Тормозное устройство лифта и способ компенсации изменения точки переключения датчика близости при изменении температуры в тормозном устройстве
ELEVATOR BRAKING DEVICE AND METHOD OF COMPENSATION FOR CHANGE IN PROXIMITY SENSOR SWITCHING POINT WHEN TEMPERATURE CHANGES IN BRAKING DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится в целом к технической области лифтов. В частности, изобретение относится к компенсации влияния изменения температуры в реализованных тормозных устройствах для лифтов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Датчик близости - это тип датчика, который выполнен с возможностью обнаруживать присутствие или отсутствие цели в рабочей области датчика. Существуют различные типы датчиков близости. Например, работа датчиков близости может быть основана на емкости между датчиком и целью или на индуктивности между датчиком и целью. Кроме того, фотоэлектрические датчики могут также рассматриваться как датчики близости, так как отражение проходящего света может контролироваться и анализироваться для обнаружения присутствия или отсутствия цели. Известны также другие типы датчиков близости. Выбор типа датчика близости обычно зависит от области применения, в которой используется датчик близости. В частности, выбор в значительной мере зависит от материала цели. В качестве примера, если целью является металл, применяют индуктивный датчик близости.
Датчик близости и, в особенности, индуктивный датчик близости содержит индукционную катушку, выполненную из множества витков проводящего провода, например медного, и конденсатора для накопления электрического заряда. Входной ток подается на генератор, который генерирует переменный ток, поступающий в катушку, которая, в свою очередь, создает магнитное поле перед датчиком близости. Теперь, когда цель, изготовленная из проводящего металла, вводится в зону, задаваемую границами магнитного поля, часть энергии переносится в цель, вызывая вихревые токи, протекающие на поверхности цели. Таким образом, потеря мощности влияет на протекание тока во внутреннем резонансном LC-контуре датчика близости, а когда цель удаляется из зоны, в некоторой точке состояние датчика изменяется. Другими словами, датчик может указывать на присутствие цели в магнитном поле, например, путем выдачи сигнала, а когда цель удаляется достаточно далеко от границ магнитного поля, датчик близости изменяет свое состояние, и выходного сигнала больше не существует.
Точка, в которой датчик близости изменяет свое состояние, известна как точка переключения. Точки переключения вместе образуют трехмерную поверхность, которая задает уровень в пространстве, на котором выход датчика близости изменяет свое состояние. Температура оказывает влияние на положение точки переключения в пространстве. Точка переключения, а значит, поверхность точек переключения, может перемещаться дальше или ближе к датчику близости, когда температура датчика изменяется. Это может вызвать проблемы, когда датчик близости используется в приложениях, в которых перемещение цели невелико. Это связано с тем, что влияние изменения температуры на точки переключения оказывает большое воздействие на общий ряд проектных допусков. Например, датчики близости, применяемые в тормозе подъемного электродвигателя лифтов, являются такой средой, в которой необходимо учитывать изменения температуры, поскольку перемещение цели, т.е. привода, очень мало, а норматив на допуски ограничен. Более того, температура может сильно измениться из-за больших нагрузок, возникающих в двигателе.
В дополнение к изменению положения точки переключения в датчике близости изменение температуры также влияет на объемы деталей, находящихся в области изменения температуры из-за теплового расширения. Следовательно, элементы и в датчике близости, и в цели, среди прочих, могут изменить свой объем при изменении температуры. Следовательно, тепловое расширение и температурный дрейф точки переключения вместе вызывают проблемы, особенно в областях применения, в которых расстояние между датчиком близости и целью невелико, а температура может меняться сильно.
Следовательно, необходимо разработать решение, с помощью которого можно, по меньшей мере частично, смягчить эффект изменения температуры в области применения датчика близости, когда он применяется в тормозном устройстве лифта.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Нижеследующее представляет упрощенную сущность изобретения с целью создания базового понимания некоторых аспектов в различных вариантах осуществления изобретения. Это не является подробным обзором изобретения и не предназначено для идентификации ключевых или критических элементов изобретения, а также и для установления объема изобретения. Нижеследующее просто представляет некоторые концепции изобретения в упрощенной форме в качестве вступления к более подробному описанию иллюстративных вариантов осуществления изобретения.
