CZ280875B6

CZ280875B6 - Regulační systém hydraulického výtahu

Info

Publication number: CZ280875B6
Application number: CS91100A
Authority: CZ
Inventors: Richard N. Fargo
Original assignee: Otis Elevator Company
Priority date: 1990-01-19
Filing date: 1991-01-17
Publication date: 1996-04-17
Also published as: EP0437995B1; CS9100100A2; HUT56042A; HU209106B; JPH07115813B2; DE69014583D1; US5014824A; ES2067709T3; PL288740A1; JPH04272079A; RU2018724C1; EP0437995A2; DE69014583T2; EP0437995A3; PL166561B1

Abstract

Regulační systém pro hydraulický výtah tvořený kabinou (20) spojený s pístem válcem (22) sestává z čerpadla (1) umístěného v zásobníku (24), které je přes zpětný ventil (2) spojeno jednak s hlavním zpětným ventilem (4) a jednak s uzavíracím ventilem (7) ovládaným motorem (9) přes pevné vedení (8), přičemž motor (9) je reverzační elektrický krokový motor operativně kontrolovaný mikroprocesorem (MP), který též ovládá senzor (5) upravený v potrubí (6) mezi válcem (22) a hlavním zpětným ventilem (4), ale i solenoidové ventily (11, 12) zapojené do serie mezi výstup hlavního zpětného ventilu (4) a tlakový prostor hydraulického válce (36), jehož píst (10) má svoji pístní tyč (13) volně propojenu s hlavním zpětným ventilem (4).ŕ

Description

Regulační systém hydraulického výtahu

Oblast techniky

Vynález se týká regulačního systému hydraulického výtahu, pro ovládání přívodu a odvodu hydraulické kapaliny vzhledem k sestavě jeho pístu a pracovního válce, zejména se zaměřením na hladší a bezpečnější sestup výtahu.

Dosavadní stav techniky

Známé patentové spisy USA č.4 700 748 a 4 726 450 popisují sestavu hydraulického výtahu s ventilem s řiditelným průtokem, poháněným motorem při řízení mikroprocesorem pro regulování toku hydraulické kapaliny do komory pracovního válce s pístem zvedacího mechanismu výtahu a z této komory. Ventil s řiditelným průtokem je seřízen tak, aby v závislosti na rychlosti výtahu a poloze, snímané mikroprocesorem, zavíral, zastavoval, zrychloval a zpomaloval výtah. Proud hydraulické kapaliny z komory pracovního válce s pístem do zásobníku prochází ventilem. Ventil s řiditelným průtokem je uzpůsoben jako provozní jistič pro rozdělení proudu kapaliny z čerpadla do komory pracovního válce s pístem a do zásobní nádrže kapaliny, nebo pro omezování proudu kapaliny z komory pracovního válce s pístem do zásobní nádrže. Stejný ventil s řiditelným průtokem také řídí průtok z komory pracovního válce s pístem do zásobní nádrže, když je kapalina odebírána z komory pracovního válce s pístem pro sestup kabiny. Použití ventilu s řízeným průtokem pro řízení všech režimů proudění kapaliny v systému má za následek relativné složitou konstrukci tohoto ventilu. Použití nastavitelného a uzavíratelného ventilu s řiditelným průtokem pro řízení vyrovnávání tlaku a proudění kapaliny by mohlo vést k tomu, že když se ventil s řiditelným průtokem otevře příliš rychle, bude to mít za následek znatelný pohyb výtahové kabiny směrem dolů, když začne její sestup.

