高效節(jié)能電梯及其應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高效節(jié)能電梯及應用，屬于電梯【技術領域】。本發(fā)明的技術方案為：改傳統(tǒng)的單轎箱、樓高間一條豎直線段內(nèi)直上直下運行工作的電梯為多個轎箱樓高間兩條豎直線段與兩條弧線結合而成的平面閉環(huán)組合線上循環(huán)運行工作的電梯，它運力大，工作效率高、節(jié)約能源，符合低碳環(huán)保的理念。
【專利說明】高效節(jié)能電梯及其應用

【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電梯，具體是一種高效節(jié)能電梯及其應用。

【背景技術】
[0002]電梯是高樓建筑物內(nèi)執(zhí)行高低方向運輸任務的工具之一，在城市人群的生活中，占有重要地位，隨著現(xiàn)代城市人口的大幅增加,樓房林群、樓層數(shù)及樓房總高度增多已成一種發(fā)展趨勢和潮流。
[0003]樓房層數(shù)、總高度的增長對電梯而言，就是待運任務量增加、運輸距離增大，相應運輸工作中的間歇性停頓次數(shù)增多和運輸往返總時間的增長，特別是在一些人群眾多的公共場所，如醫(yī)院、綜合服務辦公大樓等，傳統(tǒng)的單轎箱往返運行式電梯的運輸方式已顯現(xiàn)其運力不足、效能低、等待時間長等諸多問題，難于滿足人們的工作和生活需要。
[0004]電梯屬于特種設備，從人性化的舒適性、安全性等方面考慮，電梯工作運行速度是受到嚴格規(guī)定和限制的，這樣，按照距離與時間公式:T(秒)=S(米)/ V(米/秒)，隨著樓層數(shù)及總高度的增加，傳統(tǒng)電梯運輸因用時增加而導致效能下降的問題就愈加突現(xiàn)出來，為解決這些問題，目前的做法，只能采用電梯臺部數(shù)字累加法，從增加電梯的安裝臺部數(shù)量上加以解決，但過多臺部的電梯配置又帶來了投資成本的增加、占用樓層面積資源多、電梯平均利用率降低、消耗電力較大等諸多問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決好上述問題，本發(fā)明提供了一種高效節(jié)能電梯。
[0006]本發(fā)明所述的高效節(jié)能電梯，包括轎箱、樓高豎直線段間的約束軌道，其與已有技術電梯相比，創(chuàng)新之處在于:多個轎箱串接在樓高間兩條豎直線段的約束軌道與兩條弧線結合而成的閉環(huán)組合線上，實現(xiàn)循環(huán)運行工作。
[0007]具體地，本發(fā)明所述的高效節(jié)能電梯，其與已有技術電梯相比，創(chuàng)新之處在于:包括兩組由上下鏈輪與其咬合著鏈條纜繩組合繩構成的垂直而又相互平行的平面，兩平面之內(nèi)是兩組相同的豎直平行的約束軌道平面，每個約束軌道平面上有四根豎直長度相等且端頭平齊的約束軌道，分別對應于另一約束軌道平面中的四根約束軌道，構成四個垂直而又平行的約束轎箱平面，兩個鏈輪組平面與四個約束軌道平面形成一個“兩豎”的、且與“四橫”的端頭存在空隙的“目”字；兩鏈輪平面與兩豎直運行的轎箱承重軸平面形成一個“ 口 ”字；
