专利名称：无配重电梯系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无配重电梯系统，具体是一种不需要配重或对重块，利用电 梯轿箱本身的重量及所承载的重量作为对重，通过钢索环绕滑轮实现电梯轿箱的 上下。
背景技术：
电梯系统通常包括在井道(提升间)内的上下运动的轿厢系统和配重系统构 成。图1是现有技术结构示意图，图1表示通常的轿厢是由轿架1和箱体2两部
分结合成为一体式的结构，其中箱体2由轿架1来支撑；通常的电梯系统包括电 梯轿箱、驱动装置(曳引机)、牵引绳(钢丝绳)和对重块(配重)；其中的牵引 绳或其他承载件沿着设于轿架中恰当位置处的滑轮移动；配重通常与轿厢系统通 过牵引绳或承载件支撑，通常配重在轿厢移动的同时，沿得引导配重的导轨在提 升间内上下运动。配重的重量由轿厢系统本身的重量及最大载荷的一半重量组 成。轿厢系统的重量构成牵引绳轮一侧的力Tl，而独立的配重重量构成牵引绳 轮另一侧的力T2，电动机输出转距的大小由Tl与T2的差值来决定，而牵引绳
轮的牵引能力需满足公式^"》T1/T2， f与a的值为系统固有特性，因此T1与
T2的差值越小，电动机输出转距越小，对电梯系统的牵引能力要求越低。 现实电梯系统存在的缺点是
一、 从经济上看， 一方面由于必须要容纳常规的配重在提升间内移动，因此 提升间需要设计额外的空间，造成资源的浪费；另一方面，为达到在不同载荷工 况最大限度达到平衡，配重的重量不管载荷怎么变化，始终保持恒定，通常由轿 厢系统本身的重量，加上最大载荷的一半重量来组成，这样使配重本身的重量重， 成本高；其三，用于引导配重的导轨及组装这些部件所涉及到的安装，人工和时 间有关的成本。
二、 从牵引能力来看，为了降低对牵引能力的要求，只能通过T1/T2的比值 越接近越好，通常对重侧受力的计算公式是Tl=(P+Q)/2,T2=(P+0.5Q)/2，在轿 厢系统空载的情况下，要使Tl: T2的比值小，势必要求轿厢系统重量越重越好，由于配重的重量通常由轿厢系统本身的重量加上最大载荷的一半重量来组成，这 样又要求配重的重量增加，这样牵引能力与最轻的轿厢系统，最优的成本之间存 在的矛盾。Tl: T2的比值也随得不同的载荷工况有较大的差异。三、从能量的角度，由于目前的电梯系统始终不能做到两侧完全的平衡，只有在载荷达到50%时，能耗是最小的，而不管在载荷为0%还是载荷为100%，能 耗均达到最大值，而电梯使用频率高的通常不在50%载荷工况的附近，因此能量 不能达到最优化的配置。经检索，有关无对重块(配重)电梯方面的发明有几件，如中国专利申请号 200480041019.5， 03826335.1， 200380108208.5。其中申请号03826335. 1的专 利，只是将活动的配重转化成几种固定的能够提供张力的装置。但并没有真正的 解决好上述提出的三个问题，具有很大的局限性。尽管这发明也涉及到无配重或 无活动配重的系统，在这些技术发明中电梯系统仍然采用各种张力装置。发明内容本发明的目的是提供一种无配重电梯系统，具体是一种不需要配重或对重 块，利用电梯轿箱本身的重量及所承载的重量作为对重，通过钢索环绕滑轮实现 电梯轿箱的上下。本发明的电梯系统不需要设置张力装置，简单地采用轿架与厢 体分离的方式，利用了厢体重量及载荷作为配重，实现经济、节能和设计新颖独 特的特点。