CN107567425A - 使用电梯运输重型超载负荷 - Google Patents

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Abstract

一种用于在电梯装置(1)中临时运输超载负荷的电梯装置(1)和方法，其中轿厢(2)和配重(4)通过一个或更多个与牵引轮(12)接合的悬挂绳索(6)相互连接，牵引轮由电机(10)驱动，并且悬挂绳索(6)和牵引轮(12)之间的牵引力与配重(4)无关地被增加以用于预期的过载操作。

Description

使用电梯运输重型超载负荷
技术领域
本发明涉及一种电梯以及一种在正常的额定运行条件之外临时操作电梯的方法，以使得能够将重型的超载负荷从一层运送到另一层。
背景技术
为了在保持成本效益的同时将安装效率最大化，电梯通常被设计和制作成在预定的额定运行条件(例如额定载荷和速度下)下运行，以满足特定设备规定的运输要求。
然而，也存在临时和不常见的情况，所述情况是，使建筑物业主能够在额定运行条件之外操作电梯将是有用的，例如，用于运送重型物件，例如电力变压器，不然所述重型物件会使电梯过载。
通常，已经使用了一种解决方案，其中配重的质量与轿厢的预期过载成比例地增加，以便保持轿厢和配重之间的平衡因子。在超载负荷已被运送到所需位置之后，附加质量从配重中移除，电梯可以返回到正常操作。
已经在WO-A1-2011/039405中描述了替代解决方案，其中附加的起重器附接到电梯轿厢以补充现有的电梯驱动器，从而补偿过载。与前面的示例一样，在超载负荷已经被运送到期望的位置之后，附加的起重器可以从轿厢上拆下并且电梯可以返回到正常操作。
在上述两种方法中，技术人员需要将附加设备附接到被设计成在井道内移动相当长的距离的电梯部件，例如将相当大的额外质量固定到配重或者将附加的起重器附接到电梯轿厢。这些程序不仅耗时和繁琐，而且本身也是危险的。此外，在上述第一过程中，附加质量通常从电梯装置的坑中附加到配重上。由此导致的严重超额的电梯随后被驱动器移动，使得超载负荷(例如变压器)可以从底层装入空的轿厢。这种严重超额的行程需要驱动器产生在正常操作期间实质上大很多的电流并且电机消耗比在正常操作期间实质上大很多的电流，这会大大降低这两个电气部件的寿命。
发明内容
至少在某些情况下，上述问题是通过在权利要求中描述的技术来解决的。
本发明的目的是使得能够在具有轿厢和配重的电梯装置中临时运输超载负荷，轿厢和配重通过一个或更多个与牵引轮接合的悬挂绳索相互连接，所述牵引轮由电机驱动。不用向轿厢增加额外的起重器或向配重增加额外的质量，悬挂绳索和牵引轮之间的牵引力与配重无关地被增加。不用像以前讨论的现有技术那样向配重增加额外的质量，根据本发明的悬挂绳索和牵引轮之间的增加的牵引力有助于电梯在正常的额定运行条件之外的临时操作，以使得能够将重型超载负荷从一层运输到另一层。
优选地，通过增加悬挂在轿厢和配重之间的补偿绳索上的张力来实现增加的牵引力。可以提供致动器来选择性地向补偿绳索施加力。
或者，可以通过将绳索挤压在牵引轮上的槽中来增加牵引力。在这种情况下，牵引轮可以设置有底切部以改善悬挂绳索和牵引轮之间的牵引力，或者可以在牵引轮上设置V形槽。在另一个示例中，衬垫被引入牵引轮和悬挂绳索之间以增加牵引力。
在替代的布置中，可以安装一种装置，以在悬挂绳索以一包角接合牵引轮时在所述悬挂绳索上施加压力。压力施加装置可以包括在一个或更多个辊上携带的张紧的闭环带。
可以通过增加悬挂绳索与牵引轮接合的包角来增加牵引力。如果轿厢和配重之间的悬挂绳索沿着牵引轮和偏转轮之上的路径行进，则可以使偏转轮移位以改变包角。或者，可以在牵引轮和偏转轮之间引入附加的轮以改变包角。
优选地，电机可在并联配置和串联配置之间切换。
在预期的过载运行中，可以降低电梯的速度和加速度，强制冷却可被引入通过驱动器及电机，运输超载负荷的行驶路径可以由中间停止而中断和/或电梯一小时内能够进行的启动次数受到限制。
附图说明
从以下结合附图对本发明的优选实施例的详细描述中，本发明的其它目的、特征和优点将变得显而易见，其中：
图1是表示根据本发明的电梯装置内的部件的配置的示例性的示意图；