Цель изобретения состоит в том, чтобы представить тормозное устройство лифта и кроме того способ компенсации воздействия изменения температуры. Другая цель изобретения заключается в том, чтобы тормозное устройство и способ компенсировали, по меньшей мере частично, изменение в работе датчика, установленного в тормозном устройстве, при изменении температуры.
Цели изобретения достигаются с помощью тормозного устройства лифта и способа, как определено в соответствующих независимых пунктах формулы изобретения.
В соответствии с первым аспектом предлагается тормозное устройство лифта, причем это тормозное устройство состоит из рамной части, содержащей электромагнит, и якорной части; при этом тормозное устройство дополнительно содержит индуктивный датчик близости, опосредованно закрепленный на рамной части или якорной части, и цель, закрепленную на другой части из рамной части и якорной части, при этом тормозное устройство дополнительно содержит, для создания упомянутого опосредованного крепления, устройство (150) компенсации изменения температуры, закрепленное между индуктивным датчиком близости и рамной частью или якорной частью.
Крепежное устройство, используемое для крепления устройства компенсации изменения температуры к соответствующей части, может отличаться от крепежного устройства, используемого для крепления индуктивного датчика близости к устройству компенсации изменения температуры. Крепежные устройства могут быть винтами.
Кроме того, устройство компенсации изменения температуры может быть выполнено с возможностью быть смонтированным с крепежными устройствами в верхней части устройства компенсации изменения температуры в направлении движения рамной части и якорной части относительно друг друга.
Материал устройства компенсации изменения температуры может быть таким, что он расширяется в противоположном направлении относительно изменения положения точки переключения индуктивного датчика близости в ответ на изменение температуры. Материалом устройства компенсации изменения температуры может быть полифениленсульфид с присадкой графена, когда корпус индуктивного датчика близости представляет собой полипропилен с присадкой графена.
В соответствии со вторым аспектом предлагается способ компенсации изменения точки переключения датчика близости из-за изменения температуры в тормозном устройстве, при этом способ включает в себя: установку устройства компенсации изменения температуры между датчиком близости и одним из следующих элементов: рамная часть тормозного устройства, якорная часть тормозного устройства, причем материал устройства компенсации изменения температуры является таким, что он расширяется в противоположном направлении относительно изменения точки переключения индуктивного датчика близости в ответ на изменение температуры.
Различные иллюстративные и неограничивающие варианты осуществления изобретения как в отношении конструкций, так и в отношении способов работы вместе с дополнительными целями и преимуществами в отношении их будут лучше поняты из последующих элементов описания конкретных иллюстративных и неограничивающих вариантов осуществления при чтении текста вместе с прилагаемыми чертежами.
Глаголы «содержать» и «включать в себя» используются в настоящем документе в качестве открытых ограничений, которые не исключают и не требуют существования не цитируемых признаков. Признаки, указанные в зависимых пунктах формулы, взаимно свободно комбинируются, если явно не указано иное. Более того, следует понимать, что использование формы единственного числа, в данном документе не исключает множественного числа.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Варианты осуществления изобретения проиллюстрированы в качестве примера, но не в качестве ограничения, на фигурах прилагаемых чертежей.
Фиг. 1 схематически представляет пример осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2 схематически представляет другой пример осуществления настоящего изобретения.
ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Конкретные примеры, представленные в описании, приведенном ниже, не следует рассматривать как ограничивающие объем и/или применимость прилагаемой формулы изобретения. Списки и группы примеров, представленные в описании, приведенном ниже, не являются исчерпывающими, если явно не указано иное.