多個轎箱中的每一個轎箱通過箱纜間承重軸固緊裝置的固緊連接而懸掛在一根承重軸上，承重軸通過兩套鎖緊連接扣裝置固定連接在兩個鏈輪組的同一側(cè)的兩條鏈條纜繩組合繩上，并可隨這兩條鏈條纜繩組合繩的同步運動而移動；多個轎箱分別串接于閉合的整條鏈條纜繩組合繩上；
鏈輪組的上鏈輪的最高點位于約束軌道之上，下鏈輪的最低點位于約束軌道的底部之下，且下鏈輪的最低點離地面的距離大于轎箱及其附屬裝置的總高度； 電梯控制裝置連接動力傳動部分以及各樓層控制器，動力傳動部分連接兩個鏈輪組的兩個上鏈輪和/或兩個下鏈輪。
[0008]所述的多轎箱中的每只轎箱與承重軸連接的具體方式為:一根承重軸橫穿轎箱箱體頂部重力中心線兩邊的軸承及軸承座耳，并被軸向限位。軸承可以使得轎箱相對于承重軸作更加靈活的轉(zhuǎn)動，且能更加牢固地實現(xiàn)軸向限位。多個轎箱的承重軸是沿一條平面閉合線垂向運行。
[0009]所述的承重軸與兩個鏈輪組的同一側(cè)的兩條鏈條纜繩組合繩的連接方式具體為:承重軸橫穿轎箱伸出兩個軸承座耳外部的兩端通過兩套鎖緊連接扣裝置與兩個鏈輪組的同一側(cè)的兩條鏈條纜繩組合繩固定連接。
[0010]為了使直線運行(上、下)與弧線運行(在承重軸隨鏈條纜繩組合繩繞過上下鏈輪時)更好地銜接和平穩(wěn)過度，本發(fā)明中的兩個鏈輪組的四個鏈輪大小相同，直徑都等于兩內(nèi)約束軌道間距與兩外約束軌道間距之和的1/2。
[0011]作為實施方式，鏈輪組中，上鏈輪的輪心與約束軌道的頂部的垂直距離等于轎箱及其附屬裝置的總高度加20cm，下鏈輪的輪心與地面的距離等于兩內(nèi)約束軌道間距與兩外約束軌道間距之和的1/4加上轎箱及其附屬裝置的總高度再加20cm，約束軌道的底部與下鏈輪的輪心高度平齊。
[0012]動力傳動部分通過一系列裝置將動力傳動到鏈輪，帶動電梯運轉(zhuǎn)。動力傳動部分可以米取多種方式。作為本發(fā)明的一種實施方式，動力傳動部分的動力變速箱的變速小齒輪咬合變速傳動大齒輪，變速傳動大齒輪與位于兩個鏈輪組之外側(cè)的兩個變速傳動小齒輪同軸連接，兩個變速傳動小齒輪分別咬合著傳動齒輪，兩個傳動齒輪與兩個鏈輪組的上鏈輪或下鏈輪分別同軸連接。
[0013]本發(fā)明的高效節(jié)能電梯工作中，電梯控制裝置按人為傳給的指令控制動力傳動部分，最終使得兩組鏈輪同時轉(zhuǎn)動或停止，兩組鏈輪帶動兩條鏈條纜繩組合繩同時朝一個方向運行，固定連接在這兩條鏈條纜繩組合繩的承重軸隨鏈條纜繩組合繩一起移動，在約束軌道區(qū)間作向上或向下直線運行，在約束軌道的上部或下部作繞過上下鏈輪的弧線運行。而轎箱始終懸掛在承重軸的下方，隨著承重軸一起移動。當一根承重軸帶著一只轎箱沿一邊約束軌道由下向上到達頂部結束直線運行后，承重軸隨著鏈條纜繩組合繩開始繞軸兩端的兩個上鏈輪作弧線運動，此時轎箱由于與承重軸的相對轉(zhuǎn)動，一直保持垂直懸掛在承重軸下方，并隨承重軸作相同的弧線運動。當承重軸繞過上鏈輪后，結束弧線運動而即將開始沿另一邊約束軌道進行由上向下的直線運行。由于兩個上鏈輪分屬于兩個不同的鏈輪組，是對稱獨立分開的，兩個上鏈輪之間空敞無物，所以轎箱順暢地呈弧線地移動到另一邊約束軌道中，處于下行線段入口，繼而進入直線方向的約束軌道內(nèi)開始在另一邊樓高線段內(nèi)向下的運行，直到約束軌道底部。當承重軸結束直線運行后，承重軸開始繞軸兩端的兩個下鏈輪作弧線運動，轎箱同樣一直保持垂直懸掛在承重軸下方隨承重軸作相同的弧線運動。由于兩個下鏈輪分屬于兩個不同的鏈輪組，是對稱獨立分開的，兩個下鏈輪之間空敞無物，而且距離地面留有足夠的高度，所以轎箱順暢地呈弧線地移動到原來一邊約束軌道中，進入上行約束軌道的入口，繼而完全進入上行約束軌道，沿垂直方向直線安全上行，完成整個樓高上行線段上的運行工作。再繼而轎箱再次重復地進行第二周期循環(huán)，整個周期內(nèi)的運行軌跡呈現(xiàn)“樓高直線段上升+頂部弧線移動+樓高直線段下降+底部弧線移動+樓高直線段上升”的閉環(huán)軌道，如此周而復始。
