ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ТОРМОЗНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОБРАТНОГО ХОДА И ПРЕВЫШЕНИЯ ДОПУСТИМОЙ СКОРОСТИ ЭСКАЛАТОРА
AUXILIARY BRAKE TO PREVENT REVERSE STROKE AND EXCEEDING PERMISSIBLE SPEED OF ESCALATOR

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к вспомогательному тормозному устройству для предотвращения обратного хода и превышения допустимой скорости эскалатора, в частности к вспомогательному тормозному устройству, позволяющему предотвратить обратный ход и превышение допустимой скорости эскалатора в целях защиты пассажира от несчастного случая, и получить максимально эффективную экстренную остановку эскалатора.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Эскалатор является транспортным средством, ступени которого непрерывно перемещаются вверх или вниз по наклонной поверхности с целью перевозки группы пассажиров. Эскалаторы такого типа широко применяются на различных объектах общественного транспорта и в общественных местах, в том числе на объектах метрополитена, универмагах и других подобных объектах.
На фиг. 1-2 показан типичный эскалатор, который содержит: приводной двигатель 100, снабженный основным тормозом и управляемый сигналом с главной панели управления; ведущие звездочки 122, размещенные с одной стороны эскалатора и установленные на противоположных концевых участках ведущего вала 120, присоединенного к выходному валу 106 приводного двигателя 11; ведомые звездочки 125, размещенные с другой стороны эскалатора и установленные на противоположных концевых участках ведомого вала, присоединенного к ведущему валу 120; цепь 130 со ступенями, находящимися на равном расстоянии друг от друга, предназначенную для передачи усилия за счет соединения ведущих звездочек 122 и ведомых звездочек 125 друг с другом; роликоопору 126, установленную в области изгиба эскалатора с целью направления указанной цепи 130; предохранительную цепь 127 для соединения друг с другом ведущих звездочек 122, ведомых звездочек 125 и роликоопоры 126; и приводную цепь 110 для передачи вращательного усилия приводного двигателя 100 на ведущий вал 120.
Приводной двигатель 100 снабжен редуктором 105. Приводная цепь 110 передает усилие между звездочкой 107, прикрепленной к выходному валу 106, и звездочкой 121, установленной с наружной стороны ведущей звездочки 122 ведущего вала 120.
Эскалатор описанной выше конструкции обеспечивает транспортировку множества пассажиров, при которой ведущий вал 120, вращаемый приводным двигателем 100, перемещает по заданному контуру снабженную ступенями цепь 130, и происходит перемещение вверх или вниз совокупности ступеней эскалатора.
Недостатком известного эскалатора описанной конструкции является опасность возникновения несчастного случая при внезапном изменении направления хода движущегося вверх эскалатора на обратное или при слишком быстром спуске движущегося вниз эскалатора в результате неисправности или повреждения механических, электрических или электронных узлов. В частности, при обрыве цепного привода происходит мгновенное опускание эскалатора («свободное падение») под весом пассажиров, что может привести к многочисленным травмам.
Для решения указанной проблемы были созданы технические решения по применению в эскалаторе предохранительного тормоза, срабатывающего при возникновении такой нештатной ситуации, как обратный ход, быстрое превышение допустимой скорости или другой аналогичной ситуации.
Например, в корейском патенте №995059, поданном от имени этого же заявителя и зарегистрированном 11.11.2010, раскрыто управляющее устройство предохранительного тормоза для экстренной остановки эскалатора. Устройство содержит дисковый тормоз, установленный в области ведущего вала приводного двигателя, электрический тормозной суппорт с возможностью остановки вращения тормозного диска, датчик превышения допустимой скорости для выявления превышения допустимой скорости эскалатора, датчик обратного вращения для выявления обратного вращения эскалатора, и блок управления для управления указанным электрическим суппортом по сигналам от датчика превышения допустимой скорости и датчика обратного вращения.
