CN1447772A - 具有蓄压器的液压传动电梯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有蓄压器(16)的液压传动的电梯。按本发明，在液压传动装置(2)和蓄压器(16)之间设置了一个利用一电动机(14)驱动的泵(13)，借助该泵液压油可以从液压传动装置(2)输送到蓄压器(16)，反向输送亦可，在此情况下没有调制液压油流用的调节阀，例如比例预控制的阀。由于在泵(13)上一方面汽缸导管(11)中的压力Pz发生作用，另一方面蓄压器导管(15)中的压力Ps发生作用，所以泵(13)的电动机(14)必然只针对差压工作，而且在一定运行状态下甚至可以起发电机的作用，并经过一个控制着它的功率调节器(23)而输出电能。这样，用于电梯运行的电能需求量便得以减少。电梯厢(1)的速度由一个控制－调节装置(25)经过功率调节器(23)单独通过对电动机(14)的控制来加以控制或调节。

Description

具有蓄压器的液压传动电梯
本发明涉及权利要求1的前序部分中所述类型的一种液压传动的电梯。
DE-A1-4034666中公开了权利要求1的前序部分中所述类型的一种液压传动的电梯。在用于电梯厢的液压传动装置和在该文献中称之为均衡升降装置的蓄压器之间，利用一台泵来输送液压油。从该泵至液压传动装置和从该泵至蓄压器的导管中，分别设置了一个速度调节阀，借此可控制运行曲线。该文献中还披露了一点，就是泵由一电动机驱动，而电动机则由一换流器加以控制。
在EP-A1-829445中指出一种装置，在此，在一定条件下，与泵相耦联的电动机起着发电机的作用，从而可以将过剩的液压能转化为电能，也就是可加以回收利用。
US-A-5,281,774公开了一种用于液压传动电梯的控制装置，在此，驱动着泵的电动机是用一换流器加以控制的。
US-A-5,579,868也公开了一种具有一蓄压器的液压传动的电梯。在该电梯上，按其设计之一，在用于电梯的液压传动装置和蓄压器之间接通一个第一泵，液压传动装置和蓄压器之间的液压油流可利用该泵进行调制。一个液压马达与该第一泵相联，通过该液压马达液压油的一个可调节的分流流向贮油罐，其中，由于在液压油减压时产生的压差便可从液压传动装置或蓄压器至无压力的贮油罐回收能量，这种能量在第一泵运行时得到充分利用。液压油可以利用一个第二泵从贮油罐输送至蓄压器，以达到对蓄压器不断增压的目的。
从WO98/34868获知，用于输送一液压传动的电梯上液压油的泵是通过一种电功率调节器来操纵的。这种功率调节器都是以变频器概念而公知的。
本发明的任务是：简化液压线路，并降低对电能的需要量特别是峰值需要量即电连接功率。
按本发明，上述任务是通过权利要求1的特征加以解决的。一些有利的结构形式可以从属权利要求中得知。
下面将参照附图对本发明的几个实施例做较详细的说明。
附图表示：
图1是一台液压传动的电梯示意图，
图2是一个有关的有利变体的示意图，
图3是一个特殊结构的示意图，和
图4是一个特别有利的解决方案的示意图。
在图1中用参考标号1表示的电梯厢，它可以由一液压传动装置2传动。从液压传动装置2至电梯厢1的力传递是按已知方式利用一绳索3来实现的，该绳索经过一个被固定在液压传动装置2上的滑轮5而被转向。绳索3的一端被固定在一结构体部分4上，但也可以被固定在图中未绘出的用于电梯厢1的导轨上。已知的绳索3和滑轮5的不同布置在本发明范围内是可行的。关于这一点，图1仅表示一个示例而已。如在WO98/34868中所指出的，电梯厢1的直接传动通过液压传动装置进行也是可行的。
液压传动装置2由一汽缸6构成，一个被固定在一活塞杆7上的活塞8可以在该汽缸中运动。活塞杆7的对置于活塞8的一端支承着滑轮5。汽缸6的内腔被活塞8分开成一个第一压力室9和一个第二压力室10。所示实施例的液压传动装置2是一种所谓的柱塞式汽缸，其上的两个压力室9和10是连通的。就是说，在活塞8上没有针对汽缸6的内壁的密封件，而仅有在此未示的一个导引件。在活塞杆7从液压传动装置2中出来的地方有一个密封件，从而压力室10得以被密封。按这种汽缸结构，液压有效横断面相当于活塞杆7的横断面。
