CN110820387A

CN110820387A - 承载牵引部件及方法

Info

Publication number: CN110820387A
Application number: CN201910734159.9A
Authority: CN
Inventors: 赵谦
Original assignee: Otis Elevator Co
Current assignee: Otis Elevator Co
Priority date: 2018-08-10
Filing date: 2019-08-09
Publication date: 2020-02-21
Anticipated expiration: 2039-08-09
Also published as: US20200048043A1; CN110820387B; US11548763B2; EP3628629A1

Abstract

承载牵引部件及方法。公开了一种用于电梯系统的提升部件，包含由包括液晶聚合物纤维的多根股线形成的绳索，其中股线沿提升部件的长度延伸。第一聚合物涂层设置在纤维的外表面上或在股线的外表面上。第二聚合物涂层设置在第一聚合物涂层上。

Description

承载牵引部件及方法

技术领域

示例性实施例涉及诸如用于电梯系统的承载牵引部件(load-bearing tractionmember)的领域。

背景技术

承载部件可用于各种各样的机械设备和过程。用于承载部件的一个示例是在运输中，如用于电梯或自动扶梯系统。电梯系统通常包含轿厢和配重，其在井道内移动以将乘客或货物运送到建筑物内的不同层站(landing)。诸如缆索或带之类的承载部件连接轿厢和配重，并且在操作期间，当轿厢和配重移动到不同位置时，承载部件在安装到建筑结构的一个或多个滑轮上移动。

针对承载部件的常见构造包含张紧部件芯，如一根或多根钢丝绳(steel cord)和围绕芯设置的聚合物护套(polymer jacket)。绳索用作负载支承张紧部件，而护套将绳索保持在相对于彼此的稳定位置中，并提供摩擦负载路径以提供用于驱动带的牵引力。然而，这种钢丝绳可能致使提升部件过重而不能用于高层电梯(high rise elevator)使用。与钢丝绳带相比，在承载部件中利用复合张紧元件的碳纤维带将提供改进的强重比优势。然而，这种带需要相对刚性的热固性基质来保护易碎的碳纤维，并且这种基质材料可能降低提升部件的柔韧性。

发明内容

公开了一种用于电梯系统的提升部件，包括由包括液晶聚合物纤维的多根股线(strand)形成的绳索，其中股线沿提升部件的长度延伸。第一聚合物涂层设置在纤维的外表面上或在股线的外表面上。第二聚合物涂层设置在第一聚合物涂层上。

在一些实施例中，第一聚合物包含选自缩水甘油基、羧基、氨基、硅烷、异氰酸酯、酰胺或羟基的活性基团(active group)。

在前述实施例中的任一个或组合中，第一聚合物涂层包括丙烯酸聚合物、环氧聚合物、氨基甲酸酯聚合物、硅烷接枝聚合物、三聚氰胺树脂或丙烯酰胺聚合物。

在前述实施例中的任一个或组合中，液晶聚合物包括芳香族聚酯。

在前述实施例中的任一个或组合中，基于股线的总重量，股线包括至少50重量%的液晶聚合物纤维。

在前述实施例中的任一个或组合中，股线还包括选自碳纤维、玻璃纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚苯并恶唑纤维或聚酰胺纤维的纤维。

在前述实施例中的任一个或组合中，第二聚合物涂层包括选自热塑性聚氨酯、聚酰胺、烯烃、弹性体、EPDM、含氟聚合物、含氯聚合物、氯磺隆弹性体的弹性体聚合物。

在前述实施例中的任一个或组合中，提升部件可进一步包括在第二涂层上的第三涂层，其包括热塑性聚氨酯或乙烯丙烯二烯聚合物。

在前述实施例中的任一个或组合中，第三聚合物涂层还包含阻燃剂、或UV稳定剂、或阻燃剂和UV稳定剂二者。

还公开了一种制作前述实施例中的任一个或组合的提升元件的方法。根据该方法，提供了包括液晶聚合物纤维丝的多根股线，其中纤维丝或所述股线涂覆有第一聚合物或第一聚合物的前体。多根股线形成为绳索，并且第二聚合物设置在所述多根股线上。