图2A是根据本发明的实施例的用于图1的装置中的补偿绳索张紧装置的视图；
图2B对应于图2A，但是示出了补偿绳索张紧装置移位到不同的竖直位置以增加张紧装置在补偿绳索上施加的力；
图3A是图1的牵引轮和偏转轮的分解图；
图3B对应于图3A，但是示出了根据本发明实施例的可移位的偏转轮；
图3C对应于图3A，但是示出了根据本发明的实施例的附加轮的使用；
图4对应于图3A，但是示出了牵引轮和偏转轮上的双重缠绕中的悬挂绳索布置；
图5是图1的牵引轮和偏转轮包括了根据本发明的实施例的压力施加装置的分解图；
图6是图1的牵引轮和偏转轮包括了根据本发明的实施例的牵引轮衬垫的分解图；
图7A示出穿过图1所示的牵引轮的顶部的轴向横截面；
图7B示出具有替代槽布置的牵引轮的轴向横截面；
图7C示出具有另外的替代槽布置的牵引轮的轴向横截面；
图8A是牵引轮的轴向横截面，所述牵引轮具有另外的替代的凹槽构造，图中示出了布置为用于正常操作的悬挂绳索；
图8B对应于图7A，图中示出了布置为用于过载操作的悬挂绳索；
图9描绘了图1的电梯装置的典型的驱动装置；
图10A和10B示出了用于图9的电机的替代的绕组配置；以及
图11是用于说明在正常的额定运行条件之外临时操作电梯1的过程的示例的流程图，以便能够将重型的超载负荷从一个楼层运送到另一个楼层。
具体实施方式
图1示出了在典型的高层电梯装置1内的组件的布置的示例性实施例。电梯驱动器8、偏转轮14和电梯控制器16布置在井道3上方的机房中。在井道3内，电梯轿厢2和配重4被支撑在悬挂绳索6上。在该示例中，悬挂绳索6具有1：1的绳索比，从而它们从固定到轿厢2的端部连接件在井道3中向上延伸以通过一个包角α与由电梯驱动器8的电机10旋转的牵引轮12接合，随后在偏转轮14上方接合并且向下返回到井道3，到固定到配重4上的另一个端部连接件。自然地，技术人员将很容易理解其他绳索布置，例如2：1、4：1或x：1的绳索比也同样可能，并且本发明也可以由使用带以代替常规悬挂绳索的电梯来实现。
优选地，配重4被设计成使得其总质量等于空的电梯轿厢2的质量加上正常额定负载的50％的总和。
特别是在高层应用中，不仅要考虑轿厢2和配重4之间的不平衡，而且也要考虑悬挂绳索6的重量引起的不平衡。例如，如果轿厢2处于井道3内的最下层，从而配重4在井道3内处于高位置，则悬挂绳索6的大部分长度位于牵引轮12的轿厢侧，而不是轮12的配重侧。为了抵消由悬挂绳索6引起的不平衡，通常的做法是安装在轿厢2和配重4之间悬挂的一个或更多个补偿链或绳索18。为了方便起见，只有一个补偿绳索18在附图中示出，但是应当理解，可以安装多于一个补偿绳索。补偿绳索18在位于井道3的坑内的加重的滑轮箱20内的皮带轮22下被引导。
因此，悬挂绳索6、轿厢2、配重4和补偿绳索18形成闭环系统，其中悬挂绳索6和补偿绳索18在牵引轮12的轿厢侧的长度基本上等于在牵引轮12的配重侧的长度。
在正常操作中，电梯控制器16接收来自常规楼层操作面板和轿厢操作面板(未示出)的信号，以确定电梯1为了满足乘客乘坐请求而必须进行的行进路径。一旦确定了行进路径，控制器16向驱动器8输出信号，使得牵引轮12可以通过电机10沿适当的方向旋转。牵引轮12与悬挂绳索6接合，以使轿厢2和配重4沿井道3内的导轨(未示出)沿相反方向竖直移动。此外，根据由安装在电梯轿厢2上的负载测量装置19产生的信号，控制器16可以监视轿厢2内的负载，特别地，可以确定轿厢2在任何楼层静止时是否过载。在这种情况下，可以在轿厢2内发出过载报警，以允许一些乘客从轿厢2下去。
如果在电梯控制器16中过载报警被拒绝，并且随后从楼层将诸如变压器之类的重型超载负荷引入电梯轿厢2中，则过载的轿厢2和配重4之间的实质性的不平衡将最终导致悬挂绳索6在牵引轮12中滑动，导致不期望的、否则会不可控制的轿厢移动。在这种过载状态下，由于如前所述具有50％平衡因子的配重4的质量不再能够平衡过载的电梯轿厢2，所以电梯1可能严重欠平衡。
