[发明专利]一种电梯防坠落系统

说明书

技术领域

本发明涉及电梯安全设备技术领域，尤其涉及一种电梯防坠落系统。

背景技术

随着高层建筑不断增加，电梯已经成为人们生活中必不可少的工具，电梯方便、快捷、能节省体力。虽然电梯技术比较成熟，性能也比较完善，但是安全隐患依然存在，各种电梯事故层出不穷，造成了很大的伤害和经济损失。

电梯事故中，特别是电梯突然坠落，对人员的伤害最大，现有电梯轿厢底部安装有缓冲装置、电梯井在每层楼之间也安装了硬限位，可以在电梯轿厢坠落时提供一定的缓冲作用，但上述装置的缓冲作用有限，许多情况下并不能将电梯轿厢坠落的加速度降低到安全水平，居民乘坐电梯仍然存在一定的风险。特别是通过硬限位碰撞的方式降速，对人体的伤害极大。

电梯坠落时，对人体产生影响的是加速度。在地球表面,人体处在重力中,在1g的力的作用下表现出正常的体重。人体能承受的最大重力加速度是31.25g。当过山车俯冲而下时，人仅仅承受了5倍的重力加速度，就会头晕、恶心。人承受重力加速度的最大纪录是31.25g，人承受重力加速度十几秒仍然保持非常清醒、丝毫无事的纪录是14～15g。如果未经训练的话，一般在承受6g的时候就会失去知觉。火箭发射的安全加速度制定为3g。

综上所述，如何在任何坠落高度情况下，都能控制电梯落地过程中的加速度在3g以内，是解决电梯安全的关键问题。现有的电梯防坠落设备并不能实现该要求。

根据能量守恒：1/2mv²＝mgh₁＝mah₂，其中v为电梯坠落落地时的最大速度，g为重力加速度，a为电梯落地时由最大速度减速至静止过程的平均加速度，h₁为电梯的坠落高度，h₂为电梯的减速高度。故如果要控制电梯落地过程中的加速度在3g以内，则必须保证h₂>h₁/3。

发明内容

本发明针对现有电梯安全设施不能完全解决坠落危险的问题，研制一种电梯防坠落系统，该防坠落安全电梯箱能够在电梯坠落时将电梯加速度降低到安全水平，有效保障了人们乘坐电梯的安全。

本发明解决技术问题的技术方案为：一方面，本发明的实施例提供了一种电梯防坠落系统，包括电梯控制系统、电梯井、电梯轿厢，所述电梯井包括升降井、缓冲井，升降井为电梯正常工作时的电梯井道，缓冲井设置在建筑最底层的地面以下、升降井的正下方，电梯轿厢的外轮廓与缓冲井的内轮廓密封配合，电梯轿厢的底部、顶部设置有排气口a。

正常情况下电梯轿厢落至升降井的底部便停止了，当发生电梯坠落时，电梯轿厢在惯性作用下落入缓冲井中，缓冲井中的空气被压缩对电梯轿厢进行减速直至速度为零。规定电梯轿厢在缓冲井减速过程中的最大安全加速度为g，当电梯轿厢载重最大的情况下从升降井的顶部坠落时为极限情况。最佳效果为：电梯轿厢进入缓冲井后，先是加速度降低至零此刻电梯轿厢的下降速度达到最大，然后开始减速至速度为零此时电梯轿厢刚好落至缓冲井的底部。要求排气口a的开口面积满足以上要求，开口过大则电梯轿厢落至缓冲井底部时，速度不能降至零；开口过小，则电梯轿厢未落至缓冲井底部，速度便降至零，且电梯轿厢在缓冲井减速过程中的最大加速度大于g，可通过模拟实验或建立数学模型得出。

作为优化，所述缓冲井的行程大于升降井行程的三分之一。

作为优化，所述缓冲井的底部设置有排气口b，排气口b通过通气管路连接大气，排气口b处设置有密封门。

作为优化，所述排气口a位置设置有开口控制器，开口控制器的控制端口连接电梯控制系统。可通过现有电梯系统自带的速度检测传感器，检测电梯轿厢的下降速度，从而为开口控制器的控制提供依据。

作为优化，所述开口控制器包括电动推杆a、遮挡板，电动推杆a安装在电梯轿厢上，遮挡板安装在电动推杆a的推杆上，遮挡板与排气口a对应，电动推杆a的控制端口连接电梯控制系统。

作为优化，所述防坠落安全电梯还包括支撑板，支撑板设置在缓冲井的顶部，支撑板的上下两面都设置有缓冲装置，支撑板的下方、缓冲井的侧壁设置有紧急弹片，紧急弹片对应设置有控制装置，紧急弹片与电梯轿厢的接触面设置有压力传感器，控制装置的控制端口、压力传感器的数据端口连接电梯控制系统。

作为优化，所述缓冲装置为强力弹簧。