汽缸导管11与第一压力室9相连，该导管将此压力室9同阀12连接起来。按本发明，阀12是一种可电控的“开-关”阀，也就是例如一种电磁阀。阀12另一方面还同一个泵13相连，该泵由一电动机14加以驱动。按本发明的一般设想，另一方面经过一蓄压器导管15直接将一蓄压器16连接到泵13上，该蓄压器包括至少一个蓄压器16.1。图上还示出另一个蓄压器16.2，此蓄压器是与第一蓄压器16.1相平行地连接的。包含在蓄压器16中的蓄压器16.1，16.2，16.n的数目最好是例如按照所需的蓄压器容积来确定，蓄压器容积是与由电梯厢1所经最大行程相关联的。最大可能的行程越大，则蓄压器16中所包含的蓄压器16.1，16.2，16.n就越多。既可将压力充填式蓄压器，也可将活塞式蓄压器视作为蓄压器16。
蓄压器导管15的一个分支通向一个压力泵17，该压力泵由一电动机18驱动。此外，压力泵17经过一条贮油罐导管19而与一贮油罐20相连。利用压力泵17，液压油可从贮油罐20输送到蓄压器16中。用于驱动压力泵17的电动机18最好由一压力开关21加以自动控制。压力开关21处于蓄压器导管15上，也就是掌握该导管的压力，此压力以Ps表示。若压力Ps降低到一个预定的下限值以下，则压力开关21接通电动机18，从而压力泵17便将液压油从贮油罐20输送到蓄压器16中，借以将压力Ps如此长时间地加以提高，直到压力Ps达到一个预定的上限值，然后再关停压力泵17。也就是说，只有当蓄压器16中的压力Ps过小时，压力泵17才必须启动。压力Ps一方面可能用于经过压力泵17的不可避免的泄漏损耗而下降，另一方面也可能由于液压油的温度受环境影响而下降。若液压油的温度受这种环境影响而升高，则压力Ps亦升高。由于这样一种温度升高决不是很快发生的，所以通常也不必在蓄压器16和贮油罐20之间配置一个过压阀，在压力Ps不断升高时液压油可通过该过压阀而被排放到贮油罐20中。压力泵17的泄漏耗损足以使压力Ps不致升高太大。为了安全起见，还是可以有一个这样的过压阀。有利的是在压力泵17和蓄压器16之间设置一个止回阀22。其它与安全有关的装备部分如管裂防护管道安全阀和紧急排放部件都未在图中绘出，也未加以说明，这是因为这些部件就本发明的本质而论是无关重要的。
如上面提及的，蓄压器16是一种压力充填式蓄压器或一种活塞式蓄压器。它的压力Ps依赖于电梯厢1的运动而变化。但对于电梯厢1的行程和速度的控制或调节来说，上述情况并不会产生不利的影响。在调节电梯厢1上的行程和速度方面，按已知方式例如可考虑一个在汽缸导管11上设置的、在此处未在图中绘出的油流量测量器的信号。但这种调节也可以利用一个用于电动机14的转速或电梯厢1的速度的传感器来实现。
压力开关21接通或关断电动机18所依据的预定值可以有利地通过控制和调节装置25来改变。
在汽缸导管11中存在一个压力Pz，该压力与液压传动装置2的第一压力室9中的压力相当。这一压力与电梯厢1的载荷是有相互关系的。
由于按本发明在汽缸导管11和蓄压器导管15之间设置了泵13，所以当电梯运行时阀12处于“开”位置的情况下，一方面在汽缸导管11中和从而在液压传动装置2中的压力Pz直接作用于泵13，另一方面在蓄压器导管15中和从而在蓄压器16中的压力Ps也直接作用于泵13。与早已知道的现有技术相比就不需要用于速度调节的调节阀。与这种现有技术相比，液压线路也是简化了的。当泵13将液压油从蓄压器16输送到液压传动装置2中时，泵13的运行所需的电驱动能量对于驱动着泵13的电动机14来说依此与压差Pz-Ps相关；或者说当泵13将液压油从液压传动装置2输送给蓄压器16时，则与压差Ps-Pz相关。压差Ps-Pz或者说Pz-Ps可以完全是负的，从而泵13通过压差一方加以驱动。这样，电动机14可以起到发电机的作用，如已知的情况那样。为了能够有利地实现这种能量回收，电动机14按已知方式通过一个功率调节器23进行操纵，该功率调节器例如是一个变频器。功率调节器23由一个控制-调节装置25加以控制，该装置本身则从一个在图中未示出的电梯控制系统获得指令。仅绘出一条控制线路26，经过该控制线路，指令由电梯设备的操纵面板传递给控制-调节装置25。
若电梯厢1静止，由控制-调节装置25所控制的阀12便是关闭的。这样，作用在阀12上的压差Ps-Pz或Pz-Ps当然不会作用在泵13上。
若电梯厢1向下运动，则通过控制-调节装置25打开阀12，电动机14按其第一旋转方向运转，从而使泵13将液压油从压力室9输送到蓄压器16中。这时，压差Ps-Pz作用在泵13上。这一点同时意味着：只要压力Pz小于压力Ps，就只须为电动机14的运转如此长时间地耗费电能。因为一个速度调节阀是可以放弃的，所以也不会产生一种相应的压力损失。
