СПОСОБ И УСТРОЙСТВО МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ ТЯГОВОГО ЭЛЕМЕНТА ЛИФТА И УЗЕЛ ТЯГОВОГО ЭЛЕМЕНТА ЛИФТА
METHOD AND DEVICE OF MONITORING ELEVATOR DRIVE ELEMENT ASSEMBLY STATE

Область техники
Настоящее изобретение, в основном, относится к мониторингу тяговых элементов лифтового устройства. Более конкретно, настоящее изобретение относится к схемным решениям для реализации способов мониторинга по электрическим параметрам.
Уровень техники
Лифтовые устройства часто содержат кабину и противовес, для подвешивания которых используют узел, включающий трос или ленточный канат. Приводное устройство перемещает трос или ленточный канат, что сообщает необходимое движение кабины на различные уровни, например, в здании. Традиционно использовали стальные тросы. В последнее время появились другие типы тяговых узлов. Одним из примеров является стальной ленточный канат с покрытием, содержащий группу стальных прядей, заключенных в полиуретановую оболочку.
С введением новых ленточных канатов возникла необходимость в новых способах мониторинга для контроля через некоторое время качества ленточного каната. Оболочки на тяговых элементах не дают возможности визуального контроля. Предполагается, что стальные ленточные канаты с покрытием имеют увеличенный срок службы, однако желательно проводить мониторинг их состояния для обнаружения снижения прочности тяговых элементов в ленточном канате (то есть стальных прядей). Были разработаны различные способы мониторинга.
Один из подходов заключается в использовании электрических величин для оценки параметров натяжных элементов и, следовательно, прочности ленточного каната. Один из таких способов основан на том, что поперечное сечение стальной пряди натяжного элемента напрямую связано с электрическим сопротивлением этого элемента. Соответственно, мониторинг сопротивления натяжных элементов отражает их состояние.
Для использования способов, основанных на контроле сопротивления, требуется эффективная методика выбора схемных решений, при которых можно определять сопротивление натяжных элементов. Настоящее изобретение направлено на разрешение этой проблемы через оригинальные схемные решения и ключевые характеристики электрического сигнала, обеспечивающие эффективный мониторинг натяжных элементов, например, в стальных ленточных канатах с покрытием.
Раскрытие изобретения
В одном аспекте изобретения описан способ мониторинга состояния тягового элемента лифта, содержащего группу разнесенных друг от друга электропроводящих натяжных элементов, в соответствии с которым прикладывают по меньшей мере к одному натяжному элементу выбранный электрический сигнал, включающий группу импульсов и имеющий коэффициент заполнения в основном меньше 10%. Предпочтительно прикладывают сигнал одновременно только к одному натяжному элементу. В одном варианте создают электропроводящее соединение по меньшей мере двух разнесенных друг от друга натяжных элементов и прикладывают электрический сигнал к соединенным натяжным элементам. В следующем варианте в натяжном элементе, через который пропускается электрический сигнал, создают потенциал с образованием катода относительно шахты лифта, в которой используется узел ленточного каната. При этом предпочтительно регулировать потенциал электрического сигнала с поддержанием его отрицательного значения относительно потенциала земли шахты лифта. Электрический сигнал можно одновременно прикладывать только к разнесенным друг от друга натяжным элементам. В частном случае определяют сопротивление натяжного элемента по приложенному сигналу.
