带有配重的液压电梯 本发明涉及一种液压电梯，特别是一种带有配重的液压电梯。
传统的液压电梯包括一个用于升高电梯轿厢的液压驱动油缸。通常，通过使流体流出液压油缸的缸体并借助轿厢的重量迫使流体排出缸体来实现轿厢下降。液压油缸的活塞可以直接与轿厢连接，或者通过一根固定在井道中、并与活塞支架上的滑轮接合的绳索而与轿厢连接。后述的布置具有在井道下方不需要液压缸空间的优点，但代价是需要邻近轿厢运行路径的附加空间。
与牵引式电梯相比，液压电梯的一个优点是安装费用低。但与相同尺寸的牵引式电梯相比，其缺点是液压泵需要较大的动力。这部分地归因于液压油缸必须承担轿厢重量和乘客负载。
一种减小液压电梯的动力需求的方法是象牵引式电梯那样采用配重。在Garrido等人的题为“改进的节能液压电梯”的美国专利5,238,087中，公开了将双作用液压缸与带配重的液压电梯一起使用地方案。该双作用液压缸可以驱动轿厢在上、下两个方向上运行，这就要使配重比空轿厢重。双作用缸比单作用缸贵，并需要对液压电梯进行更复杂的控制。在Pelto-Huikko的题为“用于改进马达控制的液压电梯性能的装置”的美国专利5,014,823中，公开了将单作用液压缸与直接和轿厢相连的配重一起使用的方案。该建议的解决方案需要附加的井道空间以容纳配重，这就消弱了其优点。
上述技术方案并不好，故在本申请受让人的指示下，工程师们试图开发一种不需较大动力和井道空间的廉价液压电梯。
根据本发明，液压电梯包括一个液压油缸和一个与液压油缸的活塞相配合的配重。该配重和液压油缸设置在井道内相互邻近的位置并位于轿厢运行路径的相同侧。
这些特征，即将配重直接与液压油缸接合以及将它们邻近设置且位于轿厢的同一侧可以减小井道内所需的空间。在这种方式下，带有配重的液压电梯可用于与牵引式电梯尺寸相同的井道中。结果是，本发明的电梯不需经过较大改型就可以安装到已有的牵引式电梯装置中。
根据本发明，液压油缸是一个单作用油缸。与双作用油缸相比，这一特征使得其结构更简单、费用更低。单作用油缸的安装费用更低，并且仅需要泵在向上的方向上运行。
在本发明的一个特定实施例中，液压油缸包括一个缸体和一个具有支架的活塞。配重以1∶1的关系直接系在支架上。在另一实施例中，支架和配重以1∶2和2∶2的关系系在一起，以期能分担活塞上的负载。
本发明的上述以及其它的目的、特征和优点将在下面对附图所示实施例的详细描述的启示下变得更清楚。
图1是依据本发明的绳索悬挂液压电梯的视图。
图2是图1所示液压电梯的俯视图，表示了轿厢、液压油缸和配重的相对位置关系。
图3和图4是带有另一种绳索装置的液压油缸和配重的示意图。
图1表示了本发明的液压电梯10。液压电梯10包括一个可滑动地与导轨14接合的轿厢12，导轨14用于使轿厢在井道16中垂直移动。
液压电梯10还包括一个液压油缸18。该液压油缸18包括一个与泵24和油箱26相连的单作用液压缸22、活塞28和支架32。泵24使油箱26中的流体流到缸体22内。活塞28可滑动地与缸体22配合，当流体被泵送到缸体22中时，活塞28从缸体22中向外伸出。这里使用的“单作用”一词意味着在泵24的作用下、活塞28仅在一个方向上推进，即向上推进。在缸体22和油箱26之间设置有一个阀34。如果阀34打开，就可以使流体从缸体22流回油箱26。
支架32安装在活塞28的末端36上，并包括一个滑轮38和一个与导轨14接合的横梁42。随着活塞在井道16中垂直运行，这种与导轨14的接合能够导引支架32、从而导引活塞28移动。
滑轮38与一根绳索44配合，该绳索44从井道16底部的固定位置46延伸到轿厢12。这样，液压油缸18和轿厢12之间的绳索行程比为1∶2，即轿厢12的移动速度是支架32的两倍，并将两倍于轿厢12和负载(乘客、货物等)的重量施加到支架32上。当活塞28和支架32受驱动向上运动时，绳索44被导引而跨过滑轮38，使得轿厢12被垂直提升。尽管图中只表示了单个滑轮38和绳索44，但对于本领域的技术人员来说，很明显在需要时可使用多个滑轮和/或绳索。另外，如图1所示，绳索的一端固定在轿厢上。作为替换形式，轿厢也可以包括一对安装在轿厢下的滑轮，绳索与这一对滑轮接合并固定在井道内。这是一种传统的轿厢下悬挂绳索装置。
