CN104114762A - 用于经涂覆的升降带或绳索的磨耗检测 - Google Patents

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Abstract

一种经涂覆的升降带或绳索的磨耗检测方法包括将磨耗检测单元连接到经涂覆的升降带或绳索的一根或多根监测绳股和/或绳。该经涂覆的升降带或绳索包括一根或多根基准绳股和/或绳，其表现出电阻的第一变化作为升降带或绳索的弯曲循环的函数，以及一根或多根监测绳股和/或绳，其表现出电阻的第二变化作为升降带或绳索的弯曲循环的函数、大于电阻的第一变化。经由磨耗检测单元测量一根或多根监测绳股和/或绳的电阻。至少使用一根或多根监测绳股和/或绳的所测量的电阻来确定升降带或绳索的磨耗情况。

Description

用于经涂覆的升降带或绳索的磨耗检测
发明背景
本文公开的主题涉及用于(例如)电梯系统中的经涂覆的升降带或绳索。更具体而言，主题公开涉及用于电梯悬挂和/或驱动的经涂覆的升降带或绳索的(例如，腐蚀，磨损等的)磨耗检测。
电梯系统利用可操作地连接到电梯轿厢的并且途径一个或多个滑轮(也称作皮带轮)的升降带或绳索以沿着井道推动电梯轿厢。特别地，经涂覆的钢升降带包括至少部分地定位于护套材料内的多根线。该多根线通常被设置成一根或多根绳股，而该绳股接着被设置成一根或多根绳。在示例性升降带构造中，多根绳常常在纵向方向上等距地设置在护套内。
在正常的电梯操作期间，当经涂覆的钢升降带在电梯系统的驱动滑轮和偏转器滑轮上行进时，该升降带会受到大量弯曲循环的影响。经由线磨损或疲劳的机制，这些弯曲循环引起经涂覆的钢升降带内的线或绳的断裂强度的恶化。这种疲劳是经涂覆的钢升降带使用寿命降低的主要促因。尽管可以通过计算来评估经涂覆的钢升降带的使用寿命，但是通常会通过利用寿命检测系统来获得经涂覆的钢升降带剩余寿命的更准确的评估。
一种这样的系统称作基于电阻的检验(RBI)。RBI系统在电梯系统的固定点处固定到升降带并且监测升降带中的每根绳的电阻。因为每根绳的电阻和它的截面面积成比例，所以电阻的变化可以与绳的截面面积降低相关联，这表明绳的磨损量，以及相应的剩余使用寿命。然而，一些绳配置并未表现出电阻显著可测量的变化，这可以与大量弯曲循环或绳恶化相关联。在这些情形下，由于绳磨损时绳电阻的小幅度变化，故基于绳电阻的变化评定升降带情况是困难的。
发明概述
根据发明的一个方面，经涂覆的升降带或绳索包括多根线，其被设置成多根绳股和/或绳。所述多根绳股和/或绳包括一根或多根基准绳股和/或绳，其表现出电阻的第一变化作为升降带或绳索的弯曲循环的函数，以及一根或多根监测绳股和/或绳，其表现出电阻的第二变化作为升降带的弯曲循环的函数、大于电阻的第一变化。护套大致夹持所述多根绳股和/或绳。
可替代地，在发明的这个或其他方面中，所述一根或多根监测绳股和/或绳中的监测绳股和/或绳定位于外部位置处。
可替代地，在发明的这个或其他方面中，所述升降带或绳索是升降带，并且所述一根或多根监测绳中的监测绳定位于所述升降带中的纵向外部位置处。
可替代地，在发明的这个或其他方面中，所述一根或多根监测绳股和/或绳中的监测绳股和/或绳定位于中心位置处。
可替代地，在发明的这个或其他方面中，所述升降带或绳索是升降带，并且所述一根或多根监测绳中的监测绳定位于所述升降带的纵向中心位置处。
可替代地，在发明的这个或其他方面中，所述一根或多根监测绳股和/或绳是至少两根监测绳股和/或绳。
可替代地，在发明的这个或其他方面中，所述至少两根监测绳股和/或绳中的两根监测绳股和/或绳是相邻地定位。
可替代地，在发明的这个或其他方面中，所述升降带或绳索是升降带，并且所述至少两根监测绳中的两根监测绳纵向相邻地定位于所述升降带中。
