EA013896B1

EA013896B1 - Лифт без противовеса

Info

Publication number: EA013896B1
Application number: EA200802393A
Authority: EA
Inventors: Йорма Мусталахти; Эско Ауланко
Original assignee: Коне Корпорейшн
Priority date: 2006-06-28
Filing date: 2007-06-14
Publication date: 2010-08-30
Also published as: EP2032490B1; WO2008000886A3; US7798290B2; WO2008000886A2; EA200802393A1; KR20090034820A; EP2032490A2; JP5478247B2; CN101506083A; CN101506083B; FI20060627A0; FI20060627L; JP2009541180A; US20090120733A1

Abstract

Настоящее изобретение относится к лифту без противовеса, который содержит, по меньшей мере, управляющее устройство (5), подъемное устройство (3) и соединенный с ним канатоведущий шкив (4), а также подъемную кабину (1), подвешенную на подъемных канатах (2), которые одним концом прикреплены, по существу, к неподвижной точке, а другим концом прикреплены с возможностью регулирования, при этом кабина установлена с возможностью перемещения вверх и вниз, по существу, в вертикальном направлении. Лифт также содержит натяжной элемент (15), воздействующий на второй конец подъемных канатов (2). С натяжным элементом (15) соединен активный привод (17, 21, 24, 29), который при помощи обратной связи сохраняет натяжение каната, по существу, на предварительно определенном уровне путем ослабления или усиления натяжения в соответствии с загрузкой лифта.

Description

Настоящее изобретение относится к лифту без противовеса, согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.

В лифтах с канатоведущим шкивом кабина лифта перемещается с помощью канатоведущего шкива и подъемного каната. Вместо подъемных канатов могут также использоваться подъемные ремни или подобные подъемные элементы. В дальнейшем, любая ссылка на подъемные канаты относится ко всем подъемным элементам, подходящим для этой цели.

Для того чтобы управление движением кабины лифта происходило в плановом порядке, должно быть обеспечено достаточное трение между канавками канатоведущего шкива и подъемными канатами, чтобы канаты не скользили по шкиву.

В известных решениях используется подвижный противовес, который всегда движется одновременно с кабиной лифта, но в противоположном направлении. Недостатком известных конструкций является необходимость предусматривать по всей длине шахты лифта пространство для противовеса. Это пространство является дорогостоящим, и особенно в высотных зданиях, общее пространство, необходимое для противовеса, велико. Еще одним недостатком является необходимость установки, обслуживания и закупки дорогостоящих материалов для противовеса и конструкций, связанных с ним, например направляющих.

Для преодоления вышеуказанных недостатков разработаны лифты без противовеса, в которых пространство лифтовой шахты, сэкономленное за счет устранения противовеса, используется, например, для увеличения полезной площади здания или использования лифтовых кабин, обладающих большей площадью пола.

Однако проблемой лифтов без противовеса является определение надлежащего трения при всех вариантах загрузки лифта. По этой причине трение в лифтах без противовеса поддерживается путем сохранения подъемных канатов под определенным неизменным натяжением. В известных решениях необходимое натяжение или степень натяжения поддерживается за счет самой конструкции, либо при помощи добавочных стандартных грузов, либо при помощи пружин, которые, как правило, прикреплены к одному из концов подъемного каната. Для обеспечения безопасности вышеуказанное натяжение должно быть рассчитано исходя из максимальной загрузки лифта, так как подъемные канаты не должны скользить по канатоведущему шкиву даже при максимальной загрузке. Кроме того, к максимальной загрузке должен быть добавлен соответствующий запас прочности, в этом случае на практике натяжение каната всегда должно быть больше максимальной загрузки на величину запаса прочности. Несмотря на то, что лифт редко движется с максимальной загрузкой, тем не менее, натяжение в вышеописанных аналогах зачастую слишком высокое. Это приводит, например, к быстрому износу подъемных канатов и канавок канатоведущих шкивов.

