CZ20428U1 - Hydraulicky poháněný výtah a zapojení pro ovládání jeho přímočarého hydropohonu - Google Patents

Description

Hydraulicky poháněný výtah a zapojení pro ovládání jeho přímočarého hydropohonu

Oblast techniky

Technické řešení se týká hydraulicky poháněného výtahu a řeší snížení hlučnosti a snížení materiálové náročnosti při současném snížení spotřeby elektrické energie a dále snížení spotřeby hyd5 raulického oleje při jeho provozu.

Popis dosavadního stavu techniky

Je známo, že pro vertikální dopravu osob nebo materiálu ve svislém směru se používají výtahy obsahující klec, suvně pohyblivou ve vertikálním směru, přičemž klec je zavěšena na laně a její stranový pohyb je minimalizován vodícími kolejnicemi.

Jsou známy výtahy poháněné elektromotorem, u kterých je klec zavěšena na nosných lánech s trakčním kolem, převodovkou a protizávažím pro snížení energetické náročnosti. Hmotnost protizávaží se obvykle rovná součtu hmotnosti klece a poloviny maximální hmotnosti dopravovaných osob nebo dopravovaného materiálu.

Nevýhodou těchto výtahů je materiálová a energetická náročnost, složitá montáž a hlučnost strojovny. Další nevýhodou je, že ve výtahové šachtě musí být dostatečný prostor pro pohyb protizávaží. Průřez výtahové šachty musí být tudíž značně větší než vodorovný průřez klece.

Dále jsou známy hydraulické výtahy, které jsou vybaveny nízkotlakou hydraulikou s elektromechanickým řízením. Jako pohonnou jednotku obsahují hydraulické výtahy přímočaré hydromotory plunžrového typu. Přímočarý hydromotor plunžrového typu se v tomto případě nachází mezi základem a volnou, vertikálně suvnou kladkou. Kolem homí části obvodu kladky, tedy kolem té její části, která se nachází na straně protilehlé k přímočarému hydromotoru, je opásáno lano, na jehož jednom konci je zavěšena klec, zatímco druhý konec je spojen se základem. Protizávaží se u těchto výtahů nepoužívají. Při zdvihu klece pracuje přímočarý hydromotor plunžrového typu jako tlačný, přičemž pro zdvih klece vytlačuje vertikálně suvnou kladku spojenou s pístem do vyšší polohy, čímž současně dochází ke zdvihu klece. Nosná síla zde působí od podlahy šachty výtahu směrem nahoru. U známých hydraulických výtahů je hydromotor plunžrového typu součástí hydraulického rozvodu. Hydromotor plunžrového typuje v tomto případě přes bezpečnostní ventil, zavírací ventil a rozváděčový blok připojen k hydrogenerátoru, který je svým vstupem spojen s nádrží s hydraulickým olejem. Součástí tohoto hydraulického obvodu jsou dále ventily s elektromechanickým řízením. Rozváděčový blok ovlivňuje průtok hydraulického oleje, čímž zajišťuje řadu funkcí, zejména rychlý chod nahoru a dolů, pomalý chod dolů, nouzové spouštění, pojišťovací funkce, pohyb v krocích, regulaci rychlosti, uzavření potrubí zpětným ventilem, manuální jízdu dolů, zpomalení chodu, přepnutí do nouzového režimu a další pomocné funkce. Čerpadlo hydromotoru je ponořeno do velkého objemu hydraulického oleje, který se nachází v nádrži aje spojeno s navazujícím systémem elektromechanických ventilů pro zajištění jak vysoké, tak nízké rychlosti výtahu.

Nevýhodou takových výtahů je, že pro zajištění provozu musí mít instalován hydrogenerátor velkého objemu. Další nevýhodou je nízká rychlost pohybu klece, nároky na servis a náročnost na seřízení rozjezdu a dojezdu.

Podstata technického řešeni

Uvedené nevýhody řeší hydraulicky poháněný výtah a zapojení pro ovládání jeho přímočarého hydropohonu podle tohoto technického řešení.

