专利名称：高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及火灾避难逃生疏散装置，特别是涉及一种用于高层建筑内的家庭居室、办公室及宾馆客房的人员火灾时避难逃生疏散用的高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统。
背景技术：
进入二十一世纪以来，世界各国的工业化、城市化进程进一步加快，导致城市中的高层建筑大量增加。高层建筑中人群密集，楼层高度不断增高，并大量使用着各种电器设备、化学燃料及化工材料，导致高层建筑火灾频发，并使得消防灭火、救生、逃生疏散的难度不断加大。高层建筑火灾事故的不断发生已成危害人类社会公共安全的世界性难题。与高层建筑的迅速发展相比，消防救援技术和逃生疏散设备发展却严重滞后，因而无法有效地解决高层建筑火灾的逃生疏散难题。现有高层建筑火灾的避难逃生疏散的设备主要包括1、避难层高层建筑安全设计防火规范要求，每隔15层设置一层避难层，供火灾被困人员逃生避难使用。避难层的缺点在于，火灾时全家迁移至避难层本身就是一件艰难的事情，要走楼梯，可能遇到烟火围堵；即使进入了避难层，问题并没有根本解决，还可能遭受特大烟火袭击；避难层通常没有逃生疏散设备，只能临时躲避，不能逃，只能等待救援，时间久的话， 可能发生火灾蔓延大楼倒塌的危险；即使这样的避难层，当前修建和使用还不普遍；2，疏散楼梯。这是最古老的，但也是当前仍在使用的高层建筑火灾逃生疏散的基本设施。其严重缺陷在于，它是自高层建筑底部直通楼顶，自身形成楼梯井，具有很强的烟@效应，很容易被烟火充满并导致火灾沿楼梯向上下漫延，阻断人群逃生路径。即使不被烟火封锁，人群步行向下逃生疏散速度十分缓慢，约每分钟下一层楼，如果是60层大楼则需约60分钟，而火灾的蔓延扩大只需要10-15分钟；另外，老弱病残人群将难以承受其逃生疏散的艰难。还有，消防人员携带消防工具逆向上行，与逃生疏散人群发生对撞；愈向下走，楼梯愈加拥挤， 甚至发生踩踏事故。因此这种设施并不是可靠高效的逃生疏散通道。大部分高楼火灾的逃生难题和伤亡惨剧都与它的不可靠有关。3、普通电梯。其严重缺陷在于，它建在电梯竖井中，具有严重的烟囱效应，易被烟火窜烧损坏而不能运行。此外，电梯运行的供电系统极易遇火而停电，通常在火灾发生后电梯会立即停止运行，这已成为世界各国惯例。即使有些电梯在火灾初起时可以用来疏散被火灾围困人员，但是，这时电梯受到各种因素的制约，还是不能作为火灾逃生的可靠通道。4、消防云梯车，又名举高车。其缺陷在于，它集中存放于消防部门，从接到火警报告直到到达火灾现场通常要10 20分钟，无法实现在火灾初起时就开始救援逃生，易于失去人员救生逃生的最佳时机。其次，消防云梯车高度有限，只有50 75米，而75米的消防云梯车尚不普及；即使是在发达国家，100米的消防云梯车也不多见，而现代高层建筑的高度在100米以上的已很普遍，400米的百层高楼也在兴建和使用；另外，消防云梯车还受到火灾建筑物旁边的道路、场地等限制，其抗风能力也很弱，5级以上的风则停止使用，否则容易被刮倒而引起倒塌事故。5，救生缓降器，它的缺点也很明显和严重；各种缓降器的基本原理为离心限速器， 多数无控速装置，在下落途中遇障碍物及到达地面时不能减速，容易产生使用安全问题；救生缓降器的运行速度普遍很低，约为1米/秒，因此，它难以用于100米以上高层楼房。少数缓降器设有手控装置，但需乘用人员具有较高的操控能力；加之乘载装置简单，多数由窗台降落，造成乘用者具有恐惧感，恐高感，不适合逃生者半数以上的老弱病残及妇女儿童的弱势群体使用。因此这类逃生设备也主要适合低楼层、慢速、体格强健的个体使用，难以承担各种高层建筑的快速高效安全的救生逃生任务。如上所述，迄今为止，仍然没有针对高层建筑火灾的高效、可靠、安全的逃生疏散设备面世，使得高层建筑火灾的人员逃生疏散成为世界性难题。
发明内容本发明旨在解决上述难题，而提供一种集安全、快速、不受楼层高度限制，易于操控，便于高层建筑内的全体人员在火灾发生后第一时间快速安全逃生疏散的高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统。本发明目的是这样实现的高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统，其特征在于其包括一组安装在高层建筑大楼上、下同一直线上各层家庭居室或办公室内的逃生电梯子系统，至少一付共用的墙面限位导轨及中央电脑指挥调度系统；所述的逃生电梯子系统包括一个避难逃生电梯间，其设置在高层建筑每一层或层以上的每一单元或每一住户室内，及一个逃生电梯主机，其配置于所述的每个避难逃生电梯间内，并由蓄电池供电，及一套控制装置，其设置于所述避难逃生电梯间和逃生电梯主机内；所述的逃生电梯主机包括电梯厢、驾驶控制装置及地面行走机构；所述驾驶控制装置设于电梯厢内前部，地面行走机构设于电梯厢下部；所述的驾驶控制装置包括空中下落控制单元和地面行走控制单元，所述的地面行走控制单元包括驾驶方向盘、开行速度调整按键及制动器脚踏板；所述地面行走机构包括后轮驱动装置、后轮制动装置及前轮转向装置；所述后轮驱动装置包括后轮轴，用于支承后轮轴的一对轴承座，及分别装在后轮轴两端的一对后轮， 及与所述轴承座固接的一对阻尼缓冲器，及驱动后轮轴转动的驱动齿轮组，及与驱动齿轮组连接的第三直流减速电机。如上所述的高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统，其特征在于所述的后轮制动装置包括制动盘、及对称设置于制动盘外部的制动片，及与制动片相连接的制动臂，及装在制动臂上的制动臂调节螺杆和弹簧；在两个制动臂的上端连接有制动拉线和制动拉线套管， 该制动拉线另一端与装在驾驶方向盘下方的制动器脚踏板固接；如上所述的高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统，其特征在于所述的前轮转向装置包括一对装在前轮架上的前轮，及装在前轮架上部的阻尼器，及与阻尼器连接的支架及转向轴，及与转向轴可转动连接并可水平移动的转向联杆，及装在转向轴上端的导轨，及与导轨连接的连接块及与连接块连接的链轮链条组件，如上所述的高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统，其特征在于所述的链轮链条组件还与驾驶方向盘相连接；所述链轮链条组件包括设于连接块上部的底座，及与所述支架连接的链轮支承架，及装在链轮支承架上的第一链轮组和第二链轮组，及装在第一链轮组上的第一链条，和装在第二链轮组上的第二链条。