В международной публикации АО 2004/094287 описан лифт без противовеса. В этом устройстве натяжение каната поддерживается натяжным элементом, в котором в соответствии с одним из вариантов реализации изобретения на нижнем конце каната расположен противовес. Масса противовеса устанавливается в процессе монтажа равной заданной величине, и противовес остается, по существу, неподвижным во время движения лифта. Другие представленные варианты реализации включают пружины или гидравлические цилиндры, расположенные на концах подъемного каната. Так как в этом решении натяжение каната не измеряется, натяжение, достигаемое натяжным элементом, должно вычисляться в соответствии с максимальной загрузкой, к которой должен быть добавлен запас прочности. Таким образом, в этом решении также есть некоторые проблемы, подобные описанным выше.

Целью настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков и создание надежного лифта без противовеса, в котором измеряется натяжение подъемных канатов лифта, которое при любой загрузке лифта при помощи обратной связи может сохраняться равным величине, достаточной для поддержания необходимого трения. Предложенный лифт отличается тем, что изложено в п.1 формулы. Другие варианты реализации отличаются тем, что изложено в других пунктах формулы.

Некоторые варианты реализации настоящего изобретения изложены в описании настоящей заявки. Объем настоящего изобретения согласно настоящей заявке может быть определен несколько иначе, чем описано в приведенной ниже формуле изобретения. В рамках настоящего изобретения могут описываться несколько отдельных изобретений, в особенности, если принимать во внимание, что настоящее изобретение позволяет решать некоторые дополнительные задачи, или если рассматривать настоящее изобретение с точки зрения достигаемых преимуществ. В таком случае некоторые из признаков, описанных в формуле, могут оказаться ненужными при описании отдельных изобретений. Кроме того, различные признаки одного из вариантов реализации изобретения могут использоваться при описании другого варианта реализации.

Одним из преимуществ решения согласно настоящему изобретению является безопасность пассажиров при любой загрузке лифта. Другим преимуществом является отсутствие необходимости поддерживать натяжение подъемного каната, рассчитанное в соответствии с максимальной нагрузкой. В этом случае износ, по меньшей мере, шкивов и канатов меньше, чем в решениях, выполненных с учетом максимальной нагрузки. В дополнение, определение размеров каната может быть более оптимальным, в этом случае появляется возможность использовать более тонкий канат или, например, на один канат

- 1 013896 меньше, чем в известных прототипах. Дополнительным преимуществом является то, что отношение натяжений каната на обоих сторонах канатоведущего шкива может сохраняться постоянным, и в этом случае не произойдет перегрузки на каком-либо участке подвеса.

На практике, при применении изобретения, величина натяжения каната поддерживается на достаточном уровне для предотвращения скольжения каната по шкиву, принимая во внимание соответствующий запас прочности. Необходимость поддерживать натяжение каната может зависеть также от выполняемой функции или движения лифта и/или степени загрузки лифта или комбинации этих характеристик. Например, при ускорении кабины лифта натяжение каната может повышаться, в этом случае нормальная сила, действующая на канатоведущий шкив подъемного каната, возрастает, и одновременно улучшается сцепление шкива с подъемным канатом. Также при торможении лифта натяжение каната может быть увеличено посредством торможения канатоведущего шкива.

Далее изобретение будет описано более подробно с добавлением двух примеров его реализации со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 представляет упрощенный схематический вид сбоку лифта, в котором используется первый вариант реализации изобретения;

фиг. 2 - упрощенный схематический вид сбоку лифта, в котором используется второй вариант реализации изобретения;

фиг. 3 - упрощенный схематический вид сбоку лифта, в котором используется третий вариант реализации изобретения;

фиг. 4 - упрощенный схематический вид сбоку лифта, в котором используется четвертый вариант реализации изобретения.

