CN1371859A

CN1371859A - 电梯安全装置

Info

Publication number: CN1371859A
Application number: CN02105127.5A
Authority: CN
Inventors: W·M·索帕; A·S·格尔温
Original assignee: Otis Elevator Co
Current assignee: Otis Elevator Co
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2002-10-02
Anticipated expiration: 2022-02-22
Also published as: US6550585B2; JP4071008B2; CN1240605C; JP2002274766A; DE10108772A1; US20020117358A1

Abstract

一种电梯,其具有电梯竖井34和吊舱32,所述吊舱可以在所述电梯竖井34内运动,以及安全装置2,所述安全装置用这样的方式被设计,使得在危险情况下,其可以使所述电梯停止使用,其特征在于,所述安全装置2包括竖井监视装置。

Description

电梯安全装置

技术领域

本发明涉及一种具有电梯竖井、可以在所述电梯竖井内运动的电梯吊舱以及安全装置的电梯，所述安全装置以这样的方式被设计，使得在危险的情况下，其可以停止电梯的运行。

背景技术

在世界各地，在日常生活中，没有电梯是不可想象的。电梯具有非常广泛的应用，例如，用于只有几层(3-5层)的矮的楼房和相当高的50层以上的大楼中。电梯配备有十分不同的驱动系统。其中具有利用摩擦驱动的提升马达驱动系统，例如，这种系统可以被提供在电梯竖井的上部区域。这种类型的电梯通常配备有悬挂在和电梯吊舱相同的提升缆上的配重装置，其沿和电梯吊舱相反的方向运动。此外，还具有用于相当少的楼层的电梯，即所谓的液压电梯，其具有配重或者没有配重，其中电梯吊舱借助于液压运动的压力活塞运动。偶尔还有这样的电梯，其中驱动器直接被提供在电梯吊舱上，并且所述驱动器被设计例如作为齿条和齿杆驱动器或者作为轮盘驱动器。

在所有这些不同类型的电梯中，确保只有维护人员或其它特许人员进入电梯竖井，是一个重要问题。为了解决这个问题，电梯一般具有安全装置，所述安全装置配备有各种检测器，在检测到危险情况时，所述危险情况是按照特定的先决条件定义的，将使电梯停止运行。在过去，这个问题的严重性基本上只影响电梯操作人员或维护人员，而最近由于出现“电梯冲浪者”，更具体地说，由于这些电梯冲浪者决心设法避开安全装置而使得问题极其严重。由于发生的这种情况，使得直到近来还认为满意的安全装置便显得不足了。

一种典型的安全装置在每个井口门上配备有井口门触点，这些触点通常串联电连接，借以使得每个井口门触点的断开能够切断电源和驱动马达之间的连接。此外，在电梯竖井中的和维护有关的位置或者具有特定安全问题的位置设置有附加的安全开关，具体地说，即所谓的PES(井紧急停止)开关，或者井紧急开关，以及被提供在吊舱顶上并被爬到吊舱顶上的机械师为维护而操作的TCI(吊舱顶检查)开关。这两种开关通常和门接触开关串联。如果安全链中的这些开关中的一个断开，则电源和驱动马达之间的连接便被切断，因而电梯吊舱停在其所在的位置。一般地说，这个安全链直接和电梯控制系统相连。此外，PES和TCI被单独连接到电梯控制系统，除此之外，对其提供关于吊舱的当前位置的附加信息。电梯控制系统软件根据对安全链信号的判断识别安全链信号。这样，显然，每当吊舱在一层上停止并伴随着相关的门打开时，合适的门安全触点便打开一个短的时间，因而在电源和驱动装置之间的连接被切断。在门触点闭合之后，安全链作为一个整体也再次闭合，驱动装置的电源被恢复，并且电梯可以很快地照常启动向下一个目标行驶。不过，例如，如果在吊舱在和一层上的开口不齐平的位置时手动地打开井口门，则吊舱可能按照设备的软件控制永久地停止运行，并且电梯操作者或者叫做机械师必须检查设备并重新启动其操作。