[0014]本發(fā)明的高效節(jié)能電梯由于多個轎箱等間距地串接于閉合的整條鏈條纜繩組合繩上，所以電梯兩邊始終有幾乎對等的轎箱對稱分布，當每只空轎箱重量相等，則作為承擔載體的轎箱總重量作用于電梯兩邊鏈條纜繩組合繩兩只上鏈輪左右的力幾乎相等而平衡，顯然，這種電梯運行中動力馬達工作所做的功，只是對所需運送人與物的合重量，即左右兩邊人與物各自總重量相減后的一部分，電梯所做的功有可能是承運人與物總重量的全部或其中的一小部、甚至是接近零、或負數(shù)的更少一部分重量的有用功。相對已有技術，節(jié)能效果是巨大的！
為了更好地節(jié)能，使得電梯兩邊始終有完全對等的轎箱對稱分布，本發(fā)明中多個轎箱的數(shù)量為N=2k個，k為自然數(shù)。k值的選取是按電梯工作場所情況、樓層數(shù)量、總高度等多個因素進行綜合考慮而定。
[0015]多個轎箱中，形成k對稱組轎箱，每兩個轎箱為一對稱組轎箱，對稱組轎箱的兩箱間總線長距離是一條樓高豎直線段長度與一條半圓弧線長度的和值，K個對稱組轎箱串接于兩條閉環(huán)鏈條纜繩組合繩外邊上。這樣，多個轎箱的位置安排就可以按成對、等距、對稱三原則進行綜合考慮，也稱為虛擬“直徑”兩個端點原則，即將“樓高直線段上升+頂部弧線移動+樓高直線段下降+底部弧線移動”閉環(huán)線虛擬變換為一個等周長的圓，若在圓周的A點布裝一個轎箱，則在過圓周A直徑點的另一圓周B直徑點必須布裝另一個轎箱，顯然，A、B兩點滿足成對、左右各線合計長相等和兩點位置對稱條件，這樣做，可始終保證多個轎箱在運行中上下鏈輪軸心線外兩面轎箱數(shù)量對等，重力矢量和為零。
[0016]這樣的采用偶數(shù)多個轎箱的方案，其運力大幅提高，是傳統(tǒng)的多倍。
[0017]本發(fā)明的一個實施例顯示，一面進出單向上樓、另一面進出單向下樓型的電梯，共有6個轎箱配置，它在完成上下一周運行的工作中，有6只轎箱分別完成了從底層樓到最頂樓的上行運行、又有6只轎箱分別完成了從最頂樓到底層樓的下行運行工作，而傳統(tǒng)電梯上下往復中，只有一只轎箱上下完成了各一次的運行工作，顯然，這種6轎箱電梯的運力最大可以達到傳統(tǒng)電梯的6倍。
[0018]本發(fā)明的電梯運行軌跡是閉環(huán)線，與傳統(tǒng)電梯的一個進出工作面的線段上升排斥下降、下降排斥上升相比，它有兩個工作面，一面進行上升運輸時，另一面同樣也可下降運輸，其效率更是大幅提聞。
[0019]本發(fā)明還提供上述高效節(jié)能電梯的應用。
[0020]在眾多的應用方式中，如下方式是典型的:
1)、一面單向上樓、另一面單向下樓；
2)、雙轎箱,雙面開門,雙向運行；
3)、四轎箱，雙面開門，雙向運行；
4)、兩部電梯組合，一部單向上樓、另一部單向下樓；
