CN213202045U

CN213202045U - 自平衡电梯配重装置

Info

Publication number: CN213202045U
Application number: CN202022204452.5U
Authority: CN
Inventors: 丁建民; 丁雅清
Original assignee: Shijiazhuang Binsi Technology Co ltd
Current assignee: Shijiazhuang Binsi Technology Co ltd
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2021-05-14
Anticipated expiration: 2030-09-30

Abstract

本实用新型涉及一种自平衡电梯配重装置，其结构包括配重本体、设置在配重本体顶部的上梁架以及用于与牵引钢丝绳相连接的吊挂机构；所述吊挂机构为能够在上梁架上往复移动的移动式吊挂机构。本实用新型是通过将升降吊架设置为可在上梁架上往复移动的移动式吊架，当升降吊架在配重装置的上梁架上自纵向中心线向一侧产生偏移后，牵引钢丝绳即因吊点偏置而相应产生一个牵引受力的水平分力和牵引受力的矢量合力，调整该矢量合力与电梯载荷相适应，即达到电梯配重与电梯载荷的平衡状态，由此实现了电梯配重与电梯载荷的自动平衡。

Description

自平衡电梯配重装置

技术领域

本实用新型涉及一种电梯配重系统，具体地说是一种自平衡电梯配重装置。

背景技术

现有电梯的配重设置原则，一般都是按照“电梯自重再加标定载重的50%”为依据而设定，这在很大程度和几率上减少了电梯升降时的驱动负荷，节约了一定的电能。但在电梯的实际运行过程中，“标定载重50%”的这种半负荷运行状态的出现几率是很小的，而大多数的情况是满载或是单人乘梯出现的概率更大。为满足电梯的满载运行要求，一般标定载重量为10人的客运电梯，至少还是需要配置5.5~10KW的驱动功率，而使用这种驱动功率应对单人乘梯的情况，显然存在电能的无效使用和浪费。因此，现有电梯的固定配重的配置，导致电能无效使用的情况普遍存在，造成电梯运行中电能的大量耗损和严重浪费。

发明内容

本实用新型的就是提供一种自平衡电梯配重装置，以解决现有电梯由于配重固定所存在的电能无效使用情况普遍和电能浪费严重的问题。

本实用新型是这样实现的：一种自平衡电梯配重装置，包括配重本体、设置在配重本体顶部的上梁架以及用于与牵引钢丝绳相连接的吊挂机构；所述吊挂机构为能够在上梁架上往复移动的移动式吊挂机构。

吊挂机构在所述上梁架上由中心向一侧产生的位置偏移，会使牵引钢丝绳产生一个牵引受力的水平分力和矢量合力，该牵引受力的矢量合力与电梯配重的有效重力大小相等，通过调整牵引受力的矢量合力与电梯载荷相适应，就可以实现电梯配重的有效重力与电梯载荷的平衡。而总是能够保持在平衡状态下运行的电梯，电极配置的驱动功率可大为降低，既消除了电能的无效使用，还可实现有效节能。

本实用新型在所述上梁架上设置有齿条，所述齿条与第二齿轮相啮合，安装在吊挂机构中的步进电机通过第一齿轮和传动齿轮控制所述第二齿轮的旋转，实现吊挂机构在上梁架上的横向移动和定位。

所述上梁架为横置的U型结构架，所述齿条固定在所述U型结构架的上悬臂的底面，所述U型结构架的下臂与所述配重本体固定连接。

在所述U型结构架的封口端一侧的顶部设置有第一轴承，所述第一轴承的外圈贴靠在右侧配重运行导轨上；在所述配重本体的底部设置有第二轴承，所述第二轴承的外圈贴靠在左侧配重运行导轨上。

在所述U型结构架的开口端一侧的下臂上设置有与左侧配重运行导轨实施摩擦制动的第一制动电磁铁；在所述配重本体的底部设置有第二制动电磁铁，所述第二制动电磁铁用于与右侧配重运行导轨实施摩擦制动。

本实用新型通过将吊挂机构改变为能够在上梁架上往复移动的移动式吊挂机构，可是电梯配重的牵引钢丝绳产生一个牵引受力的矢量合力，而该牵引受力的矢量合力的大小与吊挂机构在上梁架上的偏移距离有关，并且还与电梯配重的有效重力大小相等。因此，调整该矢量合力与电梯载荷相适应，即可达到使电梯处于电梯配重有效重力与电梯载荷相平衡的状态，由此实现了电梯配重随电梯载荷的变化而变化的自动平衡状态，既消除了电梯电能的无效使用，还可实现电梯运行的有效节能。

