背篼式對(duì)重的電梯節(jié)能裝置與控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電梯節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及曳引垂直電梯運(yùn)行的節(jié)能裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]垂直電梯(以下簡(jiǎn)稱“電梯”)的能耗主要由四個(gè)方面構(gòu)成:曳引系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、轎廂照明和通風(fēng)系統(tǒng)、門機(jī)系統(tǒng)，其中曳引驅(qū)動(dòng)的能耗占了其中的絕大部分(一般為70%至 80% )。
[0003]垂直電梯的驅(qū)動(dòng)方式有多種，目前使用最廣泛的是曳引驅(qū)動(dòng)方式。
[0004]電梯的承載能力是按滿載需求設(shè)計(jì)的。但在上下運(yùn)行中，滿載運(yùn)行并非電梯運(yùn)行之常態(tài)，輕載甚至空載實(shí)為電梯運(yùn)行之常態(tài)。因此電梯設(shè)計(jì)的額定載荷能力時(shí)常被放空。這種大冗余量的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致了電梯在運(yùn)行中曳引驅(qū)動(dòng)能量的“常態(tài)”浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠降低電梯運(yùn)行能耗的節(jié)能裝置。
[0006]電梯曳引驅(qū)動(dòng)的理想狀態(tài)是對(duì)重架17和對(duì)重塊19 (以下簡(jiǎn)稱“對(duì)重”)一側(cè)與轎廂一側(cè)的重量保持均衡相等，在不考慮曳引鋼絲繩自重變化的前提下，曳引機(jī)只需克服曳引摩擦阻力就能輕松運(yùn)行，此時(shí)曳引驅(qū)動(dòng)能耗最低。
[0007]基于這一思路，本發(fā)明在電梯的總體結(jié)構(gòu)中補(bǔ)充設(shè)計(jì)了一套獨(dú)立自平衡對(duì)重裝置，名為背篼式對(duì)重(由子對(duì)重和背篼對(duì)重架組成)。即對(duì)重架上裝一個(gè)背篼，放入可動(dòng)態(tài)平衡用的“對(duì)重”即稱為“子對(duì)重”，對(duì)重架內(nèi)不參于動(dòng)態(tài)平衡的對(duì)重稱為“母對(duì)重”。目的使電梯在空載或輕載上下運(yùn)行前，同時(shí)對(duì)轎廂側(cè)和對(duì)重側(cè)的重量作減輕動(dòng)作，對(duì)重側(cè)減少重量多于轎廂側(cè)，使得兩側(cè)的重量接近，以降低曳引電機(jī)所輸出的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，從而實(shí)現(xiàn)電梯節(jié)能之目的。
[0008]本發(fā)明裝置的工作原理及電梯結(jié)構(gòu)由說(shuō)明書附圖，見圖5?圖7所示。
[0009]本發(fā)明設(shè)計(jì)的電梯運(yùn)行節(jié)能裝置包括:前上牽引定滑輪3，牽引鋼絲繩4，轎廂側(cè)重量傳感器5，牽引鋼絲繩調(diào)節(jié)裝置7，前下牽引定滑輪8，子對(duì)重上動(dòng)滑輪9，子對(duì)重起升定滑輪10，子對(duì)重起吊鋼絲繩11，子對(duì)重12，子對(duì)重架(背篼)13，子對(duì)重下動(dòng)滑輪14，后上牽引定滑輪15，對(duì)重側(cè)重量傳感器16，對(duì)重架17，同步牽引鋼絲繩18，母對(duì)重塊19，后下牽引定滑輪20，同速牽引鋼絲繩定滑輪21，子對(duì)重塊22，子對(duì)重連接環(huán)23。