若电梯厢1向上运动，则也通过控制-调节装置25打开阀12，电动机14按其第二旋转方向运转，从而使泵13将液压油从蓄压器16输送到压力室9中。在此，在泵13上压差Pz-Ps发生作用。这同时意味着：只要压力Ps小于压力Pz，就只须为电动机14的运转如此长时间地耗费电能。
由于按本发明原则上说，只有一个相应于某一压差Ps-Pz或Pz-Ps的电传动功率必须被耗费，所以用于电动机14的电装接容量比传统液压线路条件时要小得多。因此，为运转所需的电动机14也可按一个较小的额定功率设计。这样，对电动机14本身就有成本优势，即在电装接容量-收费标准条件下通过较小的装接容量，在功率-收费标准条件下则通过较小的电能消耗以达到上述成本优势。按本发明还可避免这样一个问题：一下子利用泵提到高压的液压油又沿着贮油罐20方向减压，并在此时给出或丧失其势能。
另一个优点是，贮油罐20的尺寸可以小。贮油罐的用途本来只是容纳液压油的差量，这一差量相当于液压油的泄漏损耗。
此外，按本发明的解决方法具有值得注意的优点：为了液压传动的电梯的运行不需要可比例预控的阀。在许多传统的液压传动电梯设备上，都有用于电梯上下运行的分开的可预控阀。这种费用可通过本发明加以避免。因此，控制或调节链也是很简单的，而且是一目了然的，这是因为只利用唯一的元件即利用电动机14便可控制或调节电梯厢1的速度。
在图2中示出了第二个实施例，它与图1所示实施例的区别在于：汽缸导管11不是连接在液压传动装置2的第一压力室9上，而是连接在第二压力室10上。于此，压力室10在活塞杆7从液压传动装置2中出来的地方是加以密封的。上述实施变体在多方面都是有利的。第二压力室10的横断面因活塞杆7而小于第一压力室9的横断面。因此，在液压传动装置2和蓄压器16之间只须泵送较少的液压油便可达到电梯厢1的一定运动的目的。这一点同时意味着：蓄压器16的容积尺寸可以较小。但十分重要的一点是，活塞杆7不得加载到纵向弯曲的程度，因为在这里涉及的是一种牵引式汽缸。
按液压传动装置2的这种结构，对置于压力室10的压力室9是通过一个设置在活塞8上的密封件加以密封的。这也就是说，汽缸6的筒形内壁必须是经过加工的。
与此同时，从液压传动装置2至电梯厢1的力传递是按另一种但也是已知的方式实现的。它是利用绳索3实现的，该绳索是经过固定在外壳部分4上或液压传动装置2上的滑轮5进行转向的。滑轮5可以不固定在外壳部分4上，例如也可以固定在导轨上端上的一个支座上。
此外，图2所示的实施例与图1所示的实施例还有一个区别；示出了一条附加的导管30，该导管将第一压力室9同贮油罐20连接起来。经过活塞8从第二压力室10溢入到第一压力室9中的液压油便借此排到贮油罐20中。
在图3中绘出了图1所示实施例的一个特殊结构形式。这种类型的阀12的“开-关”阀也可以设置在蓄压器导管15中。这种与阀12作用相同的阀以参考标号12′表示。如同阀12那样，当电梯厢1应被启动时，阀12′也被控制在“开”位置上。这种附加的阀12′最好在下述情况下才配置：泵13属于这样一种构造，即当泵13以压力加荷时，在其上便出现泄漏损耗。若没有阀12′，则泵13必须是无泄漏的。但是，那种无泄漏的泵13都是较昂贵的。附加的阀12′还可以有利地使得有可能使用一种简单的、不是无漏泄的泵13。由于漏泄而从泵13中出来的液压油利用一条漏泄导管30被导回到贮油罐20中。由于在电梯停运时阀12和12′都处于“关”位置，所以一旦压力减弱时就不再在泵13上出现漏泄。通过在电梯停运时关闭的阀12′，在采用一种不是无漏泄的泵13的情况下就能可靠地防止下述现象：蓄压器16中的压力由于泵13上的漏泄而减弱。