Podstata vynálezu

Uvedeného cíle je dosaženo řídicím systém pro hydraulický výtah, obsahující výtahovou kabinu, připojenou ke zvedacímu a spouštěcímu pístu, uloženému v komoře pracovního válce, hydraulické čerpadlo pro uvádění této komory pracovního válce pod tlak hydraulickou kapalinou při zdvihu výtahu, přičemž toto čerpadlo má svůj vstup spojený se zásobní nádrží kapaliny a výstup spojený tlakovým vedením přes zpětný ventil s komorou pracovního válce, přičemž uvedený zpětný ventil vymezuje . na tlakovém vedení mezi hydraulickým čerpadlem a pracovním válcem řídicí stranu, připojenou k nastavitelnému a uzavíratelnému ventilu s řízeným průtokem, a výtahovou stranu, spojenou s pracovním válcem, přičemž uvedený zpětný ventil je normálně uzavřen přetlakem hydraulické kapaliny na výtahové straně a přídavně předepnut do uzavřené polohy předpínacím členem, a dále je řiditelný řídicí jednotkou pro selektivní otevírání uvedeného zpětného ventilu pro odvod hydraulické kapaliny z komory pracovního válce při sestupu kabiny, přičemž uvedená řídicí jednotka je spojena ovládací tyčí se zpětným ventilem a nastavitelný a uzavíratelný, elektronicky ovladatelný ventil s řízeným průtokem pro řízení toku hydraulické kapaliny z komory pracovního válce a do ní má svůj vstup připojen k tlako-1CZ 280875 B6 věrnu vedení, spojujícímu čerpadlo se zpětným ventilem, a svůj výstup spojený odváděcím vedením se zásobní nádrží kapaliny, jehož podstatou je, že řídicí strana a výtahová strana tlakových vedení jsou spojeny přes zpětný ventil obtokem se solenoidovým ventilem obtoku, který je připojen k výtahové straně prvním vedením a k řídicí straně druhým vedením, přičemž solenoidový ventil obtoku je opatřen řídicí jednotkou pro jeho selektivní otevírání.

S výhodou je výstup solenoidového ventilu obtoku připojen k řídicí jednotce, vytvořené jako hydraulicky ovládaná řídicí jednotka s ovládáním kapalinou, na její ovládací vstupní stranu, přičemž řídicí jednotka obsahuje solenoidový řídicí ventil, jehož otevřená poloha odpovídá otevíracímu zdvihu ovládací tyče a otevření zpětného ventilu.

Zařízení přináší zkvalitnění ovládání výtahu s regulačním systémem průtoku kapaliny, kde je vyrovnávání tlaku řízeno solenoidovým ventilem obtoku, umístěným mimo uzavírací ventil, a který zabezpečuje vyrovnávání tlaku na obou stranách zpětného ventilu (označovaného jako hlavní zpětný ventil) právě před otevřením tohoto zpětného ventilu a zahájením sestupu výtahové kabiny. Skutečnost, že se dosahuje vyrovnávání tlaku, umožňuje použít menšího ovládacího pístu, ovládajícího otevírání hlavního zpětného ventilu pro zahájení sestupu výtahu. Menší spodní píst vyžaduje méně hydraulické kapaliny pro ovládání, přičemž znatelný pohyb kabiny nenastane, jestliže je hydraulická kapalina dodávána do ovládacího pístu pro ovládání otevírání zpětného ventilu.

Použití samostatného solenoidového ventilu obtoku také zajišťuje, že výtahová kabina znatelné nesjede, kdyby se solenoidový ventil obtoku otevřel se současným otevíráním ventilu se řízeným průtokem. V takovém případě bude hydraulická kapalina pouze proudit řízenou rychlostí ze sestavy pístu a komory pracovního válce solenoidovým ventilem obtoku a otevřeným ventilem s řízeným průtokem do zásobní nádrže. Hlavní zpětný ventil se neotevře, protože tlak, vyvíjený uvnitř na jeho řídicí straně směrem k ventilu s řízeným průtokem bude nízký vzhledem k otevření ventilu s řízeným průtokem. Přes hlavní zpětný ventil bude působit velký tlakový rozdíl, který ho bude udržovat uzavřený. Řídicí tlak, dodávaný do ovládacího pístu pro zajištění hlavní otevírací síly hlavního zpětného ventilu bude nízký a poměr plochy ovládacího pístu ke zpětnému ventilu je nízký. To zajišťuje přídavné bezpečnostní opatření pro provoz výtahu. Je také zajištěna větší životnost těsnění hlavního zpětného ventilu, protože otevírání proti tlakovému rozdílu snižuje životnost těsnění a pomocí vynálezu je odstraněn tlakový rozdíl před tím, než se hlavní zpětný ventil otevře.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladě provedení s odvoláním na připojený výkres, schematicky znázorňující regulační systém hydraulického výtahu podle vynálezu.

