一、問(wèn)題的提出

　　當(dāng)今我國(guó)社會(huì)，國(guó)民生活水平的迅速提高，人們對(duì)于電梯的需求越來(lái)越強(qiáng)烈，尤其家中有老人或殘障人員的家庭，對(duì)于電梯的需求顯得愈加迫切。在我國(guó)有大量的低層住宅需要安裝或加裝電梯，早在2018年有人測(cè)算，我國(guó)已建成的老舊住宅有250萬(wàn)門棟符合加裝電梯的條件。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的強(qiáng)勁增長(zhǎng)，2019年，政府在工作報(bào)告中特提出加快有計(jì)劃分步驟的在全國(guó)實(shí)施與建設(shè)生態(tài)“智慧城市”任務(wù)，故在各地政府多項(xiàng)政策的加持下，也促進(jìn)了老舊住宅電梯的安裝或加裝電梯工作得以大幅度展開(kāi)。然而，由于電梯井道與建筑物，以及用戶等要求限制了部分住宅電梯、家用電梯及舊樓家裝電梯的普及與發(fā)展。

　　因此，對(duì)于我們電梯行業(yè)及工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，有責(zé)任與義務(wù)解決此項(xiàng)電梯行業(yè)存在的難點(diǎn)，就此問(wèn)題的所在，特提出所須配套、系統(tǒng)解決的幾個(gè)方面問(wèn)題及事項(xiàng)。

　　● 大量住宅樓及廠商需要加裝或改造電梯，而成本較高；

　　● 低層而密集的老舊住宅一二樓用戶，擔(dān)憂影響自家環(huán)境，即阻擋室內(nèi)光線及通風(fēng)等問(wèn)題；

　　● 加裝電梯配套方案與舊宅土建不匹配，牽涉到舊宅建筑物使用安全等方面原因；

　　● 用戶提出的加裝電梯井道及出入等場(chǎng)地要求，限制了家用電梯及舊樓加裝電梯的配套。如施工下方有管道或下水道或場(chǎng)地狹窄等公用設(shè)施；

　　● 部分電梯企業(yè)服務(wù)與技術(shù)工作不到位，用戶不滿意。如土建技術(shù)方案或產(chǎn)品配置用戶認(rèn)為不滿足要求或使用功能；

　　● 現(xiàn)產(chǎn)品不足或用戶原因，導(dǎo)致政府及用戶對(duì)電梯監(jiān)管、使用模式難易達(dá)到有效預(yù)防的安全目標(biāo)。

　　二、方案的抉擇

　　本發(fā)明針對(duì)上述各項(xiàng)要求及相關(guān)問(wèn)題，對(duì)于電梯行業(yè)的研發(fā)人員應(yīng)主動(dòng)尋找一種可靠而實(shí)用的解決方案。我們知曉，通常舊樓加裝電梯選用曳引式電梯與鋼結(jié)構(gòu)井道配合使用，更進(jìn)一步的選用組合式井架，聽(tīng)說(shuō)此結(jié)構(gòu)具有專利技術(shù)；而對(duì)于家用電梯因井道較小，特采取液壓電梯和螺桿式驅(qū)動(dòng)電梯、鋼帶電梯配套?？梢?jiàn)，這些電梯均存在各自的不足，如液壓電梯具有成本高及環(huán)境污染等缺點(diǎn)；而螺桿式機(jī)械傳動(dòng)效率及運(yùn)行速度太低等缺陷；至于鋼帶電梯因曳引能力系數(shù)較小且不穩(wěn)定，易出現(xiàn)鋼帶打滑等現(xiàn)象。

　　由上可知，我們能否研究一種新結(jié)構(gòu)電梯與具有兼容特征的電梯土建配套呢？即針對(duì)各建筑物特點(diǎn)，找出解決用戶的不同需求。我們科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)多年電梯與建筑物土建研究表明，利用一種新結(jié)構(gòu)電梯配套各種類型土建的方案是可行的。其要點(diǎn)在于本結(jié)構(gòu)電梯適用于不同井道架，注重本井道架是獨(dú)立而自由的。顯然，其要求不能與用戶原土建相連或搭建，以防止井道架的沉降而影響原有用戶建筑物。我們深知，對(duì)于現(xiàn)今任何一種電梯產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與諸多形式的井道配套也不是通用的。

　　通常舊樓加裝電梯與井道架配置主要有平層入戶、錯(cuò)層入戶、亞平層（斜坡）入戶三種處理方式。此外，大部分用戶提出配有長(zhǎng)短不一的連廊等入戶的要求。又當(dāng)一樓及二樓用戶提出通風(fēng)與光線問(wèn)題時(shí)，應(yīng)具有一種井架結(jié)構(gòu)在一或二層不阻擋通風(fēng)與透光。即考慮可在一、二樓采取一懸空式井架結(jié)構(gòu)，其周邊配有防護(hù)欄；且電梯對(duì)重為側(cè)置式等相關(guān)特殊結(jié)構(gòu)配置。