虽然，许多年来，这种类型的安全装置被证明是可靠的，但是，严重的，有时是致命的事故反复发生，例如，当由于时间的压力，专门人员未正确地遵守安全指令或已经建立的程序时，或者当未经认可的的人员被迫进入电梯竖井时。例如，由于具有串联连接的门接触开关的安全链的设计，电梯冲浪者便可以在下方的门被打开，从而乘客可以下梯和上梯，并且然后关上电梯门的同时，在相同的时间间隔内，手动地打开电梯吊舱的规定停止位置的上方一层的门。然后，电梯冲浪者站在电梯吊舱的顶上，而电梯安全装置不知道第二个门曾经被手动地打开这个事实。

另外一个典型的事故场景如下：一个乘客通过在吊舱和楼层的电梯平台之间的间隙把钥匙丢入竖井中，因而请求大楼的电梯操作者给予帮助。其使电梯吊舱从最底层的楼梯平台出发，并利用合适的钥匙把门打开。然后，其利用不合适的工具(例如改锥)把门挡住，并爬入竖井而不操作在竖井中安装的竖井紧急开关。如果用于使门停留在该楼层上的改锥此时滑脱，则可能使门关闭，并且吊舱开始运动。在这种情况下，一般的结果是导致一次校正的运行，即吊舱将运动到直到底层的整个行程的一个终点。

如果维护人员为了维护而想要踏到电梯顶上，则可能发生另一种情况。为此，其调度吊舱到达其所在楼层，并且确保吊舱内没有乘客。然后，其使吊舱向下运动足够远以便其容易到达电梯顶上，然后其利用相应的开锁工具把楼层平台上的门打开。然后其进入吊舱顶上，并且，在其能够操作吊舱顶上的紧急开关之前，其被绊倒了。在这种情况下，楼层平台上的门也将关闭，并且电梯按照通常的方式继续操作，这是因为，安全装置不能识别这种危险的情况。

发明内容

由此看来，本发明的目的在于，用这种方式构造一种电梯安全装置，使得作为一般原则，当未被授权的人员进入电梯竖井时，电梯将停止使用。

按照本发明，上述目的是这样实现的，使所述安全装置配备有竖井监视装置。

自然地，所述竖井监视装置监视整个电梯竖井。例如，要被监视的电梯竖井的主要局部区域一方面是吊舱的顶部，另一方面是竖井坑。所述竖井监视装置最好是，并非必须，和所述的安全链中的安全装置组合设计。具体地说，这种类型的竖井监视装置即使没有附加的安全链也能够检测未经授权而进入竖井的人员，并且可以使电梯停止使用。最好是，竖井监视装置配备有至少一个运动检测器。这可以是超声运动检测器或红外运动检测器。通常，这种类型的运动检测器被大量制造用于各种场合，因而可以廉价地购买。当然，也可以使用其它类型的自动运动检测器。例如，可以和图像分析器相连的视频摄像机。此外，或者除运动检测器之外，也可以在吊舱的顶上与/或在竖井坑内提供载荷敏感的垫块，其在有载荷时，将向安全控制系统发送信号，或者断开安全链中的开关。

所述竖井监视装置最好在竖井坑的附近与/或在吊舱顶部的区域内监视竖井。通常，这些区域只是电梯竖井中人们容易到达的区域。在配重的表面足够大的情况下，也可以为该区域提供竖井监视装置。

最好是，以这种方式提供运动检测器，使得所述运动检测器检测不到井口门的运动。这种结构有助于避免由于井口门的运动而引起的干扰或者发出错误信号。一般地说，运动检测器具有其能够覆盖的特定的精确限定的水平和垂直角度范围。因此，更有利的是在具有井口门的竖井壁上设置单个运动检测器，并使所述角度范围的“临界周边”基本上平行于井口门开口直线地掠过这些区域。因而，在一方面，确保总能检测到通过竖井门开口的人员的进入。然而，在另一方面，不由所述检测器监视井口门的运动。

