发明内容
[0003] 本发明的目的,是提供一种平层保持精度稳定的,能够可靠制动的平层控制及安全制动装置,同时兼顾节约能源的要求。
[0004] 一种升降设备电磁杠杆平层控制安全制动装置(以下简称电磁杠杆平层控制安全制动装置),包括,承重部件、轨道组件、活动齿条、活动齿条的限位机构、活动齿条的操纵机构、活动齿条的操纵机构的控制装置、手动解锁机构;所述的承重部件包括直接承重部件或者中间过渡承重部件;所述的轨道组件(参见图1)包括上轨15(在图1中兼承重部件)、下轨18形成的水平轨道,轨道窗口孔11;活动齿条穿过轨道窗口孔11,所述的活动齿条包括左活动齿条12和右活动齿条16,活动齿条的与驱动齿条17相联系的部分的齿形处于可以与升降设备的驱动齿条17啮合或者分离的位置,通过在轨道组件的水平轨道上水平移动或者保持在某些确定的位置上实现与驱动齿条的啮合或者分离,所述的确定的位置,包括与升降设备驱动齿条啮合的制动位置(参见图1)、或者与升降设备驱动齿条完全分离并且有一段间隙的自由位置(参见图2),所述的有一段间隙,是指驱动齿条和与其相对的活动齿条齿顶平面间有≥2mm的距离;所述的活动齿条的限位机构,包括,活动齿条的与导轨相联系的部分的内端面上方或者下方至少有一个方向开有导向缺口,(参见图3),与活动齿条盖板(左盖板13、右盖板卸开未有画出)的一部分共同形成导向槽28,导向板29一部分固定在水平轨道上、一部分进入导向槽28,导向槽28与导向板29的配合部分为动配合,以防止活动齿条向轿厢的外侧或者内侧窜动;活动齿条顶部在进入制动状态后与升降设备轿厢的承重部件直接接触或者通过中间过渡承重部件接触承重(图1中是承重部件兼上轨15直接接触承重);活动齿条的操纵机构操纵活动齿条在轨道孔上水平移动或者停留保持在某些确定的位置上,所述的活动齿条的操纵机构的控制装置包括,电磁拉动器及其控制系统,所述的电磁拉动器的控制系统由升降设备电控系统供电和控制;所述的升降设备电磁杠杆平层控制安全制动装置,包括直接在升降设备轿厢上设置的电磁杠杆平层控制安全制动装置,或者单独设置组件、然后安装在升降设备上的独立电磁杠杆平层控制安全制动装置。
[0005] 图1为一种直接在升降设备上设置的升降设备电磁杠杆平层控制安全制动装置的结构示意图,图示方向为升降设备电磁拉动平层控制安全制动装置直接安装在升降设备轿厢30靠近驱动齿条18的某一侧面的内部轿厢30侧面上、从轿厢30内部往轿厢30侧面看所见,所以对于驱动齿条17只能看到其通过轨道窗口孔11显示的一小部分,右活动齿条16卸开了盖板,以能够看清其内部结构,盖上右盖板后的右活动齿条组合和左活动齿条12加左盖板13的组合相似,二者是以齿条中间的中心点划线14表示的垂直于齿条投影平面的竖直中心面为对称平面的镜对称图形,图1显示的是活动齿条与驱动齿条17啮合的制动位置,图2为图1所述的电磁推动齿条式安全制动装置处于自由位置状态的示意图;所述的一种直接在升降设备上设置的升降设备电磁拉动平层控制安全制动装置,包括承重部件、轨道组件、活动齿条、活动齿条的限位机构、活动齿条的操纵机构、活动齿条的操纵机构的控制装置、手动解锁机构;所述的承重部件包括上轨兼主承重部件15;所述的轨道组件包括轨道窗口孔11,上轨兼主承重部件15和下轨18形成的水平轨道;所述的活动齿条包括右活动齿条16和左活动齿条12,所述的右活动齿条16和左活动齿条12穿过轨道窗口孔11,活动齿条的与驱动齿条相联系的部分的齿形处于可以与升降设备的驱动齿条17啮合或者分离的位置,通过在轨道组件的水平轨道上水平移动或者保持在某些确定的位置上实现与驱动齿条17的啮合或者分离,右活动齿条16和左活动齿条12顶部在进入制动状态后与电梯轿厢的上轨兼主承重部件15直接接触承重,活动齿条与水平轨道的配合尺寸为动配合,接触表面为光滑低摩擦系数表面,以有利于活动齿条的移动;图3为图1的A-A局部剖视图,所述的活动齿条的限位机构,包括,活动齿条与导轨相联系的