CN108726318A - 具有织物受拉构件的电梯系统带 - Google Patents
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Abstract
一种用于电梯系统的带包括受拉构件,所述受拉构件至少部分地跨带宽度延伸并且沿着所述带的长度纵向延伸,所述受拉构件至少部分地由多根芳族聚酯基纤维形成,并且夹套材料至少部分地包封所述受拉构件。一种电梯系统包括:井道;电梯轿厢,所述电梯轿厢位于所述井道内并且可在所述井道内移动;以及带,所述带可操作地连接到所述电梯轿厢以沿着所述井道悬挂和/或驱动所述电梯轿厢。所述带包括受拉构件,所述受拉构件至少部分地跨带宽度延伸并且沿着所述带的长度纵向延伸。所述受拉构件至少部分地由多根芳族聚酯基纤维形成。夹套材料至少部分地包封所述受拉构件。
Description
背景技术
本文公开的实施方案涉及电梯系统,并且更具体地涉及用于悬挂和/或驱动电梯系统的电梯轿厢的承重性构件。
电梯系统对于在建筑物中的不同楼层之间运送乘客、货物或两者是有用的。一些电梯是基于牵引的并且利用诸如绳或带的承重性构件来支撑电梯轿厢并实现电梯轿厢的期望移动和定位。
相对于其拉伸强度和刚度来说,用于高层起重的金属绳较重且较大。可替代地,带经常用作承重性构件。在使用带作为承重性构件的情况下,多个受拉构件或绳索嵌入共同的夹套中。夹套将绳索保持在期望位置中并且提供摩擦载荷路径。在示例性牵引电梯系统中,机器驱动牵引带轮,带与所述牵引带轮相互作用以沿着井道驱动电梯轿厢。带通常利用由钢元件形成的受拉构件,但是这些带具有许多与在高层起重应用中的钢丝绳相同的问题。可替代地可利用受拉构件形成的复合材料,诸如碳纤维复合材料。
在碳纤维复合材料受拉构件中,所述构件具有良好的重量特性强度,但是由于所使用的刚性热固性基质,其通常具有降低的柔性,并且与由钢丝形成的受拉构件相比,还具有降低的高温性能。
发明内容
在一个实施方案中,一种用于电梯系统的带包括受拉构件,所述受拉构件至少部分地跨带宽度延伸并且沿着所述带的长度纵向延伸,所述受拉构件至少部分地由多根芳族聚酯基纤维形成,并且夹套材料至少部分地包封所述受拉构件。
此外或可替代地,在这个或其他实施方案中,所述芳族聚酯基纤维被形成为织物。
此外或可替代地,在这个或其他实施方案中,所述织物还包括形成为包括多根芳族聚酯基纤维的织物的一部分的碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、超高分子量聚乙烯、超高分子量聚丙烯、聚苯并恶唑纤维或尼龙。
此外或可替代地,在这个或其他实施方案中,所述受拉构件包括在带厚度方向上排列的多个织物层。
此外或可替代地,在这个或其他实施方案中,多个受拉构件跨所述带宽度布置。
此外或可替代地,在这个或其他实施方案中,所述受拉构件包括:绳索,所述绳索包括多根承重纤维;以及至少部分地围绕所述绳索的至少一个芳族聚酯基纤维层。
此外或可替代地,在这个或其他实施方案中,所述承重纤维是碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、尼龙纤维和聚合物纤维中的一种或多种。
此外或可替代地,在这个或其他实施方案中,所述多根承重纤维定位在基质材料中。
此外或可替代地,在这个或其他实施方案中,所述夹套材料选自由以下各项组成的组:聚氨酯、聚酯、乙烯丙烯二烯弹性体、氯丁二烯、氯磺酰基聚乙烯、乙烯乙酸乙烯酯、聚酰胺、聚丙烯、丁基橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、丙烯酸弹性体、含氟弹性体、硅酮弹性体、聚烯烃弹性体、苯乙烯嵌段和二烯弹性体、天然橡胶以及至少两种化合物的任何组合。
在另一个实施方案中,一种电梯系统包括:井道;电梯轿厢,所述电梯轿厢位于所述井道内并且可在所述井道内移动;以及带,所述带可操作地连接到所述电梯轿厢以沿着所述井道悬挂和/或驱动所述电梯轿厢。所述带包括受拉构件,所述受拉构件至少部分地跨带宽度延伸并且沿着所述带的长度纵向延伸。所述受拉构件至少部分地由多根芳族聚酯基纤维形成。夹套材料至少部分地包封所述受拉构件。
