扶手电梯节能装置制造方法
【专利摘要】本发明公开一种扶手电梯节能装置，包括上行梯传动链及下行梯传动链，还包括一条能量回收存储利用传动链，该传动链一端与下行梯传动链连接，另一端与上行梯传动链传动连接，重块液压蓄能装置处于中部，能量回收存储利用传动链能先将下行梯中人群的重力势能转换成液压能并存储在液压蓄能装置中，再通过液压蓄能装置的能量释放及与之相连接的液压马达转换成动能，带动上行梯作连续运动，即回收并再利用了下行梯中的人群的重力势能。此外，它还能有效节约能量消耗，增加下行梯的有用性工作负荷，提高了上行梯的驱动载重能力，回收重力势能的能力强且能高效输出。
【专利说明】扶手电梯节能装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及电梯。具体是一种扶手电梯节能装置。
【背景技术】
[0002]随着人类社会的不断进步、现代科技能力的增强以及社会物质文明和生活水平的提高。无论是人们外出旅行、购物，还是大城市人们日常生活中的工作上下班、参与某些社会活动等等，尤其是进入地铁、机场、港口、车站及大型购物商场等人群众多的公共场所，随处可见扶手电梯。扶手电梯在当今人们公共生活区已成为不可或缺的运输工具，也是当今现代社会文明的一个标志和符号之一。
[0003]扶手电梯有下行扶梯以及上行扶梯，扶手电梯的传动链依次包括电动机、动力主轴、动力齿轮、减速器、链轮工作装置，电动机通过皮带与动力主轴传动连接，动力齿轮安装在动力主轴上，动力齿轮再与减速器传动连接，减速器再与链轮工作装置连接，链轮工作装置与电梯的梯级和扶手连接。因而，通过控制电梯传动链，控制电梯的阶梯运动。然而，目前下行扶手电梯在向下运输人群的过程中，运输人群的重力势能尚未得到回收再利用，如何有效回收再利用运输的人群自身所具有的重力势能，其现实经济意义巨大。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种能回收利用下行梯运输人群重力势能的扶手电梯节能装置。
[0005]本发明提供的扶手电梯节能装置，包括上行梯传动链及下行梯传动链，其特征在于还包括一条能量回收再利用传动链，该传动链一端与下行梯传动链连接，另一端与上行梯传动链传动连接；所述能量回收再利用传动链依次包括了下行梯传动链动力轴上并列安装的无级变速器皮带轮、用于控制动力轴与无级变速器皮带轮传动或断开的电磁离合器，以及装有另一只无极变速器皮带轮的液压泵、与液压泵管路连接的回油箱、EPE蓄能器及由EPE蓄能器驱动的重块式液压蓄能装置、与重块式液压蓄能装置相连接的液压马达；与液马达皮带轮传动连接上行梯同一动力轴上正向安装的超越离合器的皮带轮，该超越离合器的皮带轮传动其内蕊轮，内蕊轮固装在上行梯动力主轴上。
[0006]能量回收再利用传动链由下行梯人群重力势能转化液压能装置、液压能转化重块势能增加与存储装置、重块势能释放液压油能转化转矩动能三大装置构件组成，与所述能量回收再利用传动链相连接的下行梯传动链动力主轴、上行梯传动链动力主轴上的电机所传动的皮带轮均为正向安装的的超越离合器皮带轮，越离合器的皮带轮传动其内蕊轮，内蕊轮固装在各自对应的动力主轴上。
[0007]所述下行梯人群重力势能转化液压能装置由下行梯传动链动力轴上并列安装的无级变速器皮带轮、用于控制动力轴与无级变速器皮带轮传动或断开的电磁离合器、动力轴上无级变速器皮带轮通过皮带与另一只无极变速皮带轮传动连接的液压泵、与液压泵管路连接的回油箱、EPE蓄能器及由EPE蓄能器驱动的重块式液压蓄能装置及相关传动连接件油管线等组成；
所述重块液压蓄能装置，重块液压蓄能装置包括蓄能重块、蓄能油缸、油缸活塞杆、回油箱、蓄能装置底座及动力高压油腔，所述蓄能重块套装在所述蓄能油缸上，所述油缸活塞杆装配在所述蓄能油缸内，并支撑着该蓄能重块，所述活塞杆与所述蓄能油缸围成的密封空间形成动力高压油腔，动力高压油腔的第一条油路由回油箱至液压泵、EPE蓄能器，再到所述蓄能油缸的动力高压油腔，第二条油路是由重块蓄能器的动力高压油腔到液压马达、再到回油箱。