本发明为解决现有技术提供的技术方案是 一种无配重电梯系统，包括在井 道内升降的电梯轿箱、驱动装置、牵引绳和牵引绳轮和数个滑轮，所述的电梯轿 箱为分体式结构，利用厢体重量和它的承载重量作为对重，经牵引绳与多个滑轮 间和多种缠绕方式中的一种实现轿箱的上下运动，其中所述的分体式结构由轿架和厢体构成，所述的多个滑轮中至少有两个固定布置在轿架上部的两侧， 所述的滑轮至少有一个固定布置在厢体的上部或下部，所述牵引绳的一端固定在井道上部处，再依次缠绕过固定在轿架和厢体上的 滑轮后，终端固定在井道的下部。本发明与现有技术相比具有以下的积极效果1、 本发明由于利用厢体本身重量及载荷作为配重，不需要另行设置对重块， 也不需要其他的张力装置，从而省去了现有技术中需要设置配重所带来的一系列缺点，例如需要在提升间中设置引导配重的导轨，设置配重需要的成本和能耗， 以及井道内提供配重所需的空间，大大节省了材料、人工和时间，以及相关的成 本和井道占地。2、 本系统由于大幅度降低了本身的重量，又保证了足够的牵引能力，是一 种非常好的节能产品。3、 本发明的另一特点是电动机的输出转矩随着载荷的增加而递增，在空载的情况所需能量最小，在满载的情况，输出转矩为=(0.5Q+0.5P) XD/2，能量 所需最高，能量曲线呈现随载荷比例上升趋势。本发明已经发明人小型试验获成功，是一种具有经济、节能和设计新颖独特 的理想电梯产品。
图l为现有技术结构示意图； 图2为本发明实施例1结构示意图； 图3为本发明实施例2结构示意图； 图4为本发明实施例3结构示意图； 图5为本发明实施例4结构示意图； 图6为本发明实施例5结构示意图； 图7为本发明实施例6结构示意图。图中标识1、轿架，2、厢体，3、滑轮，4、牵引绳轮，5、滑轮，6、滑轮， 7、滑轮，8、滑轮，9、滑轮，10、滑轮，12、牵引绳，13、固定处，14、固定 处。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本发明的技术内容和实施例，需要说明的是本发明 的附图标识和实施例并非是对本发明技术方案的限制。附图1表示现有技术的结构示意图。参见附图1可以非常清楚地看到目前电梯行业中普遍使用的电梯系统结构，它包括整体式电梯轿箱、轿顶轮、滑轮、 牵引绳和牵引绳轮、涨紧装置和对重块等，具有结构复杂、能耗大、井道占有空 间大，所需工时和生产成本高。附图2表示本发明的一最佳实施例的结构示意图，本发明的无配重电梯系 统，包括在井道内升降的电梯轿箱、驱动装置、牵引绳12和牵引绳轮4和数个 滑轮，其中电梯轿箱为分体式结构，利用厢体2重量和它的承载重量作为对重， 经牵引绳与多个滑轮间和多种缠绕方式中的一种实现轿箱的上下运动，其中所述的分体式结构由轿架1和厢体2构成，所述的多个滑轮中至少有两个固定布置在轿架1上部的两侧， 所述的滑轮至少有一个固定布置在厢体2的上部或下部，所述牵引绳12的一端固定在井道上部14处，再依次缠绕过固定在轿架1和 厢体2上的滑轮后，终端固定在井道下部的13处。根据上述的轿架l的两端为滑轮6和8，滑轮7布置在轿架1的中部，而所 述的滑轮9和10分别布置在厢体2的两端，所述的牵引绳12的缠绕方式一是 将在井道的固定处14固定后的牵引绳12依次绕过滑轮7，向上绕过滑轮3、牵 引绳轮4、向下绕过滑轮5、再向上绕过滑轮6、滑轮9、滑轮IO、滑轮8，最后 固定到13处，其中牵引绳轮4固定在井道(提升间)的上部，牵引绳12至少 部分的缠绕在下端的滑轮5上，滑轮5固定在井道(提升间)的下部，与牵引绳 轮4呈垂直对应，所述的固定处14位于机房地板的中部位置。