螺旋推进器

阅读:672发布:2020-05-12

专利汇可以提供螺旋推进器专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种用于推动 电梯 或者升降机升降的螺旋 推进器 ,包括螺旋升降轮、与螺旋升降轮咬合的咬合轮以及 支撑 咬合轮的固定轨道,将支撑点由单纯的 滑轮 部分支撑改进为分散的螺旋升降轮与咬合轮之间的多个变动的支撑部位,降低了每个部件的承受压 力 和时间,相反地能够增加它们的使用寿命,同时,部分部件的损坏或者丧失,并不能破坏本发明整体的结构,螺旋升降轮不论上升到任何 位置 都有新的支撑部位支撑,其安全性能大大提高。,下面是螺旋推进器专利的具体信息内容。

1、一种螺旋推进器,其特征在于它包括螺旋升降轮、与螺旋升降轮 咬合的多个咬合轮以及支撑咬合轮的多个固定轨道,其中:
螺旋升降轮为具有螺旋外齿转轮,固定在轿厢顶部,带动轿厢做上 下运动,并与咬合轮咬合;
咬合轮,可沿自身的轴向转动的圆锥台形转轮,沿电梯升降方向均匀 固定在多个固定轨道的适当位置,并与螺旋升降轮配合;其咬合面与螺 旋升降轮的外齿面接触配合为线状;
固定轨道平行设置在电梯的导架的竖向支撑架之间。
2、按照权利要求1所述的螺旋推进器,其特征在于螺旋升降轮可以 固定在电梯轿厢的底部。
3、按照权利要求1所述的螺旋推进器,其特征在于螺旋升降轮至少 设置一个。
4、按照权利要求1所述的螺旋推进器,其特征在于可以采用两个、 三个或者四个螺旋升降轮,均匀分布在轿厢的顶部,每个螺旋升降轮单 独与其对应的咬合轮咬合。
5、按照权利要求4所述的螺旋推进器,其特征在于还包括使多个螺 旋升降轮同步运行的传动装置。
6、按照权利要求1所述的螺旋推进器,其特征在于螺旋升降轮的外 齿至少有两个。
7、按照权利要求1所述的螺旋推进器,其特征在于每个螺旋升降轮 的上端都固定有用以约束螺旋升降轮以使其在升降中能够紧密配合咬合 轮的限位架,限位架的另一端通过滚珠滚动卡于导架的竖向支撑架。
8、按照权利要求1所述的螺旋推进器,其特征在于咬合轮接触面的 圆锥台斜边必须能与螺旋升降轮外齿的接触面重合,且咬合轮锥形顶点 与螺旋升降轮外齿接触面的中心一致。
9、按照权利要求1所述的螺旋推进器,其特征在于固定轨道有多个, 沿导架上下均匀地设置在导架的竖向支撑架之间,并与螺旋升降轮的外 齿的螺旋度采用一致倾斜角度地倾斜设置在导架之间。
10、按照权利要求9所述的螺旋推进器,其特征在于单独的固定轨道, 可以设置多个咬合轮,固定轨道采用上述的倾斜设置,其倾斜的角度与 螺旋升降轮外齿的倾斜角度相同,固定轨道并呈与螺旋升降轮外齿螺旋 线相同的圆弧形状,与螺旋升降轮对应。
11、按照权利要求1所述的螺旋推进器,其特征在于单个螺旋升降轮 升降时,可以采用外转子螺旋电机将其结构简化,即外转子螺旋电机的 外壳齿轮,与上述的咬合轮配合,电机直接带动外壳的齿轮转动。

说明书全文

技术领域

发明涉及电梯的升降设备,确切地说是一种利用螺旋升降制成的可 升降电梯的螺旋推进器。该推进器提供一种新的安全升降方式,可广泛 应用于电梯、升降机等多种升降系统中,可以很大程度上提高升降系统 的安全性能。