在一些实施例中，前述方法还包括由所述液晶聚合物纤维丝形成股线，其中丝涂覆有第一聚合物或第一聚合物的前体。

还公开了制作前述实施例中的任一个或组合的提升元件的另一种方法。根据该方法，将包括液晶聚合物纤维丝的多根股线形成为绳索，并且以包括第一聚合物或第一聚合物的前体的流体组合物浸渍绳索。然后将第二聚合物设置在浸渍的股线上。

还公开了一种电梯系统，包括井道、设置在井道中并在其中可移动的电梯轿厢、以及根据前述实施例中的任一个或组合的提升部件。提升部件可操作地连接到电梯轿厢，以沿井道悬挂和/或驱动电梯轿厢。

附图说明

以下描述不应视为以任何方式进行限制。参考附图，相似的元件相似地编号：

图1A是电梯系统的一个示例实施例的示意图；

图1B是电梯系统的另一示例实施例的示意图；

图1C是电梯系统的又另一示例实施例的示意图；

图2示意性地示出了绳索构造的一个示例实施例；

图3示意性地示出了绳索的一个示例实施例的横截面视图；以及

图4示意性地示出了绳索的另一示例实施例的横截面视图。

具体实施方式

本文中通过示例而非限制的方式参考附图展示了所公开的设备和方法的一个或多个实施例的详细描述。

图1A、1B和1C中所示的是示例性牵引电梯系统10的示意图。本文中不讨论电梯系统10的特征，这些特征对于理解本公开不是必需的(如导轨、安全装置等)。电梯系统10包含电梯轿厢12，该电梯轿厢12可操作地悬挂或支承在带有一个或多个提升部件16的井道14中。一个或多个提升部件16与一个或多个滑轮18相互作用，以围绕电梯系统10的各个构件排布。一个或多个提升部件16也可连接到配重22，该配重22用于帮助平衡电梯系统10并减小操作期间牵引滑轮两侧上的张力差。

滑轮18每个都具有直径20，其可与电梯系统10中的其它滑轮18的直径相同或不同。滑轮中的至少一个可为驱动滑轮26。驱动滑轮26由机器24驱动。驱动滑轮26通过机器24的移动驱动、移动和/或推进(通过牵引)围绕驱动滑轮26排布的一个或多个提升部件16。滑轮18中的至少一个可为转向器、偏转器或惰轮18。转向器、偏转器或惰轮18不由机器24驱动，而是帮助引导一个或多个提升部件16围绕电梯系统10的各个构件。

在一些实施例中，电梯系统10可使用两个或更多个提升部件16用于悬挂和/或驱动电梯轿厢12。另外，电梯系统10可具有各种构造，使得一个或多个提升部件16的两侧任一接合一个或多个滑轮18(如图1A、1B或1C中的示例性电梯系统中所示)。

图1A提供了1:1绕绳布置(roping arrangement)，其中一个或多个提升部件16终止于轿厢12和配重22处。图1B和1C提供不同的绕绳布置。确切地说，图1B和1C示出了轿厢12和/或配重22可在其上具有与一个或多个提升部件16接合的一个或多个滑轮18，并且一个或多个提升部件16可在其它位置终止，通常在井道14内的结构处(如用于无机房电梯系统)或机房内(用于使用机房的电梯系统)。在该布置中使用的滑轮18的数量决定了特定的绕绳比(例如，图1B和1C中所示的2:1的绕绳比或不同的比率)。本领域技术人员将容易认识到，本公开的构造可用在除了图1A、1B和1C中所示的示例性类型之外的电梯系统上。