Příklad provedení vynálezu

Hydraulický výtah má výtahovou kabinu 20 připojenou ke zvedacímu a spouštěcímu pístu, uloženému v komoře pracovního

-2CZ 280875 B6 válce, a hydraulické čerpadlo 1 pro uvádění této komory pracovního válce 22 pod tlak hydraulickou kapalinou při zdvihu výtahu. Čerpadlo 1 je umístěno v zásobní nádrži 24 a má svůj vstup spojený se zásobní nádrží 24 kapaliny a výstup spojený tlakovým vedením 3 přes zpětný ventil 4 s komorou pracovního válce 22. Zpětný ventil 4 vymezuje na tlakovém vedení 2 mezi hydraulickým čerpadlem 1 a pracovním válcem 22 řídicí stranu A, připojenou k nastavitelnému a uzavíratelnému ventilu 7 s řízeným průtokem, a výtahovou stranu B, spojenou s pracovním válcem 22. Zpětný ventil 4 je normálně uzavřen přetlakem hydraulické kapaliny na výtahové straně B a přídavně předepnut do uzavřené polohy předpínacím členem 4. ' . Je řiditelný řídicí jednotkou 100 pro selektivní otevírání uvedeného ventilu 4 pro odvod hydraulické kapaliny z komory pracovního válce 22 při sestupu kabiny 20. Řídicí jednotka 100 je spojena ovládací tyčí 13 se zpětným ventilem 4. Její další podrobnosti a funkce budou vysvětleny níže.

Nastavitelný a uzavíratelný, elektronicky ovladatelný ventil 7 s řízeným průtokem pro řízení toku hydraulické kapaliny z komory pracovního válce 22 a do ní má svůj vstup připojen k tlakovému vedení 3, spojujícímu čerpadlo 1 se zpětným ventilem 4. K čerpadlu 1 je tlakové vedení připojeno přes zpětný ventil 2, který odděluje výtlačnou stranu od čerpadla 1 směrem ke komoře pracovního válce 22. Ventil 7. j^e nastavitelný motorem 9 přes vodicí šroub 8,. Motor 9 je reverzační elektrický krokový motor, jehož chod je řízen mikroprocesorem MP jako v řešeních podle výše uvedených spisů. Nastavitelný a uzavíratelný ventil 7 s řiditelným průtokem má svůj výstup spojený odváděcím vedením 26 , 28 se zásobní nádrží 24 kapaliny.

Řídicí strana A a výtahová strana B tlakových vedení 3, 6 jsou spojeny přes zpětný ventil j4 obtokem, obcházejícím zpětný ventil 4, se solenoidovým ventilem 11 obtoku. Tento solenoidový ventil 11 obtoku je připojen k výtahové straně B prvním vedením 30, 32 a k řídicí straně A druhým vedením 34A a je opatřen řídicím mikroprocesorem MP, pro jeho selektivní otevírání. Výstup solenoidového ventilu 11 obtoku je připojen k hydraulicky ovládané řídicí jednotce 100 s ovládáním kapalinou na její ovládací vstupní stranu. Řídicí jednotka 100 obsahuje solenoidový řídicí ventil 12 , jehož otevřená poloha odpovídá otevíracímu zdvihu ovládací tyče 13 a otevření zpětného ventilu 4.