Podstatou hydraulicky poháněného výtahu obsahujícího klec, která je zavěšena na laně, přičemž lano je vedeno přes nejméně jednu kladku aje svým druhým koncem spojeno s pevným bodem, kde volná kladka je spojena s přímočarým hydromotorem aje suvně pohyblivá ve směru pohybu pístu přímočarého hydromotoru je, že lano je vedeno přes volnou kladku prostorem, který se

- 1 CZ 20428 Ul nachází mezi volnou kladkou a přímočarým hydromotorem, kde přímočarý hydromotor je s výhodou diferenciálního pístového typu. Alternativně je podstatou, že hydraulicky poháněný výtah dále obsahuje závaží, které je spojeno s volnou kladkou a/nebo s pístnicí přímočarého hydromotoru,

Podstatou zapojení pro ovládání přímočarého hydromotoru, obsahujícího válec a píst spojený s pístnicí, kde píst přímočarého hydromotoru výtahu je suvně pohyblivý ve vnitřním prostoru válce přímočarého hydromotoru, přičemž do vnitřního prostoru válce přímočarého hydromotoru je zaústěn vstup a/nebo výstup válce přímočarého hydromotoru je, že vstup a/nebo výstup válce přímočarého hydromotoru je zaústěn do vnitřního prostoru válce přímočarého hydromotoru na stejné straně pístu přímočarého hydromotoru jako pístnice a je hydraulickým rozvodem připojen přes ventil pro řízení směru ke vstupu a/nebo výstupu proporcionálního ventilu pro řízení rychlosti a směru. Proporcionální ventil pro řízení rychlosti a směru obsahuje nejméně jednu elektrickou cívku pro ovládání proporcionálního ventilu pro řízení rychlosti a směru elektrickým proudem. Proporcionální ventil pro řízení rychlostí a směru dále obsahuje hydraulický vstup a is hydraulický výstup, které jsou připojeny k nádrži obsahující hydraulickou kapalinu. Hydraulický vstup proporcionálního ventilu pro řízení rychlosti a směruje s nádrží spojen přes hydrogenerátor. Alternativně je podstatou, že zapojení dále obsahuje nouzový ventil, přes který je vstup a/nebo výstup válce přímočarého hydromotoru dále připojen k nádrži, a to paralelně k ventilu pro řízení směru a k proporcionálnímu ventilu pro řízem rychlosti a směru. Dle další alternativy je podstatou, že zapojení dále obsahuje regulační ventil průtoku, který je zapojen mezi nouzový ventil a nádrž nebo mezi nouzový ventil a vstup a/nebo výstup válce přímočarého hydromotoru. Alternativně je rovněž podstatou, že nouzový ventil obsahuje elektrickou cívku pro jeho ovládání, která je opatřena nejméně jedním přívodem pro připojení napětí z mobilního zdroje. Dle další alternativy je podstatou, že zapojení dále obsahuje jednotku pro řízem výstupů, která je připojena vedením pro datovou komunikaci k řídicí jednotce, přičemž k jednotce pro řízení výstupů je připojena nejméně jedna cívka proporcionálního ventilu pro řízení rychlosti a směru. Alternativně je též podstatou, že ventil pro řízení směru obsahuje elektrickou cívku pro jeho ovládání a/nebo že nouzový ventil obsahuje elektrickou cívku pro jeho ovládání, přičemž elektrická cívka pro ovládání ventilu pro řízení směru a/nebo elektrická cívka pro ovládám nouzového ventilu je rov30 něž připojena k jednotce pro řízení výstupů. Dle dalších alternativ je podstatou, že mezi vstup a/nebo výstup válce přímočarého hydromotoru a nádrž je zapojen nejméně jeden chladič tlakového média nebo že je mezi ventilem pro řízení směru a proporcionálním ventilem pro řízení rychlosti a směru dále připojeno potrubí pro přivedení hydraulické kapaliny z výstupu ručního čerpadla, kde ruční čerpadlo je svým vstupem připojeno k nádrži.

