CN110386533A - 电梯张紧构件的健康监测 - Google Patents

Abstract

一种用于电梯系统的悬挂构件包括至少一个张紧构件，所述至少一个张紧构件沿着悬挂构件宽度布置并且沿着所述悬挂构件的长度纵向地延伸，每个张紧构件包括多根纤维。护套材料至少部分地囊封所述至少一个张紧构件。一个或多个导电元件封闭在所述护套材料中。一种对电梯系统的悬挂构件进行健康监测的方法包括将检测电路连接到电梯系统的悬挂构件。监测所述检测电路的开路状况或短路状况中的一者，其指示所述悬挂构件的健康状况。

Description

电梯张紧构件的健康监测

背景技术

本文中公开的实施方案涉及电梯系统，并且更具体地说涉及用于悬挂和/或驱动电梯系统的电梯轿厢的承载构件。

电梯系统可用于在建筑物中的各层之间运载乘员、货物或两者。一些电梯是基于牵引的并且利用承载构件(诸如带或绳索)来支撑电梯轿厢并实现电梯轿厢的期望移动和定位。

在将带用作承载构件的情况下，多个张紧构件嵌入在共同护套中。护套将张紧构件保持在期望位置并提供摩擦负荷路径。带通常利用由钢元件形成的张紧构件并且被称为涂布钢带，但是替代地可以利用由合成或天然纤维或其他材料(诸如碳纤维增强复合物)形成的张紧构件，其被称为碳纤维带。在其他电梯系统中，张紧构件形成为绳索，在某些情况下可以对绳索进行涂布。

先进的电梯承载构件(诸如涂布钢带、碳纤维带或涂布的高性能绳索)具有磨损机构，其中保护套或涂层被磨掉，从而暴露张紧构件并且因此需要更换承载构件。此外，一些代码主体要求利用非金属纤维带(诸如碳纤维带)的电梯系统在适当位置具有健康监测系统以监测带的状况。

发明内容

在一个实施方案中，一种用于电梯系统的悬挂构件包括至少一个张紧构件，所述至少一个张紧构件沿着悬挂构件宽度布置并且沿着所述悬挂构件的长度纵向地延伸，每个张紧构件包括多根纤维。护套材料至少部分地囊封所述至少一个张紧构件。一个或多个导电元件封闭在所述护套材料中。

另外地或可选地，在该实施方案或其他实施方案中，所述一个或多个导电构件被定位和配置为使得所述护套材料由于所述电梯系统的操作而磨损。所述一个或多个导电元件在所述至少一个张紧构件暴露之前暴露。

另外地或可选地，在该实施方案或其他实施方案中，所述至少一个张紧构件由悬置在基质材料中的所述多根纤维形成。

另外地或可选地，在该实施方案或其他实施方案中，所述多根纤维由碳纤维、玻璃纤维或芳族聚酰胺纤维中的一种或多种形成。

另外地或可选地，在该实施方案或其他实施方案中，所述一个或多个导电元件位于所述护套材料中、与所述至少一个张紧构件分隔开选定距离。

另外地或可选地，在该实施方案或其他实施方案中，所述一个或多个导电元件缠绕在所述至少一个张紧构件周围。

在另一实施方案中，一种对电梯系统的悬挂构件进行健康监测的方法包括将检测电路连接到电梯系统的悬挂构件。所述悬挂构件包括：至少一个张紧构件，所述至少一个张紧构件沿着悬挂构件宽度布置并且沿着所述悬挂构件的长度纵向地延伸，每个张紧构件包括多根纤维；护套材料，所述护套材料至少部分地囊封所述至少一个张紧构件；以及一个或多个导电元件，所述一个或多个导电元件封闭在所述护套材料中。监测所述检测电路的开路状况或短路状况中的一者，其指示所述悬挂构件的健康状况。

