CN110386527A - 电梯滚子导轮的预测故障检测 - Google Patents

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Abstract

一种电梯轿厢导轮系统包括：导轮，其位于电梯轿厢处，被配置为接触电梯系统的导轨。所述导轮包括：轮毂，其位于导轮轴线处；轮辋；和轮外部，其位于所述轮辋处，并被配置为与所述导轨接触。磁性元件位于所述导轮处，并且传感器位于所述导轮处并被配置为经由检测所述磁性元件的磁场来检测所述导轮围绕导轮轴线的旋转方向和旋转速度。

Description

电梯滚子导轮的预测故障检测
背景技术
示例性实施方案涉及电梯系统领域，并且更具体地涉及监测和检测电梯系统的滚子导轮的状况。
在典型的电梯系统中，电梯轿厢经由位于电梯轿厢处的一个或多个导轮与电梯系统的导轨接口连接。滚子导轮接触导轨并沿着导轨引导电梯轿厢通过井道。
有缺陷的滚子导轮(诸如旋转得比所需速度更慢的那些滚子导轮或由于机械故障而停止旋转的滚子导轮)在电梯系统运行中可能是危险的。此外，由于有缺陷的滚子导轮和导轨之间的摩擦增加，这种有缺陷的滚子导轮极大地增加了运行电梯的噪声和振动。有缺陷的滚子导轮也影响其他滚子导轮的运行状态，导致维修成本增加，并且也可能极大地影响轿厢内乘客的安全。
发明内容
在一个实施方案中，电梯轿厢导轮系统包括：导轮，其位于电梯轿厢处，被配置为接触电梯系统的导轨。导轮包括：轮毂，其位于导轮轴线处；轮辋；和轮外部，其位于所述轮辋处，并被配置为与所述导轨接触。磁性元件位于所述导轮处，并且传感器位于所述导轮处并被配置为经由检测所述磁性元件的磁场来检测所述导轮围绕导轮轴线的旋转方向和旋转速度。
附加地或替代地，在该实施方案或其他实施方案中，传感器是霍尔效应传感器。
附加地或替代地，在该实施方案或其他实施方案中，旋转速度和/或方向在阈值之外指示所述导轮的损坏或故障。
附加地或替代地，在该实施方案或其他实施方案中，传感器可操作地连接到电梯系统控制器。
附加地或替代地，在该实施方案或其他实施方案中，磁性元件是磁环或粘性磁带中的一者。
在另一个实施方案中，电梯系统包括：导轨；电梯轿厢，其可操作地连接到所述导轨并能够沿所述导轨移动；一个或多个电梯轿厢引导件，其用于将所述电梯轿厢可操作地连接到所述导轨。每个电梯轿厢引导件包括位于电梯轿厢处的导轮，该导轮被配置为接触电梯系统的导轨。导轮包括：轮毂，其位于导轮轴线处；轮辋；和轮外部，其位于所述轮辋处，并被配置为与所述导轨接触。磁性元件位于所述导轮处，并且传感器位于所述导轮处并被配置为经由检测所述磁性元件的磁场来检测所述导轮围绕导轮轴线的旋转方向和旋转速度。
附加地或替代地，在该实施方案或其他实施方案中，传感器是霍尔效应传感器。
附加地或替代地，在该实施方案或其他实施方案中，旋转速度和/或方向在阈值之外指示所述导轮的损坏或故障。
附加地或替代地，在该实施方案或其他实施方案中，传感器可操作地连接到电梯系统控制器。
附加地或替代地，在该实施方案或其他实施方案中，电梯系统控制器被配置为将检测到的旋转速度和方向与预期的旋转速度和方向进行比较。
附加地或替代地，在该实施方案或其他实施方案中，如果所述旋转速度和/或方向在预期阈值之外，则所述电梯系统控制器促使停止所述电梯轿厢的运行。
附加地或替代地，在该实施方案或其他实施方案中，多个导轮位于电梯轿厢处，并且传感器位于多个导轮的每个导轮处。
附加地或替代地，在该实施方案或其他实施方案中，将所述多个导轮中的第一导轮的第一旋转速度与所述多个导轮中的第二导轮的第二旋转速度进行比较，旋转速度的差值指示所述第一导轮或所述第二导轮的损坏或故障。
