一种用于杂物电梯的防剪切保护装置的设计

冯双昌，陈杰，沈文浩

（上海市特种设备监督检验技术研究院,上海 200062）

0 引言

杂物电梯作为电梯的一种，广泛应用于饭店的食物运送和医院、图书馆、银行等部门的小件货物运送[1]。因杂物电梯不载人，所以人们普遍认为杂物电梯比较安全，容易产生麻痹思想，导致安全意识不足。事实上，杂物电梯导致的人员伤亡事故时有发生，且致死率往往非常高[2]。

使用人员一般站在层门口处操作杂物电梯，通过门系统搬运货物。如果门系统失灵，极易发生人员的剪切、挤压事故[3]。整个过程中，使用人员与电梯门系统接触最多，因此事故也大多与门系统有关[4]。

为确保杂物电梯即使在层门开启情况下依然不会发生剪切事故，开发一套防剪切保护装置非常有必要。

1 当前存在的问题

国家标准GB 25194-2010《杂物电梯制造与安装安全规范》中规定：如果一个层门或多扇层门中的任何一扇门开着，在正常操作情况下，不应启动杂物电梯或不应保持杂物电梯继续运行。

此规定是为了防止杂物电梯发生剪切事故。杂物电梯的层门一般采用垂直中分式滑动门，上门扇为主动门扇，下门扇为被动门扇[5]。为确保层门的有效关闭，往往在上下门扇中间位置附近设有验证层门关闭状态的电气门锁。只有当电气门锁接通后，杂物电梯才能运行。但是，在下列情况下，即使杂物电梯层门处于开启状态，电气门锁也仍有可能会意外接通：1）许多杂物电梯层门锁只安装了一个电气门锁，使用人员在清理轿厢卫生或搬运物品时，有时会不慎碰到该电气门锁，导致其意外接通；2）在污渍严重、湿度大的场所使用的杂物电梯，由于污渍会附着在电气门锁上，造成其复位不灵活，有黏滞现象，甚至干脆不松开一直处于接通状态；3）人为短接层门电气门锁，以方便搬运货物[6]。

即便层门处于开启状态，但只要电气门锁接通，杂物电梯就具备了运行条件。有时，使用人员想观察井道内轿厢位置或者出于好奇，会将身体从打开的层门处伸入井道内观察。如果此时轿厢处于运行状态，就可能对伸入井道内的人体造成剪切伤害。当使用人员将身体伸入井道时，本能地会先低头向下看，而忽略头顶处从上往下运行的轿厢，因此发生较多的事故是下行的轿厢和伸入井道的人体发生剪切。

2 防剪切保护装置的结构设计

防剪切保护装置作为一种杂物电梯安全装置，主要由支撑柱、上盖板、下盖板、调节螺母、压缩弹簧、电气开关等组成。

防剪切保护装置结构示意图如图1所示。支撑柱上套有上盖板和可以在支撑柱上垂直移动的下盖板，上盖板设于下盖板的上方，支撑柱上设有位于上盖板上方的上限位结构及位于下盖板下方的下限位结构，上盖板和下盖板之间设有固定在上盖板下端的电气开关，支撑柱上端设有与轿厢固定连接的连接结构。

图1 防剪切保护装置结构示意图

利用螺栓（即紧固件）将防剪切保护装置通过第一固定孔、第二固定孔安装固定到杂物电梯轿厢底部靠近入口的位置。第一上调节螺母、第二上调节螺母、第一下调节螺母、第二下调节螺母这4个螺母将上盖板、下盖板、第一压缩弹簧、第二压缩弹簧固定在第一支撑柱和第二支撑柱上。第一上调节螺母和第二上调节螺母调整并固定上盖板的位置；第一下调节螺母和第二下调节螺母调整并固定下盖板的位置。上盖板和下盖板受到第一压缩弹簧、第二压缩弹簧的弹力作用。第一电气开关、第二电气开关安装固定于上盖板，分别位于左右侧。通过调节第一下调节螺母和第二下调节螺母，使下盖板与第一电气开关、第二电气开关之间的距离保持在5～10 mm之间。

3 防剪切保护装置工作方案

防剪切保护装置安装在杂物电梯轿厢底部后，左右两侧的电气开关需要通过导线串联，并通过随行电缆接到电梯控制柜内。防剪切保护装置工作示意图如图2所示。

图2 防剪切保护装置工作示意图

当电梯正常运行时，下盖板在第一压缩弹簧、第二压缩弹簧的作用下固定不动，不会触发第一电气开关、第二电气开关。当有人体伸入井道内即将与下行的轿厢发生剪切时，人体首先会碰触下盖板，进而使第一压缩弹簧、第二压缩弹簧受到压缩。当压缩到一定量时，下盖板会触发第一电气开关和第二电气开关。随后第一电气开关、第二电气开关被触发的信号通过随行电缆传输至控制柜。控制柜接收到该信号后，第一时间发出停梯指令，使电动机和制动器失电，此时制动器会使驱动主机停止运转，轿厢停止下行，防止对人造成严重剪切。

此外，防剪切保护装置还具有自动救援功能。当防剪切保护装置动作，杂物电梯停止运行后，控制柜会发出轿厢上行的指令，使电动机和制动器得电，杂物电梯重新启动，轿厢向上运行。当轿厢上行20 cm后杂物电梯停止运行，其目的是使轿厢尽快离开对人体的剪切位置，受剪切人员可避免受到持续挤压。

本装置的电气开关采用非自动复位型开关，其动作后必须手动复位才能恢复正常状态。同时电梯控制柜也应具有电气故障锁定功能。当电气开关被触发，控制柜发出指令使轿厢上行20 cm停止后，必须由维保人员在控制柜消除故障并且将电气开关复位后，电梯才能够恢复运行，以防止该杂物电梯隐患被彻底消除前恢复正常运行。

4 结论

防剪切保护装置能够在杂物电梯层门安全装置失灵的情况下，有效地保护人员安全；具有故障锁定功能，消除了杂物电梯发生剪切事件后继续运行的安全隐患；结构简单可靠，不仅适合作为新安装杂物电梯的标准配置，也适合在已使用的杂物电梯上进行加装。该防剪切保护装置对提升杂物电梯安全运行、保障使用人员安全具有积极的推动作用。