电梯缓冲装置与电梯系统的制作方法

1.本发明涉及电梯领域，具体涉及一种电梯缓冲装置。


背景技术：

2.现有升降电梯系统通常配置有缓冲器作为安全装置，缓冲器通常设置在电梯井道的底坑内。例如国家标准gb7588-2003《电梯制造与安装安全规范》的10.3和10.4对各类缓冲器的行程或减速度都进行了规定。另外10.5.1中规定了电梯极限开关应在轿厢或对重(如有)接触缓冲器之前起作用。当电梯轿厢接触到极限开关意味着，电梯轿厢已超出了正常运行的极限位置。因此现有技术为了满足上述要求，电梯井道通常要设计有一定深度的底坑，用以放置缓冲器，以及留出安全距离。
3.最为普遍的情况是，计算最小底坑深度的限制条件为轿厢底部最低部件(一般为轿底或安全钳)与井道的底坑平面或底坑中固定的最高部件之间的垂直距离。由于底坑深度计算的决定项，其高度等尺寸比较死板，灵活性差，造成最小底坑深度要求难以降低。例如速度为1m/s的电梯，其底坑深度通常要达到1.3m。如果电梯系统对于土建底坑深度的要求不能减小，将造成电梯土建应对能力变差，限制了电梯的使用场合。对于旧楼加装电梯和家用别墅安装电梯矛盾尤为突出。现有解决方案中，一种方式是开挖底坑，难度大成本高，另一种方式是将底层层站抬高，对空间要求以及使用便利性都不理想。
4.在保留缓冲器的情况下如需进一步减小底坑深度，可以考虑在电梯正常运行至最底层平层停靠时压缩缓冲器，例如公开文献cn205772616u。但在这种使用工况下会面临诸多技术问题，例如现有技术中的缓冲器为了实现电梯紧急状况下的安全性，其作用力必须要大于电梯轿厢和额定载重之和才能减速和制停电梯。如果电梯正常运行平层停靠时也要压缩缓冲器，过大的作用力对电梯能否正常平层以及平层时的舒适性提出了新的挑战，如何针对这一挑战，现有公开技术中都未提及。
5.公开文献cn205772616u中提到的技术方案是一种被动缓冲的方式，完全依靠缓冲器对轿厢的作用力实现平层，其一导致在底层平层时的位置随轿厢内负载的不同而不同，平层精度极低无法满足安全要求，对乘客进出轿厢造成风险。其二平层时过大的减速度会导致不佳的舒适感，即使通过一些额外的缓冲方式也会导致轿厢平层时的上下震荡导致不佳的舒适感。其三这种被动方式会导致平层后电梯悬挂系统失去张紧力，一方面造成安全风险，另一方面不利于电梯的再次启动。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是，提供一种电梯缓冲装置，不但可以有效地降低电梯系统对于土建底坑深度的要求，而且结构简单，易于实现。
7.为解决上述技术问题，本发明公开了一种电梯缓冲装置，竖直安装在井道的底坑平面上，所述电梯缓冲装置与升降组件的撞击接触面为缓冲接触面，所述电梯缓冲装置的缓冲接触面具有第一位置和第二位置；所述缓冲接触面位于第一位置时，所述电梯缓冲装
置处于初始自由状态；所述缓冲接触面位于第二位置时，所述电梯缓冲装置处于完全压缩状态，所述升降组件低于底层层站平层位置；电梯正常运行时，所述缓冲接触面在升降组件推动下从第一位置运行至第二位置；当缓冲接触面与升降组件或升降组件附件撞击接触时，所述缓冲接触面位于第一位置时的升降组件运行速度受到主动控制，该速度小于或等于9米/分。
8.优选地，电梯正常运行时，所述缓冲接触面在升降组件推动下从第一位置运行至第二位置过程中，所述电梯缓冲装置对升降组件的作用力小于升降组件的重力。
9.优选地，电梯正常运行时，所述电梯缓冲装置对升降组件的作用力小于升降组件的重力的一半。
10.优选地，电梯正常运行时，当缓冲接触面位于第二位置时，所述电梯缓冲装置对升降组件的作用力小于升降组件的重力。
11.优选地，电梯异常运行时，升降组件撞击所述缓冲接触面，升降组件在电梯缓冲装置作用下被缓冲而减速。
12.优选地，所述电梯缓冲装置包括复位装置，复位装置用于使缓冲接触面在无外部压力时从第二位置恢复至第一位置。
13.优选地，在井道垂直高度上，所述缓冲接触面的第一位置高于所述升降组件位于底层层站平层位置时的升降组件底面。
14.优选地，在井道垂直高度上，所述缓冲接触面的第二位置高于所述升降组件位于底层层站平层位置时的升降组件底面。
15.优选地，所述缓冲装置为耗能型缓冲器。
16.优选地，所述缓冲装置为液压式缓冲器。
17.优选地，所述缓冲装置为可以连续、多次压缩的液压式缓冲器。
18.优选地，所述升降组件为电梯轿厢。
19.优选地，所述升降组件为升降平台。
附图说明
20.图1为现有技术的电梯缓冲装置使用状态示意图。
21.图2为本发明的电梯缓冲装置一较佳实施例使用状态示意图。
