技术领域
[0001] 本
发明在先
申请的发明创造名称是“一种液压限速电梯”，申请号为ZL201110000728.0，申请日为2011年1月4日。
[0002] 本发明涉及一种提升设备，特别是涉及一种带安全保护装置的电梯。
背景技术
[0003] 现有电梯的曳引技术虽然已经很成熟，但曳引驱动的最大
缺陷是
导轨与导靴为滑动连接，
制动器设于曳引机，轿厢用
钢丝绳通过曳引机上的曳引轮与对重连接，曳引轮与
钢丝绳之间为摩擦传动，而摩擦传动的可靠性较差，一旦
电子控制系统失灵或钢丝绳与曳引轮打滑甚至断裂，制动器就会失效而导致轿厢失去控制发生蹲底或冲顶的严重事故。
[0004] 现有电梯的井道是为轿厢和对重装置运行而设置的空间，该空间是以井道底坑的底、井道壁和井道顶为界限的。井道的四周为井道壁，井道壁是用来安装轿厢导轨及对重导轨等电梯零部件及隔开井道和其他场所之间的墙体或结构物。由于旧式低层住宅大多数未考虑安装电梯，故加装电梯时需新建井道壁，新建井道壁以底层端站楼面为界，端站楼面以上部分可以是土建工程结构物，也可以是金属构架结构物；底层端站楼面以下的井道称为底坑，底坑四周的坑壁及其底部
基础组成底坑坑体，底坑坑体是井道壁的延伸，是井道壁的组成部分，也是电梯承重的基础结构。
[0005] 在旧楼加装电梯过程中，目前新建井道壁普遍采用土建工程结构，井道壁土建工程施工工作量大、工期长、成本高，土建工程造价已经接近电梯本身的卖价；而且，封闭的井道壁土建工程影响
楼梯的通
风采光，受到不少低层住户的反对。
[0006] 为了解决楼梯的
通风采光问题，旧楼加装电梯的井道壁可以采用钢结构井架，钢结构井架如果在现场就地加工，其作业量很大，工期长，加工成本往往超过土建工程的成本，现场作业的加工
精度也难于控制，有可能影响电梯的安装
质量和日后的运行安全。作为钢结构井架的承载基础，其底坑坑体施工普遍采用
钢筋混凝土现场浇筑，现场浇筑底坑坑体一般需要20多天，如果碰到连续阴雨，工期有可能拖得更长。底坑施工工期长的问题不但拖长了电梯交付使用的时间，而且给所在楼房住户在生活上带来极大不便，在一定程度上影响了住户的正常生活。
发明内容
[0007] 针对现有曳引电梯安全保护装置存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种液压限速电梯，所述电梯的限速装置结构简单，工作可靠，轿厢运行安全性高，电梯总体造价较低。
[0008] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种液压限速电梯，包括井道壁、轿厢架及对称地设于井道壁左、右内侧的轿厢导轨，所述的电梯包括
齿条及
主轴，所述的齿条通过导轨
支架左、右对称设于轿厢导轨前侧或后侧的井道壁内侧，所述齿条的一侧设有
轮齿，所述主轴横向设于轿厢架的底部，所述的主轴两端设有
齿轮，所述的齿轮与所述齿条的轮齿
啮合；轿厢架与井道壁之间采用齿轮与齿条啮合将轿厢与井道壁的滑动连接转变为啮合连接；
[0009] 所述的电梯包括设于轿厢架的液压限速装置，所述的液压限速装置包括
液压缸及液压杆，所述的液压杆设于液压缸腔室，所述液压杆上设有
柱塞，所述柱塞上设有限流孔，所述的液压杆一端或两端伸出液压缸腔室外；所述液压杆的伸出端与轿厢架固接，所述的液压缸与主轴之间通过
蜗杆蜗轮副减速连接；限流孔的作用是限量流动，当柱塞以正常速度运动时，限流孔对液压油的阻尼很小，当柱塞超速运动时，限流孔对液压油会产生阻尼，超速越大，阻尼越大；
[0010] 本发明的液压缸可做进一步改进，所述的液压缸包括节
流管，所述的节流管两端与液压缸腔室上、下两端孔接，节流管上设有节流
