一種用于雜物電梯的防剪切保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)

馮雙昌，陳杰，沈文浩

（上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院,上海 200062）

0 引言

雜物電梯作為電梯的一種，廣泛應(yīng)用于飯店的食物運(yùn)送和醫(yī)院、圖書館、銀行等部門的小件貨物運(yùn)送[1]。因雜物電梯不載人，所以人們普遍認(rèn)為雜物電梯比較安全，容易產(chǎn)生麻痹思想，導(dǎo)致安全意識(shí)不足。事實(shí)上，雜物電梯導(dǎo)致的人員傷亡事故時(shí)有發(fā)生，且致死率往往非常高[2]。

使用人員一般站在層門口處操作雜物電梯，通過門系統(tǒng)搬運(yùn)貨物。如果門系統(tǒng)失靈，極易發(fā)生人員的剪切、擠壓事故[3]。整個(gè)過程中，使用人員與電梯門系統(tǒng)接觸最多，因此事故也大多與門系統(tǒng)有關(guān)[4]。

為確保雜物電梯即使在層門開啟情況下依然不會(huì)發(fā)生剪切事故，開發(fā)一套防剪切保護(hù)裝置非常有必要。

1 當(dāng)前存在的問題

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 25194-2010《雜物電梯制造與安裝安全規(guī)范》中規(guī)定：如果一個(gè)層門或多扇層門中的任何一扇門開著，在正常操作情況下，不應(yīng)啟動(dòng)雜物電梯或不應(yīng)保持雜物電梯繼續(xù)運(yùn)行。

此規(guī)定是為了防止雜物電梯發(fā)生剪切事故。雜物電梯的層門一般采用垂直中分式滑動(dòng)門，上門扇為主動(dòng)門扇，下門扇為被動(dòng)門扇[5]。為確保層門的有效關(guān)閉，往往在上下門扇中間位置附近設(shè)有驗(yàn)證層門關(guān)閉狀態(tài)的電氣門鎖。只有當(dāng)電氣門鎖接通后，雜物電梯才能運(yùn)行。但是，在下列情況下，即使雜物電梯層門處于開啟狀態(tài)，電氣門鎖也仍有可能會(huì)意外接通：1）許多雜物電梯層門鎖只安裝了一個(gè)電氣門鎖，使用人員在清理轎廂衛(wèi)生或搬運(yùn)物品時(shí)，有時(shí)會(huì)不慎碰到該電氣門鎖，導(dǎo)致其意外接通；2）在污漬嚴(yán)重、濕度大的場(chǎng)所使用的雜物電梯，由于污漬會(huì)附著在電氣門鎖上，造成其復(fù)位不靈活，有黏滯現(xiàn)象，甚至干脆不松開一直處于接通狀態(tài)；3）人為短接層門電氣門鎖，以方便搬運(yùn)貨物[6]。

即便層門處于開啟狀態(tài)，但只要電氣門鎖接通，雜物電梯就具備了運(yùn)行條件。有時(shí)，使用人員想觀察井道內(nèi)轎廂位置或者出于好奇，會(huì)將身體從打開的層門處伸入井道內(nèi)觀察。如果此時(shí)轎廂處于運(yùn)行狀態(tài)，就可能對(duì)伸入井道內(nèi)的人體造成剪切傷害。當(dāng)使用人員將身體伸入井道時(shí)，本能地會(huì)先低頭向下看，而忽略頭頂處從上往下運(yùn)行的轎廂，因此發(fā)生較多的事故是下行的轎廂和伸入井道的人體發(fā)生剪切。

2 防剪切保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

防剪切保護(hù)裝置作為一種雜物電梯安全裝置，主要由支撐柱、上蓋板、下蓋板、調(diào)節(jié)螺母、壓縮彈簧、電氣開關(guān)等組成。

防剪切保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。支撐柱上套有上蓋板和可以在支撐柱上垂直移動(dòng)的下蓋板，上蓋板設(shè)于下蓋板的上方，支撐柱上設(shè)有位于上蓋板上方的上限位結(jié)構(gòu)及位于下蓋板下方的下限位結(jié)構(gòu)，上蓋板和下蓋板之間設(shè)有固定在上蓋板下端的電氣開關(guān)，支撐柱上端設(shè)有與轎廂固定連接的連接結(jié)構(gòu)。