此外或可替代地,在这个或其他实施方案中,所述多根芳族聚酯基纤维被形成为织物。
此外或可替代地,在这个或其他实施方案中,所述织物还包括形成为包括多根芳族聚酯基纤维的织物的一部分的碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、超高分子量聚乙烯、超高分子量聚丙烯、聚苯并恶唑纤维或尼龙。
此外或可替代地,在这个或其他实施方案中,所述受拉构件包括在带厚度方向上排列的多个层。
此外或可替代地,在这个或其他实施方案中,多个受拉构件跨所述带宽度布置。
此外或可替代地,在这个或其他实施方案中,所述受拉构件包括:绳索,所述绳索包括多根承重纤维;以及至少部分地围绕所述绳索的至少一个芳族聚酯基纤维层。
此外或可替代地,在这个或其他实施方案中,所述承重纤维是碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、尼龙纤维和聚合物纤维中的一种或多种。
此外或可替代地,在这个或其他实施方案中,多根承重纤维位于基质材料中。
附图说明
以下描述不应被视为以任何方式进行限制。参考附图,相同的元件编号相同:
图1是电梯系统的实施方案的示意图;
图2是电梯系统带的实施方案的示意性剖视图;
图3是电梯系统带的实施方案的另一示意性剖视图;
图4是电梯系统带的实施方案的又一示意性剖视图;并且
图5是电梯系统带的实施方案的再一示意性剖视图。
具体实施方式
参考附图,在本文以举例而非限制的方式给出所公开的设备和方法的一个或多个实施方案的详细描述。
图1中示出示例性牵引电梯系统10的示意图。对于本发明的理解而言并不需要的电梯系统10的特征(诸如导轨、安全设施等)在本文中未予讨论。电梯系统10包括电梯轿厢12,所述电梯轿厢12用一根或多根带16可操作地悬挂或支撑在井道14中。一根或多根带16与一个或多个带轮18相互作用以途经电梯系统10的各种部件。一根或多根带16也可连接到对重装置22,所述对重装置22用于帮助平衡电梯系统10并且减少在操作期间处于牵引带轮的两侧上的带张力的差值。
带轮18各自具有直径20,所述直径20可与电梯系统10中的其他带轮18的直径相同或不同。带轮中的至少一个可为牵引带轮52。牵引带轮52由机器50驱动。驱动带轮通过机器50的移动驱动、移动和/或推进(通过牵引)途经牵引带轮52的一根或多根带16。带轮18中的至少一个可为转向器、偏转器或空转带轮。转向器、偏转器或空转带轮不由机器50驱动,但会帮助引导一根或多根带16绕过电梯系统10的各种部件。
在一些实施方案中,电梯系统10可使用两根或更多根带16以用于悬挂和/或驱动电梯轿厢12。此外,电梯系统10可具有各种构型,使得一根或多根带16的两侧接合一个或多个带轮18或者一根或多根带16的仅一侧接合一个或多个带轮18。图1的实施方案示出1:1挂绳布置,其中一根或多根带16端接在轿厢12和对重装置22处,而其他实施方案可利用其他挂绳布置。
带16被构造成在经过一个或多个带轮18时具有足够柔性以提供低弯曲应力、满足带寿命要求并具有平稳操作、同时足够坚固以能够满足悬挂和/或驱动电梯轿厢12的强度要求。
图2提供示例性带16构造或设计的截面示意图。带16包括受拉构件24,所述受拉构件24沿着带16纵向延伸并且还至少部分跨带宽度26布置延伸。受拉构件24至少部分地封闭在夹套材料28中以限制受拉构件24在带16中的移动并且保护受拉构件24。夹套材料28限定牵引侧30,所述牵引侧30被构造成与牵引带轮52的对应表面相互作用。例如,用于夹套材料28的示例性材料包括热塑性聚氨酯、聚酰胺、热塑性聚酯弹性体和橡胶的弹性体。如果夹套材料28足以满足带16的所需功能,那么可使用其他材料来形成夹套材料28。例如,夹套材料28的主要功能是在带16与牵引带轮52之间提供足够的摩擦系数,以在其间产生期望的牵引量。夹套材料28还应将牵引负载传递至受拉构件24。此外,夹套材料28应当是耐磨的并且保护受拉构件24免受冲击损伤,例如暴露于环境因素(诸如化学品)。