阀；节流管为液压油辅助通道，加设节流管与
节流阀可以更好地适应
电梯轿厢频繁
加速、减速的需要。
[0011] 液压杆的伸出端与轿厢架固接有两种方案可供选择：
[0012] 一是所述的液压杆两端伸出液压缸腔室与轿厢架固接，所述的液压缸包括固设其上的限速齿条，所述的液压缸与主轴之间通过蜗杆蜗轮副连接；所述的蜗杆蜗轮副包括蜗杆、蜗轮及限速齿轮，所述的蜗杆设于主轴，所述的蜗轮与限速齿轮同设于蜗轮轴，所述的蜗轮与蜗杆啮合，所述的限速齿轮与限速齿条啮合；
[0013] 二是所述的液压杆上端伸出液压缸腔室与轿厢架连接，所述的液压缸包括固设其上的液压缸架，所述的液压缸架设有导轮及限速齿条，所述的轿厢架设有液压缸导槽，所述的导轮与液压缸导槽配合；所述的液压缸(41)与主轴之间通过蜗杆蜗轮副连接；所述的蜗杆蜗轮副包括蜗杆、蜗轮及限速齿轮，所述的蜗杆设于主轴，所述的蜗轮与限速齿轮同设于蜗轮轴，所述的蜗轮与蜗杆啮合，所述的限速齿轮与限速齿条啮合。
[0014] 所述的主轴上设有轿厢制动器，所述轿厢制动器的底座设于轿厢架的底部，所述的井道壁与轿厢架之间采用齿条齿轮啮合连接使轿厢制动器能有效工作。
[0015] 本发明的所述的井道壁可以是土建工程结构物，也可以是钢结构井塔，所述的井塔底部通过高强度
螺栓水平地固装于底坑坑体之上；所述的井塔由2个以上的井架叠层组装而成，每个所述的井架包括4条立柱，3条以上的后梁、3条以上的左
侧梁及3条以上的右侧梁，所述的立柱分布在井架的四
角，立柱的顶端及底端水平地固设有连接座，连接座上设有3个以上的连接孔；所述的后梁两端分别与立柱横向相接，所述的左、右侧梁两端也分别与立柱横向相接；所述的后梁之间设有拉条或加强板，所述同侧的左、右侧梁之间设有拉条或加强板；或者，所述的后梁与立柱之间设有拉条或加强板，所述左、右侧梁与立柱之间设有拉条或加强板；
[0016] 每个所述的井架包括2条
门梁及1条前梁，其中1条门梁设于另1条门梁与前梁之间，所述门梁及前梁两端分别与立柱相接；所述前梁与门梁之间、或者所述前梁、门梁与立柱之间设有拉条或加强板。
[0017] 所述齿条的另一侧设有滚槽，所述轿厢架上设有背轮轴，所述的背轮轴两端设有背轮，所述背轮与所述齿条上的滚槽配合。
[0018] 本发明液压限速电梯的优点为：
[0019] 1、液压限速装置结构简单，工作可靠。液压限速装置的工作原理是：主轴通过减速机构驱动液压缸内的柱塞随电梯运行而上下运动，液压油则通过柱塞上的限流孔上下流动；当电梯正常运行时，液压油在限流孔中流动的阻
力很小，当电梯超速运行时，液压油通过限流孔的阻力增大，使
活塞运动速度减缓，如此反馈到主轴，逼使电梯减速直至正常运行。液压限速装置为机械安全装置，其与主轴之间通过蜗杆蜗轮副及齿轮齿条副连接，结构简单，工作可靠，限速平稳，不会产生冲击力；
[0020] 2、轿厢运行安全性高。作为对安全性要求很高的特种提升设备，曳引电梯的轿厢架本身没有制动装置和限速装置，即使轿厢架设有上述装置，由于井道壁与轿厢为滑动连接，这些装置也不能发挥作用。本发明的井道壁与轿厢架之间采用齿条齿轮啮合连接，啮合连接安全可靠，使设于轿厢架的液压限速装置和轿厢制动器能有效运作，使轿厢不会发生
失速、失控现象，从而大大提高了轿厢运行的安全性；
[0021] 3、电梯总体造价较低。由于轿厢设有液压限速装置及制动装置，这些装置安全可靠，能有效控制轿厢的运行，故本发明液压限速电梯的安全系数可以降低，安全保护装置可以简化，因此可以降低电梯的总体造价。
附图说明
[0022] 图1液压限速装置方案1示意图
[0023] 图2液压缸结构示意图
[0024] 图3液压限速装置方案2示意图
[0025] 图4
