提高井式电梯运力与单循环电梯的设计的制作方法

1.本发明专利涉及一种提高井式电梯运力与单循环电梯的设计，属于井式电梯装置领域，广泛适用于医院、学校、大型写字楼、大型商厦的高层楼房电梯设备的改进和使用。


背景技术：

2.目前，随着高层建筑的大量普及，高层楼房的井式电梯被广泛使用。特别是医院、学校、大型写字楼、大型商业中心，出现大量30层以上的大型高层楼房，在每天早、中、晚三个时段，总出现大量人员拥挤电梯的严重现象，特别是大医院、学校、写字楼，人们等电梯的时间有达40分钟以上，严重影响人员上班和病员抢救。一旦发生意外灾害，情况更不堪设想。就其原因，是现有井式电梯在运力上，在设计上均存在不足。例如一个准载25人的30层楼的井式电梯，载25人从一楼升到30层，每层算1分钟，也要30分钟，来回一趟，就是1个钟头。就算10部电梯，1个钟头也只能运送250人上下。就算不是层层停靠，再加2倍，也不过1000人。但是一个30层的住院及门诊大楼，光病员就不止1000人，医务人员也不下500人。一座30层楼的教学大楼，学生也不下3000人，所以电梯运力就成为一个严重问题。但是楼房已经建成，又不能再增加更多电梯。目前，提高运力的方法是：用一台低层电梯运送1-10层，一台中层电梯，运送1，10-20层，一台高层电梯，运送1，20-30层。这样浪费三个电梯井，提高和节省也仅仅是行程和停靠时间，而且效果也很有限。因此，在不增加梯井的情况下，如何从运行设计上提高电梯的运力，如何改进电梯的往复运动，就是一个现实的问题。本发明的目的，其一，在现有楼房和电梯的基础上，如何改进运行设计，用以提高电梯的运力；其二，在其一的基础上，提出一种井式单向循环电梯的设计。目前所公开专利的井式电梯，都是传统电梯的具体结构改进，并没有考虑这两方面的问题。


技术实现要素：

3.现有井式电梯的设计都是由一部卷杨机用缆索提升一个箱体，作上下往复运动，加上一套用于停靠的工业控制器组成。当楼房超过30层以上，这种单箱式的往复运送就显得费时费力，运送效力偏低。因此本发明的目的，有3个方面的内容：1，保持单井往复式运动，改进单箱式结构为多箱式；2，改单井为双井并行往复运动；3，更改单井往复式运动为双井、多箱、单向循环式运动。后者的结构有如吊箱索道的设计，只是这里不是斜坡索道，是多个箱在竖井中提升。在矿山竖井中应该有类似应用，只是他们不是用在井式电梯中，因为在那些地方，终始位置仅各一个，不需要逐层停靠。
4.本发明的思路是：1，对于现有往复式电梯，将单箱式改为多箱式；其具体实施方式有二，1）单井多箱；2）双井多箱；2，改往复运动为双井单向循环式运动。具体的发明实施例如附图示意的图1，图2，图3，图4，图5，图6，图7，图8所示。
附图说明
5.图1，单井双箱往复式电梯结构示意图；图2，单井三箱均布往复式电梯结构示意
图；图3，单井三箱相邻接往复式电梯结构示意图；图4，单井三组双箱均布往复式电梯结构示意图；图5，双井三箱相邻接往复式电梯结构示意图；图6 ，双井、多箱、往复式电梯结构示意图；图7，特殊驱动双缆、双井、多箱、单向循环式电梯结构正面示意图。图8，特殊驱动双缆、双井、多箱、单向循环式电梯结构侧面示意图的局部视图。图中，1-电梯箱，2-缆绳，3-卷杨机，4-导轮，5-特殊驱动机构，6-缓冲机构，7-齿轮轴系传动机构，8-缆绳张紧轮，9-成对齿轮，10-固定于同一轴上的成对齿轮。标记，1s-表示1楼，-b1-表示-1楼，-b2表示-2楼，双向箭头标示电梯箱作往复式运动，单向箭头标示电梯箱作单向循环式运动。