При поступлении сигналов «превышение скорости» или «обратное вращение» от датчика превышения допустимой скорости или от датчика обратного вращения, блок управления принимает решение о том, что эскалатор движется с превышением допустимой скорости или вращается в обратном направлении и таким образом приводит в действие электрический тормозной суппорт.
То есть блок управления быстро включает торможение тормозного диска и ведущего вала приводного двигателя, обеспечивая тем самым быструю остановку эскалатора. Такое решение позволяет предотвратить несчастные случаи в результате превышения допустимой скорости и изменения направления движения эскалатора.
В указанном известном техническом решении использован электрический тормозной суппорт, управляемый возвратным усилием сжимаемой электромагнитом винтовой пружины, недостатком чего является слабое усилие торможения. Следовательно, такое решение не сможет обеспечить быстрое торможение сильно нагруженного эскалатора.
При использовании длинного эскалатора эскалатор сильно нагружен вследствие подъема на нем большого количества пассажиров, поэтому трудно обеспечить достаточно большое усилие для его безопасного торможения.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для устранения указанных недостатков предлагается вспомогательное тормозное устройство для предотвращения обратного хода и превышения допустимой скорости эскалатора, способное обеспечить высокую эффективность торможения, а также быстрое и резкое торможение сильно нагруженного эскалатора, и тем самым по существу предотвратить несчастные случаи, возникающие в результате превышения допустимой скорости и изменения направления движения эскалатора на обратное.
Кроме того, в изобретении предлагается вспомогательное тормозное устройство для предотвращения обратного хода и превышения допустимой скорости эскалатора, которое можно устанавливать как на новых эскалаторах, так и на уже имеющихся эскалаторах без внесения в них каких-либо конструктивных изменений.
В заявленном изобретении предлагается вспомогательное тормозное устройство для предотвращения обратного хода и превышения допустимой скорости эскалатора, содержащее:
вал вращения эскалатора, вращаемый посредством приводного двигателя в прямом или в обратном направлении для перемещения вверх или вниз цепи, несущей ступени эскалатора, и снабженный ведущей звездочкой, входящей в зацепление с указанной цепью;
датчик обратного вращения для выявления направления вращения указанного вала вращения эскалатора;
датчик превышения допустимой скорости для измерения скорости вращения указанного вала вращения эскалатора;
вспомогательный тормоз экстренной остановки для прекращения вращения указанного вала вращения эскалатора;
блок управления для управления указанным вспомогательным тормозом экстренной остановки путем принятия решения о возникновении нештатной ситуации в зависимости от сигналов, поступивших от датчика обратного вращения и от датчика превышения допустимой скорости,
причем вспомогательный тормоз экстренной остановки снабжен первым тормозным узлом, установленным в средней части вала вращения эскалатора с целью приложения тормозного усилия к указанной средней части вала вращения эскалатора и содержащим тормозной диск, прикрепленный к валу вращения эскалатора, и гидравлический тормозной суппорт, приводимый в действие по сигналу от блока управления с целью приложения давления на противоположные поверхности тормозного диска и торможения тем самым вращения указанного тормозного диска.
Во вспомогательном тормозном устройстве экстренной остановки ведущая звездочка содержит первую и вторую звездочки, прикрепленные к противоположным концевым участкам вала вращения эскалатора, причем указанный вспомогательный тормоз экстренной остановки снабжен вторым тормозным узлом, установленным вблизи первой или второй звездочки.
Гидравлический суппорт содержит: корпус суппорта, частично охватывающий указанный тормозной диск; пару тормозных колодок, прикрепленных к корпусу суппорта, причем тормозной диск вставлен между указанными тормозными колодками; поршень, подвижно прикрепленный к корпусу суппорта с целью прижатия одной из тормозных колодок к тормозному диску; жидкостный насос для подачи рабочей жидкости на нажимную часть поршня с целью перемещения одной из тормозных колодок в направлении тормозного диска.
Гидравлический тормозной суппорт представляет собой первый и второй гидравлические тормозные суппорты, установленные на указанном тормозном диске.