Далее по меньшей мере некоторые аспекты изобретения описываются путем ссылки на индуктивный датчик близости, реализованный в лифтовом тормозе. Такая реализация раскрыта схематически на фиг. 1, где датчик близости используют для контроля рабочего состояния тормозного устройства. Тормозное устройство, как показано, содержит якорную часть 110, рамную часть 120 и ряд пружин 130 между якорной частью 110 и рамной частью 120. Пружины могут быть установлены либо на якорную часть 110, либо на рамную часть 120, или на обе. Рамная часть 120 содержит электромагнит, имеющий катушку, и при подаче электрического тока в катушку электромагнита может генерироваться магнитное поле. Поскольку якорная часть 110 содержит сердечник из магнитного материала, якорная часть притягивается по направлению к рамной части 120, когда генерируется магнитное поле. Путем оптимального задания параметров пружин и электромагнитной силы можно управлять приведением в действие тормоза между активным и неактивным состоянием при подаче тока на электромагнит. Кроме того, тормозная накладка 112 может быть установлена на якорной части 110, где тормозная накладка 112 расположена так, чтобы ударяться о тормозящую поверхность вращающейся части подъемного устройства 140, чтобы удерживать кабину лифта в неподвижном состоянии, если управление двигателем инактивировано. В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения индуктивный датчик близости 122 расположен в отверстии рамной части 120. Индуктивный датчик близости 122 содержит катушку 180, в которую подается электрический ток, чтобы генерировать магнитное поле, с помощью которого контролируют положение цели 124 относительно датчика близости 122. Цель 124 в этом варианте осуществления относится к металлической структуре, которая установлена, или размещена, на якорной части 110 и которая имеет такую форму, что она может проникать в отверстие, расположенное в рамной части. Цель 124 в этом варианте осуществления выполнена с возможностью проникновения через апертурное отверстие, выполненное в рамной части 120, таким образом, что она достигает рабочего расстояния индуктивного датчика близости 122. Разумеется, цель 124 и датчик близости 122 имеют такие размеры и расположены таким образом, что расположение датчика близости и цели не мешает работе тормозного устройства. Датчик близости 122 может быть закреплен на рамной части и якорной части известными способами, например, с использованием крепежных устройств, таких как винты 172, 174, и монтаж датчика близости 122 выполняется опосредованно, как описано ниже. Монтаж цели 124 не имеет в настоящем документе конкретной направленности, и она может быть закреплена на якорной части, в соответствии с примером, например, с помощью монтажной пластины 160, выполненной из стали. Сама цель может быть закреплена, в качестве неограничивающего примера, с помощью любого крепежного механизма, например с помощью винта 175, на монтажной пластине 160, которая, в свою очередь, может быть закреплена на якорной части 110 с помощью винтов 173, например. Фиг. 1 также показывает блок управления, который выполнен с возможностью подавать ток на датчик близости, а также контролировать выходной сигнал датчика близости, чтобы отслеживать там изменения.
На фиг. 1 также показано устройство 150 компенсации изменения температуры, которое используется для компенсации по меньшей мере части изменения положения точки переключения датчика близости 122 при изменении температуры в рабочей среде датчика близости 122. Принимая во внимание воздействие изменения температуры на датчик близости 122, сталкиваются с по меньшей мере двумя источниками, имеющими воздействие на положение точки переключения. Прежде всего, изменение температуры вызывает так называемый температурный дрейф точки переключения в самом сенсорном элементе, т.е. катушке, заставляя точку переключения перемещаться ближе к индуктивному датчику близости 122, когда температура становится выше, а когда температура становится ниже, точка переключения перемещается дальше от индуктивного датчика близости 122. Это связано с влиянием изменение температуры на электрическое сопротивление катушки. Во-вторых, поскольку катушка 180 находится в корпусе, образующем датчик близости 122, изменение температуры также вызывает тепловое расширение корпуса в том или ином направлении, и в результате точка переключения датчика близости также перемещается относительно цели 124. Прежде всего в областях применения, например тормозном устройстве, эффект, вызванный изменением температуры, может оказывать большое воздействие из-за того факта, что перемещение привода невелико. Привод в контексте тормозного устройства должен рассматриваться в качестве якорной части 110, в которую монтируется цель, в варианте осуществления, показанном на фиг. 2. Поскольку индуктивный датчик близости 122 и цель взаимно позиционируются таким образом, что рабочее состояние тормозного устройства может контролироваться путем использования точки переключения индуктивного датчика близости, любое изменение температуры может стать причиной ошибки в контроле из-за изменения точки переключения. В соответствии с вариантом осуществления на фиг. 1 устройство 150 компенсации изменения температуры установлено в тормозном устройстве и смонтировано между индуктивным датчиком близости 122 и частью, в которую индуктивный датчик близости 122 крепится опосредованно через устройства 150 компенсации температуры. Часть на фиг. 1 является рамной частью 120 тормозного устройства, в которую устройство 150 компенсации изменения температуры крепится с помощью винтов 172 в верхней части устройства 150 компенсации изменения температуры. Кроме того, датчик близости крепится с помощью винтов 174 к устройству 150 компенсации температуры. Часть, в которую монтируют цель 124 в примере на фиг. 1, является якорной частью тормозного устройства.
