CN117550445A - 一种无曳引钢丝绳电梯的保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无曳引钢丝绳电梯的保护系统，所述电梯无曳引钢丝绳，包括导轨、驱动系统、控制系统、制动系统、安全钳失电式触发装置、安全钳、回路触发装置，回路触发装置包括至少一个电气动作开关和至少一个机械动作开关，电气动作开关和驱动系统均和控制系统电连接，当电气动作开关被触发，控制系统接收到电气动作开关被触发的信息后控制驱动系统停止驱动，安全钳失电式触发装置和一个机械动作开关电连接，当机械动作开关被触发切断后，安全钳失电式触发装置失电动作并带动安全钳动作，安全钳夹紧导轨。本发明可以实现电梯轿厢的超速保护或者防撞保护，或者同时实现轿厢的超速和防撞保护，多级保护，保证超速和防撞保护的可靠性和安全性。

Description

一种无曳引钢丝绳电梯的保护系统

技术领域

本发明属于电梯技术领域，具体为一种无曳引钢丝绳电梯的保护系统。

背景技术

在现代社会和经济活动中，电梯已成为不可或缺的载人或载物垂直运输工具。自1854年电梯发明以来，电梯轿厢一直采用钢丝绳轮曳引驱动的方式运行，通过在大楼顶层设置机房、曳引电机及减速装置，带动钢丝绳以拉动轿厢及配重在井道内的轨道上运行。这种驱动方式使得在单个井道内通常仅能运行一个轿厢，单轿厢运行模式的电梯在低层建筑、客流量小的楼层尚且能满足使用需求。随着现代城市的快速发展，大人口密度的高层建筑、超高层建筑拔地而起，单轿厢运行模式的电梯其候梯时间长、运送效率低的缺点被不断放大，这种传统的单轿厢电梯运行模式已难以适应现代城市建筑快速发展的需求。

为提高建筑空间利用率以及电梯运送效率，降低建筑和电梯的造价成本，随着工程技术水平的不断发展，一种无曳引钢丝绳电梯正在开发应用。无曳引钢丝绳电梯采用无曳引钢丝绳直接驱动技术，可以实现传统电梯系统的单轿厢单轨道的运行，也可以实现多轿厢并行，即同一个井道内同时运行多台电梯轿厢，各井道之间的电梯轿厢可进行相互切换井道运行，实现超越运行。

为了保障轿厢的安全运行，防止相邻轿厢在运行过程中发生碰撞，相邻的轿厢在运行过程中需要保证一定的安全距离，即相邻轿厢之间的距离要大于设定值。当相邻轿厢的距离在运行过程中达到安全距离时，需要使轿厢降速或者制停，以使两者之间的距离大于设定值。同时设计时，给轿厢设计了最大运行速度，当轿厢运行速度达到设定值时，需要使轿厢降速或者制停，使其恢复设计范围内的运行速度。

现有的无曳引钢丝绳电梯系统轿厢之间的防撞方法，主要通过位置检测系统检测相邻轿厢的位置，控制系统对比分析相邻轿厢之间的实时距离是否满足安全距离要求来控制轿厢的启停及动作来防止轿厢相撞。该方法的可靠性完全取决于控制系统和位置检测系统等监测和控制系统的可靠性。当位置控制系统或位置检测系统出现故障时，可能会导致轿厢相撞。有时为保证系统的可靠性，需要将系统的安全可靠等级尽量提高，这样会导致系统复杂，费用增加。

对于轿厢超速运行的情况，本申请人申请号为2020108262510的专利申请中提供了一种进行超速保护的机械结构，包括限速器、机械触发装置和安全钳等，限速器用于监测轿厢运行速度，当实际运行速度超过设定值时，限速器的部件发生离心运动并触发机械触发装置，机械触发装置带动安全钳夹紧轨道。另外，本申请人申请号为2020110143435的专利申请提供了另一种限速器结构。然而，如果仅仅依靠上述装置进行超速保护，难免存在误动作或不动作的风险。同时上述超速保护的机械结构仅能对超速的情况进行保护，防撞保护装置需另行单独设置，两者占用空间尺寸较大。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种无曳引钢丝绳电梯的保护系统，可以实现电梯轿厢的超速保护或者防撞保护，或者同时实现轿厢的超速和防撞保护，实现多级保护，保证超速和防撞保护的可靠性和安全性，同时便于多轿厢并行电梯的布置和小型化轻量化设计。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种无曳引钢丝绳电梯的保护系统，所述电梯轿厢无曳引钢丝绳，所述电梯包括导轨、驱动系统、控制系统、制动系统、安全钳失电式触发装置、安全钳、回路触发装置，驱动系统驱动轿厢沿着导轨运行，回路触发装置包括至少一个电气动作开关和至少一个机械动作开关，电气动作开关和机械动作开关为超速触发开关或安全间距触发开关，电气动作开关和驱动系统均和控制系统电连接，控制系统接收到电气动作开关被触发的信息后控制驱动系统停止驱动轿厢和/或控制制动系统制停轿厢，安全钳失电式触发装置和一个机械动作开关电连接，当机械动作开关被触发切断后，安全钳失电式触发装置失电动作并带动安全钳动作，使安全钳夹紧导轨。