本实用新型依据滑动杠杆矢量合成与变向原理，通过自动调整电梯配重的有效重力，可实现电梯配重与电梯载荷的自动平衡。更进一步地，通过这种电梯配重自平衡的调整方式，还可实现电梯的负载荷运行，即上行时配重装置的平衡重量大于轿厢荷载、下行时配重装置的平衡重量小于轿厢荷载，这样，一方面可以使驱动电梯运行的电动机兼做发电机使用，所发电能储存到蓄电池中，为电梯停电时的短时继续运行提供动力，避免梯内乘客因停电被困；另一方面，还可实现电梯运行的有效节能，节能效率在80%以上，同时，可相应降低电梯驱动电机的配置功率。电梯的负载荷运行，可利用数字电路的精确测量限定最高速度，使得电梯运行速度始终稳定在设定速度之内，以有效限制自由落体加速度的出现，即便在停电或故障发生时，也不会出现溜梯事故，消除了电梯的安全隐患。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1、左侧配重运行导轨，2、第二制动电磁铁，3、配重本体，4、上梁架，41、上悬臂，42、下臂，5、第一轴承，6、轴承支架，7、齿条，8、第一齿轮，9、步进电机输出轴，10、第二齿轮，11、第一制动电磁铁，12、右侧配重运行导轨，13、牵引钢丝绳，14、第二轴承，15、吊架。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括配重本体3、设置在配重本体顶部的上梁架4以及用于与牵引钢丝绳13相连接的移动式吊挂机构。配重本体3可采用金属外壳内装砂石混凝土填充物的构成形式，其总重量应小于电梯轿厢的空载重量。

上梁架4的一种具体实现方式是设计为图1所示的一个横置的U型结构架，齿条7固定在U型结构架的上悬臂41的底面，U型结构架的下臂42与配重本体3固定连接在一起。当然，上梁架4也可采用传统的钢梁连接架结构，只要设有吊挂机构的横向移动空间即可。

安装在上梁架4上的齿条7与第二齿轮10相啮合，第一齿轮8与步进电机输出轴9相连接，第二齿轮10通过传动齿轮与第一齿轮8相连接，即步进电机是通过齿轮传动机构控制第二齿轮10的旋转和定位，而步进电机安装在吊挂机构中，以实现吊挂机构在上梁架4上的横向移动与定位。

吊挂机构是连接牵引钢丝绳13和配重装置的连接构件，其可以采用常规的滑轮结构，牵引钢丝绳绕接在滑轮上，以带动本配重装置的升降。吊挂机构也可采用图1所示的框架结构的吊架15，步进电机和齿轮传动机构安装在吊架15中，且吊架15可沿上梁架4的上悬臂41横移，在吊架15上可安装若干滑轮，滑轮的轮面与上悬臂41的底面相接触，以实现滑动接触支撑。牵引钢丝绳13的一端连接在吊架15上，以牵拉本配重装置做升降运动。

图1中，在U型结构架的封口端一侧的顶部通过轴承支架6连接有第一轴承5，第一轴承5的外圈贴靠在右侧配重运行导轨12上。在配重本体3的底部设置有第二轴承14，第二轴承14的外圈贴靠在左侧配重运行导轨1上。第一轴承5的作用是为了在吊挂机构移动后，用以克服配重本体3发生倾斜时的摩擦力而设置。因为，当步进电机带动吊挂机构移动后，牵引钢丝绳13与系统顶端会形成一个夹角，而使得配重本体3有所倾斜，亦会产生相应的摩擦力，有了第一轴承5的设置，就会消除该摩擦力。配重本体3下方的第二轴承14的作用有两个：一是克服吊挂机构偏置使配重本体3在左侧配重运行导轨1上所产生的摩擦力；二是在吊挂机构偏置时，将牵引钢丝绳13所受的左向水平分力的方向转变为向下的方向，而牵引钢丝绳13所受牵引力的合力不变。

图1中，在U型结构架的开口端一侧的下臂42上设置有与左侧配重运行导轨1实施摩擦制动的第一制动电磁铁11；在配重本体3的底部设置有第二制动电磁铁2，第二制动电磁铁2用于与右侧配重运行导轨12实施摩擦制动。在本配重装置中设置的第一制动电磁铁11和第二制动电磁铁2，是为了一旦出现遛梯或电梯故障时，电梯控制器可向第一制动电磁铁11和第二制动电磁铁2发出紧急制动指令，第一制动电磁铁11和第二制动电磁铁2动作，使配重本体3产生上部向左、下部向右的倾斜趋势，并使第一制动电磁铁11和第二制动电磁铁2在两侧的配重运行导轨（1、12）上产生摩擦制动（制动电磁铁可通过摩擦片实施摩擦制动），从而对电梯运行起到安全防护的作用。