竖井监视装置最好和安全控制系统相连，所述安全控制系统以这样的方式被设计，使得其由于危险情况使电梯停止使用之后，如果在一个预定的延长的时间间隔内，竖井监视装置未能检测到竖井中的任何异常，并且安全装置的其余的检测器在这个时间间隔内也未显示任何异常，则自动地恢复电梯的正常操作状态。这种结构的优点将通过一个简单的例子说明：电梯操作者因为听到电梯竖井中的一些噪声而打开井口门并观看电梯竖井。竖井监视器检测到该人头部进入竖井，因而当时便停止电梯的操作。因为电梯操作者没有发现任何异常，其接着关闭井口门。在此之后，如果竖井监视装置在一个特定的延长的时间间隔内没有检测到异常情况，安全控制系统便确定不再有人在电梯竖井中，因而自动地把电梯恢复到其正常操作状态。所述预定的延长的时间间隔一般被这样设置，使得可以认为，进入电梯竖井的人在此期间已经离开竖井，或者否则将被竖井监视装置检测到。一般所述时间间隔大约为5-10分钟。这段时间从在电梯门前等待的乘客的观点看来似乎很长。不过，和如果电梯被手动地复位正常操作状态所要经过的时间相比又显得相当短。

最好是，竖井监视装置和只使用在吊舱停止时的竖井监视器的信号的安全控制系统相连，以便检测危险情况。在吊舱顶上的运动检测器的的检查表明，在电梯运动时，相对于吊舱而运动的竖井壁将作为运动物体被检测到。如果安全控制系统也要使用这个检测器的信号，以便检测在电梯吊舱运动时的危险情况，则每当吊舱启动时将使电梯停止运行。这同样适用于在竖井和竖井坑中提供的其它检测器，这些检测器例如可以错误地识别运动的电梯吊舱或配重、校正绳索或其它运动部分，将其作为在电梯竖井中的未经授权的物体或人员。在理论上，确实，这个问题也应当通过合适地调整检测器加以避免，但是为了防止由于相对高的可靠性而引起错误的响应，并且为了利用检测器的整个角度范围，最好只当吊舱停止时使用检测危险情况的运动检测器的信号。不过，特别是在竖井坑中，可能进行连续地检测，以便使用在此安装的用于检测危险情况的竖井监视器的信号。在一方面，只有数量相当有限的运动部件被设置在此处，这些部件例如可以利用屏蔽被覆盖，或者可以通过合适地定位竖井监视装置的检测器使这些部件被检测不到。一般地说，在竖井坑附近，在吊舱运动时人进入这个区域的几率是相当高的。确实，一般地说，保护竖井坑是由于这样的事实：最底部的井口门由井口门触点保护，或者，单独的竖井坑井口也由单独的触点保护。不过，这里竖井监视装置在所述安全触点故障的情况下提供附加的安全网络。

最好是当吊舱运动时使用竖井监视装置的信号，以便检查竖井监视装置的功能。可以利用这样的事实间歇地或者连续地检查竖井监视装置的各个检测器的功能，即，在吊舱运动时，竖井监视装置一般向安全控制系统发送运动信号。如果安全控制系统检测到检测到竖井监视装置的一个或几个运动检测器在吊舱运动时不发送任何运动信号，则可以认为存在故障。竖井监视装置的功能控制选择，作为连续操作的一个副作用，可以这样说，作为一个附加的安全特征，不应当估计不足。

此外，本发明涉及一种用于改进在现有的具有安全装置的电梯中的竖井监视装置的方法，所述方法以这样的方式被设计，使得在例如由所述安全装置识别出的危险情况下，可以停止电梯的使用，其特征在于，提供竖井监视装置；把所述竖井监视装置安装在电梯竖井中；使所述竖井监视装置和所述安全装置相连，并且进行功能检查。

本发明具有特别的价值，这是因为，由于竖井监视装置的安装相当简单，所以可以相当容易地改进现有的具有安全装置的电梯设备，并且可以将其更新为安全技术领域内最先进的技术状态。特别是从大楼中的一般的电梯操作时间极长，有些电梯使用50年或更多，这一点看来，把现有的设备改进为最新的技术状态总是一个重要的问题。本发明的特别简单的解决办法能够特别容易地帮助所述实现所述改进。