Использование заявленного вспомогательного тормозного устройства для предотвращения обратного хода и превышения допустимой скорости эскалатора обеспечивает возможность эффективного торможения сильно нагруженного эскалатора - за счет применения в нем гидравлического дискового вспомогательного тормозного устройства экстренной остановки, позволяющего получить высокую эффективность торможения.
Кроме того, вспомогательное тормозное устройство экстренной остановки выполнено так, чтобы прикладывать тормозное усилие к средней части вала вращения эскалатора, что позволяет быстро и эффективно прекращать вращение указанного вала вращения эскалатора, по существу предотвращая тем самым несчастные случаи.
Помимо этого обеспечена возможность свободной корректировки количества дисков и вспомогательных тормозных устройств экстренной остановки, предназначенных для установки в средней части и на противоположных концевых участках вала вращения, в зависимости от тормозного усилия и компоновки эскалатора.
Кроме этого, вспомогательное тормозное устройство экстренной остановки можно свободно устанавливать в средней части или на боковой поверхности вала вращения эскалатора - такое решение обеспечивает возможность несложной установки указанного вспомогательного тормозного устройства экстренной остановки в имеющемся эскалаторе, а также возможность впоследствии несложным образом осуществлять его проверку, ремонт и техническое обслуживание.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Указанные выше, а также другие задачи и признаки заявленного изобретения будут очевидны из описания предпочтительных вариантов его осуществления, приводимого со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:
фиг. 1 - схематический вид примера типовой конструкции обычного эскалатора;
фиг. 2 - аксонометрический вид ведущего вала обычного эскалатора;
фиг. 3 - структурная схема устройства обеспечения безопасности эскалатора согласно изобретению;
фиг. 4 - блок-схема способа обеспечения безопасности эскалатора согласно изобретению;
фиг. 5 - аксонометрический вид, иллюстрирующий пример ведущего вала эскалатора согласно изобретению;
фиг. 6 - вид сбоку одного из вариантов расположения вспомогательного тормозного устройства экстренной остановки согласно изобретению;
фиг. 7 - вид в разрезе гидравлического тормозного суппорта вспомогательного тормозного устройства экстренной остановки согласно изобретению;
фиг. 8 - вид в разрезе по линии VIII-VIII с фиг. 5, иллюстрирующий вспомогательное тормозное устройство экстренной остановки согласно изобретению;
фиг. 9 - вид в разрезе, иллюстрирующий другой вариант осуществления вспомогательного тормозного устройства экстренной остановки согласно изобретению;
фиг. 10 - вид в разрезе, иллюстрирующий еще один вариант осуществления вспомогательного тормозного устройства экстренной остановки согласно изобретению;
фиг. 11 - вид в разрезе, иллюстрирующий другой вариант выполнения вспомогательного тормозного устройства экстренной остановки согласно изобретению.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже приведено подробное описание некоторых предпочтительных вариантов осуществления заявленного вспомогательного тормозного устройства для предотвращения обратного хода и превышения допустимой скорости эскалатора, выполненное со ссылками на сопроводительные чертежи.
На фиг. 3-8 изображен способ управления вспомогательным тормозным устройством для предотвращения обратного хода и превышения допустимой скорости эскалатора, содержащий следующие этапы; выявление движения эскалатора вверх или вниз; выявление обратного вращения эскалатора посредством датчика 31 обратного вращения в случае движения эскалатора вверх и, в случае движения эскалатора вниз, измерение скорости спуска эскалатора посредством датчика 32 превышения допустимой скорости; подача сигнала выключения на цепь аварийной защиты основной панели 20 управления с целью прекращения подачи энергии на приводной двигатель 21 и приведения в действие основного тормоза 25 в случае превышения скоростью спуска эскалатора, измеряемой указанным датчиком 32, первой заданной скорости; приведение в действие вспомогательного тормоза 40 экстренной остановки посредством действий коммутационной панели 45 в случае выявления указанным датчиком 31 обратного вращения эскалатора или выявления указанным датчиком 32, что скорость спуска эскалатора превышает вторую заданную скорость больше первой заданной скорости.