如上所述的高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统，其特征在于所述电梯厢包括骨架、装在骨架上的面板和侧门、主机房及水平隔板，所述骨架为矩形框架，其内由水平隔板分隔成上部的载客箱和下部的主机房，在主机房内设有下降机组，驾驶控制装置设置在载客箱的内前壁上。如上所述的高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统，其特征在于所述的空中下落控制单元包括闭路电视显示器、摄像头、下落高度速度显示器、下落速度调整按键、下落紧急手动制动钳、下落和落地指示灯，所述摄像头分别装在载客箱顶部及主机房侧面。如上所述的高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统，其特征在于所述下降机组固定在主机房的底板上，其与设于避难逃生电梯间内主机架的回绳卷筒通过钢丝绳相连接；所述下降机组包括钢丝绳卷筒、第一齿轮、中间齿轮、第三齿轮、手动制动器、离心限速器、光电测速传感器、磁粉制动器、冷却风扇及断绳装置；所述钢丝绳卷筒通过第一轮轴可转动地安装在固定于下降机组底座上的支架上，钢丝绳卷筒上卷绕有供逃生电梯主机下降用的钢丝绳，钢丝绳的另一端穿过逃生电梯主机骨架上的导绳管，并经所述主机架的导绳定滑轮与回绳卷筒固接，第一齿轮装在所述第一轮轴的端部，与第一齿轮啮合的中间齿轮装在支承于支架上的中间轮轴上，与中间齿轮啮合的第三齿轮装在支承于支架上的第二轮轴上， 在第二轮轴上装有离心限速器、测速传感器、手动制动器、磁粉制动器及冷却风扇；所述断绳装置包括第四直流减速电机，齿条，切割机支架和直流电动切割机，用于检测切割后钢丝绳是否断开的光电断绳检测器，对钢丝绳的切割部位进行限位和提供张力的断绳限位器及断绳后断开切割机电源用的行程开关。如上所述的高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统，其特征在于所述的墙面限位导轨由两条横截面为“F”型的加长的钢制导轨相对安装在一墙面的浅槽内侧而构成；限位导轨的口部有一对限位槽，当电梯厢被推出，限位滚轮与限位槽接触，推动限位滚轮的电磁铁动作，四只限位滚轮同时进入墙面限位导轨的限位槽中，电梯厢即被限位导轨限定，接着电梯厢开始下落。如上所述的高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统，其特征在于所述高层建筑火灾逃生电梯系统的控制装置由大楼中央电脑控制系统和全大楼所有逃生电梯子系统的微电脑控制装置共同组成；其中中央电脑控制系统内设有多台控制电脑及一组多路无线通讯模块接口，分别与各逃生电梯子系统控制装置的无线通讯模块对应连通，实现中央电脑控制系统对所有逃生电梯子系统的控制和统一指挥调度。如上所述的高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统，其特征在于所述控制装置包括主CPU、第一无线通信模块、第二无线通信模块，第三无线通信模块及副CPU，其中，第一无线通信模块和第三无线通信模块直接与主CPU相连，设于逃生电梯主机内，第一无线通信模块设于副CPU旁边，第一无线通信模块和第一无线通信模块实现主副CPU的无线互联通信；第三无线通信模块与中央控制电脑的多路无线通信模块实现无线互联通信，使该台逃生电梯接受中央控制电脑的统一指挥和控制；主CPU设于驾驶控制装置内，并分别与第一无线通信模块和第三无线通信模块，磁粉制动器、第三直流减速电机、第四直流减速电机、 直流电动切割机电连接；主CPU还分别与光电断绳检测器、光电测速传感器、及触地开关， 下降请求按键，下降速度调整按键，地面行进速度调整按键电连接；副CPU固定在避难逃生电梯间内的滑移导轨上，其分别与第二无线通信模块、逃生门以及主机架的第一直流减速电机、第二直流减速电机连接，并与主CPU之间通过无线通信模块进行无线通信。本发明的贡献在于，它有效克服了现有高层建筑火灾避难逃生疏散设备的种种弊端，与现有技术相比，本发明的高层建筑火灾高速逃生电梯系统具有如下显著特点一.超强的逃生疏散能力。一台逃生电梯一次可搭载3 10 口人的一个家庭、 5-10人的一个办公室小团队或一个宾馆客房的住客；一副墙面限位导轨可配用100台逃生电梯，可在10分钟内将1000人疏散到安全地点，10副导轨可在10分钟内将100层的超高层建筑10000人疏散到安全地点。二，安全性能高，可有效保护火灾被困人员的生命安全。一旦发生火灾，被困人员只要很快进入逃生电梯，即可免受火灾伤害，生命安全受到保护。逃生电梯可防撞、防风、防水、防火、防烟，具有完整生命安全保障功能；该逃生电梯实行空地联运，人员中途不用下电梯，避免火灾伤害；该逃生电梯系统为火灾被困人员提供了避难及逃生疏散全过程的高质量的安全保护，大大降低人员伤亡。三、技术含量高，是高科技逃生疏散装备，采用电脑管理控制逃生疏散进程，不用赶羊下山式的散装慢速逃生疏散，而是在家中或办公室中的避难间内将逃生疏散人员装入集装箱式的逃生电梯内，全大楼的逃生电梯组成统一的逃生电梯系统，再用电脑控制全大楼逃生电梯系统的快速运行，极大地提高了逃生疏散的效率和安全性。四，是一种户户通系统，可以高密度配置在高层建筑的每个家庭、办公室、宾馆客房中，使得高层建筑中的每个人都拥有避难逃生设备使用权，都可就近进入避难逃生电梯间和逃生电梯内，不必费力寻找，可实现火灾发生后第一时间全员快速安全避难逃生；五，实现了空地联运，一次安全逃生到位；逃生电梯到达地面后能自动切断连接主机的钢丝绳，实现地面行走人工驾驶，迅速驶离发生火灾的建筑，到达安全地点，确保逃生疏散人员的生命安全；六、便于发挥家庭、办公室小团队等的凝聚力和组织优势，保障老弱病残、妇女儿童等弱势群体的逃生疏散；七，运行速度高，可达每秒5米，与高速电梯速度相同，即每秒钟可下降一层楼，60 层的高楼只需一分钟即可到达地面，便于逃生者快速逃生；八、乘用方便舒适，不用套安全带，直接上逃生电梯；九、通过自备蓄电池供电，不受火灾停电的影响。基于上述诸多优点，本发明的高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统将为高层建筑火灾人员的逃生疏散难题提供优良的解决方案。
