专利名称：一种基于空气消能的电梯轿厢安全降落装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电梯救生装置，具体涉及一种基于空气消能的电梯轿厢安全降落装置。
背景技术：
随高层建筑物的数量和高度增长，其安全问题已成全球性热点，尤其是遭遇火灾、地震等突发灾难时，内部人员的逃生问题。作为现代高层建筑物的必备运输工具，电梯(尤指垂直升降式电梯)的逃生技术是高层建筑物安全问题的瓶颈和突破口之所在。垂直升降式电梯通常是利用电机直接控制驱动轮，驱动电梯轿厢升降索而达到升降电梯的目的。高层建筑物发生火灾时，受电梯安全性制约和传统观念束缚，担心电梯电机断电，使轿厢在电梯井内卡死，无法自主逃生，人们主动放弃高效、快捷的电梯逃生，选择疏散楼梯逃生，受有毒烟雾和火焰影响，逃生效率十分有限，且易造成拥挤踩踏事件，最终错过火灾初期的“黄金逃生时期”，造成重大人员伤亡和财产损失。为此，人们研究出多种逃生器材或方法，大致可分为个体逃生和群体逃生两类:
1、个体逃生，即利用安全绳索、箱体等小型设备将遇险人员从高层建筑物火灾现场缓降到地面的方法，适合于个别或小部分人员逃生。以曹守合等发明“家用高楼救生装置”(专利号:ZL200820226809.6)为例，要求长期准备特定的逃生器材，普及率要求太高，且此类逃生器材操作步骤繁多，甚至需要特定的训练，达不到针对大众(包括老人和小孩)的安全快捷逃生目的，造成逃生效率低。2、群体逃生，即以现有电梯系统为基础，利用手动或储备电力作动，解除电梯刹车脱困和控制电梯下降速度着陆，达到逃生目的。控制电梯下降速度有摩擦和液压两种方法，摩擦限速装置会因摩擦热量过大或磨损严重等因素而破坏，使限速失效造成危险，如王秋楠发明的“电梯升降索的安全防护及逃生驱动装置”(专利号:ZL200510085073.6)等；受液压缸行程限制，液压限速装置只能实现短距离的电梯缓降目标，如陈永欣发明的“电梯的辅助收放逃生装置”(专利号:ZL01227361.9)。此类逃生方法(或装置)对电梯电机、驱动轮、电梯井和电源等因素有很强的依赖性。此外，现普遍安置于电梯轿厢与升降滑轨间的安全刹车器，仅用于防止电梯升降失速或瞬间超载而出现坠落情形，该刹车器一旦启动，会把电梯轿厢卡死在电梯井内，内部乘员无法逃生，长时间忍受高温、浓烟、粉尘等伤害和心理恐惧。现有电梯运行系统尚无有效可靠的自备逃生装置，出现火灾、地震等突发情况时，只能停止工作，伤失逃生时机。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提出一种基于空气消能的电梯轿厢安全降落装置，利用压缩空气和抽真空的方法消耗电梯轿厢势能，迫使电梯轿厢安全可靠地降至底楼，确保轿厢内乘员的生命安全，且要求操作简单、方便、可靠。技术方案:为解决上述技术问题，本发明的一种基于空气消能的电梯轿厢安全降落装置，包括电梯井、设置在电梯井上的电机、位于电机上的拖曳索，所述拖曳索一端连接索厢连接支架，另一端连接配重，所述索厢连接支架设有轿厢自由下落运动变换机构，所述轿厢自由下落运动变换机构与空气消能机构连接，索厢连接支架下方设有电梯轿厢，索厢连接支架与轿厢之间设有轿厢拖曳索脱离机构，所述索厢连接支架设有凸起，电梯轿厢设有与凸起配合的凹槽。作为优选，所述轿厢拖曳索脱离机构包括脱离销、脱离牵引绳、定轴滑轮和脱离转盘，所述脱离转盘位于电梯轿厢里，所述定轴滑轮位于电梯轿厢顶部，电梯轿厢顶部设有孔，脱离牵引绳一端连接脱离牵引绳，另一端通过定轴滑轮与脱离销连接。电梯轿厢拖曳索被卡死时，扳动脱离扳手，使轿厢及时脱离拖曳索，靠重力自由下落。