一部分的内端面上方开有导向缺口,与活动齿条盖板(左盖板13、右盖板未有画出)的一部分共同形成导向槽28,导向板29一部分固定在水平轨道15上、一部分进入导向槽28,导向槽28与导向板29的配合部分为动配合,以防止活动齿条向轿厢30的外侧或者内侧窜动;所述的活动齿条的操纵机构,包括,右传动轴销58、设置在主杠杆52上的右腰形孔59、设置在主杠杆52上的中腰形孔55、拉块54、固定在拉块54上的中传动轴销53、主杠杆52、主杠杆轴51、拉杆6、支架7、弹簧8、调节螺母组9、顶块10、活动轴21,左单臂杠杆31、左活动芯轴32与左双臂杠杆34的铰链组件,右单臂杠杆37、右活动芯轴36与右双臂杠杆35的铰链组件,固定轴33;活动齿条的操纵机构工作过程由活动齿条的操纵机构的控制装置控制,所述的活动齿条的操纵机构的控制装置包括,电磁拉杆57、电磁拉动器主体56、所述的电磁拉动器主体包括电磁拉动器的电磁系统、控制系统,所述的电磁拉动器的控制系统由升降设备电控系统供电和控制;所述的升降设备电气控制系统的电磁拉动器的控制单元中还包括一个只受总电源控制的继电器或者接触器和储能装置,所述的只受总电源控制的继电器或者接触器的常闭触点跨接在电磁拉动器和储能装置之间,升降设备得电时,常闭触点断开,电磁拉动器和储能装置之间的连接也断开,储能装置储能;
升降设备失电时,其它失电制动装置包括电动机自带的失电抱闸装置立即发挥作用制动,但是电磁拉动器并不立即失电,所述的只受总电源控制的继电器或者接触器常闭触点失电闭合,使电磁拉动器与储能装置连接,储能装置对电磁拉动器的延迟时间(放电时间)常数设计整定为其它失电制动装置单独完成制动需要的制动时间与电磁拉动器及活动齿条的操纵机构的动作总延迟时间的差值;例如,某台升降设备的其它失电制动装置单独完成制动需要的制动时间为3.5S,电磁拉动器及活动齿条的操纵机构的动作总延迟时间为0.2S,则储能装置对电磁拉动器的延迟时间常数设计整定为(3.5S-0.2S=)3.3S,储能装置延时完成后,电磁拉动器失电;当升降设备总电源断开无电时(包括初始状态或者失电后储能装置能量释放后的状态)、升降设备处于静止状态;活动齿条的操纵机构工作过程为,当电磁拉动器主体56失电时,对电磁拉杆57的电磁拉力消失,电磁拉杆57与固定在其上的右传动轴销58通过右腰形孔59、主杠杆52、中腰形孔55、中传动轴销53、拉块54、拉杆6传递至顶块
10的拉力也同时消失,顶块10受弹簧8的弹力上行并且带动拉杆6、拉块54一起上行,固定在顶块10上的活动轴21跟随顶块10上行、推动围绕在活动轴21上的左单臂杠杆31的开放端和右单臂杠杆37的开放端上行,带动左单臂杠杆31、左活动芯轴32与左双臂杠杆34的铰链组件,和右单臂杠杆37、右活动芯轴36与右双臂杠杆35的铰链组件,绕固定轴33转动,左双臂杠杆34、右双臂杠杆35的下端往左右两侧张开,左双臂杠杆上端带动左活动齿条12、右双臂杠杆上端带动右活动齿条16往升降设备驱动齿条17中心方向移动,直至与升降设备驱动齿条17完全啮合的制动位置,对升降设备制动;与此同时,电磁拉杆57在电磁拉动器内部复位机构的作用下向上复位,到达使右传动轴销58与右腰形孔59上下面均有间隙的位置;当电磁拉动器主体56得电时,对电磁拉杆57的电磁拉力产生,电磁拉杆57与固定在其上的右传动轴销58通过右腰形孔59带动主杠杆52绕主杠杆轴51向下旋转,再通过中腰形孔拉动中传动轴销53、拉块54、拉杆6、顶块10下行,同时压缩弹簧8,固定在顶块10上的活动轴21跟随顶块10下行、同时拉动围绕在活动轴21上的左单臂杠杆31的开放端和右单臂杠杆37的开放端下行,同时拉动左双臂杠杆34、右双臂杠杆35的下端从左右两侧往中间移动,左双臂杠杆上端带动左活动齿条12、右双臂杠杆上端带动右活动齿条16往离开升降设备驱动齿条17中心的方向移动,直至与升降设备驱动齿条17完全分离并有一小段间隙的自由位置;所述的一小段间隙,是指2~5mm间隙;调节螺母组9用于调节弹簧8的压力,支架7固定弹簧9的下端面的最低位置;如果出现异常情况,例如升降设备突然掉电、或者因为升降设备超速保护装置动作切断电源、或者因为升降设备到达极限位置保护装置动作切断电源等等,此时升降设备总电源立即无电,其它失电制动装置包括电动机自带的失电抱闸装置立即发挥作用制动,在储能装置延时完成后,电磁拉动器主体56失电,对电磁拉杆57的电磁拉力消失、顶块
