曳引式气动电梯.pdf

本发明公开了一种曳引式气动电梯，包括变重量轿厢、变重量配重、自动平衡装置和压缩空气系统，变重量轿厢和变重量配重通过自动平衡装置相连接，自动平衡装置保持变重量轿厢与变重量配重的平衡，变重量轿厢设有第一液气交流器，变重量配重设有第二液气交流器，第一液气交流器和第二液气交流器相连通，第一液气交流器、第二液气交流器和自动平衡装置均与压缩空气系统相连接。本发明公开的曳引式气动电梯具有结构简单，降低生产成本，保证工作时运行平稳，大大减少能耗和节能环保的特点。

权利要求书
1.  曳引式气动电梯，其中，包括变重量轿厢(1)、变重量配重(2)、 自动平衡装置(3)和压缩空气系统(4)，所述变重量轿厢(1)和变重量 配重(2)通过自动平衡装置(3)相连接，所述自动平衡装置(3)保持变 重量轿厢(1)与变重量配重(2)的平衡，所述变重量轿厢(1)设有第一 液气交流器(5)，所述变重量配重(2)设有第二液气交流器(6)，所述第 一液气交流器(5)和第二液气交流器(6)相连通，所述第一液气交流器 (5)、第二液气交流器(6)和自动平衡装置(3)均与压缩空气系统(4) 相连接。

2.  根据权利要求1所述的曳引式气动电梯，其中，所述第一液气交流 器(5)包括第一气体腔(51)、第一液体腔(52)和第一隔膜板(53)，所 述第一液体腔(52)和第一气体腔(51)分别位于第一隔膜板(53)的两 侧，所述第一隔膜板(53)的材质为软质材质，所述第一隔膜板(53)呈 折叠状设置。

3.  根据权利要求2所述的曳引式气动电梯，其中，所述第二液气交流 器(6)包括第二气体腔(61)、第二液体腔(62)和第二隔膜板(63)，所 述第二液体腔(62)和第二气体腔(61)分别位于第二隔膜板(63)的两 侧，所述第二隔膜板(63)的材质为软质材质，所述第二隔膜板(63)呈 折叠状设置，所述第二气体腔(61)与第一气体腔(51)相连通，所述第 二液体腔(62)与第一液体腔(52)相连通。

4.  根据权利要求2或3所述的曳引式气动电梯，其中，所述压缩空气 系统(4)包括压缩空气站(41)、调速装置(42)、升降控制装置(43)和 变配重电磁阀(44)，所述调速装置(42)、升降控制装置(43)和变配重 电磁阀(44)均与压缩空气站(41)相连接，所述升降控制装置(43)与 调速装置(42)相连接，所述第一气体腔(51)和第二气体腔(61)通过 变配重电磁阀(44)与压缩空气站(41)相连通，所述升降控制装置(43) 与自动平衡装置(3)相连接。

5.  根据权利要求4所述的曳引式气动电梯，其中，所述调速装置(42) 包括调速节流阀(421)、调速电磁阀(422)、调速气缸(423)和调速阀(424)， 所述调速节流阀(421)、调速电磁阀(422)、调速气缸(423)和调速阀(424) 依次相连通，所述调速阀(424)和压缩空气站(41)均与升降控制装置(43) 相连接。

6.  根据权利要求5所述的曳引式气动电梯，其中，所述升降控制装置 (43)包括进油节流阀(431)和升降电磁阀(432)，所述进油节流阀(431) 的两端分别连接压缩空气站(41)和升降电磁阀(432)，所述升降电磁阀 (432)与调速阀(424)相连接，所述升降控制装置(43)通过升降电磁 阀(432)与自动平衡装置(3)相连接。

7.  根据权利要求6所述的曳引式气动电梯，其中，所述自动平衡装置 (3)包括气动曳引机(31)、平衡机构(32)和梭阀(33)，所述平衡机构 (32)用于支撑气动曳引机(31)，所述气动曳引机(31)包括气动马达(311) 和制动器(312)，所述气动马达(311)与升降电磁阀(432)相连接，所 述制动器(312)通过梭阀(33)与升降电磁阀(432)相连接。

8.  根据权利要求7所述的曳引式气动电梯，其中，所述平衡机构(32) 包括浮动件(321)、第一弹性件(322)、第二弹性件(323)、第一行程开 关(324)和第二行程开关(325)，所述第一行程开关(324)与第一弹性 件(322)相对应，所述第二行程开关(325)与第二弹性件(323)相对应， 所述第一行程开关(324)和第二行程开关(325)均与变配重电磁阀(44) 相连接，所述第一弹性件(322)和第二弹性件(323)分别位于浮动件(321) 的相对两端，所述气动曳引机(31)设于浮动件(321)上。