5)、兩部電梯組合，每部均為一面單向上樓、另一面單向下樓，其中一部在奇數(shù)樓層停頓，另一部在偶數(shù)樓層停頓。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明的一種六轎箱高效節(jié)能電梯的結構示意圖。
[0022]圖2是圖1的左視圖。
[0023]圖3是轎箱連接圖。
[0024]圖4是圖3的左視圖。
[0025]圖5是本發(fā)明高效節(jié)能電梯的一種應用方式示意圖。
[0026]圖6是本發(fā)明高效節(jié)能電梯的第二種應用方式示意圖。
[0027]圖7是本發(fā)明高效節(jié)能電梯的第三種應用方式示意圖。
[0028]圖8是本發(fā)明高效節(jié)能電梯的第四種應用方式示意圖。
[0029]圖9是本發(fā)明高效節(jié)能電梯的第五種應用方式示意圖。
[0030]圖10是動力傳動部分連接兩個鏈輪組的兩個上鏈輪的示意圖。
[0031]圖11是動力傳動部分連接兩個鏈輪組的兩個下鏈輪的示意圖。

【具體實施方式】
[0032]實施例1
見圖f圖4。
[0033]圖1中，有六個轎箱1，等間距地串接在閉合的整條鏈條纜繩組合繩5上，閉合的整條鏈條纜繩組合繩5與鏈輪組的上下兩個鏈輪2形成鏈輪組平面。這個鏈輪組平面與圖2中的兩根成組的約束軌道3形成的約束軌道平面垂直。
[0034]多個轎箱中的每一個轎箱I通過箱纜間承重軸固緊裝置4的固緊連接而懸掛在一根承重軸12 (具體見圖3)上，承重軸12通過兩套鎖緊連接扣裝置13固定連接在兩個鏈輪組的同一側(cè)的兩條鏈條纜繩組合繩5 (見圖3)上，并可隨這兩條鏈條纜繩組合繩5的同步運動而移動。
[0035]兩個鏈輪組的四個鏈輪2大小相同，直徑都等于兩內(nèi)約束軌道間距與兩外約束軌道間距之和的1/2。
[0036]鏈輪組中，上鏈輪2的輪心與約束軌道3的頂部的垂直距離等于轎箱I及其附屬裝置的總高度加20cm，下鏈輪的輪心與地面的距離等于兩內(nèi)約束軌道間距與兩外約束軌道間距之和的1/4加上轎箱及其附屬裝置的總高度再加20cm，約束軌道的底部與下鏈輪的輪心高度平齊。
[0037]見圖1、2、10。動力傳動部分的動力變速箱7的變速小齒輪16咬合變速傳動大齒輪8，變速傳動大齒輪8與位于兩個鏈輪組之外側(cè)的兩個變速傳動小齒輪17同軸連接，兩個變速傳動小齒輪17分別咬合著傳動齒輪6，兩個鏈輪組之外側(cè)的兩個傳動齒輪6與各自兩個鏈輪組的上鏈輪2分別同軸連接?？刂蒲b置9連接動力傳動部分以及各樓層控制器。
[0038]見圖3。多個轎箱中的每一個轎箱I懸掛在一根承重軸12上，承重軸12的兩端通過兩套鎖緊連接扣裝置13與兩個鏈輪組的同一側(cè)的兩條鏈條纜繩組合繩5固定連接。這兩條鏈條纜繩組合繩5是分屬于兩個鏈輪組的。承重軸12的兩端橫穿轎箱I箱體頂部重力中心線兩邊的軸承15 (見圖4)及軸承座耳14，并被軸向限位。
[0039]見圖4。軸承15安置于及軸承座耳14中。
[0040]電梯間上下橫梁10和電梯間左右立柱11對整個電梯其支撐作用。
[0041]結合圖1、2和圖10。電梯的動力傳動的過程是，控制裝置9啟動后，動力變速箱7的變速小齒輪16帶動變速傳動大齒輪8轉(zhuǎn)動，同時，變速傳動大齒輪8帶著與之同軸的兩個變速傳動小齒輪17轉(zhuǎn)動，兩個變速傳動小齒輪17分別帶動兩邊的兩個傳動齒輪6也同步轉(zhuǎn)動，兩個傳動齒輪6分別帶動兩個鏈輪組的兩個上鏈輪2同步轉(zhuǎn)動，這兩個上鏈輪2再帶動兩條鏈條纜繩組合繩5實施同步運動，最終帶動掛在這兩條鏈條纜繩組合繩5上的轎箱I運動。