　　同時(shí)，還應(yīng)考慮家用電梯的土建井道或井架，主要解決所配電梯確保用戶的小井道能安裝成最大轎廂（即滿足載人空間）。但不能選用液壓式、螺桿式及鋼帶式驅(qū)動(dòng)電梯配套，應(yīng)使電梯整機(jī)性價(jià)比為最佳選擇。

　　綜上所述，對(duì)于其電梯與井道架根據(jù)相關(guān)因素及用戶使用要求，為確保其產(chǎn)品的可靠性與安全性，特提及本發(fā)明相關(guān)約束條件。

　　1）老舊電梯高度一般不會(huì)超過(guò)十層以上樓房。則鋼結(jié)構(gòu)井架獨(dú)立高度可規(guī)定不大于40m；

　　2）因樓層高度等原因，則電梯額定速度可控制為不超過(guò)1.0m/s；

　　3） 舊樓加裝電梯因出入人員（含殘障人員）不多且空間相對(duì)狹窄，故電梯額定載重量通常不超過(guò)800kg，但最大不超過(guò)1000kg；

　　4）為解決用戶通風(fēng)及透光等問(wèn)題，增設(shè)一種一或二層為懸空式井架（即部分封閉式井道），并配有周邊安全護(hù)欄等安全防護(hù)裝置；

　　5）井架應(yīng)配置地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖，其混凝土基礎(chǔ)壓強(qiáng)應(yīng)大于0.15MPa。如土質(zhì)強(qiáng)度不夠應(yīng)加樁基；

　　6）要求地基基礎(chǔ)應(yīng)能承受四級(jí)地震烈度；且井架頂部能承受十級(jí)及以下臺(tái)風(fēng)和暴雨。

　　三、結(jié)構(gòu)與原理

　　就上述問(wèn)題及要求，針對(duì)電梯井道架結(jié)構(gòu)及其電梯的配置設(shè)計(jì)方案分別提出如下：

　　1）電梯井道架結(jié)構(gòu)

　　（1）第一種井道架結(jié)構(gòu)

　　詳見(jiàn)圖1所示。序號(hào)1井架通過(guò)序號(hào)7地腳螺栓固定在序號(hào)2井架基礎(chǔ)上，且其基礎(chǔ)呈井形混凝土架構(gòu)。此為用戶連廊式入戶方式，則序號(hào)3連廊一頭鉸接（此點(diǎn)為懸掛式受力端）在井架橫梁上，另一端懸掛在用戶過(guò)道上，它們之間允許微量相對(duì)樓面位移。可見(jiàn)，電梯安裝在井架內(nèi)，只要井形混凝土架構(gòu)基礎(chǔ)牢固，既能確保在電梯運(yùn)行時(shí)井架穩(wěn)定，又能防止建筑物的沉降及其它環(huán)境因素，導(dǎo)致電梯或用戶建筑物引發(fā)相關(guān)安全問(wèn)題。

　　圖2所示，與圖1不同之處有兩點(diǎn)。一是混凝土架構(gòu)為雙條形結(jié)構(gòu)，因其結(jié)構(gòu)與用戶建筑物地基近距離接觸。另一點(diǎn)在于井架同樣與用戶建筑物地基近距離接觸時(shí)，不用連廊附件。即用戶不需要連廊式入戶，

　　                                   圖5  露天電梯傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖                           圖6  井道架與電梯布局結(jié)構(gòu)圖

　　直接進(jìn)入用戶建筑物過(guò)道上。且其它要求與圖1所示一致。

　　此外，當(dāng)用戶有下水道或管道通過(guò)用戶井道的基礎(chǔ)時(shí)，則須在其混凝土架構(gòu)上留有穿過(guò)用戶下水道或管道的孔洞。但其混凝土架構(gòu)必須滿足井架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求及可靠性。

　?。?）第二種井道架結(jié)構(gòu)

　　如圖3所示。它與圖2不同之處，在于二樓或三樓層之下增加了一段懸空式結(jié)構(gòu)。且四周外圍配有一定高度的可通風(fēng)的網(wǎng)狀安全護(hù)欄，以確保電梯在一樓?？繒r(shí)的人員安全。另一點(diǎn)在于，鋼結(jié)構(gòu)井架中對(duì)重放置在用戶建筑物進(jìn)門的左側(cè)或右側(cè)的上方。為保證其人員通行時(shí)安全性，則在一層和多層上方增加對(duì)重墜落或沖擊樓層底部結(jié)構(gòu)的安全層面。這是通常電梯所不具備的特殊結(jié)構(gòu)。