现在参看图2，示出了示例性提升部件16的横截面视图。提升部件16可构造成在经过一个或多个滑轮18时具有足够的柔性，以提供低弯曲应力，满足寿命要求并且具有平稳操作，同时足够坚固以能够满足针对悬挂和/或驱动电梯轿厢12的强度要求。如图2中所示，绳索30由纤维32形成。纤维可为丝(例如，单丝)的形式，其可通过加捻或缠绕或其它技术形成股线。虽然短丝可绞合在一起以制成股线，但在一些实施例中，丝可为延伸至绳索的整个长度的长丝。如图2中所示，纤维32加捻成第一股线(也称为纱线)34，并且许多纱线34加捻或缠绕在一起以形成股线36，所述股线36缠绕在一起以形成绳索30。当然，图2中所示的绳索30仅仅是一种绳索形成技术的代表性示例。可使用许多其它的，包含各种编织和缠绕技术，以及其它绳索结构，如平行芯和用于金属钢丝绳(metal wire rope)的各种类型的铺设结构。例如，在一些实施例中，股线36可编织而不是缠绕。而且，图2仅示出了三个层级的纤维组合(纱线34、股线36和绳索30)，但是可采用额外的级别。例如，在一些实施例中，图2中标识为绳索30的结构本身可为股线，通过编织、加捻或缠绕与其它股线组合成更大的绳索结构。

下面参考图3和图4中示出的绳索的示例性实施例的横截面图进一步描述和解释本公开。现在参考图3和4，绳索30的横截面包含多根股线38，其分别包括纤维32。如上所提及的，用于本文所描述的绳索的纤维包含液晶聚合物纤维。液晶聚合物纤维可包含溶致聚合物纤维或热致聚合物纤维。溶致聚合物在熔化之前分解，但在适当的条件下在溶液中形成液晶，且因此这些聚合物纤维通常从溶液中纺出(spun)。用于纤维的溶致聚合物的示例可包含芳香族聚酰胺或聚亚苯基苯并二恶唑(PBO)聚合物。热致聚合物表现出以熔融形式的液晶形成，且因此这些聚合物纤维通常由熔体纺出。用于纤维的热致聚合物的示例包含芳香族聚酯，如4-羟基苯甲酸和6-羟基萘-2-羧酸的缩聚产物。基于纤维的绳索直径的范围可从0.5mm到60mm。在一些实施例中，除了LCP纤维之外，股线可包含其它纤维。这些另外的纤维可包含但不限于碳纤维、玻璃纤维、超高分子量(例如，100,000-250,000单体单元的大分子长度)聚乙烯纤维、聚苯并恶唑纤维、聚酰胺纤维或金属纤维(例如钢)。在一些实施例中，股线不含金属纤维。在一些实施例中，基于股线的总重量，股线包含至少10重量%、或至少20重量%、或至少30重量%、或至少40重量%、或至少50重量%、或至少60重量%、或至少70重量%、或至少80重量%、或至少90重量%、或100重量%的液晶聚合物纤维。

继续参看图3和4，示出了在其上具有第一聚合物涂层40的股线38。液晶聚合物可具有相对低的表面能，其可能难以粘附，并且在一些实施例中，第一聚合物涂层可构造成促进对液晶聚合物纤维的粘附。在一些实施例中，第一聚合物可包含活性或官能团，其可提供反应性位点，其可促进第一聚合物与纤维或股线的粘附。这些活性基团或官能团的示例包含但不限于缩水甘油基、羧基、氨基、羟基、异氰酸酯、硅烷、三聚氰胺。在一些实施例中，第一聚合物可在纤维或股线的表面上在适当的位置经历固化反应，这可促进第一聚合物与纤维或股线的粘附。固化反应可涉及链延长(即聚合)、断链或聚合物分子之间的交联，或这些反应的任何组合。在一些实施例中，第一聚合物可提供压敏粘附效果，其可促进第一聚合物与纤维32或股线38和第二聚合物42之间的粘附。可用于第一聚合物涂层40的聚合物的示例包含但不限于丙烯酸聚合物、环氧聚合物、氨基甲酸酯聚合物、硅烷接枝聚合物、三聚氰胺树脂、丙烯酰胺聚合物。

在一些实施例中，作为纤维、纱线或股线制造的一部分，可将第一聚合物涂层40(或其前体，例如单体、预聚物、固化剂或形成最终聚合物的其它反应物)设置到纤维上。在一些实施例中，作为纤维丝制造过程的一部分，纤维丝可涂覆有第一聚合物。在备选实施例中，第一聚合物涂层可作为绳索制造的一部分施加，例如在施加第二聚合物42之前将股线喷射或浸渍在包括第一聚合物或其前体的流体组合物中。在以用于形成第一聚合物涂层40的流体组合物喷涂或浸渍之前，期间或之后，可通过诸如加捻、缠绕或编织的操作形成绳索的股线或整个绳索。在一些实施例中，第一聚合物涂层可响应于第二聚合物42的施加和/或响应于以其施加第二聚合物42的条件经历固化反应(包含部分或后固化反应)。