22.图3为本发明的电梯缓冲装置处于自由状态时的示意图。
23.图4为本发明的电梯缓冲装置处于完全压缩状态时的示意图。
24.图5为本发明的电梯缓冲装置另一较佳实施例使用状态示意图。
25.附图标记说明：
26.11
ꢀꢀꢀꢀꢀ
井道
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
机房
27.21
ꢀꢀꢀꢀꢀ
轿厢
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
21a
ꢀꢀꢀꢀꢀ
轿底
28.22
ꢀꢀꢀꢀꢀ
轿厢侧滑轮
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
23
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
配重
29.24
ꢀꢀꢀꢀꢀ
配重侧滑轮
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
25
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
顶部定滑轮
30.26
ꢀꢀꢀꢀꢀ
升降平台
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
26a
ꢀꢀꢀꢀꢀ
升降平台底
31.31
ꢀꢀꢀꢀꢀ
驱动装置
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
32
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
导向滑轮
32.41
ꢀꢀꢀꢀꢀ
牵引绳
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
42
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
补偿索
33.51
ꢀꢀꢀꢀꢀ
轿厢侧绳头
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
52
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
配重侧绳头
34.53
ꢀꢀꢀꢀꢀ
控制装置
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
54
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
轿厢侧导轨
35.55
ꢀꢀꢀꢀꢀ
配重侧导轨
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
61
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电梯缓冲装置
36.62
ꢀꢀꢀꢀꢀ
配重侧电梯缓冲装置
ꢀꢀꢀꢀ
71
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
撞块
37.72
ꢀꢀꢀꢀꢀ
垫片
38.w1
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一位置
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
w2
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二位置
具体实施方式
39.图1所示为现有技术的电梯缓冲装置示意图。在垂直方向上，井道11中位于底层层站以下部分称为底坑，其垂直高度称为底坑深度，以pd表示。井道11的最底平面称为底坑平面。本实施例中的升降组件为轿厢21。当然，升降组件也可以为升降平台。
40.轿厢21与配重23布置于井道11之中，分别由轿厢侧导轨54和配重侧导轨55(图中未表示出)进行导向，由卷挂在驱动装置31上的牵引绳41悬挂。轿厢21和配重23由布置于机房12中的驱动装置31驱动，在井道11内沿垂直方向朝相反方向移动。轿厢21的底部部件为轿底21a，轿底21a的厚度以l1表示。在轿厢21上设置有轿厢侧滑轮22，配重23上设置有配重侧滑轮24。牵引绳41绕过轿厢侧滑轮22并经导向滑轮32导向绕过配重侧滑轮24，两个端部分别固定在机房12中，根据位置区分为轿厢侧绳头51和配重侧绳头52。电梯的控制装置53也布置于机房12之中。