作为上述技术方案的进一步改进：

当电气动作开关和机械动作开关为超速触发开关、轿厢的运行速度达到第一设定速度时，电气动作开关被触发，当轿厢的运行速度达到第二设定速度时，机械动作开关被触发，第二设定速度和第一设定速度不相同。

当电气动作开关和机械动作开关为安全间距触发开关、相邻两个轿厢的距离达到第一设定间距时，电气动作开关被触发，当相邻两个轿厢的距离达到第二设定间距时，机械动作开关被触发，第一设定间距和第二设定间距不相同。

电气动作开关和机械动作开关连接用于监测轿厢运行速度的速度监测装置或者连接用于监测两个相邻轿厢之间距离的间距监测装置。

电气动作开关设有至少两个，其中一个为超速触发开关、另一个为安全间距触发开关，机械动作开关设有至少两个，一个为超速触发开关、另一个为安全间距触发开关。

所述保护系统还包括触发开关，触发开关和安全钳失电式触发装置连接，当控制系统根据接收到的信息判断轿厢的速度大于设定值和/或相邻两个轿厢的距离小于设定值时，控制系统控制触发开关触发切断，安全钳失电式触发装置失电动作并带动安全钳动作，使安全钳夹紧导轨。

当电气动作开关或者机械动作开关被触发后，制动系统对轿厢进行制停。

制动系统和控制系统电连接，当电气动作开关被触发，控制系统接收到电气动作开关被触发的信息后控制制动系统对轿厢进行制停。

机械动作开关设有至少两个，安全钳失电式触发装置和一个机械动作开关连接、制动系统和另一个机械动作开关连接，当连接制动系统的机械动作开关被触发切断后，制动系统失电动作，制停轿厢。

本发明的有益效果是：可以实现电梯轿厢的超速保护或者防撞保护，或者同时实现轿厢的超速和防撞保护，实现多级保护，可采用电气回路直接触发安全钳提拉动作，使安全钳动作夹紧轨道，触发简单可靠，无误动作或不动作的风险，所述保护系统占用空间小，保证超速和防撞保护的可靠性和安全性，同时便于多轿厢并行电梯的布置和小型化轻量化设计。

附图说明

图1是本发明实施例一和实施例二的示意图；

图2是本发明的安全钳失电式触发装置和安全钳结构示意图；

图3是本发明实施例三的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

实施例一

一种无曳引钢丝绳电梯的保护系统，所述电梯轿厢无曳引钢丝绳，如图1所示，所述电梯包括电源1、导轨9、轿厢、驱动系统4、控制系统3、制动系统5、安全钳失电式触发装置6、安全钳7、回路触发装置2。所述电梯可以为单轨道电梯和多轿厢可换轨运行电梯，单轨道电梯为轿厢沿着单条轨道运行，多轿厢可换轨运行电梯有多个轨道，轿厢可在不同轨道之间切换运行。

驱动系统4驱动轿厢沿着导轨9运行，制动系统5用于对轿厢进行降速制停，驱动系统4和制动系统5等的结构可以采用本申请人其它专利或专利申请中的方案。

回路触发装置2包括至少一个电气动作开关21和至少一个机械动作开关22。电气动作开关21连接用于监测轿厢运行速度的速度监测装置或者连接用于监测两个相邻轿厢之间距离的间距监测装置。机械动作开关22也连接用于监测轿厢运行速度的速度监测装置或者连接用于监测两个相邻轿厢之间距离的间距监测装置。