[0008]所述重块势能释放液压油能转化转矩动能装置由重块液压蓄能装置、液压马达及与相连接的回油箱、与液压马达皮带轮传动连接的上行梯同一动力轴上正向安装的超越离合器的皮带轮，该超越离合器的皮带轮传动其内蕊轮，内蕊轮固装在上行梯动力主轴上，相关传动连接件油管线等组成。
[0009]重块升高为蓄能过程，蓄能量随升高值增大而增大，升高值达到规定最大值为蓄满能量，重块下降为释放能量过程，重块降到最低点为释放完能量。
[0010]所述上行梯传动链包括上行梯电动机、上行梯超越离合器、上行梯动力主轴、上行梯动力齿轮、上行梯变速装置和上行梯链轮工作装置，所述上行梯电动机通过皮带与上行梯超越离合器皮带轮连接，该上行梯超越离合器皮带轮装在上行梯动力主轴的一端上，超越离合器的皮带轮传动其内蕊轮，内蕊轮固装在上行梯动力主轴上，上行梯动力主轴的另一端装有上行梯动力齿轮，上行梯动力齿轮再与所述上行梯变速装置传动连接，所述上行梯变速装置再与上行梯链轮工作装置传动连接。
[0011]所述下行梯传动链包括下行梯电动机、下行梯正装式超越离合器皮带轮、下行梯动力主轴、下行梯动力齿轮、下行梯变速装置和下行梯链轮工作装置，所述下行梯电动机通过皮带与下行梯正装式超越离合器皮带轮传动连接，超越离合器的皮带轮传动其内蕊轮，内蕊轮固装在下行梯动力主轴上，下行梯的一端装有所述下行梯动力齿轮，所述下行梯动力齿轮再与下行梯变速装置传动连接，该下行梯变速装置再与下行梯链轮工作装置传动连接。
[0012]所述该扶手电梯设有电梯运行控制装置及电梯运行检测装置，统一管理控制三个传动链的运行。
[0013]所述下行梯动力轴上一同并列安装了正装式超越离合器皮带轮，无级变速器皮带轮及其与动力轴实现连通或断开的电磁离合器，分别作为电动力输入端及重力能转换液压能的输出端，正装超越离合器及电磁离合器各自的蕊轮均并列固装在动力轴上，下行梯正装式超越离合器皮带轮装在所述下行梯动力主轴的中部，无级变速器皮带轮相连接的电磁离合器装在所述下行梯动力主轴的一个端部，动力轴的另一端装有动力齿轮，其与下行梯变速装置传动连接。
[0014]所述动力高压油腔的第一条油路由回油箱至液压泵、EPE蓄能器，再到所述蓄能油缸的动力高压油腔，第二条油路是由重块蓄能器的动力高压油腔到液压马达、再到回油箱。
[0015]能量回收再利用传动链可使下行梯的电动机原有功率配置大幅降低，降低幅度最大可达60%，上行梯的短时驱动功率能力大幅增加，最大增加值可使原来的两倍。
[0016]所述下行梯、上行梯分别采用同轴安装超越离合器、电磁离合器所连接的无级变速器等传动件，可实现多个驱动力的快速参与加入或脱离隔断，即可快速地参与相互替代而没有任何相互干扰的作用功能。
[0017]本发明方案中，推荐选用液压动力设备为内啮合渐开线齿轮液压泵、液压马达，它体积小、噪声低，耐用质量好，容积效率也较高，蓄能器中重块是6.2立方米的铁质材料，下行梯中人的重力势能带动液压泵工作，先向EPE蓄能器注入高能油，再由EPE蓄能器向重块蓄能装置注入可推高增加重快势能的高能油，顶升重量达48吨的重块，在直径为1.2米液压油缸的作用下，重块重力势能随油缸存储油量增加而增大，积零存整，积少成多，待重块势能达到一定量值后，可让其连续释放重块势能，高压油驱使液压马达转动替代电力驱动上行电梯载人上升，在重块积累了一定量势能的情况下，在上下人流高峰使用电梯的时段，可全时段关闭下行梯电力工作，液压泵全速泵出液压能油流，借重块蓄能器的稳能作用，使液压马达更长时间地替代上行梯电力驱动工作而节约更多的电能损耗。
[0018]由于下运梯上增加了一台较大功率的液压油泵，原有下行电梯异步电动发电机不需要再承担依靠发电产生二次反向电动力矩来平衡向下运输过重人群的重力势能释放任务，原来下运梯上所配装的下运异步电动发电机的功率配置可以减小50%及以上，这是因为异步电动机变成异步发电机时的发电效率最大数值只有其总功率的60%，也就是说为了平衡向下运输人群的重力势能，所做负功的最大功率数值是一个60%乘以电动机总功率，反向理解:下行电梯维持安全运行速度，克服下行总阻力所需的最大功率数值为40%乘以原装异步电动机总功率的数值，所以，在增加安装了一台液压油泵情况下，理论上，我们可以将下行扶手电梯的电动机装配总功率最大可减小60% !