特别是，在电梯本身的的安全控制系统的设计基本上用于处理竖井监视装置的附加的信号的情况下，所述改进也是可能的。在这种情况下，可以对竖井监视装置提供内部安全控制系统，其例如可以接收被提供给驱动器的关于在楼层平台上是否具有吊舱，并且所述吊舱是否在两个楼层平台之间运动的控制信号信息。竖井监视装置的各个检测器的信号被送到竖井监视装置的安全控制系统，所述安全控制系统确定在井口门触点形式的电梯安全链中的继电器是否打开或者保持闭合。以这种方式，在原理上，改进的竖井监视装置基本上可以用于改进完全任何电梯，而不管现有设备的情况。最好是，安装竖井监视装置的步骤包括以这种方式安装竖井监视装置，使得其至少监视竖井坑或者吊舱的顶部。

附图说明

图1是示意地表示按照本发明的电梯的安全装置的外观；

图2表示按照本发明的电梯，其具有在电梯吊舱的顶部提供的竖井监视装置；以及

图3表示按照本发明的电梯，具有被提供在竖井坑内部的竖井监视装置。

具体实施方式

图1表示和电梯的驱动器4相互作用的按照本发明的电梯的安全装置2。驱动器4是一种具有用于提升钢丝绳的驱动滑轮的驱动器，吊舱和配重从所述提升钢丝绳上悬挂着。不过，也可以是其它类型的驱动器4。在驱动器4中，可以看到一个电力电缆6，其通过接触器8向驱动器4提供电源。应当指出，在总体上，图1是一种示意的表示，通常，实际上的电路结构要比图1所示的复杂得多。在安全装置2中，特别可以看到安全链10，其中配置有串联连接的多个开关12，14和16。电压U被加于由标号18表示的安全链10的一端。安全链的另一端20和安全控制系统22相连。一般地说，可以认为切断开关12，14或16表示电梯的非保护状态。如果一个开关打开，则没有电压在20加于安全控制系统上。在这种情况下，安全控制系统22就通过线路24和继电器8把驱动器4转换为0电流。详细地说，在安全链10中具有各种开关。开关16是被提供在竖井坑内的所谓的PES(坑紧急停止)开关。如果机械师或者电梯操作者进入竖井坑，其必须按照维护指令操作坑紧急开关16，借以关闭设备。如果他这样做，则可以保证在其停留在竖井坑的时间期间电梯保持停止状态，因而，特别是在上方，对其不存在危险。分支线26从坑紧急开关16直接和安全控制系统22相连，因而，安全控制系统22独立地接收这个特殊的开关操作的信息。

在每个井口门提供有所谓的井口门触点14，因此，当井口门打开时，也切断驱动器4的电源。可以导出，通过线路28，安全控制系统不接收关于一个井口门是打开的信息，即关于一个井口门触点14断开的信息，不过，安全控制系统根本没有关于哪个井口门是打开的信息。特别是，安全控制系统22也不识别在第一井口门打开之后另外的井口门是否打开。

在吊舱的顶上提供有一个附加的紧急停止开关。即吊舱顶部紧急停止开关12，其一般被称为TCI(吊舱顶检查)。在图1中，TCI 12被表示为一个方块。这是为了表示，它不仅是一个用于打开或闭合的开关，而是至少两个附加的被分配给TCI 12，它们被分别称为UIB和DIB(上检查按钮和下检查按钮)。利用这些开关，机械师能够在TCI 12断开时使吊舱向上或者向下缓慢地移动一个距离。由此可以导出，例如，在TCI 12和安全控制系统22之间的导线连接比图1所示的复杂得多。在图1中，还可以看出，呈运动检测器形式的两个竖井监视检测器30，它们没有被包括在安全链中，而是被输入到安全控制系统22的单独的输入端。