具体实施方式
6.图1，单井双箱往复式电梯结构示意图；图中，1-电梯箱两个相邻接，相接间距与两个相邻楼层间距相等，由2-缆绳通过3-卷杨机上下往复提升，从而，可以在一个电梯井中实现运力加倍，并不需要改变楼房及电梯井结构，只需要缆绳的设计许用最大应力和卷杨机功率加大一倍，同时电梯控制程序作相应改变即可。唯一的额外技术要求只是各楼层间的间距要标准，且要和2 个电梯箱的间距基本一致，其误差在正负一个步行楼梯梯步高度，即15厘米即可。并需要在电梯使用公示中说明，以免用户在使用中产生视觉顾虑。值得注意的是：很多高层大楼的首层层高比上层普通层高高出了1-2米，有的大楼至1—4楼都是加高的楼层。对此，双箱的间距只能与高层标准普通楼层一致，至于1-4层加高层的停靠方式，只能从智能控制中获得解决。其方法之一，就是满足一楼（1s）停靠位置时打开进出箱门，未至位置的电梯箱门不开。这种控制方式是能够方便实现的，同时也适于其他更多箱的方案结构中，后面就不再赘述。图中双向箭头表示往复上下运行，以下同。
7.图2，单井三箱均布往复式电梯结构示意图；1-电梯箱三个均布连接，相接间距以1/3整楼层高度为宜，由2-缆绳通过3-卷杨机上下往复提升，提升高度为整楼层高度的1/3。从而，可以在一个电梯井中实现运力加3倍，且节省电梯运送时间2/3。同样并不需要改变楼房及电梯井结构，只需要缆绳的设计许用最大应力和卷杨机功率加大至3倍，同时电梯控制程序作相应改变即可。同样要求整个楼各楼层间的间距要标准，其误差在正负一个步行梯步高度，即15厘米即可。其中首层甚至低层有加高层高的，同样按图1 的示例处理。方案的缺点是中层和高层乘客要换乘一次至两次。但毕竟高层和中层的乘客也各只有1/3。
8.图3，单井三箱相邻接往复式电梯结构示意图；1-电梯箱三个相邻接，相邻接间距以两个相邻楼层间距相等，由2-缆绳通过3-卷杨机上下往复提升，从而，可以在一个电梯井中实现运力加3倍，且节省运送时间2/3。同样并不需要改变楼房及电梯井结构，只需要缆绳的设计许用最大应力和卷杨机功率加大至3倍，同时电梯控制程序作相应改变即可。同样要求整楼各楼层间的间距要标准，且要和3 个电梯箱的间距一致，其误差在正负一个步梯步高度，即15厘米即可。有不标准的层高，同样按图1的例处理。本例中一个经济实用的运行方案是，其中-b2电梯可以下行至-2层，-b2电梯箱停靠-b2,-b1,1，4 ，7，11，14，17，21，24，27，31，
…
；-b1电梯箱停靠-b1,1，2，5，8，12，15，18，22，25，28，32，
…
；1s层电梯箱停靠1，2，3，6，9，13，16，19，23，26，29，33，
…
；需要楼层编号中取消10，20，30，40的整数号的编号。这样提升运力和速度较现有单箱往复电梯提高三倍，运行时间减少2/3。电梯箱门上必需标明电梯停靠楼层，是-b2,-b1,1，4 ，7 ；-b1,1,2，5，8；1,3，6，9 。以免乘客弄错。
9.由图2、图3 可推而广之，当n个电梯箱时，电梯箱间距按标准层距分布，或按楼高
的1/n分布（注意此时留出最上层的1/n行程距离），控制器程序作相应改变即可。