在实际工作中，减小50%功率配置是一个完全可行的选项。一般的,若上、下行扶手电梯的电动机功率是7.5kw时，我们可将下行扶手电梯的电动机改配成4kw是较为合理可行的，这样就净节约了 3.5kw的额定功率的耗电量！再考虑上行扶手电梯采用了一少部分液力代替电力驱动这一项措施，一负一正，总体节能效果很大！从而达到了该装置所希望达到的目标，原下行梯发电二次反电动的实际遏重能力计算:0.6*7.5=4.5 (kw)，7.5kw油泵的实际遏重能力比?.5kw电动发电机实际遏重能力的4.5 (kw)多3kw，7.5/4.5=1.67，即下行梯实际遏重能力是原有遏重力的167% !
本发明的第二个优点:上行梯驱动总功率短时可翻倍，即上行梯较短时段内具有200%驱动力，因为上行梯电动机、液压马达与同轴的两个正向安装的超越离合器变速皮带轮相接，当偶遇有一个很短时段上行梯中承载人群总重量很大而超出电动机额定功率值时，可短时采用电力、液力双动力同时驱动方式予以应对，7.5kw电+ 7.5kw液=15(kw总)，即上行梯潜在具备两倍原功率的短时驱动能力！所以，凡是今后采用了上述装置的新电梯设备，它也就具备了下行梯超强遏重能力、上行梯更超强驱动能力的功能！不会再有上行梯超负荷而导致传动逆转的困惑，也不用再担心下行梯负荷过大的问题了。
[0019]本发明的第三个优点:零存整用功能；凡大小、零碎、间隙或是连续性的下行梯中有害无用的工作重力势能，只要它能达到拉动液压油泵产生高压油推动蓄能器中的重块上升者，均有可能被以高能油的方式统一回收和蓄存，一个不落！这种积少成多，积零为整、积短为长的最后整用连续释放，变有害势能为上行梯的有用动力势能，更是本节能装置的一个核心思想！本装置只所以选用液压能为辅助能源，一是其能量密度大，回收要求条件低，存取更方便，很科学！ 二是获取液压能所需的设备成本低、质量好、耐用寿命长、简单、可靠，且市场产品选择面很宽，非常现实可行！ 本发明的第四个优点:机械传动采用了人们很熟知的自行车后飞轮式，即超越离合器的传动轮件、利用这种超越离合器的超越即刻分离的优秀特性，采用同轴并联安装多个动力传动件，或再适当配以电磁或手动离合器等，进而实现更多功能的传动连接与传动隔断的目的，其简单、快捷、可靠三特性，为本发明第二、三个优点提供了强力技术保证。
[0020]本发明还提供了所述技术方案在其它机电设备上的应用。
[0021]在众多的机电生产设备中，如下设备的应用是较为典型的:
1)、船闸启闭门机；
2)、径向缆索起重机；
3)、门座式起重机；
4)、岸边集装箱装卸机；
5)、矿井电梯；
6)、高楼单线电梯或未来可能采用的双线上下循环电梯；
下面分述。
[0022]船闸启闭门机:可以回收水压势能所转换的液压能为主，电力为辅的动力驱动方式进行工作，开始工作时，采用电力驱动液压油泵，通过油压活塞杆完成船闸启闭门工作，之后的放水降船时，利用水压差驱动小型水轮机、带动高压油泵，继而将高能油压入液压蓄能器中使较大重块增加势能，然后再让重块释放其重力势能，通过油缸活塞杆驱使大型船闸启闭门的工作。
[0023]矿山开采及大型桥梁施工:它有Z向竖直上下提升及XOZ上的平面悬垂线前后移动，工作过程中蕴含有大量的势能资源，并可进行回收再利用，它完全可运用上述节能装置，既节能、又可获得双倍大功率驱动功能。
[0024]第一种情况:如图3所示。矿山开采中径向缆索起重机向两端点有高差的情景案例，设A点高于B点。
[0025]1、将A、B间矿坑中矿石运到B点处的过程:它有Z轴的矿物从矿坑表面提升到C点，可先用电力完成，从C到B用液压泵回收矿物势能，空矿石箱从B到C用电力驱动，从C到矿坑地面用液压泵回收矿石箱势能，如此反复，当蓄能装置的重块被间歇性地推升到某一规定高度时，可改电力为液力驱动提升矿石到C点、空矿石箱从B到C，直到蓄能装置的重物块回到接近零位，再改用电力驱动，进行下一轮能量的回收再利用，如此反复进行，这种由C到B的径向缆索起重运输状态耗电少，可节约很多电能。
