电梯急速坠井保护系统

技术领域

本发明属于电梯技术领域，具体涉及一种电梯急速坠井保护系统。

背景技术

垂直升降电梯具有一个轿厢，且是以电动机为动力的垂直升降机，用于多层建筑乘人或载运货物。随着经济的发展高层建筑的数量呈现爆发式的增长，相应的，垂直升降电梯的数量也越来越多。目前，由于高层建筑很多，垂直升降电梯的升降高度也越来越高，当电梯发生故障坠落时，在重力的作用下往往会获得很快的速度，接触地面的撞击力度很大，容易对人员造成人身伤害。

实用新型专利CN2016204455458提出了一种电梯坠落保护装置，它以电梯速度作为控制装置运行的信号，当速度超过设定的速度阈值时装置运行，但随着电梯的发展，各种快速电梯的速度已经能达到2m/s，甚至更快的速度，即使电梯以2m/s的速度坠落也会具有很大的动能，对电梯内的人员造成伤害，利用充气机为电梯轿厢内的气囊充气，充气效率太慢，在电梯快速坠落的过程中，很难将气囊充满气，此外，利用高能弹簧缓冲电梯的冲击力很容易造成二次伤害。专利CN2009100374028所述的电梯坠井保护装置，主要是针对物体意外坠井的情况，发明专利的装置过于复杂，且判断坠落物的方式过于简单，极端情况下一个塑料袋都可能触发该发明中的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电梯急速坠井保护系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电梯急速坠井保护系统，包括用于检测电梯坠落的检测装置、控制系统和气囊保护装置，所述检测装置设在电梯轿厢外部的顶部，所述控制系统安装在电梯轿厢外部的顶部且与检测装置电气连接，所述的气囊保护装置安装在电梯轿厢外部底部且与控制系统电气连接，检测装置实时将获取的信息传给控制系统，控制系统利用预设程序处理检测装置传来的信息，当控制系统判断电梯发生故障，急速坠井时，控制系统发出信号启动气囊保护装置弹出气囊。本发明结构简单紧凑，能实时获取电梯的运行信息，对危险情况的响应速度快，提高了电梯运行过程中的安全保障。

所述检测装置包括压力传感器、重力块、底座、顶盖，底座设在电梯轿厢外部的顶部，压力传感器设在底座上部中心位置，并依靠底座限制压力传感器在水平面内的移动，重力块放在压力传感器的压力敏感元件上，顶盖能套住重力块，依靠顶盖保证重力块只能在压力敏感元件的正上方运动而不能在水平面内大范围移动，顶盖与底座通过螺纹连接。

所述检测装置的工作原理运用了牛顿第二定律和牛顿第三定律，重力块在电梯轿厢急速坠井时的受力表达式如下：

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所述控制系统包括单片机、驱动装置和继电器。压力传感器将测得的重力块的压力实时传给单片机，若输入的压力值小于设定的压力阈值时，单片机判断电梯此时发生故障，电梯轿厢正以超过设定的加速度加速下行，单片机的I/O端口控制驱动装置立即接通继电器，进而利用继电器接通电源开关。

所述气囊保护装置包括气囊、气体发生器，气体发生器布置在气囊内部，气体发生器与电源线连接，气囊布置在电梯轿厢外部的底部。控制系统判断电梯故障，电梯轿厢正以超过设定的加速度加速下落时，立即接通气体发生器中的电爆管电路，点燃电爆管内的点火介质，火焰引燃点火药粉和气体发生剂，产生大量气体，气囊保护装置的气囊在极短的时间内迅速膨胀，在电梯底部形成气垫，吸收动能减少冲击力，起到保护的作用。

本发明的技术效果和优点：电梯急速坠井保护系统，在电梯发生故障坠降时，检测装置检测到压力低于设定的阈值，即电梯轿厢下行的加速度大于设定的加速度，经控制系统中的单片机判断发生危险后，立即接通气囊保护装置的电源，气囊保护装置中的气体发生器在极短的时间内给气囊充入足够的气体，在电梯底部形成气垫，从而吸收电梯轿厢的动能，减少冲击力，保护人员的安全。

