FI83204B - Foerfarande och anordning foer foerbaettring av verkningsgraden hos en motorstyrd hydraulhiss. - Google Patents

Description

83204

MENETELMÄ JA LAITE MOOTTORISÄÄDETYN HYDRAULIHISSIN HYÖTYSUHTEEN PARANTAMISEKSI - FÖRFARANDE OCH ANORDNING FÖR FÖRBÄTT-RING AV VERKNINGSGRADEN HOS EN MOTORSTYRD HYDRAULHISS

Tämän keksinnön kohteena on menetelmä ja laite moottori-säädetyn hydraulihissin hyötysuhteen parantamiseksi, jossa hissiä ajetaan ylöspäin sähkömoottorilla ohjatun hydrauli-pumpun avulla pumppaamalla öljyä säiliöstä päävirtausjohtoa pitkin hissin nostosylinteriin, ja ajetaan alaspäin laskemalla öljy pumpun välityksellä hallitusti nostosylinteristä takaisin öljysäiliöön.

Hydraulihissin ajonopeutta säädetään joko perinteiseen tapaan säätöventtiilin avulla {esimerkkeinä US-patentit 3842943 ja 4249641), tai säätämällä hydraulipumppua käyttävän sähkömoottorin pyörimisnopeutta, josta esimerkkinä mainittakoon englantilainen patenttijulkaisu no. 1522044. Koska tämä keksintö koskee parannusta moottorisäädettyihin järjestelmiin, keskitytään seuraavassa niihin.

Moottorisäädetyssä järjestelmässä hissin ylösajo tapahtuu seuraavasti: - säätöjärjestelmä käynnistää sähkömoottorin ja samalla hydraulipumpun ylössuuntaan, ja alkaa ennalta määrätyn kaavan mukaan kasvattaa niiden pyörimisnopeutta.

- pumpusta tuleva öljyvirta työntää auki vastaventtiilin, joka on pumpun ja sylinterin välissä, jolloin sylinteriin tuleva öljy alkaa nostaa mäntää. Pumpun pyörimisnopeuden kiihtyessä männän ja samalla hissin nopeus vastaavasti kasvaa.

- kun hissikori on saavuttanut nimellisnopeuden, jää sähkömoottori ja samalla pumppu pyörimään tasaisella nopeudella.

2 83204 - lähestyttäessä määräkerrosta säätöjärjestelmä vähentää moottorin pyörimisnopeutta siten, että hissin nopeus laskee halutulla tavalla korin lähestyessä kerrostasoa.

- kun hissikori on saavuttanut pysähtymistäson ja sähkö-moottori pyörii niin hitaasti, että pumppu tuottaa vain sisäiset vuotonsa, sulkeutuu jousikuormitettu, pumpun ja sylinterin välissä oleva vastaventtiili. Sähkömoottori voidaan nyt pysäyttää ja kori jää vastaventtiilin kannattamana tasolle.

Myös alasajo tehdään sähkömoottoria ohjaamalla, koska näin voidaan käyttää hyväksi samaa säätöjärjestelmää kuin ylös-ajossa: - vastaventtiili tai sen rinnalla oleva laskuventtiili ohjataan auki magneettiventtiilin avulla.

- öljynpaine pääsee sylinteristä pumppuun, joka nyt alkaa pyöriä toimien hydraulimoottorina.

- säätöjärjestelmän ohjaamana sähkömoottori jarruttaa pumppua siten, että hissikorin nopeus muuttuu halutulla tavalla: kiihdytys - ajo vakionopeudella - hidastus.

- hidastuksen loppuvaiheessa kori lähestyy pysähdystasoa pienellä nopeudella, jolloin vastaventtiililtä (laskuvent-tiililtä) katkaistaan ohjausvirta, jolloin se sulkeutuu ja hissi pysähtyy ja sähkömoottorilta voidaan katakaista sähkövirta.

Alasajon aikana on toivottavaa, että pumpusta sähkömoottoriin siirtyvä energia siirtyisi moottorista sähköverkkoon. Oikosulkumoottorilla näin tapahtuu vain kun moottori pyörii synkroninopeuttaan suuremmalla nopeudella. Kuitenkin moottorin ylisynkroninen jättämä yhdessä pumpun sisäisen vuodon kanssa johtaa useissa hisseissä liian suureen laskunopeuteen.