背景技术

自从奥地斯(Otis)发明第一台升降机以来,随着技术的进一步发展 和人们生活的要求,电梯逐渐发展成一个巨大的行业,其应用越来越广, 并且越来越受到人们,尤其是受到发达国家和人口众多而地理资源稀少 的国家的欢迎,并且演化成高层建筑必不可少的设备。
目前,垂直升降的电梯,尤其是用在高层建筑物内供人们上下以及运 输物品的电梯,其升降系统采用的仍然是缆提升系统,即电梯的顶部 固定有用以牵引电梯的钢缆,钢缆从电梯顶部引出向上穿过两个设置在 导架上部的滑轮,再向下连接到牵引上,升降时,用动电动机牵引 其升降。这种方式对钢缆、滑轮、滑轮支撑杆的要求很高,特别是对升 降高度较高的电梯。
因为从作用过程来看,上述器件是承重的最主要物件,钢缆要承受电 梯轿厢本身的重量以及轿厢所载乘客或者物品的重量,钢缆将所承载的 重量传递给滑轮,滑轮受力后,将力通过滑轮杆传递给导架,导架再将 力传到地面,除钢缆外,受力最突出的部分是滑轮和滑轮架,而且对轿 厢以及所载乘客或者物品重量的支撑点集中在滑轮与钢缆的微小的接触 面,力量很集中。
首先,对于钢缆,限于我们目前的制造技术,单位钢缆横截面承受的 拉力是有限的,钢缆又存在疲劳的问题。对于钢缆必须有一定的韧性和 足够的径向距离以保证其强度,通常的做法是采用一组钢缆组成的绳子。 高层建筑物内的电梯,开始上升时钢缆所承受的拉力最大,特别对于高 速电梯,虽然正常运转承受的拉力不是很大,但是其突然上升时所承受 的拉力远远大于正常时的拉力,这样必然要增加钢缆的数量以承受如此 大的拉力,带来的负面影响也很明显,就是大大增加钢缆组本身的重量, 增加了钢缆的负担,对于楼层很高的建筑物,往往钢缆的重量大于电梯 轿厢的重量。
同时,钢缆存在的老化问题仍然是一个很大的困难,它带来的后果有 两个:一是拉长钢缆,电梯要长时间频繁地使用,钢缆在使用一段时间 后,就会慢慢老化,其韧性降低,由于长期承重,钢缆受外力拉伸作用, 慢慢被拉长,导致电梯轿厢停留的楼层距离有误差,为了避免这种不必 要的误差和由此导致的意外事故,需要定期检测,除掉长出的钢缆,如 果除掉的钢缆达到一定长度,就必须更换钢缆以防止其韧性和强度降低 带来断裂的恶果。二是钢缆会发生断裂。钢缆老化后,其强度下降,承 载重量的能力下降,而钢缆绳由许多钢缆组成,每根钢缆由于本身的制 造特点以及材料构成不同,均有不同的使用寿命以及疲劳指数,存在着 差异,即使同一批材料制成的钢缆也存在这种问题,而且钢缆随着本身 部位的变化,其强度和韧性都有所变化,同时,不同钢缆之间、钢缆的 不同部位之间都会由于各种原因受力发生变化,钢缆使用时间过长,强 度和韧性稍微差一点的钢缆或者其某一部位就会发生无法承受重量而导 致的开裂,甚至断开的现象,如果有一根钢缆断开,其余钢缆受力情况 也随之变化,以至于会导致整个钢缆绳的断开,造成重大事故。钢缆太 长,事故发生部位不明确,也难以确定,解决办法只能是定期做全方面 的检查,如此以来,往往增加了维护和维修的成本。
其次,现有技术采用滑轮使钢缆做上下滑动,滑轮的受力点只有微小 弧形的接触面,作为一个支撑物,其所承重过于强大,容易损坏或者产 生打滑现象;滑轮将受力传递给滑轮支撑杆,同时,滑轮支撑杆也承受 同样的巨大压力,受力面相对单一,如果发生损坏,难以弥补,会产生 相当严重的意外事故。
再其次,上述电梯升降系统的动力由另外的电动机提供,当电动机出 现故障或者突然断电时,电梯失去动力,无法继续工作,势必将电梯内 的乘客困在电梯轿厢里面,无法行动,必须求助于轿厢外面的人抢救, 否则会给受困者带来危险,即使脱险也会产生精神伤害,万一电梯轿厢 停留在上下楼层之间,抢救工作就变得很困难。因此,必须随时关注上 述问题,这势必给电梯的维护以及维修工作增加了很多压力。
其次,电梯在安装时,也存在相当大的困难和危险。钢缆绳是升降电 梯的最主要配件,而钢缆绳的安装必须依靠导架,所以在安装钢缆绳之 前必须要搭好导架,而导架的安装必须用人力进行空中操作,给安装工 人带来空中操作的危险,同时,钢缆绳的安装需要将钢缆绳先穿过导架 的上部,再牵引下来,电梯的安装设置空间小,需要十分小心谨慎地进 行安装,否则沉重的钢缆绳会损伤其它设备,甚至会伤害到安装工人的 人身安全。
在此,维持电梯的正常运行,保障乘客的人身安全,必须对上述电梯 进行经常的维护和维修,虽然现在很多设备制造的可靠性很高,但是这 种结构带来的隐患时时存在,本着尊重人的生命安全的原则,必须给乘 客提供安全可靠的电梯乘坐环境,由此带来的人工、维修费用很高,需 要定期维修、检测,譬如新电梯一年检测一次,使用五年以上的电梯要6 个月甚至更短时间。这不仅带来使用成本的大幅度增加,而且影响了电 梯的日常使用,给乘客带来很多不便。
上述的电梯升降系统带来的缺点导致目前普遍使用的电梯经常发生 各种意外事故,像电梯突然坠落等。解决上述问题,无疑会给电梯带来 更好的安全措施,为电梯乘客的人身安全提供更可靠的保证。
所以,针对上述问题,能够提供更安全可靠的升降结构,对电梯、升 降机的安全以及发展将带来极大的改进。