在图2中，可以看清楚在电梯竖井34内的电梯吊舱32。此外，可以看出在楼层平台上的开口36，以及楼层平台门或井口门38。吊舱32本身也具有其自身的吊舱门。例如在一个竖井中可以提供彼此相邻的可以上下运动的多个吊舱32。还可以看出电梯吊舱顶40和被提供在电梯吊舱顶40附近的栏杆42，用于阻止在电梯吊舱顶40上的机械师掉下。在电梯吊舱顶本身上，还可以看到吊舱顶紧急停止开关TCI 12的顶部。为了安全，进入吊舱顶40上的机械师或电梯操作者必须立即操作TCI，使得切断驱动器4的电源。

利用本发明，提供竖井监视装置作为附加的安全网络。为此目的，在吊舱32的顶部40上设置运动检测器44。在所示的示例的实施例中，运动检测器44被固定在栏杆42上。不过，其可以被容易地提供在其它构件上。最好是，检测器被提供在吊舱顶40的最上部的平面上方一个特定的距离的位置，这是因为，一般地说，被提供在吊舱顶40上的物体和装置可能干扰检测器的检测范围。因此，把检测器设置在这些物体和装置上方一个足够的高度，以便能够“检查”它们。最好在吊舱顶上方的距离至少为40cm。此外，在井口门38附近，提供具有其观察视野的运动检测器44，使其视野离开井口门38。这确保井口门38的运动不被运动检测器44检测到。例如，可以通过超声检测器和红外检测器作为运动检测器44。检测器必须具有这样的灵敏度，使得能够可靠地检测到任何人的进入。

为了避免在提供有两个相互独立运动的电梯吊舱的竖井内运动检测器44被第二电梯吊舱干扰，最好是运动检测器40以这种方式被设置，使得运动着的第二电梯吊舱也不被运动检测器检测到。这也适用于可能被提供在竖井内部的任何运动着的部件，例如，附加电梯的配重，或者电缆，钢丝绳，等。此外，可以提供例如金属隔板形式的光屏蔽，用于阻止运动检测器44以不希望的方式受到影响。

竖井坑46如图3所示。特别是，其中示出了坑紧急开关PES16，出于安全的考虑，当机械师爬入竖井坑时，必须操作该开关。也可以看到竖井监视装置的检测器48，其最好也被设计成运动检测器48。其也以这样的方式设置，使得竖井门38的运动或者在电梯竖井中的其它运动着的部件的运动不被错误地判断为有人进入竖井。运动检测器48也被提供在竖井坑底部上方的某个高度。

根据上述的说明，可以注意到，特别是被设置在电梯吊舱顶40上的运动检测器在吊舱的整个正常运行操作期间，必然向控制电路22提供运动信号。这些信号不可引起切断驱动器4的电源。因此，在电梯吊舱停止时，由于运动检测器44的运动信号，安全控制系统22只产生用于切断电源的信号。因为在电梯竖井34内的吊舱32的运动通常也引起在竖井坑46的区域内的一些物体的运动，所以这同样适用于运动检测器48。不过，可以想见，在竖井坑46中没有设置在电梯吊舱32行进期间也运动的部件。在这种情况下，安全控制系统22可以用这样的方式连接，使得在收到来自竖井坑46中的运动检测器48的信号时，切断电源。

除去运动检测器之外或者代替运动检测器(44和48)，可以在吊舱顶40和竖井坑底46上提供载荷敏感垫，当有人进入时，所述载荷敏感垫将向安全控制系统22输出信号。因而，竖井监视装置也可以由这类压力敏感安全垫构成。这些安全垫也可以通过继电器被直接地提供在安全链10内，当有人踏在安全垫上时，所述继电器将打开开关。和电梯吊舱32一道运动的竖井监视装置的检测器和安全控制系统22之间的有线连接可以以通常的方式通过标准的导线连接实现。

上面的说明只是示例性的，并不构成对本发明的限制。根据上述教导，可以作出本发明的许多改变和改型。已经说明了本发明的优选实施例，不过，本领域普通技术人员应当理解，在本发明的范围内，可以作出许多改变和改型。因此，应当理解，在所附权利要求的范围内，本发明可以用上述的方式之外的方式实施。因此，应当研究下面的权利要求，以便确定本发明的真正的范围和内容。