图IAl为大楼逃生电梯系统总体立体示意图；图1A2为一付逃生电梯系统示意图；图1A3为一付墙面限位导轨立体示意图；图IB为未使用状态示意图；图IC为使用状态示意图；图2A为逃生电梯主机立体示意图，图2B为主机骨架立体示意图，图2C1为主机房前面板示意图，图2C2为主机房后面板示意图，图2C3为主机房左右侧面板示意图，图2C4 为主机房底板示意图，图2D为车厢水平隔板示意图，图2E1为车厢前面板示意图，图2E2为车厢后面板示意图，图2E3为车厢侧门示意图，图2E4为逃生电梯限位滚轮和限位导轨示意图，图2E5为超声波距离传感器示意图，图2E6为触地开关示意图，图2F为电梯厢内驾驶控制装置示意图，图2G1为下降机组俯视图，图2G2为图2G1的下降机组A-A向剖视图，图2G3 为图2G1的下降机组B-B向剖视图，图2G4为增速齿轮示意图，图2G5为主机钢丝绳连接及断绳装置示意图，图2G6为图2G5的C-C向剖视图，图2H1为离心限速器端面透视图，图2H2 为离心限速器侧视剖视图，图H3为离心限速器外壳及冷却水箱示意图，图211为光电测速传感器的脉冲盘示意图，图212为光电脉冲转换器示意图，图213为其电路原理图；图2J1 为手动制动器结构剖视图，图2J2为手动制动钳示意图，图观为磁粉制动器示意图，图2L1 为地面行走机构的后轮驱动装置和后轮制动装置示意图，图2L2为图2L1的侧视图，图2L3 为图2L1的侧视图，图2L4为后轮制动装置示意图，图2L5为前轮转向装置立体示意图；图3A为避难逃生电梯间示意图，图:3B为滑移支架示意图，图3C为图;3B的俯视图， 图3D为支架导轨示意图，图3E为卷绳限位器示意图；图4为本发明逃生电梯子系统的控制装置结构框图；图5为本发明的大楼疏散中心中央电脑指挥调度系统框图；图6为避难逃生电梯间，逃生电梯主机和墙面限位导轨的结构示意图。
具体实施方式高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统，其包括一组安装在高层建筑大楼各层家庭居室或办公室内的逃生电梯子系统100，至少一副垂直方向的墙面限位导轨220，它为各逃生电梯所共用；及中央电脑指挥调度系统200 ；所述的逃生电梯子系统100包括一个避难逃生电梯间10，其设置在高层建筑每一层或5层以上的每一单元或每一住户室内；及一个逃生电梯主机20，其配置于所述的每个避难逃生电梯间10内，并由蓄电池供电；一套控制装置30，其设置于所述避难逃生电梯间10和逃生电梯主机20内；所述避难逃生电梯间结构如图3A所示，该避难逃生电梯间10设置在高层建筑每一层或五层以上的每一单元或每一住户室内，更具体地说，避难逃生电梯间10设置在高层建筑每一层或五层以上的每一单元或每一住户的靠外墙一侧，由耐火砖砌成。它的外壁上装有消防水喷淋头101，以帮助降温。该避难逃生电梯间10设有进入门11及逃生门12，其中，进入门设置在最易于逃生的位置。进入门由双层钢板制成，内芯填充耐温隔热材料，其边缘用防火阻燃泡棉密封条密封。在进入门处设有风幕机111，其形成正风压，以防止烟火进入避难逃生电梯间。逃生门12是由防火阻燃材料制成的电动推拉门，其可采用公知的标准化产品，该逃生门设置在建筑物外墙内，并由蓄电池组18供电。在所述避难逃生电梯间10内装有主机架13，该主机架13包括支架导轨131和滑移支架132，其中，支架导轨结构如图3D所示，该支架导轨131包括四根立柱1311和两付导轨1312，四根钢质立柱1311分别设置在避难逃生电梯间10内四个角处，其上下两端分别与天花板和地板固接。两付导轨1312分别由两根工字钢构成，两根工字钢之间形成轨道，两副导轨的两端分别固定在四根立柱的近上端。滑移支架结构如图3B、图3C所示，该滑移支架132包括滑移车1321、一对导绳定滑轮1322、第一直流减速电机1323、传动齿轮组13M、 回绳卷筒1325，第二直流减速电机1326、回绳卷筒齿轮组1327、主机箱保持架13 及卷绳限位器13 ，其中，滑移车1321为四轮车，其具有框形车架13212，车架上部设有框形支架 13213。在前后两端穿过车架13212的轮轴13214两端各设有两个滚轮13211，滚轮13211 的外端部设有限位用的凸缘。上述的四个滚轮13211置于两付导轨1312内，使其可在两根导轨内滚动并带动滑移车前后移动。在框形车架13212前端的两直角处各装有一个导绳定滑轮1322，在导绳定滑轮1322与框形支架13213之间的框形车架上设有卷绳限位器13 ， 如图3E，该卷绳限位器为一 D形框，其呈竖向固定在框形车架13212的横杆上，用于限定连接逃生电梯主机的钢丝绳21614左右方向的位置。连接逃生电梯主机的两根钢丝绳21614 的一端与装在框形支架13213上的回绳卷筒1325连接，另一端经一对导绳定滑轮1322并穿过逃生电梯主机骨架上的导绳管2111与逃生电梯主机20连接。在滑移车的框形支架 13213上装有回绳卷筒1325，该回绳卷筒的轮轴13251可转动地装在框形支架13213上，该轮轴13251的一端端部装有回绳卷筒齿轮组1327的从动齿轮13272，与该从动齿轮相啮合的主动齿轮13271装在固定于框形支架13213外侧的第二直流减速电机13 的电机轴上。 