轿厢挂在标准节一侧，这样就产生了一个倾覆力矩，当升降机超过最后一道附墙架或标准节螺栓连接不紧固时，轿厢重力作用可能会折断标准节从而使轿厢倾翻坠落，发生重大事故。本发明所述的曳引式施工升降机使用钢丝绳垂直提升，因此不存在倾覆力矩，完全避免了倾覆力矩的出现，从而也避免了该环节事故的发生。

传统升降机固定在外墙上又叫外挂施工升降机，升降机轿厢与建筑物之间有一段距离需要搭建脚手架平台作为通道，两边还要加护网和防护栏。工人在施工中稍有疏忽就很容易在跳板上发生坠落，本发明所述的曳引式施工升降机在建筑自身井道内运行，无需另加护网，升降机停靠在楼层时，人员或物料可以直接由轿厢移动到楼层面上，中间无需跳板，消除了工人在跳板上行走时坠落的危险。

另外，本发明所述的曳引式施工升降机的控制系统采用了防坠保护、限速保护、防停电困人、防物体打击、超载保护、意外移动保护装置来提高升降机的安全性。

针对超高层建筑、不规则外形建筑、精装修项目、地下室施工项目等多种应用场景，本发明产品运行速度快，不依赖于外墙，井道直通地下室，完美适用各种应用场景。

附图说明

图1是本发明中的主视图。

图2是本发明的动力组件位置示意图。

图3是本发明的局部剖面图。

图中，1-井道，2-动力组件，3-承重横梁，4-电梯升降组件，5-对重升降组件，6-牵引钢绳，7-主轨道，8-副轨道，11-第一导向滑轮，12-第二导向滑轮。

具体实施方式

下面结合图1至图3对本发明的具体实施方式进行说明。

井道工作面内顶置永磁同步曳引机，通过牵引钢绳垂直连接电梯升降组件，通过导向滑轮位移拐点垂直连接对重升降组件，在非强制性牵引的状态下采用轨道引导升降组件的上下运动。在保障运行效率的基础情况下，提升系统的运行安全性。

一种曳引机顶置式施工升降机，包括井道1、动力组件2、承重横梁3、电梯升降组件4、对重升降组件5、牵引钢绳6、主轨道7、副轨道8、减速组件9和控制系统10。图1示意了井道内各部分工作组件的位置分配关系。电梯升降组件4和对重升降组件5通过牵引钢绳6固定连接。牵引钢绳6绕过动力组件2上的曳引轮，由永磁电极带动曳引轮转动非强制性牵引钢绳6工作。

所述井道1为动力组件2、承重横梁3、电梯升降组件4、对重升降组件5、牵引钢绳6、主轨道7、副轨道8和减速组件9提供安装空间。

图2示意了井道1的顶部、动力组件2和承重横梁3的定位关系。在实施过程中井道1能容纳的工作空间为其顶部内框范围，所述的电梯升降组件4、对重升降组件5等组件都被限定在其内运行。

所述承重横梁3通过螺栓固定在井道1顶部。所述承重横梁3的数量为2条，所述承重横梁3为整根工字钢，用以承担所有设施的重量。实施例采用两条承重横梁组成承重部件，如图2所示。

所述动力组件2安装在承重横梁3上，动力组件2和电梯升降组件4的复合重心位于所述承重横梁3的几何中心，以保障牵引钢绳6通过曳引轮时垂直连接于电梯升降组件4。从图1的主视图和图3的局部剖面图可以看出电梯升降组件4连接的牵引钢绳绕过曳引轮垂直连接在其顶部。

图3的剖面图示意了牵引钢绳绕过曳引轮后，先通过第一导向滑轮11形成第一拐点，后通过第二导向滑轮12形成第二拐点，从而在有限的空间内改变牵引钢绳6连接对重升降组件5的一端的垂直拐点。而非仅采用1个导向滑轮直接形成垂直拐点，相较于对重升降组件5的工作宽度有限且重点较集中的特点，2个导向滑轮形成的扭力组合增加了牵引钢绳的工作稳定性。该结构保证了所述动力组件2和对重升降组件5通过牵引钢绳6和导向滑轮组完成动力传递，实现升降运动。要求所述动力组件的曳引轮上的牵引钢绳垂直连接电梯升降组件，通过导向滑轮组(第一导向滑轮11和第二导向滑轮12)改变牵引绳另一端的拐点位置，保障与对重升降组件的垂直传动。