Claims

1.一种电梯系统，包括电梯竖井和吊舱，所述吊舱可以在所述电梯竖井内运动，以及安全装置，所述安全装置用这样的方式被设计，使得在危险情况下，其可以使所述电梯停止使用，所述安全装置包括：

一竖并监视装置。

2.如权利要求1所述的电梯系统，其中所述竖井监视装置还包括至少一个运动检测器。

3.如权利要求2所述的电梯系统，其中所述竖井监视装置在竖井坑附近监视所述竖井。

4.如权利要求2所述的电梯系统，其中所述竖井监视装置在吊舱顶附近监视所述竖井。

5.如权利要求4所述的电梯系统，其中所述运动检测器用这样的方式被设置，使得所述运动检测器检测不到井口门的运动。

6.如权利要求2所述的电梯系统，其中所述竖井监视装置和安全控制系统相连，所述安全控制系统以这样的方式被设计，使得由于危险情况使电梯停止使用之后，如果竖井监视装置在一个预定的延长的时间期间不能检测到在竖井内部的任何对象，则自动地把电梯恢复到其正常操作状态。

7.如权利要求6所述的电梯系统，其中当在吊舱停止时所述安全控制系统使用用于检测危险情况的竖井监视装置的信号。

8.如权利要求7所述的电梯，其中在吊舱运动时所述竖井监视装置的信号被用于竖井监视装置的功能检查信号。

9.如权利要求1所述的电梯系统，其中所述竖井监视装置还包括至少一个载荷敏感垫。

10.如权利要求9所述的电梯系统，其中所述竖井监视装置在竖井坑附近监视所述竖井。

11.如权利要求9所述的电梯系统，其中所述竖井监视装置在吊舱顶附近监视所述竖井。

12.如权利要求9所述的电梯系统，其中所述竖井监视装置和安全控制系统相连，所述安全控制系统以这样的方式被设计，使得由于危险情况使电梯停止使用之后，如果竖井监视装置在一个预定的延长的时间期间不能检测到在竖井内部的任何对象，则自动地把电梯恢复到其正常操作状态。

13.如权利要求12所述的电梯系统，其中所述安全控制系统当在吊舱停止时使用用于检测危险情况的竖井监视装置的信号。

14.如权利要求13所述的电梯系统，其中所述竖井监视装置的信号在吊舱运动时被用于竖井监视装置的功能检查。

15.如权利要求1所述的电梯系统，其中所述竖井监视装置和安全控制系统相连，所述安全控制系统只在吊舱停止时使用用于检测危险情况的竖井监视装置的信号。

16.如权利要求15所述的电梯，其中在吊舱运动时所述竖井监视装置的信号被用于竖井监视装置的功能检查信号。

17.如权利要求1所述的电梯系统，其中所述竖井监视装置和安全控制系统相连，所述安全控制系统以这样的方式被设计，使得由于危险情况使电梯停止使用之后，如果竖井监视装置在一个预定的延长的时间期间不能检测到在竖井内部的任何对象，则自动地把电梯恢复到其正常操作状态。

18.如权利要求17所述的电梯系统，其中所述竖井监视装置和安全控制系统相连，所述安全控制系统只在吊舱停止时使用用于检测危险情况的竖井监视装置的信号。

19.一种用于改进在现有的具有安全装置的电梯中的竖井监视装置的方法，所述安全装置以这样的方式被设计，使得在由所述安全装置识别为危险的情况下停止电梯的使用，所述方法包括以下步骤：

提供竖井监视装置；

在电梯竖井中安装所述竖井监视装置；

连接所述竖井监视装置和所述安全装置；以及

对所述安全装置进行功能检查。

20.如权利要求19所述的方法，其中安装竖井监视装置的步骤还包括在可以监视竖井坑的范围内安装所述竖井监视装置的步骤。

21.如权利要求19所述的方法，其中安装竖井监视装置的步骤还包括在可以监视吊舱顶的范围内安装所述竖井监视装置的步骤。