Предложено также устройство мониторинга состояния тягового элемента лифта, которое содержит контроллер, установленный с возможностью выборочного приложения электрического сигнала, состоящего из группы импульсов, имеющих коэффициент заполнения менее 10%, по меньшей мере к одному натяжному элементу. В частном случае устройство содержит соединитель, установленный с возможностью создания электропроводящего соединения между контроллером и натяжным элементом. Соединитель может содержать по меньшей мере одно соединение, установленное с возможностью электрического контакта между собой по меньшей мере двух разнесенных друг от друга натяжных элементов. Контроллер может быть установлен с возможностью прикладывания электрического сигнала с возможностью образования натяжным элементом, по которому проходит сигнал катода относительно шахты лифта, в которой используется узел ленточного каната. Электрический сигнал в одном из вариантов имеет полярность отрицательную относительно потенциала земли шахты лифта. В одном из вариантов контроллер установлен с возможностью одновременного приложения электрического сигнала только к разнесенным друг от друга натяжным элементам. В другом варианте контроллер установлен с возможностью определения сопротивления натяжных элементов и состояния тягового элемента на основе определения сопротивления. В следующем варианте контроллер может быть установлен с возможностью приложения сигнала ко всей группе натяжных элементов одновременно.
В следующем аспекте изобретения раскрыт узел тягового элемента лифта, содержащий группу электропроводящих натяжных элементов, непроводящую оболочку, в основном охватывающую натяжные элементы, и контроллер, установленный с возможностью выборочного приложения по меньшей мере к одному из натяжных элементов электрического сигнала, содержащего группу импульсов с коэффициентом заполнения в основном менее 10%. В одном из вариантов узел может содержать соединитель, установленный с возможностью создания электропроводящего контакта между контроллером и натяжными элементами. Соединитель может содержать по меньшей мере одно соединение, установленное с возможностью электрического контакта между собой по меньшей мере два разнесенных друг от друга натяжных элемента. При этом электрический сигнал может иметь полярность отрицательную относительно потенциала земли шахты лифта, в которой используется узел. Коэффициент заполнения при этом предпочтительно в основном менее 1%.
В общих чертах настоящее изобретение представляет собой схемное решение, обеспечивающее эффективный мониторинг на основе электрических параметров тягового элемента лифта.
Один из вариантов включает приложение электрического сигнала, состоящего из группы импульсов, имеющих коэффициент заполнения менее, чем примерно десять процентов, по меньшей мере к одному натяжному элементу. В другом варианте коэффициент заполнения менее одного процента. При низком коэффициенте заполнения минимизируется количество электричества, пропускаемое через натяжной элемент, что способствует снижению возможности коррозии, возникающей в результате использования натяжных элементов в качестве проводников тока.
С учетом того, что тяговый элемент содержит группу разнесенных электропроводящих натяжных элементов, приведенный в качестве примера способ включает приложение электрического сигнала только к тяговым элементам, разнесенным друг от друга, чтобы избежать возникновения электрического поля между разнесенными тяговыми элементами. В таком способе удается избежать коррозии или ухудшения состояния тяговых элементов, которое в противном случае произошло бы при пропускании электричества по тяговому элементу.
В одном из вариантов электрически соединены по меньшей мере два разнесенных друг от друга натяжных элемента, так что электрический сигнал прикладывается к соединенным натяжным элементам, которые формируют контур или цепь, по которой распространяется электрический сигнал.
В соответствии с еще одним вариантом электрический сигнал, прикладываемый к натяжному элементу, выбирается таким образом, что этот натяжной элемент фактически являлся катодом относительно шахты лифта, в которой используется тяговый элемент. Это достигается регулированием потенциала электрического сигнала, так чтобы потенциал был отрицательным относительно потенциала земли шахты лифта.
В другом варианте в данный момент времени электрический сигнал прикладывается только к разнесенным друг от друга натяжным элементам.
Различные отличия и преимущества настоящего изобретения для специалиста в данной области техники станут понятны из следующего подробного описания предпочтительного на данный момент варианта выполнения. Чертежи, которыми сопровождается подробное описание, могут быть кратко описаны следующим образом.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 схематически представлена отдельная часть лифтового устройства, содержащего узел мониторинга тягового элемента лифта, выполненный в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения.
На фиг.2 показана в перспективе часть ленточного каната лифта, и схематически показан электрический соединитель, применимый в выполнении данного изобретения.