在框形支架13213外侧位于滑移车1321前端装有第一直流减速电机1323及与之连接的传动齿轮组1324，该传动齿轮组的主动齿轮13241装在第一直流减速电机1323的电机轴上， 与之啮合的从动齿轮13242装在位于前部的滚轮的轮轴13214上，使得通过控制第一直流减速电机1323的正反转即可通过传动齿轮组13 驱动滑移车1321前后移动，并带动整个滑移支架132前后移动。同时，通过控制装置30控制第二直流减速电机13 可带动回绳卷筒1325回卷连接逃生电梯主机20的钢丝绳21614。所述滑移车1321固定在主机箱保持架13 的上部，主机箱保持架的下端设有一开口的弧形保持环13观1，其用于逃生电梯主机20的限位，以防制主机摇摆。在主机箱保持架13 顶部设有屏蔽罩13观2，以防止楼层高处下落的其它逃生电梯撞击主机架13。如图3A所示，在避难逃生电梯间10内设有灭火器14、应急照明灯15、为充电器供电的市电配电盘16、充电器17及蓄电池组18及应急电话19，所述充电器17具有多组输出，可为逃生电梯主机20及避难逃生电梯间10的多组MV、12V及6V的蓄电池充电。在避难逃生电梯间10内还设有控制装置30的副CPU，其设于固定于内墙壁上的控制板上，该副 CPU与装在逃生电梯主机内的主CPU通过无线通信模块31、32通信。如上所述的避难逃生电梯间10，其既是逃生电梯的电梯房，也可作为火灾时的临时避难间。参见图1A，在每个避难逃生电梯间10内配置有一个逃生电梯主机20，其由第一蓄电池组(图中未示出)供电。第一蓄电池组用导线与逃生电梯主机内的驾驶控制装置22 及其它用电器件相连接。在正常情况下，高层建筑内的住户可通过避难逃生电梯间10内的充电器17为第一蓄电池组浮动充电，在火灾等灾害发生时，则由第一蓄电池组为逃生电梯主机20供电。所述逃生电梯主机20平时悬挂在主机架13上，其与主机架同时置于避难逃生电梯间10内，处于实时备用状态。如图2A 2L5所示，所述逃生电梯主机20包括电梯厢21、驾驶控制装置22及地面行走机构23，所述驾驶控制装置22设于电梯厢21内前部，地面行走机构23设于电梯厢 21下部。逃生电梯主机的各用电器件均由装在主机房214内的第一蓄电池组(图中未示出)供电，该蓄电池组最好采用可充电大功率锂离子电池。充电器安装在主机房中，充电器电源线插头通过主机房底板2144引出。其平时插入避难逃生电梯间10内的市电配电盘16 上，采用弹性插座，方向顺着逃生电梯主机向外滑出方向，即使无人拔插头，也可自己拉开。如图2A、2B、2D，电梯厢21包括骨架211、装在骨架上的面板212和侧门213、主机房214及水平隔板215。图2B中，所述骨架211为矩形框架，在骨架的前后两侧固接有导绳管2111。所述骨架211上装有面板212，其包括图2E1所示的电梯厢前面板2161，图2E2 所示的电梯厢后面板2162，图2C1所示的主机房前面板2141，图2C2所示的主机房后面板 2142，图2C3所示的主机房左右侧面板2146及图2C4所示的主机房底板2144。骨架内由水平隔板215分隔成上部的载客箱218和下部的主机房214。图2A及图2E3中，在电梯厢左右两侧装有侧门213，该侧门为普通对开式推拉门，其操作简便，使用安全。如图2E5、图2E6 所示，在主机房214底部装有超声波距离传感器2147和触地开关2143，超声波距离传感器 2147用于测定电梯厢21与外墙间的距离，以避免碰撞。触地开关2143则用于为控制装置 30提供落地信号，以进行相应控制。在主机房214内设有下降机组216。图2L5中，在主机房214内靠前部的空间A 用于装设地面行走机构23的前轮转向装置233。图2F中，在载客箱218的内前壁上设有驾驶控制装置22的主面板，该驾驶控制装置包括空中下落控制单元221和地面行走控制单元222，其中，所述空中下落控制单元221包括闭路电视显示器2211、摄像头22121-22124、 下落高度速度显示器2213、下落速度调整按键2214、下落紧急手动制动钳2215、下落和落地指示灯2216，所述摄像头分别装在载客箱218顶部，底部及主机房214侧面，所述地面行走控制单元222包括驾驶方向盘2221、地面开行速度调整按键2222及制动器脚踏板22M。 如图4，驾驶控制装置22的主面板上还设有多个操作按键M，其中包括下降请求按键Ml、 下降响应指示灯对2，下降速度调整按键2214、地面开行速度调整按键2222。当然还可设置其它必要的按键。上述按键均与控制装置30的主CPU连接，通过主CPU控制相应的操作。所述地面行走机构23包括后轮驱动装置231、后轮制动装置232及前轮转向装置 233。图2L1 2L3中，所述后轮驱动装置231包括后轮轴2311、一对轴承座2312、一对后轮2313、阻尼缓冲器2314、驱动齿轮组2315、第三直流减速电机2316。所述后轮轴2311两端分别支承于装在轴承座2312内的轴承上，在轴承座2312外侧的后轮轴2311两端部各装有一个后轮2313。在左侧的轴承座2312内侧装有后轮驱动用的第三直流减速电机2316， 其电机轴穿过轴承座2312，并与驱动齿轮组2315的主动齿轮23151连接，主动齿轮23151 则与支承于轴承座上的从动齿轮23152相啮合。图2L2中，在所述轴承座2312上部固接有一对阻尼缓冲器2314，该阻尼缓冲器包括缓冲器杆23141、套筒23142及缓冲弹簧23143，所述缓冲器杆23141与轴承座2312固接，套筒23142与骨架211的后横梁固接，缓冲器杆与套筒之间装有缓冲弹簧23143。为了方便运转，阻尼缓冲器的杆和套筒之间的间隙要适当大一些。图2L 1、图2L4中，所述后轮制动装置232包括制动盘2321、制动片2322、制动臂 2323、制动臂调节螺杆23M及弹簧2325。所述制动盘2321为圆盘状体，其装在后轮轴2311 上。制动片2322对称设置于制动盘外部左右两侧，并与其外侧的两个制动臂2323相连接， 制动片2322可沿径向移动。制动臂2323通过制动臂调节螺杆23 与制动片2322连接，制动臂调节螺杆上装有弹簧2325，该制动臂调节螺杆用于调节制动片2322与制动盘2321 之间的间隙。