可替代地，在发明的这个或其他方面中，所述一根或多根监测绳股和/或绳中的监测绳股和/或绳具有与所述一根或多根基准绳股和/或绳中的基准绳股和/或绳大致上相同的线截面面积。
根据发明的另一个方面中，一种电梯系统包括电梯轿厢、一个或多个滑轮、磨耗检测单元以及经涂覆的升降带或绳索，经涂覆的升降带或绳索包括多根线，其被设置成多根绳股和/或绳。所述多根绳股和/或绳包括一根或多根基准绳股和/或绳，其表现出电阻的第一变化作为升降带或绳索的弯曲循环的函数，以及一根或多根监测绳股和/或绳，其表现出电阻的第二变化作为升降带的弯曲循环的函数、大于电阻的第一变化。护套大致夹持所述多根股和/或绳。升降带或绳索可操作地连接到所述磨耗检测单元。
可替代地，在发明的这个或其他方面中，所述磨耗检测单元测量所述一根或多根监测绳的电阻。
可替代地，在发明的这个或其他方面中，所述磨耗检测单元布置在电梯井道的上端。
根据发明的另一个方面，一种经涂覆的升降带或绳索的磨耗检测方法包括将磨耗检测单元连接到经涂覆的升降带或绳索的一根或多根监测绳股和/或绳。所述经涂覆的升降带或绳索包括一根或多根基准绳股和/或绳，其表现出电阻的第一变化作为升降带或绳索的弯曲循环的函数，以及一根或多根监测绳股和/或绳，其表现出电阻的第二变化作为升降带或绳索的弯曲循环的函数、大于电阻的第一变化。经由所述磨耗检测单元测量所述一根或多根监测绳股和/或绳的电阻。至少使用所述一根或多根监测绳股和/或绳的所测量的电阻来确定所述升降带或绳索的磨耗情况。
可替代地，在发明的这个或其他方面中，所述确定步骤包括确定所述一根或多根监测绳股和/或绳的电阻的所述变化。
可替代地，在发明的这个或其他方面中，所述确定步骤包括确定电阻的增长。
可替代地，在发明的这个或其他方面中，将电阻的所述变化与阀值进行比较并且如果超过所述阀值则采取行动。
可替代地，在发明的这个或其他方面中，采取行动包括所述电梯系统拉响警报或停止操作中的一个或多个。
可替代地，在发明的这个或其他方面中，监测所述基准绳股中的至少一个的连续性。
附图简述
图1A是具有1:1挂绳设置的示例性电梯系统的简图；
图1B是具有不同挂绳设置的另一个示例性电梯系统的简图；
图1C是具有悬臂设置的另一个示例性电梯系统的简图；
图2A是现有技术中电梯升降带的剖视图；
图2B是现有技术中电梯绳索的剖视图；
图3是电梯升降带磨耗检测单元的简图；
图4是电梯升降带的实施方案的剖视图；
图5是电梯升降带的另一个实施方案的剖视图；
图6是电梯升降带的另一个实施方案的剖视图；
图7是电梯升降带的另一个实施方案的剖视图；
图8是用于电梯升降带的基准绳中所使用的基准绳股和监测绳中所使用的监测绳股的实施方案的剖视图；
图9是用于电梯升降带的监测绳中所使用的监测绳股和来自图8的基准绳股的另一个实施方案的剖视图。
通过参照附图的实例，详细描述会对发明(连同优点和特征)作出解释。
发明详述
图1A、图1B和图1C示出的是示例性电梯系统10的简图。未被要求用于理解本发明的电梯系统10的特征(如导轨、保险装置等)未在本文中讨论。电梯系统10包括用一根或多根升降带16在井道14中可操作地悬挂或支撑的电梯轿厢12。一根或多根升降带16与一个或多个滑轮18相互作用以途经围绕电梯系统10的各个部件。一根或多根升降带16也可连接到配重22，其用于帮助平衡电梯系统10并且降低操作期间曳引滑轮两侧上的升降带张力差。
滑轮18每个具有直径20，其可与电梯系统10中的其他滑轮18的直径相同或不同。滑轮18中的至少一个可以是驱动滑轮。驱动滑轮通过机器50来驱动。通过机器50进行的驱动滑轮的运动(通过曳引)驱动、移动和/或推动一根或多根升降带16，该一根或多根升降带16途经围绕驱动滑轮。