На фиг.3 схематически показан вариант схемного решения, выполненный в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.4 схематически представлено другое схемное решение.
На фиг.5 представлено другое схемное решение.
На фиг.6 представлен другой вариант схемного решения.
На фиг.7 представлен другой вариант схемного решения.
Осуществление изобретения
На фиг.1 схематически представлено лифтовое устройство 20, в котором кабина 22 и противовес 24 перемещаются в шахте 26 лифта. Приводное устройство 28 приводит в движение тяговый элемент 30, за счет чего осуществляется заданное перемещение кабины 22 и соответствующее движение противовеса 24. Перемещение лифтового устройства известно.
Как показано в качестве примера на фиг.2, тяговый элемент 30 представляет собой стальной ленточный канат с покрытием, состоящий из натяжных элементов 32 стальных прядей, заключенных в полиуретановую оболочку 34. Как можно понять из рисунка, натяжной элемент 32 содержит группу стальных нитей, свитых в прядь известным способом. Материал 34 оболочки обычно охватывает каждый из натяжных элементов и заполняет пространство между ними.
Натяжные элементы 32 проходят параллельно друг другу вдоль длины ленточного каната 30 (как обозначено через L на фиг.2). В изобретении не ограничен особый вид натяжного элемента.
На фиг.2 также показан соединитель 40, предназначенный для создания электрического контакта с натяжными элементами 32. Хотя это и не показано специально, в одном из вариантов выполнения соединитель 40 содержит контактные элементы, которые проникают через материал 34 оболочки для создания электрической связи с по меньшей мере одним выбранным натяжным элементом 32. Соединители 40, показанные в качестве примера на фиг.1, присоединены к каждому концу ленточного каната 30 и обеспечивают электрический интерфейс связи натяжных элементов 32 с контроллером 42, запрограммированным соответствующим образом на реализацию выбранного способа мониторинга по электрическим параметрам. Показанный в качестве примера соединитель 40 содержит первую часть 46 и вторую часть 48, помещенные на противоположных сторонах ленточного каната 30. Крепежный элемент 50 обеспечивает закрепление соединителя 40 в заданном положении вблизи конца, приведенного в качестве примера ленточного каната 30.
В предпочтительном варианте контроллер 42 отслеживает состояние натяжных элементов 32 и, следовательно, состояние ленточного каната 30 путем мониторинга выбранного электрического параметра натяжных элементов. В одном из вариантов проводится мониторинг сопротивления каждого натяжного элемента с целью определения поперечного сечения натяжных элементов, что показывает локализованную деформацию или ухудшение состояния натяжных элементов со временем. В описании приведены различные схемные решения, обеспечивающие проведение контроллером 42 необходимых замеров.
Показанный в качестве примера контроллер 42 содержит часть 44 омметра, с помощью которой проводятся замеры, относящиеся к электрическому сопротивлению натяжных элементов соответственно.
На фиг.3 схематически показано одно из схемных решений, предлагаемое в соответствии с одним из вариантов выполнения настоящего изобретения. В этом варианте каждый из натяжных элементов 32A-32L соединен с контроллером 42 отдельно. Каждый натяжной элемент, соответственно, образует собственную замкнутую электрическую цепь, как схематически показано на фиг.3 (хотя конкретно показано только соединение контроллера 42 с натяжным элементом 32А). Аналогичное соединение выполнено с каждым из отдельных натяжных элементов. Преимуществом такого схемного решения является то, что оно позволяет проводить отдельный мониторинг любого из натяжных элементов. В альтернативном варианте такое схемное решение позволяет проводить мониторинг всех натяжных элементов одновременно. Если все натяжные элементы нагружены должным образом, если отсутствует риск коррозии внутри прядей каната, то не должно быть разности потенциалов между натяжными элементами.
Один из возможных рисков коррозии может возникать при установлении между прядями электрического поля достаточной величины, при котором ионы могут мигрировать между натяжными элементами. Минимизация такой миграции ионов сводит к минимуму риск коррозии.
