CN202107405U - 基于齿轮配重变档装置的新型节能电梯 - Google Patents

Abstract

一种基于齿轮配重变档装置的新型节能电梯，通常情况下，电梯轿厢配重为固定重量，配重和轿厢之间极易产生重量差，该重量差增大曳引机输出轴的扭矩，是电梯高耗能的重要原因，本实用新型在电梯传动装置上设有至少一组齿轮配重变档装置，在轿厢底部设有压力传感器，在电梯井道内设有至少一套新增小配重；钢缆一端与齿轮配重变档装置连接，另一端与新增小配重连接，压力传感器与电梯控制柜电连接，用简单可行的办法实现变档变配重，减少电梯高耗能。达到节能的目的。

Description

基于齿轮配重变档装置的新型节能电梯

技术领域

本实用新型涉及一种基于齿轮配重变档装置的新型节能电梯。 

背景技术

随着我国经济的腾飞，电梯在生产生活中应用越来越广泛。目前我国节能电梯技术在某些方面已经达到了国际领先水平，但是节能电梯普及率还很低，可节电30％以上的无齿轮电梯普及率不及10％，可以能源再生的造能电梯普及率不及2％。每年因电梯所用的电就可占到几百亿度，节能节电迫在眉睫。 

我国目前使用的载货电梯以2000kg为最多，新近安装量逐年上升，按普通的VVVF电梯进行计算，假如，一台普通的变频2000kg载货电梯，层高4层，速度0.5m/s，其主机功率13.5kW，每天按8h使用，每年按300d计算，年耗32400kW·h。如果采用节能型载货电梯，其主机功率为6.7-7.5kW，平均7kW计算，同样每天使用8h，年耗电16800kW·h，年节电近50％。如果按载货电梯寿命普遍为15年计算，一台节能电梯可以节约用电23.4kW·h。按工业用电1.2元/kW·h计算，一台电梯使用年限期间节约用电高达28.08万元。 

电梯在整幢建筑中的耗电能占到“17％-25％”，而星级酒店的电梯电费更是达到50％，全国每年的因电梯耗电的电费就高达几百亿度电，我国还有更多的乘客电梯正在使用或将被安装使用，还有地区仍在使用耗电更多的双速电梯和老式直流电梯。有人曾对一个电视塔用的四台直流电梯进行了耗电计算，这些电梯已经使用10多年了，一个月的电费高达数十万元。而如果采用先进的节能电梯，5年时间节约的费用足够更换全新的节能电梯。 

电梯耗电主要来自驱动电梯升降的电动机，即驱动装置中的曳引机，据有关数据表明，电动机拖动负载消耗的电能占电梯总耗能的70％以上。因此，开发高效节能的电机拖动系统是节能的关键所在。目前的运用的手段主要有两种：一是提高电动机的运行效率，如用变频器调速来替代异步电动机调压调速，此外，用永磁同步无齿轮曳引机可以大大提高电梯的运行效率，为节能提供了条件；二是通过能量回馈器将负载上减少的机械能转化为电能，并返回到电网上，达到节能的目的。 

上述技术手段，是从电气控制方面着手，提高电能的利用率，达到节能的效果，而未涉及从机械结构方面考虑节能。而且投入大，维护成本高，人员技术要求高。 

从机械结构看，现在电梯中设有用于平衡轿厢重量的配重，而轿厢重量随载人多少变化，通常情况下，电梯轿厢配重为固定重量，配重和轿厢之间极易产生重量差，该重量差增大曳引机输出转轴的扭矩，导致电梯高耗能。是电梯技术中存在的不足之处。 

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于齿轮配重变档装置的新型节能电梯。现在的电梯都只用一组配重来平衡轿厢的重量，而在绝大多数情况下，轿厢的重量与配重的重量是不相等的。配重可变档的新型节能电梯利用新设的齿轮配重变档装置，与新增小配重配合，使电梯配重的质量随轿厢质量的改变而改变，让驱动装置中的曳引机应对两者质量差所需的负扭矩大幅度减低。 

本实用新型为解决其技术问题所采取的技术方案是，该电梯包括电梯井道，在井道内设有轿厢，轿厢和驱动装置连接，配重装置与轿厢连接，驱动装置与控制柜电联接，传动装置与驱动装置连接；在电梯传动装置上设有至少一组齿轮配重变档装置，在轿厢底部设有压力传感器，在电梯井道内设有至少一套新增小配重；齿轮配重变档装置通过钢缆与新增小配重连接，压力传感器与电梯控制柜电连接。 

