BR112013010156B1 - Circuito de segurança de elevador e método para controlar o movimento de um elevador - Google Patents
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Abstract
circuito de segurança de elevador . a presente invenção refere-se a um circuito de segurança de elevador alternativo que pode ser usado em um método´para desacelerar um carro de elevador, durante uma parada de emergência de uma maneira mais controlada.o circuito de segurança compreende uma cadeia em série de contatos de segurança (s1-sn) tendo uma entrada ( t1) ligada a uma fonte de energia (ps) e um primeiro relé de segurança (7) derivando energia elétrica de uma saída (t2) da cadeia em série de contatos de segurança (s1-sn) e o primeiro relé de segurança (7). desse modo, se qualquer dos contatos de segurança abre para iniciar uma parada de emergência, qualquer processo controlado pela operação do primeiro relé de segurança é retardado
Description
[0001] Em uma instalação de elevador, um carro de elevador e um contrapeso são convencionalmente suportados em e interconectados por meio de tração. O meio de tração é acionado através do engate com uma polia de tração acionada por motor para mover o carro e o contrapeso em direções opostas ao longo do poço do elevador. A unidade acionadora, consistindo do motor, um freio associado e a polia de tração é normalmente localizado na extremidade superior do poço do elevador ou alternativamente em uma casa de máquinas diretamente acima do poço do elevador.
[0002] A segurança do elevador é monitorada e governada por meio de circuito ou cadeia de segurança contendo numerosos contatos ou sensores. Tal sistema é descrito em US 6,446,760. Caso um dos contatos de segurança abra ou um dos sensores de segurança indicar uma condição insegura durante a operação normal do elevador, um relé de segurança, dentro do circuito de segurança, transmite um sinal a um controle de elevador que instrui o acionador para realizar uma parada de emergência desenergizando imediatamente o motor e aplicando o freio. O elevador não pode ser colocado em operação normal até que a razão para a interrupção no circuito de segurança tenha sido investigada e o contato/sensor de segurança rearmado. Circuito similar é descrito em EP-A1-1864935, mas ao invés de sinalizar uma parada de emergência através do controle, um relé de acionamento e um relé de freio são ligados em série à cadeia de segurança de modo que se um dos contatos de segurança abre, o relé acionador e o relé de freio abrem imediatamente para desenergizar o acionador e liberar o freio, respectivamente.
[0003] Tradicionalmente, cabos de aço têm sido usados como meio de tração. Mais recentemente, cabos sintéticos e meios de tração do tipo correia compreendendo aço ou cabos de aramida de diâmetro relativamente pequeno revestidos em um material sintético têm sido desenvolvidos. Um aspecto importante desses meios de tração sintéticos é o aumento significativo no coeficiente de atrito que eles exibem através do engate com a polia de tração, quando comparado aos cabos de aço tradicionais. Devido a esse aumento no coeficiente de atrito relativo, quando o freio é aplicado em uma parada de emergência, para um elevador empregando meios de tração sintéticos, há um aumento significativo na desaceleração do carro o que degrada severamente o conforto do passageiro e pode até mesmo resultar em ferimentos aos passageiros.
[0004] Por conseguinte, um objetivo da presente invenção é de prover circuito de segurança de elevador alternativo que pode ser usado para desacelerar um carro de elevador durante uma parada de emergência de uma maneira mais controlada. Esse objetivo é realizado por circuito de segurança de elevador, compreendendo uma cadeia em série de contatos de segurança tendo uma entrada ligada a uma fonte de energia, e um primeiro relé de segurança derivando energia elétrica de uma saída da cadeia em série de contatos de segurança. Circuito de retardo é disposto entre a saída da cadeia em série de contatos de segurança e o primeiro relé de segurança. Desta maneira, se qualquer um dos contatos de segurança abrir para iniciar uma parada de emergência, qualquer processo controlado pela operação do primeiro relé de segurança é retardado.
[0005] O circuito de retardo pode compreender um diodo e um resistor dispostos entre a saída da cadeia em série de contatos de segurança e o primeiro relé de segurança e pode compreender adicionalmente um capacitor em paralelo ao resistor e o primeiro relé de segurança. Por conseguinte, a quantidade de retardo pode ser ajustada selecionando uma constante de R-C apropriada para o circuito de retardo.