Другое схемное решение представлено на фиг.4. В нем натяжные элементы 32А и 32G образуют единую цепь, мониторинг которой проводится при подаче контроллером 42 в эту цепь электрического сигнала. В этом варианте один из соединителей 40 служит для связи с контроллером 42. Другой соединитель 40 содержит электрическое соединение 60, которое связывает натяжные элементы 32А и 32G друг с другом, чтобы создать замкнутую цепь. В этом варианте натяжные элементы сгруппированы в шесть групп по два элемента в каждой, так что первый и седьмой натяжные элементы (то есть 32А и 32G) образуют одну цепь, в то время как второй и восьмой образуют другую цепь.
Аналогичным образом образуют цепь шестой и двенадцатый натяжные элементы. При использовании такого подхода обеспечивается максимальное расстояние между натяжными элементами, которые задействуются одновременно для передачи электрического сигнала, подаваемого контроллером.
Установление максимального расстояния между проводящими натяжными элементами минимизирует риски коррозии, связанные с миграцией ионов, которые могут распространяться по ленточному канату из-за приложения электрического поля между натяжными элементами. Использование разнесенных натяжных элементов для создания электрической цепи обеспечивает в данном изобретении минимизацию риска коррозии, которая в ином случае возникает благодаря приложению электрического поля к натяжным элементам.
Следует отметить, что на фиг.4 показано только одно электрическое соединение 60, хотя используется шесть таких соединений для создания шести отдельных замкнутых цепей в ленточном канате 30. Одно из преимуществ решения, показанного на фиг.4, заключается в том, что требуется только один соединитель 40 для создания действующей связи с контроллером 40, что минимизирует сложность или стоимость электрического соединения (то есть разводки кабеля) между соединителями 40 и контроллером 42. Электрические соединения 60 в соединителе 40 на одном из концов ленточного каната 30 могут быть эффективно выполнены внутри соединителя, так что не требуется никакого наружного соединительного монтажа у этого конца ленточного каната.
На фиг.5 представлен другой вариант схемного решения. В этом варианте четыре группы по три натяжных элемента электрически соединены с использованием электрических соединений 60 и 62 для создания замкнутой цепи. В некоторых случаях длина ленточного каната слишком мала, чтобы из отдельного натяжного элемента (или даже из двух натяжных элементов) создать цепь достаточно протяженную, чтобы получить отношение сигнал/шум, которое обеспечило бы проведение мониторинга с достаточной точностью. Схема включения, показанная на фиг.5, облегчает получение лучшего отношения сигнал/шум для случая относительно более коротких ленточных канатов за счет увеличения числа натяжных элементов, входящих в одну замкнутую цепь. В этом варианте натяжные элементы 32А, 32Е и 32I образуют первую замкнутую цепь. Натяжные элементы 32В, 32F и 32J образуют другую цепь. Аналогично формируются две дополнительные замкнутые цепи предпочтительно так, чтобы обеспечить максимально возможное расстояние между натяжными элементами, электрически задействованными в любой данный момент времени. За счет подачи напряжения только в разнесенные друг от друга натяжные элементы предлагаемые в изобретении решения минимизируют риск возникновения коррозии натяжных элементов.
На фиг.6 представлен другой вариант, имеющий те же преимущества, что и выполнение с фиг.4. В этом варианте соединения с контроллером 42 осуществляются с одного из соединителей 40. В данном варианте четыре натяжных элемента 32А, 32D, 32G и 32J образуют замкнутую электрическую цепь. Для создания этой цепи требуется три электрических соединения 60, 62 и 64. Один из соединителей 40 содержит соединения 60 и 64, при этом не требуется каких-либо дополнительных кабельных соединений, что может служить преимуществом во многих случаях. Хотя это не продемонстрировано специально, схема, показанная на фиг.6 и используемая с ленточными канатами, имеющими двенадцать натяжных элементов, предпочтительно содержит три группы по четыре натяжных элемента, соединенных в одну замкнутую электрическую цепь.