对于这个问题的解决方案是提供了如图2A和2B所示的根据本发明的补偿绳索张紧装置。在该实施例中，补偿绳索滑轮箱20通过阻尼器或弹簧26附接到安装在井道3的坑底3.1处的致动器24。在电梯1在额定、标称负载条件下工作时的正常操作中，如图2A所示，致动器24和弹簧26在滑轮箱20上施加向下的力Fc1。该力Fc1最终通过补偿绳索18、轿厢2和配重4传递，以作为悬挂绳索6内的张力。
然而，如果电梯装置1用于临时运输轿厢2内的超载负荷，则致动器24将弹簧26和滑轮箱20向下拉动，从而在滑轮箱20上施加更大的向下的力Fc2，导致悬挂绳索6的更大的张力。悬挂绳索6围绕牵引轮12的这种更大的张力改善或增强了其间的牵引力，降低了当超载负荷引入轿厢2时滑动的可能性。
致动器24可以是液压的、气动的、机电的或纯机械式的，并且可以通过来自电梯控制器16的命令信号自动操作，或者可以从井道的坑底3.1手动操作。
尽管在所示实施例中，致动器24用于正常和过载状态，但是应当理解，滑轮箱20的重量可以专门用于在正常操作期间将所需的张力施加到补偿绳索18，如在图1所示，并且致动器24可以临时安装到坑底3.1，以仅用于预期的过载操作而增加滑轮箱20上的向下的力Fc。
自然地，本领域技术人员还将理解，代替致动器24，可以向滑轮箱20添加额外的重物，以增加作用在补偿绳索滑轮箱20上的用于预期的过载操作的向下的力Fc。或者，可以安装附加的补偿链或绳索18以增加悬挂绳索6围绕牵引轮12的张力，从而在它们之间增加牵引力。
图3A是图1的驱动器8和偏转轮14的布置的平面图。如前所述，在正常操作中，悬挂绳索6从轿厢4延伸，以通过包角α在由电机10旋转的牵引轮12上方接合，随后在偏转轮14上方接合并沿着井道3向下返回到配重4。
对于过载操作，可以如图3B或图3C所示修改该布置，以增加牵引轮12和悬挂绳索6之间的牵引力。在图3B所示的示例中，偏转轮14可竖直移动，使得对于预期的过载操作，轮14可如图所示地向下移位，这导致悬挂绳索6具有围绕牵引轮12的更大的包角α1。当然，偏转轮14可以水平移位以实现所需的包角α的变化。
在图3C所示的替代方案中，偏转轮14保持在与图3A中相同的位置，但是，在轮12和偏转轮14之间引入附加的轮30以与悬挂绳索6接合，从而再次增加包角α2。
对于本领域技术人员显而易见的是，为了增加包角以增加悬挂绳索6和牵引轮12之间的牵引力，可以进行其他布置。例如，代替如图3A-3C所示的单个缠绕装置，悬挂绳索6可以是双重缠绕的，如图4所示，或甚至围绕牵引轮12和偏转轮14的三重缠绕。
图4是图1的机器10和偏转轮14的分解图。如果想要进行过载操作，则设置压力施加装置40，以在悬挂绳索6以包角α接合牵引轮时在悬挂绳索6上施加压力(由箭头所示)。装置40包括在两个辊44上携带的张紧的闭环带42。因此，由装置40的闭环带42施加到绳索6上的附加压力使得绳索6和轮12之间的牵引力被增加。
在大多数传统的高层电梯装置1中，如图1所示，悬挂绳索6由钢制成并与牵引轮12上的钢表面接合。钢-钢的摩擦系数相对较低。在这种情况下，为了适应过载操作，可实施如图6所示的布置，其中牵引轮衬垫48被引入牵引轮12和悬挂绳索6之间。衬垫48优选地由塑料材料制成，其增加了系统的摩擦系数，从而提高了系统的牵引力。
图7A示出穿过图1所示的牵引轮12的顶部的轴向横截面。悬挂绳索6被容纳在设置在围绕牵引轮12的圆周的半圆形槽50中并与其接合。为了增强悬挂绳索6和牵引轮12之间的接触，从而增加了悬挂绳索6和牵引轮12之间的牵引力，可以提供如图7B所示的底切部(undercut)52。或者，可以实施图7C所示的V形槽54以改善悬挂绳索6和牵引轮12之间的接触。本领域技术人员将容易地认识到，当绳索6与牵引轮12接合时挤压绳索6的牵引轮12上的其它凹槽布置也可被采用，以改善轮12和绳索6之间的接触进而改善牵引力。
图8A和8B示出了在轴向上具有交替顺序的半圆形槽50和V形槽54的牵引轮12。在图8A中，绳索6容纳在半圆形槽50中用于正常操作。如果想要过载操作，则绳索6可以被转移到相邻的V形槽54中，如图8B所示，以增加悬挂绳索6和牵引轮12之间的接触和牵引力。
虽然已经分别描述了本发明的先前实施例中的每一个，但是应当理解，各个实施例的特征可以组合以增加牵引轮12和悬挂绳索6之间的牵引力。