[0006] Preferivelmente, o circuito de segurança de elevador ainda compreende um temporizador vigia disposto para desviar seletivamente o primeiro relé de segurança. Por conseguinte, o primeiro relé de segurança pode ser operado imediatamente e independentemente pelo temporizador vigia sem uma interrupção na cadeia em série de contatos de segurança. O temporizador vigia pode ser disposto em paralelo com o primeiro relé de segurança. Alternativamente, o temporizador vigia pode ser disposto em paralelo com o capacitor.
[0007] O circuito de segurança de elevador pode compreender adicionalmente um segundo relé de segurança disposto em paralelo com o circuito de retardo e o primeiro relé de segurança. Dessa maneira, se qualquer um dos contatos de segurança abrir para iniciar uma parada de emergência, qualquer processo controlado pela operação do segundo relé de segurança é imediato.
[0008] Alternativamente, o segundo relé de segurança pode ser disposto entre a saída da cadeia em série de contatos de segurança e o circuito de retardo. Com essa disposição em série, um segundo diodo pode ser disposto entre um terminal de saída da cadeia em série de contatos de segurança e o temporizador vigia para garantir que ambos, o primeiro e o segundo relés de segurança podem ser operados imediatamente pelo temporizador vigia.
[0009] O circuito de retardo e o primeiro relé de segurança podem ser integrados em conjunto como um relé de retardo de tempo. O relé de retardo de tempo pode ser um relé normalmente aberto, temporariamente aberto ou um relé normalmente fechado, temporariamente aberto.
[00010] Preferivelmente, o primeiro relé de segurança é um contato de freio de modo que se uma parada de emergência é iniciada, o freio não é aplicado imediatamente, mas depois de um retardo. Se o contato do freio é um relé de retardo de tempo, então um segundo temporizador vigia pode ser disposto no circuito de freio para desviar seletivamente as bobinas dos freios.
[00011] Preferivelmente, o segundo relé de segurança é um relé de acionamento, de modo que se uma parada de emergência é iniciada, o relé acionador imediatamente informa o acionador do elevador para tanto controlar ativamente o motor para desacelerar o elevador ou desenergizar o motor.
[00012] A invenção também provê método para controlar o movimento de um elevador compreendendo as etapas de detectar se o contato de segurança abre e opera um primeiro relé de segurança em um intervalo de tempo predeterminado, depois da abertura do contato de segurança.
[00013] Preferivelmente, o método compreende adicionalmente as etapas de monitorar um acionamento do elevador e operar o primeiro relé de segurança quando o acionador experimenta um problema de software, um problema de hardware ou se o fornecimento de energia para o acionador está fora das tolerâncias permitidas. Por conseguinte, o primeiro relé de segurança pode ser operado independentemente dos contatos de segurança.
[00014] A invenção é aqui descrita por meio de exemplos específicos com referência aos desenhos em anexo, dos quais.
[00015] A Figura 1 é um esquema de circuito de segurança de elevador de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção;
[00016] A Figura 2 é um esquema de circuito de segurança de elevador de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção:
[00017] A Figura 3 descreve representações gráficas do sinal de controle para o relé de vigia empregado nos circuitos mostrados nas Figuras 1 e 2 e sua resposta associada:
[00018] A Figura 4 é um esquema de circuito de segurança de elevador de acordo com uma terceira modalidade da presente invenção:
[00019] A Figura 5 ilustra um relé de retardo de tempo típico para uso no circuito da Figura 4; e,
[00020] A Figura 6 descreve representações gráficas da energia de bobina para o relé de retardo de tempo da Figura 5 e sua resposta associada.
[00021] Um primeiro circuito de segurança de elevador 1 de acordo com a invenção é mostrado na Figura 1 em que um suprimento de energia elétrica PS está conectado a um terminal de entrada T1 de uma cadeia em série de contatos de segurança S1-Sn. Os contatos S1-Sn monitoram várias condições do elevador e permanecem fechados em operação normal. Por exemplo, o contato S1 pode ser um contato de porta de piso que permanecerá fechado desde que aquela porta de piso em particular esteja fechada. Se a porta de piso é aberta sem a assistência concomitante do carro do elevador naquele piso em particular, indicando uma condição possivelmente perigosa, o contato S1 abrirá e desta maneira quebra a cadeia de segurança 1 iniciando uma parada de emergência que será discutida em mais detalhe abaixo
[00022] Um relé de acionamento 3 é conectado entre um terminal de saída T2 da cadeia em série de contatos de segurança S1-Sn e um ponto de referência comum 0V. O ponto de referência comum é daqui por diante referido como uma terra e é considerado como tendo voltagem zero.