附加地或替代地，在该实施方案或其他实施方案中，磁性元件是磁环或粘性磁带中的一者。
在又一个实施方案中，操作电梯系统的方法包括沿着导轨移动电梯轿厢，所述电梯轿厢经由导轮可操作地连接到所述导轨。导轮包括：轮毂，其位于导轮轴线处；轮辋；轮外部，其位于所述轮辋处，并被配置为与所述导轨接触；以及磁性元件，其设置在所述导轮处。经由与所述磁性元件相互作用的传感器检测所述导轮的旋转方向和速度。将检测到的所述导轮的旋转方向和速度与预期的旋转方向和速度进行比较。所述比较的结果指示所述导轮的状况。
附加地或替代地，在该实施方案或其他实施方案中，旋转方向和/或速度在阈值之外指示所述导轮的损坏或故障。
附加地或替代地，在该实施方案或其他实施方案中，基于所述比较的结果停止所述电梯轿厢的运行。
附加地或替代地，在该实施方案或其他实施方案中，将位于所述电梯轿厢处的第一导轮的第一旋转速度与位于所述电梯轿厢处的第二导轮的第二旋转速度进行比较。所述第一旋转速度和所述第二旋转速度之间的差值指示所述第一导轮或所述第二导轮中的一个的损坏或故障。
附图说明
以下描述不应当被认为以任何方式进行限制。参照附图，相似元件进行相似编号：
图1是电梯系统的实施方案的示意图；
图2是电梯系统的实施方案的另一示意图；
图3是电梯系统的导轮布置的实施方案的透视示意图；以及
图4是电梯系统的导轮布置的实施方案的平面图。
具体实施方式
本文参照附图通过举例而非限制的方式呈现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示出了示例性牵引电梯系统10的示意图。电梯系统10包括电梯轿厢14，所述电梯轿厢14利用诸如绳索或带16的一个或多个承载构件操作性地悬挂或支撑在井道12中。带16与绳轮18和52相互作用以围绕电梯系统10的各种部件导引。绳轮18被配置为换向器、偏转器或惰性绳轮，并且绳轮52被配置为牵引绳轮、由机器50驱动。牵引绳轮52通过机器50的移动(通过牵引)对围绕牵引绳轮52导引的带16进行驱动、移动和/或推进。换向器、偏转器或惰性绳轮18不由机器50驱动，而是帮助围绕电梯系统10的各个部件引导带16。带16还可连接到配重22，所述配重22用于帮助平衡电梯系统10并减小在操作期间位于牵引绳轮52的两侧上的带张力的差。绳轮18和52各自具有可以彼此相同或不同的直径。
在一些实施方案中，电梯系统10可以使用两条或更多条带16以用于悬挂和/或驱动电梯轿厢14。此外，电梯系统10可以具有各种构造，使得一条或多条带16的两侧接合绳轮18、52，或者一条或多条带16的仅一侧接合绳轮18、52。图1的实施方案示出了1:1挂绳布置，其中一条或多条带16端接在轿厢14和配重22处，而其它实施方案可利用其它挂绳布置。
参照图2，电梯轿厢14沿着布置在井道12中的一个或多个导轨24的路径在井道12中行进。在图2的实施方案中，使用位于电梯轿厢14的相对侧的两个导轨24，但是应当理解，在其他实施方案中，可以使用其他数量的导轨24(诸如一个或四个导轨24)。安装在电梯轿厢14处的轿厢引导件26与导轨24相互作用，从而沿着导轨24的路径引导电梯轿厢14。在一些实施方案中，诸如图2所示，电梯轿厢14包括四个轿厢引导件26，其中两个轿厢引导件26定位成与每个导轨24相互作用。然而，应当理解，在其他实施方案中，可以使用其他数量的轿厢引导件26。