9.  根据权利要求1～3任一项所述的曳引式气动电梯，其中，还包括液 控单向阀(7)，所述第一液气交流器(5)和第二液气交流器(6)通过液 控单向阀(7)相连通。

说明书曳引式气动电梯
技术领域
本发明属于一种用于别墅上的电梯，尤其是涉及一种曳引式气动电梯。
背景技术
传统电梯轿厢本身的重量和配重都是固定不变的，因此，当轿厢载人 越多时，轿厢的整体重量就越大；载人越少，整体重量越小。电梯轿厢整 体的重量与配重的重量相差越大，电梯的正反驱动力矩越大，能耗越大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种曳引式气动电梯，能够解决上述问题中的 至少一个。
根据本发明的一个方面，提供了一种曳引式气动电梯，包括变重量轿 厢、变重量配重、自动平衡装置和压缩空气系统，变重量轿厢和变重量配 重通过自动平衡装置相连接，自动平衡装置保持变重量轿厢与变重量配重 的平衡，变重量轿厢设有第一液气交流器，变重量配重设有第二液气交流 器，第一液气交流器和第二液气交流器相连通，第一液气交流器、第二液 气交流器和自动平衡装置均与压缩空气系统相连接。
本发明的有益效果是：曳引式气动电梯在使用时，根据变重量轿厢内 载重重量的变化，压缩空气系统输入压缩空气至第一液气交流器或第二液 气交流器，使第一液气交流器和第二液气交流器两者的液体进行流通，改 变相应的变重量轿厢和变重量配重的重量，保证变重量轿厢的载重增加或 减少时，第一液气交流器的重量相应减少或增加，使变重量轿厢的整体重 量与变重量配重的整体重量保持新的平衡，减小曳引式气动电梯的驱动力 矩，大大减少能耗；同时设有自动平衡装置可以保证曳引式气动电梯运行 时的平稳性。
在一些实施方式中，第一液气交流器可以包括第一气体腔、第一液体 腔和第一隔膜板，第一液体腔和第一气体腔分别位于第一隔膜板的两侧， 第一隔膜板的材质为软质材质，第一隔膜板呈折叠状设置。由此，设有第 一液气交流器，可以根据第一液体腔内的液体含量的变化，改变整个第一 液气交流器的重量，从而实现了改变整个变重量轿厢的重量，因此，变重 量轿厢的载重重量减小时，第一液气交流器的重量增加；反之，第一液气 交流器的重量减小。从而保证了变重量轿厢与变重量配重的平衡，减小了 电梯的驱动力矩，减少能耗。
在一些实施方式中，第二液气交流器包括第二气体腔、第二液体腔和 第二隔膜板，第二液体腔和第二气体腔分别位于第二隔膜板的两侧，第二 隔膜板的材质为软质材质，第二隔膜板呈折叠状设置，第二气体腔与第一 气体腔相连通，第二液体腔与第一液体腔相连通。由此，与第一液气交流 器一样可以随着变重量轿厢载重的改变，第二液气交流器的整体重量也进 行相应改变，保证了变重量轿厢与变重量配重的平衡，减小了电梯的驱动 力矩，减少能耗。
在一些实施方式中，压缩空气系统可以包括压缩空气站、调速装置、 升降控制装置和变配重电磁阀，调速装置、升降控制装置和变配重电磁阀 均与压缩空气站相连接，升降控制装置与调速装置相连接，第一气体腔和 第二气体腔通过变配重电磁阀与压缩空气站相连通，升降控制装置与自动 平衡装置相连接。由此，设有调速装置可以方便控制整个变重量轿厢的运 行速度；设有升降控制装置可以控制变重量轿厢的运行或停止；设有变配 重电磁阀可以控制压缩空气站与第一液气交流器和第二液气交流器的连通 情况。
在一些实施方式中，调速装置可以包括调速节流阀、调速电磁阀、调 速气缸和调速阀，调速节流阀、调速电磁阀、调速气缸和调速阀依次相连 通，调速阀和压缩空气站均与升降控制装置相连接。由此，可以通过控制 调速装置内各部件的流通量调节变重量轿厢的运行速度，控制准确和方便。
在一些实施方式中，升降控制装置可以包括进油节流阀和升降电磁阀， 进油节流阀的两端分别连接压缩空气站和升降电磁阀，升降电磁阀与调速 阀相连接，升降控制装置通过升降电磁阀与自动平衡装置相连接。由此， 设有进油节流阀可以控制升降电磁阀的进气量；设有升降电磁阀可以控制 压缩空气站与自动平衡装置的连通情况，实现曳引式气动电梯的运行和制 动，保证运行的安全性。
