一、問題的提出

　　當(dāng)今我國社會，國民生活水平的迅速提高，人們對于電梯的需求越來越強烈，尤其家中有老人或殘障人員的家庭，對于電梯的需求顯得愈加迫切。在我國有大量的低層住宅需要安裝或加裝電梯，早在2018年有人測算，我國已建成的老舊住宅有250萬門棟符合加裝電梯的條件。隨著國家經(jīng)濟實力的強勁增長，2019年，政府在工作報告中特提出加快有計劃分步驟的在全國實施與建設(shè)生態(tài)“智慧城市”任務(wù)，故在各地政府多項政策的加持下，也促進了老舊住宅電梯的安裝或加裝電梯工作得以大幅度展開。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，對于我們電梯行業(yè)及工程技術(shù)人員來說，有責(zé)任與義務(wù)解決此項電梯行業(yè)存在的難點，就此問題的所在，特提出所須配套、系統(tǒng)解決的幾個方面問題及事項。

　　● 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)致政府及用戶對電梯監(jiān)管、使用模式難易達到有效預(yù)防的安全目標(biāo)。

　　二、方案的抉擇

　　本發(fā)明針對上述各項要求及相關(guān)問題，對于電梯行業(yè)的研發(fā)人員應(yīng)主動尋找一種可靠而實用的解決方案。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，更進一步的選用組合式井架，聽說此結(jié)構(gòu)具有專利技術(shù)；而對于家用電梯因井道較小，特采取液壓電梯和螺桿式驅(qū)動電梯、鋼帶電梯配套?？梢?，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；而螺桿式機械傳動效率及運行速度太低等缺陷；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？即針對各建筑物特點，找出解決用戶的不同需求。我們科研團隊通過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)與光線問題時，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)，其周邊配有防護欄；且電梯對重為側(cè)置式等相關(guān)特殊結(jié)構(gòu)配置。

　　同時，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)動電梯配套，應(yīng)使電梯整機性價比為最佳選擇。

　　綜上所述，對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超過十層以上樓房。則鋼結(jié)構(gòu)井架獨立高度可規(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）不多且空間相對狹窄，故電梯額定載重量通常不超過800kg，但最大不超過1000kg；

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

　　5）井架應(yīng)配置地基基礎(chǔ)設(shè)計圖，其混凝土基礎(chǔ)壓強應(yīng)大于0.15MPa。如土質(zhì)強度不夠應(yīng)加樁基；

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

　　三、結(jié)構(gòu)與原理

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

　　1）電梯井道架結(jié)構(gòu)

　?。?）第一種井道架結(jié)構(gòu)

　　詳見圖1所示。序號1井架通過序號7地腳螺栓固定在序號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3連廊一頭鉸接（此點為懸掛式受力端）在井架橫梁上，另一端懸掛在用戶過道上，它們之間允許微量相對樓面位移。可見，電梯安裝在井架內(nèi)，只要井形混凝土架構(gòu)基礎(chǔ)牢固，既能確保在電梯運行時井架穩(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)安全問題。

　　圖2所示，與圖1不同之處有兩點。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。另一點在于井架同樣與用戶建筑物地基近距離接觸時，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

　　直接進入用戶建筑物過道上。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用戶井道的基礎(chǔ)時，則須在其混凝土架構(gòu)上留有穿過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)狀安全護欄，以確保電梯在一樓?？繒r的人員安全。另一點在于，鋼結(jié)構(gòu)井架中對重放置在用戶建筑物進門的左側(cè)或右側(cè)的上方。為保證其人員通行時安全性，則在一層和多層上方增加對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3連廊，一頭鉸接在井架橫梁上，另一端懸掛在用戶過道上，它們之間允許微量相對樓面移位。同時，可備有在其混凝土架構(gòu)上增設(shè)穿過用戶下水道或管道的孔洞。

　　2）電梯配置結(jié)構(gòu)

　　（1）與第一種井架結(jié)構(gòu)配置的電梯

　　現(xiàn)介紹一種新開發(fā)的電梯產(chǎn)品，參見本公司專利產(chǎn)品（專利號：201410334583.1）。即具體介紹一種在此專利產(chǎn)品改進后的齒帶式電梯傳動結(jié)構(gòu)示意圖，詳見圖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)更加簡化而緊湊。在家用電梯方面：對于井道面積極小、無底坑、無機房的井道特適用。

　　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)問題，又滿足當(dāng)?shù)匾?guī)劃建筑設(shè)計院新增設(shè)備的建筑設(shè)計要求。

　　現(xiàn)進一步說明齒帶式電梯傳動結(jié)構(gòu)示意圖，其工作原理：序號13限速制停裝置（即限速器與安全鉗組合）由序號10平衡重（或?qū)χ丶埽┡c序號11轎廂架通過序號18鋼絲繩（安全繩）連接懸掛在其（序號13）限速器繩輪上；序號12（主機）動力輸出主動齒輪通過序號19同步齒帶和序號15齒帶繩頭張緊裝置形成回路與轎廂架連接。在主機齒輪正反轉(zhuǎn)動時，帶動轎廂垂直向上或向下運行。此外，序號15齒帶繩頭張緊裝置與序號10平衡重有相對微量位移。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重大改進。首先，在于將同步齒帶傳動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1主、副C型導(dǎo)軌合并成一體放置在對重側(cè)。由此，一方面精簡轎廂架下及井道的空間；另一方面使本發(fā)明電梯不具有強制式驅(qū)動電梯的屬性?？梢?，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。

　　（2）與第二種井架結(jié)構(gòu)配置的電梯

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

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

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

　　此外，需要進一步說明本發(fā)明配置電梯主要增加如下幾項特殊功能和結(jié)構(gòu)：

　　a. 對于圖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功能，當(dāng)?shù)撞坑腥嘶蜻M入物體時，則電梯近距離停止并警鈴鳴響；同時，返回上一樓層?？慷_門停梯。

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

　　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，故轎廂運行到頂層時，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，當(dāng)其地基基礎(chǔ)遭遇四級地震烈度及井架頂部遇到十級及以下臺風(fēng)或暴雨時，電梯可自動停梯并報警。顯而易見，在于電梯運行與驅(qū)動及監(jiān)控可優(yōu)先選用物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)聯(lián)集中控制方案。

　　四、要點與總結(jié)

　　通過上述諸多描述及說明，本發(fā)明實為二種電梯結(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，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：

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

　　2）因電梯及配置井道為獨立式總體結(jié)構(gòu)，則用戶不需擔(dān)心本身建筑物等相應(yīng)問題的產(chǎn)生。當(dāng)井架無論是整體式封閉，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，電梯在無隨行電纜的狀態(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，其要點在于配套此電梯結(jié)構(gòu)，能使電梯整機能效比與性價比為最優(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，可選用高強度鋁合金材料制作。當(dāng)配上整體式高鐵車廂材料時（詳見專利號：202110821315.2），外部配置彩色燈光；在無隨行電纜及不見導(dǎo)軌的前提下?？梢姡娞菰谝雇磉\行時，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)明為解決在全國各地實施與建設(shè)生態(tài)“智慧城市”任務(wù)的困境，而提供了可靠而扎實的行動方案；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)已獲得國家電梯產(chǎn)品發(fā)明專利。其專利號：202111384093.9。

　　本產(chǎn)品配套中的限速制停裝置部件，現(xiàn)已報國家發(fā)明專利。其專利號：202311472957.1。此外，本部件符合國家電梯標(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