实施例一轿厢主轴齿轮与设于井道壁的齿条啮合示意图
[0026] 图5实施例二轿厢主轴齿轮与设于井架的齿条啮合示意图
[0027] 图6液压缸与主轴通过蜗杆蜗轮副减速连接透视图
[0028] 图7液压缸架结构透视图
[0029] 图8组合式井架组成的井道壁与轿厢配合示意图
[0030] 图9组合式井架方案1透视图
[0031] 图10组合式井架分解为左架、前架、后架及右架透视图
[0032] 图11组合式井架方案2透视图
[0033] 图中：井架1 轿厢2 液压限速装置4 对重5 井道壁8层门架11 底架12 底坑坑体13 立柱101 前梁102 门梁103后梁104 侧梁105 拉条或加强板106 连接座107 连接孔108立梁109 轿厢导轨110 导轨支架111 曳引轮112 对重导轨115对重轨架116 导向轮121 轿厢架21 导靴24 液压缸导槽26主轴34 齿轮35 齿条36 轿厢制动器37 背轮38 背轮轴39液压缸41 液压缸架42 蜗杆蜗轮副43 液压杆412 柱塞413限流孔414 锥形塞415 节流管416 节流阀417 导轮421 蜗杆431蜗轮432 蜗轮轴433 限速齿轮435 限速齿条436
具体实施方式
[0034] 实施例一：如图8所示，本实施例所述的电梯包括井道壁8、轿厢2，对重5，轿厢2在井道壁8内运行，轿厢2用钢丝绳通过曳引轮112及导向轮121与对重5相连。
[0035] 如图1、图4所示，本实施例所述的液压限速电梯包括井道壁8、轿厢架21及对称地设于井道壁8左、右内侧的轿厢导轨110，所述的井道壁8为墙体或土建工程结构，所述的轿厢导轨110为标准的T形导轨，所述的轿厢导轨110通过导轨支架111垂直地安装在井道壁8左、右内侧的中部，所述轿厢架21的顶部及底部两侧各设有一组导靴24，导靴24与轿厢导轨110的配合及其连接方法与现有曳引电梯相同，在此不予赘述。
[0036] 本实施例液压限速电梯包括齿条36及主轴34，所述的齿条36通过导轨支架111左、右对称设于轿厢导轨110前侧或后侧的井道壁8内侧，为了防止齿条36与轿厢导轨110产生运动干涉，齿条36与轿厢导轨110之间应保留100mm以上的的间距；所述齿条36的一侧设有轮齿，所述主轴34横向设于轿厢架21的底部，所述的主轴34两端设有齿轮35，所述的齿轮35与所述齿条36上的轮齿啮合。为了保证齿轮35与齿条36的啮合精度，所述齿条36的另一侧设有滚槽，所述轿厢架21上设有背轮轴39，所述背轮轴39两端设有背轮38，所述背轮38与所述齿条36上的滚槽配合，当轿厢失速、轿厢制动器工作时，加设背轮38可以减少导靴24对轿厢导轨110的压力。
[0037] 所述主轴34的中部设有电子测速器(图中未示出)及轿厢制动器37，电子测速器及轿厢制动器37的底座设于轿厢架21；电子测速器提供平层
信号、端站信号及轿厢运行速度信号，轿厢制动器37的工作受电子测速器提供的电子信号控制，当轿厢以正常速度运行时，轿厢制动器37不发生作用，当轿厢运行速度超过额定速度115％时，电子测速器发出超速信号，轿厢制动器37被切断电源并发生制动作用，使轿厢2减速直至正常运行。
[0038] 所述的齿条36与轿厢导轨110、对重导轨115等长，且与装梯楼房的楼层高度相适应。
[0039] 如图1--图4所示，本实施例设有液压限速装置4，所述的液压限速装置4设于轿厢架21的后部。液压限速装置4包括液压缸41及液压杆412，所述的液压杆412设于液压缸41腔室，液压杆412上设有柱塞413，柱塞413上设有限流孔414；所述的液压杆412一端或两端伸出液压缸41腔室外；所述液压杆412的伸出端与轿厢架21固接，所述的液压缸41与主轴34之间通过蜗杆蜗轮副43减速连接。