Výhodou hydraulicky poháněného výtahu podle tohoto technického řešení je použití tažného přímočarého hydromotoru, který může být vysokotlaký a který může být tudíž připojen k vysokotlakému hydraulickému rozvodu. Vysokotlaký přímočarý hydromotor má při stejném výkonu menší průměr pístu, než by bylo možné s přímočarým hydromotorem určeným pro použití v nízkotlakém rozvodu. Další výhodou je, že přímočarý hydromotor malého průměru může mít při stejném nároku na množství tlakového média delší zdvih. To je spojeno se snížením náročnosti na výkon agregátu a vede ke snížení spotřeby energie. Zmenšení rozměrů přímočarého hydromotoru umožní zmenšení průměru propojovacích hadic, což je spojeno jak se snížením nutného objemu náplně hydraulického oleje, tak se snížením množství neustále přečerpávaného oleje. Využitím proporcionálního řízení rychlosti a směru pohybu vytahuje dosaženo vyššího komfortu jízdy při rozjezdu a příjezdu do stanice. Použití přímočarého hydromotoru o menších rozměrech je výhodné také proto, že při stejné velikosti klece může mít šachta menší půdorys nebo lze do šachty stejného půdorysu umístit větší klec.

Přehled obrázků na výkresech

Na připojených výkresech představuje obrázek 1 schematické znázornění hydraulicky poháněné50 ho výtahu podle příkladného provedení, včetně schéma zapojení hydraulického rozvodu pro ovládání jeho přímočarého hydromotoru a zapojení elektrického rozvodu pro ovládání hydrau-2CZ 20428 Ul lických ventilů a dalších elektřinou napájených agregátů, zatímco obrázky 2 až 6 představují podrobná schémata s vyznačením poloh jednotlivých ventilů v různých režimech. Obrázek 2 znázorňuje režim, kdy výtah stojí, obrázek 3 znázorňuje režim jízdy směrem nahoru v běžném provozu, obrázek 4 režim jízdy směrem dolů v běžném provozu, obrázek 5 režim jízdy směrem nahoru v nouzovém provozu a obrázek 6 režim jízdy směrem dolů v nouzovém režimu. Šipky na obrázcích 2 až 6 znázorňuji směr toku tlakového média v místech, kudy tlakové médium v příslušném režimu proudí.