发明内容

本发明的特点在于提供了一种更为安全可靠的能使电梯升降的螺旋 推进器,避免了钢缆绳升降电梯的结构带来的如钢缆老化、断裂以及滑 轮失衡、打滑等现象导致的安全问题。
本发明的另一个重要改进在于将重量的承受部位分散开,使之能够多 个部位承受电梯的重力。
本发明另一个重要的特点在于能够降低电梯尤其是高层电梯的生产 以及日常维护维修成本。
一种螺旋推进器,其特征在于它包括螺旋升降轮、与螺旋升降轮咬合 的多个咬合轮以及支撑咬合轮的多个固定轨道。其中:
螺旋升降轮为具有螺旋外齿转轮,固定在轿厢顶部,带动轿厢做上 下运动,并与咬合轮咬合;
咬合轮,可沿自身的轴向转动的圆锥台形转轮,沿电梯升降方向均匀 固定在多个固定轨道的适当位置,并与螺旋升降轮配合;其咬合面与螺 旋升降轮的外齿面接触配合为线状;
固定轨道平行设置在电梯的导架的竖向支撑架之间。
上述的这种结构使得本发明可以避免由钢缆升降带来的危险性,并且 将支撑点由单纯的滑轮部分支撑改进为分散的螺旋升降轮与咬合轮之间 的多个变动的支撑部位,降低了每个部件的承受压力和时间,相反地能 够增加它们的使用寿命,同时,部分部件的损坏或者丧失,并不能破坏 本发明整体的结构,螺旋升降轮不论上升到任何位置都有新的支撑部位 支撑,其安全性能大大提高。
上述的螺旋升降轮可以固定在电梯轿厢的底部。
螺旋升降轮至少设置一个,可以设置一个,从电梯轿厢的两侧与分布 在上述轿厢两侧固定轨道上的咬合轮咬合,这种设置会大幅度增加螺旋 升降轮的重量,除非有相当强度且足够轻的金属,或者电梯比较小,不 需要特别强大的动力牵引。一般情况下,可以采用两个、三个或者四个 螺旋升降轮,均匀分布在轿厢的顶部,每个螺旋升降轮单独与其对应的 咬合轮咬合。本发明还包括使多个螺旋升降轮同步运行的传动装置,该 传动装置采用现有的传动装置,例如链条传动、齿轮传动即可。
钢缆绳升降电梯是通过垂直运动的钢缆绳带动电梯轿厢升降,本发明 采用的是螺旋升降轮螺旋式运动致使电梯、升降机做上下运动,支撑部 位多而且随高度的变化而变化,降低了每个支撑部位承受的压力和时间, 增加了整个螺旋推进器能够的承受重量,提高了其安全性能。
附图说明
图1为本发明一种结构方式的结构示意图;
图2为本发明图1所示固定轨道的结构示意图;
图3为本发明另一种结构方式的结构示意图;
图4为本发明图3所示固定轨道的结构示意图;
图5为本发明另一种实施方式的固定轨道的结构示意图;
图6为本发明图3所示结构方式咬合轮与螺旋升降轮配合的结构示意 图;
图7为本发明一种结构方式的结构示意图;
图8为图7所示本发明固定轨道的结构示意图。