[0026]2、将A、B间矿石运到A高点处的过程:它有Z轴的矿物从矿坑表面提升到C点，用电力从C到A，空矿石箱从A到C再到矿坑地表面用液压油泵进行转换蓄存液压能，如此反复循环，直到蓄能装置的重块被间歇性地推升到规定高度时，可改用液力取代电力驱动提升矿石到C点，再由C到A，直到蓄能装置的重物块势能用尽回到接近零位，再进行下一轮次的能量回收再利用过程，如此反复进行，这种由C到A的径向缆索起重运输状态较由C到B耗电多，节能较少，应尽量避免。
[0027]第二种方式:如图所示4。桥梁施工中径向缆索起重机径向两端点A、B高度值相等，所运物是从A、B两端向中部某个点运送大型构件重物。
[0028]这种起重机的能量回收设备需加装有两台液压泵、两台液压马达和一部重块式蓄能器；Z向竖直上下提升先是采用电力进行，通过竖直升降变速装置、滑轮吊钩A或B点拉起重物到C点，其运行是重物势能释放过程，可通过液压泵I或液压泵2工作进行能量回收，并使储能器重块势能增加，如此反复，使蓄能器重块增加势能，以上间歇性地回收吊重物势能不断累积，当其达到某一指定值时，之后的提升所运物或移动所运物的工作可改电力为液力完成，直到蓄能器所蓄能量将要耗尽接近规定值时，再改液力为电力而完成，如此反复循环进行下去，可节约较多的电力资源。
[0029]门式起重机:门式起重机有三项动作:钢缆吊钩的Z轴升降、承力臂与水平面的角度变化及绕Z轴的转动角度的变化，开始时，平面转向电动机工作将斜臂对准到要起吊的重物件方向位置，吊钩电动机、斜臂电动机协调工作将吊钩钩上要吊的重物件，然后用电力提升重物件到某一高度，并在平转电机的工作下，将重物转向要卸放的位置，斜臂及吊钩在向下调放重物件的同时，开启吊钩液压油泵、斜臂液压油泵，在重物件下降中使油泵工作，高压油注入重块式液压蓄能装置，使重块势能微量增加，如此反复，直到蓄能装置的重块高度达到规定高度后，提升重物件的吊钩及斜臂可适时改用液力代替电力，当蓄能装置中的重块势能将要耗尽时再改用电力进行，如此反复交替进行，不断回收所吊多个重物件的重力势能资源，并再利用所蓄存的液力再提升某些重物件，使回收的势能得到再利用。
[0030]岸边集装箱装卸机:它与扶手电梯的工作情况非常类似，它的工作运行可分为Z轴竖直方向上的提升和下降，X水面方向上船舶与岸边的位置移动及Y轴沿岸边平行船舶长轴线的左右移动，其中，主要动力是在Z竖直方向上的提升和下降，提升是集装箱势能增加过程，下降是势能减少过程，我们完全可借用以上方法，回收集装箱货物下降势能使其转化为液压能，在液压泵的作用下，让其顶升一个更大的重块式蓄能装置，然后再释放大重块势能时，改电力为液力驱动完成一部分装卸工作的任务。这里省略不再细述了。
[0031]矿井电梯:与以上不同的是，它只有在Z竖直方向上的提升和下降，参照扶手电梯的节能方法，它的过程更简单，只在同一根轴上，用两个正装式超越离合器、一个反装式超越离合器，将其分别与电动机、液压马达和液压泵连接，通过一台较大重块式蓄能器，使其具有电力、液力双动力驱动，并在上、下运行检测器及上、下运行控制装置的指令下有序地回收再利用人群、生产器材等的重力势能资源，具体过程与上述扶手电梯的情况完全相同。
[0032]居民楼、酒店等高楼所用滑轮组式竖直上升、下降电梯:同样也可采用电力为主、液压能为辅进行驱动节能方法，采用这种节能方法的最大优点是:它可以把零散、间歇性，大小不一的能量回收存储，在蓄能器中不断积累、增长，使其存储并达到某一额定值，再适时地用一个较长时间段连续改用液力驱动，节约了电能资源。
[0033]居民楼层间距离小，停顿次数多，一般情况下，采用电能方式回收重力势能几乎是不可能的，但利用扶手电梯节能方法，在下降短时间段回收人群的重力势能，将零零碎碎、断断续续的下降重力势能转化为液压能，通过重块式蓄能器装置外加的EPE蓄能钢瓶罐的稳压积存累加，人为创造一个能够较长时间连续释放液压能的条件，以改用液力取代电力驱动电梯的上升，完成了回收势能再利用的目的，这是一种很好的节能方法，简单、可靠、方便更可行，看得见，感得到。