Крепление устройства 150 компенсации изменения температуры обеспечивает преимущество, состоящее в том, что оно не ограничивает тепловое расширение или по меньшей мере ограничивает его только незначительно. Это может быть достигнуто путем расположения винтов 172 устройства 150 компенсации изменения температуры горизонтально на одном конце устройства 150, этим концом в примере на фиг. 1 является дальний конец устройства 150 компенсации изменения температуры относительно якоря. В результате тепловое расширение может произойти, но деформации устройства 150 компенсации изменения температуры не происходит или она только незначительная. Количество крепежных устройств может варьироваться и может составлять от одного винта до множества винтов. Принципиально идея состоит в том, чтобы компенсировать влияние изменения температуры на точку переключения с помощью устройства 150 компенсации изменения температуры, чтобы точность датчика близости могла поддерживаться как можно более точно.
На фиг. 2 схематически показано тормозное устройство под углом, который дает представление о реализации изобретения в соответствии с вариантом осуществления изобретения. В варианте осуществления на фиг. 2 датчик близости 122 крепится опосредованно к рамной части 120 на внешней поверхности рамной части 120. Опосредованное крепление выполняется в настоящем примере с устройством 150 компенсации изменения температуры, расположенным между рамной частью 120 и индуктивным датчиком близости 122. Крепление осуществляется таким образом, что это обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что устройство 150 компенсации изменения температуры крепится непосредственно к рамной части 120 с помощью одного или более крепежных устройств, таких как винты, а индуктивный датчик близости 122 крепится непосредственно к устройству 150 компенсации изменения температуры с помощью одного или более крепежных устройств, таких как винты. В результате отсутствует крепежное устройство, например винт (-ы), которое соединяет рамную часть 120 напрямую с датчиком близости 122. Таким образом, компенсация изменения температуры может быть реализована оптимальным образом. Крепежные устройства, т.е. винты, не показаны на фиг. 2 для обеспечения ясности. Крепление цели 124 здесь не находится в фокусе внимания. В примере на фиг. 2 цель 124 крепится с помощью монтажной платы 160 к якорной части 110.
Далее обсуждается устройство компенсации изменения температуры. В соответствии с изобретением устройство 150 компенсации изменения температуры для датчика близости 122 представляет собой базовую прокладку, изготовленную из подходящего материала. Для того чтобы компенсировать изменение точки переключения индуктивного датчика близости 122 из-за изменения температуры, устройство 150 компенсации изменения температуры должно быть изготовлено из материала, который расширяется в противоположном направлении относительно изменения точки переключения в соответствии с изменением температуры. Другими словами, если повышение температуры перемещает точку переключения ближе к датчику близости 122, материал устройства 150 компенсации изменения температуры должен быть выбран таким образом, что его тепловое расширение подводит датчик близости 122 и цель также ближе друг к другу, так что установленный параметр поддерживается как можно точнее. Таким образом, операция контроля может быть выполнена более точно, чем без использования устройства 150 компенсации изменения температуры в креплении. Для того чтобы выбрать оптимальный материал, необходимо понять, насколько точка переключения смещается в зависимости от температуры. Эта информация обычно доступна из спецификаций датчиков. С помощью этой информации можно выбрать материал устройства 150 компенсации изменения температуры так, чтобы направление его теплового расширения было противоположно направлению изменения точки переключения. Другими словами, цель должна иметь такой материал для устройства 150 компенсации изменения температуры, который компенсирует, при тепловом расширении, изменение положения точки переключения датчика настолько близко, насколько это возможно, особенно в пределах рабочей температуры лифтового тормозного устройства, например в пределах -5…+70 градусов Цельсия. При выборе материала преимущественно коэффициент теплового расширения используется в качестве параметра, поскольку он представляет характеристику материала, указывающую на его поведение, по меньшей мере частично, в зависимости от температуры.