另外地或可选地，在该实施方案或其他实施方案中，所述健康状况是所述护套材料的磨损。

另外地或可选地，在该实施方案或其他实施方案中，所述一个或多个导电元件接触所述电梯系统的滑轮，从而导致检测到所述开路状况或所述短路状况中的一者。

另外地或可选地，在该实施方案或其他实施方案中，将所述开路状况或所述短路状况中的所述一者传送到电梯控制系统。

另外地或可选地，在该实施方案或其他实施方案中，所述一个或多个导电元件位于所述护套材料中、与所述至少一个张紧构件分隔开选定距离。

另外地或可选地，在该实施方案或其他实施方案中，所述一个或多个导电元件缠绕在所述至少一个张紧构件周围。

在又一实施方案中，一种电梯系统包括井道、位于所述井道中并且可沿着所述井道移动的电梯轿厢，以及可操作地连接到所述电梯轿厢以使所述电梯轿厢沿着所述井道移动的悬挂构件。所述悬挂构件包括至少一个张紧构件，所述至少一个张紧构件沿着悬挂构件宽度布置并且沿着所述悬挂构件的长度纵向地延伸，每个张紧构件包括多根纤维。护套材料至少部分地囊封所述至少一个张紧构件。一个或多个导电元件封闭在所述护套材料中。检测电路可操作地连接到所述一个或多个导电元件。所述检测电路被配置为检测开路状况或短路状况中的一者，其指示所述悬挂构件的健康状况。

另外地或可选地，在该实施方案或其他实施方案中，所述健康状况是所述护套材料的磨损。

另外地或可选地，在该实施方案或其他实施方案中，所述一个或多个导电元件接触所述电梯系统的滑轮，从而导致检测到所述开路状况或所述短路状况中的一者。

另外地或可选地，在该实施方案或其他实施方案中，所述一个或多个导电元件位于所述护套材料中、与所述至少一个张紧构件分隔开选定距离。

另外地或可选地，在该实施方案或其他实施方案中，所述一个或多个导电元件缠绕在所述至少一个张紧构件周围。

附图说明

以下描述无论如何不应被认为是限制性的。参考附图，对相似元件相似地进行编号：

图1是代表性电梯系统的实施方案的示意图；

图2是带的实施方案的横截面视图；

图3A是带的张紧构件的实施方案的横截面视图；

图3B是带的张紧构件的另一实施方案的横截面视图；

图4是带的张紧构件的实施方案的另一横截面视图；

图5是用于电梯系统的带的检测电路的实施方案的示意图；

图6是用于电梯系统的带的检测电路的实施方案的另一示意图；以及

图7是用于电梯系统的带的检测电路的实施方案的又一示意图。

具体实施方式

本文中参考附图通过举例而非限制的方式呈现了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的对于本发明的理解而言并不需要的特征(诸如导轨、安全设施等)在本文中未进行讨论。电梯系统10包括电梯轿厢14，电梯轿厢14利用一个或多个悬挂构件(例如带16)可操作地悬挂或支撑在井道12中。虽然在以下描述中，带16是用于电梯系统中的悬挂构件，但是本领域技术人员将容易了解，本公开可以与其他悬挂构件(诸如绳索)一起利用。一条或多条带16与滑轮18和52相互作用以在电梯系统10的各个部件周围架设。滑轮18被配置为换向、偏转或空转滑轮，并且滑轮52被配置为由机器50驱动的牵引滑轮。牵引滑轮52通过机器50进行的移动驱动、移动和/或推进(通过牵引)在牵引滑轮52周围架设的一条或多条带16。换向、偏转或空转滑轮18不由机器50驱动，但是有助于在电梯系统10的各个部件周围引导一条或多条带16。一条或多条带16还可以连接到配重22，配重22用于帮助平衡电梯系统10并减小在操作期间牵引滑轮的两侧上的带张力差。滑轮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来悬挂和/或驱动电梯轿厢14此外，电梯系统10可以具有各种配置，使得一条或多条带16的两侧接合滑轮18、52或一条或多条带16的仅一侧接合滑轮18、52。图1的实施方案示出了1:1绕绳布置，其中一条或多条带16终止在轿厢14和配重22处，而其他实施方案可以利用其他绕绳布置。