当步进电机带动吊挂机构（包括牵引钢丝绳13）一起向左移动（等同于承重点左移），根据力的合成与分解法则可知，如果吊挂机构移动到图1所示的左端虚线位置时，则牵引钢丝绳13所承受的牵引力F₀就会分解为两个分力：一个是垂直向下的垂向分力F₁，另一个就是水平向左的水平分力F₂。而根据杠杆原理可知，水平分力F₂远大于垂向分力F₁，那么，牵引钢丝绳13所承受的牵引力的合力F₀就等于垂向分力F₁与水平分力F₂的矢量和（即F₀的平方等于F₁与F₂的平方和）。这就是本实用新型所说的，吊挂机构在上梁架上由中心向一侧产生的位置偏移，会使牵引钢丝绳产生一个牵引受力的水平分力和矢量合力的原理所在。通过控制吊挂机构在上梁架上由中心向一侧产生的偏移量，就相当于改变了配重装置的有效重量，从而实现配重与电梯载荷相匹配的调整方式。

本实用新型实现电梯配重自平衡的控制方法是：

1、当电梯轿厢的厢门关闭且已确定电梯将要向上运行时，电梯控制器发出配重有效重量增大的指令，步进电机受控启动，带动第一齿轮8旋转，通过第二齿轮10与安装在上梁架4上的齿条7的配合，使步进电机向上梁架4的左侧移动，吊挂机构（即牵引钢丝绳12的配重吊挂点）随之向左偏移，牵引钢丝绳13的牵引受力的矢量合力（相当于配重装置的有效重量）随之逐步加大；

2、电梯控制器根据此时所检测到的电梯轿厢加乘客和/或货物的总体重量，计算出牵引钢丝绳配重吊挂点的侧移距离，并向步进电机发出配重吊挂点侧移距离的指令，步进电机据此带动吊挂机构在上梁架4上移动到要求的距离，使牵引钢丝绳13的牵引受力的矢量合力（相当于配重装置的有效重量）大于电梯轿厢加乘客和/或货物的总体重量；

3、电梯在该状态下开始向上运行，并在上行到设定楼层后平层停机，打开厢门；

4、当电梯轿厢的厢门关闭且已确定电梯将要向下运行时，电梯控制器发出配重有效重量降低的指令，步进电机受控启动，带动第一齿轮8旋转，通过第二齿轮10与安装在上梁架4上的齿条7的配合，使步进电机带动吊挂机构向上梁架4的中心位置移动，牵引钢丝绳13的配重吊挂点随之向中心位置移动，牵引钢丝绳13的牵引受力的矢量合力（相当于配重装置的有效重量）随之逐步减小；

5、电梯控制器根据此时所检测到的电梯轿厢加乘客和/或货物的总体重量，计算出牵引钢丝绳配重吊挂点的侧移距离，并向步进电机发出配重吊挂点侧移距离的指令，步进电机据此带动吊挂机构在上梁架4上移动到要求的偏置距离，使牵引钢丝绳13的牵引受力的矢量合力（相当于配重装置的有效重量）小于电梯轿厢加乘客和/或货物的总体重量；

6、电梯在该状态下开始向下运行，并在下行到设定楼层后平层停机，打开厢门。

电梯轿厢上行时，步进电机逆时针转动，配重本体3的有效重量增加且略大于电梯荷载；电梯轿厢下行时，步进电机则顺时针转动，配重本体3的有效重量减轻且略小于电梯荷载，这样，无论电梯上行还是下行，本实用新型均可使电梯升降驱动电机处于负载荷运行状态之下。由于电梯升降驱动电机是电梯运行的主要耗电机构，而电梯在升降过程中，驱动电机均能运行于负载荷状态下，并可有少量发电，由此也就达到了大幅度节能的发明目的。

Claims

1.一种自平衡电梯配重装置，其特征是，包括配重本体、设置在配重本体顶部的上梁架以及用于与牵引钢丝绳相连接的吊挂机构；所述吊挂机构为能够在上梁架上往复移动的移动式吊挂机构。

2.根据权利要求1所述的自平衡电梯配重装置，其特征是，在所述上梁架上设置有齿条，所述齿条与第二齿轮相啮合，安装在吊挂机构中的步进电机通过第一齿轮和传动齿轮控制所述第二齿轮的旋转，实现吊挂机构在上梁架上的横向移动和定位。

3.根据权利要求2所述的自平衡电梯配重装置，其特征是，所述上梁架为横置的U型结构架，所述齿条固定在所述U型结构架的上悬臂的底面，所述U型结构架的下臂与所述配重本体固定连接。

4.根据权利要求3所述的自平衡电梯配重装置，其特征是，在所述U型结构架的封口端一侧的顶部设置有第一轴承，所述第一轴承的外圈贴靠在右侧配重运行导轨上；在所述配重本体的底部设置有第二轴承，所述第二轴承的外圈贴靠在左侧配重运行导轨上。

5.根据权利要求4所述的自平衡电梯配重装置，其特征是，在所述U型结构架的开口端一侧的下臂上设置有与左侧配重运行导轨实施摩擦制动的第一制动电磁铁；在所述配重本体的底部设置有第二制动电磁铁，所述第二制动电磁铁用于与右侧配重运行导轨实施摩擦制动。