10.图4，单井三组双箱均布往复式电梯结构示意图；1-电梯箱成双，共三组均布连接，双箱间距为标准层高，组间相接间距以1/3整楼层高度为宜，由2-缆绳通过3-卷杨机上下往复提升，4-导轮，提升高度为整楼层高度的1/3。从而，可以在一个电梯井中实现运力加6倍，且节省电梯运送时间2/3。同样并不需要改变楼房及电梯井结构，只需要缆绳的设计许用最大应力和卷杨机功率加大至6倍，同时电梯控制程序作相应改变即可。同样要求整个楼各楼层间的间距要标准，其误差在正负一个梯步高度，即15厘米即可。其中首层甚至低层有加高层高的，同样按图1 的示例处理。方案的缺点是中层和高层乘客要换乘一次至两次。但毕竟高层和中层的乘客也各只有1/3。
11.图5，双井三箱相邻接往复式电梯结构示意图； 1-电梯箱相邻接各三个，在2-缆绳两端相接，并分别吊在两个电梯井中，同样电梯箱相接间距以两个相邻楼层间距相等，由2-缆绳通过3-卷杨机上下往复提升，从而，可以在两个电梯井中实现运力增加6倍，且节省运送时间2/3。同样并不需要改变楼房及电梯井结构，只需要缆绳的设计许用最大应力和卷杨机功率加大至3-4倍。因为是两套三个电梯箱左右分布，工作时，较之图3 的方案，卷杨机的功率并不会成倍增加。同时电梯控制程序作相应改变即可。同样要求各楼层间的间距要标准，且要和3 个电梯箱的相互间距一致，其误差在正负一个梯步高度，即15厘米即可。
12.图6 ，双井、多箱、往复式电梯结构示意图；本实施例以双井三箱均布往复式电梯结构为示意图，其他的结构将是相近的，不予逐一介绍。图中，双井中各三箱均布，注意是左右各三箱以最低、最高位置分布，由于是往复运动，方能使各自三箱达到相应要求位置，这在位置设定和控制中与现有单井往复电梯不同。耗电功率比单井电梯高3倍，但运力加大6倍。
13.图7，特殊驱动双缆、双井、多箱、单向循环式电梯结构正面示意图。本实施例以特殊驱动机构5驱动双缆绳、双井12箱、单向循环式电梯结构示意图为例说明其结构。图中在两条等长首尾相接的缆绳2上均布固定有12个电梯箱1，由特殊驱动机构5同步、单向驱动两条等长缆绳2，从而带动12个电梯箱1作平行循环运动。电梯箱1运动到底层时，绕过导轮4作水平方向移动至上升井中，同样绕过另一个导轮4实现上升。控制器能够通过计算将乘客按最小行程依次将其送停于所要求的上下楼层。导轮4只是改变箱体的运动方向。缓冲机构6只是用于安全缓冲。双井中12个电梯箱作单向循环式运动，图中用单向箭头标示，电梯的功率仅是单井往复式电梯的6 倍，运力可提高到12倍。因此，当n个电梯箱时，电梯箱间距按标准层距分布，或按楼高的1/n分布，控制器程序作相应改变；特殊驱动的双绳、双井、多箱、单向循环式电梯结构特征在于，卷杨机带动特殊驱动机构，同步带动两条首尾相接的同样缆绳，拖动全部电梯箱同步作单向循环运动，完成在竖井中的索道运动和不断停靠，实现各井中单方向上升和下降的运送，其特殊驱动机构是由一部卷杨机通过同轴齿轮传动，同步驱动两条等长首尾相接的缆绳来拖动电梯箱作平行运动，具体特殊驱动结构如图8所示。8-缆绳张紧轮的作用仅仅是用于同步调节和张紧两条缆绳。
14.图8，特殊驱动双缆、双井、多箱、单向循环式电梯结构侧面示意图的局部视图。本图为图7特殊驱动双缆双井、多箱、单向循环式电梯结构的侧视图的局部视图，由于图形太大，为了放大表达局部结构，图中仅仅表达了上部的两个箱体，目的是介绍图7中的特殊驱动机构结构5的具体结构示意。示图标示了由巻杨机3的轴带动齿轮轴系传动机构7同步驱