除了上述用于增加牵引轮12和悬挂绳索6之间的牵引力的技术之外，当在过载条件下操作电梯1时，增加从电机10传递到牵引轮12的扭矩也是有益的。图9示出了用于电梯装置1的典型的驱动器8。电力从三相AC主电源抽出，通过AC-DC电力转换器62、由DC-AC电力逆变器68反相并以三相U、V和W连接到三相AC电机10上，其中AC-DC电力转换器62在DC总线或链路64中提供DC。
在三相AC电机10中，电枢绕组以双星形结构配置，其中每相U、V、W的绕组对并联布置，如图10A所示。为了增加在过载条件下运行的电机转矩，驱动器8应提供更多的电流，这可能超过最大允许值或使驱动器的半导体过热。从电机的绕组的并联到如图10B所示的串联连接的变换减少了所需扭矩所需的电流。从并联到串联连接的这种变换可由认证的技术人员通过电机接线盒的适当重新接线手动进行。然而，更优选地，该变换可以通过附接到接线盒的电开关来实现。电开关可由技术人员手动致动，或由电梯控制器16自动启动。
通过如上所述地重新配置电枢绕组用于预期的过载操作，工作电压将固有地升高。为了减轻驱动器8上的过电压的有害影响，可以降低电梯1的速度和/或加速度，可以实施通过驱动器8和电机10的增强的强制冷却并且用于运送超载负荷的行进路径可以用中间停止来中断。优选地，在期望的过载操作期间，电梯1可以在一小时内做出的起动次数受到限制。
参照图11所示的流程图说明在正常的额定运行条件之外临时操作电梯1以便能够将重型超载负荷从一楼层运送到另一楼层的过程的示例。当电梯轿厢2响应于呼叫到达建筑物的楼层并随后打开门时，步骤S1开始。此时，电梯控制器16可以根据由负载测量装置19产生的信号来监视轿厢内的负载。如果控制器16在阶段S2没有检测到过载，门可以关闭，电梯1在S3阶段可以响应常规电梯呼叫开始正常行驶。
相反，如果在S2中检测到过载，则过程进行到步骤S4，其中确定控制器16是否已被切换或启动过载行驶。如果在S4阶段，控制器16未启动过载行驶，则轿厢2在所述楼层保持静止并且其门打开，并且可以在步骤S5在轿厢2内发出过载报警，以允许一些乘客从轿厢2下去。
如果在步骤S4中在控制器16内已经启动过载行驶，则根据在先前关于图2-8示出和描述的示例，在阶段S6，绳索6和牵引轮12之间的牵引力增加。
此外，在阶段S7中，可以通过软件或钥匙开关来切换驱动器8的内部参数，以便在期望的过载行驶期间保护驱动器8和电机10。例如，可以减小电梯1的速度和/或加速度，实施通过驱动器8和电机10的增强的强制冷却，并且用于运输超载负荷的行进路径可以用中间停止来中断。优选地，在期望的过载操作期间，电梯1可以在一小时内做出的起动次数受到限制。
在阶段S8中，如图10所示，电枢绕组可以从并联连接变换到串联连接。
为了安全起见，优选的是，在过载行驶期间，没有人在电梯轿厢2中与超载负荷一起行驶。在步骤S9中，控制器16可接收来自诸如红外传感器的常规人员检测器的信号，以确定是否有任何人存在于轿厢2中。如果在轿厢2中检测到任何人，则轿厢2在所述楼层保持静止并且其门打开，并且可以在步骤S10在轿厢2内发出报警，以允许被检测到的人员从轿厢2下去。
当在步骤S9中没有检测到人在轿厢2时，门可以关闭，在阶段S11电梯1可以开始过载行驶。
上述程序步骤可以由电梯控制器16自动执行、或由训练有素的技术人员手动执行，或者可以将手动实现一些步骤和并且其它步骤自动实施结合。
已经说明和描述了所公开的技术的原理，对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离这些原理的情况下，所公开的实施例可以在布置和细节上进行修改。鉴于可应用所公开技术的原理的许多可能的实施例，应当认识到，所示实施例仅是所述技术的示例，并且不应被认为是限制本发明的范围。相反，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (19)

1.一种用于在具有轿厢(2)和配重(4)的电梯装置(1)中临时运输超载负荷的方法，所述轿厢(2)和所述配重(4)通过一个或更多个与牵引轮(12)接合的悬挂绳索(6)相互连接，所述牵引轮(12)由电机(10)驱动，该方法包括以下步骤：