[00023] A energia também é suprida por um terminal de saída T2 através de circuito de retardo 13 a um contator de freio 7. O circuito de retardo 13 compreende um diodo D1, um resistor R e um capacitor C. O diodo D1 e o resistor R são dispostos em série entre o terminal de saída T2 e um terminal de entrada T4 ao contator de freio 7 pelo que o diodo D1 é polarizado para permitir um fluxo de corrente naquela direção particular e o capacitor C é disposto entre a terra 0V e a junção T3 do primeiro diodo D1 e o resistor R.
[00024] Por conseguinte, em operação normal, com todos contatos de segurança S1-Sn fechados na cadeia em série, uma corrente flui do suprimento de força PS através da cadeia em série S1-Sn e através das respectivas bobinas do relé acionador 3 e do contator de freio 7, mantendo ambos em suas posições fechadas. Além do mais, o fluxo de corrente também irá carregar o capacitor C do circuito de retardo 13. Com o relé acionador 3 em sua posição fechada, o acionador do elevador 5 continua a controlar o motor 11 para elevar e descer um carro elevador de acordo com as demandas dos passageiros recebidas pelo controlador do elevador. Similarmente, com o contator de freio 7 fechado, a corrente flui através do circuito de freio 19 para manter eletromagneticamente os freios do elevador 9 abertos contra a força preponderante das molas de freio convencionais.
[00025] Se, entretanto, é detectada uma situação de emergência e um dos contatos de segurança S1-Sn abre, o circuito 1 é interrompido e a corrente não flui mais através da bobina do relé acionador 3. Por conseguinte, o relé acionador 3 abre imediatamente sinalizando ao acionador 7 que é requerida uma parada de emergência ao que o acionador 7 controla ativamente o motor 11 para desacelerar imediatamente o elevador. Alternativamente, o relé acionador 3 pode ser disposto para desenergizar o motor 11.
[00026] Neste meio tempo, embora nenhuma corrente flua através do diodo D1, o capacitor carregado C do circuito de retardo 13 irá descarregar através do resistor R para manter um fluxo de corrente através da bobina do contator de freio 7. Por conseguinte, o contator de freio 7 irá continuar a fechar o circuito de freio 19 e os freios 9 permanecerão abertos ou desativados até que o capacitor C tenha descarregado suficientemente. Daí, embora o circuito de segurança 1 tenha sido interrompido, os freios 9 não serão aplicados imediatamente, mas ao invés serão retardados por um certo período de tempo determinado pela Constante R-C empregada no circuito de retardo 13. Daí a invenção provê uma sequência de parada de emergência de duas fases compreendendo uma primeira fase onde o acionador 5 controla imediatamente o motor 11 para desacelerar o elevador de uma maneira controlada e uma segunda fase subsequente em que os freios 9 são aplicados.
[00027] O circuito de segurança de elevador 1 também contém um temporizador vigia 15 ligado em paralelo ao contator de freio 7, isto é, entre o terminal T4 e a terra 0V. Alternativamente, o temporizador vigia 15 pode ser ligado em paralelo com o capacitor C do circuito de retardo 13, como ilustrado na modalidade da Figura 2. O temporizador vigia 15 recebe um sinal DS do acionador 5. Sob condições de operação normais, esse sinal DS é sequenciado continuamente ligado e desligado conforme descrito na Figura 3 e o temporizador vigia 15 permanece aberto. Se o acionador 5 experimenta um problema de software ou hardware ou se o fornecimento de energia ao acionador 5 está fora das tolerâncias permitidas, como no caso de um corte de energia, o sinal DS do acionador 5 para de alternar e depois de um curto período de tempo Δt1 o temporizador vigia 15 expira e fecha. Caso isso aconteça, o circuito de segurança 1 descarrega através do temporizador vigia 15 de modo que o relé acionador 3 e o contator de freio 7 abrem imediatamente como na técnica anterior.