Фиг. 1 иллюстрирует упрощенный схематический вид сбоку типового лифта с канатоведущим шкивом, в котором используется первый вариант реализации изобретения. Лифт, предпочтительно оборудованный управляющим устройством 5, включает кабину 1, набор подъемных канатов, состоящий из параллельных подъемных канатов 2, и подъемное устройство 3 с канатоведущим шкивом 4, расположенные в шахте лифта. Устройство 3 с канатоведущим шкивом также может быть расположено снаружи шахты. Подъемное усилие передается к лифту от устройства 3 в результате трения между шкивом 4 и канатами 2.

В подъемном устройстве, представленном на фиг. 1, каждый канат 2, по существу, неподвижен, так как закреплен за один конец в зафиксированной точке 7 в верхней части 8 шахты лифта. От точек 7 крепления канаты 2 направлены вниз по меньшей мере к одному из отклоняющих шкивов 10, расположенных на кабине 1, после обхода которых снизу канаты 2 направляются вверх к шкиву 4 устройства 3. Чтобы достичь максимально возможного угла контакта между шкивом 4 и канатами 2, вблизи шкива 4 находится отклоняющий шкив 6. Канат обходит шкив 4 сверху, затем огибает шкив 6 и направляется обратно к шкиву 4. После обхода шкива 4 второй раз канаты 2 обходят шкив 6 сверху и направляются под отклоняющий шкив 11, находящийся вблизи дна 9 лифтовой шахты, а затем обходят снизу второй отклоняющий шкив 12, находящийся вблизи дна 9, затем канаты 2 направляются вверх к отклоняющему шкиву 13, расположенному под кабиной 1 и движущемуся вместе с кабиной 1.

Далее после обхода шкива 13 сверху канаты 2 направляются вниз к активному натяжному элементу 15 подъемного каната, расположенному вблизи дна 9, на котором вторые концы канатов 2 закреплены с возможностью регулировки. Наличие возможности регулировки означает, что натяжение канатов 2 изменяется, то есть усиливается или ослабляется посредством перемещения вторых концов канатов 2.

Установка также содержит, по меньшей мере, устройство контроля загрузки лифта, по меньшей мере один датчик натяжения или подобный измерительный прибор 18, который имеет обратную связь, по меньшей мере, с элементом 15, который управляется некоторым элементом управления, например устройством 5, и согласно измеренным данным, полученным от прибора 18, натяжение в канатах 2 в тот момент определяется, по существу, в режиме реального времени при помощи вышеуказанного элемента управления.

На чертежах прибор 18 схематично представлен над кабиной и связан с отклоняющим шкивом 10, с помощью которого перемещается кабина. Однако прибор 18 может быть расположен в разных местах. Так же, если устройство контроля загрузки лифта функционирует в качестве вышеуказанного измерительного прибора, то оно может быть расположено в любом подходящем месте. Когда прибор 18 связан с кабиной лифта или находится вблизи точки 7 первого конца канатов 2, измеренное натяжение каната имеет значение Т1. Соответственно, когда прибор 18 находится около точки крепления второго конца канатов 2, то есть элемента 15, величина натяжения каната имеет значение Т2.

Конструктивные решения, представленные на фиг. 1-4, по существу, идентичны и отличаются друг от друга главным образом конструкцией элемента 15.

Согласно варианту, представленному на фиг. 1, элемент 15 включает, по меньшей мере, натяжной барабан 16 и силовой привод 17, например электродвигатель или другой подходящий привод, который вращает барабан и находится под управлением элемента управления. Сигнал обратной связи об измеренных данных прибора 18 подается на привод 17 через элемент управления, например элемент 5 лифта. Вторые концы канатов 2 прикреплены к барабану 16, и привод 17 создает крутящий момент на барабане

- 2 013896

16, поддерживающем натяжение Т1 канатов 2 равным, по существу, заранее определенному значению или диапазону значений на основе измеренных данных, полученных от прибора 18. В этом случае привод 17 настроен таким образом, чтобы в случае необходимости повышать или понижать натяжение канатов 2 в соответствии с загруженностью лифта.