В этом отношении предпочтительно, чтобы вспомогательный тормоз 40 экстренной остановки представлял собой гидравлический тормоз, приводимый в действие коммутационной панелью 45 с целью приложения механического усилия для торможения ведущего вала 35 эскалатора.
Устройство для осуществления указанного способа содержит основную панель 20 управления для подачи электроэнергии на приводной двигатель 21 эскалатора и приведение в действие основного тормоза 25, встроенного в приводной двигатель 21; датчик 31 обратного вращения для выявления направления вращения вала 30, присоединенного к выходному валу приводного двигателя 21; датчик 32 превышения допустимой скорости для измерения скорости вращения вала 30 вращения эскалатора; вспомогательный тормоз 40 экстренной остановки для прекращения вращения вала 30 путем приложения механического усилия; блок 10 управления для принятия решения о возникновении нештатной ситуации в зависимости от сигнала датчика 31 обратного вращения и датчика 32 превышения допустимой скорости, и отправки сигнала на основную панель 20 управления или на коммутационную панель 45 с целью подачи энергии на вспомогательный тормоз 40 экстренной остановки.
Вспомогательный тормоз 40 экстренной остановки содержит первый тормозной узел, установленный в средней части вала 30 вращения эскалатора с целью приложения тормозного усилия к указанной средней части вала 30. Первый тормозной узел содержит тормозной диск 41, прикрепленный к валу 30, и гидравлический тормозной суппорт 42, приводимый в действие энергией, подаваемой с коммутационной панели 45, и предназначенный для одновременного давления на противоположные поверхности тормозного диска 41 с целью торможения вращения тормозного диска 41. В предпочтительном варианте гидравлический суппорт 42 можно разместить симметрично парой на противоположных сторонах тормозного диска 41.
Как показано на фиг. 5 и 8, тормозной диск 41 расположен между ведущими звездочками 36, установленными на противоположных сторонах вала 30 вращения эскалатора. В частности, тормозной диск 41 предназначен для жесткого закрепления в средней части между противоположными ведущими звездочками 36.
Как показано на фиг. 10 и 11, в качестве альтернативы тормозной диск 41 можно разместить в области каждого или обоих ведущих звездочек 36, установленных на концевых участках вала 30 вращения эскалатора.
Гидравлический тормозной суппорт 42с фиг. 7 имеет корпус 42а суппорта, частично охватывающий тормозной диск 41, и пару тормозных колодок 42b, которые установлены по противоположным сторонам корпуса 42а суппорта и между которыми расположен тормозной диск 41.
Гидравлический тормозной суппорт 42содержит поршень 42с, подвижно установленный в корпусе 42а суппорта с возможностью прижатия одной из тормозных колодок 42b к тормозному диску 41, и жидкостный насос 44 для подачи рабочей жидкости на нажимную часть 42d поршня 42с.
По мере ввода рабочей жидкости из жидкостного насоса 44 по гидравлическому каналу 42е, поршень 42с перемещается вперед на прижатие одной из сторон тормозной колодки 42b, после чего указанная тормозная колодка 42b входит во фрикционный контакт с тормозным диском 41. При этом с указанным тормозным диском 41 приводится в плотный контакт и размещенная с противоположной стороны тормозная колодка 42b.
В результате обе тормозные колодки 42b одновременно находятся во фрикционном контакте с противоположными поверхностями тормозного диска 41, и под действием большой силы трения вращение диска 41 останавливается с обеспечением тем самым резкого экстренного торможения эскалатора.
Жидкостный насос 44 содержит питающий бачок 44а, а также приводной двигатель 44b насоса. Указанный насос 44 функционирует под управлением блока 10 управления и коммутационной панели 45 (см. фиг. 3), обеспечивая подачу рабочей жидкости из питающего бачка 44а на гидравлический тормозной суппорт 42.