所述速度监测装置包括取速单元、速度触发单元和执行单元，通过取速单元获取电梯轿厢的实时速度，当速度大于等于设定速度时，速度触发单元触发执行单元动作。所述速度监测装置至少可以进行两级的速度监测和触发，两级速度不同。该执行单元可以是电气动作开关21和机械动作开关22。优先第一级超速触发电气动作开关21，第二级超速触发机械动作开关22。即当电气动作开关21和机械动作开关22连接所述速度监测装置，轿厢的运行速度达到第一设定速度时，连接所述速度监测装置的电气动作开关21被触发；当轿厢的运行速度达到第二设定速度时，连接所述速度监测装置的机械动作开关22被触发，第二设定速度大于第一设定速度。即所述保护系统可以实现两级触发，提高了所述保护系统的保护可靠性。

所述速度监测装置可采用本申请人申请号为2020110143435(设为文件1)的专利申请中的限速器中的结构，包括取速单元、速度触发单元、电气动作单元和机械动作单元，此时电气动作开关21相当于文件1中的电气动作单元，机械动作开关22相当于文件1中的机械动作单元。或者，所述速度监测装置还可采用本申请人申请号为2020108262510的专利申请中的安全装置中的结构。

同理，当电气动作开关21和机械动作开关22连接间距监测装置时，当相邻两个轿厢的距离达到第一设定间距时，电气动作开关21被触发，当相邻两个轿厢的距离达到第二设定间距时，机械动作开关22被触发，第一设定间距大于第二设定间距，实现电气结合机械的两级保护。

间距监测装置可采用本申请人申请号为2021109923407、2021109935090的专利申请中的技术方案，电气动作开关21和机械动作开关22相当于上述两篇专利申请中的上防撞单元或下防撞单元。

安全钳失电式触发装置6和安全钳7的结构如图2所示，安全钳7可采用本申请人申请号为2020110130971等其它专利申请中的技术方案，具体的，安全钳7包括动楔块71和静楔块72，动楔块71相对静楔块72可在平行于导轨9长度方向上移动，逐渐夹紧导轨9，实现对轿厢的缓速和制停。动楔块71和安全钳失电式触发装置6通过提拉件61连接，具体的，提拉件61的一端连接动楔块71、另一端连接安全钳失电式触发装置6。安全钳失电式触发装置6上设有弹簧。当安全钳失电式触发装置6通电时，安全钳失电式触发装置6产生的电磁力能克服弹簧的弹力，弹簧被压缩或拉伸，此时动楔块71没有夹紧导轨9；当安全钳失电式触发装置6断电时，电磁力消失，安全钳失电式触发装置6在弹簧的弹力作用下回位，通过提拉件61带动动楔块71动作，夹紧导轨9。

电气动作开关21和机械动作开关22均为常闭安全开关，较佳的，电气动作开关21和机械动作开关22采用非自复位式的安全开关。

电气动作开关21和机械动作开关22串接在电气安全回路中。电气动作开关21和驱动系统4均与控制系统3电连接，制动系统5也和控制系统3电连接，如图1中的制动系统5和控制系统3之间的实线所示。具体的，控制系统3、电气动作开关21和电源1处在一个电气回路中，设为回路一，驱动系统4和制动系统5均和控制系统3电连接。电源1、机械动作开关22和安全钳失电式触发装置6处于另一个回路中，设为回路二。显然，回路一和回路二为并联的。

基于上述结构，电梯系统正常运行时，电气动作开关21和机械动作开关22为闭合状态，即回路一和回路二为连通状态。

当电气动作开关21和机械动作开关22连接速度监测装置时，此时所述保护系统为轿厢超速保护系统。当轿厢运行速度达到第一设定速度时，电气动作开关21会被触发，如文件1中的离心块发生离心运动，接触并撞击或推动电气动作开关21，使电气动作开关21被触发切断，控制系统3接收到电气动作开关21被触发切断的信息后，控制系统3控制驱动系统4停止驱动轿厢和/或控制系统3控制制动系统5对轿厢进行降速制停。如果出现故障导致电气动作开关21没有被成功触发，轿厢的运行速度会继续增大，当增大到第二设定速度时，机械动作开关22会被触发，如文件1中的离心块继续发生离心运动，离心运动的半径会增大，从而接触并撞击或推动机械动作开关22，机械动作开关22被触发切断，回路2断电，安全钳失电式触发装置6失电，电磁力消失，安全钳失电式触发装置6在弹簧的弹力作用下回位，通过提拉件61带动动楔块71动作，夹紧导轨9。