所述的齿轮配重变档装置中太阳轮与电梯传动装置连接，太阳轮外部设有大于太阳轮直径的齿圈，齿圈与太阳轮同圆心，太阳轮与齿圈之间设有行星齿轮，行星齿轮安装在行星齿轮架上，行星齿轮分别与太阳轮和齿圈啮合，齿圈外设有制动带一号，制动带一号和制动销一号连接，小电机一号与制动销一号连接；制动销一号上方设有定位块一号，定位块一号通过连杆与定位电机一号连接；行星齿轮架外设有制动带二号，制动带二号和制动销二号连接，小电机二号与制动销二号连接，制动销二号上方设有定位块二号，定位块二号通过连杆与定位电机二号连接。 

为保证驱动装置曳引机的稳定，在转轴外伸的端部加装承重装置，曳引电机可以使用永磁同步无齿轮驱动装置曳引机，先进的灯控感应技术使方案更加完善。 

当轿厢底部的压力传感器感受到轿厢重量的变化，将信号发给电梯控制柜，让齿轮配重变档装置中的制动带一号动作，夹紧齿圈，使三个行星齿轮不再空转，而与齿圈内齿啮合，产生绕中心轴转动，带动挂有配重的行星齿轮架转动。让配重作用于曳引机转轴上，给转轴以力矩，此时轿厢(加人)和配重等重或接近等重。从另一方面来说，也即轿厢与原配重对转轴的力矩差被加挂配重平衡，因而减少曳引轮的动力输出，达到节能的目的。 

本实用新型的有益效果是，用简单可行的办法实现变档变配重，减少电梯高耗能。达到节能的目的。 

附图说明

结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 

图1是本实用新型电梯示意图。 

图2是齿轮配重变档装置安装位置示意图。 

图3是齿轮配重变档装置结构示意图。 

图4是制动机构示意图。 

图5是行星齿轮结构示意图。 

图6是行星齿轮架示意图。 

图中1齿轮配重变档装置，2.钢缆，3.压力传感器，4.新增小配重，5.转轴，6.制动带一号，7.行星齿轮架，8.制动带二号，9制动销二号，10.小电机二号，11.小电机一号，12.制动销一号，13.行星齿轮，14.太阳轮，15.齿圈，16.定位块二号17.定位电机二号18.定位块一号19.定位电机一号。 

具体实施方案

图1中，电梯设置在井道中，在轿厢底部设有压力传感器3，在电梯传动装置转轴5上安装齿轮配重变档装置1，齿轮配重变档装置1通过钢缆2与新增小配重4连接。为保证驱动装置曳引机的稳定，转轴5外伸的端部加装承重装置，曳引电机用永磁同步无齿轮驱动装置曳引机。 

图2是齿轮配重变档装置1安装位置示意图，本实施例采用3组齿轮配重变档装置1，依次顺序安装在电梯传动装置转轴5上。 

图3是齿轮配重变档装置1结构示意图。本实施例中，所述的齿轮配重变档装置1中太阳轮14与电梯传动装置连接，太阳轮14外部设有大于太阳轮直径的齿圈15，齿圈15与太阳轮14同圆心，太阳轮14与齿圈15之间设有行星齿轮13，行星齿轮13安装在行星齿轮架7上，行星齿轮13分别与太阳轮14和齿圈15啮合，齿圈15外设有制动带一号6，制动带一号6和制动销一号12连接，小电机一号11与制动销一号12连接；当制动销一号12动作，制动销一号12上方设有的定位块一号18和制动销一号12接触，定位块一号18通过连杆与定位电机一号19连接；行星齿轮架7外设有制动带二号8，制动带二号8和制动销二号9连接，小电机二号10与制动销二号9连接，当制动销二号9 动作，制动销二号9上方设有的定位块二号16和制动销二号9接触，定位块二号16通过连杆与定位电机二号17连接。 