[0034]本发明这种扶手电梯由于在上行梯传动链和下行梯传动链间增加了能量回收再利用传动链，能量回收再利用传动链能先将下行梯中人群的重力势能转换成液压能储存，再通过液压蓄能装置将液压能释放由液压马达将其转变成动能，进而可带动上行梯作连续运动，即回收并再利用了下行梯中的人群的重力势能。此外，由于能量回收再利用传动链中增加了一台液压油泵，下行电梯异步电动发电机不需要再承担依靠发电产生二次反向电动力矩来平衡向下运输过重人群的重力势能释放任务，有效节约了能量消耗，节约了能源，增加的液压泵，也增加了下行梯平衡人群重力势能的的重力负荷能力，提高了下行梯载重能力，同理，还可以利用液压蓄能器能量释放传动链中的液压马达和上行梯电动机同时驱动上行梯，提高了上行梯的驱动功率翻倍，增强上行梯载重能力。再者，本发明液压蓄能装置可采用重块蓄能结构，可收集零碎、间隙或连续性的下行梯中的重力势能，只要势能使液压泵产生高压油推动液压蓄能器中的重块上升，该势能便能被回收储存，储存后的液压能，又能被连续释放，回收能力强且能高效输出。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1是本发明传动关系示意图。
[0036]图2是本发明重块式蓄能装置结构示意图。
[0037]图3是矿山开米中径向缆索起重机径向两端点有闻差的情景不意图。
[0038]图4是矿山开采中径向缆索起重机径向两端点高度相等的情景示意图。
[0039]图5是本发明另一种形式的能量回收再利用传动链的传动方式示意图。
[0040]图6是本发明又一种变化形式的能量回收再利用传动链的传动方式示意图。
【具体实施方式】
[0041]从图1可看出，本发明这种扶手电梯节能装置包括上行梯传动链、下行梯传动链，还包括了能量回收再利用传动链，能量回收再利用传动链一端与下行梯传动链的下行梯动力主轴传动连接，另一端与上行梯传动链的上行梯动力主轴转动连接。下行梯传动链在动力主轴上安装电磁离合器12与同一轴上无级变速器的一个皮带轮相连接，当下行梯人群总重量达到可回收数值时，电梯运行控制器10就指令并通过电磁离合器12使动力主轴与无级变速器的一个皮带轮接通，继而通过皮带传带无级变速器的另一皮带轮而使液压泵转动而向外输出高压能油流，将下行梯人群重力势能转化为液压油能输送给EPE蓄能钢瓶罐，继而顶升重块蓄能器装置，使重块势能不断地积存累加。
[0042]上行梯传动链包括上行梯电动机3、上行梯超越离合器皮带轮8、上下梯运行检测器9、上下梯运行控制器10、上行梯动力主轴、上行梯动力齿轮6、上行梯变速器5和上行梯链轮工作装置4，上行梯电动机3驱动的输出轮通过皮带与上行梯超越离合器皮带轮8传动连接，上行梯超越离合器皮带轮8所传带的内蕊轮装在上行梯动力主轴的一端上，上行梯超越离合器皮带轮8传带其内蕊轮使动力主轴转动，同一动力主轴上的中部安装有另一个超越离合器7，同一动力主轴上的另一端装有上行梯动力齿轮6，上行梯动力齿轮6再与上行梯变速器5传动连接，上行梯变速器5再与上行梯链轮工作装置4传动连接，上行梯链轮工作装置4与上行梯的梯级和扶手连接。因而，可通过控制上行梯传动链的上行梯电动机3，控制整个上行梯运动，用于液压能动力传动的超越离合器7的外轮大多情况下因液压马达18不工作而处于超越离合的停转状态，即超越离合器7的蕊轮随动力主轴转动而同步转动，其外皮带轮不转动，当液压马达18接到上下梯运行控制器10给出工作指令时，液压马达18将在液压能的驱使下转动输出动力，使超越离合器7的外轮带动其蕊轮、继而带动动力主轴转动，同时电动机3也将接到上下梯运行控制器10发出减小或停止电力工作指令，超越离合器皮带轮8将因其外轮速度减小低于其蕊轮转速而脱离与动力主轴的传动工作，如此再反复，电动机3再次接到上下梯运行控制器10发出电力工作指令，液压马达18接到上下梯运行控制器10发出减小或停止液力工作指令，则超越离合器8传动动力主轴工作，超越离合器皮带轮7将因其外轮速度减小低于其蕊轮转速而脱离与动力主轴的传动工作。