现在参照图3，更详细地示出了示例性轿厢引导件26。轿厢引导件26包括固定到电梯轿厢14的引导基座28。多个导轮30固定到引导基座28。虽然在图3的实施方案中，使用三个导轮30，但是应当理解，在其他实施方案中，可以使用其他数量的导轮30，诸如一个或两个导轮30。每个导轮30包括轮毂32和轮辋34。外轮部分36安装在轮辋34处并且在导轮30和导轨14之间提供界面。导轮30被配置成在电梯轿厢14沿井道12行进时接触导轨14，如图4中最佳示出的。当电梯轿厢14沿井道12行进时，导轮30保持与导轨24接触并围绕导轮轴线38旋转。
再次参照图3，导轮30的损坏或故障可能降低电梯系统10的性能，并且可能增加电梯轿厢12中的乘客感测到的噪声和/或振动。导轮30的这种损坏或故障经常导致导轮30围绕导轮轴线38的旋转停止减慢，从而导致导轮30和导轨24之间的摩擦增加。监测系统40连接到导轮30以检测导轮30的旋转，并且因此如果基于电梯轿厢14沿井道12的行进速度检测到小于选定值旋转速度，则检测到导轮30的损坏或故障。
监测系统40包括多个传感器，例如设置在每个导轮30处的霍尔效应传感器42。霍尔效应传感器42位于导轮30附近，以检测导轮30的旋转方向和速度。为了便于这种检测，诸如磁环或粘性磁条的磁性元件44位于轮辋34处。因此，霍尔效应传感器42通过由磁性元件44产生的磁场的波动来检测导轮30的旋转方向和速度。
来自霍尔效应传感器42的速度和方向数据被输出到电梯系统控制器46。在控制器处，连续评估速度和方向数据以确定导轮30的状况。例如，将检测到的旋转速度和方向与电梯轿厢14沿井道12的速度进行比较。导轮30的旋转速度与电梯轿厢14的速度之间的差值在选定的速度阈值之外可能指示导轮30的损坏或故障。此外，在一些实施方案中，将轿厢引导件26的第一导轮30A(图4中示出)的旋转速度与其他导轮30B和30C的旋转速度进行比较。导轮30A、30B和30C的旋转速度的差值指示导轮30A、30B或30C中的一个或多个的损坏或故障。在大多数情况下，当导轮30的旋转速度低于预期旋转速度或低于其他导轮30的旋转速度时，指示导轮30损坏或磨损。
当电梯系统控制器46基于检测到的导轮30的旋转速度和/或方向确定这样的导轮30损坏或故障状况时，电梯系统控制器46将通过例如将信号发给电梯系统制动器48以使电梯轿厢14停止在安全状况而停止电梯系统10的运行。在一些实施方案中，电梯系统控制器46可以经由警报或其他通信发送维修或修理警告的信号。
另外，当检测到的导轮30的旋转速度超过预期值时，监测系统40可用于检测电梯轿厢14的超速状况。在这种情况下，电梯控制系统46向电梯安全制动器(未示出)发信号以停止电梯轿厢14。
本文公开的监测系统40监测导轮30的旋转以检测导轮30的损坏或故障。这种状况的早期检测减少了与电梯系统相关的服务停机时间和成本。
术语“约”旨在包括与基于在提交本申请时可用的装备的特定数量的测量相关联的误差程度。
本文使用的术语仅用于描述特定实施方案的目的，并且不旨在限制本公开。如本文中所用，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一个”、“一种”和“该/所述”也旨在包括复数形式。还应理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是并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/或它们的组。
虽然已经参照一个或多个示例性实施方案描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行各种改变并且等同物可以替代其要素。此外，在不脱离本公开的实质范围的情况下，可进行许多修改以使特定情况或材料适于本公开的教导。因此，旨在本公开不限于作为预期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的范围内的所有实施方案。