10上行、左活动齿条12、右活动齿条16与驱动齿条17可靠啮合,保证了升降设备的安全;紧急制动情况下,左活动齿条12、右活动齿条16一开始可能与驱动齿条17未有完全啮合,最不利的情况是如图4所示的制动时可能发生齿条的最高点与最高点接触的情况,此时在弹力作用下暂时成为摩擦制动,如果此时升降设备全部制动装置的制动力矩加起来足以实现制动,制动任务完成;如果此时升降设备全部制动装置的制动力矩加起来都不足以制止升降设备下滑,(因为有制动力矩作用,所以刚开始下滑会比较缓慢),当下滑到错开最高点与最高点的位置时,左活动齿条12、右活动齿条16就会在弹力推动下挤入驱动齿条17的齿槽中(参见图5),然后随着继续下滑,继续挤入,直至左活动齿条12、右活动齿条16与驱动齿条17可靠啮合,实施制动;所述的电磁拉动器,为一种选定工作方式为拉动方式的长行程推拉电磁铁,是一种新型的电磁控制动作执行器件,采用电源加电控转换,大功率启动,小功率维持的工作方式,比产生同样大小作用力的老式电磁铁体积更小、自重更轻、更省电;通过杠杆变换,可以使用比直接推动的推力小一半的电磁推动器,以节约成本、节约能源。
[0006] 所述的手动解锁机构,包括,开合螺母操纵手柄23、开合螺母组合24、传动螺杆25、蜗杆操纵手柄26、蜗轮蜗杆减速器27,其中开合螺母组合24和拉块9为固定连接、传动螺杆25和蜗轮蜗杆减速器27的蜗轮为固定连接,平常、开合螺母操纵手柄23置于开闸位置、开合螺母组合24处于开闸状态、其母螺纹与传动螺杆25的公螺纹无啮合、传动螺杆25对开合螺母组合24的运动无任何影响,从而手动解锁机构对电磁杠杆平层控制安全制动装置的运动无任何影响,当升降设备因为突然停电或者其它原因紧急制动停靠在不能与任何一个层站平层的位置时、此时可把开合螺母操纵手柄23置于合闸位置、使开合螺母组合24处于合闸状态、其母螺纹与传动螺杆25的公螺纹正常啮合、人工操作蜗杆操纵手柄26、使蜗轮蜗杆减速器27转动并带动传动螺杆25转动、传动螺杆25传动开合螺母组合24向上移动、开合螺母组合24带动顶块10向下移动,固定在顶块10上的活动轴21跟随顶块10下行、同时拉动围绕在活动轴21上的左单臂杠杆31的开放端和右单臂杠杆37的开放端下行,同时拉动左双臂杠杆34、右双臂杠杆35的下端从左右两侧往中间移动,左双臂杠杆上端带动左活动齿条12、右双臂杠杆上端带动右活动齿条16往离开升降设备驱动齿条17中心的方向移动,直至与升降设备驱动齿条17完全分离并有一小段间隙的自由位置;然后使用手动盘车机构,使升降设备就近平层;所述的手动解锁机构必须设置在安全可靠不能随意开启的位置,制定了规章制度并且严格实施,确保只有具备了资质,得到授权的人员才能开启和使用。
[0007] 图6为仅制造出活动齿条的与驱动齿条相联系的部分的齿形的活动齿条示意图,为节约材料和减轻自重,活动齿条齿形仅制造活动齿条的与驱动齿条相联系的部分的齿形,沿齿宽B方向的靠近升降设备轿厢里面的、那部分不与驱动齿条联系的部分予以省略,如图6所示(图6画出的是右活动齿条,左活动齿条与右活动齿条为镜对称图形),当然,所有齿形根部均有圆角过渡,以减少应力集中;所述的的活动齿条齿形齿宽B应大于驱动齿条齿宽。