在一些实施方式中，自动平衡装置可以包括气动曳引机、平衡机构和 梭阀，平衡机构用于支撑气动曳引机，气动曳引机包括气动马达和制动器， 气动马达与升降电磁阀相连接，制动器通过梭阀与升降电磁阀相连接。由 此，设有平衡机构可以保持变重量轿厢和变重量配重的平稳，使变重量轿 厢保持平稳的上下运行。
在一些实施方式中，平衡机构可以包括浮动件、第一弹性件、第二弹 性件、第一行程开关和第二行程开关，第一行程开关与第一弹性件相对应， 第二行程开关与第二弹性件相对应，第一行程开关和第二行程开关均与变 配重电磁阀相连接，第一弹性件和第二弹性件分别位于浮动件的相对两端， 气动曳引机设于浮动件上。由此，通过浮动件的摆动可以使第一行程开关 或第二行程开关接通，控制变配重电磁阀接通不同的端，从而使变重量轿 厢和变重量配重的重量相应增加或减小，达到新的平衡。
在一些实施方式中，曳引式气动电梯还可以包括液控单向阀，第一液 气交流器和第二液气交流器通过液控单向阀相连通。由此，设有液控单向 阀可以保证第一液气交流器和第二液气交流器内液压增加时打开液控单向 阀，使得液体流向液压低的一端。
附图说明
图1是本发明的曳引式气动电梯的一种实施方式的剖视结构示意图；
图2是本发明的曳引式气动电梯的侧视结构示意图；
图3是本发明的曳引式气动电梯中机体的结构示意图；
图4是本发明的曳引式气动电梯中第一制动气缸的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
参照图1和图4:曳引式气动电梯，包括变重量轿厢1、变重量配重2、 自动平衡装置3和压缩空气系统4，变重量轿厢1和变重量配重2通过自动 平衡装置3相连接，自动平衡装置3保持变重量轿厢1与变重量配重2的 平衡。变重量轿厢1安装有第一液气交流器5，第一液气交流器5通过螺栓 紧固连接在变重量轿厢1的底部；变重量配重2的架体上安装有第二液气 交流器6；第一液气交流器5和第二液气交流器6相连通，第一液气交流器 5、第二液气交流器6和自动平衡装置3均与压缩空气系统4相连通。
第一液气交流器5包括第一气体腔51、第一液体腔52和第一隔膜板 53，第一液体腔52和第一气体腔51分别位于第一隔膜板53的两侧，第一 隔膜板53的材质为软质材质，第一隔膜板53呈折叠状设置。其中，第一 隔膜板53为橡胶隔膜板，当第一气体腔51内通过压缩空气时，在气压作 用下第一隔膜板53向第一液体腔52一侧压缩，从而第一液体腔52的体积 减小，第一液体腔52内的液体流出第一液体腔52，从而使得第一液气交流 器5的重量减轻，实现了减小整个变重量轿厢1的重量。
第二液气交流器6包括第二气体腔61、第二液体腔62和第二隔膜板 63，第二液体腔62和第二气体腔61分别位于第二隔膜板63的两侧，第二 隔膜板63的材质为软质材质，第二隔膜板63呈折叠状设置，第二气体腔 61与第一气体腔51相连通，第二液体腔62与第一液体腔52通过液管相连 通。第二隔膜板63为橡胶隔膜板，第二液气交流器6与第一液气交流器5 工作原理相同，当第一气体腔51的气压压缩第一隔膜板53时，第一液体 腔52内的液体流至第二液体腔62，使变重量轿厢1的重量减少，变重量配 重2的重量增加。
第一隔膜板53和第二隔膜板63的材质均为软质材质，从而可以通过 压缩空气系统4通入的压缩空气对两者进行压缩从而使相应的液体腔内的 液体排出，实现通过气压改变变重量轿厢1和变重量配重2的重量。
压缩空气系统4包括压缩空气站41、调速装置42、升降控制装置43 和变配重电磁阀44，调速装置42、升降控制装置43和变配重电磁阀44均 与压缩空气站41相连通，升降控制装置43与调速装置42相连通，第一气 体腔51和第二气体腔61通过变配重电磁阀44与压缩空气站41相连通， 升降控制装置43与自动平衡装置3相连通。变配重电磁阀44与第一气体 腔51接通时，压缩空气站41输送压缩空气至第一气体腔51内，对第一隔 膜板53进行压缩；变配重电磁阀44与第二气体腔61接通时，压缩空气站 41输送压缩空气至第二气体腔61内，对第二隔膜板63进行压缩；由此， 通过变配重电磁阀44的接通状态可以控制第一液气交流器5和第二液气交 流器6的重量变化。