作为优选，所述脱离销有四个，四个脱离销两两对称分布，脱离销贯穿索厢连接支架的凸起和电梯轿厢顶部的凹槽。脱离销通过牵引绳绷紧后固连于对面的电梯轿厢顶部凹槽内侧。作为优选，所述轿厢自由下落运动变换机构包括安全索、滚筒和回转轴，所述滚筒位于回转轴上，安全索缠绕在滚筒上，安全索一端通过螺栓与电梯轿厢连接。电梯轿厢与拖曳索分离后，索厢连接支架保持不动，轿厢拉动安全逃生索自由下落，驱动储索轮旋转，将轿厢自由下落运动转化成定轴旋转运动，把轿厢重力势能转换为动能，输入空气消能机构。作为优选，所述滚筒为两个，两个滚筒分别位于空气消能机构两侧，每个滚筒上分别缠绕有安全索。作为优选，所述空气消能机构包括消能气缸、位于消能气缸内的活塞、与活塞连接的连杆，所述消能气缸上设有曲轴，曲轴中部与连杆连接，曲轴两边安装有排气阀控制凸轮和进气阀控制凸轮，所述排气阀控制凸轮与排气阀导杆连接，所述进气阀控制凸轮与进气阀导杆连接，消能气缸设有供活塞往复运动的气缸孔及其进排气通道，排气阀导杆和进气阀导杆都设有通气孔。活塞通过活塞销固定在连杆上。凸轮、导杆与气缸上进排气通道组成常态关闭的进排气控制阀。带凸轮的曲轴旋转运动时，一方面通过连杆驱动活塞在气缸内作往复运动，产生压缩空气和抽真空两操作，使曲轴旋转动能转化为空气内能；另一方面通过凸轮驱动导杆在进排气通道的导向孔内往复运动，使活塞运动至气缸最里端和最外端时开启进排气控制阀，释放气缸内被压缩空气或补充气缸内被抽取真空，消耗空气内能，间接消耗电梯轿厢重力势能，进而控制电梯轿厢自由下落速度，以实现安全降落。有益效果:本发明的一种基于空气消能的电梯轿厢安全降落装置，利用储索滚筒式轿厢自由下落运动变换机构，将电梯轿厢自由下落运动转化为气缸体内活塞往复压缩空气的运动，实现重力势能向空气内能的转化，并释放消耗，进而实现高层建筑用垂直升降式电梯轿厢安全降落。本发明与现有技术相比，具有显著优点:
(1)采用纯机械式结构与工作原理，装置结构简单可靠，仅依靠电梯轿厢的重力势能引起的自由下落运动，不需要任何额外的动力，是一种无源安全装置，尤其适用于地震、火灾等突发灾难引起的电梯拖曳电机断电或卡死情况；
(2)在高层建筑主体结构没有破坏情况下，始终能够保持垂直升降式电梯轿厢及内部乘员安全降至底楼，可改变人们现有逃生观念，抓住地震、火灾等突发灾难的最初逃生时机，大幅提高电梯在逃生中的效率与作用；
(3)以普通空气为工作介质，电梯轿厢安全降落可靠性高，不受地域、季节限制，绿色环保，后期维护成本低廉。
图1为本发明的总体布置 图2为图1中电梯轿箱拖曳索脱离机构结构放大示意 图3为图2中电梯轿箱拖曳索脱离机构的A-A局部放大示意 图4为图1中空气消能机构的结构放大示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作更进一步的说明。如图1所示，本发明的一种基于空气消能的电梯轿厢9安全降落装置，包括电梯井
1、设置在电梯井I上的电机2、位于电机2上的拖曳索3，所述拖曳索3 —端连接索厢连接支架5，另一端连接配重4，所述索厢连接支架5设有轿厢自由下落运动变换机构6，所述轿厢自由下落运动变换机构6与空气消能机构8连接，索厢连接支架5下方设有电梯轿厢9，索厢连接支架5与电梯轿厢9之间设有轿厢拖曳索脱离机构7，所述索厢连接支架5设有凸起51，电梯轿厢9设有与凸起51配合的凹槽92。本实施例中，索厢连接支架5和轿厢拖曳索脱离机构7保证电梯轿厢9与拖曳索3保持常态固连，在电梯牵引电机2驱动下作升降运动；当电梯停电或牵引电机2卡死时，电梯轿厢9悬挂在高空电梯井I内，可通过电梯轿厢9内部的脱离转盘74实现电梯轿厢9与拖曳索3自动分离，使电梯轿厢9自由下落。