所述动力组件2包括曳引机和曳引轮，所述曳引机采用永磁电机同步驱动，采用2:1的曳引传动比运行，时速为1m/s。

所述牵引钢绳6的有效长度等于对重升降组件5在触底时电梯升降组件4触及井道1顶部的最大长度。

在建筑物高度增加时，所述牵引钢绳6有效长度通过增加承重横梁3、电梯升降组件4和对重升降组件5上定滑轮数量控制。

所述电梯升降组件4通过主轨道7限制运动范围，所述对重升降组件5通过副轨道8限制运动范围；所述主副轨道通过卡扣固定设置在井道壁上，并且施工结束后不拆除，用于客梯轿厢的导向使用。

所述减速组件9在电梯升降组件4发生坠落的情况下，由64位控制系统10发出减速指令，控制其功能生效，保障电梯升降组件4的安全性。图1示意出，控制系统10连接动力组件，在虚拟连接上还可以通过无线通信连接减速组件9完成安全机制生效。

所述升降机还设置有减震器、超重传感器、速度测量器、停电保护机制及其他意外触发软控机制。本实施例不做具体说明，但作为升降机的保障功能，可以通过提升系统的软硬件实现。

工作原理：本发明通过采用曳引机升降方式，新的牵引和驱动方式，可节约能源200-300％，可降低噪声。由永磁同步电机驱动，配置承重梁、主副轨道、减速装置、对重和控制系统，配备智能语音呼叫器及数字组合式楼层操作盘，可快速到达任意楼层。采用2:1曳引传动比，运行速度达到1m/s，是传统外挂升降机的2-3倍。采用64位处理系统，保证控制系统可靠性，使升降机达到24h不间断运行，进一步提高了开动率；同时，减小停层误差，提升乘坐舒适性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种曳引机顶置式施工升降机，其特征在于，该升降机包括井道(1)、动力组件(2)、承重横梁(3)、电梯升降组件(4)、对重升降组件(5)、牵引钢绳(6)、主轨道(7)、副轨道(8)、减速组件(9)和控制系统(10)；

所述井道(1)为动力组件(2)、承重横梁(3)、电梯升降组件(4)、对重升降组件(5)、牵引钢绳(6)、主轨道(7)、副轨道(8)提供安装位置；

所述承重横梁(3)通过固定装置固定在井道(2)顶部，动力组件(2)安装在承重横梁(3)上；

所述动力组件(2)、电梯升降组件(4)、对重升降组件(5)通过牵引钢绳(6)和滑轮完成动力传递，实现升降运动；

所述电梯升降组件(4)通过主轨道(7)限制运动范围，所述对重升降组件(5)通过副轨道(8)限制运动范围；

所述减速组件(9)在动力组件(2)、电梯升降组件(4)和对重升降组件(5)发生速度失衡的情况下，由控制系统(10)发出减速指令，控制其功能生效。

2.根据权利要求1所述的一种曳引机顶置式施工升降机，其特征在于，所述动力组件(2)包括曳引机和曳引轮，所述曳引机采用永磁同步电机驱动。

3.根据权利要求1或2所述的一种曳引机顶置式施工升降机，其特征在于，所述动力组件的曳引传动比设置下限为2：1、上限为4:1。

4.根据权利要求1所述的一种曳引机顶置式施工升降机，其特征在于，所述承重横梁(3)数量大于等于2条，动力组件(2)的重心位于所述承重横梁(3)的几何中心；所述动力组件(2)的曳引轮上的牵引钢绳(6)垂直连接电梯升降组件(4)，通过导向滑轮组改变牵引刚绳(6)另一端的拐点位置，保障与对重升降组件(5)的垂直连接。

5.根据权利要求1或4所述的一种曳引机顶置式施工升降机，其特征在于，所述承重横梁与井道顶部重叠位置上有2至4个固定用孔位，采用螺栓选择合适距离的孔位进行固定。

6.根据权利要求1所述的一种曳引机顶置式施工升降机，其特征在于，所述牵引钢绳(6)的有效长度上限为对重升降组件(5)在触底时电梯升降组件(4)的高度不超过井道(2)顶部的长度。

7.根据权利要求1或6所述的一种曳引机顶置式施工升降机，其特征在于，所述牵引钢绳(6)在井道高度变化时有效长度通过增加承重横梁(3)、电梯升降组件(4)和对重升降组件(5)上定滑轮数量控制。

8.根据权利要求1所述的一种曳引机顶置式施工升降机，其特征在于，所述减速组件(9)在动力组件(2)、电梯升降组件(4)和对重升降组件(5)发生速度失衡的情况下，由控制系统(10)发出减速指令，控制其功能生效，保障电梯升降组件(4)的安全性。

9.根据权利要求1所述的一种曳引机顶置式施工升降机，其特征在于，所述升降机还设置有减震器、超重传感器、速度测量器、停电保护机制和意外控制机制。

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