Pohyb kabiny, 20 výtahu vzhůru je zajišťován stejným způsobem jako u známých řešení a proto bude popsán jen stručně. Začátek vzestupné jízdy je dán signálem z mikroprocesoru MP, čímž dojde ke spuštění motoru M čerpadla 1, ventil 7 s řízeným průtokem je otevřen a čerpadlo 1 může čerpat hydraulickou kapalinu ze zásobní nádrže 24 přes zpětný ventil 2. do ventilu 7 s řízeným průtokem. Jelikož je ventil 7 s řízeným průtokem otevřený, hydraulická kapalina pouze protéká ventilem 7 a odváděcím vedením 26 a 28 zpět do zásobní nádrže 24. Mikroprocesor MP poté ovládá krokový motor 9 a ten přes vodicí šroub 8 začne uzavírat nastavitelný a uzavíratelný ventil 7 s řízeným průtokem. Ventil 7 se rychle uzavře, až se tlak v tlakovém vedení 2 zvětší natolik, že se začne otevírat zpětný ventil 4.

Počáteční pohyb zpětného ventilu 4 je snímán čidlem 5, které je připojeno k mikroprocesoru MP. Při přijmutí signálu z čidla

-3CZ 280875 B6 mikroprocesor MP zpomaluje rychlost uzavírání nastavitelného a uzavíratelného ventilu 7 s řízeným průtokem, takže přítok do komory pracovního válce 22 s pístem se zvyšuje postupně pro zajištění hladkého zdvihového pohybu a rozjezdu kabiny 20. Nastavitelný a uzavíratelný ventil 7 se potom dostatečné uzavře, aby se zajistila požadovaná rychlost kabiny 20 během jízdy vzhůru. Kabina 20 se potom postupně zastavuje postupným novým otevíráním ventilu 7 s řízeným průtokem, až hydraulický tlak v komoře pracovního válce 22 s pístem a tedy na výtahové straně B přesáhne tlak v tlakovém vedení 3. na řídicí straně A, což má za následek uzavření zpětného ventilu 4.

Má-li začít jízda kabiny 20 dolů, čerpadlo 1 se vypne a nastavitelný a uzavíratelný ventil 7 bude uzavřen. Otevře se solenoidový ventil 11 obtoku, aby se umožnilo hydraulické kapalině vytékat z tlakového vedení 6 výtahové strany B a procházet přes první vedení 30 a 32, přes solenoidový ventil 11 obtoku a přes druhé vedení 34A na řídicí stranu hlavního zpětného ventilu 4. Jelikož tlak kapaliny na obou stranách hlavního zpětného ventilu 4 je stejný, jediná síla, držící ventil 4 v uzavřeném stavu, je odvozována od jeho předpínacího členu 4.' ve formě pružiny. Mikroprocesor MP také otevírá solenoidový řídicí ventil 12 a hydraulická kapalina proudí ze solenoidového ventilu 11 obtoku nebo z tlakového vedení £ potrubím 348 a otevřeným solenoidovým ventilem 12 do komory 36 ovládacího pístu £0. Ovládací píst .10, uložený v komoře 36 svého válce, nese výše uvedenou ovládací tyč 13., jako pístní tyč, která je umístěna proti hlavnímu zpětnému ventilu 4, ale normálně s ním není v dotyku.