第二聚合物42可通过各种机制施加，包含但不限于挤出、拉挤成型、浸涂、喷涂、刷涂或其它涂覆方法。与第一聚合物涂层40一样，绳索的股线或整个绳索可在施加第二聚合物42之前通过诸如加捻、缠绕或编织的操作形成。例如，关于在如图1中所示的绳索的情况下通过挤出或拉挤成型施加第二聚合物，在一些实施例中，在引入至挤出/拉挤成型站之前，可将股线36加捻或缠绕成绳索30，并然后与第二聚合物42一起通过尺寸设计成适于绳索30的模具挤出或拉挤成型。在一些实施例中，股线36可与第二聚合物42一起挤出/拉挤成型(通过尺寸设计成适于股线36的单独模具或通过单一较大模具)，并且在紧急情况时通过模具经历加捻或缠绕，其中第二聚合物42仍在第一状态中。

在一些实施例中，在一些实施例中，包含如图3和4中所示，第二聚合物42可提供弹性体基质，纤维和/或股线位于其中。用于第二聚合物的弹性体聚合物的示例包含热塑性聚氨酯(TPU)、聚酯、聚酰胺、烯烃弹性体、EPDM、含氟聚合物、含氯聚合物、氯磺隆弹性体。聚氨酯和聚酯可通过各种途径提供以弹性体性质，包含但不限于使用聚醚多元醇单体或预聚物将柔性聚醚链段结合到分子结构中。各种市售TPU和聚酯组合物可提供目标性能，包含但不限于硬度、弹性、拉伸强度、扭转模量、撕裂强度、蠕变性能、任何上述或其它性质对温度的依赖性(例如，耐热性)。可使用不同聚合物的混合物来实现目标性能参数。

在一些实施例中，绳索的外表面可具有促进诸如磨损、磨蚀、表面能量(例如，用于滑动性能)的因素的目标性能的特性。在一些实施例中，绳索的外表面的特征在于至少75肖氏A、或至少80肖氏A、或至少85肖氏A、或至少90肖氏A的硬度，在每种情况下都根据DIN ISO7619-1(3s)。肖氏A硬度可范围高达62D(大于100 A)。在一些实施例中，可通过第二聚合物42提供所需的外表面性质。在一些实施例中，诸如图4中所示的第三聚合物层46的第三层可设置为绳索30上的外层。在一些实施例中，第三聚合物层46可在任何上述值或范围处提供肖氏A硬度。可用作第三聚合物层46的聚合物的示例包含TPU(其可用作水分散体的外层)或乙烯丙烯二烯聚合物(EPDM)。在一些实施例中，外层如第三聚合物层46可包含添加剂，如UV稳定剂(例如，苯并三唑衍生物)、阻燃剂(例如，有机磷化合物)或抗氧化剂(例如受阻酚)。

用语“大约”旨在包含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”可包含给定值的±8%或5%或2%的范围。

本文中使用的用语仅用于描述特定实施例的目的，且不旨在限制本公开。如本文使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”旨在也包含复数形式，除非上下文清楚地另外指出。除非另有说明，否则用语“或”意味着“和/或”。还将理解的是，用语“包括”和/或“包括了”当用于此说明书中时表示指出的特征、整数、步骤、操作、元件和/或构件的存在，但并未排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、构件和/或其组合。

虽然已经参考一个或多个示例性实施例描述了本公开，但将由本领域技术人员理解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可进行各种改变并且等同物可被替换用于其元件。此外，可制作出许多改型来使特定情形或材料适于本公开的教导内容，而不脱离其基本范围。因此，旨在本公开不限于公开为针对执行该本公开构想的最佳模式的特定实施例，而是本公开将包含落入权利要求书的范围内的所有实施例。