Жидкостный насос 44 подключен к аккумуляторной батарее 47, предназначенной для подачи электричества на указанный насос 44 в случае прекращения подачи энергии к насосу 44 по такой причине, как, например, обрыв или перебои в сети электроснабжения. Как показано на фиг. 3, подачей электроэнергии от заряжаемой батареи 47 на насос 44 управляет коммутационная панель 45.
Такое решение позволяет, даже в случае выхода электросети из строя, непрерывно снабжать гидравлический суппорт 42 рабочей жидкостью из жидкостного насоса 44. То есть, даже при прекращении электроснабжения обеспечена возможность экстренного торможения эскалатора. Поддержание состояния аварийного торможения может обеспечивать аккумулятор 44с.
Другими словами, даже после прекращения подачи электроэнергии аккумулятор 44с поддерживает давление рабочей жидкости в состоянии торможения, благодаря чему тормозной узел продолжает обеспечивать торможение.
Обращаясь снова к фиг. 3-5: предпочтительно, чтобы датчик 31 обратного вращения и датчик 32 превышения допустимой скорости были выполнены с возможностью слежения за вращением тормозного диска 41.
Вспомогательный тормоз 40 экстренной остановки размещен в средней части вала 30 вращения эскалатора с целью точного приложения к указанной средней части тормозного усилия. Такое решение позволяет равномерно останавливать вращение всего вала 30 вращения эскалатора и тем самым обеспечивает максимальную эффективность экстренной остановки. Таким образом обеспечивается возможность эффективно осуществлять резкое экстренное торможение в случае, когда нагруженный эскалатор перемещается с чрезмерно высокой скоростью или вращается в обратном направлении.
Размещение вспомогательного тормоза 40 экстренной остановки в средней части вала 30 вращения эскалатора позволяет устанавливать указанный тормоз 40 без использования отдельных монтажных элементов. Тем самым обеспечены простота и удобство установки вспомогательного тормоза 40 экстренной остановки и, соответственно, возможность его установки в уже имеющемся эскалаторе.
В общем случае во вспомогательном тормозном устройстве установлен один вспомогательный тормоз 40 экстренной остановки. Однако, как показано на фиг. 9, возможна установка двух или более вспомогательных тормозов экстренной остановки - в зависимости от тормозной нагрузки.
В этом случае эффективность быстрой экстренной остановки вала 30 вращения эскалатора можно довести до максимума путем приложения тормозного усилия к нескольким участкам вала 30 вращения эскалатора.
При наличии нескольких вспомогательных тормозов 40 экстренной остановки предпочтительно установить указанные тормоза 40 на расстоянии друг от друга симметрично вокруг средней части вала 30 вращения эскалатора.
Как показано на фиг. 10-11, ведущая звездочка 36 содержит первую и вторую звездочки, прикрепленные к противоположным концевым частям вала 30 вращения эскалатора. Согласно изобретению, вспомогательный тормоз 40 экстренной остановки для предотвращения обратного хода и превышения допустимой скорости эскалатора может содержать также второй тормозной узел, установленный вблизи первой или второй звездочки. Вспомогательный тормоз 40 экстренной остановки можно установить на обоих звездочках.
В описанной выше конструкции вспомогательное тормозное устройство для предотвращения обратного хода и превышения допустимой скорости эскалатора отслеживает направление вращения и скорость вращения эскалатора. При вращении эскалатора в обратном направлении или с превышением заданного значения скорости вспомогательное тормозное устройство приводит в действие вспомогательное тормозное устройство экстренной остановки с целью прекращения работы эскалатора.
Если происходит резкий спуск движущегося вверх эскалатора, и датчик 31 обратного вращения выявляет обратное вращение тормозного диска 41, блок 10 управления принимает решение о возникновении в эскалаторе нештатной ситуации и подает на коммутационную панель 45 «сигнал торможения».