41.电梯缓冲装置61和配重侧电梯缓冲装置62分别设置在轿厢21和配重23移动路线的下终端位置附近。通常的，电梯缓冲装置61、62采用膨胀螺栓固定在底坑平面上，或通过加高座(图中未表示出)固定在底坑平面上。
42.图1中下部双点划线表示的是轿厢在底层层站平层时的示意。轿厢21在底层层站平层位置时，轿底21a和处于初始自由状态下的轿厢侧电梯缓冲装置61之间的距离称为轿厢侧越程，以rb表示。电梯缓冲装置61、62处于初始自由状态时的高度为l2。电梯缓冲装置61、62处于初始自由状态时和被完全压缩状态时的高度差称为行程，该高度以l21表示。
43.从图1可知，常规的系统布置方式下，底坑深度的计算需考虑轿底厚度l1、轿厢侧越程rb、轿厢侧电梯缓冲装置初始自由状态下的高度l2三者的和，即：
44.pd1＝l1 rb l2
…………………………………………
(1)
45.图2为本发明第一实施例的示意图。本实施例中的升降组件为轿厢21。当然，升降组件也可以为升降平台。需要说明的是驱动装置31并不限于设置在井道11的底部附近，也可以设置在井道11的顶部附近，驱动装置31也可以设置在井道11上部或外部的机房内(机房在图中未示出)，驱动装置31也可以集成在轿厢21上。当驱动装置31设置在井道顶部附近或设置在井道上部的机房内时，可以不需要顶部滑轮25。当驱动装置31集成在轿厢21上时可以不需要牵引绳41。此外对重装置也是可选部分。以上是对电梯缓冲装置适用性的说明，说明电梯缓冲装置并不局限于用于图2所示的电梯系统。
46.如图2所示，电梯系统设置了两个电梯缓冲装置61。电梯缓冲装置61竖直安装在井道的底坑平面上，所述电梯缓冲装置61与升降组件的撞击接触面为缓冲接触面。所述电梯缓冲装置的缓冲接触面具有第一位置w1和第二位置w2；所述缓冲接触面位于第一位置w1时，所述电梯缓冲装置处于初始自由状态；所述缓冲接触面位于第二位置w2时，所述电梯缓冲装置处于完全压缩状态。
47.如图3所示，在电梯轿厢21两侧设置了与电梯缓冲装置61相对应的两个撞块71，此时电梯正常运行中，未进入底层层站平层状态。如图4所示，为轿厢在底层层站平层位置时，此时撞块71随轿厢21下压轿厢侧电梯缓冲装置61，压缩高度为电梯缓冲装置的行程l21。易知，此时底坑深度pd的计算不用再考虑轿厢侧电梯缓冲装置61高度的影响，限制条件仅为轿底21a的厚度l1，并考虑适当设计余量l3，即：
48.pd2＝l1 l3
…………………………………………………………
(2)
49.设计余量l3通常由设计人员通过工程实践和计算后给出。对于家用电梯、旧楼加装电梯等对于浅底坑需求最为迫切的场合，通常设置有符合相关标准的机械阻止装置等，保证了电梯正常运行时人员不可能在底坑内，故设计余量l3仅用考虑避免安装在轿底21a的部件与底坑平面碰撞的距离，可以是一个比较小的值。比较式(1)和式(2)，很明显的，存在pd2＜pd1，并且可以实现底坑深度要求的显著减小。
50.如图3所示，轿厢侧电梯缓冲装置61处于初始自由状态时，其顶面与底坑平面之间的垂直距离，不大于轿厢21在底层层站平层位置时，轿厢顶面与与底坑平面之间的垂直距离。即：
51.l2≤轿厢高度 pd
……………………………………………
(3)
52.式(3)的高度关系，一方面限制了轿厢侧电梯缓冲装置61的自由长度或安装高度，使得其便于安装、调整，也避免了过多安装辅料的使用造成成本上升；另一方面，避免了轿厢侧电梯缓冲装置61的自由长度或安装高度过大，因为压杆稳定性原理而产生的系统刚度不够，造成轿厢侧电梯缓冲装置61与撞块71碰撞时不稳定；第三方面，设计上尽量使得轿厢21在底层层站平层位置时，轿厢系统的重心高于轿厢侧电梯缓冲装置61与撞块71碰撞的水平面，使得电梯系统运行更加平稳。较佳的方案是，处于初始自由状态的轿厢侧电梯缓冲装置61，其顶面与底坑平面之间的垂直距离l2≤vt/2,其中v是电梯系统的额定速度，t＝1秒，便于安装、调整和维保，人员站在底坑平面上即可操作，此外电梯缓冲装置的缓冲接触面的第二位置w2高于底层层站，即l2-l21＞pd。
53.如图4所示，电梯正常运行下，轿厢21在底层层站平层位置时，轿厢侧电梯缓冲装置61处于被压缩状态。此时处于被压缩状态下的电梯缓冲装置61，其高度大于此时轿底21a与底坑平面之间的垂直距离l3。即：
54.l2-l21＞l3
………………………………………
(4)
55.该式可进一步转化为：