[0043]由图2知，重块液压蓄能装置11包括蓄能重块19、蓄能油缸20、油缸活塞杆21、回油箱22、蓄能装置底座24及动力高压油腔25，蓄能重块19套装在蓄能油缸20上，油缸活塞杆21装配在蓄能油缸20内，并支撑着蓄能重块19，活塞杆21与蓄能油缸20围成的密封空间形成动力高压油腔25，这种重块液压蓄能装置11结构，可收集零碎、间隙或连续性的下行梯中的重力势能，只要其能使液压泵产生高压油推动液压蓄能器中的重块上升，该势能便能被回收储存，储存后的液压能，又能被再次连续释放，回收能力强且能高效输出。
[0044]下行梯传动链包括下行梯电动机1、下行梯正装式超越离合器皮带轮14、下行梯动力主轴、下行梯动力齿轮15、下行梯变速器17和下行梯链轮工作装置16。下行梯电动机I的驱动使输出轮通过皮带与下行梯正装式超越离合器皮带轮14传动连接，下行梯正装式超越离合器14装在下行梯动力主轴的中部，下行梯正装式超越离合器皮带轮14传带其蕊轮使动力轴转动，下行梯的一端装有下行梯动力齿轮15，下行梯动力齿轮15再与下行梯变速器17传动连接，下行梯变速器17再与下行梯链轮工作装置16传动连接，下行梯链轮工作装置16与下行梯的梯级和扶手连接。因而，可通过控制下行梯传动链的下行梯电动机1，控制整个下行梯运动，下行梯动力主轴的另一端装有电磁离合器12，电磁离合器12与同轴无级变速器皮带轮13相连接，无级变速器皮带轮13通过皮带与另一只无级变速皮带轮13的液压泵2相连接，当下行梯人群重力负荷达到一定数值时，上下梯运行控制器10发出回收重力势能指令给电磁离合器12，动力主轴就通过电磁离合器12的闭合接通使无级变速器皮带轮13转动，继而带动另一个无级变速器皮带轮13使液压泵2动作，回油箱22中的回油通过油管连通到液压泵2，液压泵2吸入回油箱22中的回油泵出高压能油流，所泵出高压油通过油管、与EPE蓄能钢瓶罐23再与重块液压蓄能装置11相联通，使高压油腔25内高压油量增多的同时，油缸活塞杆21也缓慢顶升蓄能重块19增加其势能，由此完成了将下行梯人群的重力势能转化为蓄能重块19的重力势能累积性增长，当蓄能重块19总势能达到某一额定值时，上下梯运行控制器10就会适时发出指令给上行梯中的液压马达18，令其将液压能转换为旋转动能输出，使超越离合器7的外轮带动其蕊轮、继而带动动力主轴转动，替代电动机3完成上行梯人群的运输工作，与此同时电动机3也将接到上下梯运行控制器10发出减小或停止电力工作指令，超越离合器皮带轮8将因其外轮速度减小低于其蕊轮转速而脱离与动力主轴的传动工作，当蓄能重块19总势能消耗将要怠尽时，上下梯运行控制器10就会适时发出指令给上行梯中的电动机3，以电能驱动替液压能驱动上行梯的运输工作，如此再反复，在上下梯运行控制器10有序工作指令的控制下，上行梯交替采用液压能和电能两种能量工作方式，节约大量电能资源。
[0045]本发明的这种扶手电梯的控制部分包括电梯运行检测装置9及电梯运行控制装置10，电梯运行检测装置9与安装在上行梯、下行梯上的重力传感器、以及上行梯和上行梯的速度传感器电联接，电梯运行检测装置9还与电梯运行控制器电联接，用于实时地将检测到下行电梯上人的总重力数值、步梯的运行速度等信息传输给电梯运行控制装置10。电梯运行控制装置10与上行梯电动机3、下行梯电动机1、上行梯、下行梯、能量回收电磁离合器12、液压泵2、液压马达18分别与电梯运行控制装置10联接，用于控制上述设备或装置动作。
[0046]本发明在初始阶段或中途人群稀少时段运行时，上行梯传动链及下行梯传动链均分别由上行梯电动机3和下行梯电动机I驱动，下行梯电动机I带动下行梯正装式超越离合器皮带轮14转动，此时，下行梯处于接通状态，下行梯动力主轴相应转动，装在下行梯动力主轴上的下行梯动力齿轮15相应转动，并传带下行梯变速器17、带动下行梯链轮工作装置16转动，下行梯链轮工作装置16带动与其相连接的梯级和扶手，使台阶步梯向下斜线运行。上行梯电动机3带动上行梯超越离合器皮带轮8转动，此时，上行梯处于接通状态，上行梯动力主轴相应转动，装在上行梯动力主轴上的上行梯动力齿轮6相应转动，上行梯动力齿轮6通过上行梯变速器5带动上行梯链轮工作装置4转动，上行梯链轮工作装置4带动与其相连接的梯级和扶手，使台阶步梯向上斜线运行。在此时段内，能量回收传动链因动力轴与无级变速器皮带轮之间的电磁离合器12脱离而处于断开状态，再利用传动链因上行梯超越离合器7外轮速度为零而处于断开脱离状态，再利用传动链不工作，上下行梯的链轮工作装置4、链轮工作装置16在电力作用下，使向上、向下斜线步梯以速度<0.5 m/s运行。