制动拉线23 与制动臂2323右上端和制动器脚踏板22M连接；套在制动拉线23 外部的制动拉线套管的两端，分别与固定在水平隔板215上的制动拉线套管座及制动臂2323的左上端连接，制动器脚踏板22M则固定于逃生电梯主机驾驶方向盘2221下方的水平隔板215上。逃生电梯主机20在地面行走时，当出现意外情况，驾驶者可踩下制动器脚踏板22 ，通过制动拉线23 拉紧制动臂2323，从而可实现制动。图2L5中，所述前轮转向装置233包括前轮架2331、前轮2332、阻尼器2333、转向轴2335、转向联杆2336、导轨2337、连接块2338、链轮链条组件2339及滑轨导向块2340，所述一对前轮2332装在前轮架2331上，在前轮架上部装有阻尼器2333，且该阻尼器与骨架2334固接。该阻尼器2333 与上述阻尼缓冲器2314结构类似，因此不再赘述。在两个阻尼器上部设有转向轴2335，该转向轴由横杆23351及自横杆两端分别折向上下方向的竖杆23352构成，其下部与阻尼器 2333的阻尼器杆23331连为一体，其上部活动穿置于U形板状导轨2337两侧的导槽23371 内，使得转向轴2335可在该导槽23371内移动。导轨2337的长边活动穿置于滑轨导向块 2340上的孔内，滑轨导向块则与链轮支承架23391固接。两个转向轴的竖杆23352上端部与转向联杆2336的两端相铰接。在转向联杆2336的中部上侧固接有连接块2338，该连接块与链轮链条组件2339相连接。所述链轮链条组件2339包括链轮支承架23391、第一链轮组23392、第二链轮组23393及第一链条23394、第二链条23395，所述链轮支承架23391由两块竖向连接板233911及一块横向连接板233912构成，它们均与主机房214前侧骨架相连接，竖向连接板233911的下端与骨架2334固接。所述第一链轮组23392的两个链轮在横向分别装在链轮支承架的竖向连接板233911上，其上装有第一链条23394。第二链轮组 23393的两个链轮分别装在与第一链轮组的左侧的链轮及驾驶方向盘2221同轴的链轮上， 第二链条23395装在第二链轮组23393上。转动驾驶方向盘2221即可使第一链轮组23392 和第二链轮组23393转动，并带动两个前轮2332同向转动实现转向。在主机房214内设有下降机组216，其结构如图2G1 图I所示，该下降机组216 固定在主机房214的底板和骨架2334上，其与设于避难逃生电梯间10内主机架的回绳卷筒1325通过钢丝绳21614相连接，图2G6中，所述下降机组216固定在主机房214前端的底板上，其与设于避难逃生电梯间10内主机架的回绳卷筒1325用钢丝绳21614相连接。更具体地，如图2G1 图2G6，所述下降机组216包括钢丝绳卷筒21601、第一齿轮21602、中间齿轮21603、第三齿轮21604、手动制动器21605、离心限速器21606、光电测速传感器21607、 磁粉制动器21608、冷却风扇21609及断绳装置21610。所述钢丝绳卷筒21601通过第一轮轴21611可转动地装在支架21613上，支架21613则固定于下降机组底座21612上。钢丝绳卷筒上卷绕有供逃生电梯主机20下降用的钢丝绳21614，两根钢丝绳21614的另一端穿过逃生电梯主机骨架上的导绳管2111，并经所述主机架13的导绳定滑轮1323与回绳卷筒 1325固接。图2G1、图2G4中，所述第一齿轮21602装在第一轮轴21611的端部，第一轮轴则支承于支架21613上。与第一齿轮啮合的中间齿轮21603装在支承于支架21613上的中间轮轴21615上，与中间齿轮啮合的第三齿轮21604装在支承于支架21613上的第二轮轴 21616 上。图2G2中，在第二轮轴21616上装有离心限速器21606、光电测速传感器21607、手动制动器21605、磁粉制动器21608及冷却风扇21609。图2H1 图2H 3中，所述离心限速器21606包括圆形限速盘216061、离心制动块216062、外筒体216063及冷却水箱216064。 所述离心限速盘216061的周边边缘间隔地设有多个U形槽2160611，在每个U形槽内各装有一个可径向移动的T形离心制动块216062，该限速盘及所述多个离心制动块与外筒体 216063的内壁间具有间隙，多个离心制动块216062随限速盘216061同步转动产生离心力并压紧在外筒体216063内壁上而产生限速用的摩擦力，该摩擦力与转速的平方成正比，随着转速升高，摩擦阻力迅速增加达到临界而限速。由于摩擦制动会产生大量的热量，使外筒体和离心制动块快速升温而引起摩擦系数降低，故在外筒体216063外部设置了冷却水箱 216064(参见图2H;3)，该冷却水箱由不锈钢板材而成，并焊接固定于外筒体外壁上，冷却水箱内经加水口 2160641装有水，可使下降限速过程不会超温。为保证水箱内水位适当，在水箱顶部设有电子自动水位检测器2160642。所述光电测速传感器21607结构如图211 图213所示，其由光电脉冲盘216071 和光电脉冲转换器216072构成，所述光电脉冲盘216071为齿轮状圆盘，其用螺钉固定在离心限速器的限速盘侧面，由限速盘带动并与第二轮轴21616同步转动。光电脉冲转换器 216072为块状体，其上设有U形槽2160721，该光电脉冲转换器固定在离心限速器外筒体 216063上，其下端的U形槽2160721穿过外筒体216063卡在光电脉冲盘216071的外缘，并需保持适当间隙。如图213，光电测速传感器21607中，Dl为光发射管，通电常亮，Ql为光敏三极管，Q2为电平转换三极管。当Dl的光从光电脉冲盘216071的空档传来，三极管Ql 立即由截止变为导通，三极管Q2接着导通，输出UO为低电平，即输出“0”信号；若光被脉冲盘齿阻挡，则输出“1”信号，向控制装置30提供速度和高度变化的数码信号。通常光电脉冲盘设100个齿空，这样，第二轮轴21616转一周，对应的传感器脉冲数便是100个“0”和 “1”。