调速装置42包括调速节流阀421、调速电磁阀422、调速气缸423和 调速阀424，调速节流阀421、调速电磁阀422、调速气缸423和调速阀424 依次相连通，调速阀424和压缩空气站41均与升降控制装置43相连通。 其中，调速气缸423内设有弹簧和调速活塞，该弹簧与调速气缸423上开 设的进气孔分别位于调速活塞的相对两侧，使得压缩空气进入调速气缸423 时，该弹簧被压缩，使得调速阀424的开口增大。
升降控制装置43包括进油节流阀431和升降电磁阀432，进油节流阀 431的两端分别连接压缩空气站41和升降电磁阀432，升降电磁阀432与 调速阀424相连通，升降控制装置43通过升降电磁阀432与自动平衡装置 3相连通。通过调节进油节流阀431的开口大小控制经压缩空气站41进入 的气体的流量大小，从而控制自动平衡装置3控制变重量轿厢1的运行速 度的大小。
设有进油节流阀431用于控制曳引式气动电梯的额定速度，进油节流 阀431的开口量大则升降速度快，反之升降速度慢。
自动平衡装置3包括气动曳引机31、平衡机构32和梭阀33，平衡机 构32用于支撑气动曳引机31，气动曳引机31包括气动马达311和制动器 312，制动器312安装在气动马达311输出轴的两侧，可以夹紧或松开其输 出轴，气动马达311与升降电磁阀432相连通，制动器312通过梭阀33与 升降电磁阀432相连通。变重量轿厢1和变重量配重2分别位于气动曳引 机31中的曳引轮的两侧，曳引轮固定在气动马达311的输出轴上，气动马 达311带动曳引轮转动，通过气动马达311的正反转控制变重量轿厢1的 运行方向，设有制动器312可以对气动马达311进行制动。
其中，制动器312包括压缩弹簧313、活塞314、缸体315和制动蹄， 活塞314和压缩弹簧313位于缸体315内，制动蹄和压缩弹簧313分别位 于活塞314的两侧，缸体315上开设有进气孔，进气孔位于制动蹄所在侧。 气动马达311在制动时，制动蹄在压缩弹簧313的反弹力的作用下夹紧气 动马达311的输出轴，最终实现了变重量轿厢1的制动；需解除制动时， 压缩空气站41内的压缩空气进入缸体，气压作用在活塞314上，推动活塞 314移动，压缩弹簧313压缩，制动蹄离开气动马达311的输出轴，解除制 动。
平衡机构32包括浮动件321、第一弹性件322、第二弹性件323、第一 行程开关324和第二行程开关325，第一行程开关324与第一弹性件322 相对应，即第一弹性件322被压缩至第一行程开关324处时，第一行程开 关324闭合，当第一弹性件322离开第一行程开关324时，第一行程开关 324断开。第二行程开关325与第二弹性件323相对应，即当第二弹性件 323被压缩至第二行程开关325处时，第二行程开关325闭合，当第二弹性 件323离开第二行程开关325时，第二行程开关325断开。
第一行程开关324和第二行程开关325均与变配重电磁阀44相连接， 第一弹性件322和第二弹性件323分别安装在浮动件321的相对两端，气 动曳引机31中的曳引轮的底部通过螺栓固定在浮动件321上。为了方便气 动曳引机31的安装，在浮动件321的顶端焊接有支撑板，第一弹性件322 和第二弹性件323位于支撑板两端的下方，变重量轿厢1和变重量配重2 分别位于支撑板的两侧。其中浮动件321为滚轮，当气动曳引机31两侧的 变重量轿厢1和变重量配重2的重量不平衡时，在气动曳引机31的作用力 下浮动件321带动支撑板向重量较一侧倾斜，压缩相应的第一弹性件322 或第二弹性件323。
曳引式气动电梯还包括液控单向阀7，第一液气交流器5和第二液气交 流器6通过液控单向阀7相连通。
为了进一步保持曳引式气动电梯运行时速度调节的稳定性，曳引式气 动电梯还包括减压阀8，调速节流阀421通过减压阀8与压缩空气站41相 连通，设有减压阀8使得负载变化时，调速控制压力基本保持不变，保证 了调速的稳定性。