[0010](I)子與母對(duì)重等于電梯對(duì)重重量。(2)子對(duì)重參于對(duì)重側(cè)與轎廂側(cè)載荷重力平衡時(shí)，其隨電梯上下自身無(wú)需動(dòng)力，依附性好。(3)牽引鋼絲繩調(diào)節(jié)裝置7來(lái)離合子對(duì)重和母對(duì)重，使得子對(duì)重重量脫離重架，它微量調(diào)節(jié)就可實(shí)現(xiàn)，曳輪二側(cè)重量都作減少，依據(jù)載荷變化需要微調(diào)。(4)牽引鋼絲繩調(diào)節(jié)裝置7在動(dòng)作時(shí)用電，電梯的上下運(yùn)行時(shí)是不用電的。(5)牽引鋼絲繩調(diào)節(jié)裝置7確保電梯上下時(shí)子對(duì)重與對(duì)重架同方向運(yùn)動(dòng)，不發(fā)生相對(duì)運(yùn)。(6)子對(duì)重上動(dòng)滑輪9和同步牽引鋼絲繩18及同步牽引鋼絲繩定滑輪21，子對(duì)重下動(dòng)滑輪14組成協(xié)調(diào)同步的閉環(huán)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。牽制子對(duì)重在前部或后部運(yùn)動(dòng)的隨意性和保證子對(duì)重與對(duì)重架上下的同步性。(7)參不參與對(duì)重側(cè)與轎廂側(cè)載荷重力平衡，子對(duì)重都在子對(duì)重架內(nèi)，不平衡時(shí)子對(duì)重?cái)R置子對(duì)重架底部。(8)子對(duì)重在參于大平衡載荷時(shí)，曳行條件愈好。O)做平衡點(diǎn)的調(diào)節(jié)不講究轎廂位置，立即降低原有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，滿足適時(shí)調(diào)節(jié)之靈敏，過(guò)后還原之快捷。(10)獨(dú)立便捷具有可操作性。
[0011]本發(fā)明中，節(jié)能裝置還設(shè)有控制系統(tǒng)，用于控制節(jié)能裝置各部件的動(dòng)作。
[0012]本發(fā)明在電梯轎廂和對(duì)重側(cè)及井道壁的中間的上下空間內(nèi)安裝一套背篼式對(duì)重為特征的轎廂與對(duì)重動(dòng)態(tài)自動(dòng)平衡節(jié)能裝置(簡(jiǎn)稱“節(jié)能裝置”)，安裝區(qū)域?yàn)楠?dú)立。當(dāng)電梯在應(yīng)答召喚信號(hào)上行或下行且轎廂內(nèi)負(fù)載呈動(dòng)態(tài)變化時(shí)，節(jié)能裝置根據(jù)電梯重量傳感器測(cè)得的轎廂側(cè)與對(duì)重側(cè)兩邊重量差的信息結(jié)果，自動(dòng)起吊或卸載子對(duì)重的多與少，以滿足平衡曳引輪兩側(cè)重力差；調(diào)節(jié)點(diǎn)的載重量一般設(shè)為額定載重量的50%以內(nèi)。轎廂載荷及其勢(shì)能的變化所對(duì)應(yīng)的電梯驅(qū)動(dòng)能耗是各不相同的，圖1、圖2分別直觀地描述了電梯在安裝本節(jié)能裝置前后的驅(qū)動(dòng)能效變化曲線，從曲線上可見，平衡點(diǎn)位于轎廂上行線和下行線的交叉點(diǎn)上，在安裝了本節(jié)能裝置后僅當(dāng)轎廂載荷超過(guò)平衡點(diǎn)時(shí)，電梯才需要驅(qū)動(dòng)耗能，而在“動(dòng)”平衡點(diǎn)以下，電梯運(yùn)行只需低能耗即可，以虛線表示節(jié)能效果十分明顯。
[0013]電梯能效曲線圖縱坐標(biāo)表示I㈧、橫坐標(biāo)表示重量W(Kg)，圖1描述了未安裝節(jié)能裝置的交流電機(jī)定子電流、負(fù)載曲線，圖2描述了安裝節(jié)能裝置的交流電機(jī)定子電流、負(fù)載曲線。