带16被构造为满足带寿命要求并具有平滑操作，同时足够坚固以能够满足用于悬挂和/或驱动电梯轿厢14和配重22的强度要求。

图2提供了示例性带16构造或设计的横截面示意图。带16包括多个张紧构件24，所述多个张紧构件24沿着带16纵向地延伸并且跨越带宽度26而布置。张紧构件24至少部分地被封闭在护套材料28中，以限制张紧构件24在带16中相对于彼此移动并且保护张紧构件24。护套材料28限定牵引侧30，牵引侧30被配置为与牵引滑轮52的对应表面相互作用。护套材料28的示例性材料包括热塑性和热固性聚氨酯的弹性体、热塑性聚酯弹性体、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、天然橡胶或其组合。可以使用其他材料来形成护套材料28，前提是它们足以满足带16的所需功能。例如，护套材料28的主要功能是在带16与牵引滑轮52之间提供足够的摩擦系数，以在其之间产生期望的牵引量。护套材料28还应将牵引负荷传递到张紧构件24。此外，护套材料28应该是耐磨的并且保护张紧构件24免受例如冲击损坏、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相对的背侧34和在牵引侧30与背侧34之间延伸的带边缘36。虽然在图2的实施方案中示出了五个张紧构件24，但是其他实施方案可以包括其他数目的张紧构件24，例如，6个、10个或12个张紧构件24。此外，虽然图2的实施方案的张紧构件24是基本上相同的，但在其他实施方案中，张紧构件24可以彼此不同。虽然在图2中示出了具有矩形横截面的带16，但应了解，具有其他横截面形状的带16被认为在本公开的范围内。

现在参考图3A，张紧构件24可以是多根金属丝38(例如钢丝38)，在一些实施方案中所述金属丝38形成一股或多股40。在其他实施方案中，诸如图3B所示，张紧构件24可以包括设置在基质材料44中的多根纤维42，诸如碳纤维、玻璃纤维芳族聚酰胺纤维，或其组合。诸如聚氨酯、乙烯基酯或环氧树脂的材料可用作基质材料，以及其他热固性材料，和例如热固性聚氨酯材料。虽然在图3B的实施方案中示出了圆形横截面张紧构件几何形状，但是其他实施方案可以包括不同的张紧构件横截面几何形状，诸如矩形或椭圆形。尽管在图2中将张紧构件24的横截面几何形状示出为相同的，但在其他实施方案中，张紧构件的横截面几何形状可以彼此不同。

为了可靠地监测带16的磨损，带16包括一个或多个导电构件46。在一些实施方案中，诸如图2中，导电构件46是例如嵌入在护套材料28中并沿着带16的长度延伸的金属丝或其他元件。在一些实施方案中，如图所示，导电构件46位于张紧构件24与带16的牵引侧30之间。虽然图2中示出了四个导电构件46，但应了解可以利用导电构件46的其他数量和/或位置。

在其他实施方案中，诸如图4中所示，导电构件46位于张紧构件24处或缠绕在张紧构件24周围。在带16的一些实施方案中，张紧构件24中的每一者可以包括导电构件46，而在其他实施方案中，仅选定张紧构件24包括导电构件46。而在图4的实施方案中，导电构件46是缠绕在张紧构件24周围的金属丝状元件，但在其他实施方案中，其他配置(诸如张紧元件24的导电涂层)可用以充当导电构件46。

检测电路60利用图5中所示的示例配置可操作地连接到导电构件46。在该实施方案中，检测电路60连接到带16的两个导电构件46。当护套材料28由于例如电梯系统10的操作而磨损时，导电构件46中的两个或更多个可能因为护套材料28磨损而暴露。因此，导电构件46中的一个或多个可以接触滑轮18，特别是牵引滑轮52。当导电构件46接触牵引滑轮52时，检测电路60跨越牵引滑轮52检测到短路。当检测到短路时，检测电路60可以用信号通知电梯控制系统62需要检查和/或维修或更换带16。在一些实施方案中，电梯控制系统62可以利用短路检测时的电梯轿厢14位置或其他信息来确定带16上需要检查的位置。

图6和图7中示出了检测电路60的其他实施方案。在图6的实施方案中，检测电路60仅利用一个导电构件46并且接地到例如牵引滑轮52。当护套材料28磨损或损坏从而允许导电构件46接触牵引滑轮52时，图6的检测电路60接着跨越牵引滑轮52检测到短路(接地)。

在图7的实施方案中，检测电路60利用带16的两个导电构件46，它们在例如带16的一端连接在连接器64处。当护套材料28磨损或损坏从而允许导电构件46接触牵引滑轮52时，该配置的检测电路60断开。

包括连接到检测电路60的导电构件46的带16允许对带16，尤其是具有非金属张紧构件24的带进行健康监测。此外，通过测试和分析可以示出，对于这种带16，护套材料28的磨损指示整个皮带16的寿命，因为在这种皮带16中，护套材料28将在张紧构件24中的任何强度损失之前磨损。