图4是制动机构示意图。本实施例中，制动销一号12和小电机一号11，小电机一号11与制动销一号12连接，制动销一号12和制动带一号6连接；当制动销一号12动作，制动销一号12上方设有的定位块一号18和制动销一号12接触，定位块一号18通过连杆与定位电机一号19连接；行星齿轮架7外设有制动带二号8，制动器二号包含制动销二号9和小电机二号10，小电机二号10与制动销二号9连接，制动销二号9和制动带二号8连接；当制动销二号9动作，制动销二号9上方设有的定位块二号16和制动销二号9接触，定位块二号16通过连杆与定位电机二号17连接。 

图5是行星齿轮结构示意图。本实施例中齿轮配重变档装置1中太阳轮14与电梯传动装置连接，太阳轮14外部设有大于太阳轮直径的齿圈15，齿圈15与太阳轮14同圆心，太阳轮14与齿圈15之间设有行星齿轮13，行星齿轮13安装在行星齿轮架7上，行星齿轮13分别与太阳轮14和齿圈15啮合。 

图6是行星齿轮架示意图。表示行星齿轮架7为一个整体结构。 

当轿厢底部的压力传感器3感受到轿厢重量的变化，将信号发给电梯控制柜，让齿轮配重变档装置1中的制动带一号6动作，夹紧齿圈15，使三个行星齿轮13不再空转，而与齿圈15内齿啮合，产生绕中心轴转动，带动挂有配重的行星齿轮架7转动。让配重作用于转轴5上，给转轴5以力矩，此时轿厢(加人)和配重等重或接近等重。从另一方面来说，也即轿厢与原配重对转轴5的力矩差被加挂配重平衡，因而减少曳引轮的动力输出，达到节能的目的。 

实施例中共安装有3组齿轮配重变档装置1。从楼层一层进入三个人(3＜＝3)，此时压力传感器3接收信号后传输给控制柜，控制柜接收到信号后发出指令，让第一齿轮配重变档装置1上的制动带一号6动作，夹紧齿圈15，即挂上新增小配重4。此时轿厢(加人)和配重等重。假设此时在四层又有3人进入(3+3＜＝6)，压力传感器3动作，将信号传给控制柜，控制柜接收到信号后发出指令，让第二组齿轮配重变档置1上的制动带一号6动作，夹紧齿圈15。此时电梯继续向上运行至六层又上来2人(3+2+2＝8＜9)，压力传感器3再动作，将信号传给控制柜，控制柜接收到信号后发出指令，让第三组齿轮配重变档装置1上的制动带一号6动作，夹紧齿圈15。 

针对不同的电梯内人数我们有以下简单算法： 

(1)3＜＝电梯人数＜＝5人，挂上齿轮配重变档装置1第一组 

(2)6＜＝电梯人数＜＝9人，挂上齿轮配重变档装置1第一组和第二组 

(3)10＜＝电梯人数＜＝13人，挂上齿轮配重变档装置1第一组、第二组、第三组。 

从而在机械上采用简单可行的办法实现变档变配重。 

Claims (2)

1.一种基于齿轮配重变档装置的新型节能电梯，电梯包括电梯井道，在井道内设有轿厢，轿厢和驱动装置连接，配重装置与轿厢连接，驱动装置与控制柜电联接，传动装置与驱动装置连接；其特征是，在电梯传动装置上设有至少一组齿轮配重变档装置，在轿厢底部设有压力传感器，在电梯井道内设有至少一套新增小配重；齿轮配重变档装置通过钢缆与新增小配重连接，压力传感器与电梯控制柜电连接。

2.根据权利要求1所述的基于齿轮配重变档装置的新型节能电梯，其特征是，所述的齿轮配重变档装置中太阳轮与电梯传动装置连接，太阳轮外部设有大于太阳轮直径的齿圈，齿圈与太阳轮同圆心，太阳轮与齿圈之间设有行星齿轮，行星齿轮安装在行星齿轮架上，行星齿轮分别与太阳轮和齿圈啮合，齿圈外设有制动带一号，制动带一号和制动销一号连接，制动销一号与小电机一号连接；行星齿轮架外设有制动带二号，制动带二号和制动销二号连接，制动销二号与小电机二号连接；制动销一号上方设有定位块一号，定位块一号通过连杆与定位电机一号连接；行星齿轮架外设有制动带二号，制动带二号和制动销二号连接，小电机二号与制动销二号连接，当制动销二号动作，制动销二号上方设有定位块二号，定位块二号通过连杆与定位电机二号连接。

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