[0040] 所述的液压缸41为一端或两端设有开口的圆筒状金属结构体，液压缸41腔室内注满液压油；液压缸41的设计应尽可能长并采用垂直安装，以减少传动力矩及降低减速比。为保证柱塞413的正常工作，液压缸41腔室与液压杆412之间应有良好的密封以防止液压油
泄漏，同时还应定期给液压缸41腔室补充液压油，或加设液压油自动补充装置。
[0041] 如图2所示，所述的液压缸41包括节流管416，节流管416两端与液压缸41腔室上、下两端孔接，节流管416上设有节流阀417。节流管416是液压油的辅助通道，轿厢2在启动、运行或平层过程中需要频繁地进行加速或减速，节流阀417可根据轿厢2不同的运行指令
自动调节液压油在节流管416中的流量大小，以适应轿厢2不同运行速度的需要。限流孔414的大小与轿厢运行速度有关，当节流阀417处于关闭状态时，限流孔414对液压油产生的阻尼应该保证轿厢的运行速度不会超过额定速度的115％。
[0042] 见图2，本实施例的液压缸41腔室底部固设有锥形塞415，锥形塞415的头部上小下大、状如子弹头，其尾部与限流孔414配合且留有一定的间隙，当轿厢2下行接近电梯基站时，锥形塞415的头部逐渐伸入柱塞413，当轿厢2到达基站时，锥形塞415完全进入限流孔414。在轿厢2接近并到达基站的过程中，随着柱塞413的不断下推，液压油通过限流孔414的阻尼越来越大，该阻尼通过蜗杆蜗轮副43反馈到轿厢2，逼使轿厢2逐渐减速直至在制动器的作用下完全停止运行。
[0043] 由于轿厢2在启动时需要克服静
摩擦力并加速，但这时锥形塞415仍停留在柱塞413内，对液压油的回流产生阻力。解决这一问题的方案是，在设置锥形塞415的情况下，液压缸41腔室内不要完全注满液压油，而保留一定的空间。这样不管轿厢2在基站或其他层门启动时，液压油通过限流孔414时都不会产生阻力，直到上述空间被液压油充满，限流孔
414才恢复其限流功能，从而满足轿厢在停层或启动时对不同运行速度的需要。
[0044] 图1为液压杆412两端伸出液压缸41腔室与轿厢架21固接的示意图。由于液压杆412的下端伸出对密封装置要求更高，所以一般采用液压杆412上端伸出液压缸41腔室与轿厢架21连接的方案；与此配合，本方案的液压缸41只有上端设有开口、而下端为完全密封结构。
[0045] 图3、图4、图6所示为液压杆412上端伸出液压缸41腔室与轿厢架21连接的示意图。所述的液压缸41与主轴34之间通过减速机构连接。由于蜗杆蜗轮副具有减速比大、结构紧凑、工作平稳、噪音小、有准确的
传动比等优点，所以本实施例采用蜗杆蜗轮副43减速连接。
[0046] 本实施例所述的液压缸41包括固设其上的液压缸架42(见图7)，所述的液压缸架42设有导轮421及限速齿条436，所述的轿厢架21设有液压缸导槽26，所述的导轮421与液压缸导槽26配合，为液压缸41上、下运行提供导向。本例所述的蜗杆蜗轮副43包括蜗杆431、蜗轮432及限速齿轮435，所述的蜗杆431设于主轴34，所述的蜗轮432与限速齿轮
435同设于蜗轮轴433，所述的蜗轮432与蜗杆431啮合，所述的限速齿轮435与限速齿条
436啮合，上述连接使主轴34正、反转时会带动液压缸41作上、下运动。
[0047] 所述蜗杆蜗轮副43的减速比与楼层层数及液压缸41的长度有关。蜗杆蜗轮副43的减速比为基站至顶站的高度与柱塞413的行程比。蜗杆蜗轮副43的减速比不能太小，因为轿厢的空间有限，液压缸41做得太长，会使其在轿厢内无法安装；蜗杆蜗轮副43的减速比也不能太大，因为太大的减速比会导致减速机构及传动机构承受过大的力矩，而产生齿轮过快磨损、轮齿折断导致限速失效。为了增加柱塞413的行程及减轻液压缸41的自重，液压缸41可设计成细长型结构，而且在轿厢架上作垂向设置。