本发明的曳引式气动电梯在停站后，变重量轿厢1与变重量配重2处 于平衡状态。当有人进入变重量轿厢1后，变重量轿厢1的整体重量增加， 在变重量轿厢1的作用力下，浮动件321向一侧倾斜；此时，第一弹性件 322被压缩并与第一行程开关324相接触，使第一行程开关324闭合，从而 使得变配重电磁阀44与第一气体腔51相连通的一端通电，压缩空气站41 内的压缩空气经过变配重电磁阀44进入到第一气体腔51内。压缩空气进 入第一气体腔51后，在气压作用下第一隔膜板53被压缩，使得第一液体 腔52内的液体被压出，压出的液体经油管进入到第二液体腔62内，使第 一液气交流器5的重量减小，第二液气交流器6的重量增加。同时，当第 二液体腔62内的液体增加时，第二隔膜板63在液压作用下向第二气体腔 61一侧压缩，第二气体腔61内的气体被压出。随着变重量轿厢1的载重的 增加，第一液体腔52内的液体逐渐流至第二液体腔62内，使得变重量轿 厢1的整体重量与变重量配重2的整体重量逐渐趋于平衡，直至变重量轿 厢1与变重量配重2达到新的平衡。关闭变重量轿厢1的厢门，当变重量 轿厢1与变重量配重2达到平衡后，第一弹性件322离开第一行程开关324， 第一行程开关324断开，从而压缩空气站41内的压缩控制停止进入到第一 气体腔51内，启动气动马达311，变重量轿厢1运行。由此，变重量轿厢 1与变重量配重2达到新的平衡后，减少了气动马达311的输出力矩，减少 了能耗。
同理，当变重量轿厢1的载重减小时，浮动件321向另一侧倾斜，第 二弹性件323接触第二行程开关325，第二行程开关325闭合，使变配重电 磁阀44与第二气体腔61相连通的一端通电，压缩空气进入第二气体腔61。 在压缩空气的作用下，第二隔膜板63被压缩，第二液体腔62内的液体被 压出至第一液体腔52，从而使第二液气交流器6的重量减小，第一液气交 流器5的重量增加。同时，随着第一液体腔52内液体的增加，第一隔膜板 53在液压作用下向第一气体腔51一侧压缩，第一气体腔51内的气体被压 出。最终使得变重量轿厢1的整体重量与变重量配重2的整体重量达到新 的平衡，第二弹性件323离开第二行程开关325，第二行程开关325断开， 压缩空气停止进入第二气体腔61。关闭厢门后启动气动马达311，变重量 轿厢1运行。
启动气动马达311后，升降电磁阀432的一端通电，压缩空气经进油 节流阀431和升降电磁阀432进入到气动马达311内，并驱动气动马达311 正转，气动马达311带动变重量轿厢1上升。同时，压缩空气经梭阀33进 入到制动器312内，使制动器312内的制动蹄对气动马达311打开。反之， 当升降电磁阀432的另一端通电后，气动马达311反转，气动马达311带 动变重量轿厢1下降。
由此，本发明的曳引式气动电梯，通过第一液气交流器5和第二液气 交流器6两者液体的相互流动，实现在变重量轿厢1的载重改变的情况下， 变重量轿厢1和变重量配重2保持平衡，保证变重量轿厢1在运行时耗能 低，大大减小了输出力矩，提高了驱动马达311的耐用度，提高了使用寿 命。
为了保证变重量轿厢1能够运行平稳和使用的安全性，在变重量轿厢1 运行过程中需要对其进行调速。在变重量轿厢1停止时，调速阀424的开 口最小，变重量轿厢1在升降过程中，调速电磁阀422通电，压缩空气站 41的压缩空气经减压阀8、调速节流阀421和调速电磁阀422进入到调速 气缸423。此时，调速气缸423内的弹簧被压缩，调速阀424的开口增大， 即压缩空气的进气量增加，从而经调速阀424进入升降电磁阀432的压缩 空气增加，气动马达311的进气量增加，其转速加快，使得变重量轿厢1 的运行速度加快。当变重量轿厢1运行到站前，调速电磁阀422断电，压 缩空气停止进入到调速气缸423内，调速气缸423内的压缩气体在弹簧的 反弹力的作用下，经调速电磁阀422和调速节流阀421排出；同时调速阀 424的开口减小，经调速阀424进入升降电磁阀432的空气减小，从而变重 量轿厢1的运行速度减慢，到站时停止。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变 形和改进，这些都属于本发明的保护范围。