Když je komora 36 pod tlakem, píst 10 a ovládací tyč 13 se pohybují na výkresu doleva, a ovládací tyč 13 posouvá zpětný ventil 4 do otevřené polohy. Jelikož obě strany zpětného ventilu 4 mají stejný tlak, jakmile se otevře solenoidový ventil 11, je třeba překonat pouze sílu předpínacího členu 4' ve formě pružiny pro otevření zpětného ventilu 4. To dovoluje použití menšího pístu 10 a vyžaduje méně hydraulické kapaliny v komoře 36 pro ovládání pístu 10. Méně tekutiny tak vyteče z komory pracovního válce 22 s pístem, což má za následek minimální předběžný pohyb kabiny 20, když jsou otevřeny solenoidový ventil 11 obtoku a solenoidový řídicí ventil 12,. Když je zpětný ventil 4 otevřen, čidlo 5. dává signál mikroprocesoru MP pro spuštění krokového motoru 9 a pro začínání otevírání ventilu 7 s řízeným průtokem. Ventil 7 se na začátku otevírá pomalu, aby dovolil hydraulické kapalině odtékat přes otevřený zpětný ventil 4 tlakovým vedením 3 a přes ventil 7 s řízeným průtokem, a odváděcím vedením 26 a 28 do zásobní nádrže 4.

Síla, která může být vyvíjena ovládacím pístem 10 proti zpětnému ventilu 4, není dostatečná k tomu, aby ho otevřela proti velkému tlakovému rozdílu, a to vzhledem k malé ploše pístu 10 a vzhledem k tomu, že tlak, vyvíjený na ovládací píst 10, je stejný, jako je tlak na řídicí straně A zpětného ventilu 4.. Toto je bezpečnostním znakem, který zabraňuje otevírání hlavního zpětného ventilu 4, když je otevřen nastavitelný a uzavíratelný ventil 7 s řízeným průtokem, které by mělo za následek náhlý rychlý rozjezd kabiny 20 směrem dolů.

-4CZ 280875 B6

Míra otevření ventilu 7 s řízeným průtokem bude určovat rychlost sestupu výtahové kabiny 20. Hlavní zpětný ventil £ ve své plně otevřené poloze bude mít pouze malý tlakový spád, takže píst 10 bude schopen ho udržovat při normálních průtocích otevřený. Je-li průtok (a jemu odpovídající rychlost výtahu) přes zpětný ventil £ nadměrný, bude se tlakový rozdíl zvyšovat a píst 10 nebude schopen udržet zpětný ventil £ otevřený. Toto je bezpečnostní znak pro zabránění nadměrné rychlosti. Ve zdvihové dráze jsou umístěna neznázornéná obvyklá čidla polohy kabiny, která snímají polohu, kde se kabina 20 nachází, a předávají tuto informaci do mikroprocesoru MP. Mikroprocesor MP používá informaci pro náležité řízení nastavitelného a uzavíratelného ventilu 7. Když je dosaženo zvolené podlaží, nastavitelný a uzavíratelný ventil 2 s řízeným průtokem se uzavře, a uzavřou se solenoidový ventil 11 obtoku a solenoidový řídicí ventil 12. Tlakový rozdíl přes zpětný ventil £ se tak zvýší a ventil se uzavře, čímž tlačí píst 10 a ovládací tyč 13 na výkrese doprava. Kapalina uniká z komory 36 solenoidovým řídicím ventilem 12 a regulátorem 14 průtoku a odváděcím vedením 28 do zásobní nádrže 24.

V případě výpadku proudu nebo jiného mimořádného stavu budou solenoidový ventil 11 obtoku a solenoidový řídicí ventil 12 nenabuzeny a budou uzavřeny a výtahová kabina 20 se zastaví uzavřením hlavního zpětného ventilu £. Rychlost, s níž se hlavní zpětný ventil £ uzavře, je omezena regulátorem 14 průtoku. Omezováním rychlosti uzavírání zpětného ventilu £ při podmínkách mimořádného stavu se dosahuje hladkého zastavení výtahu.