[00028] Circuito de segurança de elevador alternativo 1' de acordo com a invenção é ilustrado na Figura 2. O circuito 1' contém essencialmente os mesmos componentes que as modalidades anteriores mas nesse caso o relé acionador 3 e o contator de freio 7 são dispostos em série entre o terminal de saída T2 da cadeia em série de contatos de segurança S1-Sn e a terra 0V. Mais uma vez o circuito 1' provê a sequência de parada de emergência de duas fases compreendendo uma primeira fase onde o acionador 5 controla imediatamente o motor 11 para desacelerar o elevador de uma maneira controlada e uma segunda fase subsequente em que os freios 9 são aplicados.
[00029] Na presente modalidade, não é suficiente que o temporizador vigia 15 contorne só o contator de freio 7 como nas modalidades anteriores, desde que a energia ainda fluiria através do relé acionador 3 se houver um defeito com o acionador 5. Ao invés disso, um segundo diodo D2 é inserido entre um terminal de saída T2 e o temporizador vigia 15 para drenar circuito 1' e garantir que tanto o relé acionador 3 e o contato do freio 7 são abertos imediatamente se houver uma falha no acionamento.
[00030] Uma modalidade adicional da invenção é mostrada na Figura 4. Nesse circuito 1'' o circuito de retardo 13 e o contator de freio 7 da Figura 1 são substituídos por um relé de retardo de tempo 17. No presente exemplo o relé 17 é um relé normalmente aberto, temporalmente aberto NOTO conforme descrito na
[00031] Figura 5 tendo as características de chaveamento ilustradas na Figura 6.
[00032] Em operação normal, com todos os contatos de segurança S1-Sn fechados na cadeia em série, a corrente flui do fornecimento de energia PS através da cadeia em série S1-Sn e através das respectivas bobinas do relé acionador 3 e do relé de retardo de tempo 17, mantendo ambos em suas posições fechadas. Com o relé de retardo de tempo 17 fechado, a corrente flui através do circuito de freio 19 para manter eletromagneticamente os freios do elevador 9 abrem contra a força preponderante das molas de freio convencionais.
[00033] Se uma situação de emergência é detectada e um dos contatos de segurança S1-Sn abre, o circuito 1'' é interrompido e a corrente não flui mais através das bobinas do relé acionador 3 ou do relé de retardo de tempo 17. Por conseguinte, o relé acionador 3 imediatamente abre sinalizando ao acionador 7 que uma parada de emergência é requerida, ao que o acionador 7 controla ativamente o motor 11 para desacelerar imediatamente o elevador. Por outro lado, como ilustrado na Figura 6, o relé de retardo de tempo 17 permanece fechado por um período de tempo predeterminado Δt2 depois que sua bobina foi desenergizada e, consequentemente, o relé de retardo de tempo 17 irá continuar a fechar o circuito de freio e os freios 9 permanecerão abertos ou desativados durante o período de tempo predeterminado Δt2. Daí, embora o circuito 1'' tenha sido interrompido, os freios 9 não serão aplicados imediatamente mas irão, ao invés, ser retardados por um certo período de tempo Δt2. De novo, essa modalidade provê uma sequência de parada de emergência de duas fases compreendendo uma primeira fase onde o acionador 5 controla imediatamente o motor 11 para desacelerar o elevador de uma maneira controlada e uma segunda fase subsequente onde os freios 9 são aplicados.
[00034] Como nessa primeira modalidade mostrada na Figura 1, o circuito de segurança de elevador 1''' contém um primeiro temporizador vigia 15 ligado em paralelo ao relé de retardo de tempo 17. Como descrito anteriormente, o primeiro temporizador vigia 15 recebe um sinal DS do acionador 5. Sob condições de operação normais, esse sinal DS é sequenciado continuamente ligado e desligado conforme descrito na Figura 3 e o primeiro temporizador vigia 15 permanece aberto. Se o acionador 5 experimenta um problema de software ou hardware ou se o fornecimento de energia ao acionador 5 está fora das tolerâncias permitidas, como no caso de um corte de energia, o sinal DS do acionador 5 para de alternar e depois de um curto período de tempo Δt1, o primeiro temporizador vigia 15 expira e fecha. Caso isso aconteça, o circuito de segurança 1''' descarrega através do primeiro temporizador vigia 15 de modo que o relé acionador 3 imediatamente abre. Contudo, nessa modalidade, mesmo embora o circuito de segurança 1''' descarregue através do primeiro temporizador vigia 15, por sua própria natureza o relé de retardo de tempo 17 não abrirá imediatamente, mas irá, ao contrário, ser retardado por um certo período de tempo Δt2. Para superar esse problema, um segundo temporizador vigia 15' é instalado no circuito de freio 19 para permitir que a corrente contorne as bobinas dos freios 9 se o sinal DS do acionador 5 para de alternar. Por conseguinte, tanto o acionador 5 e os freios 9 são notificados simultaneamente se houver uma falha no acionamento pelos primeiro e segundo temporizadores vigias, respectivamente.
