液压电梯的工作原理

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液压电梯
当然,现代的客运电梯和货运电梯要比这复杂精巧得多。电梯需要先进的机械系统来操纵电梯轿厢及其负载的重量。此外,电梯还需要控制装置,以便乘客可以操纵电梯,并且还需要安全设备来确保一切平稳运行。
现在常用的主流电梯设计有两种:液压电梯和绳传动电梯。
液压电梯系统使用液压油缸来升降电梯轿厢,缸体内部装有一个液压驱动的活塞。你可以在下面的示意图中看到这种系统的工作原理。
缸体与一个液泵系统连接(通常来说,像这样的液压系统都使用油液,但也可以使用其他不可压缩的液体)。液压系统包括三个部分:
- 液箱(贮液器)
- 泵,由电动机提供动力
- 阀门,装在缸体和贮液器之间
泵迫使液体从液箱流到通向缸体的管道中。当阀门打开时,受压液体将取道阻力最小的通道返回到贮液器中。但是在阀门关闭时,受压液体无处可去,只得流入到缸体中。在液体流入到缸体时,液体会将活塞向上推,从而使电梯轿厢上升。
在轿厢接近相应楼层时,控制系统会向电机发送信号,逐渐将泵关闭。在泵关闭之后,不会再有油液流入缸体,但是已经流入缸体中的油液也无法流出(油液无法通过泵进行回流,阀门仍处于关闭状态)。活塞停在油液中,电梯轿厢也会保持在当前位置。
为了使轿厢下行,电梯控制系统向阀门发送一个信号。阀门由一个基本螺线管开关通过电气方式操纵(有关螺线管的信息,请查看电磁体工作原理)。在螺线管打开阀门时,缸体中先前储存的油液会流出来,流到贮液器中。电梯轿厢和负载的重量会将活塞向下压,从而迫使油液流入贮液器中。然后,电梯轿厢将逐渐下降。为了将电梯轿厢停在较低的楼层,控制系统会再次关闭阀门。
此系统非常简单和高效,但它也存在一些缺点。在下一部分中,我们将了解使用液压系统的主要不利之处。
液压系统的主要优势在于,它可以将泵的相对较小的作用力轻松地放大数倍,从而产生使电梯轿厢上升所需的较大作用力
但这些系统有两个很大的缺点。主要问题是设备尺寸。为了使电梯轿厢可以运行至较高楼层,必须加长活塞。当然,缸体要比活塞稍长一些,因为在电梯轿厢处于建筑物底层时,活塞必须能够全程闭合。简而言之,楼层越多,则缸体越长。
因此,液压电梯适合用于提升高度小载重量大,速度小且要求下置机房的场合。
此外液压电梯还有如下优点:
建筑结构
机房设置灵活。液压电梯靠油管传递动力,因此机房位置在离井道周围20M的范围内,再也不需要用传统方式将机房设在井道上部。
井道利用率高。一般液压电梯不设置对重装置,故可提高井道面积利用率。
井道结构强度低。因液压电梯轿厢自重及载重等负荷,均通过液压缸全部作用于井道底坑地基上,对井道地墙及顶部的建筑性能要求低。
运行平稳、乘坐舒适。液压系统传递动力均匀平稳,且比例阀能实现无级调速,电梯运行速度曲线变化平缓,因此舒适感优于曳引调速梯。
安全性好、可靠性高、易于维修。液压电梯除装备有普通曳引式电梯具备的安全装置外,还设有:
A、溢流阀。可防止上行时压力过高。
B、应急手动阀,电源发生故障时,可使轿厢应急下降到最近的层楼位置,自动开启层门轿门,使乘客安全走出轿厢。
C、手动泵,当系统发生故障时,可操作手动泵打出高压油,使轿厢上升到最近的层楼位置。
D、管路破裂阀,液压系统管路破裂轿厢失速下降时,可自动切断油路。
E、油箱油温保护。当油箱中油温超过某一值时,油温保护装置发出信号,暂停电梯使用,当油温下降后方可启动电梯。
F、载重量大。液压系统的功率重量比大,因此同样的规格电梯,载重量相对较大。
G、噪声低。液压系统可采用低噪声螺杆泵,同时油泵、电机可设计成潜油式工作,构成一个泵站整体,大大降低了噪声。
H、防爆性能好。液压电梯采用低凝阻燃液压油,油箱又为整体密封,电机、油泵浸没在液压油中,能有效防止可燃气、液体的燃烧。
使用维修
1、故障率低。由于采用了先进的液压系统,且有良好的电液控制方式,电梯运行故障可降至最低。
2、节能性好。液压电梯下行时,靠自重产生的压力驱动,能节省能源。
液压电梯的发展趋势
节能与环保是当今世界各种技术发展的趋势。液压电梯虽然仍是电梯中的一个重要梯种,在整个电梯市场上,尤其是在欧美发达地区仍占有较高的市场份额,但是在“绿色产品”目益盛行的今天,液压电梯的“非绿色化”、以及装机功率大,能耗严重的缺点已经成为制约其发展和应用的主要问题。所以如何降低液压电梯的装机功率和能量消耗、实现液压电梯的节能高效运行、并使液压电梯成为一种绿色产品,是当前液压电梯技术发展的重要方向。