Claims (18)

1.一种电梯轿厢导轮系统，包括：
导轮，其设置在电梯轿厢处，被配置为接触电梯系统的导轨，所述导轮包括：
轮毂，其设置在导轮轴线处；
轮辋；和
轮外部，其设置在所述轮辋处，并被配置为与所述导轨接触；
磁性元件，其设置在所述导轮处；和
传感器，其设置在所述导轮处，被配置为经由检测所述磁性元件的磁场来检测所述导轮围绕导轮轴线的旋转方向和旋转速度。
2.如权利要求1所述的电梯轿厢导轮系统，其中所述传感器是霍尔效应传感器。
3.如权利要求1所述的电梯轿厢导轮系统，其中旋转速度和/或方向在阈值之外指示所述导轮的损坏或故障。
4.如权利要求1所述的电梯轿厢导轮系统，其中所述传感器可操作地连接到电梯系统控制器。
5.如权利要求1所述的电梯导轮系统，其中所述磁性元件是磁环或粘性磁带中的一者。
6.一种电梯系统，包括：
导轨；
电梯轿厢，其可操作地连接到所述导轨并能够沿所述导轨移动；
一个或多个电梯轿厢引导件，其用于将所述电梯轿厢可操作地连接到所述导轨，每个电梯轿厢引导件包括：
导轮，其设置在电梯轿厢处，被配置为接触电梯系统的导轨，所述导轮包括：
轮毂，其设置在导轮轴线处；
轮辋；和
轮外部，其设置在所述轮辋处，并被配置为与所述导轨接触；
磁性元件，其设置在所述导轮处；和
传感器，其设置在所述导轮处，被配置为经由检测所述磁性元件的磁场来检测所述导轮围绕导轮轴线的旋转方向和旋转速度。
7.如权利要求6所述的电梯系统，其中所述传感器是霍尔效应传感器。
8.如权利要求6所述的电梯系统，其中旋转速度和/或方向在阈值之外指示所述导轮的损坏或故障。
9.如权利要求6所述的电梯系统，其中所述传感器可操作地连接到电梯系统控制器。
10.如权利要求9所述的电梯系统，其中所述电梯系统控制器被配置为将检测到的旋转速度和方向与预期的旋转速度和方向进行比较。
11.如权利要求10所述的电梯系统，其中如果所述旋转速度和/或方向在预期阈值之外，则所述电梯系统控制器促使停止所述电梯轿厢的运行。
12.如权利要求6所述的电梯系统，还包括：
多个导轮，其设置在所述电梯轿厢处；和
传感器，其设置在所述多个导轮的每个导轮处。
13.如权利要求12所述的电梯系统，其中将所述多个导轮中的第一导轮的第一旋转速度与所述多个导轮中的第二导轮的第二旋转速度进行比较，旋转速度的差值指示所述第一导轮或所述第二导轮的损坏或故障。
14.如权利要求6所述的电梯系统，其中所述磁性元件是磁环或粘性磁带中的一者。
15.一种操作电梯系统的方法，包括：
沿着导轨移动电梯轿厢，所述电梯轿厢经由导轮可操作地连接到所述导轨，所述导轮包括：
轮毂，其设置在导轮轴线处；
轮辋；
轮外部，其设置在所述轮辋处，并被配置为与所述导轨接触；和
磁性元件，其设置在所述导轮处；
经由与所述磁性元件相互作用的传感器检测所述导轮的旋转方向和速度；和
将所述检测到的所述导轮的旋转方向和速度与预期的旋转方向和速度进行比较；
其中所述比较的结果指示所述导轮的状况。
16.如权利要求15所述的方法，其中旋转方向和/或速度在阈值之外指示所述导轮的损坏或故障。
17.如权利要求15所述的方法，还包括基于所述比较的结果停止所述电梯轿厢的运行。
18.如权利要求15所述的方法，还包括将设置在所述电梯轿厢处的第一导轮的第一旋转速度与设置在所述电梯轿厢处的第二导轮的第二旋转速度进行比较，所述第一旋转速度和所述第二旋转速度之间的差值指示所述第一导轮或所述第二导轮中的一个的损坏或故障。
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