圖1 防剪切保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)示意圖

利用螺栓（即緊固件）將防剪切保護(hù)裝置通過第一固定孔、第二固定孔安裝固定到雜物電梯轎廂底部靠近入口的位置。第一上調(diào)節(jié)螺母、第二上調(diào)節(jié)螺母、第一下調(diào)節(jié)螺母、第二下調(diào)節(jié)螺母這4個(gè)螺母將上蓋板、下蓋板、第一壓縮彈簧、第二壓縮彈簧固定在第一支撐柱和第二支撐柱上。第一上調(diào)節(jié)螺母和第二上調(diào)節(jié)螺母調(diào)整并固定上蓋板的位置；第一下調(diào)節(jié)螺母和第二下調(diào)節(jié)螺母調(diào)整并固定下蓋板的位置。上蓋板和下蓋板受到第一壓縮彈簧、第二壓縮彈簧的彈力作用。第一電氣開關(guān)、第二電氣開關(guān)安裝固定于上蓋板，分別位于左右側(cè)。通過調(diào)節(jié)第一下調(diào)節(jié)螺母和第二下調(diào)節(jié)螺母，使下蓋板與第一電氣開關(guān)、第二電氣開關(guān)之間的距離保持在5～10 mm之間。

3 防剪切保護(hù)裝置工作方案

防剪切保護(hù)裝置安裝在雜物電梯轎廂底部后，左右兩側(cè)的電氣開關(guān)需要通過導(dǎo)線串聯(lián)，并通過隨行電纜接到電梯控制柜內(nèi)。防剪切保護(hù)裝置工作示意圖如圖2所示。

圖2 防剪切保護(hù)裝置工作示意圖

當(dāng)電梯正常運(yùn)行時(shí)，下蓋板在第一壓縮彈簧、第二壓縮彈簧的作用下固定不動(dòng)，不會(huì)觸發(fā)第一電氣開關(guān)、第二電氣開關(guān)。當(dāng)有人體伸入井道內(nèi)即將與下行的轎廂發(fā)生剪切時(shí)，人體首先會(huì)碰觸下蓋板，進(jìn)而使第一壓縮彈簧、第二壓縮彈簧受到壓縮。當(dāng)壓縮到一定量時(shí)，下蓋板會(huì)觸發(fā)第一電氣開關(guān)和第二電氣開關(guān)。隨后第一電氣開關(guān)、第二電氣開關(guān)被觸發(fā)的信號(hào)通過隨行電纜傳輸至控制柜。控制柜接收到該信號(hào)后，第一時(shí)間發(fā)出停梯指令，使電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器失電，此時(shí)制動(dòng)器會(huì)使驅(qū)動(dòng)主機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，轎廂停止下行，防止對(duì)人造成嚴(yán)重剪切。

此外，防剪切保護(hù)裝置還具有自動(dòng)救援功能。當(dāng)防剪切保護(hù)裝置動(dòng)作，雜物電梯停止運(yùn)行后，控制柜會(huì)發(fā)出轎廂上行的指令，使電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器得電，雜物電梯重新啟動(dòng)，轎廂向上運(yùn)行。當(dāng)轎廂上行20 cm后雜物電梯停止運(yùn)行，其目的是使轎廂盡快離開對(duì)人體的剪切位置，受剪切人員可避免受到持續(xù)擠壓。

本裝置的電氣開關(guān)采用非自動(dòng)復(fù)位型開關(guān)，其動(dòng)作后必須手動(dòng)復(fù)位才能恢復(fù)正常狀態(tài)。同時(shí)電梯控制柜也應(yīng)具有電氣故障鎖定功能。當(dāng)電氣開關(guān)被觸發(fā)，控制柜發(fā)出指令使轎廂上行20 cm停止后，必須由維保人員在控制柜消除故障并且將電氣開關(guān)復(fù)位后，電梯才能夠恢復(fù)運(yùn)行，以防止該雜物電梯隱患被徹底消除前恢復(fù)正常運(yùn)行。

4 結(jié)論

防剪切保護(hù)裝置能夠在雜物電梯層門安全裝置失靈的情況下，有效地保護(hù)人員安全；具有故障鎖定功能，消除了雜物電梯發(fā)生剪切事件后繼續(xù)運(yùn)行的安全隱患；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，不僅適合作為新安裝雜物電梯的標(biāo)準(zhǔn)配置，也適合在已使用的雜物電梯上進(jìn)行加裝。該防剪切保護(hù)裝置對(duì)提升雜物電梯安全運(yùn)行、保障使用人員安全具有積極的推動(dòng)作用。