动两条等长首尾相接的缆绳2，由缆绳2拖动均布、固连在缆绳上的电梯箱1，实现单向循环运动。特殊驱动机构5的具体结构是由齿轮轴系传动机构7加上一个外壳组成，由于外壳过于简单，图中没有作特别标记指示，齿轮轴系传动机构7是由左右对称分布的成对齿轮9通过固定于同一轴上的成对齿轮10左右对称同步驱动两条等长缆绳2拖动电梯箱作单向运送。至于抱索器的具体结构在索道驱动中有很多可用的实例，这不在本专利范围，故不在此多敍。
15.其他可行的实施例，还能列举很多，但基本原理和结构应该是如上所述的一种具体应用。
16.所有的实施例中，以图5，双井三箱相邻接往复式电梯结构实施例为最优，当然也可以是双井各单箱或双井各两箱。因为这种结构动力增加很少，运力提高很多，而且结构简单，制作容易。当然图1，单井双箱往复式电梯结构示意图的实施例如图5，双井三箱相邻接往复式电梯结构实施例造价更低，更实用，只占用1个梯井，但运力只提高1倍，动力消耗也增加1倍；而图5例实施例运力提高6倍，动力消耗只增加3倍，但要占用2个梯井。因此，对于现有楼房电梯改造，采用图1，或图3的实施例最为方便、经济、快捷。但是，图7，特殊驱动双缆、双井、多箱、单向循环式电梯结构示例的运力最大，但造价最高，控制较复杂。
17.综上所述，本发明专利涉及一种提高井式电梯运力与单循环电梯的设计，其特征在于：改变单井电梯的单箱、往复式运送为同样单井、多箱、往复式运送和双井、单箱与双井、多箱、往复式运送，以及推出新型的特殊驱动的双井、多箱、单向循环式电梯结构设计，并提出了典型的实施方案示例，所有的方案均能成倍和成数倍提高井式电梯的运送能力，而其输送功率还很节省。其具体的实施方式是：对于单井往复式电梯只需要增加电梯箱个数和卷杨机功率，如当所述的多箱的箱体数目为n个电梯箱时，n=2,3,4或更大，相邻电梯箱间距按标准楼层距分布，或按楼高的1/n分布，或成组均布（如图4），控制器程序作相应改变；对于双井往复式电梯的电梯箱，同样按单井要求分布，n=1,2,3或更大，只是注意双井时的整体往复运动间距留出，供电梯往复提升用；其中特殊驱动的双井、多箱、单向循环式电梯结构特征在于，卷杨机驱动特殊驱动机构，同步带动两条首尾相接的相同缆绳，拖动全部电梯箱作同步单向循环运动，电梯箱在不同的竖井中实现单方向上升和下降的运送，完成在竖井中的索道运动和不断停靠；所述的特殊驱动机构是由一部卷杨机通过同轴齿轮轴系传动机构，同步驱动两条等长首尾相接的缆绳来拖动沿绳均布的电梯箱作平行运动，所述的齿轮轴系传动机构是由左右对称分布的成对齿轮通过固定于同一轴上的成对齿轮左右对称同步驱动两条等长缆绳拖动电梯箱作单向运送。其优势在于，运力可成数倍提高，而动力消耗确相对较省。其缺点是，控制相对要复杂一些，对楼层层高的标准化要求要高一些。本专利实用于大型医院、学校、大型商场和写字楼等大型超高楼房的改进和新建中使用，就同等运力来说，本专利较现有传统单井、单梯箱的电梯更节能，一幢高楼的总体电梯制造成本会更低。因为要达到本专利的运送能力，传统的单井、单梯箱方式的电梯井个数会成2倍至6倍数量增加，这无疑会大大增加楼房的建筑成本。唯一的不足是，本专利的设计所涉及的控制程序会较复杂，这个问题不在本专利的范围，但是这对于现代工业控制技术来说，这是一个十分成熟的程序控制问题，很容易解决。