Příklad provedení technického řešeni

Hydraulicky poháněný výtah podle příkladného provedení má dopravní zdvih 7 metrů, hmotnost io klece a rámu 400 kg a dovolené zatížení 400 kg. Jeho dopravní rychlost je 0,8 m/s, převodový poměr je 2 a instalovaný výkon 5,5 kW. Hydraulicky poháněný výtah 1 obsahuje klec H tvořenou rámem, obsahujícím horní část a dolní část, které jsou vzájemně spojeny bočními svislými tahy, a kabinu. Klec lije zavěšena na laně ,12 a je ve svislém směru pohyblivá mezi výtahovými vodítky z taženého profilu. Lano 12 je vedeno pres kladku 17 a přes první odkláněcí kladku 18, přes volnou kladku 14 a přes druhou odkláněcí kladku 19 k pevnému bodu 13, se kterým je svým druhým koncem spojeno. Volná kladka 14 je rotačně upravena v kladkové hlavě, jejímž prostřednictvím je spojena s přímočarým hydromotorem 15, který má v tomto příkladném provedení délku 8 metrů a jehož pracovní plochou je plocha mezikruží nad pístem 151. Kladková hlava nesoucí volnou kladku 14 je suvně pohyblivá ve směru pohybu pístu 151 přímočarého hydro20 motoru 15, který je svým druhým koncem spojen s podlahou. V rámu na kladkové hlavě se nachází závaží 16, které slouží k částečné kompenzaci hmotnosti kabiny 14 a tím ke snížení požadavku na instalovaný výkon. Lano 12 je přes volnou kladku 14 vedeno prostorem, který se nachází mezi volnou kladkou 14 a přímočarým hydromotorem 15, je tedy opásáno kolem spodní části obvodu volné kladky 14 ze strany přilehlé k hydromotoru L5, který se nachází pod volnou kladkou 14. Přímočarý hydromotor 15 je diferenciálního pístového typu. Hydromotor 15 obsahuje válec 152 a píst 151 spojený s pístnicí 153. Píst 151 přímočarého hydromotoru 15 je suvně pohyblivý ve vnitřním prostoru válce 152 přímočarého hydromotoru 15, přičemž do vnitřního prostoru válce 152 přímočarého hydromotoru 15 je zaústěn vstup a/nebo výstup 154 válce 152 přímočarého hydromotoru 15. Vstup a/nebo výstup 154 válce 152 přímočarého hydromotoru 15 je zaústěn do vnitřního prostoru válce 152 přímočarého hydromotoru 15 na stejné straně pístu 151 přímočarého hydromotoru 15 jako pístnice 153 spojená s pístem 151, Vstup a/nebo výstup 154 válce 152 přímočarého hydromotoru 15 je hydraulickým rozvodem pres první pojistný ventil 22. přes první montážní ventil 23 a přes ventil 2 pro řízení směru, který obsahuje elektrickou cívku 21 pro jeho ovládání, připojen ke vstupu a/nebo výstupu 31 proporcionálního ventilu 3 pro řízení rychlosti a směru. Proporcionální ventil 3 pro řízení rychlosti a směru obsahuje nejméně první elektrickou cívku 32 a druhou elektrickou cívku 33, které ovládají při zapojení elektrického proudu proporcionální ventil 3 pro řízení rychlosti a směru tak, že přesouvají jeho vnitřní ústrojí. Proporcionální ventil 3 pro řízení rychlosti a směru dále obsahuje hydraulický vstup 34 a hydraulický výstup 35, které jsou připojeny k nádrži 4 obsahující hydraulickou kapalinu. Hyd40 raulický vstup 34 proporcionálního ventilu 3 pro řízení rychlosti a směru je s nádrží 4 spojen přes hydrogenerátor 41. Hydrogenerátor 44 je v provedení s nízkou hlučností, je ponořen v nádrži 4, obsahuje hluk tlumící prvky a je poháněn elektromotorem 42 prostřednictvím svisle orientované hřídele. Za účelem ovládání jízdy dolů v případě výpadku elektrického napájení je vstup a/nebo výstup 154 válce 152 přímočarého hydromotoru L5 dále připojen k nádrži 4 přes nouzový ventil 5, a to paralelně k ventilu 2 pro řízení směru a k proporcionálním ventilu 3 pro řízení rychlosti a směru. Nouzový ventil 5 obsahuje elektrickou cívku pro jeho ovládání, která je opatřena kladným přívodem 511 a záporným přívodem 512 pro přivedení stejnosměrného napětí z mobilního zdroje. Zapojení dále obsahuje regulační ventil 6 průtoku, který je zapojen mezi nouzový ventil 5 a nádrž 4. Elektrické cívky 21, 32, 33, 51 ventilů 2, 3, 5 jsou připojeny k jed50 notce 72 pro řízení výstupů, která je připojena vedením 73 pro datovou komunikaci k řídicí jednotce 7. Mezi vstupem a/nebo výstupem 154 válce 152 přímočarého hydromotoru 15 a nádrží 4, příkladně mezi vstupem 34 proporcionálního ventilu 3 pro řízení rychlosti a směru a hydrogene-3CZ 20428 Ul rátorem 41 je zapojen chladič 8 hydraulické kapaliny. Mezi chladičem 8 hydraulické kapaliny a vstupem 34 proporcionálního ventilu 3 pro řízení rychlosti a směru je zapojen první filtr 81. zatímco mezi chladič 8 hydraulické kapaliny a hydrogenerátor 41 je zapojen první zpětný ventil 43, k jehož výstupu je dále připojen třetí pojistný ventil 82 svým výstupem dále připojený k výstupu

35 proporcionálního ventilu 3 pro řízení rychlosti a směru a tlakoměr 83. Výstup 35 proporcionálního ventilu 3 pro řízení rychlosti a směruje společně výstupem třetího pojistného ventilu 82 a s výstupem regulačního ventilu 6 průtoku spojen se vstupem druhého filtru 44, jehož výstup je zaústěn do nádrže 4. Za účelem ovládání jízdy nahoru v případě výpadku elektrického napájení je mezi ventilem 2 pro řízení směru a proporcionálním ventilem 3 pro řízení rychlosti a směru ío dále připojeno potrubí 9 pro přivedení hydraulické kapaliny z výstupu ručního čerpadla 91 které je svým vstupem připojeno k nádrži 4. Na vstupu ručního Čerpadla 91 je zařazen druhý zpětný ventil 93, zatímco na jeho výstupu jsou v sérii zařazeny třetí zpětný ventil 94 a druhý montážní ventil 92. K výstupu ručního čerpadla 91 je dále připojen druhý pojistný ventil 95, jehož výstup je zaústěn do nádrže 4. Mezi vstup druhého pojistného ventilu 95 a nádrž 4 je zařazen třetí mon15 tážní ventil 96. Nádrž 4 je hranatého tvaru a je opatřena stavoznakem 45 a odvzdušňovacím výstupem 46.