　　此外，本井道架也可選用用戶需要的連廊式入戶。即增加序號(hào)3連廊，一頭鉸接在井架橫梁上，另一端懸掛在用戶過(guò)道上，它們之間允許微量相對(duì)樓面移位。同時(shí)，可備有在其混凝土架構(gòu)上增設(shè)穿過(guò)用戶下水道或管道的孔洞。

　　2）電梯配置結(jié)構(gòu)

　?。?）與第一種井架結(jié)構(gòu)配置的電梯

　　現(xiàn)介紹一種新開(kāi)發(fā)的電梯產(chǎn)品，參見(jiàn)本公司專利產(chǎn)品（專利號(hào)：201410334583.1）。即具體介紹一種在此專利產(chǎn)品改進(jìn)后的齒帶式電梯傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖，詳見(jiàn)圖4所示。它與現(xiàn)有技術(shù)相比，在符合安全又可靠的前提下，其結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化而緊湊。在家用電梯方面：對(duì)于井道面積極小、無(wú)底坑、無(wú)機(jī)房的井道特適用。

　　此外，也適用于舊樓家裝電梯用戶的配套需求。因其獨(dú)立置于井架內(nèi)，本配置既避免了建筑物地面及房頂土建工程的相關(guān)問(wèn)題，又滿足當(dāng)?shù)匾?guī)劃建筑設(shè)計(jì)院新增設(shè)備的建筑設(shè)計(jì)要求。

　　現(xiàn)進(jìn)一步說(shuō)明齒帶式電梯傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖，其工作原理：序號(hào)13限速制停裝置（即限速器與安全鉗組合）由序號(hào)10平衡重（或?qū)χ丶埽┡c序號(hào)11轎廂架通過(guò)序號(hào)18鋼絲繩（安全繩）連接懸掛在其（序號(hào)13）限速器繩輪上；序號(hào)12（主機(jī)）動(dòng)力輸出主動(dòng)齒輪通過(guò)序號(hào)19同步齒帶和序號(hào)15齒帶繩頭張緊裝置形成回路與轎廂架連接。在主機(jī)齒輪正反轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)轎廂垂直向上或向下運(yùn)行。此外，序號(hào)15齒帶繩頭張緊裝置與序號(hào)10平衡重有相對(duì)微量位移。并配有斷帶安全控制裝置。

　　綜上所述，本發(fā)明配套電梯與原發(fā)明專利主要在于一項(xiàng)重大改進(jìn)。首先，在于將同步齒帶傳動(dòng)下井道底坑的張緊裝置直接并入平衡重架構(gòu)內(nèi)。其次，將序號(hào)1主、副C型導(dǎo)軌合并成一體放置在對(duì)重側(cè)。由此，一方面精簡(jiǎn)轎廂架下及井道的空間；另一方面使本發(fā)明電梯不具有強(qiáng)制式驅(qū)動(dòng)電梯的屬性?？梢?jiàn)，在同等技術(shù)參數(shù)下，將電梯井道架做到最小尺寸。有效解決用戶因出入人員（含殘障人員）不多且地域相對(duì)狹窄的難度；又解答了加裝電梯整體結(jié)構(gòu)不影響原建筑物的難題。

　?。?）與第二種井架結(jié)構(gòu)配置的電梯

　　詳見(jiàn)圖5所示，它也是在本公司專利產(chǎn)品改進(jìn)的基礎(chǔ)上形成的，且具有獨(dú)特性，故可稱之為露天電梯。

　　現(xiàn)將其露天電梯傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖（圖5）其工作原理描述如下：

　　序號(hào)13限速制停裝置由序號(hào)10平衡重（或?qū)χ丶埽┡c序號(hào)11轎廂架通過(guò)序號(hào)18鋼絲繩（安全繩）連接懸掛在其（序號(hào)13）限速器繩輪上，而序號(hào)18鋼絲繩（安全繩）的另一端繞過(guò)序號(hào)20平衡輪固定連接在井架頂部，形成回路；序號(hào)19同步齒帶通過(guò)與序號(hào)11轎廂架連接懸掛在序號(hào)12動(dòng)力輸出主齒輪（主機(jī)）上，而另一端繞過(guò)齒帶導(dǎo)輪通過(guò)序號(hào)150齒帶繩頭張緊裝置固定連接在井架頂部。當(dāng)動(dòng)力輸出齒輪正反轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)轎廂或平衡重垂直向上或向下運(yùn)行。序號(hào)150張緊裝置在井架頂部有相對(duì)微量位移。并配有斷帶安全控制裝置。