56.l2-l21-l3＞0
…………………………………………
(5)
57.式(5)的高度关系，保证了即使轿厢侧电梯缓冲装置61处于被完全压缩的状态，仍能保证轿厢21的最低部件，即轿底21a不会碰撞底坑平面，之间留有足够的安全距离。
58.进一步地，电梯正常运行时，所述缓冲接触面在升降组件推动下从第一位置运行至第二位置过程中，所述电梯缓冲装置对升降组件的作用力小于升降组件的重力，可以小于所述升降组件的重力的一半，这样，电梯正常运行时，通过对升降组件在第一位置接触缓冲接触面的速度进行控制，并对整个平层过程进行主动控制，实现平层的舒适度与现有平层时不接触缓冲器的电梯基本一致。
59.电梯正常运行时，当缓冲接触面位于第二位置时，所述电梯缓冲装置对升降组件的作用力小于升降组件的重力。这样，能够使电梯的悬挂装置在电梯正常运行时始终保持
张紧力，使电梯再次启动时能准确加载启动力矩，有利于保证电梯在底层启动时的舒适性。
60.进一步的，这里采用的电梯缓冲装置61是一种耗能型缓冲器，可以为液压式缓冲器。电梯普遍采用的缓冲器型式有弹簧式、聚氨酯式、液压式等。本专利提出的技术方案，电梯正常运行下，轿厢21在底层层站平层时，电梯缓冲装置61会被撞块71压缩。实际经验表明，弹簧式、聚氨酯式缓冲器在刚性接触的瞬间，会产生较强的反作用力，且力矩曲线很难优化调整，会严重影响乘坐舒适性。故电梯缓冲装置61采用液压式缓冲器是一种较佳的方案。通过耗能型缓冲器能够通过对升降组件速度的控制来控制缓冲器对升降组件的作用力，更便于实现主动控制。
61.进一步的，对于普通的电梯系统，电梯正常运行时缓冲器并不被压缩；只有在发生意外情况，轿厢21沉底时才会压缩缓冲器。故普通电梯采用的常规缓冲器，并不能承受连续、多次的压缩。本专利提出的技术方案，电梯正常运行下，每一次轿厢21在底层层站平层时，电梯缓冲装置61都会被撞块71压缩。故电梯缓冲装置61是一种耗能型缓冲器，是一种可以连续、多次压缩的液压式缓冲器，是一种较佳的方案。
62.进一步的，本专利提出的技术方案，由于电梯正常运行下，轿厢21在底层层站平层时，电梯缓冲装置61都会被撞块71压缩，则要求电梯缓冲装置61在电梯两次连续运行的间隔时间内，必须恢复到初始自由状态。故电梯缓冲装置61在卸载后，可在较短时间内从被压缩状态恢复到初始自由状态，是一种较佳的方案。
63.进一步的，由于要求电梯缓冲装置61在电梯两次连续运行的间隔时间内，必须恢复到初始自由状态。如果电梯缓冲装置61没有及时恢复到初始自由状态，此时轿厢21再次前往底层层站平层，即撞块71再次压缩电梯缓冲装置61，会产生使用风险。需要有装置能监测电梯缓冲装置61的状态，确保轿厢21再次前往底层层站平层时，电梯缓冲装置61已经恢复到初始自由状态。故电梯缓冲装置61上设置有电气开关，用以监测所述电梯缓冲装置61是否恢复到初始自由状态，是一种较佳的方案。
64.进一步的，电梯正常运行下，由于轿厢21在底层层站平层位置时，电梯缓冲装置61处于被压缩状态，则轿厢21在与底层层站平层位置还有一段距离时，撞块71就已经接触电梯缓冲装置61。实际试验经验表明，由于此时轿厢21仍具有一定的速度，与电梯缓冲装置61撞击时会产生较强的振荡与异响，影响乘坐舒适性。根据大量实梯上的试验表明，电梯正常运行下，轿厢21下行将要到达底层层站平层位置之前，即轿厢21连接的撞块71将要撞击电梯缓冲装置61之前，驱动装置31在控制装置53的命令下提前作用，将撞块71与电梯缓冲装置61相接触时的撞击速度降低到不高于9米/分的速度范围内，是一种较佳的方案。
65.以上多项技术方案，保证了电梯系统在实现更小的底坑深度要求的目标下，还保证了电梯运行的平稳，乘坐舒适性良好。应用本专利提出的技术方案，可将最小底坑深度pd值降低到0.2m以下。结合厚度更薄的轿底21a的新技术应用，最小底坑深度pd值可以降低到0.1m以下。
66.图5所示为本发明第二实施例的示意图。本实施例中，缓冲装置61安装在为一种卷扬式的无机房电梯系统，不同于第一实施例的是，本实施例中轿厢更换为了升降平台26。
67.电梯缓冲装置61设置在升降平台26的投影面之外。升降平台26连接有与电梯缓冲装置61相配合的撞块71。电梯正常运行下，升降平台26在底层层站平层位置时，电梯缓冲装置61处于被压缩状态。同样的，可使得电梯系统实现更小的底坑深度要求，同时保证了电梯
运行的平稳，乘坐舒适性良好。
68.以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。