附图说明

图1为本发明专利实施例的电梯急速坠井保护系统的结构示意图

图2为本发明专利实施例的电梯急速坠井保护系统的控制原理图

图3为本发明专利实施例的检测装置剖视图

图4为本发明专利实施例的检测装置的重力块的受力分析图

图5为本发明专利实施例的检测装置的压力传感器的结构示意图

图6为本发明专利实施例的检测装置的重力块的三维结构图

图7为本发明专利实施例的检测装置的底座的三维结构图

图8为本发明专利实施例的检测装置的顶盖的三维结构图

图9为本发明专利实施例的气囊保护装置的结构示意图

具体实施方式

以下是本发明专利结合附图，对本发明专利的技术方案作进一步的描述，以下实施例是对本发明专利的解释，而本发明专利并不限于以下实施例。

如图1所示，：一种电梯急速坠井保护系统，包括用于检测电梯坠落的检测装置1、控制系统2和气囊保护装置4，所述检测装置1设在电梯轿厢3外部的顶部，所述控制系统2安装在电梯轿厢3外部的顶部且与检测装置1电气连接，所述的气囊保护装置4安装在电梯轿厢3外部的底部且与控制系统2电气连接。

如图2所示，控制系统2由单片机、驱动装置和继电器组成，压力传感器5将测得的重力块6的压力信号实时传给控制系统2，若输入的压力值小于设定的压力阈值时，单片机判断电梯此时发生故障，电梯轿厢3正以超过设定的加速度加速下行，单片机的I/O端口控制驱动装置立即接通继电器，进而利用继电器接通电源开关，立即启动气囊保护装置4。

如图3所示，所述检测装置包括压力传感器5、重力块6、底座7、顶盖8，底座7设在电梯轿厢3外部的顶部，压力传感器5设在底座7上部中心位置并依靠底座7完成固定，重力块6放在压力传感器5的压力敏感元件上，顶盖8能套住重力块6，依靠上座8保证重力块6只能在压力敏感元件的正上方运动而不能在水平面内大范围移动，顶盖8与底座7通过螺纹连接。

如图4所示，为重力块6在电梯轿厢3急速坠井时的受力分析，检测装置1的工作原理运用了牛顿第二定律和牛顿第三定律，重力块6在电梯轿厢3急速坠井时的受力表达式：

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如图5所示，本发明的压力传感器5选用平膜盒压力传感器，结构5-1为压力敏感元件。

如图6所示，重力块6为圆柱体结构，本发明利用铅来制作重力块6，重力块6放在敏感元件5-1上。

如图7所示，圆柱体结构7-1上加工有外螺纹，压力传感器5安装在底座7内部，压力传感器5的信号线穿过长方形缺口7-2与控制系统2连接，结构7-3加工有圆孔，便于底座7与电梯轿厢3通过螺纹连接。

如图8所示，顶盖8是中心对称结构，顶盖8能套住重力块6，保证重力块6始终位于压力敏感元件5-1的上方，凸出结构7-1加工有外螺纹，凸出结构8-1与圆柱体结构7-1通过螺纹连接。

如图9所示，所述气囊保护装置4包括密封环4-1,、气体发生器4-2、气囊4-3，气体发生器4-2设在气囊4-3内部，为了保证气囊4-3的密封性，气体发生器4-2与气囊4-3的交接处利用密封环4-1封装。本发明实施例中，在电梯轿厢外部的底部安装有9组独立工作的气囊保护装置4，气体发生器4-2与电源线连接，当控制系统2判断电梯发生故障，电梯轿厢3以超过设定的加速度加速下行时，立即接通气体发生器4-2中的电爆管电路，点燃电爆管内的点火介质，火焰引燃点火药粉和气体发生剂，产生大量气体，气囊保护装置的气囊在极短的时间内迅速膨胀，在电梯底部形成气垫，吸收动能减少冲击力，起到保护的作用。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明专利所作的举例说明，本发明专利所述技术领域的技术人员可以对本发明专利的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明专利说明书的内容或超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明专利的保护范围。