一種采用船閘輸水原理提升的電梯的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電梯，具體的說是一種與電機驅(qū)動原理不同的根據(jù)船閘輸水原理設(shè)計且利用水力驅(qū)動的垂直升降電梯。
【背景技術(shù)】
[0002]垂直升降電梯是一種服務(wù)于規(guī)定樓層的固定式升降設(shè)備，其裝有箱狀吊艙，主要用于多層建筑乘人或載運貨物，習慣上不論其驅(qū)動方式如何，將電梯作為建筑物內(nèi)垂直交通運輸工具的總稱。
[0003]人類利用升降工具運輸貨物、人員的歷史非常悠久。早在公元前2600年，埃及人在建造金字塔時就使用了最原始的升降系統(tǒng)，這套系統(tǒng)的基本原理至今仍無變化:即一個平衡物下降的同時，負載平臺上升。早期的升降工具基本以人力為動力。1203年，在法國海岸邊的一個修道院里安裝了一臺以驢子為動力的起重機，結(jié)束了用人力運送重物的歷史。英國科學家瓦特實用新型蒸汽機后，起重機裝置開始采用蒸汽為動力。緊隨其后，19世紀中期，威廉.湯姆遜研制出用液壓驅(qū)動的升降梯，液壓的介質(zhì)是水，至今仍在低層建筑物上應(yīng)用。1852年，美國的E.G.奧蒂斯研制出鋼絲繩提升的安全升降機。80年代，驅(qū)動裝置有進一步改進，如電動機通過蝸桿傳動帶動纏繞卷筒、采用平衡重等。19世紀末，采用了摩擦輪傳動，大大增加電梯的提升高度。20世紀末電梯采用永磁同步曳引機作為動力，大大縮小了機房占地，并且具有能耗低、節(jié)能高效、提升速度快等優(yōu)點，極大地助推了房地產(chǎn)向超高層方向發(fā)展。
[0004]現(xiàn)代傳統(tǒng)電梯的工作原理是曳引繩兩端分別連著轎廂和平衡重，纏繞在曳引輪和導向輪上，曳引電動機通過減速器變速后帶動曳引輪轉(zhuǎn)動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實現(xiàn)轎廂和平衡重的升降運動，全程通過電力驅(qū)動達到運輸目的，電梯頻繁運行用電量相當可觀。同時，雖然電梯有多重安全裝置，但易出問題的地方也不少，有人因為電梯開關(guān)門異常而被夾到過，有人碰到過電梯按鈕失靈，顯示屏黑屏看不清樓層的情況，有人經(jīng)歷過直掉幾層樓的險境，調(diào)查顯示，超過20%的受訪者稱曾遇到過電梯故障。
[0005]在世界能源大量消耗和日益短缺的今天，“節(jié)能、環(huán)保、安全”是對設(shè)備提出的新要求。針對目前城市高樓中晝夜頻繁運行的電梯的高耗電性和高故障率等問題，如何設(shè)計一種采用低耗、安全的裝置替代原電力驅(qū)動的升降裝置，是有待解決的技術(shù)問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種采用船閘輸水原理提升的電梯，利用水力驅(qū)動為主的運行方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)電梯電力驅(qū)動的運行方式，使電梯工作更節(jié)能環(huán)保、具備更高的安全性。
[0007]本實用新型解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是:
[0008]一種采用船閘輸水原理提升的電梯，包括位于電梯井內(nèi)的電梯轎廂、用于帶動電梯轎廂運行的滑輪系統(tǒng)和鋼絲繩，滑輪系統(tǒng)包括定滑輪和動滑輪；還包括沿電梯井深度方向分別設(shè)置在電梯井兩側(cè)的左豎井和右豎井、分別設(shè)置在左豎井和右豎井內(nèi)的左浮筒平衡重和右浮筒平衡重、通過充水管道與左右豎井連通以及通過泄水管道與左右豎井連通的裝有水的蓄水池；充水管道上接有充水泵，充水泵的上游側(cè)充水管道上設(shè)有止回閥，泄水管道上設(shè)有泄水閥；左豎井的上部設(shè)有左定滑輪，右豎井的上部設(shè)有右定滑輪，左浮筒平衡重的上部設(shè)有左動滑輪，右浮筒平衡重的上部設(shè)有右動滑輪，電梯轎廂的左側(cè)通過左鋼絲繩連接左定滑輪和左動滑輪，其右側(cè)通過右鋼絲繩連接右定滑輪和右動滑輪，左右鋼絲繩的一端都固定在電梯轎廂上，另一端都固定在豎井上。
[0009]這樣，在轎廂兩側(cè)設(shè)置豎井，豎井底部布置輸水系統(tǒng)，平衡重置于豎井內(nèi)具有一定淹沒深度受浮力作用，電梯的上/下行通過輸水系統(tǒng)充/泄水實現(xiàn)，電梯的運行速度通過控制輸水系統(tǒng)閥門的開度精確控制，通過輸水系統(tǒng)的充泄水，利用浮力驅(qū)動平衡重，帶動轎廂運行，簡單實用。因為在浮力變化一定的條件下淹沒深度變化與平衡重截面積成反比，因此為了減小轎廂載重變化引起的位移，提高電梯運行的平穩(wěn)性，應(yīng)盡量增加平衡重浮筒的截面積，但平衡重浮筒截面積的增加，豎井截面積也會相應(yīng)增加，這樣就會造成輸水流量以及水泵功率的增加；因此綜合考慮，提高電梯井空間的利用率，豎井設(shè)置成兩個，沿電梯井深度方向布置在電梯井兩側(cè)；另外，通過在充水泵上游側(cè)安裝止回閥，防止豎井水體回流，保證充水管路內(nèi)水流的單向性。
[0010]本實用新型進一步限定的技術(shù)方案是:
[0011]前述的采用船閘輸水原理提升的電梯，其中充水泵采用控制電機頻率變化調(diào)節(jié)流量的變頻水泵，通過大流量提高電梯的運行速度，通過小流量使電梯減速確保電梯在各層的平穩(wěn)?？浚恍顾y采用通過控制閥門開度調(diào)節(jié)流量的錐閥或球閥，通過控制閥門開度提高轎廂運速度以及實現(xiàn)電梯在各層的平穩(wěn)停靠。
[0012]前述的采用船閘輸水原理提升的電梯，其中左定滑輪和右定滑輪上都設(shè)有制動器，在電梯轎廂側(cè)鋼絲繩與浮筒平衡重側(cè)鋼絲繩上均安裝拉力傳感器，通過控制充水泵和泄水閥向豎井充/泄水至拉力傳感器拉力平衡后，松開制動器，電梯繼續(xù)運行。電梯?？繒r，由于人員進出轎廂會造成轎廂載重變化，從而引起浮筒淹沒深度變化，導致轎廂位置改變難以?？浚虼嗽谕？窟^程中制動器可以投入使用，使轎廂位置固定，同時在轎廂側(cè)鋼絲繩與浮筒側(cè)鋼絲繩安裝拉力傳感器，通過控制充水泵和泄水閥向豎井充/泄水至拉力傳感器拉力平衡后，松開制動器，電梯繼續(xù)運行。
[0013]前述的采用船閘輸水原理提升的電梯，其中左豎井和右豎井內(nèi)的最低水位離其底部出水口大于等于3.0m,用以減小出口水流對浮筒平衡重的擾動。
[0014]前述的采用船閘輸水原理提升的電梯，其中左浮筒平衡重和右浮筒平衡重的總重量大于等于所述電梯轎廂和載重之和的2倍。
[0015]相較于傳統(tǒng)垂直升降電梯，本實用新型的優(yōu)點是:
[0016]⑴安全穩(wěn)定，當轎廂荷載發(fā)生變化時，平衡重浮筒淹沒水深會相應(yīng)變化使轎廂與平衡重浮筒之間達到新的平衡狀態(tài)，故系統(tǒng)一直處于平衡狀態(tài)，不會發(fā)生極端事故，解決了傳統(tǒng)電梯出現(xiàn)故障時會急速升降等極端事故狀態(tài)下的安全問題。