滑轮18中的至少一个可以是转向器、偏转器或惰滑轮。转向器、偏转器或惰滑轮未通过机器50来驱动，但是却帮助引导一根或多根升降带16围绕电梯系统10的各个部件。此外，滑轮18中的一个或多个(如转向器，偏转器或惰滑轮)可沿着其旋转轴具有凸型或凸起部以协助沿着滑轮18保持一根或多根升降带16在中心处或期望位置处。
在一些实施方案中，电梯系统10可使用两根或更多根升降带16用于悬挂和/或驱动电梯轿厢12。另外，电梯系统10可以具有各种配置，以使得要么一根或多根升降带16的两侧均接合一个或多个滑轮18(如在图1A、图1B或图1C中的示例性电梯系统中所示出)，要么仅仅一根或多根升降带16的一侧接合一个或多个滑轮18。
图1A提供了1:1挂绳设置，其中一根或多根升降带16终止在轿厢12和配重22处。图1B和图1C提供不同的挂绳设置。具体而言，图1B和图1C示出轿厢12和/或配重22可以具有其上接合一根或多根升降带16的一个或多个滑轮18并且该一根或多根升降带16可以在别处终止，通常是在(如用于无机房电梯系统的)井道14内的或(用于利用机房的电梯系统的)机房内的结构。设置中所使用的滑轮18数量确定具体挂绳比率(例如，图1B和图1C中示出的2:1挂绳比率或不同比率)。图1C也提供了悬臂型电梯。本发明可在图1A、图1B和图1C示出的示例性型号以外的电梯系统上使用。
图2A提供了现有技术中升降带构造或设计的简图。每根升降带16由护套26中的(例如，拧成一根或多根绳股和/或绳24的)多根线构造而成。如图2中所见，升降带16具有大于一的宽高比(即，升降带宽度大于升降带厚度)。升降带16经构造以在越过一个或多个滑轮18时具有足够的灵活性以提供低弯曲应力、满足升降带寿命要求并且具有平稳操作，同时足够强以能够满足用于悬挂和/或驱动电梯轿厢12的强度要求。护套26可以是任何适合的材料，包括单一材料、多种材料、使用相同或不同材料的两个或更多个层和/或薄膜。在一个设置中，护套26可以是聚合物，如弹性体，其使用(例如)挤压成型或模具轮(mold wheel)工艺涂覆到绳24。在另一个设置中，护套26可以是接合绳24和/或与绳24整合的编织织物。作为额外设置，护套26可以是组合起来的上述替代物中的一个或多个。
护套26可以大致在其中夹持绳24。词组大致上夹持指的是护套26充分接合绳24以通过护套26将来自机器50的扭矩传递到绳24以驱动电梯轿厢12的运动。护套26可以完全包封绳24(如在图2A中所示出)、大致包封绳24或至少部分地包封绳24。
参照图3，磨耗检测单元52电连接到升降带16的一根或多根绳24。磨耗检测单元52连接到升降带16的终止部分，例如，在升降带16中定位于井道14的上端处的一端处。但是，要理解这个位置仅仅是示例性的，并且用于将磨耗检测单元52连接到升降带16的其他位置也是在本发明范围内进行考虑的。在操作期间，电流被施加穿过绳24。所得电压允许确定绳24的电阻。将这个所测量的电阻与绳的初始电阻进行比较。绳24的电阻的变化(常常是电阻的增长)表明绳24的磨耗。将电阻的变化与阀值变化值进行比较，并且当超过阀值变化值时，可以通过电梯系统10来采取动作，包括但不限于电梯系统10拉响警报或停止操作。
如上所述，在一些升降带16中，作为升降带16的弯曲循环的函数，绳24的电阻的变化幅度是不显著的。为了经由磨耗检测单元52更有效率地评定这些升降带16，升降带16配置有与基准绳24b具有不同构造的一根或多根绳24a。绳24a(下文称作“监测绳”24a)经构造以使得作为升降带16的弯曲循环的函数，监测绳24a中的电阻的变化显著大于基准绳24b的电阻变化。监测绳24a和基准绳24b两者均可以是承重绳。换言之，监测绳24a和基准绳24b两者均不是牺牲绳。