当电气动作开关21和机械动作开关22连接间距监测装置时，此时所述保护系统为轿厢防撞保护系统。工作原理与电气动作开关21和机械动作开关22连接速度监测装置的原理相同，不同的是，此时电气动作开关21和机械动作开关22相当于多个上防撞单元或下防撞单元。当一个轿厢与其前方轿厢的距离逐渐减小至达到第一设定间距时，后方轿厢的电气动作开关21会接触到前方轿厢上的防撞部件并被切断，控制系统3接收到电气动作开关21被触发切断的信息后，控制系统3控制驱动系统4停止驱动后方轿厢和/或控制系统3控制制动系统5对后方轿厢进行降速制停。如果出现故障导致电气动作开关21没有被成功触发，两个轿厢之间的间距会继续减小，当减小到第二设定间距时，后方轿厢的机械动作开关22会接触到前方轿厢上的防撞部件并被切断，回路2断电，安全钳失电式触发装置6失电，电磁力消失，安全钳失电式触发装置6在弹簧的弹力作用下回位，通过提拉件61带动动楔块71动作，夹紧导轨9。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于，制动系统5不仅和控制系统3电连，还串接在电气回路中。

本实施例中，电源1、制动系统5和一个机械动作开关22处在一个电回路中，设为回路三，制动系统5和机械动作开关22的连接如图1中的虚线所示，即本实施例中，存在三个平行独立的回路，回路一、回路二和回路三。所述保护系统中设有两个机械动作开关22，回路二和回路三中各有一个。

基于上述结构，本实施例可以实现三级保护。

当所述保护系统为超速保护系统时，电气动作开关21、机械动作开关22均连接所述速度监测装置。当轿厢速度达到第一设定速度时，电气动作开关21被触发切断；当轿厢速度达到第二设定速度时，回路二中的机械动作开关22被触发切断；当轿厢速度达到第三设定速度时，回路三中的机械动作开关22被触发切断，制动系统5失电夹紧导轨9。回路三中的制动系统5为失电式制动系统，制动系统5中有弹簧。当制动系统5通电后，制动系统5中产生的电磁力克服弹簧的弹力，带动制动块动作，弹簧被压缩或拉伸；当制动系统5失电后，弹簧复位，带动制动块复位。如此，制动系统5通过通电和断电可以实现制动块的动作，实现松开和夹紧导轨9。

其中，第一设定速度、第二设定速度和第三设定速度互不相同。较佳的，本实施例中国，第二设定速度、第三设定速度和第一设定速度依次减小。

当所述保护系统为防撞保护系统时，电气动作开关21、机械动作开关22均连接所述间距监测装置。当两个相邻轿厢的距离达到第一设定间距时，电气动作开关21被触发切断；当两个相邻轿厢的距离达到第二设定间距时，回路二中的机械动作开关22被触发切断；当轿厢速度达到第三设定速度时，回路三中的机械动作开关22被触发切断，制动系统5失电夹紧导轨9。

其中，第一设定间距、第二设定间距和第三设定间距互不相同。较佳的，本实施例中国，第二设定间距、第三设定间距和第一设定间距依次增大。

实施例三

本实施例与实施例一或实施例二的区别在于，本实施例在实施例一或实施例二的基础上还包括触发开关23，触发开关23为安全继电器常闭触点。

电梯系统中还设有速度传感器，用于监测轿厢的运行速度，还设置有距离传感器，用于监测其所在轿厢和相邻轿厢之间的距离。所述速度传感器和距离传感器均与控制系统3电连接，将它们监测到的速度信息和距离信息发送给控制系统3。触发开关23和控制系统3电连接。

触发开关23串接在回路二中，即机械动作开关22和触发开关23串联。

当所述保护系统为超速保护系统时，电气动作开关21、机械动作开关22均连接所述速度监测装置。此时当速度传感器检测到的轿厢的速度超过设定值时，控制系统3接收到速度传感器发送的信息并控制触发开关23断开，回路二断开，安全钳失电式触发装置6失电，提拉件61在弹力作用下带动安全钳7动作夹紧的导轨9。

当所述保护系统为防撞保护系统时，电气动作开关21、机械动作开关22均连接所述间距监测装置。此时当距离传感器检测到相邻两个轿厢的距离小于设定值时，控制系统3接收到距离传感器发送的信息并控制后方轿厢的触发开关23断开，后方轿厢的安全钳失电式触发装置6失电，提拉件61在弹力作用下带动安全钳7动作夹紧的导轨9。