[0048] 液压限速装置的工作原理是：柱塞413把液压缸41内分隔成上、下两个腔室，蜗杆蜗轮副43将轿厢2的上下运动转换成柱塞413的上下运动，并
挤压液压油经过限流孔414从一个腔室流向另一个腔室，由于限流孔414只能容许一定量的液压油通过，当轿厢超速运行时，液压油通过限流孔414的阻尼增大，从而增加柱塞413的运动阻力，该阻力通过蜗杆蜗轮副43的反馈逼使轿厢减速直至正常运行。
[0049] 本发明的液压限速装置结构简单，限速平稳，液压缸41的限速作用是一个渐进的过程，不会产生冲击力；由于液压缸41与齿轮35之间采用蜗杆蜗轮副减速及齿轮齿条传动连接，故限速器工作可靠，因此电梯不须再加设电气安全保护装置，电梯的总体造价因此可以大大降低。
[0050] 实施例二：如图5、图8所示，本实施例与实施例一基本相同，不同的是对井道壁8进行了改进，本实施例的井道壁8采用钢结构井塔，所述井塔的底部通过高强度螺栓水平地固装于底坑坑体13之上，所述的井塔由2个以上的井架1叠层组装而成。
[0051] 如图9所示，每个所述的井架1包括4条立柱101，3条以上的后梁104、3条以上的左侧梁105及3条以上的右侧梁105，所述的立柱101分布在井架1的四角，立柱101的顶端及底端水平地固设有连接座107，连接座107上设有3个以上的连接孔108；所述的后梁104两端分别与立柱101横向相接，所述的左、右侧梁105两端也分别与立柱101横向相接；所述的后梁104之间设有拉条或加强板106，所述同侧的左、右侧梁105之间设有拉条或加强板106；或者，所述的后梁104与立柱101之间设有拉条或加强板106，所述左、右侧梁105与立柱101之间设有拉条或加强板106；
[0052] 每个所述的井架1包括2条门梁103及1条前梁102，其中1条门梁103设于另1条门梁103与前梁102之间，所述门梁103及前梁102两端分别与立柱101相接；所述前梁102与门梁103之间、或者所述前梁102、门梁103与立柱101之间设有拉条或加强板106。
[0053] 所述的齿条36与轿厢导轨110、对重导轨115及井架1等长，且与装梯楼房的楼层高度相适应。所述齿条36的模数可在6-8之间选择，在齿条模数已定的前提下，齿条36的长度应为齿距与总齿数的整倍数。如齿条模数选择6，齿距P＝18.8496，总齿数160，齿条长度≈3016mm，如齿条模数选择8，齿距P＝25.1328，总齿数120，齿条长度≈3016mm，如齿条模数选择7，齿距P＝21.9912，齿数137，齿条长度≈3013mm，如此类推。本实施例的楼层高度为3000mm，齿条36的模数选择6，总齿数160，齿条长度≈3016mm，故本实施例井架1的高度及轿厢导轨110、对重导轨115的长度均为3016mm。
[0054] 为方便加工及现场组装，井架有必要进行标准化生产。井架1在生产时可采取整体加工法或分架加工法。整体加工法是将前梁102、门梁103、后梁104及左、右侧梁105与立柱101的连接均采用固接(即
焊接)，固接后的井架为整体式井架，整体式井架的安装可采用吊装法或顶装法，为方便吊装或顶装，井架1的立柱101外侧可加设吊
耳(图中未示出)。吊装法是像堆积木一样，将井架从低到高逐层
叠加安装，顶装法是将底层第一节井架从底部顶起，在其下部放入第二节井架，两者通过高强度螺栓固接后，再将第二节井架从底部顶起，在其下部再放入第三节井架……如此类推，直至装完最后一节井架。整体式井架结构牢固，加工精度高，但外形尺寸大，运输及安装不便且成本较高。