附图2中至少在垂直方向相互之间没有施加约束，成自由状态，厢体2的重 量与载荷转移成牵引绳轮4 一侧力T2;同样厢体2的重量与载荷以及轿架本身 的重量P构成牵引绳轮另一侧为T1，牵引绳索12始终处于涨紧状态，这种状态 下不需要额外的张力装置，真正的实现了利用轿厢本身重量来实现无配重的情 况，由此节省了配重引起的成本，极大地提高了井道利用率。下面描述本发明的设计原理和工作原理，这些原理同样适用于下文提供的任 一实施例，且在后面的实施例中不再进行描述。本实施例中电动机的输出转矩为T1-T2XD/2 (D为牵引绳轮半径)= (0.5Q+0.5P) X D/2，在轿架本身重量足够少的情况下，电动机的输出转矩为 =0.5QXD/2，随得载荷的增加，电动机输出功率也逐渐递增，实现了能量的合理配置，另外无论载荷多大，Tl: T2=2: 1，保持不同载荷情况下牵引能力输出恒 定值，也就是说轿厢系统重量越轻，成本就越低，而又不会影响牵引能力，通常 情况被认为是容易实现的。在这个实施例中，当电梯轿厢上行时，根据电动机的输出转矩的计算公式， 电动机能量输出随载荷增加而递增，在空载时能量最小，在满载时能量最大；当 轿厢系统下行时，实际上是一个造能的过程，能量由轿厢系统的势能进行转化， 一种方式是势能转化成热能散发出去，另一种方式可以采用能源再生系统进行能 量的储存，并进行再次利用。假设轿架1的运行速度V，牵引绳索12的运行速 度为2V，而厢体2的运行速度同样是V，这样就保证了轿架1与厢体2间没有相 对位移。电梯系统包括绕绳比2: l设置的牵引绳，本发明的系统也可以采用1: 1， 3: 1， 4: l或更高的绕绳比中的任意一种，以便实现所需的系统特性。在这个实施中，假设轿架1的运行速度V，牵引绳的运行速度为2V，而厢体 2的运行速度同样是V，这样就保证了轿架1与厢体2间没有相对位移，当轿厢 系统上行时，滑轮6与滑轮7，滑轮8呈逆时针方向旋转，滑轮9与滑轮10呈 顺时针方向旋转，在轿厢系统下行时刚好相反。当滑轮7与滑轮6，滑轮8的直 径相等时，滑轮的转速与转向保持一致性，正如图2中所示的，滑轮7可以由滑 轮6与滑轮8共同来取代，只要求在滑轮6与滑轮8中增加钢丝绳槽数量而已。附图3表示本发明的另一实施例的结构示意图，它表示的是无配重电梯系统 另一种滑轮的布置方式和牵引绳的缠绕方式，本实施例减少了轿架1和厢体2上 的滑轮，改变了牵引绳的绕法，具体是所述的滑轮6和8分别布置在轿架1的两 端，滑轮9布置在厢体2的中部，所述的牵引绳12的缠绕方式二是将固定后的 牵引绳依次绕过滑轮8、滑轮6、向上绕过牵引绳轮4、向下绕过滑轮5、滑轮6、 斜绕滑轮9和滑轮8，最后固定到13处。图4表示为本发明的另一实施例的结构示意图，它表示的是无配重电梯系统 另一种滑轮的布置方式和牵引绳的缠绕方式，特征是所述的滑轮6和8分别布置 在轿架1的两端，滑轮7布置在轿架1的中部，滑轮9布置在厢体2的中部，所 述的牵引绳12的缠绕方式三是将固定后的牵引绳依次绕过滑轮7、滑轮3、牵引 绳轮4、向下绕过滑轮5、向上绕过滑轮6、斜绕滑轮9和滑轮8，最后固定到 13处。图5表示为本发明的另一实施例的结构示意图，具体是改变的厢体2上滑轮 的布置方式，特征是所述的滑轮6和8分别布置在轿架1的两端，滑轮7布置在 轿架1的中部，滑轮9和滑轮10分别布置在厢体2下部两端，所述的牵引绳12 的缠绕方式四是将固定后的牵引绳依次绕过滑轮7、滑轮3、牵引绳轮4、向下 绕过滑轮5、向上绕过滑轮6、向下绕过滑轮9和滑轮10，向上绕过滑轮8最后 固定到13处。