Claims

1.一种用于电梯系统的提升部件，包括：

由多根股线形成的绳索，所述股线包括液晶聚合物纤维，所述股线沿所述提升部件的长度延伸；

在所述纤维的外表面上或在所述股线的外表面上的第一聚合物涂层；以及

设置在所述第一聚合物涂层上的第二聚合物涂层。

2.根据权利要求1所述的提升部件，其中，所述第一聚合物包含选自缩水甘油基、羧基、氨基、硅烷、异氰酸酯、酰胺或羟基的活性基团。

3.根据权利要求1所述的提升部件，其中，所述第一聚合物涂层包括丙烯酸聚合物、环氧聚合物、氨基甲酸酯聚合物、硅烷接枝聚合物、三聚氰胺树脂或丙烯酰胺聚合物。

4.根据权利要求1所述的提升部件，其中，所述液晶聚合物包括芳香族聚酯。

5.根据权利要求1所述的提升部件，其中，基于所述股线的总重量，所述股线包括至少50重量%的液晶聚合物纤维。

6.根据权利要求1所述的提升部件，其中，所述股线还包括选自碳纤维、玻璃纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚苯并恶唑纤维或聚酰胺纤维的纤维。

7.根据权利要求1所述的提升部件，其中，所述第二聚合物涂层包括选自热塑性聚氨酯、聚酰胺、烯烃、弹性体、EPDM、含氟聚合物、含氯聚合物、氯磺隆弹性体的弹性体聚合物。

8.根据权利要求1所述的提升部件，还包括在所述第二涂层上的第三涂层，所述第三涂层包括热塑性聚氨酯或乙烯丙烯二烯聚合物。

9.根据权利要求8所述的提升部件，其中，所述第三聚合物涂层还包含阻燃剂、或UV稳定剂、或阻燃剂和UV稳定剂二者。

10.一种制作根据权利要求1所述的提升元件的方法，包括：

提供包括液晶聚合物纤维丝的多根股线，所述纤维丝或所述股线涂覆有所述第一聚合物或所述第一聚合物的前体；

将所述多根股线形成为绳索；以及

将所述第二聚合物设置在所述多根股线上。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括由所述液晶聚合物纤维丝形成所述股线，所述丝涂覆有所述第一聚合物或所述第一聚合物的前体。

12.一种制作根据权利要求1所述的提升元件的方法，包括：

将包括液晶聚合物纤维丝的多根股线形成为绳索；

以包括所述第一聚合物或所述第一聚合物的前体的流体组合物浸渍所述股线；以及

将所述第二聚合物设置于所述浸渍的股线上。

13.一种电梯系统，包括：

井道；

设置在所述井道中并在其中可移动的电梯轿厢；以及

根据权利要求1所述的提升部件，所述提升部件可操作地连接到所述电梯轿厢，以沿所述井道悬挂和/或驱动所述电梯轿厢。

14.根据权利要求13所述的电梯系统，其中，所述第一聚合物包含选自缩水甘油基、羧基、氨基、硅烷、异氰酸酯、酰胺或羟基的活性基团。

15.根据权利要求13所述的电梯系统，其中，所述第一聚合物涂层包括丙烯酸聚合物、环氧聚合物、氨基甲酸酯聚合物、硅烷接枝聚合物、三聚氰胺树脂、丙烯酰胺聚合物。

16.根据权利要求13所述的电梯系统，其中，所述液晶聚合物包括芳香族聚酯。

17.根据权利要求13所述的电梯系统，其中，基于所述股线的总重量，所述股线包括至少50重量%的液晶聚合物纤维。

18.根据权利要求13所述的电梯系统，其中，所述股线还包括选自碳纤维、玻璃纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚苯并恶唑纤维或聚酰胺纤维的纤维。

19.根据权利要求13所述的电梯系统，其中，所述第二聚合物涂层包括选自热塑性聚氨酯、聚酰胺、烯烃、弹性体、EPDM、含氟聚合物、含氯聚合物、氯磺隆弹性体的弹性体聚合物。

20.根据权利要求13所述的电梯系统，还包括在所述第二涂层上的第三涂层，所述第三涂层包括热塑性聚氨酯或乙烯丙烯二烯聚合物。