[0055] 分架加工法是把井架1分解成左架、右架、后架及前架，然后分别进行加工。图10从左到右所示为左架、前架、后架及右架的分解图，左架是通过3条左侧梁105的两端与左侧2条立柱101固接而成，为增加强度，3条左侧梁105之间设有拉条或加强板106；右架是通过3条右侧梁105的两端与右侧2条立柱101固接而成，为增加强度，3条右侧梁105之间设有拉条或加强板106；左架及右架中部内侧通过导轨支架111各自垂直地固设有轿厢导轨110，左架及右架后端内侧通过对重轨架116各自垂直地固装有对重导轨115。所述的后架包括2条立梁109及3条后梁104，后梁104的两端分别与2条立梁109固接而成后架，为增加强度，后梁104之间设有拉条106；所述前架包括2条立梁109、2条门梁103及1条前梁102，门梁103、前梁102的两端分别与2条立梁109固接而成前架，前梁102与相邻的门梁103之间设有加强板106。前架或后架中的立梁109可采用角钢或U形钢加工。
[0056] 在现场安装时，可先将底层井架的左架、右架分别固接于底坑坑体的
地脚螺栓上，再将前架、后架分别与左架、右架通过螺栓连接，然后用经纬仪在两个方向分别校准各架的垂直度，校准
定位后再将前架、后架分别与左架、右架定位焊接，其上一层井架的安装方法可类推。分架加工法的优点是方便加工、运输和安装，运输和安装成本较低，缺点是各架之间必须通过垂直度校准后再进行焊接，稍嫌麻烦。
[0057] 井架1的高度必须与装梯楼房的楼层高度相适应，现有住宅的楼层高度一般为2800--3600mm，故每节井架的高度及轿厢导轨110、对重导轨115的长度可在2800--3600mm之间选择。而井架的高度在很大的程度上受到加工条件及运输条件的限制，井架如果超高超宽，势必给加工运输带来不便。因此，对于高度超过2800mm或3000mm以上的楼层井架，可以考虑采用层门架与底架的组合方式。
[0058] 见图11所示，所述的层门架11包括4条立柱101、2条门梁103、各3条后梁104及各3条左、右侧梁105；立柱101分布在井架的四角，其顶部及底部水平地固设有连接座107，连接座107上设有4个连接孔108(连接孔108也可以是3个或3个以上)；门梁103、后梁104及左、右侧梁105两端分别与立柱101横向相接，2条门梁103之间的内间距≥2000mm；同侧的后梁104之间及同侧的左、右侧梁105之间，或者后梁104、左、右侧梁105与立柱101之间设有拉条或加强板106。
[0059] 见图11，所述的底架12包括立柱101、前梁102、后梁104及左、右侧梁105；所述的立柱101为4条，并分布在井架的四角，立柱101的顶部及底部水平地固设有连接座107，连接座107上设有4个连接孔108(连接孔108也可以是3个或3个以上)；前梁102、后梁104及左、右侧梁105各为2条，其两端各分别与立柱101的上、下端水平固接；同侧的前梁
102之间、同侧的后梁104之间及同侧的左、右侧梁105之间设有拉条或加强板106。
[0060] 所述的层门架11及底架12包括2条对称设置的轿厢导轨110及对重导轨115，所述的轿厢导轨110通过导轨支架111垂直地安装在层门架11及底架12左、右侧梁105的中部内侧，所述的对重导轨115通过对重轨架116垂直地设于层门架11及底架12左、右侧梁105的后端内侧。
[0061] 所述的底架12可以设在层门架11的顶部或底部，两者之间的连接座107通过高强度螺栓固接。由层门架11及底架12组成的井架1的高度及轿厢导轨110的长度与装梯楼房的楼层高度相适应。