液压电梯10还包括一个配重48。该配重48通过一根绳索52而系在支架32上，所述绳索52绕过安装在井道16内的滑轮54而延伸。在这种方式下，配重48直接向活塞28施加向上的力，以减小泵24所需的压力值。结果是，液压电梯10所需动力减小了。
轿厢12、液压油缸18和配重48设置成如图2所示的形式。液压油缸18和配重48相互邻近并位于轿厢12的同一侧。这种紧凑的设置可以使井道16中所需的截面空间减小。这使得本发明的液压电梯可置于较小的井道内，比如用于牵引式电梯的井道内。在那种情况下，液压油缸18和配重48可置于井道16中曾被牵引式电梯的配重所占用的部分。
当轿厢静止时，轿厢12的重量和负载迫使支架32和活塞28下降到缸体22中。而配重48的重量使得支架32和活塞28在相反的方向受力。在运行过程中，通过操纵泵24把流体压进缸体22中，使得轿厢12被向上驱动。缸体22中的流体压力值应能产生大于配重48与活塞28、支架32、轿厢12以及负载总重之间差值的力。通过打开阀34并使在缸体22中的流体流回油箱26，轿厢12的向下运动结束。作用在活塞28上向下的力抵抗配重48与活塞28、支架32、轿厢12以及负载总重之间的差值力。为了保证在活塞28上有足够的负载，以使即使在空轿厢、即没有乘客负载的情况下也能向下运动，配重48应与轿厢12一样重。如果轿厢12是空的，则轿厢、活塞38和支架32的重量将迫使活塞28向下运动。
与不带配重的传统液压电梯相比，马达功率的减小量可用下式估算。计算功率的公式如下：
PHyd＝(2*(LCar+LDuty))*0.5V
其中PHyd是所需的功率，LCar是轿厢重量，LDuty是负载重量，V是轿厢的速度。在图1所示的绳索结构中，液压油缸上的负载是轿厢和负载重量的两倍，且油缸速度是轿厢速度的一半。假设轿厢负载和乘客负载相等(LCar＝LDuty)，该公式简化为：
PHyd＝2*L*V
如果考虑配重的影响，计算功率的公式变为：
PHyd＝(2*(LCar+LDuty)-LCWT)*0.5V
如果假设配重的重量等于轿厢重量，则LCar＝LDuty＝LCWT。那么该公式变为：
PHyd＝1.5*L*V
这样，所需功率比不带配重的同样装置减小了四分之一。如果图1所示的结构与一个泵马达相连，而该泵马达具有一与马达串联连接的可控硅以减小起动电流，则该结构的起动电流可以等于或小于作为对比的牵引式电梯。减小所需的起动电流将会减少安装费用。
图3和图4表示了另外两种位于支架32和配重48之间的绳索结构。在图3中，配重48包括一个滑轮62，绳索64的一端66固定在支架32上，另一端68固定在井道16的顶部。在这种方式下，配重48的移动速度和距离仅为支架32的一半，且与1∶1的绳索结构相比，作用在支架32上的配重48的负载等于配重48重量的一半。结果是，轿厢的移动速度是配重48的四倍。
该装置所需的配重运行空间更小，并减小了配重所需绳索数量。
图4表示了限制配重运行空间并减小所需绳索数量的另一种装置。在该装置中，配重48和支架32均包括一个滑轮72、73，所述滑轮与配重绳索74相接合，而绳索74的两端76、78都固定在井道16上。在这种方式下，支架32和配重48以相同的速度和距离移动，且作用在支架32上的配重48的负载等于配重48的重量。结果是，轿厢12以两倍于图1所示装置中配重48的速度移动。
尽管参照实施例表示并描述了本发明，但对于本领域的技术人员来说，应理解到在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明做出多种变化、省略和附加形式。