В соответствии со вторым вариантом реализации изобретения, представленным на фиг. 2, элемент 15 включает по меньшей мере один резьбовой элемент 19, снабженный внешней резьбой, который в дальнейшем именуется винтом, и резьбовой элемент 20 или подобный элемент с внутренней резьбой, который далее называется гайкой, который расположен на винте с возможностью вращения и блокируется, по существу, неподвижным в вертикальном направлении.

Кроме того, элемент 15 в данном варианте реализации содержит привод 21, например электродвигатель или другой подобный привод, который вращает гайку 20. Сигнал обратной связи об измеренных данных прибора 18 подается на привод 21 через элемент управления, например элемент 5 лифта.

Вторые концы канатов 2 прикреплены к первому концу винта 19, который в случае, показанном на чертеже, является верхним концом винта, и привод 21 создает крутящий момент на гайке 20, который заставляет гайку 20 вращаться, и, таким образом, перемещает винт 19 в вертикальном направлении, поддерживая тем самым натяжение Т1 канатов 2, по существу, равным предварительно определенной величине на основе данных, измеренных прибором 18. В этом варианте привод 21 также настроен таким образом, чтобы в случае необходимости повышать или понижать натяжение канатов 2 в соответствии с загруженностью лифта.

В третьем варианте реализации изобретения, представленном на фиг. 3, элемент 15 содержит по меньшей мере один поршневой исполнительный механизм, например гидроцилиндр 23, снабженный поршнем 22. Кроме того, элемент 15 в этом варианте реализации включает привод 24, например насос с проточным каналом 30 и емкостью 25 для текучей среды, который приводит поршень 22 в гидроцилиндре в движение вперед и назад, по существу, вдоль продольных канатов.

Проточный канал включает, например, наряду с клапанами необходимые входные каналы и выходные каналы. Сигнал обратной связи об измеренных данных прибора 18 подается на привод 24 через элемент управления, например элемент 5 лифта. Вторые концы канатов 2 прикреплены к верхнему окончанию штока поршня 22, и привод 24 движет поршень 22 в гидроцилиндре 23 и, таким образом, натяжение Т1 канатов 2 поддерживается равным, по существу, предварительно определенному значению на основе измеренных данных, полученных от прибора 18. В этом решении привод 21 также настроен для повышения или понижения в случае необходимости натяжения каната 2 в соответствии с загруженностью лифта.

На фиг. 4 представлено еще одно решение, позволяющее сохранять заданное натяжение канатов 2. В этом решении элемент 15 включает, по меньшей мере, противовес 26, а также первый отклоняющий шкив 27 и второй отклоняющий шкив 28, которые расположены вблизи дна 9 шахты лифта. Канаты 2 направляются от шкива 13, расположенного под кабиной 1, обходят снизу шкив 27, а затем огибают снизу шкив 28, и далее после обхода сверху шкива 28 вторые концы канатов 2 прикрепляются к противовесу 26, масса которого определяется в соответствии с максимальной загруженностью лифта с добавлением вышеуказанного запаса прочности.

Также возможен вариант реализации изобретения без шкива 27, в этом случае угол контакта канатов 2 и обода шкива 28, по существу, на 90° больше, чем в представленном решении. Кроме того, элемент 15 в этом варианте реализации включает привод 29, например электродвигатель или другой подходящий привод, который вращает шкив 28. Сигнал обратной связи об измеренных данных прибора 18 подается на привод 29 через элемент управления, например элемент 5 лифта.