图6表示为本发明的另一实施例的结构示意图，特征是所述的滑轮6和8分 别布置在轿架1的两端，滑轮9和滑轮10分别布置在厢体2下部两端，所述的 牵引绳12的缠绕方式五是将固定后的牵引绳依次绕过滑轮8、滑轮6、牵引绳轮 4、向下绕过滑轮5、向上绕过滑轮6、向下绕过滑轮9和滑轮10，向上绕过滑 轮8最后固定到13处。图7表示为本发明的另一实施例的结构示意图，特征是所述的滑轮6和8分 别布置在轿架1的两端，滑轮9和滑轮10分别布置在厢体2下部两端，牵引绳 轮4布置在井道的下部，滑轮5布置在井道的上部，所述的牵引绳12的缠绕方 式六是将固定后的牵引绳依次绕过滑轮8、滑轮6、滑轮5、向下绕过牵引绳轮4、 向上绕过滑轮6、向下绕过滑轮9和滑轮10，向上绕过滑轮8最后固定到13处。所述的牵引绳一端固定处14的位置应根据所对应的滑轮进行改变， 一般位 于所对应的滑轮的垂向上部。上述的无配中电梯系统，在所述的每个滑轮上有数量不等的供嵌入和定位牵 引绳用的槽沟，槽沟的形状和大小应与所缠绕的牵引绳相匹配，例如牵引绳为 圆钢丝绳，或者是扁钢带，槽沟的形状和大小应它们匹配。根据上述的任一牵引绳缠绕方式所获的无配重电梯系统，其中的绕绳比为2:1，或者是l: 1， 3: 1， 4: 1这四种方式中的任意一种，或是更高的绕绳比例也 同样适用。上述的任一种无配重电梯系统实施方式，在所述的滑轮上根据所需缠绕牵引 绳的数量、大小和形状设置不同的供嵌入和定位牵引绳的槽沟。上述的井道固定处13和14可以根据实际需要改变它们的位置。本发明的电梯系统可以使用各种类型的牵引绳索，可以是钢丝绳，也可以是 扁形钢带,对于钢丝绳的末端可以采用普通绳头锥套，也可以是简易的固定方式。本发明的电梯系统并不仅仅局限于单绕方式，同样适用于复绕的方式，以及 采用摩擦轮形式提高牵引能力的这种情况。根据本发明设计的系统，电梯系统可 以为无机房的布置方式，也同样适用于有机房的布置方式。本发明仅就本发明的一最佳实施例进行详细的描述，但不能理解为对本发明 实施的其他方式的限制，凡是在本发明基础上进一步的改进和类似或雷同的方 案，均视为是本发明请求保护的范围。
权利要求
1、一种无配重电梯系统，包括在井道内升降的电梯轿箱、驱动装置、牵引绳(12)和牵引绳轮(4)和数个滑轮，其特征是电梯轿箱为分体式结构，利用厢体(2)重量和它的承载重量作为对重，经牵引绳与多个滑轮间和多种缠绕方式中的一种实现轿箱的上下运动，其中所述的分体式结构由轿架(1)和厢体(2)构成，所述的多个滑轮中至少有两个固定布置在轿架(1)上部的两侧，所述的滑轮至少有一个固定布置在厢体(2)的上部或下部，所述牵引绳(12)的一端固定在井道上部(14)处，再依次缠绕过固定在轿架(1)和厢体(2)上的滑轮后，终端固定在井道下部的(13)处。
2、 根据权利要求1所述的一种无配重电梯系统，其特征是所述轿架(1)的两侧为滑轮(6)和(8)，中部的为滑轮(7);所述的滑轮(9)和(10)分别 布置在厢体(2)上的两端，所述的牵引绳(12)的缠绕方式一是牵引绳的一端固定在(14)后依次缠 绕过滑轮(7)、向上绕过滑轮(3)、牵引绳轮(4)、向下绕过滑轮(5)、向上绕 过滑轮(6)、滑轮(9)、滑轮(10)、滑轮(8)，最后固定到(13)处。