具体实施方式

图1、2所示,本发明包括螺旋升降轮120、传动装置(170、171)、 与螺旋升降轮120咬合的咬合轮140、螺旋升降轮120的限位架110以及 支撑咬合轮140的固定轨道130。其中:
螺旋升降轮120为具有螺旋外齿的转轮122,有两个,对称分布固定 在电梯轿厢180顶部的两边中间位置,牵引轿厢180做上下运动,并与 咬合轮140咬合;每个螺旋升降轮120的上端都固定有用以约束螺旋升 降轮以使其在升降中能够紧密配合咬合轮140的限位架110,限位架110 的另一端通过滑轴或者滚珠111滚动地卡于导架150的竖向支撑架151。
螺旋升降轮的外齿122至少有两个,以便于咬合与之配合的咬合轮 140,同时,也避免单个咬合轮140损坏导致的不利影响;在符合目前的 安全性能和升降速度的前提下,三个或者四个外齿122是比较合适的。
传动装置,为齿轮传动装置171,由电机170带动,连接固定轿厢180 上的两个螺旋升降轮120,连接于两个螺旋升降轮的轮轴121,并使之同 步运行;
咬合轮140,可沿自身的轴向转动的圆锥台形转轮,沿电梯导架150 的竖向支撑架151均匀固定在固定轨道130的中间,并向轿厢180的方 向伸出,与螺旋升降轮120配合,其咬合面与螺旋升降轮120的外齿面 接触配合为线状,且咬合轮130圆锥的顶点与螺旋升降轮外齿122的接 触面的中心一致。
固定轨道130设置在电梯的导架150之间,即固定于导架150的竖向 支撑架151之间,其中间位置用咬合轮轴141固定有咬合轮140。
图1所示,因螺旋升降轮120的外齿122是螺旋形式的,与之配合的 咬合轮140是圆锥台形,设置在固定轨道130的中间部位,且咬合轮140 的锥形顶点与螺旋升降轮外齿122的螺旋中心点一致。
这样咬合轮在咬合转动过程中,因咬合面是非平的,其承受重量有 分散的可能,而且上述力的分散能够推动其转动,使得本推进器停止升 降后再启动时,启动的阻力较小。
再如图2所示,固定轨道130有多个,沿导架150上下均匀地水平设 置在导架的竖向支撑架151之间。
在另一种可行的实施方式中,上述的螺旋升降轮120也可以固定在电 梯轿厢180的底部,其与轿厢180的固定连接方式可以采用与上述固定 在电梯轿厢顶部相同的方式,其它相应的咬合轮140、传动装置以及固定 轨道130的设置也与上述的描述一致。
螺旋升降轮120可以设置一个,从电梯轿厢180顶部的两侧或者四侧 与分布在上述轿厢两侧固定轨道130上的咬合轮140咬合,这种设置会 大幅度增加螺旋升降轮120的重量,除非有相当强度且足够轻的金属, 一般情况下,可以采用两个或者三个螺旋升降轮120,每个单独与其对于 的咬合轮140咬合,当然这又产生了不同螺旋升降轮之间的同步运行问 题,实际制造中,比较好的一种方式是采用两个螺旋升降轮120,如图1 所示。螺旋升降轮120之间采用链条或者类似的方式连接,例如三齿轮 传动的方式以使螺旋升降轮同步运行,图1所示采用的是三齿轮传动的 方式。
停止运行时,只需用液压制动器160带动制动杆161定螺旋升降轮 120的轮轴121即可。如图1所示。
图3所示为三个螺旋升降轮的结构方式。该实施方式包括有螺旋升降 轮220、咬合轮240、传动装置(270、271),螺旋升降轮220分别位于 轿厢280顶部的后部和两端,其结构与图1所示的基本一致。三个螺旋 升降轮220的同步运行问题可以采用三套连动的齿轮解决,所述的三套 齿轮之间互相咬合,并与螺旋升降轮同步运转;比较简单的方式是直接 用电机270带动的链条271固定于带动螺旋升降轮运转的轮轴221,链条 271位于螺旋升降轮220与轿厢280之间,螺旋升降轮220上升或者下降 的同时,所述的链条271也使之同步运转,互相配合,使三个螺旋升降 轮220同步运行,如图3所示。