Привод 29 создает крутящий момент на шкиве 28, который в случае необходимости вращает шкив 28 против крутящего момента, создаваемого противовесом 26, и, следовательно, сохраняет натяжение канатов 2, по существу, равным предварительно определенной величине на основе измеренных данных, полученных от прибора 18. В этом решении противовес 26 настроен для повышения натяжения подъемных канатов, а привод 29 - для понижения натяжения канатов 2 в случае необходимости в той или иной степени в соответствии с загрузкой лифта. Преимуществом такого решения является, среди прочих, безопасность, например, в связи с отключением электричества, так как противовес 26 задан в соответствии с максимальной загруженностью лифта и запасом прочности. При отключении электричества привод 29 не выполняет функцию ослабления натяжения, в этом случае натяжение канатов остается максимальным и скольжение по шкиву 4 не происходит даже при высокой загрузке лифта.

В установке, соответствующей изобретению, канаты 2 активно натягиваются или ослабляются путем осуществления обратной связи, такой, что натяжение каната остается равным, по существу, предварительно определенному значению при любой загрузке лифта. В этом случае, натяжение каната остается всегда, по существу, постоянным или в рамках предварительно заданного диапазона. Тогда трение, действующее на шкив 4 между канатами 2 и канавкой шкива 4, также остается при всех вариантах загрузки, по существу, постоянным или в рамках предварительно заданного диапазона. Кроме того, отношение Т₁/Т₂ натяжений канатов на разных сторонах шкива 4 остается при всех вариантах загрузки, по существу, постоянным или в рамках предварительно заданного диапазона. Для работы канатной подвески в требуемом режиме отношение Т₁/Т₂ натяжений канатов должно быть больше 1, то есть Т₁/Т₂ > 1.

- 3 013896

Для специалистов в данной области очевидно, что изобретение на ограничивается только вышеприведенными примерами, и может претерпевать изменения в пределах формулы изобретения, приведенной ниже. Таким образом, например, натяжение каната может измеряться иным способом, чем при помощи информации о загрузке лифта или расстоянии между первыми концами подъемного каната. Одним из способов измерения натяжения канатов является измерение, например, разности натяжений на разных сторонах канатоведущего шкива. На стороне первых концов канатов натяжение равно вышеуказанному значению Т1 и, соответственно, на стороне вторых концов натяжение канатов равно Т2. Величина обратной связи для разницы натяжений Т₁-Т₂ или для отношения Т₁/Т₂ определяется для активного натяжного элемента для подъемных канатов. Измерительный прибор в этом случае, например тензометр или другой подобный датчик, измеряющий натяжение, расположен вблизи концов подъемных канатов.

Кроме того, для специалистов в данной области очевидно, что натяжной элемент для подъемных канатов также может отличаться от вышеописанного. Идея состоит в измерении натяжения каната и установке обратной связи от измерения натяжения каната к активному натяжному элементу, который на основе измеренных данных поддерживает натяжение каната, по существу, равным величине предварительно определенного уровня при всех вариантах загрузки лифта.

Кроме того, для специалистов в данной области очевидно, что элемент управления для натяжного элемента может отличаться от элемента управления, соединенного с устройством управления лифта. Элемент управления может быть либо связан с измерительным прибором, связанным с натяжным элементом, либо может быть совершенно отдельным блоком, который соединен с измерительным прибором и с натяжным элементом. Элемент управления включает, по меньшей мере, средства обработки измеренных данных и отправки управляющих данных натяжному элементу.

Кроме того, для специалистов в данной области очевидно, что изобретение также может использоваться с отношением подвески, отличным от отношения 2:1, представленного на чертежах. Также установка и структура подъемного механизма лифтов, а также количество отклоняющих шкивов может отличаться от вышеописанных.