Při běžném provozu je v režimu zdvihu čerpána hydraulická kapalina do vnitřního prostoru válce 152 nad píst 151. Přímočarý hydromotor 15 pracuje jako tažný. Nosná síla působí směrem od stropu Šachty výtahu dolů a rychlost zdvihu je řízena regulováním průtočného objemu hydraulic20 ké kapaliny vytlačované hydrogenerátorem přes proporcionální ventil 3 pro řízem rychlosti a směru. Ventil 2 pro řízení směru je v tomto případě v poloze, kdy plní funkci zpětného ventilu, jehož cílem je zajistit, aby při zastavení hydrogenerátoru 41 nedošlo ke zpětnému toku a tím k samovolnému klesání klece 1T Rovněž nouzový ventil 5 je v tomto režimu v poloze, kdy plní funkci zpětného ventilu, takže přes něj žádná hydraulická kapalina neprotéká. Při běžném provo25 zu v režimu klesání vytéká hydraulická kapalina přes proporcionální ventil 3 pro řízení rychlosti a směru a přes ventil 2 pro řízení směru, který je v tomto režimu ve stavu umožňujícím průtok, do nádrže 4, a to přes druhý filtr 44. Rychlost klesám se řídí ovládáním průtoku proporcionálním ventilem 3 pro řízení průtoku. Při zastavení v běžném provozu se tok hydraulické kapaliny přeruší uzavřením proporcionálního ventilu 3 pro řízení rychlosti a směru. Dojde-li k přerušení do30 dávky elektrické energie, přesune se proporcionální ventil 3 pro řízení rychlosti a směru do stavu, který zamezí průtoku hydraulické kapaliny tímto ventilem, ať byl předchozí režim jakýkoli, Vypouštění hydraulické kapaliny z válce 152 do nádoby 4, a tím spouštění klece li se v nouzovém režimu dosáhne otevřením nouzového ventilu 5 a řízením průtoku regulačním ventilem 6 průtoku. Zdvihání klece lze v nouzovém režimu dosáhnout ručním Čerpáním hydraulické kapali35 ny do válce 152 pomocí ručního čerpadla 91. Všechny ventily 2,3, 5 a motor 42 hydrogenerátoru jsou elektricky ovládány řídicí jednotkou 7. Druhý a třetí zpětný ventil 93, 94 zajišťují, že potrubím 9 nemůže hydraulická kapalina proudit do nádrže 4 v žádném režimu. Závaží 16, které se nachází v rámu na kladkové hlavě slouží k částečné kompenzaci hmotnosti kabiny 11, a tím ke snížení požadavku na instalovaný výkon.

Průmyslová využitelnost

Technického řešení lze využít nejen u osobních, vertikálně pohyblivých výtahů, ale i u nákladních výtahů a u jiných zařízení, například v automatických výrobních linkách, kde dochází ke zvedání břemene v šikmém směru,

Claims (10)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   45 1. Hydraulicky poháněný výtah (1) obsahující klec (11), která je zavěšena na laně (12), přičemž lano (12) je vedeno pres nejméně jednu kladku (14, 17,18, 19) a je svým druhým koncem

   -4L·/. ZU4Z0 Ul spojeno s pevným bodem (13), kde volná kladka (14) je spojena s přímočarým hydromotorem (15) a je suvně pohyblivá ve směru pohybu pístu (151) přímočarého hydromotoru (15), vyznačující se tím, že lano (12) je vedeno přes volnou kladku (14) prostorem, který se nachází mezi volnou kladkou (14) a přímočarým hydromotorem (15), kde přímočarý hydromotor