[0047]随着电梯人群增多，当总重量达到设定数值时，下行梯斜线步阶运行速度增加，电梯运行检测装置9将传感器实时测量到下行梯上人的总重力数值、步梯运行速度等信息传输给电梯运行控制装置10，在电梯运行控制装置10的指令下，能量回收链开始动作，下行梯动力主轴通过电磁离合器12闭合接通使下行梯无级变速器皮带轮13通过皮带转动无级变速器另一个皮带轮13，相应带动液压泵2动作，液压泵2进入工作状态，通过油管吸入回油箱中的回油、向EPE蓄能钢瓶罐23泵出高压油，继而向重块液压蓄能装置11注入高压油，高压油流入重块式液压蓄能装置11的蓄能油缸20与油缸活塞杆21形成动力高压油腔25中，推动油缸活塞杆21使蓄物重块19微微上升。此时，由于液压泵2做功，抑制平衡了电梯下行时，人群过大重力可能引起的电梯速度过快问题，使下行梯的步梯运行速度保持在0.65 m/s左右，电梯运行控制器10也可以根据负荷大小，电梯速度，通过无级变速器调整液压泵2输出压力油的流量大小，对电梯运行进行控制，使下行梯链轮工作装置的步梯运行速度稳定保持在0.65米/秒左右。由于增加了液压泵，下行电梯异步电动发电机不需要再承担依靠发电产生二次反向电动力矩来平衡向下运输过重人群的重力势能释放任务，有效节约了电能消耗。实际上，也是相应增加了下行梯的有用负荷，提高了下行梯载重能力。此时，下行梯人群重量负荷越大，电梯运行控制装置10便指令无级变速器皮带轮13以更高速度使液压泵2泵出更多的高压能油流，即将更多的有害重量负荷变成更多有用的液压油能量，同时电梯运行控制装置10指令下行梯电动机I转入怠速或断电停止运行状态。与此相反，当下行梯中人群总重量减少到一定数值时，电梯运行控制器10便再次指令下行梯电动机I进入工作状态，指令电磁离合器12松开脱离传动，能量回收传动链便处于停止状态，液压泵2停止泵出高压能油流。如此反复进行，液压泵2间歇或连续性地将下行梯中向下斜线运行人群的重力势能转化为高压油输送到重块式液压蓄能器11中，使其中的蓄能重块19间歇或连续性地上升，当蓄能重块19重力势能累积达到某一数值时，电梯运行控制装置10便指令能量再利用传动链的液压马达18代替上行梯电动机3工作，液压马达18以中低速较大扭矩增速带动正装式超越离合器皮带轮7转动，即带动上行梯动力主轴转动，再通过上行梯齿轮变速器5，使上行梯链轮工作装置4梯保持0.65米/秒左右速度运行，此时，电梯运行控制器10便指令上行梯电动机3低速运行或关机待命。由此可知，能量回收再利用传动链的作用原理是先将下行梯中人群的重力势能转换成液压能，再转换成蓄能器重块势能的积累增加，继而液压蓄能装置再释放重块势能转化为液压能，由液压马达将液压能转变成较长时段连续转动的动能，替代电力带动上行梯连续工作运动，即回收并再利用了下行梯中的人群的重力势能。
[0048]本发明在运输人群众多密集的高峰时段运行时:电梯运行检测装置9将实时不断地将电梯内人群总重量数值、运行速度及重块式液压蓄能装置中的总蓄能多少等多种信息传输给电梯运行控制装置10，电梯运行控制装置10也实时地根据其变化情况，指令能量回收再利用传动链中的液压泵2泵油、蓄能器11释放重块19势能、液压马达18油能与动能转换，并指令断开下行梯电动机1、上行梯电动机3电力，使液压泵2、重块19、液压马达18依靠下行梯中人群重力势能和蓄能器11重块势能的补充性释放，自然维持一种不用电力的上下梯运输工作状态，这样，使上行梯在液力马达18的驱动工作时间更长，可以更多地节约电力资源。