Yksi tapa välttää nämä ongelmat on moottorin ohjaaminen invertterillä, mutta tämä on useimmiten liian kallis rat- ϋ 3 83204 kaisu. Tästä syystä generatorista alasajoa, jossa moottori syöttää energiaa sähköverkkoon, ei yleensä käytetä, vaan moottoria jarrutetaan tavalla, jossa pumpulta tuleva mekaaninen energia muuttuu moottorissa lämmöksi. Lisäksi joudutaan sähköverkosta ottamaan energiaa jarrumomenttia varten, ja myös tämä energia muuttuu moottorissa lämmöksi. Näin järjestelmän hyötysuhde jää kovin huonoksi, ja lisäksi moottorin lämpörasitus tulee oleellisesti suuremmaksi kuin esim. venttiiliohjatussa järjestelmässä, jossa moottori seisoo lepotilassa koko alasajon ajan.

Tämän keksinnön tavoitteena on säilyttää yksinkertaisen moottorisäädetyn järjestelmän edut, ja yksinkertaisella ja taloudellisella tavalla parantaa sen hyötysuhdetta ja vähentää moottorin lämpörasitusta. Tämän aikaansaamiseksi on keksinnölle pääasiassa tunnusomaista se, että hissin alasajon aikana öljyn päävirtausjohdossa oleva paine alennetaan olennaisesti ennalta määrätyksi vakiopaineeksi vasta- tai lasku-venttiilillä, jonka pumpun painetta kompensoiva takaisinkytkentä öljyn päävirtauslinjasta muodostetaan vasta- tai laskuventtiilin läpivirtausvolyymia säätävällä painekom-pensointiventtiilillä.

Keksinnössä hyötysuhteen parannus perustuu siis verkosta otettavan sähköenergian minimointiin alasajon aikana. Tästä myös seuraa, että moottorin lämpörasitus ja pumpun työpaine on tavallista pienempi. Lisäksi saavutetaan, kuten jäljempänä selitetään, oleellisesti parempi reagointinopeus hissi-korin pysäytyksissä, joista tulee täsmällisempiä kuin aikaisemmin .

Keksinnön muille sovellutusmuodoille on tunnusomaista se, mitä jäljempänä olevissa patenttivaatimuksissa on esitetty.

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin esimerkkien 4 83204 avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuvio 1 esittää keksinnön erään toteutusmuodon periaate-kaaviota, ja

Kuvio 2 esittää esimerkin hissikoriin liittyvistä järjestelyistä hissikuilussa.

Kuviossa 1 esitetään keksinnön mukaisen laitteen periaate-kaavio, jossa hydraulipumppua 3 pyöritetään sähkömoottorilla 2, jota puolestaan ohjaa tavanomainen, kolmivaiheverkkoon kytketty tyristorikäyttö 1. Pumpusta 3 kulkee hydrauliikan pääjohto 16 vastaventtiilin 5 kautta hissin nostosylinteriin 4. Järjestelmän ollessa lepotilassa pitävät vastaventtiilin 5 karan 6 yläpuolella oleva jousi 7 ja siellä vallitseva ölynpaine vastaventtiilin suljettuna, eli karan 6 ala-asennossaan .

Kun magneettiventtiiliin 10 kytketään sähkövirta, pääsee öljy karan 6 päältä öljysäiliöön 15 kuristimen 9, magneetti-venttiilin 10 ja esiohjausventtiilin 11 kautta. Paine karan 6 päällä laskee nopeasti, ja vastaventtiilin kara 6 alkaa hydraulisylinterissä 4 vaikuttavan paineen johdosta nousta, avaten vähitellen vastaventtiilin 5.

Tällöin alkaa pumpulle 3 virrata öljyä ja pumppu alkaa pyöriä. Samalla nouseva paine alkaa sulkea esiohjausventtiiliä 11, kunnes karaan 12 vaikuttava painevoima on tasapainossa jousen 13 voiman kanssa. Tällöin pumppuun 3 vaikuttava paine ei enää kasva, koska tasapaino venttiilissä 11 aikaansaa karan 6 pysähtymisen paikalleen, koska vastaventtiilistä 5 kuristimen 8 kautta virtaava öljymäärä on sama kuin esiohjausventtiilin 11 läpi kulkeva määrä ja kuristimen 9 läpi ei enää ole nettovirtausta.