由上可知，机械动作开关22和触发开关23二者之一断开安全钳失电式触发装置6都会失电。触发开关23的设置相当于增加了主动监测功能。

实施四

与实施例一、实施例二和实施例三不同的是，本实施例将超速保护系统和防撞保护系统设置在一个系统或说回路中。

在回路一中，设置两个电气动作开关21，即两个电气动作开关21串联，一个电气动作开关21连接速度监测装置，另一个连接间距监测装置。当两个电气动作开关21中的一个被触发切断，即当轿厢速度达到第一设定速度或两个相邻轿厢的间距达到第一设定间距时，控制系统3都会控制驱动系统4和/或制动系统5动作，对轿厢进行降速制停。

在回路二中，设置两个机械动作开关22，即两个机械动作开关22串联，一个机械动作开关22连接速度监测装置，另一个连接间距监测装置。当两个机械动作开关22中的一个被触发切断，即当轿厢速度达到第二设定速度或两个相邻轿厢的间距达到第二设定间距时，安全钳失电式触发装置6都会断电。

因此，本实施例的技术方案通过同一套回路可同时实现超速保护和防撞保护。

最后有必要在此说明的是：以上实施例只用于对本发明的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种无曳引钢丝绳电梯的保护系统，其特征在于，所述电梯轿厢无曳引钢丝绳，所述电梯包括导轨(9)、驱动系统(4)、控制系统(3)、制动系统(5)、安全钳失电式触发装置(6)、安全钳(7)、回路触发装置(2)，驱动系统(4)驱动轿厢沿着导轨(9)运行，回路触发装置(2)包括至少一个电气动作开关(21)和至少一个机械动作开关(22)，电气动作开关(21)和机械动作开关(22)为超速触发开关或安全间距触发开关，电气动作开关(21)和驱动系统(4)均和控制系统(3)电连接，控制系统(3)接收到电气动作开关(21)被触发的信息后控制驱动系统(4)停止驱动轿厢和/或控制制动系统(5)制停轿厢，安全钳失电式触发装置(6)和一个机械动作开关(22)电连接，当机械动作开关(22)被触发切断后，安全钳失电式触发装置(6)失电动作并带动安全钳(7)动作，使安全钳(7)夹紧导轨(9)。

2.根据权利要求1所述的保护系统，其特征在于：当电气动作开关(21)和机械动作开关(22)为超速触发开关、轿厢的运行速度达到第一设定速度时，电气动作开关(21)被触发，当轿厢的运行速度达到第二设定速度时，机械动作开关(22)被触发，第二设定速度和第一设定速度不相同。

3.根据权利要求1所述的保护系统，其特征在于：当电气动作开关(21)和机械动作开关(22)为安全间距触发开关、相邻两个轿厢的距离达到第一设定间距时，电气动作开关(21)被触发，当相邻两个轿厢的距离达到第二设定间距时，机械动作开关(22)被触发，第一设定间距和第二设定间距不相同。

4.根据权利要求2或3所述的保护系统，其特征在于：电气动作开关(21)和机械动作开关(22)连接用于监测轿厢运行速度的速度监测装置或者连接用于监测两个相邻轿厢之间距离的间距监测装置。

5.根据权利要求2或3所述的保护系统，其特征在于：电气动作开关(21)设有至少两个，其中一个为超速触发开关、另一个为安全间距触发开关，机械动作开关(22)设有至少两个，一个为超速触发开关、另一个为安全间距触发开关。

6.根据权利要求2或3所述的保护系统，其特征在于：所述保护系统还包括触发开关(23)，触发开关(23)和安全钳失电式触发装置(6)连接，当控制系统(3)根据接收到的信息判断轿厢的速度大于设定值和/或相邻两个轿厢的距离小于设定值时，控制系统(3)控制触发开关(23)触发切断，安全钳失电式触发装置(6)失电动作并带动安全钳(7)动作，使安全钳(7)夹紧导轨(9)。

7.根据权利要求2或3所述的保护系统，其特征在于：当电气动作开关(21)或者机械动作开关(22)被触发后，制动系统(5)对轿厢进行制停。

8.根据权利要求7所述的保护系统，其特征在于：制动系统(5)和控制系统(3)电连接，当电气动作开关(21)被触发，控制系统(3)接收到电气动作开关(21)被触发的信息后控制制动系统(5)对轿厢进行制停。

9.根据权利要求7所述的保护系统，其特征在于：机械动作开关(22)设有至少两个，安全钳失电式触发装置(6)和一个机械动作开关(22)连接、制动系统(5)和另一个机械动作开关(22)连接，当连接制动系统(5)的机械动作开关(22)被触发切断后，制动系统(5)失电动作，制停轿厢。