Как обсуждалось выше, материал устройства 150 компенсации изменения температуры должен быть выбран так, чтобы он компенсировал по меньшей мере частично изменение точки переключения датчика близости в ответ на изменение температуры. Примером такого материала является базовая прокладка, изготовленная из пластика. Более конкретно, если корпус датчика близости 122 изготовлен из полипропилена, содержащего 20% графена, подходящим материалом для устройства компенсации изменения температуры может быть полифенилсульфид 40% F2-1140 (40% графена). Другими словами, изменение точки переключения датчика близости 122 обусловлено тепловым расширением корпуса датчика близости 122, но также включает в себя некоторый эффект из-за температурного дрейфа катушки, и целью является главным образом компенсация, по меньшей мере частично, общего воздействия с помощью устройства 150 компенсации изменения температуры.
Заключая вышесказанное, настоящее изобретение может быть реализовано так, что устройство компенсации изменения температуры будет изготовлено из другого материала, чем корпус датчика, с такими признаками относительно друг друга, как описано. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления в лифтовом тормозном устройстве длина устройства компенсации изменения температуры, закрепленного под датчиком близости, оптимизирована по отношению к воздушному зазору между датчиком и целью при номинальной температуре. Например, тогда номинальная точка переключения может быть 0,3 мм, что означает, что оптимальная длина (по вертикали) составляет 21,8 мм +/- 0,3 мм. В результате отношение между воздействием изменения температуры и длиной устройства компенсации изменения температуры составляет 1/73.
Настоящее изобретение, как описано выше, основано на идее компенсировать изменение точки переключения индуктивного датчика близости из-за изменения температуры путем размещения устройства компенсации изменения температуры между датчиком близости и частью, на которую опосредованно крепится датчик близости. В некотором варианте осуществления дополнительное устройство компенсации изменения температуры может быть также размещено между приводом (т.е. целью) и частью, к которой привод крепится опосредованно в установке лифтового тормозного устройства, чтобы улучшить раскрытый эффект, достигаемый устройством компенсации изменения температуры, которое расположено между датчиком близости и крепежной частью. Естественно, в этом виде реализации для достижения желаемого результата необходимо учитывать общий эффект устройств компенсации изменения температуры.
Как упомянуто, устройство компенсации изменения температуры уменьшает, по меньшей мере частично, изменение положения точки переключения посредством теплового расширения, т.е. расширения или сжатия, с целью сохранения точек переключения, т.е. поверхности точек переключения, как можно ближе к одному и тому же положению относительно датчика близости и цели. Таким образом, можно компенсировать, по меньшей мере частично, эффекты, вызванные изменением температуры в среде, в которой используется реализация датчика близости.
Некоторые примеры осуществления настоящего изобретения описаны выше в контексте такой реализации, при которой датчик близости 122 закреплен в рамной части 120, а цель закреплена или установлена в якорной части 110 тормозного устройства. Однако идея настоящего изобретения может также быть воплощена в реализации, в которой датчик близости 122 закреплен в якорной части 110, а цель 124 закреплена в рамной части 120. Устройство 150 компенсации изменения температуры закреплено по меньшей мере между датчиком близости и якорной частью таким же образом, как описано выше. Естественно, необходимо учитывать любую потребность подстройки размера устройства компенсации изменения температуры.
Изобретение описано выше в контексте тормозного устройства лифта, в котором взаимные расстояния (т.е. воздушный зазор) рабочих элементов очень малы. В такой среде необходимо разработать решения, которые по меньшей мере частично смягчают любой эффект, вызванный изменением температуры.
Конкретные примеры, приведенные в приведенном выше описании, не должны истолковываться как ограничивающие применимость и/или интерпретацию прилагаемой формулы изобретения. Списки и группы примеров, приведенные в представленном выше описании, не являются исчерпывающими, если явно не указано иное.