带16具有带宽度26和带厚度32,其中带宽度26与带厚度32的宽高比大于一。带16还包括与牵引侧30相反的后侧34以及在牵引侧30与后侧34之间延伸的带边缘36。
受拉构件24由液晶聚合物材料形成。液晶聚合物是通过4-羟基苯甲酸和6-羟基萘-2-羧酸的缩聚反应产生的芳族聚酯。在一些实施方案中,液晶聚合物是VectranTM材料。液晶聚合物具有比典型的碳纤维更低的密度,大约1.4g/cm3。此外,液晶聚合物的拉伸强度比典型的碳纤维剖面更高,大约3000-3200兆帕。在一些实施方案中,液晶聚合物材料经由编织或其他过程形成为织物。
在一些实施方案中,受拉构件24包括液晶聚合物材料,所述液晶聚合物材料具有形成为液晶聚合物织物的一部分的碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、超高分子量聚乙烯、超高分子量聚丙烯、聚苯并恶唑纤维或尼龙中的一种或多种。此外,在一些实施方案中,形成受拉构件24的织物由至少50%的液晶聚合物纤维形成。
在另一个实施方案中,如图3所示,受拉构件24可包括沿着带厚度方向32堆叠或排列的多个织物层60。在一些实施方案中,织物层60可通过粘合剂层压或接合,而在其他实施方案中,织物层60不通过粘合剂接合并且仅通过周围的夹套材料28保持在适当位置。尽管在所示的实施方案中,织物层60在尺寸和形状方面是相同的,但是本领域技术人员将容易理解,这些参数可取决于例如预期负载或其他期望的性能特性而在织物层60之间变化。此外,织物层60的成分可变化。
现在参考图4,在一些实施方案中,多个受拉构件24可跨带宽度26布置,其中每个受拉构件24具有一个或多个织物层60。尽管在所示的实施方案中,受拉构件24在织物层60的尺寸、形状和数量方面是相同的,但是本领域技术人员将容易理解,这些参数可取决于例如预期负载或其他期望的性能特性而在受拉构件24之间变化。此外,织物层60的成分可在受拉构件24之间变化。
现在参考图5,在一些实施方案中,受拉构件24是混合结构,其中绳索62包裹或包封在一个或多个织物层60中。在一些实施方案中,绳索62是由设置在基质材料66中的多根承重纤维64形成的复合构件。示例性承重纤维64包括但不限于液晶聚合物纤维、芳族聚酰胺纤维、超高分子量聚乙烯、超高分子量聚丙烯、聚对苯撑苯并二恶唑(PBO)纤维或其组合。在其他实施方案中,利用所谓的“干纤维”构造,使得不利用基质材料66。
此外,基质材料66可由任何合适材料形成,例如像聚氨酯、乙烯基酯和环氧树脂。承重纤维64和基质材料66的材料被选择来实现受拉构件24的期望刚度和强度。
虽然在图5的实施方案中示出了六个受拉构件24,但是其他实施方案可包括其他数量的受拉构件24,例如4、8、10或12个受拉构件24。此外,尽管图5的实施方案的受拉构件24基本相同,但是在其他实施方案中,受拉构件24可彼此不同。
在受拉构件24中使用诸如液晶聚合物的芳族聚酯基纤维与碳纤维复合材料受拉构件或钢索受拉构件相比减小了受拉构件24的重量,同时还改善了受拉构件24的柔性,从而使得能够在电梯系统10中利用减小直径的带轮18。
术语“大约”旨在包括与基于提交申请时可用设备的特定量的测量相关联的误差程度。例如,“大约”可包括给定值的±8%或5%或2%的范围。
本文所使用的术语仅是出于描述特定实施方案的目的而并不旨在限制本公开。如本文使用的,除非上下文明确地另外指出,否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”旨在同样包括复数形式。将进一步理解,术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”在用于本说明书中时,规定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件,但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。