Z uvedeného je patrné, že když se použije malý píst 10 vzhledem velikosti hlavního zpětného ventilu £, není možné hlavní zpětný ventil £ otevřít nebo ho udržovat v otevřené poloze, když dochází k velkému tlakovému poklesu přes hlavní zpětný ventil £. To má za následek další zabezpečení. Jestliže je nastavitelný a uzavíratelný ventil 7 s řízeným průtokem otevřený, když jsou solenoidové ventily 11, 12 nabuzeny a otevřeny, kapalina bude protékat solenoidovými ventily 11, 12 ven do zásobní nádrže 24, aniž by vznikal velký tlak na řídicí straně A straně hlavního zpětného ventilu £ k ventilu 7 s řízeným průtokem, nebo na ovládacím pístu 10, takže se hlavní zpětný ventil £ neotevře. Výtah bude sjíždět rychlostí, řízenou průtokem oleje solenoidovým ventilem 11 obtoku, který bude pomalý. Kdyby byl použit velký ovládací píst 10 bez tohoto přídavného kapalinového spojení okolo hlavního zpětného ventilu £, výtah by téměř okamžitě začal sestupovat velkou rychlostí, pokud jsou solenoidový ventil obtoku 11 a solenoidový řídicí ventil 12 nabuzeny a ventil ]_ ^s řízeným průtokem otevřen, což není bezpečný stav.

Vynález se neomezuje na výše uvedené příkladné provedení a může být obměňován v rámci definice jeho předmětu v patentových nárocích.

Claims

1. Řídicí systém pro hydraulický výtah, obsahující výtahovou kabinu (20), připojenou ke zvedacímu a spouštěcímu pístu, uloženému v komoře pracovního válce (22), hydraulické čerpadlo (I) pro uvádění této komory pracovního válce (22) pod tlak hydraulickou kapalinou při zdvihu výtahu, přičemž toto čerpadlo (1) má svůj vstup spojený se zásobní nádrží (24) kapaliny a výstup spojený tlakovým vedením (3) přes zpětný ventil (4) s komorou pracovního válce (22), přičemž uvedený zpětný ventil (4) vymezuje na tlakovém vedení (3, 6) mezi hydraulickým čerpadlem (1) a komorou pracovního válce (22) řídicí stranu (A), připojenou k nastavitelnému a uzavíratelnému ventilu (7) s řízeným průtokem, a výtahovou stranu (B) spojenou s komorou pracovního válce (22), přičemž uvedený zpětný ventil (4) je normálně uzavřen přetlakem hydraulické kapaliny na výtahové straně (B) a přídavně předepnut do uzavřené polohy předpínacim členem (4'), a dále je řiditelný řídicí jednotkou (100) pro selektivní otevírání uvedeného zpětného ventilu (4) pro odvod hydraulické kapaliny z komory pracovního válce (22) při sestupu kabiny (20), přičemž uvedená řídicí jednotka (100) je spojena ovládací týčí (13) se zpětným ventilem (4) a nastavitelný a uzavíratelný, elektronicky ovladatelný ventil (7) s řízeným průtokem, pro řízení toku hydraulické kapaliny z komory pracovního válce (22) a do ní, má svůj vstup připojen k tlakovému vedení (3), spojujícímu čerpadlo (1) se zpětným ventilem (4), a svůj výstup spojený odváděcím vedením (26, 28) se zásobní nádrží (24) kapaliny, vyznačený tím, že řídicí strana (A) a výtahová strana (B) tlakových vedení (3, 6) jsou spojeny přes zpětný ventil (4) obtokem se solenoidovým ventilem (11) obtoku, který je připojen k výtahové straně (B) prvním vedením (30, 32) a k řídicí straně (A) druhým vedením (34A), přičemž solenoidový ventil (11) obtoku je opatřen řídicí jednotkou (MP) pro jeho selektivní otevírání .

2. Řídicí systém pro hydraulický výtah podle nároku 1, vyznačený tím, že výstup solenoidového ventilu (II) obtoku je připojen k řídicí jednotce (100), vytvořené jako hydraulicky ovládaná řídicí jednotka s ovládáním kapalinou, na její ovládací vstupní stranu, přičemž řídicí jednotka (100) obsahuje solenoidový řídicí ventil (12), jehož otevřená poloha odpovídá otevíracímu zdvihu ovládací tyče (13) a otevření zpětného ventilu (4).