Il 5 83204

Pumpun 3 pyörimisnopeuden muuttuessa paine karan 12 kohdalla muuttuu, ja se siirtyy uuteen, tasapainoasennosta poikkeavaan asentoon muuttaen esiohjausventtiilin 11 läpi kulkevan virtauksen. Tämä aiheuttaa nettovirtauksen kuristimen 9 läpi, jolloin kara 6 siirtyy jompaan kumpaan suuntaan siten, että virtaus venttiilin 5 läpi vastaa pumpun läpi kulkevaa virtausta, jolloin pumppuun vaikuttava paine palaa asetus-arvoonsa ja kara 12 tasapainoasentoonsa. Koska paine näin on vakio, riippuu hissin nopeus yksinomaan pumpulle määrätystä kierrosnopeudesta ja sitä kautta karan 6 asennosta vasta-venttiilissä 5.

Kun hissikori lähestyy pysähdystasoa, on nopeus pieni ja venttiilin 5 kara 6 on lähes suljetussa asennossa. Pysäh-dyspisteessä magneettiventtiilin 10 ohjausvirta katkeaa, jolloin venttiili 5 sulkeutuu välittömästi, koska öljy virtaa hydraulisylinteristä 4 venttiilin 5 ja kuristimien 8 ja 9 kautta karan 6 yläpuolella olevaan tilaan, joka täyttyy öljyllä. Tämä tapahtuu nopeasti ennenkaikkea siksi, että keksinnön mukaisesti kara on hissin hitailla nopeuksilla jo muutenkin hyvin lähellä suljettua tilaa. Pumpun moottorilta voidaan nyt myös katkaista sähkövirta. Nykyisissä järjestelmissähän kara ei ole säätävä elin, joten keksinnöllä saavutettu etu on hyvin oleellinen. Venttiili 14 on pakollinen varoventtiili, eikä sillä ole keksinnön toiminnan kannalta merkitystä.

Pumppuun vaikuttavan paineen ja täten sähkömoottorin momentin määrää esiohjausventtiilin 11 jousen 13 jousivoima. Tämä jousivoima asetetaan yksinkertaisesti esim. venttiilin päädyssä olevalla kiristysruuvilla edullisimmin sellaiseksi, että sähkömoottori joutuu jarruttamaan vain pienen osan (2...3 bar) hissikorin aiheuttamasta paineesta. Suurimman osan hissikorin ja koko kuorman aiheuttamasta paineen jarrutuksesta huolehtii tällöin vastaventtiili 5. Itse asiassa on kuormittava paine edullisimmin asetettava sellaiseksi, että 6 83204 pumppu hissin alasajon aikana pyörittää moottoria mahdollisimman alhaisella momentilla, jolla sähköinen säätöjärjestelmä vielä saa hissin noudattamaan nopeusohjetta.

Hissin ylösajo tapahtuu tunnetulla tavalla, ja sähkömoottorin 2 sekä pumpun 3 on tietenkin kyettävä muodostamaan täyden nostopaineen nostosylinteriin 4. Tässä keksinnössä, kuten yllä on todettu, on tarkoituksena minimoida moottorin lämpörasituksia, jotka johtuvat energian poistotarpeen syntymisestä, kun koko nostosylinterin 4 paine kohdistetaan pumppuun 3, kuten tunnetuissa laitteissa on asian laita. Yllämainitusta minimipaineen pyrkimisestä johtuu myös, että keksinnön mukaisessa laitteessa ei synny sähköverkkoon takaisin syötettävää energiaa, jolloin voidaan aiemmin esitetyistä syistä käyttää yksinkertaisia tyristoripohjaisia moottorikäyttöjä. Tietenkin jos niin halutaan, on mahdollista keksinnön puitteissa nostaa moottoria pyörittävää momenttia yli minimiarvonsa siten, että, jolloin esim. invertterin avulla saadaan moottori 2 tuottamaan sähköä.

Kuviossa 1 esitetyn ratkaisun asemesta voidaan keksinnön puitteissa vastaventtiili 5 korvata tavallisella vasta-venttiilillä ja sen rinnalla olevalla, ohjattavalla lasku-venttiilillä, joka toimii painekompensointiventtiilinä. Esiohjatun painekompensointiventtiilin 11 sijasta voidaan keksinnössä myös käyttää suoraan ohjattua painekompensointi-venttiiliä. Suoraan ohjattu painekompensointiventtiili tarkoittaa siis että sama kara mittaa ja säätää virtausta.