磨耗检测和评定在监测绳24a上进行，其中确定了监测绳24a的电阻变化和作为整体的升降带16之间的相关联性。任何数量的监测绳24a可以包括在升降带16中，其中在图4-图7中示出示例升降带16配置。在图4-图7中，升降带16是十绳升降带16，其在升降带16中的不同位置中具有不同数量的监测绳24a。尽管示出十绳升降带16，但是要理解具有其他数量的绳(例如，六，八，或十二根绳)的升降带16可在本文公开主题的实施方式中利用。在图4中，升降带16包括定位于升降带16中的纵向外部位置60的两根监测绳24a，其中剩余绳包括基准绳24b。参照图5，监测绳24a可以定位于纵向外部位置的内侧，而在图6中，监测绳24a可以定位于升降带16的一个纵向端60处的相邻位置处。现在参照图7，监测绳24a可以定位于升降带中的纵向中心位置62处。要理解本文中示出和描述的配置仅仅是示例性的，并且本公开也考虑了其他升降带16配置。
监测绳24a可以以各种方式实现它们相对于基准绳24b的更大电阻变化。例如，参照图8，基准绳24b可以是7x7绳，其中七根绳股54b每根包括七根线55b。作为实例，0.30mm和0.34mm直径线55b形成0.94mm绳股54b，其形成2.95mm直径绳24b。用于相同升降带16的监测绳24a可以由较小直径线55a形成，其表现出每升降带16弯曲循环更高的电阻变化。为了实现与基准绳24b的断裂强度相等的断裂强度(例如，大约-25％和+10％裂断强度之间)，监测绳24a可以是7x19绳，其中七根绳股54a每根包括十九根线55a(例如，在1+6+12设置中)。作为实例，0.20mm线55a形成1.0mm绳股54a,其形成3.0mm直径绳24a。作为另一个可能的替代物，并且如图9中所示出，监测绳24a可以是7x12绳，其中七根绳股54a每根包括十二根线55a(例如，在3+9设置中)。作为实例，0.245mm线55a形成0.98mm绳股54a，其形成2.94mm直径绳24a。在这些设置中，监测绳24a可以包括与基准绳24b大致相同的线55a的截面面积。在其他实施方案中，监测绳24a的截面面积可以是在基准绳24b的截面面积的大约+/-10％内。其他配置(如其中监测绳24a比基准绳24b具有每绳更多线的那些配置(例如，每绳50％或更多线))在本公开的范围内进行考虑。因此，监测绳24a的断裂强度大致与基准绳24b的断裂强度相等，而具有每升降带16弯曲循环的更大电阻变化。
尽管上文描述讨论了针对磨耗对监测绳24a(而非基准绳24b)的电阻进行监测，但是也对基准绳24b进行某种监测仍然在本发明的范围内。例如，可以监测基准绳24b的连续性(例如，以确定是否已发生绳断裂)。
可替代地，现在参照图2B，电梯轿厢12可以用一根或多根经涂覆的绳索42在井道14中悬挂或支撑，该经涂覆的绳索42由形成多根绳股54和/或绳24的多根线55形成。线55、绳股54或绳24拧成紧密的、稳定并且在一些实施方案中大致圆形的形状，并且用护套26涂覆。在一些实施方案中，在形成绳索42前，单独的绳股54和/或绳24可以各自地用绳股护套60和/或绳护套62涂覆。与上文描述的升降带16相似，绳索42包括绳24中的一根或多根中的监测绳股54a和基准绳股54b，并且以与上文描述的相似的方式大致进行监测。
在操作期间，电流被施加穿过绳索42内的监测绳股54a。所得电压允许确定监测绳股54a的电阻。将这个所测量的电阻与监测绳股54a的初始电阻进行比较。监测绳股54a的电阻的变化(常常是电阻的增长)表明监测绳股54a内的线55a的磨耗。将电阻的变化与阀值变化值进行比较，并且当超过阀值变化值时，可以通过电梯系统10来采取动作，包括但不限于电梯系统10拉响警报或停止操作。