3、 根据权利要求1所述的一种无配重电梯系统，其特征是所述的滑轮(6) 和(8)分别布置在轿架(1)的两端，滑轮(9)布置在厢体(2)的中部，而所述的牵引绳(12)的缠绕方式二是将一端固定在(14)后的牵引绳依 次绕过滑轮(8)、滑轮(6)、向上绕过牵引绳轮(4)、向下绕过滑轮(5)、滑轮 (6)、斜绕滑轮(9)和滑轮(8)，最后固定到(13)处。
4、 根据权利要求1所述的一种无配重电梯系统，其特征是所述的滑轮(6) 和(8)分别布置在轿架(1)的两端，滑轮(7)布置在轿架(1)的中部，滑轮(9)布置在厢体(2)的中部，所述的牵引绳(12)的缠绕方式三是将固定后的牵引绳依次绕过滑轮(7)、 滑轮(3)、牵引绳轮(4)、向下绕过滑轮(5)、向上绕过滑轮(6)、斜绕滑轮(9) 和滑轮(8)，最后固定到(13)处。
5、 根据权利要求1所述的一种无配重电梯系统，其特征是所述的滑轮(6) 和(8)分别布置在轿架(1)的两端，滑轮(7)布置在轿架(1)的中部，滑轮(9)和滑轮(10)分别布置在厢体(2)下部两端，所述的牵引绳(12)的缠绕方式四是将固定后的牵引绳依次绕过滑轮(7)、 滑轮(3)、牵引绳轮(4)、向下绕过滑轮(5)、向上绕过滑轮(6)、向下绕过滑 轮(9)和滑轮(10)，向上绕过滑轮(8)最后固定到(13)处。
6、 根据权利要求1所述的一种无配重电梯系统，其特征是所述的滑轮(6) 和(8)分别布置在轿架(1)的两端，滑轮(9)和滑轮(10)分别布置在厢体(2)下部两端，所述的牵引绳(12)的缠绕方式五是将固定后的牵引绳依次绕过滑轮(8)、 滑轮(6)、牵引绳轮(4)、向下绕过滑轮(5)、向上绕过滑轮(6)、向下绕过滑 轮(9)和滑轮(10)，向上绕过滑轮(8)最后固定到(13)处。
7、 根据权利要求1所述的一种无配重电梯系统，其特征是所述的滑轮(6) 和(8)分别布置在轿架(1)的两端，滑轮(9)和滑轮(10)分别布置在厢体(2)下部两端，牵引绳轮(4)布置在井道的下部，滑轮(5)布置在井道的上 部，所述的牵引绳(12)的缠绕方式六是将固定后的牵引绳依次绕过滑轮(8)、 滑轮(6)、滑轮(5)、向下绕过牵引绳轮(4)、向上绕过滑轮(6)、向下绕过滑 轮(9)和滑轮(10)，向上绕过滑轮(8)最后固定到(13)处。
8、 根据权利要求1-7中任一项所述的一种无配重电梯系统，其特征是在 所述的每个滑轮上有数量不等的供嵌入和定位牵引绳用的槽沟，槽沟的形状和大 小应与所缠绕的牵引绳相匹配。
9、 根据权利要求1-7中任一项所述的一种无配重电梯系统，其特征是电 梯系统的绕绳比为2: 1，或者是l: 1， 3: 1， 4: l这四种方式中的一种，或是 更高的绕绳比例。
全文摘要
本发明涉及一种无配重电梯系统。本发明包括在井道内升降的电梯轿箱、驱动装置、牵引绳和牵引绳轮和数个滑轮，特征是电梯轿箱为分体式结构，利用厢体重量和它的承载重量作为对重，经牵引绳与多个滑轮间和多种缠绕方式中的一种实现轿箱的上下运动，其中滑轮至少有二个固定布置在轿架上部的两侧和中部，滑轮至少有一个固定在厢体的上部，所述滑轮和牵引绳轮相互垂向对应布置在井道的下部或上部，所述牵引绳的一端固定在井道上部的固定处上，再依次缠绕过固定在轿架和厢体上的滑轮后，终端固定在井道下部的处。本发明因不需要配重，具有经济、节能和设计新颖独特的理想电梯产品。
文档编号B66B7/06GK101301978SQ200810062860
公开日2008年11月12日 申请日期2008年7月7日 优先权日2008年7月7日
发明者张国华 申请人:西子奥的斯电梯有限公司