КОМПЕНСИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО И ЛИФТ
COMPENSATOR AND ELEVATOR

Изобретение относится к компенсирующему устройству с компенсирующим канатом, предназначенному для компенсации веса подвесного каната в высотных лифтах с канатоведущим шкивом. Компенсирующие устройства в скоростных лифтах имеют две задачи. Первая задача заключается в компенсации веса подвесных канатов в случае очень больших высот подъема, особенно когда кабина лифта приближается к самому верхнему или самому нижнему положению кабины лифта. Компенсирующий канат вместе с подвесным канатом образуют замкнутый канатный строп. Соответственно, вес каната больше не зависит от положения кабины лифта. Кроме того, компенсирующий канат предохраняет противовес от свободного перемещения вверх в случае, если сработало предохранительное устройство кабины лифта, или кабину лифта от свободного перемещения вверх в случае, если сработало предохранительное устройство на противовесе или противовес ударяет в буфер. Чтобы сохранить натяжение в канатах постоянным, компенсирующее устройство должно иметь компенсирующий шкив с осью, которая может регулироваться в вертикальном направлении свободно, чтобы соответствовать изменениям длины каната из-за изменения нагрузки, изменения температуры и влажности и износа, и т.д.
Как правило, компенсирующие устройства в самой нижней части шахты лифта содержат компенсирующий шкив, вокруг которого проходит компенсирующий канат. Ось компенсирующего каната поддерживается вертикальным подвижным образом, чтобы справиться с изменениями в длине каната, вызванными окружающими условиями и износом. Компенсирующие устройства обычно содержат блокирующее устройство для ограничения верхнего диапазона вертикального перемещения компенсирующего шкива.
В известном решении для направления оси компенсирующего шкива по вертикальному пути для соответствия изменению длины каната используется вертикальная рама. Во всяком случае эта известная рама требует значительного вертикального пространства в шахтном стволе. Это ограничивает расположение лифта, особенно в тех случаях, когда шахтный ствол существенно низкий, так что направляющая рама компенсирующего устройства устанавливает ограничения на расположение лифта.
Кроме того, в патенте США №4522285 раскрыта опора для компенсирующего шкива, содержащая гидравлическое устройство с вертикальным гидравлическим цилиндром. Кроме того, это устройство занимает значительную вертикальную высоту, которая также ограничивает возможности для размещения лифта.
Поэтому целью настоящего изобретения является создание компенсирующего устройства, которое обеспечивает возможность компенсации вертикального перемещения компенсирующего шкива, не мешает размещению лифта и может быть использовано в лифтах, имеющих сравнительно низкую высоту шахтного ствола.
Цель изобретения решается с помощью компенсирующего устройства, заявленного в п.1 формулы изобретения, а также с помощью лифта, заявленного в п.10 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения изобретения являются объектом изобретения зависимых пунктов формулы изобретения.
В соответствии с изобретением компенсирующее устройство содержит ножничный шарнир (или ножничный подъемник), который обеспечивает возможность выполнения вертикальной регулировки оси компенсирующего шкива, в соответствии с удлинением каната или динамическими силами, действующими в лифте. С другой стороны, ножничный шарнирный механизм или ножничный подъемный механизм требуют лишь очень небольшое вертикальное пространство, так что вертикальная регулировка оси компенсирующего шкива также возможна в очень низких шахтных стволах.
В этом отношении нижний конец ножничного шарнирного механизма соединен с нижней частью шахты лифта или с любой конструкцией лифта в нижней части шахты. Соединение с нижней частью шахты лифта может быть непосредственным, но может быть осуществлено через любую опорную конструкцию, которая соединена с шахтой лифта в самой нижней части шахты лифта, например соединена с направляющими, буферами, отдельными установочными конструкциями, дном шахты или стенкой шахты.
Основное преимущество ножничного шарнирного механизма заключается в том, что та же самая конструкция ножничного шарнира может быть использована для покрытия большого диапазона растяжения каната также с очень низкой высотой установки.
Верхний конец ножничного шарнирного механизма поддерживает ось компенсирующего шкива. С помощью этой конструкции ось компенсирующего шкива жестко направляется по вертикальной траектории без необходимости иметь значительную высоту вала.
Предпочтительно в верхней части ножничного шарнирного механизма также поддерживается растягивающая нагрузка, в результате чего растягивающая нагрузка также может быть интегрирована в компенсирующий шкив. Растягивающая нагрузка прикладывает вес к оси компенсирующего шкива для натяжения как компенсирующих канатов, так и подвесных канатов.
Ножничный шарнир имеет собственный верхний предел диапазона, когда плечи ножничного шарнира повернуты в свое вертикальное положение в его самом верхнем выдвинутом положении. В этом случае расстояние оси компенсирующего шкива от дна шахты максимально. Поскольку дальнейшее перемещение вверх оси компенсирующего шкива уже невозможно, ножничный шарнир также действует как блокировочное устройство.
Очень простая конструкция ножничного подъемника получается, если ножничный подъемник имеет два первых плеча, которые шарнирно прикреплены к основанию, закрепленному относительно дна шахты, и если ножничный подъемник имеет два вторых плеча, которые шарнирно прикреплены к первым плечам через шарниры. С такой конструкцией ножничному подъемнику требуется только четыре плеча, чтобы направлять компенсирующий шкив на установочной опоре, соединенной со вторыми плечами, предпочтительно с их верхними концами.