同样,图3所示中每个螺旋升降轮220的上端都固定有用以约束螺旋 升降轮以使其在升降中能够紧密配合咬合轮的限位架210,限位架的另一 端通过滚珠211滚动卡于导架250的竖向支撑架251。
一般情况下,螺旋升降轮外齿222的底面边缘与水平线呈小于30度 的夹,实际制造时,如图6所示,可以采用将螺旋升降轮外齿222的 底面沿水平线切掉一部分,切除部分只在螺旋升降轮220与咬合轮240 接触面切除,只要不影响上述螺旋升降轮外齿220的支撑作用即可,同 时,咬合轮240接触面的圆锥台斜边必须能与螺旋升降轮外齿222的接 触面重合,且咬合轮240锥形顶点与切除后形成的接触面的中心一致, 即必须保证二者接触重合部分在转动时有相同的线速度,才能达到顺利 地升降效果,如图6所示。
固定轨道230有多个,沿导架250上下均匀地设置在导架250的竖向 支撑架251之间,并与螺旋升降轮的外齿222的螺旋角度采用一致倾斜 角度地倾斜设置在导架250之间,如图4所示。固定轨道230从咬合轮 240的两端通过咬合轮轮轴241支撑咬合轮240,以增加对咬合轮240的 支撑强度。
再如图5所示,对于一个单独的固定轨道230,可以设置多个咬合轮 240,固定轨道240采用上述的倾斜设置,其倾斜的角度与螺旋升降轮外 齿222的倾斜角度相同,固定轨道230并呈与螺旋升降轮外齿222螺旋 线相同的圆弧形状,或者直线状,与螺旋升降轮220对应,使其通过咬 合轮轴241固定的咬合轮240能够完美地与螺旋升降轮配合。
当然,对于水平设置的固定轨道也可以采用多个咬合轮,采取类似图 1所示的方式,区别在于同一侧每个咬合轮必须对应一个螺旋升降轮,这 些同侧的螺旋升降轮都被同一个限位架约束,受轿厢同一侧空间的限制 比较好的方式是轿厢的同一侧设置的螺旋升降轮不能超过两个。
另一种可以实现的方式是固定轨道330纵向设置在导架350间,如图 7、8所示,同时,为了加强导架对固定轨道330的支撑,固定轨道330 一方面固定支撑并伸出咬合轮340,另一方面则被固定于支撑架351上起 支撑作用的横杆352支撑,横杆352最好支撑在固定轨道330的中央或 者设置有咬合轮的部位,固定轨道330固定的咬合轮340水平轴向向轿 厢380伸出。
图7中,其它各部分机构,螺旋升降轮320、限位架310、滚珠311、 咬合轮340、液压制动器360、制动杆361以及传动装置(370、371)都与 图1所示一致,所以在标示时将图1中的标号字头“1”改为“3”,所不 同的是固定轨道的形式发生变化。
从图8中,可以明确地显示出固定轨道330的延伸及固定形式,它与 导架350的竖向支撑架351平行伸展,贯穿于整个导架350,且被多个横 杆352固定于支撑架351。固定轨道330通过咬合轮轮轴341向螺旋升降 轮320的方向支撑并伸出咬合轮340。
类似的固定轨道也可以设置在具有一定倾斜角度的升降系统中,螺旋 升降轮也与之对应倾斜设置,只在对应固定轨道的一侧设置,与咬合轮 配合,为了增加升降的安全性能和稳定性能,可以在同一侧设置两个螺 旋升降轮,其它器件做相应的改动即可。
单个螺旋升降轮升降时,可以采用外转子螺旋电机将其结构简化,即 外转子螺旋电机的外壳为齿轮,与上述的咬合轮配合,电机直接带动外 壳的齿轮转动,电机固定在轿厢上,并与咬合轮配合,做上下运动。咬 合轮可以制成只位于轿厢一侧的形式,另一侧则设置与上述齿轮对应的 轨道,外齿与咬合轮只在一侧咬合即可。
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