[0008] 采用本发明的电磁杠杆平层控制安全制动装置的升降设备各可能的制动停靠点之间的距离是其驱动齿条齿距(p=πm)的整数倍,因此配置有本发明的电磁杠杆平层控制安全制动装置的升降设备的安装方法包括,进行和安装有关的前期土建施工时,必须通过对层站与层站的高度差进行精确测量,据此对各层站地坎进行施工、并准确控制层站与层站之间地坎上平面的高度差为驱动齿条齿距(p=πm)的整数倍,根据GB/T10058的规定,允许误差为±10mm(施工内控要求应该小于此误差值);在升降设备安装时,正确调节驱动齿条的位置,使得升降设备从第一层就停靠平层准确且在中位值,那么以后的停靠平层就能够符合要求,甚至在其它个别平层元件发生故障的时候,也能保证停靠平层准确;而且平层保持精度可以远优于GB/T10058规定的±20mm的要求。
[0009] 图7为所述的齿轮齿条升降设备电磁杠杆平层控制安全制动装置的一种独立电磁杠杆平层控制安全制动装置的示意图,图中画面是卸去了底板的视图,底板的平面外围尺寸和面板49的一样,与面板49不同的是其上面没有轨道窗口孔50,当然底板还必须有足够的承重能力;所述的一种独立电磁拉动平层控制安全制动装置,包括通过承重框架48、安装底板、面板49围成的一个独立空间,在所述的独立空间内的轨道组件、活动齿条、活动齿条的操纵机构、操纵机构的控制装置、中间过渡承重部件的组件;所述的轨道组件包括上轨46和下轨47形成的水平轨道、轨道窗口孔50,所述的活动齿条包括左活动齿条12、右活动齿条16;所述的活动齿条的操纵机构,包括,右传动轴销58、设置在主杠杆52上的右腰形孔59、设置在主杠杆52上的中腰形孔55、拉块54、固定在拉块54上的中传动轴销53、主杠杆52、主杠杆轴51、拉杆6、支架7、弹簧8、调节螺母组9、顶块10、活动轴21,左单臂杠杆31、左活动芯轴
32与左双臂杠杆34的铰链组件,右单臂杠杆37、右活动芯轴36与右双臂杠杆35的铰链组件,固定轴33;活动齿条的操纵机构工作过程由活动齿条的操纵机构的控制装置控制,所述的活动齿条的操纵机构的控制装置包括,电磁拉杆57、电磁拉动器主体56、所述的电磁拉动器主体包括电磁拉动器的电磁系统、控制系统,所述的电磁拉动器的控制系统由升降设备电控系统供电和控制;所述的升降设备电气控制系统的电磁拉动器的控制单元中还包括一个只受总电源控制的继电器或者接触器和储能装置,所述的只受总电源控制的继电器或者接触器的常闭触点跨接在电磁拉动器和储能装置之间,升降设备得电时,常闭触点断开,电磁拉动器和储能装置之间的连接也断开,储能装置储能;升降设备失电时,其它失电制动装置包括电动机自带的失电抱闸装置立即发挥作用制动,但是电磁拉动器并不立即失电,所述的只受总电源控制的继电器或者接触器常闭触点失电闭合,使电磁拉动器与储能装置连接,储能装置对电磁拉动器的延迟时间(放电时间)常数设计整定为其它失电制动装置单独完成制动需要的制动时间与电磁拉动器及活动齿条的操纵机构的动作总延迟时间的差值;
例如,某台升降设备的其它失电制动装置单独完成制动需要的制动时间为3.5S,电磁拉动器及活动齿条的操纵机构的动作总延迟时间为0.2S,则储能装置对电磁拉动器的延迟时间常数设计整定为(3.5S-0.2S=)3.3S,储能装置延时完成后,电磁拉动器失电;当升降设备总电源断开无电时(包括初始状态或者失电后储能装置能量释放后的状态)、升降设备处于静止状态;活动齿条的操纵机构工作过程为,当电磁拉动器主体56无电时,对电磁拉杆57的电磁拉力消失,电磁拉杆57与固定在其上的右传动轴销58通过右腰形孔59、主杠杆52、中腰形孔55、中传动轴销53、拉块54、拉杆6传递至顶块10的拉力也同时消失,顶块10受弹簧8的弹力上行并且带动拉杆6、拉块5一起上行,固定在顶块10上的活动轴21跟随顶块10上行、推动围绕在活动轴21上的左单臂杠杆31的开放端和右单臂杠杆37的开放端上行,带动左单臂杠杆31、左活动芯轴32与左双臂杠杆34的铰链组件,和右单臂杠杆37、右活动芯轴36与右双臂杠杆35的铰链组件,绕固定轴33转动,左双臂杠杆34、右双臂杠杆35的下端往左右两侧张开,左双臂杠杆上端带动左活动齿条12、右双臂杠杆上端带动右活动齿条16往升降设备