如图2所示，所述轿厢自由下落运动变换机构6包括安全索62、滚筒63和回转轴61，所述滚筒63位于回转轴61上，安全索62 —端缠绕在滚筒63上，安全索62另一端通过螺栓与电梯轿厢9连接，所述滚筒63为两个，两个滚筒63分别位于空气消能机构两侧，每个滚筒63上分别缠绕有安全索62。当电梯轿厢9与拖曳索3分离后，索厢连接支架5悬挂于电梯井I内，轿厢9自由下落，通过安全索62拉动滚筒63与回转轴61旋转，将电梯轿厢9自由下落运动变换为滚筒63与回转轴61的定轴回转运动，并传入空气消能机构8，实现了重力势能向动能的转化。所述空气消能机构8固连于索厢连接支架5，以空气为工作介质，将轿厢自由下落运动变换机构6传入的动能转化为空气内能后释放消耗，从而减小电梯轿厢9自由下落速度，实现安全可靠地降落至底楼。如图3所示，轿厢拖曳索脱离机构7包括脱离销71、脱离牵引绳72、定轴滑轮73和脱离转盘74，所述脱离转盘74位于电梯轿厢9里，所述定轴滑轮73位于电梯轿厢9顶部，电梯轿厢9顶部设有孔，脱离牵引绳72 —端连接脱离牵引绳72，另一端通过定轴滑轮73与脱离销71连接，所述脱离销71有四个，四个脱离销71两两对称分布，脱离销71贯穿索厢连接支架5的凸起51和电梯轿厢9顶部的凹槽92。脱离销71贯穿于电梯轿厢顶部91的凹槽92与索厢连接支架5的凸起51，分别通过牵引绳72绷紧后固连于对面的电梯轿厢顶部凹槽92内侧，旋转电梯轿厢9内部的脱离转盘74时，脱离销71的牵引绳72将产生很大的拉力和位移，拉动脱离销71，使索厢连接支架5与电梯轿厢9自动分离。脱离销71应具有恰当的长度和足够的抗弯强度，以确保电梯轿厢9与拖曳索3能可靠脱离，同时防止脱离销71弯曲而无法拉动。
如图4所示，所述空气消能机构8包括消能气缸81、位于消能气缸81内的活塞85、与活塞85连接的连杆83，所述消能气缸81上设有曲轴82，曲轴82中部与连杆83连接，曲轴82两边安装有排气阀控制凸轮88和进气阀控制凸轮89，所述排气阀控制凸轮88与排气阀导杆87连接，所述进气阀控制凸轮89与进气阀导杆86连接，消能气缸81活塞85设有活塞85往复运动的气缸孔及其进排气通道，排气阀导杆87和进气阀导杆86都设有通气孔，活塞85通过活塞85销84固定在连杆83上。在本发明中，当电梯停电或电机2卡死时，转动电梯轿厢9里的脱离转盘74，由于脱离牵引绳72 —端缠绕在脱离转盘74上，脱离转盘74转动带动脱离牵引绳72转动，脱离牵引绳72绕定轴滑轮73带动脱离销71运动，脱离牵引绳72将产生很大的拉力和位移，脱离销71被脱离牵引绳72从凹槽92拔出来，使得索厢连接支架5与电梯轿厢9分离，电梯轿厢9下落，电梯轿厢9下落带动安全索62运动，安全索62缠绕在滚筒63上，带动滚筒63转动，滚筒63转动带动回转轴61转动，由于回转轴61与曲轴82相连，回转轴61的转动带动曲轴82同步转动，曲轴82转动带动连杆83的运动，从而带动活塞85上下运动，所述活塞85在密闭的气缸内Pl至P2之间作往复运动，当活塞85由Pl运动至P2时，消耗曲轴82动能压缩空气；反之，活塞85由P2运动至Pl时，消耗曲轴82动能对气缸进行抽真空，使曲轴82回转动能转化为空气内能。当活塞85运动至Pl位置时，进气阀导杆86在进气阀控制凸轮89驱动下打开气缸孔的进气通道，补充气缸内真空；当活塞85运动至P2位置时，排气阀导杆87在排气阀控制凸轮88驱动下打开气缸孔的排气通道，释放气缸内高压气体，从而将电梯轿厢9自由下落的重力势能转化而来的空气内能消耗，达到控制电梯轿厢9自由下落速度的目的。