图4中示出了一个特别有利的结构形式。这一解决方案与图1所示的解决方案的区别一方面在于：在汽缸导管11上设置了一个加载压力传感器31，其信号被发送给控制-调节装置25。加载压力传动器31也获取压力Pz，该压力是与电梯厢1的瞬时负荷相关的。另一方面这一解决方案的区别还在于：在蓄压器导管15上设置了一个调压阀32，它可由控制-调节装置25控制。用于调压阀32的控制信号由控制-调节装置25产生，也就是在顾及加载压力传感器31的信号和蓄压器压力传感器33的信号情况下产生，该蓄压器压力传感器掌握着蓄压器压力Ps并同时完成压力开关21的功能。调压阀32将泵13的蓄压器一侧的连接点上的压力调节到一个值，这个值与汽缸导管11中的压力Pz是相等的。于是在电梯厢1的负荷的任一量值条件下，在泵13的两个连接点上存在相同的压力Pz。由此以特别有利的方式得出下述结果，即泵13必定不针对压差Ps-Pz或Pz-Ps工作。因此，由泵13所提升的功率仅相当于电梯厢1运动时的摩擦损耗，它由多个分量组成，并包含液压传动装置2上的摩擦、绳索导向装置上的摩擦和在图中未示出的电梯厢1的滑轨上的摩擦以及运动学阻力。按上述解决方案，也就是由泵13和从而由电动机14所提升的功率完全与电梯厢1的负荷无关，而仅由运动时摩擦损耗决定。对比于本发明的一般设想来说，也就是所提升的功率再次明显地减小，接近于理论上可能的最小值。
如果泵13具有一种不是无漏泄的结构，则在这里漏泄导管30也是必需的。由于这一点只在这些情况下是需要的，所以在这里漏泄导管30用虚线绘出。在采用一种不是无漏泄结构的条件下还有一点是需要的，就是调压阀32要兼含阀12′的功能。若调压阀32不被控制-调节装置25控制，则它是关闭的。相反地，如果通过控制-调节装置25来进行控制，则它的行为如同一个可调的节流阀。
还须提及的一点是，蓄压器压力传感器33兼含压力开关21的功能。属于这一点的还有：经过控制-调节装置25和蓄压器压力传感器33之间的连接，信号在两个方向中传送：压力信号从蓄压器压力传动器33传至控制-调节装置25，先已述及的预定值即压力开关21据以接通或关断电动机18的预定值的变化则由控制-调节装置25传至蓄压器压力传感器33。在图4中以箭头表示关于上述连接的情况。
于此还须指出，图3和4所示的有利解决方案只有当液压线路、此外也相当于图2所示液压线路的条件下才可加以使用。

Claims (9)

1.液压传动的电梯，具有一个蓄压器(16)，在此，可以在一液压传动装置(2)通过一汽缸导管(11)和蓄压器(16)通过一蓄压器导管(15)之间利用一泵(13)产生液压油流，该泵可由一电动机(14)驱动，该电动机根据控制-调节装置(25)的信号由一功率调节器(23)操纵；在此，蓄压器(16)可利用一个由电动机(18)驱动的压力泵(17)以来自贮油罐(20)的液压油进行增压，其特征在于：泵(13)一方面直接连通包含一个可电控的为一种“开-关”阀的阀(12)的汽缸导管(11)而与液压传动装置(2)相连，另一方面直接经过蓄压器导管(15)而与蓄压器(16)相连。
2.按权利要求1所述的液压传动的电梯，其特征在于：蓄压器(16)包含至少一个蓄压器(16.1，16.2，16.n)。
3.按权利要求1或2之一所述的液压传动的电梯，其特征在于：压力泵(17)的电动机(18)可由一个掌握着蓄压器导管(15)中的压力Ps的压力开关(21)自动接通和关断。
4.按权利要求3所述的液压传动的电梯，其特征在于：压力开关(21)据以接通或关断压力泵(17)的电动机(18)的预定极限值可由控制-调节装置(25)进行改变。
5.按权利要求2至4中的任一项所述的液压传动的电梯，其特征在于：汽缸导管(11)连接在液压传动装置(2)的第一压力室(9)上。
6.按权利要求2至4中任一项所述的液压传动的电梯，其特征在于：汽缸导管(11)连接在液压传动装置(2)的第二压力室(10)上。
7.按权利要求3至6中任一项所述的液压传动的电梯，其特征在于：在压力泵(17)和蓄压器(16)之间设置了一个止回阀(22)。
8.按权利要求1至7中任一项所述的液压传动的电梯，其特征在于：在蓄压器导管(15)上设置了另一个“开-关”阀(12′)，泵(13)属于一种不是无漏泄的结构，其漏泄油经过一条漏泄导管(30)可回流到贮油罐(20)。
9.按权利要求1至7中任一项所述的液压传动的电梯，其特征在于：在汽缸导管(11)上设置了一个加载压力传感器(31)，在蓄压器导管(15)上设置了一个蓄压器压力传感器(33)，并在蓄压器导管(15)的进程中设置了一个压力调压阀(32)，其中，调压阀(32)是可如此由控制-调节装置(25)控制，使得在泵(13)的两边都存在一个压力Pz，该压力相当于汽缸导管(11)中的真实压力。
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