[0017]⑵節(jié)約能源，電梯下行時，泄水閥門關(guān)閉，開啟充水泵向豎井充水，需要耗費一定電力；電梯上行時，充水泵停止工作，開啟泄水閥門，豎井泄水，重力驅(qū)動浮筒下降，實現(xiàn)轎廂上升，不需要耗電。
[0018]⑶維護方便，本作品電梯系統(tǒng)較簡單，電梯的上下行通過充泄水來控制，僅有蓄水池注水和管道維修，和傳統(tǒng)機械式電梯相比，省去機械提升系統(tǒng)定期繁瑣的維護工作。
[0019]⑷用途廣泛，水力系統(tǒng)所利用的水均來自電梯系統(tǒng)下部的蓄水池，為保證水的循環(huán)利用，多雨季節(jié)通過收集雨水來給蓄水池供水，干旱季節(jié)通過特定管道人工加水，蓄水池既可作為居民小區(qū)儲水區(qū)匯集雨水，又可為小區(qū)綠化、清洗、消防等用水提供水源。
[0020]總之，本實用新型是一種與電機驅(qū)動原理完全不同的新型電梯，根據(jù)船閘輸水原理設(shè)計，利用水力驅(qū)動的垂直升降電梯，相比于傳統(tǒng)電梯，水力驅(qū)動電梯具有耗電少、節(jié)能環(huán)保、安全性高等優(yōu)點，且本實用新型節(jié)能環(huán)保，提高了工程安全性，具有很好的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是本實用新型電梯下行狀態(tài)圖。
[0023]圖3是本實用新型電梯上行狀態(tài)圖。
【具體實施方式】
[0024]實施例1
[0025]本實施例是一種采用船閘輸水原理提升的電梯，結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括位于電梯井內(nèi)的電梯轎廂1、用于帶動電梯轎廂運行的滑輪系統(tǒng)和鋼絲繩，滑輪系統(tǒng)包括定滑輪和動滑輪；還包括沿電梯井深度方向分別設(shè)置在電梯井兩側(cè)的左豎井2a和右豎井2b、分別設(shè)置在左豎井和右豎井內(nèi)的左浮筒平衡重3a和右浮筒平衡重3b、通過充水管道4與左右豎井連通以及通過泄水管道5與左右豎井連通的裝有水的蓄水池6 ;充水管道4上接有充水泵7，充水泵7的上游側(cè)充水管道上設(shè)有止回閥8，泄水管道5上設(shè)有泄水閥9 ;左豎井2a的上部設(shè)有左定滑輪10a，右豎井2b的上部設(shè)有右定滑輪10b，左浮筒平衡重3a的上部設(shè)有左動滑輪11a，右浮筒平衡重3b的上部設(shè)有右動滑輪11b，電梯轎廂I的左側(cè)通過左鋼絲繩12a連接左定滑輪1a和左動滑輪11a，其右側(cè)通過右鋼絲繩12b連接右定滑輪1b和右動滑輪11b，左右鋼絲繩的一端都固定在電梯轎廂上，另一端都固定在豎井上。在浮力變化一定的條件下淹沒深度變化與平衡重截面積成反比，因此為了減小轎廂載重變化引起的位移，提高電梯運行的平穩(wěn)性，應(yīng)盡量增加平衡重浮筒的截面積，但平衡重浮筒截面積的增加，豎井截面積也會相應(yīng)增加，這樣就會造成輸水流量以及水泵功率的增加；因此綜合考慮，提高電梯井空間的利用率，豎井設(shè)置成兩個，沿電梯井深度方向布置在電梯井兩側(cè)；另外，通過在充水泵上游側(cè)安裝止回閥，防止豎井水體回流，保證充水管路內(nèi)水流的單向性。
[0026]充水泵7采用控制電機頻率變化調(diào)節(jié)流量的變頻水泵，通過大流量提高電梯的運行速度，通過小流量使電