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种基于空气消能的电梯轿厢安全降落装置，其特征在于:包括电梯井(I)、设置在电梯井(I)上的电机(2)、位于电机(2)上的拖曳索(3)，所述拖曳索(3) —端连接索厢连接支架(5)，另一端连接配重(4)，所述索厢连接支架(5)设有轿厢自由下落运动变换机构(6),所述轿厢自由下落运动变换机构(6)与空气消能机构(8)连接，索厢连接支架(5)下方设有电梯轿厢(9)，索厢连接支架(5)与电梯轿厢(9)之间设有轿厢拖曳索脱离机构(7)，所述索厢连接支架(5)设有凸起(51)，电梯轿厢(9)设有与凸起(51)配合的凹槽(92)。
2.根据权利要求1所述的基于空气消能的电梯轿厢安全降落装置，其特征在于:所述轿厢拖曳索脱离机构(7)包括脱离销(71)、脱离牵引绳(72)、定轴滑轮(73)和脱离转盘(74)，所述脱离转盘(74)位于电梯轿厢(9)里，所述定轴滑轮(73)位于电梯轿厢(9)顶部，电梯轿厢(9)顶部设有孔，脱离牵引绳(72)—端连接脱离转盘(74)，另一端通过定轴滑轮(73)与脱离销(71)连接。
3.根据权利要求2所述的基于空气消能的电梯轿厢安全降落装置，其特征在于:所述脱离销(71)有四个，四个脱离销(71)两两对称分布，脱离销(71)贯穿索厢连接支架(5)的凸起(51)和电梯轿厢(9)顶部的凹槽(92)，脱离销(71)通过牵引绳(72)绷紧后固连于对面的电梯轿厢顶部凹槽(92)内侧。
4.根据权利要求1所述的基于空气消能的电梯轿厢安全降落装置，其特征在于:所述轿厢自由下落运动变换机构(6)包括安全索(62)、滚筒(63)和回转轴(61)，所述滚筒(63)位于回转轴(61)上，安全索(62)缠绕在滚筒(63)上，安全索(62) —端通过螺栓与电梯轿厢(9)连接。
5.根据权利要求4所述的基于空气消能的电梯轿厢安全降落装置，其特征在于:所述滚筒(63)为两个，两个滚筒(63)分别位于空气消能机构(8)两侧，每个滚筒(63)上分别缠绕有安全索(62)。
6.根据权利要求1所述的基于空气消能的电梯轿厢安全降落装置，其特征在于:所述空气消能机构(8 )包括消能气缸(81)、位于消能气缸(81)内的活塞(85 )、与活塞(85 )连接的连杆(83)，所述消能气缸(81)上设有曲轴(82)，曲轴(82)中部与连杆(83)连接，曲轴(82)两边安装有排气阀控制凸轮(88)和进气阀控制凸轮(89)，所述排气阀控制凸轮(88)与排气阀导杆(87 )连接，所述进气阀控制凸轮(89 )与进气阀导杆(86 )连接，消能气缸(81)设有供活塞(85)往复运动的气缸孔及其进排气通道，排气阀导杆(87)和进气阀导杆(86)都设有通气孔。
全文摘要
本发明公开了一种基于空气消能的电梯轿厢安全降落装置，包括电梯井、设置在电梯井上的电机、位于电机上的拖曳索，拖曳索一端连接索厢连接支架，另一端连接配重，索厢连接支架设有轿厢自由下落运动变换机构，轿厢自由下落运动变换机构与空气消能机构连接，索厢连接支架下方设有电梯轿厢，索厢连接支架与轿厢之间设有轿厢拖曳索脱离机构，索厢连接支架设有凸起，电梯轿厢设有与凸起配合的凹槽。本发明利用储索滚筒式轿厢自由下落运动变换机构，将电梯轿厢自由下落运动转化为气缸体内活塞往复压缩空气的运动，实现重力势能向空气内能的转化，并释放消耗，进而电梯轿厢安全降落，确保轿厢内乘员的生命安全，并且操作简单、方便、可靠。
文档编号B66B5/02GK103121612SQ20131008321
公开日2013年5月29日 申请日期2013年3月15日 优先权日2013年3月15日
发明者田桂中, 李滨城, 周宏根, 李磊, 王淑妍 申请人:江苏科技大学