Коммутационная панель 45 подает электричество на жидкостный насос 44 вспомогательного тормоза 40 экстренной остановки с целью приведения последнего в действие. В случае отключения подачи питания от сети коммутационная панель 45 обеспечивает жидкостный насос 44 электроэнергией от аккумуляторной батареи 47. По гидравлическому каналу 42е рабочая жидкость из жидкостного насоса 44 подается на нажимную часть 42d поршня 42с.
При этом, под действием рабочей жидкости на нажимную часть 42d, поршень 42с перемещается вперед и нажимает на одну из сторон тормозной колодки 42b, приближая тормозную колодку 42b к тормозному диску 41 и обеспечивая тем самым их фрикционный контакт. В контакт с указанным тормозным диском 41 приводится и тормозная колодка 42b, размещенная с противоположной стороны.
Таким образом, обе тормозные колодки 42d одновременно находятся во фрикционном контакте с противоположными сторонами тормозного диска 41, в результате чего происходит увеличение приложенной силы трения, приводящее к остановке тормозного диска 41.
Прекращение вращения диска 41 приводит к остановке ведущего вала 35, на котором размещен указанный диск 41, и тем самым к прекращению работы эскалатора.
По завершении экстренной остановки и обеспечении безопасности пассажиров или отключении сигналов «обратный ход» или «превышение допустимой скорости» с датчика 31 обратного хода или с датчика 32 превышения допустимой скорости, блок 10 управления перестает выдавать «сигнал торможения».
При отключении «сигнала торможения» коммутационная панель 45 останавливает жидкостный насос 44. Прекращение работы насоса 44 приводит к снятию давления, прикладываемого к нажимной части 42d поршня 42с.
В отсутствии давления на поршень 42с снимается также и прижимающее усилие поршня 42с, прикладываемое к тормозной колодке 42b. Это приводит к снятию усилия фрикционного контакта с тормозного диска 41, в результате чего указанный диск 41 начинает вращаться, позволяя эскалатору возобновить свою работу.
Рабочая жидкость под давлением, действующая на поршень 42с, по гидравлическому каналу 42е возвращается в питающий бачок 44а.
Обратимся вновь к фиг. 3-8: если тормозной диск 41 вращается со скоростью, превышающей заданное значение, такое состояние выявляется датчиком 32 превышения допустимой скорости, который выдает сигнал на блок 10 управления. Если вращение тормозного диска 41 происходит с «первой заданной скоростью», превышающей заданную скорость, например, со скоростью более 120% заданной скорости, блок 10 управления подает на основную панель 20 управления сигнал на прекращение работы приводного двигателя 21 и приведение в действие основного тормоза 25 для остановки вращения выходного вала 23. В результате перестает вращаться присоединенный к выходному валу 23 ведущий вал 35, останавливающий таким образом работу эскалатора.
В случае обрыва приводной цепи, соединяющей друг с другом выходной вал 23 и ведущий вал 35, ведущий вал 35 не остановится и продолжит вращение даже при применении основного тормоза 25. Вследствие перегрузки произойдет значительное увеличение скорости вращения тормозного диска 41, расположенного на ведущем валу 35.
Если вращение тормозного диска 41 происходит со «второй заданной скоростью» выше «первой заданной скорости», например, со скоростью более 140% заданной скорости, блок 10 управления передает на коммутационную панель 45 сигнал на приведение в действие вспомогательного тормоза 40 экстренной остановки с целью прекращения работы эскалатора.
Соответственно, если в силу определенных причин происходит быстрое увеличение скорости спуска движущегося вниз эскалатора, работа эскалатора мгновенно прекращается, что позволяет предотвратить несчастные случаи в результате свободного падения эскалатора.
Несмотря на то, что выше были описаны конкретные предпочтительные варианты осуществления изобретения, заявленное изобретение ими не ограничивается. Следует понимать, что специалист в данной области техники сможет надлежащим образом модифицировать описанные варианты, не выходя из объема испрашиваемой правовой охраны, определяемого формулой изобретения.