Claims

1. Лифт без противовеса, который содержит, по меньшей мере, управляющее устройство (5), подъемное устройство (3) и соединенный с ним канатоведущий шкив (4), кабину (1), расположенную с возможностью перемещения вверх и вниз, по существу, в вертикальном направлении и подвешенную на подъемных канатах (2), которые одним концом закреплены, по существу, в неподвижной точке, а вторым концом закреплены с возможностью регулирования, и натяжной элемент (15), воздействующий на второй конец подъемных канатов (2), отличающийся тем, что с натяжным элементом (15) связан активный привод (17, 21, 24, 29), выполненный с возможностью изменения по меньшей мере одного натяжения (Т_ьТ₂) канатов и/или поддержания отношения натяжений (Т₁/Т₂) канатов над кабиной и под кабиной, по существу, на заданном уровне путем ослабления или увеличения натяжения канатов в соответствии с изменением загрузки лифта при помощи информации, полученной в лифте, или с помощью управляющих данных лифта.

2. Лифт по п.1, отличающийся тем, что информация о загрузке лифта возвращается к устройству, управляющему натяжением каната.

3. Лифт по п.1 или 2, отличающийся тем, что информацией обратной связи, подаваемой на привод (17, 21, 24, 29), является информация о загрузке, полученная измерительным прибором (18), например устройством измерения загрузки кабины, которое измеряет загрузку лифта.

4. Лифт по п.1 или 2, отличающийся тем, что информацией обратной связи, подаваемой на привод (17, 21, 24, 29), является информация о натяжении подъемных канатов, полученная измерительным прибором (18).

5. Лифт по п.1 или 2, отличающийся тем, что информацией обратной связи, подаваемой на привод (17, 21, 24, 29), является информация обратной связи, полученная из разности натяжений Т₁-Т₂ каната или отношения Т₁/Т₂ натяжений, измеренных на разных сторонах канатоведущего шкива (4).

6. Лифт по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что активный натяжной элемент (15) для подъемных канатов содержит по меньшей мере один барабан (16), к которому прикреплены вторые концы канатов (2), при этом привод (17) выполнен с возможностью вращения барабана (16) и к нему, по существу, в режиме реального времени подается информация обратной связи о натяжении подъемных канатов (2) при текущей загрузке лифта.

7. Лифт по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что активный натяжной элемент (15) для подъемных канатов содержит по меньшей мере один резьбовой элемент (19) с наружной резьбой, например винт, к первому концу которого прикреплены вторые концы канатов (2) и на котором с возможностью вращения расположен резьбовой элемент (20) с внутренней резьбой, например гайка или аналогичный элемент, который блокируется с обеспечением его неподвижности в вертикальном направлении, при этом натяжной элемент (15) содержит привод (21), выполненный с возможностью вращения гайки, например электродвигатель или другой подходящий привод, к которому, по существу, в режиме реального

- 4 013896 времени подается информация обратной связи о натяжении подъемных канатов (2) при текущей загрузке лифта.

8. Лифт по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что активный натяжной элемент (15) для подъемных канатов содержит исполнительный механизм по меньшей мере с одним цилиндром (23) и перемещающимся в нем поршнем (22), проточный канал (30), насос, действующий в качестве привода (24), который приводит цилиндр в действие, и резервуар (25) для рабочей среды под давлением, при этом к приводу (24), по существу, в режиме реального времени подается информация обратной связи о натяжении подъемных канатов (2) при текущей загрузке лифта.

9. Лифт по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что активный натяжной элемент (15) для подъемных канатов содержит, по меньшей мере, противовес (26) и по меньшей мере один отклоняющий шкив (28), который снизу обходят вторые концы канатов (2), к которым прикреплен указанный противовес (26), при этом натяжной элемент (15) содержит привод (29), например электродвигатель или другой подходящий привод, который выполнен с возможностью вращения отклоняющего шкива (28), и к которому, по существу, в режиме реального времени подается информация обратной связи о натяжении подъемных канатов (2) при текущей загрузке лифта, причем привод (29) выполнен с возможностью ослабления натяжения, вызываемого противовесом (26).

10. Лифт по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что управляющими данными для натяжного элемента являются состояние работы и/или движения.

11. Лифт по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что отношение (Т₁/Т₂) натяжений (Τι, Т₂) канатов является постоянным.