术语“约”旨在包括与基于在提交本申请时可获得的设备的特定数量的测量相关联的误差程度。例如，“约”可以包括给定值的±8％或5％或2％的范围。

本文中使用的术语仅用于描述特定实施方案的目的，并且无意限制本公开。如本文中所使用，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”旨在也包括复数形式。还应理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件部件和/或其群组的存在或添加。

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效物可以取代其元件。此外，在不脱离本公开的基本范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情形或材料适应本公开的教导。因此，本公开无意限于作为预期用于执行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 (17)

1.一种用于电梯系统的悬挂构件，所述悬挂构件包括：

至少一个张紧构件，所述至少一个张紧构件沿着悬挂构件宽度布置并且沿着所述悬挂构件的长度纵向地延伸，每个张紧构件包括多根纤维；

护套材料，所述护套材料至少部分地囊封所述至少一个张紧构件；以及

一个或多个导电元件，所述一个或多个导电元件封闭在所述护套材料中。

2.如权利要求1所述的悬挂构件，其中所述一个或多个导电构件被定位和配置为使得当所述护套材料由于所述电梯系统的操作而磨损时，所述一个或多个导电元件在所述至少一个张紧构件暴露之前暴露。

3.如权利要求1所述的悬挂构件，其中所述至少一个张紧构件由悬置在基质材料中的所述多根纤维形成。

4.如权利要求1所述的悬挂构件，其中所述多根纤维由碳纤维、玻璃纤维或芳族聚酰胺纤维中的一种或多种形成。

5.如权利要求1所述的悬挂构件，其中所述一个或多个导电元件设置在所述护套材料中、与所述至少一个张紧构件分隔开选定距离。

6.如权利要求1所述的悬挂构件，其中所述一个或多个导电元件缠绕在所述至少一个张紧构件周围。

7.一种对电梯系统的悬挂构件进行健康监测的方法，所述方法包括：

将检测电路连接到电梯系统的悬挂构件，所述悬挂构件包括：

至少一个张紧构件，所述至少一个张紧构件沿着悬挂构件宽度布置并且沿着所述悬挂构件的长度纵向地延伸，每个张紧构件包括多根纤维；

护套材料，所述护套材料至少部分地囊封所述至少一个张紧构件；以及

一个或多个导电元件，所述一个或多个导电元件封闭在所述护套材料中；以及

监测所述检测电路的开路状况或短路状况中的一者，其指示所述悬挂构件的健康状况。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述健康状况是所述护套材料的磨损。

9.如权利要求7所述的方法，其中所述一个或多个导电元件接触所述电梯系统的滑轮，从而导致检测到所述开路状况或所述短路状况中的所述一者。

10.如权利要求7所述的方法，所述方法还包括将所述开路状况或所述短路状况中的所述一者传送到电梯控制系统。

11.如权利要求7所述的方法，其中所述一个或多个导电元件设置在所述护套材料中、与所述至少一个张紧构件分隔开选定距离。

12.如权利要求7所述的方法，其中所述一个或多个导电元件缠绕在所述至少一个张紧构件周围。

13.一种电梯系统，所述电梯系统包括：

井道；

电梯轿厢，所述电梯轿厢设置在所述井道中并且可沿着所述井道移动；

悬挂构件，所述悬挂构件可操作地连接到所述电梯轿厢以使所述电梯轿厢沿着所述井道移动，所述悬挂构件包括：

至少一个张紧构件，所述至少一个张紧构件沿着悬挂构件宽度布置并且沿着所述悬挂构件的长度纵向地延伸，每个张紧构件包括多根纤维；

护套材料，所述护套材料至少部分地囊封所述至少一个张紧构件；以及

一个或多个导电元件，所述一个或多个导电元件封闭在所述护套材料中；以及

检测电路，所述检测电路可操作地连接到所述一个或多个导电元件，所述检测电路被配置为检测开路状况或短路状况中的一者，其指示所述悬挂构件的健康状况。

14.如权利要求13所述的电梯系统，其中所述健康状况是所述护套材料的磨损。

15.如权利要求13所述的电梯系统，其中所述一个或多个导电元件接触所述电梯系统的滑轮，从而导致检测到所述开路状况或所述短路状况中的所述一者。

16.如权利要求13所述的电梯系统，其中所述一个或多个导电元件设置在所述护套材料中、与所述至少一个张紧构件分隔开选定距离。

17.如权利要求13所述的电梯系统，其中所述一个或多个导电元件缠绕在所述至少一个张紧构件周围。