如图2J1、图2J2，所述手动制动器21605包括制动盘216051、一对制动片216052、 一对制动臂216053、4个制动臂调节螺杆2160 及4个弹簧216055，所述制动盘216051 为圆盘状体，其装在第二轮轴21616上。所述一对制动片216052是内表面弧度与制动盘外径相对应的弧形片，其左右对称地设置于制动盘外部。在两个制动片216052外侧设有两个制动臂216053，该制动臂为U形板状体，它们各通过两个制动臂调节螺杆2160M和弹簧 216055与两个制动片216052相连接，弹簧216055装在制动臂调节螺杆与制动片之间。制动臂调节螺杆2160 上通过螺母216058调节制动片216052与制动盘216051之间的间隙。 在两个制动臂靠上端装有限位螺丝216059和弹簧216055，用于调节制动臂的合适位置。所述制动臂216053的下端通过制动臂轴承216056固定在下降机组底座21612上。图2J2及图2F中，在两个制动臂216053的上端连接有制动拉线216057和制动拉线套管，该制动拉线和套管的另一端与装在梯厢21的内前壁上的手动制动钳2215连接，当现出紧急情况时， 可握紧手动制动钳的双臂，通过制动拉线使制动臂216053向内夹紧，从而实现下降中的制动控制。如图I所示，所述磁粉制动器21608由圆盘状的定子216081和与之同轴的转子 216082构成，定子216081用螺钉固定在离心限速器外筒体216063的后端，并与支架21613 固接，定子的两条电源线由定子后端引出，通过接线端子与主CPU相连接，转子则与第二轮轴21616固接。通过主CPU可控制磁粉制动器转子的转矩及转速，从面实现逃生电梯主机下降过程的调速或制动。籍此，通过上述的离心限速器21606、磁粉制动器21608及手动制动器21605形成了完整的限速及制动系统，因而可确保逃生电梯主机20在下降过程中的安全。在主机房214内的前端设有断绳装置21610，如图2G5、图2G6，该装置包括第四直流减速电机216101、齿条216102、切割机支架216103、直流电动切割机216104、光电断绳检测器216105、断绳限位器216106及行程开关216107。其中，第四直流减速电机216101固定于切割机支架216103上，其输出轴上装有齿轮(图中未示出)，该齿轮与齿条216102相啮合。齿条与固定杆216108固接；在切割机支架216103上固定有直流电动切割机216104。 当第四直流减速电机启动后，驱动切割机支架向前移动，带动电动切割机移动，实现切割钢丝绳；在切割机支架216103上方装有断绳限位器216106及光电断绳检测器216105，断绳限位器216106用于对钢丝绳的切割部位进行限位和提供张力，光电断绳检测器216105则用于检测切割后钢丝绳是否断开。切割机支架216103上还装有行程开关216107，用于在断绳后断开切割机电源。光电断绳检测器与光电测速传感器结构原理相似。当逃生电梯主机20落地时，由主机房214底部的超声波距离传感器和触地开关 (图2E5、2E6)提供落地信息给控制装置30，控制装置向断绳装置的电动切割机216104发出指令，由电动切割机切断连接逃生电梯主机20的钢丝绳21614，使逃生电梯主机可在地面独立行走。所述高层建筑火灾逃生电梯系统的控制装置由大楼中央电脑控制系统200和全大楼所有逃生电梯子系统的微电脑控制装置30共同组成。其中中央电脑控制系统200内设有多台控制电脑201及一组多路无线通讯模块接口 202，分别与各逃生电梯子系统控制装置30的第三无线通讯模块34对应连通，实现中央电脑控制系统对所有逃生电梯子系统的控制和统一指挥调度。逃生电梯主机20的启动及运行由控制装置30控制。所述控制装置30的结构如图4所示，其包括主CPU33、第一无线通信模块31、第二无线通信模块32，第三无线通信模块34及副CPU，其中，第一无线通信模块31，第三无线通信模块34直接与主 CPU33相连，设于逃生电梯主机内，第二无线通信模块32设于副CPU旁边，第一无线通信模块31，第二线通信模块32实现主副CPU的无线互联通信；第三无线通信模块34与中央控制电脑的多路无线通信模块实现无线互联通信，使该台逃生电梯接受中央控制电脑的统一指挥和控制。主CPU设于驾驶控制装置22内，并分别与第一无线通信模块31、第三无线通信模块34，磁粉制动器21608、第三直流减速电机2316、第四直流减速电机216101、直流电动切割机216104电连接。主CPU还分别与光电断绳检测器216105、光电测速传感器21607、 及触地开关2143，下降请求按键M1，下降速度调整按键，地面行进速度调整按键2222电连接。副CPU固定在避难逃生电梯间10内的滑移导轨1312上，其分别与第二无线通信模块 32、逃生门12以及主机架13的第一直流减速电机1323、第二直流减速电机13 连接，并与主CPU33之间通过第二无线通信模块32进行无线通信。所述控制装置30执行如下控制功能逃生电梯主机20下落时的调速及制动由光电侧速传感器21607提供高度速度参数输入主CPU，并给磁粉制动器21608提供控制驱动电流，实现调速或制动。逃生电梯主机20落地断绳控制逃生电梯主机落地时，由装在逃生电梯主机底部的触地开关2143将落地信号提供给主CPU，并为第四直流减速电机216101 及直流电动切割机216104提供动作驱动信号，实现断绳，并由光电断绳检测器216105发送断绳信号给主CPU33，从而结束空中下落模式，进入地面开行模式。CPU33设有第三无线通信模块；34与大楼疏散中心的中央电脑指挥调度系统201的多路无线通信模块202实现无线通信联结，接受中央控制电脑201的指挥调度指令，控制本机运行。所述逃生电梯系统在墙面下落的限位装置如图1A3，2E4及图6所示，它由一副共用的墙面限位导轨220和各个逃生电梯主机的限位滚轮219组成。墙面限位导轨220由两条横截面为“F”型的加长的钢制导轨2202相对安装在一墙面的浅槽内侧而构成。