[0042]動力傳動的另一種形式見圖11。動力傳動部分與下鏈輪的連接傳動情況與動力傳動部分與下鏈輪的連接傳動情況有所不同。動力傳動部分的動力變速箱7的變速小齒輪16咬合變速傳動大齒輪8，變速傳動大齒輪8與位于一側(cè)的一個鏈輪組之外側(cè)的一個變速傳動小齒輪17同軸連接，這個變速傳動小齒輪17咬合著一個傳動齒輪6，傳動齒輪6與兩個鏈輪組的兩個下鏈輪2同軸連接?？刂蒲b置9連接動力傳動部分以及各樓層控制器。
[0043]實施例2 見圖5。
[0044]電梯屬于一面進出單向上樓、另一面進出單向下樓的多個轎箱電梯。
[0045]圖中所示有6只轎箱1，它在完成上下一周運行的工作中，有6只轎箱分別完成了從底層樓到最頂樓的上行運行、又有6只轎箱分別完成了從最頂樓到底層樓的下行運行工作，而傳統(tǒng)電梯上下往復中，只有一只轎箱上下完成了各一次的運行工作，顯然，這種6轎箱電梯的運力最大可以達到傳統(tǒng)電梯的6倍。
[0046]這種電梯，占用空間少，運力大，節(jié)約能源，在一些人群眾多的醫(yī)院、辦公性服務大樓、大灑店及學校等場所使用，將是非常適宜的。
[0047]實施例3 見圖6。
[0048]屬于兩部電梯組合，一部單向上樓、另一不單向下樓的共軛組合的電梯。
[0049]如以上所論述的一樣，同理，它們也具有運能高、效率高、節(jié)能的功能，這里就不再一一道敘了，它除了具有高效節(jié)能、適宜人群眾多的樓層外，對某個時段峰值性上樓或下樓的場所更有效果。
[0050]實施例4 見圖7。
[0051]屬于兩部電梯共軛組合，每部均為一面單向上樓、另一面單向下樓，其中一部在奇數(shù)樓層停頓，另一部在偶數(shù)樓層停頓。
[0052]采用了左邊一部子電梯承擔在&=21^+10^0，1，2...，η)樓層間的運輸工作、右邊一部子電梯承擔在N 2=2k(k=l, 2…n，)樓層間的運輸工作，這種共軛組合使用，若與再外加一部一、二樓間的扶手電梯組合使用，因兩部電梯各自工作樓層由一層變成了每隔兩層樓停頓一次，其綜合運輸效能及運力又有了增大和提高。
[0053]實施例5 見圖8。
[0054]屬于一部雙轎箱雙面開門兩地等待的雙向運行工作電梯，適宜在高層居民樓中使用，它除運力高、工效高、節(jié)能外，使用上，更加靈活方便。
[0055]實施例6 見圖9。
[0056]屬于一部四轎箱均勻布置雙面開門、雙地等待進出上下的工作電梯，它適宜在高層居民樓中使用，與上述附圖四比較，效能更高！
類似上述范例的應用還有多種，這里不再一一枚舉。顯然，這種多轎箱的高效節(jié)能電梯的使用方案選項可以有更多種、更靈活，按功能的使用安排可拓展出更多樣式、在效能提升等方面優(yōu)勢非常明顯，它將給人們生活帶來更多的方便。
【權利要求】
1.高效節(jié)能電梯，包括轎箱、樓高豎直線段間的約束軌道，其特征在于:多個轎箱串接在樓高間兩條豎直線段的約束軌道與兩條弧線結合而成的閉環(huán)組合線上，實現(xiàn)循環(huán)運行工作。