[0049]本发明在客流高峰电梯人群满总重量达到最高值时，在重块液压蓄能装置11中蓄能重块19势能有一定积累量的情况下，也可同时开启上行梯传动链的液压马达3、下行梯传动链的液压泵2，重块液压蓄能装置11中重块势能释放，使上行梯速度达到或接近0.7m/s的运输工作，当上行梯重力负荷很大时，还可适当开通上行梯电动机3，由液压马达18和上行梯电机3双动力同时驱动上行梯，增强载重能力，克服解决过大重力负荷难题。
[0050]当然，本发明能量回收再利用传动链的下行梯电磁离合器与无级变速器皮带轮组合传带液压泵还可以置于与下行梯传动链相类似的其它传动轴上，能量回收释放超越离合器皮带轮也可以置于与上行梯传动链相类似的其它传动轴上，液压蓄能装置还可选用其它类型蓄能器，上行梯变速装置及下行梯变速装置，还可采用其它形式的常用变速器，因此，本发明并不局限于上述【具体实施方式】，对本领域技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型均落在本发明的保护范围内。例如图5、图6的能量回收再利用传动链的传动方式均是保护范围之内。
【权利要求】
1.一种扶手电梯节能装置，包括上行梯传动链及下行梯传动链，其特征在于还包括一条能量回收再利用传动链，该传动链一端与下行梯传动链连接，另一端与上行梯传动链传动连接；所述能量回收再利用传动链依次包括了下行梯传动链动力轴上并列安装的无级变速器皮带轮、控制动力轴与无级变速器皮带轮传动或断开的电磁离合器，以及装有另一只无极变速器皮带轮的液压泵、与液压泵管路连接的回油箱、EPE蓄能器及由EPE蓄能器驱动的重块式液压蓄能装置、与重块式液压蓄能装置相连接的液压马达；与液压马达皮带轮传动连接的上行梯同一动力轴上正向安装的超越离合器的皮带轮，该超越离合器的皮带轮传动其内蕊轮，内蕊轮固装在上行梯动力主轴上。
2.根据权利要求1所述的扶手电梯节能装置，其特征在于与所述能量回收再利用传动链相连接的下行梯传动链动力主轴、上行梯传动链动力主轴上的电机所传动的皮带轮均为正向安装的超越离合器皮带轮，越离合器的皮带轮传动其内蕊轮，内蕊轮固装在各自对应的动力主轴上。
3.根据权利要求1所述的扶手电梯节能装置，其特征在于重块液压蓄能装置包括蓄能重块、蓄能油缸、油缸活塞杆、回油箱、蓄能装置底座及动力高压油腔，所述蓄能重块套装在所述蓄能油缸上，所述油缸活塞杆装配在所述蓄能油缸内，并支撑着该蓄能重块，所述活塞杆与所述蓄能油缸围成的密封空间形成动力高压油腔，动力高压油腔的第一条油路由回油箱至液压泵、EPE蓄能器，再到所述蓄能油缸的动力高压油腔，第二条油路是由重块蓄能器的动力高压油腔到液压马达、再到回油箱。
4.根据权利要求1所述的扶手电梯节能装置，其特征在于上行梯传动链包括上行梯电动机、上行梯超越离合器、上行梯动力主轴、上行梯动力齿轮、上行梯变速装置和上行梯链轮工作装置，所述上行梯电动机通过皮带与上行梯超越离合器的外皮带轮连接，其外轮传动内蕊轮，内蕊轮固装在上行梯动力主轴的一端上，上行梯动力主轴的另一端装有上行梯动力齿轮，上行梯动力齿轮再与所述上行梯变速装置传动连接，所述上行梯变速装置再与上行梯链轮工作装置传动连接。
5.根据权利要求1所述的扶手电梯节能装置，其特征在于下行梯传动链包括下行梯电动机、下行梯正向安装的超越离合器皮带轮、下行梯动力主轴、下行梯动力齿轮、下行梯变速装置和下行梯链轮工作装置，所述下行梯电动机通过皮带与下行梯正装式超越离合器的外皮带轮传动连接，其外轮传动内蕊轮，内蕊轮固装在下行梯动力主轴上，下行梯的一端装有所述下行梯动力齿轮，所述下行梯动力齿轮再与下行梯变速装置传动连接，该下行梯变速装置再与下行梯链轮工作装置传动连接。
6.根据权利要求1所述的扶手电梯节能装置，其特征在于该扶手电梯设有电梯运行控制装置及电梯运行检测装置，统一管理控制三个传动链的运行。
【文档编号】F15B1/04GK104401862SQ201410543610
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月15日 优先权日:2014年10月15日
【发明者】李丹, 沈小林, 李先登, 黄晓儒, 陈艳红, 黄能览 申请人:李丹