限位导轨的槽口宽度略大于逃生电梯箱的前后尺寸；它与避难逃生电梯间内的逃生门，滑移支架及支架导轨具有共同的垂直于墙面的对称轴线，当逃生门张开后，悬挂在滑移支架上的逃生电梯主机可以接受指令沿支架导轨向墙面限位导轨中央滑出墙外，并使四只限位滚轮进入墙面限位导轨，继而驱动限位滚轮的电磁铁2203动作，限位滚轮进入导轨槽，被限位。逃生电梯主机的限位滚轮卡在限位导轨的限位槽中，可防止逃生电梯主机在空中摇摆，可防风； 在限位导轨中的逃生电梯主机通常保持25米左右的运行间距；如图1、图4，图5所示，本发明的主要工作过程如下当高层建筑发生火灾时，大楼中所有家庭居室、办公室或宾馆客房人员可立即进入各自的避难疏散电梯间内，关上进入门，即可起到避难间的作用。同时，人员陆续进入逃生电梯主机内，关上侧门，一人驾驶，立即向中央电脑系统发出下降请求，等待回应；当收到中央电脑的“出门“指令后，按动“下降”指令按键M1，则逃生门12自动打开，滑移支架132 带动逃生电梯主机20滑向逃生门外，与限位导轨接触并由限位滚轮进入导轨槽而被限位导轨限定；当收到中央电脑的“下降”指令后立即开始下降；当下降1秒后，副CPU控制滑移支架退回，逃生门关闭，约需4秒钟，为下一台逃生电梯主机下降作好准备。当快到地面时， 自动减速，落地停稳，并自动启动断绳装置21610断绳，断绳后立即转入地面人工驾驶行走模式，由疏散人员驾驶逃生电梯主机(具有地面行走电动车功能)，逃离火灾现场，或疏散到指定的集合地点。同时，根据断绳信号由主CPU向副CPU发出回绳遥控信号，由副CPU控制第二直流减速电机1327回卷钢丝绳，钢丝绳沿逃生门与浅槽上的回绳槽口内返回回绳卷筒上。至此，第一台逃生电梯逃生过程结束。第二台逃生电梯的下降过程与第一台类似， 所不同的是中央电脑的下降指令比第一台要晚6秒钟。主要原因在于第一台逃生电梯到达地面时要有减速，落地，断绳，开走启动的时间，约5秒钟；这一时间决定了逃生电梯的逃生疏散速度。这6秒钟的间隔也是相邻两个避难逃生电梯间滑移支架的出来进去，逃生门开合的时间。若楼层几十层高，则第一台下降的逃生电梯是限位导轨中中央电脑接收到下降请求信号的最下一台。依次自下而上，直到最顶层为第一轮。未发出下降请求的逃生电梯将被“跳过”而等待下一轮自下而上；经过两轮差不多可全部逃生疏散完。通常采用“快速” 档下降，若中途紧急需要减速或停止，则可按相应按键，由中央电脑统一处理。
权利要求
1.高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统，其特征在于其包括一组安装在高层建筑大楼上、下同一直线上各层家庭居室或办公室内的逃生电梯子系统(100)，至少一付共用的墙面限位导轨(220)及中央电脑指挥调度系统O00)；所述的逃生电梯子系统(100)包括一个避难逃生电梯间(10)，其设置在高层建筑每一层或5层以上的每一单元或每一住户室内，及一个逃生电梯主机(20)，其配置于所述的每个避难逃生电梯间(10)内，并由蓄电池供电，及一套控制装置(30)，其设置于所述避难逃生电梯间(10)和逃生电梯主机(20)内；所述的逃生电梯主机00)包括电梯厢(21)、驾驶控制装置0 及地面行走机构 (23)；所述驾驶控制装置02)设于电梯厢内前部，地面行走机构03)设于电梯厢 (21)下部；所述的驾驶控制装置0 包括空中下落控制单元021)和地面行走控制单元 022)，所述的地面行走控制单元(22 包括驾驶方向盘(2221)、开行速度调整按键Q222) 及制动器脚踏板0224)；所述地面行走机构包括后轮驱动装置031)、后轮制动装置(23 及前轮转向装置033)；所述后轮驱动装置031)包括后轮轴(2311)，用于支承后轮轴的一对轴承座 (2312)，及分别装在后轮轴两端的一对后轮(2313)，及与所述轴承座031 固接的一对阻尼缓冲器(2314)，及驱动后轮轴0311)转动的驱动齿轮组(2315)，及与驱动齿轮组连接的第三直流减速电机0316)。
2.如权利要求1所述的高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统，其特征在于所述的后轮制动装置(23 包括制动盘(2321)、及对称设置于制动盘外部的制动片(2322)，及与制动片相连接的制动臂(2323)，及装在制动臂上的制动臂调节螺杆0324)和弹簧032 ；在两个制动臂0323)的上端连接有制动拉线0326)和制动拉线套管，该制动拉线另一端与装在驾驶方向盘0221)下方的制动器脚踏板0224)固接。
3.如权利要求1所述的高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统，其特征在于所述的前轮转向装置(23 包括一对装在前轮架0331)上的前轮(2332)，及装在前轮架Q331)上部的阻尼器(2333)，及与阻尼器033；3)连接的支架Q334)及转向轴(2335)，及与转向轴033 可转动连接并可水平移动的转向联杆(2336)，及装在转向轴033 上端的导轨 (2337)，及与导轨0337)连接的连接块Q338)及与连接块0338)连接的链轮链条组件 (2339)。
4.如权利要求3所述的高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统，其特征在于所述的链轮链条组件0339)还与驾驶方向盘0221)相连接；所述链轮链条组件0339)包括设于连接块0338)上部的底座03381)，及与所述支架0334)连接的链轮支承架03391)，及装在链轮支承架上的第一链轮组(2339 和第二链轮组03393)，及装在第一链轮组(23392)上的第一链条03394)，和装在第二链轮组(2339 上的第二链条03395)。
5.如权利要求1所述的高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统，其特征在于所述电梯厢包括骨架011)、装在骨架上的面板(212)和侧门013)、主机房(214)及水平隔板 015)，所述骨架011)为矩形框架，其内由水平隔板015)分隔成上部的载客箱(218)和下部的主机房014)，在主机房014)内设有下降机组016)，驾驶控制装置02)设置在载客箱018)的内前壁上。