Keksinnön mukaiseen järjestelmään voi edullisesti käyttää myös vastapainoa normaalihissien tapaan, kuten kuvion 2 hissikorin ripustusesimerkistä ilmenee. Kuviossa hissikori on merkitty viitenumerolla 17, vastapaino numerolla 18 ja nostosylinteri numerolla 19. Hydraulihissin kuilu 20 on liioitellun matala, selvyyden vuoksi.

Il 7 83204

Tavallisestihan venttiiliohjtuissa hydraulihisseissä ei voida käyttää ainakaan suurta vastapainoa, koska paine-ero sää-töventtiilin yli pienenee suorassa suhteessa vastapainon kanssa, ja tavanomaisessa säätöventtiilissä tämän paine-eron on oltava huomattava, jotta venttiili olisi varmasti ohjattavissa. Keksinnössä vastapainon 18 paino voi nousta aina 70...80% hissikorin 17 painosta, koska öljyn alaspäinvirtaus hissin alasmenotilanteessa käynnistetään moottorilla, joka keksinnön mukaisessa järjestelmässä aikaansaaa venttiilin varman avautumisen myös pienemmillä kuvion 1 vastaventtiilin 5 paine-eroarvoilla. Tämä edelleen pienentää tarvittavan sähkömoottorin, hydraulipumpun ja hissin nostosylinterin kokoa etenkin nostoliikettä ajatellen.

Alan ammattimiehelle on selvää, ettei keksinnön eri sovellu-tusmuodot rajoitu yllä esitettyihin esimerkkeihin, vaan että ne voivat vaihdella jäljempänä esitettyjen patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (7)

8 83204

1. Menetelmä moottorisäädetyn hydraulihissin hyötysuhteen parantamiseksi, jossa hissiä ajetaan ylöspäin sähkömoottorilla (2) ohjatun hydraulipumpun (3) avulla pumppaamalla öljyä säiliöstä (15) päävirtausjohtoa (16) pitkin hissin nostosylinteriin (4), ja ajetaan alaspäin laskemalla öljy pumpun välityksellä hallitusti nostosylinteristä takaisin öljysäiliöön, tunnettu siitä, että hissin alasajon aikana öljyn päävirtausjohdossa (16) oleva paine alennetaan olennaisesti ennalta määrätyksi vakiopaineeksi vasta- tai laskuventtiilillä (5), jonka pumpun (3) painetta kompensoiva takaisinkytkentä öljyn päävirtauslinjasta (16) muodostetaan vasta- tai laskuventtiilin (5) läpivirtausvolyymia säätävällä painekompensointiventtiilillä (11).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että hydraulipumppua (3) kuormittava paine asetetaan sellaiseksi, että pumppua pyöritetään hissin alasajon aikana moottorin (2) pienimmällä mahdollisella momentilla, jolla sähköinen säätöjärjestelmä (1) saa hissin noudattamaan nopeusohjetta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vasta- tai laskuventtiilin (5) sulkeutumista ja avautumista ohjataan erillisellä magneetti-venttiilillä (10), joka on kytketty vasta- tai laskuventtiilin (5) ja painekompensointiventtiilin (11) väliin.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hissikoria (17) ajetaan sellaisella vastapainolla (18) varustettuna, että suurin osa his-sikorin (17) painosta tyhjänä saadaan kompensoitua. ti 9 83204

5. Patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttava laite moottorisäädetyn hydraulihissin hyötysuhteen parantamiseksi, johon laitteeseen kuuluu sähkömoottoriin (2) kytketty hydraulipumppu (3), öljysäiliö (15) sekä siitä pumpun (3) kautta hissikorin nostosylinteriin (4) johtava öljyn päävirtausjohto (16), tunnettu siitä, että hissin jarrulaite alasajon aikana muodostuu painetta alentavasta vasta- tai laskuventtiilistä (5) ja siihen kytketystä, pää-virtauslinjan painetta tunnustelevasta painekompensointi-venttiilistä (11), joilla ennalta määrätty, olennaisesti vakiona pysyvä paine hydraulipumpussa (3) on ylläpidettävissä .

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että vasta- tai laskuventtiilin (5) ja painekompen-sointiventtiilin (11) väliin on kytketty erillinen magneet-tiventtiili (10), jolla vasta- tai laskuventtiilin (11) sulkeutuminen ja avautuminen on toteutettavissa.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että hissikoriin (17) on liitetty vastapaino (18), jonka paino muodostaa suurimman osan hissikorin (17) tyhjästä painosta. 10 83204