　　此外，需要進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明配置電梯主要增加如下幾項(xiàng)特殊功能和結(jié)構(gòu)：

　　a. 對(duì)于圖3所示懸空式井架結(jié)構(gòu)，電梯轎廂底部在不采用隨行電纜外，還配有激光底坑安全檢測(cè)功能，當(dāng)?shù)撞坑腥嘶蜻M(jìn)入物體時(shí)，則電梯近距離停止并警鈴鳴響；同時(shí)，返回上一樓層?？慷_(kāi)門停梯。

　　b. 通常將電梯基站設(shè)置在二樓或三樓及以上。即無(wú)人呼梯時(shí)，電梯自動(dòng)?？慷腔蛉龢羌爸虚g樓層，避免轎廂在無(wú)人乘坐電梯時(shí)遮擋一或二層用戶的通風(fēng)與透光問(wèn)題。

　　c. 為防止電梯平衡重下降到地面空間而影響通風(fēng)，將圖5平衡重懸掛比改為2：1，故轎廂運(yùn)行到頂層時(shí)，而平衡重只?？吭诰苤胁?。且在井架二層或三層底部有一防墜落隔離層。

　　d. 最后一點(diǎn)，當(dāng)其地基基礎(chǔ)遭遇四級(jí)地震烈度及井架頂部遇到十級(jí)及以下臺(tái)風(fēng)或暴雨時(shí)，電梯可自動(dòng)停梯并報(bào)警。顯而易見(jiàn)，在于電梯運(yùn)行與驅(qū)動(dòng)及監(jiān)控可優(yōu)先選用物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)聯(lián)集中控制方案。

　　四、要點(diǎn)與總結(jié)

　　通過(guò)上述諸多描述及說(shuō)明，本發(fā)明實(shí)為二種電梯結(jié)構(gòu)與不同井架的組成配合，通常適用于舊樓、既有建筑物樓層及露天配置電梯，也適應(yīng)于不同土建現(xiàn)狀及不同人群的特殊要求。

　　可見(jiàn)，本發(fā)明專利擁有與當(dāng)前曳引式（含鋼帶式）、液壓式及螺桿式電梯所不能具有的功能與優(yōu)勢(shì)：

　　1）由于電梯整體結(jié)構(gòu)緊湊，在于其機(jī)房主機(jī)及井道部件占用空間大幅縮小，詳見(jiàn)圖6所示。則特適用于小機(jī)房、無(wú)機(jī)房及淺底坑，定深受用戶眷顧。

　　2）因電梯及配置井道為獨(dú)立式總體結(jié)構(gòu)，則用戶不需擔(dān)心本身建筑物等相應(yīng)問(wèn)題的產(chǎn)生。當(dāng)井架無(wú)論是整體式封閉，還是半封閉式結(jié)構(gòu)，均可采取井架標(biāo)準(zhǔn)節(jié)式的組合，使制造及安裝帶來(lái)極大的便利。

　　3）當(dāng)用戶要求解決不通風(fēng)與不透光的特殊要求時(shí)，電梯在無(wú)隨行電纜的狀態(tài)下，上述配置電梯的特殊方案，可在半封閉式井架下使問(wèn)題輕而易舉的解決。且其轎廂具有防雨水及防曬隔熱等功能。故此種井架底部敞開(kāi)式電梯謂之露天電梯。

　　4）圖4所述電梯結(jié)構(gòu)除了配套其所述井架外，同樣適用于普通鋼結(jié)構(gòu)井道，其要點(diǎn)在于配套此電梯結(jié)構(gòu)，能使電梯整機(jī)能效比與性價(jià)比為最優(yōu)。如井道面積同類型800kg標(biāo)配乘客電梯，本發(fā)明配置的電梯井道面積將縮小36%。

　　5）上述井架除了采用鋼結(jié)構(gòu)外，可選用高強(qiáng)度鋁合金材料制作。當(dāng)配上整體式高鐵車廂材料時(shí)（詳見(jiàn)專利號(hào)：202110821315.2），外部配置彩色燈光；在無(wú)隨行電纜及不見(jiàn)導(dǎo)軌的前提下?？梢?jiàn)，電梯在夜晚運(yùn)行時(shí)，宛如火箭的發(fā)射顯得絢麗多彩。人們將稱之為超入眼觀光電梯。

　　綜上所述，本發(fā)明為解決在全國(guó)各地實(shí)施與建設(shè)生態(tài)“智慧城市”任務(wù)的困境，而提供了可靠而扎實(shí)的行動(dòng)方案；也為生態(tài)城市的建設(shè)與布局增添了一道絢麗的彩虹！

　　五、產(chǎn)品聲明

　　本產(chǎn)品于2021年年底提出，現(xiàn)已獲得國(guó)家電梯產(chǎn)品發(fā)明專利。其專利號(hào)：202111384093.9。

　　本產(chǎn)品配套中的限速制停裝置部件，現(xiàn)已報(bào)國(guó)家發(fā)明專利。其專利號(hào)：202311472957.1。此外，本部件符合國(guó)家電梯標(biāo)準(zhǔn)GB/T7588.1/2及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　吳哲 2024年2月于佛山