6.如权利要求1所述的高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统，其特征在于所述的空中下落控制单元021)包括闭路电视显示器(2211)、摄像头(2212)、下落高度速度显示器(2213)、下落速度调整按键(2214)、下落紧急手动制动钳(2215)、下落和落地指示灯 (2216)，所述摄像头分别装在载客箱(218)顶部及主机房(214)侧面。
7.如权利要求2所述的高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统，其特征在于所述下降机组016)固定在主机房014)的底板上，其与设于避难逃生电梯间(10)内主机架的回绳卷筒(1325)通过钢丝绳(21614)相连接；所述下降机组(216)包括钢丝绳卷筒Q1601)、 第一齿轮(21602)、中间齿轮(21603)、第三齿轮(21604)、手动制动器(21605)、离心限速器O1606)、光电测速传感器O1607)、磁粉制动器Q1608)、冷却风扇(21609)及断绳装置 (21610)；所述钢丝绳卷筒O1601)通过第一轮轴01611)可转动地安装在固定于下降机组底座(21612)上的支架(21613)上，钢丝绳卷筒上卷绕有供逃生电梯主机QO)下降用的钢丝绳01614)，钢丝绳Q1614)的另一端穿过逃生电梯主机骨架上的导绳管0111)， 并经所述主机架(1 的导绳定滑轮(132 与回绳卷筒(132 固接，第一齿轮O1602) 装在所述第一轮轴01611)的端部，与第一齿轮啮合的中间齿轮(2160 装在支承于支架 (21613)上的中间轮轴(21615)上，与中间齿轮啮合的第三齿轮(21604)装在支承于支架 (21613)上的第二轮轴(21616)上，在第二轮轴(21616)上装有离心限速器(21606)、测速传感器O1607)、手动制动器(21605)、磁粉制动器(21608)及冷却风扇Q1609)；所述断绳装置(21610)包括第四直流减速电机(216101)，齿条(216102)，切割机支架(216103)和直流电动切割机(216104)，用于检测切割后钢丝绳是否断开的光电断绳检测器(216105)，对钢丝绳的切割部位进行限位和提供张力的断绳限位器O16106)及断绳后断开切割机电源用的行程开关O16107)。
8.如权利要求1所述的高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统，其特征在于所述的墙面限位导轨(220)由两条横截面为“F”型的加长的钢制导轨Q202)相对安装在一墙面的浅槽内侧而构成；限位导轨的口部有一对限位槽(2201)，当电梯厢被推出，限位滚轮与限位槽接触，推动限位滚轮的电磁铁动作，四只限位滚轮019)同时进入墙面限位导轨O20) 的限位槽O201)中，电梯厢即被限位导轨限定，接着电梯厢开始下落。
9.如权利要求1所述的高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统，其特征在于所述高层建筑火灾逃生电梯系统的控制装置由大楼中央电脑控制系统(200)和全大楼所有逃生电梯子系统的微电脑控制装置(30)共同组成；其中中央电脑控制系统O00)内设有多台控制电脑(201)及一组多路无线通讯模块接口 002)，分别与各逃生电梯子系统控制装置(30) 的无线通讯模块(34)对应连通，实现中央电脑控制系统对所有逃生电梯子系统的控制和统一指挥调度。
10.如权利要求1所述的高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统，其特征在于所述控制装置(30)包括主CPU (33)、第一无线通信模块(31)、第二无线通信模块(32)，第三无线通信模块(34)及副CPU，其中，第一无线通信模块(31)和第三无线通信模块(34)直接与主 CPU (33)相连，设于逃生电梯主机内，第一无线通信模块(31)设于副CPU旁边，第一无线通信模块(31)和第一无线通信模块(32)实现主副CPU的无线互联通信；第三无线通信模块 (34)与中央控制电脑的多路无线通信模块实现无线互联通信，使该台逃生电梯接受中央控制电脑的统一指挥和控制；主CPU设于驾驶控制装置02)内，并分别与第一无线通信模块 (31)和第三无线通信模块(34)，磁粉制动器(21608)、第三直流减速电机(2316)、第四直流减速电机(216101)、直流电动切割机Q16104)电连接；主CPU还分别与光电断绳检测器 (216105)、光电测速传感器O1607)、及触地开关(2143)，下降请求按键041)，下降速度调整按键，地面行进速度调整按键022 电连接；副CPU固定在避难逃生电梯间(10)内的滑移导轨(1312)上，其分别与第二无线通信模块(32)、逃生门(12)以及主机架(13)的第一直流减速电机(1323)、第二直流减速电机(1326)连接，并与主CPU(33)之间通过无线通信模块(3 进行无线通信。
全文摘要
本发明公开了一种高层建筑火灾高速逃生疏散电梯系统，其包括逃生电梯子系统，至少一付共用的墙面限位导轨及中央电脑指挥调度系统；逃生电梯子系统包括一个避难逃生电梯间，及一个逃生电梯主机，及一套控制装置，其设置于所述避难逃生电梯间和逃生电梯主机内；逃生电梯主机包括电梯厢、驾驶控制装置及地面行走机构；所述地面行走机构包括后轮驱动装置、后轮制动装置及前轮转向装置。本发明的优点是技术含量高，是高科技逃生疏散装备，采用电脑管理控制逃生疏散进程，极大地提高了逃生疏散的效率和安全性。可实现火灾发生后第一时间全员快速安全避难逃生；实现了空地联运，一次安全逃生到位；便于发挥家庭、办公室小团队等的凝聚力和组织优势。
文档编号B66B11/04GK102530682SQ201110443378
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日
发明者唐海山 申请人:唐海山