驱动齿条17中心方向移动,直至与升降设备驱动齿条17完全啮合的制动位置,对升降设备制动;与此同时,电磁拉杆57在电磁拉动器内部复位机构的作用下向上复位,到达使右传动轴销58与右腰形孔59上下面均有间隙的位置;当电磁拉动器主体56得电时,对电磁拉杆57的电磁拉力产生,电磁拉杆57与固定在其上的右传动轴销58通过右腰形孔59带动主杠杆52绕主杠杆轴51向下旋转,再通过中腰形孔拉动中传动轴销53、拉块54、拉杆6、顶块10下行,同时压缩弹簧8,固定在顶块10上的活动轴21跟随顶块10下行、同时拉动围绕在活动轴21上的左单臂杠杆31的开放端和右单臂杠杆37的开放端下行,同时拉动左双臂杠杆34、右双臂杠杆35的下端从左右两侧往中间移动,左双臂杠杆上端带动左活动齿条12、右双臂杠杆上端带动右活动齿条16往离开升降设备驱动齿条17中心的方向移动,直至与升降设备驱动齿条
17完全分离并有一小段间隙的自由位置;所述的一小段间隙,是指2~5mm间隙;调节螺母组
9用于调节弹簧8的压力,支架7固定弹簧9的下端面的最低位置;所述的手动解锁机构,包括,开合螺母操纵手柄23、开合螺母组合24、传动螺杆25、蜗杆操纵手柄26、蜗轮蜗杆减速器
27,其中开合螺母组合24和拉块9为固定连接、传动螺杆25和蜗轮蜗杆减速器27的蜗轮为固定连接,平常、开合螺母操纵手柄23置于开闸位置、开合螺母组合24处于开闸状态、其母螺纹与传动螺杆25的公螺纹无啮合、传动螺杆25对开合螺母组合24的运动无任何影响,从而手动解锁机构对电磁杠杆平层控制安全制动装置的运动无任何影响,当升降设备因为突然停电或者其它原因紧急制动停靠在不能与任何一个层站平层的位置时、此时可把开合螺母操纵手柄23置于合闸位置、使开合螺母组合24处于合闸状态、其母螺纹与传动螺杆25的公螺纹正常啮合、人工操作蜗杆操纵手柄26、使蜗轮蜗杆减速器27转动并带动传动螺杆25转动、传动螺杆25传动开合螺母组合24向上移动、开合螺母组合24带动顶块10向下移动,固定在顶块10上的活动轴21跟随顶块10下行、同时拉动围绕在活动轴21上的左单臂杠杆31的开放端和右单臂杠杆37的开放端下行,同时拉动左双臂杠杆34、右双臂杠杆35的下端从左右两侧往中间移动,左双臂杠杆上端带动左活动齿条12、右双臂杠杆上端带动右活动齿条16往离开升降设备驱动齿条17中心的方向移动,直至与升降设备驱动齿条17完全分离并有一小段间隙的自由位置;然后使用手动盘车机构,使升降设备就近平层;所述的手动解锁机构必须设置在安全可靠不能随意开启的位置,制定了规章制度并且严格实施,确保只有具备了资质,得到授权的人员才能开启和使用;所述的一种独立电磁杠杆平层控制安全制动装置,其工作过程与[0005]段、[0006]段、[0007]段所述的一种直接在升降设备上设置的齿轮齿条升降设备电磁杠杆平层控制安全制动装置相同,其安装方法与[0007]段所述的相同。
[0010] 一种电梯,其特征是,安装了本发明所述的升降设备电磁杠杆平层控制安全制动装置,所述的升降设备电磁杠杆平层控制安全制动装置,包括直接在升降设备上设置的电磁杠杆平层控制安全制动装置,或者单独设置组件、然后安装在升降设备上的独立电磁杠杆平层控制安全制动装置;本发明所有技术特征均适用于所述的安装了本发明所述的升降设备电磁杠杆平层控制安全制动装置的电梯。
[0011] 本发明采用电磁拉动齿条啮合方式进行平层控制,其平层准确度可以达到优于GB/T10058-2009规定的±10mm的要求,保持精度可以达到远优于GB/T10058-2009规定的±20mm的要求;采用齿条啮合方式进行安全保护制动,避免了现有的摩擦制动方式可能出现的因为摩擦材料磨损、或者油污污染等引起的安全隐患,提高了安全制动的可靠性;即使遇见驱动齿轮发生问题的情况,也能可靠制动,确保安全;采用杠杆变换,可以使用比直接推动的推力小的电磁推动器,有显著提高安全保护制动质量、提高运行性能、节约能源、节约成本的有益效果。