[00035] A pessoa versada irá prontamente avaliar que a invenção, não está limitada aos exemplos aqui descritos anteriormente. Por exemplo, ao invés de montar os conjuntos de freios 12,14 dentro da unidade acionadora, conforme descrito na FIG.1, eles podem ser montados no carro de modo a se engatar por atrito aos trilhos-guias para fazer o carro parar. Além do mais, embora os dois relés de segurança tenham sido descritos especificamente como sendo operativos com respeito a o freio e ao acionador, eles também podem ser facilmente usados para controlar outras funções dentro do elevador.
[00036] Embora a presente invenção tenha sido desenvolvida, em particular, para uso em conjunto com meios de tração sintéticos, ela pode ser igualmente aplicada a qualquer elevador para reduzir a desaceleração de um carro do elevador durante uma parada de emergência e desta maneira melhorar o conforto do passageiro.
Claims (11)
- Circuito de segurança de elevador compreendendo,
uma cadeia em série de contatos de segurança (S1-Sn) tendo uma entrada (T1) ligada a uma fonte de energia (PS);
um primeiro relé de segurança (7) derivando energia elétrica de uma saída (T2) da cadeia em série de contatos de segurança (S1-Sn); e
circuito de retardo (13) disposto entre a saída (T2) da cadeia em série de contatos de segurança (S1-Sn) e o primeiro relé de segurança (7),
caracterizado pelo fato de que,
compreende adicionalmente um temporizador vigia (15) disposto para desviar seletivamente o primeiro relé de segurança (7). - Circuito de segurança de elevador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o circuito de retardo (13) compreende,
um diodo (D1) e um resistor (R) dispostos em série entre a saída (T2) da cadeia em série de contatos de segurança (S1-Sn) e o primeiro relé de segurança (7); e
um capacitor (C) em paralelo ao resistor (R) e o primeiro relé de segurança (7). - Circuito de segurança de elevador de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o temporizador vigia (15) é disposto em paralelo com o primeiro relé de segurança (7).
- Circuito de segurança de elevador de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o temporizador vigia (15) é disposto em paralelo com o capacitor (C).
- Circuito de segurança de elevador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um segundo relé de segurança (3) disposto em paralelo ao circuito de retardo (13) e o primeiro relé de segurança (7).
- Circuito de segurança de elevador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que compreende um segundo relé de segurança (3) disposto entre a saída (T2) da cadeia em série de contatos de segurança (S1-Sn) e o circuito de retardo (13).
- Circuito de segurança de elevador de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um segundo diodo (D2) disposto entre um terminal de saída (T2) da cadeia em série de contatos de segurança (S1-Sn) e o temporizador vigia (15).
- Circuito de segurança de elevador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o circuito de retardo e o primeiro relé de segurança são integrados em conjunto como um relé de retardo de tempo (17).
- Circuito de segurança de elevador de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o relé de retardo de tempo é um relé normalmente aberto, temporalmente aberto (NOTO).
- Circuito de segurança de elevador de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o relé de retardo de tempo é um relé normalmente fechado, temporalmente aberto (NCTO).
- Método para controlar o movimento de um elevador empregando um circuito de segurança, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de,
detectar se um contato de segurança (S1-Sn) abre;
operar um primeiro relé de segurança (7) em um intervalo de tempo predeterminado depois da abertura do contato de segurança (S1-Sn).
monitorar um acionamento (5) do elevador; e,
operar o primeiro relé de segurança (7) quando o acionador (5) experimenta um problema de software ou um problema de hardware ou se o fornecimento de energia ao acionador (5) está fora das tolerâncias permitidas.
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