与所述配重(4)无关地增加悬挂绳索(6)和牵引轮(12)之间的牵引力。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过增加悬挂在所述轿厢(2)和所述配重(4)之间的补偿绳索(18)上的张力来实现增加牵引力。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，通过将所述绳索(6)挤压在所述牵引轮(12)上的槽(50；52；54)中来实现增加牵引力。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，通过在所述牵引轮(12)和所述悬挂绳索(6)之间引入衬垫(48)来实现增加牵引力。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，通过在所述悬挂绳索(6)经过所述牵引轮(12)时在所述悬挂绳索(6)上施加压力来实现增加牵引力。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，通过增加所述悬挂绳索(6)接合所述牵引轮(12)的包角(α)来实现增加牵引力。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括将电机的电枢绕组从并联配置切换到串联配置的步骤。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括降低所述电梯(1)用于运输所述超载负荷的速度和/或加速度的步骤。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括具有中间停止地运送所述超载负荷和/或限制电梯在一个小时内能够进行的启动次数的步骤。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括引入通过所述电机(10)及与所述电机相关的驱动器(8)的强制冷却的步骤。
11.一种电梯装置(1)，所述电梯装置包括轿厢(2)和配重(4)，所述轿厢(2)和配重(4)由接合牵引轮(12)的一个或更多个悬挂绳索(6)相互连接，所述牵引轮(12)由电机(10)驱动，并且所述电梯装置被配置为与所述配重(4)无关地增加悬挂绳索(6)和牵引轮(12)之间的牵引力，以用于超载负荷的临时运输。
12.根据权利要求11所述的电梯装置(1)，还包括对悬挂在所述轿厢(2)和所述配重(4)之间的补偿绳索(6)施加力(Fc)的致动器(24)。
13.根据权利要求11所述的电梯装置(1)，其中，所述轿厢(2)和所述配重(4)之间的悬挂绳索(6)沿着所述牵引轮(12)和偏转轮(14)之上的路径运行，由此所述偏转轮(14)能够移位。
14.根据权利要求11所述的电梯装置(1)，其中，所述轿厢(2)和所述配重(4)之间的所述悬挂绳索(6)沿着所述牵引轮(12)和偏转轮(14)之上的路径运行，并且进一步包括在所述牵引轮(12)和偏转轮(14)之间的附加轮(30)。
15.根据权利要求11所述的电梯装置(1)，还包括在所述悬挂绳索(6)以包角(α)接合所述牵引轮(12)时在所述悬挂绳索(6)上施加压力的压力施加装置(40)。
16.根据权利要求15所述的电梯装置(1)，其中，所述压力施加装置(40)包括在一个或更多个辊(44)上携带的张紧的闭环带(42)。
17.根据权利要求11所述的电梯装置(1)，还包括在所述牵引轮(12)和所述悬挂绳索(6)之间的牵引轮衬垫(48)。
18.根据权利要求11所述的电梯装置(1)，其中，所述电机(10)的绕组能够从并联配置变换成串联配置。
19.根据权利要求11所述的电梯装置(1)，其中，所述配重(4)被设计成使得其总质量等于或大于空电梯轿厢(2)的质量与额定标称负载的50％的和，从而在临时运输超载负荷期间使得电梯欠平衡。
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