虽然已经参考一个或多个示例性实施方案描述了本公开,但是本领域的技术人员将理解,在不背离本公开的范围的情况下,可做出各种改变并可使用等效物来取代其元件。此外,在不背离本发明的基本范围的情况下,可做出许多修改来使具体情况或材料适应本公开的教义。因此,意图是本公开不限于作为考虑用于实施本公开的最佳模式而公开的特定实施方案,而是本公开将包括落入权利要求范围内的所有实施方案。
Claims (17)
1.一种用于电梯系统的带,其包括:
受拉构件,所述受拉构件至少部分地跨带宽度延伸并且沿着所述带的长度纵向延伸,所述受拉构件至少部分地由多根芳族聚酯基纤维形成;以及
夹套材料,所述夹套材料至少部分地包封所述受拉构件。
2.如权利要求1所述的带,其中所述芳族聚酯基纤维被形成为织物。
3.如权利要求2所述的带,其中所述织物还包括形成为包括多根芳族聚酯基纤维的所述织物的一部分的碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、超高分子量聚乙烯、超高分子量聚丙烯、聚苯并恶唑纤维或尼龙。
4.如权利要求2所述的带,其中所述受拉构件包括在带厚度方向上排列的多个织物层。
5.如权利要求1所述的带,其还包括跨所述带宽度布置的多个受拉构件。
6.如权利要求1所述的带,其中所述受拉构件包括:
绳索,所述绳索包括多根承重纤维;以及
至少部分地围绕所述绳索的至少一个芳族聚酯基纤维层。
7.如权利要求6所述的带,其中所述承重纤维是碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、尼龙纤维和聚合物纤维中的一种或多种。
8.如权利要求6所述的带,其中所述多根承重纤维被设置在基质材料中。
9.如权利要求1所述的带,其中所述夹套材料选自由以下各项组成的组:聚氨酯、聚酯、乙烯丙烯二烯弹性体、氯丁二烯、氯磺酰基聚乙烯、乙烯乙酸乙烯酯、聚酰胺、聚丙烯、丁基橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、丙烯酸弹性体、含氟弹性体、硅酮弹性体、聚烯烃弹性体、苯乙烯嵌段和二烯弹性体、天然橡胶以及至少两种化合物的任何组合。
10.一种电梯系统,其包括:
井道;
电梯轿厢,所述电梯轿厢被设置在所述井道中并且可在所述井道中移动;
带,所述带可操作地连接到所述电梯轿厢以沿着所述井道悬挂和/或驱动所述电梯轿厢,所述带包括:
受拉构件,所述受拉构件至少部分地跨带宽度延伸并且沿着所述带的长度纵向延伸,所述受拉构件至少部分地由多根芳族聚酯基纤维形成;以及
夹套材料,所述夹套材料至少部分地包封所述受拉构件。
11.如权利要求10所述的电梯系统,其中所述多根芳族聚酯基纤维被形成为织物。
12.如权利要求11所述的电梯系统,其中所述织物还包括形成为包括多根芳族聚酯基纤维的所述织物的一部分的碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、超高分子量聚乙烯、超高分子量聚丙烯、聚苯并恶唑纤维或尼龙。
13.如权利要求10所述的电梯系统,其中所述受拉构件包括在带厚度方向上排列的多个层。
14.如权利要求10所述的电梯系统,其还包括跨所述带宽度布置的多个受拉构件。
15.如权利要求10所述的电梯系统,其中所述受拉构件包括:
绳索,所述绳索包括多根承重纤维;以及
至少部分地围绕所述绳索的至少一个芳族聚酯基纤维层。
16.如权利要求15所述的电梯系统,其中所述承重纤维是碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、尼龙纤维和聚合物纤维中的一种或多种。
17.如权利要求15所述的电梯系统,其中所述多根承重纤维被设置在基质材料中。
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