尽管仅仅结合了有限数量的实施方案对发明进行了详细描述，但是应该容易理解发明并不限于这样公开的实施方案。更确切地讲，可以修改发明以并入未在此之前描述的但是与发明的精神和范围相适应的任意数量的变型、替代、替换或相等设置。另外，尽管描述了发明的各种实施方案，但是要理解发明的方面可以仅仅包括所描述实施方案中的一些。因此，发明不看作是通过上文描述来限制，而是仅仅通过所附权利要求的范围来限制。

Claims (18)

1.一种经涂覆的升降带或绳索，其包括：
多根线，其被设置成多根绳股和/或绳，所述多根绳股和/或绳包括：
一根或多根基准绳股和/或绳，其表现出电阻的第一变化作为所述升降带或绳索的弯曲循环的函数；以及
一根或多根监测绳股和/或绳，其表现出电阻的第二变化作为所述升降带的弯曲循环的函数、大于电阻的所述第一变化；以及
护套，其大致夹持所述多根绳股和/或绳。
2.根据权利要求1所述的升降带或绳索，其中所述一根或多根监测绳股和/或绳中的监测绳股和/或绳布置在外部位置处。
3.根据权利要求2所述的升降带或绳索，其中所述升降带或绳索是升降带，并且所述一根或多根监测绳中的监测绳布置在所述升降带中的纵向外部位置处。
4.根据权利要求1所述的升降带或绳索，其中所述一根或多根监测绳股和/或绳中的监测绳股和/或绳布置在中心位置处。
5.根据权利要求4所述的升降带或绳索，其中所述升降带或绳索是升降带，并且所述一根或多根监测绳中的监测绳布置在所述升降带的纵向中心位置处。
6.根据权利要求1所述的升降带或绳索，其中所述一根或多根监测绳股和/或绳是至少两根监测绳股和/或绳。
7.根据权利要求6所述的升降带或绳索，其中所述至少两根监测绳股和/或绳中的两根监测绳股和/或绳相邻地布置。
8.根据权利要求7所述的升降带或绳索，其中所述升降带或绳索是升降带，并且所述至少两根监测绳中的两根监测绳纵向相邻地布置在所述升降带中。
9.根据权利要求1所述的升降带或绳索，其中所述一根或多根监测绳股和/或绳中的监测绳股和/或绳具有与所述一根或多根基准绳股和/或绳中的基准绳股和/或绳大致相同的线截面面积。
10.一种电梯系统，其包括：
电梯轿厢；
一个或多个滑轮；
磨耗检测单元；以及
根据权利要求1-9中的任一项所述的升降带或绳索，其中所述升降带或绳索可操作地连接到所述磨耗检测单元。
11.根据权利要求10所述的电梯系统，其中所述磨耗检测单元测量所述一根或多根监测绳的电阻。
12.根据权利要求10所述的电梯系统，其中所述磨耗检测单元布置在电梯井道的上端。
13.一种经涂覆的升降带或绳索的磨耗检测方法，其包括：
将磨耗检测单元连接到经涂覆的升降带或绳索的一根或多根监测绳股和/或绳，所述经涂覆的升降带或绳索包括：
一根或多根基准绳股和/或绳，其表现出电阻的第一变化作为所述升降带或绳索的弯曲循环的函数；以及
一根或多根监测绳股和/或绳，其表现出电阻的第二变化作为所述升降带或绳索的弯曲循环的函数、大于电阻的所述第一变化；
经由所述磨耗检测单元测量所述一根或多根监测绳股和/或绳的电阻；以及
至少使用所述一根或多根监测绳股和/或绳的所测量的电阻来确定所述升降带或绳索的磨耗情况。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述确定步骤包括确定所述一根或多根监测绳股和/或绳的电阻的所述变化。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述确定步骤包括确定电阻的增长。
16.根据权利要求13所述的方法，其还包括：
将电阻的所述变化与阀值进行比较；以及
如果超过所述阀值则采取行动。
17.根据权利要求16所述的方法，其中采取行动包括所述电梯系统拉响警报或停止操作中的一个或多个。
18.根据权利要求13所述的方法，其还包括监测所述基准绳股中的至少一个的连续性的步骤。
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