   5 (15) je s výhodou diferenciálního pístového typu.
2. 2. Hydraulicky poháněný výtah (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje závaží (16), které je spojeno s volnou kladkou (14) a/nebo s pístnicí (153) přímočarého hydromotoru (15).
3. 3. Zapojení pro ovládání přímočarého hydromotoru (15), obsahujícího válec (152) a píst io (151) spojený s pístnicí (153), kde píst (151) přímočarého hydromotoru (15) výtahu (1) je suvně pohyblivý ve vnitřním prostoru válce (152) přímočarého hydromotoru (15), přičemž do vnitřního prostoru válce (152) přímočarého hydromotoru (15) je zaústěn vstup a/nebo výstup (154) válce (152) přímočarého hydromotoru (15), vyznačující se tím, že vstup a/nebo výstup (154) válce (152) přímočarého hydromotoru (15) je zaústěn do vnitřního prostoru válce (152)

   15 přímočarého hydromotoru (15) na stejné straně pístu (151) přímočarého hydromotoru (15) jako pístnice (153) a je hydraulickým rozvodem připojen přes ventil (2) pro řízení směru ke vstupu a/nebo výstupu (31) proporcionálního ventilu (3) pro řízení rychlosti a směru, kde proporcionální ventil (3) pro řízení rychlosti a směru obsahuje nejméně jednu elektrickou cívku (32, 33) pro ovládání proporcionálního ventilu (3) pro řízení rychlosti a směru elektrickým proudem, přičemž

   20 proporcionální ventil (3) pro řízení rychlosti a směru dále obsahuje hydraulický vstup (34) a hydraulický výstup (35), které jsou připojeny k nádrži (4) obsahující hydraulickou kapalinu, přičemž hydraulický vstup (34) proporcionálního ventilu (3) pro řízení rychlosti a směru je s nádrží (4) spojen přes hydrogenerátor (41).
4. 4. Zapojení podle nároku 3, vyznačující se tím, že dále obsahuje nouzový ventil

   25 (5), přes který je vstup a/nebo výstup (154) válce (152) přímočarého hydromotoru (15) dále připojen k nádrži (4), a to paralelně k ventilu (2) pro řízení směru a k proporcionálnímu ventilu (3) pro řízení rychlosti a směru.
5. 5. Zapojení podle nároku 4, vyznačující se tím, že dále obsahuje regulační ventil (6) průtoku, který je zapojen mezi nouzový ventil (5) a nádrž (4) nebo mezi nouzový ventil (5) a

   30 vstup a/nebo výstup (154) válce (152) přímočarého hydromotoru (15).
6. 6. Zapojení podle nároku 4, vyznačující se tím, že nouzový ventil (5) obsahuje elektrickou cívku (51) pro jeho ovládání, která je opatřena nejméně jedním přívodem (511,512) pro připojení napětí z mobilního zdroje.
7. 7. Zapojení podle nároku 3, vyznačující se tím, že dále obsahuje jednotku (72)

   35 pro řízení výstupů, která je připojena vedením (73) pro datovou komunikaci k řídicí jednotce (7), přičemž k jednotce (72) pro řízení vystupuje připojena nejméně jedna cívka (32, 33) proporcionálního ventilu (3) pro řízení rychlosti a směru.
8. 8. Zapojení podle nároku 7, vyznačující se tím, že ventil (2) pro řízení směru obsahuje elektrickou cívku (21) pro jeho ovládání a/nebo nouzový ventil (5) obsahuje elektric40 kou cívku (51) pro jeho ovládání, přičemž elektrická cívka (21) pro ovládání ventilu (2) pro řízení směru a/nebo elektrická cívka (51) pro ovládání nouzového ventilu (5) je rovněž připojena k jednotce (72) pro řízení výstupů.
9. 9. Zapojení podle nároku 3, vyznačující se tím, že mezi vstup a/nebo výstup (154) válce (152) přímočarého hydromotoru (15) a nádrž (4) je zapojen nejméně jeden chladič

   45 (8) tlakového média.

   -5CZ 20428 Ul
10. 10. Zapojení podle nároku 3, vyznačující se tím, že mezi ventilem (2) pro řízení směru a proporcionálním ventilem (3) pro řízení rychlosti a směruje dále připojeno potrubí (9) pro přivedení hydraulické kapaliny z výstupu ručního čerpadla (91), kde ruční čerpadlo (91) je svým vstupem připojeno k nádrži (4).