[0014]本節(jié)能裝置的一個(gè)重要特點(diǎn)是:參與對(duì)重與轎廂載荷重力平衡的“子對(duì)重”其上下運(yùn)行自身無(wú)需動(dòng)力。它通過(guò)牽引裝置起吊或卸載在子對(duì)重架上(背篼)，依靠曳引給予的微小結(jié)合力和節(jié)能裝置自身重力產(chǎn)生的內(nèi)在自平衡效果實(shí)現(xiàn)電梯節(jié)能。本節(jié)能裝置與已有電梯的總體結(jié)構(gòu)是一個(gè)主、次關(guān)系，是一個(gè)附加且獨(dú)立和隨時(shí)分離的關(guān)系。
[0015]需要零載荷時(shí)出現(xiàn)達(dá)到轎廂側(cè)和對(duì)重側(cè)的無(wú)重量差的平衡效果，依據(jù)所述的力學(xué)平衡條件推導(dǎo)出的函數(shù)關(guān)系，可以計(jì)算出子對(duì)重和轎廂減輕的各自重量。類推出各種規(guī)格的電梯轎廂在O?50%載荷時(shí)，各個(gè)狀態(tài)的子對(duì)重重量的組合。以此實(shí)現(xiàn)有效節(jié)能。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1電梯能效曲線圖(未安裝節(jié)能裝置的交流電機(jī)定子電流、負(fù)載曲線)。
[0017]圖2電梯能效曲線圖(安裝節(jié)能裝置的交流電機(jī)定子電流、負(fù)載曲線)。
[0018]圖3本發(fā)明背篼式對(duì)重的電梯節(jié)能裝置系統(tǒng)組成示意圖。
[0019]圖4本發(fā)明背篼式對(duì)重的電梯節(jié)能裝置工作流程圖。
[0020]圖5本發(fā)明背篼式對(duì)重的電梯節(jié)能裝置機(jī)械原理圖。
[0021]圖6本發(fā)明背篼式對(duì)重的電梯節(jié)能裝置機(jī)械原理A向圖。
[0022]圖7本發(fā)明背篼式對(duì)重的電梯節(jié)能裝置機(jī)械原理B向圖。
[0023]圖中標(biāo)號(hào):1曳引輪，2曳引鋼絲繩，3前上牽引定滑輪，4牽引鋼絲繩，5轎廂側(cè)重量傳感器，6轎廂，7牽引鋼絲繩調(diào)節(jié)裝置，8前下牽引定滑輪，9子對(duì)重上動(dòng)滑輪，10子對(duì)重起升定滑輪，11子對(duì)重起吊鋼絲繩，12子對(duì)重，13子對(duì)重架，14子對(duì)重下動(dòng)滑輪，15后上牽引定滑輪，16對(duì)重側(cè)重量傳感器，17對(duì)重架，18同步牽引鋼絲繩，19母對(duì)重塊，20后下牽引定滑輪，21同步牽引鋼絲繩定滑輪，22子對(duì)重塊，23子對(duì)重連接環(huán)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]1、本發(fā)明裝置主要部件功能介紹
[0025]子對(duì)重用來(lái)平衡曳引輪I兩側(cè)轎廂6與對(duì)重17的重量差。從圖5可以看出，一套節(jié)能裝置只有一個(gè)子對(duì)重架，轎底下左右兩邊各安裝了牽引鋼絲繩調(diào)節(jié)裝置7來(lái)拉動(dòng)子對(duì)重下動(dòng)滑輪14，整個(gè)節(jié)能裝置位置在轎廂和對(duì)重側(cè)及井道壁的中間的上下空間內(nèi)。
[0026]電梯運(yùn)行中子對(duì)重的起吊或卸載，由牽引裝置7來(lái)拉緊、松開牽引鋼絲繩4的動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)，牽引裝置7的動(dòng)作及幅度服從于節(jié)能裝置所接受的轎廂與對(duì)重動(dòng)態(tài)平衡