2.根據(jù)權利要求1所述的高效節(jié)能電梯，其特征在于:包括兩組由上下鏈輪與其咬合著鏈條纜繩組合繩構成的垂直而又相互平行的平面，兩平面之內(nèi)是兩組相同的豎直平行的約束軌道平面，每個約束軌道平面上有四根豎直長度相等且端頭平齊的約束軌道，分別對應于另一約束軌道平面中的四根約束軌道，構成四個垂直而又平行的約束轎箱平面，兩個鏈輪組平面與四個約束軌道平面形成一個“兩豎”的、且與“四橫”的端頭存在空隙的“目”字；兩鏈輪平面與兩豎直運行的轎箱承重軸平面形成一個“口”字； 多個轎箱中的每一個轎箱通過箱纜間承重軸固緊裝置的固緊連接而懸掛在一根承重軸上，承重軸通過兩套鎖緊連接扣裝置固定連接在兩個鏈輪組的同一側(cè)的兩條鏈條纜繩組合繩上，并可隨這兩條鏈條纜繩組合繩的同步運動而移動；多個轎箱分別串接于閉合的整條鏈條纜繩組合繩上； 鏈輪組的上鏈輪的最高點位于約束軌道之上，下鏈輪的最低點位于約束軌道的底部之下，且下鏈輪的最低點離地面的距離大于轎箱及其附屬裝置的總高度； 電梯控制裝置連接動力傳動部分以及各樓層控制器，動力傳動部分連接兩個鏈輪組的兩個上鏈輪和/或兩個下鏈輪。
3.根據(jù)權利要求2所述的高效節(jié)能電梯，其特征在于:所述的多轎箱中的每只轎箱與承重軸連接的具體方式為:一根承重軸橫穿轎箱箱體頂部重力中心線兩邊的軸承及軸承座耳，并被軸向限位。
4.根據(jù)權利要求2所述的高效節(jié)能電梯，其特征在于:多個轎箱的承重軸是沿一條平面閉合線垂向運行。
5.根據(jù)權利要求2所述的高效節(jié)能電梯，其特征在于:所述的承重軸與兩個鏈輪組的同一側(cè)的兩條鏈條纜繩組合繩的連接方式具體為:承重軸橫穿轎箱伸出兩個軸承座耳外部的兩端通過兩套鎖緊連接扣裝置與兩個鏈輪組的同一側(cè)的兩條鏈條纜繩組合繩固定連接。
6.根據(jù)權利要求2所述的高效節(jié)能電梯，其特征在于:兩個鏈輪組的四個鏈輪大小相同，直徑都等于兩內(nèi)約束軌道間距與兩外約束軌道間距之和的1/2。
7.根據(jù)權利要求2所述的高效節(jié)能電梯，其特征在于:鏈輪組中，上鏈輪的輪心與約束軌道的頂部的垂直距離等于轎箱及其附屬裝置的總高度加20cm，下鏈輪的輪心與地面的距離等于兩內(nèi)約束軌道間距與兩外約束軌道間距之和的1/4加上轎箱及其附屬裝置的總高度再加20cm，約束軌道的底部與下鏈輪的輪心高度平齊。
8.根據(jù)權利要求2所述的高效節(jié)能電梯,其特征在于:動力傳動部分的動力變速箱的變速小齒輪咬合變速傳動大齒輪，變速傳動大齒輪與位于兩個鏈輪組之外側(cè)的兩個變速傳動小齒輪同軸連接，兩個變速傳動小齒輪分別咬合著傳動齒輪，兩個傳動齒輪與兩個鏈輪組的上鏈輪或下鏈輪分別同軸連接。
9.根據(jù)權利要求1或2所述的高效節(jié)能電梯，其特征在于:多個轎箱的數(shù)量為N=2k個，k為自然數(shù)。
10.權利要求1、任一項所述的高效節(jié)能電梯的應用，其特征在于:包括如下方式: I)、一面單向上樓、另一面單向下樓； 2)、雙轎箱,雙面開門,雙向運行； 3)、四轎箱，雙面開門，雙向運行； 4)、兩部電梯組合，一部單向上樓、另一部單向下樓； 5)、兩部電梯組合，每部均為一面單向上樓、另一面單向下樓，其中一部在奇數(shù)樓層停頓，另一部在偶數(shù)樓層停頓。
【文檔編號】B66B9/00GK104129696SQ201410382966
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月6日 優(yōu)先權日:2014年8月6日
【發(fā)明者】李丹, 李先登, 黃曉儒, 陳艷紅, 黃能覽 申請人:李丹