На фиг.7 представлен еще один вариант, в котором две замкнутые цепи образованы путем электрического соединения друг с другом шести натяжных элементов в одну замкнутую электрическую цепь. На фиг.7 натяжные элементы 32А, 32С, 32Е, 32G, 32I и 32K соединены друг с другом в одну замкнутую цепь. Замкнутая цепь образуется за счет электрических соединений 60, 62, 64, 66 и 68. Другие натяжные элементы сгруппированы во вторую цепь. При таком выполнении минимизируется число цепей, мониторинг которых должен проводить контроллер 42. Расстояние между натяжными элементами, в которые одновременно подается напряжение, уменьшается по сравнению с выполнением, например, с фиг.4, однако это может иметь преимущества в зависимости от требований конкретной ситуации.
Специалист в данной области, извлекающий выгоду из использования этого описания, сможет выбрать подходящее решение, наиболее удовлетворяющее требованиям его конкретной ситуации.
В каждом из описанных вариантов ленточный канат 30 имеет двенадцать натяжных элементов, проходящих вдоль длины каната. Конечно, для другого числа натяжных элементов могут быть более эффективны другие схемные решения. Для специалиста в данной области, извлекающего выгоду из использования этого описания, будет ясно, какие схемные решения наиболее пригодны для его конкретной ситуации.
Другим отличительным признаком некоторых из приведенных вариантов является стратегически важное с точки зрения дальнейшего снижения риска возникновения коррозии регулирование электрического сигнала, прикладываемого к натяжным элементам 32.
Увеличение расстояния в поперечном направлении между натяжными элементами, между которыми существует разность потенциалов, является одним из способов снижения вероятности образования проводящих электролитических каналов между находящимися под напряжением прядями каната. Другой отличительный признак некоторых из вариантов заключается в ограничении максимального рабочего потенциала, прикладываемого к натяжным элементам 32. В одном из вариантов максимальное напряжение равно 2 вольта. Сигнал, при котором осуществляется эффективный мониторинг, может иметь потенциал, например, между 0 и 2 вольтами.
В другом варианте сигнал представляет собой последовательность импульсов с очень низким коэффициентом заполнения, так что время нахождения во включенном состоянии очень мало. В одном из вариантов выполнения коэффициент заполнения равен или меньше примерно одному проценту, что минимизирует время, в течение которого к натяжному элементу 32 прикладывается электрический потенциал.
Минимизация времени включения электрического сигнала также снижает до минимума риск возможной коррозии.
В другом варианте выполнения выбирается электрический сигнал полярности, при которой устанавливается потенциал натяжного элемента 32 таким, что он служит катодом относительно окружающей среды, в которой используется ленточный канат. Например, электрическая полярность сигнала отрицательна по сравнению с действующим заземлением шахты 26 лифта. Прикладываемый электрический сигнал с такими параметрами уменьшает риск возникновения коррозии в случае возникновения канала блуждающих токов между натяжными элементами и землей шахты лифта или здания.
Описаны различные способы минимизации риска коррозии, которая в противном случае может происходить, если к натяжным элементам, входящим в тяговый элемент лифта, прикладывать электрическое напряжение. Комбинация двух или более вышеописанных способов также уменьшает риск коррозии и дает возможность эффективного мониторинга по электрическим параметрам ленточных канатов лифта.
Предшествующее описание по своему содержанию служит скорее примером выполнения изобретения, чем заданием ограничительных рамок.
Для специалиста в данной области могут стать очевидными изменения и модификации описанных вариантов, что не обязательно выходит за сущность настоящего изобретения. Рамки правовой защиты для данного изобретения могут быть установлены только из рассмотрения следующей формулы изобретения.