Предпочтительно вторые плечи состоят из двух разнесенных секций, которые шарнирно прикреплены на своих верхних концах к установочной опоре для оси компенсирующего шкива, в результате чего между секциями плеч образуется зазор b, который больше, чем толщина d компенсирующего шкива. В соответствии с этим измерением компенсирующий шкив может проходить в высоту ножничного шарнирного механизма таким образом, что последний не должен быть расположен полностью ниже компенсирующего шкива. Соответственно, высота этой конструкции, включая компенсирующий шкив, является очень небольшой.
Предпочтительно, ось шарнира ножничного шарнирного механизма сосна с осью компенсирующего шкива. Благодаря этой конструкции достигается решение экономии пространства, несмотря на то, что также возможно расположить шарниры ножничного шарнира перпендикулярно компенсирующему шкиву.
Предпочтительно, в осевом направлении компенсирующего шкива первые плечи имеют ширину, большую, чем толщина d компенсирующего шкива. Благодаря этому обеспечивается жесткая вертикальная направляющая для оси компенсирующего шкива, в результате чего ширина плеч ножничного шарнирного механизма проходит параллельно оси компенсирующего шкива. С помощью этой конструкции возможно обеспечить захват оси компенсирующего шкива ножничным механизмом с обеих сторон. Соответственно, для поддержки оси компенсирующего шкива на обоих концах ножничному шарнирному механизму необходимо иметь только два первых плеча и два вторых плеча, шарнирно соединенных друг с другом. Таким образом, конструкция является очень жесткой и простой. Также конструкция имеет очень низкую высоту, поскольку компенсирующий шкив проходит в область плеч ножничного шарнирного механизма.
Предпочтительно, ножничный шарнирный механизм дополнительно содержит по меньшей мере одно блокировочное устройство, соединенное с одним или несколькими (подвижными) плечами и/или шарнирами ножничных шарнирных механизмов, причем указанное блокировочное устройство ограничивает максимальный диапазон вертикального перемещения ножничного шарнирного механизма и/или скорость вертикального перемещения ножничного шарнирного механизма. Такое устройство может, например, представлять собой телескопическое устройство, как, например, гидравлическую или пневматическую пару цилиндр-поршень, имеющую определенный диапазон расширения, и которая может иметь гидравлические / пневматические клапаны ограничения скорости расширения пары цилиндр-поршень.
Предпочтительно, компенсирующее устройство, в частности ножничный шарнирный механизм, содержит по меньшей мере одно блокировочное устройство, которое ограничивает максимальный диапазон вертикального перемещения и/или скорость вертикального перемещения ножничного шарнирного механизма. Это обеспечивает более определенный вид верхнего ограничения. Предпочтительно, блокировочное устройство соединено между плечами или шарнирами в точке соединения первых и вторых плеч ножничного шарнирного механизма. Это блокировочное устройство предпочтительно представляет собой регулируемое по длине устройство со стопором для минимальной длины. Такое устройство может, например, представлять собой телескопическое устройство, как, например, гидравлический цилиндр (термин «цилиндр» в настоящем документе используется для описания устройства цилиндр-поршень, в котором поршень выполнен с возможностью осевого перемещения внутри цилиндра с известной телескопической функциональностью).
Когда компенсирующий шкив тянут в направлении вверх, например, из-за каких-либо динамических ситуациях в лифте, первые и вторые плечи ножничного шарнира стремятся выпрямиться в вертикальное положение. Таким образом, взаимное расстояние обоих шарниров, которые расположены между первыми и вторыми плечами ножничного шарнира, уменьшается. Предпочтительно, между этими шарнирами расположено блокировочное устройство. Блокировочное устройство имеет стопор для обеспечения допустимого минимального расстояния шарниров. Когда это минимальное расстояние достигается за счет тяги компенсирующего шкива посредством компенсирующего каната, стопор блокировочного устройства приводится в действие, и взаимное расстояние шарниров между первыми и вторыми плечами ножничного шарнира не может быть еще больше уменьшено. Это также ограничивает максимальное расстояние между верхними и нижними концами ножничного шарнира и, следовательно, максимальное допустимое расстояние компенсирующего шкива от дна шахты.
Тогда как горизонтальное положение блокировочного устройства предпочтительнее, так как это обеспечивает компактность расположения в вертикальном направлении, блокировочное устройство также может быть расположено в шахте вертикально или наклонно.
Предпочтительно, блокировочное устройство выполнено с возможностью замедления скорости перемещения ножничного шарнирного механизма. Это, например, возможно путем выполнения блокировочного устройства в качестве телескопического устройства, в котором осуществляется фрикционное взаимодействие между двумя частями телескопической конструкции, например, в газовом цилиндре или в гидравлическом цилиндре. С помощью этого решения резкий скачок или падение компенсирующего шкива смягчается, в результате чего увеличивается безопасность и надежность лифта.
В простом и надежном варианте выполнения блокировочное устройство представляет собой гидравлический или пневматический демпферный элемент. Таким образом, блокировочное устройство имеет некоторое смягчающее воздействие для уменьшения вибраций или динамических перемещений компенсирующего шкива. Предпочтительно, в качестве стопора для ограничения диапазона перемещения блокировочное устройство содержит буфер. Это обеспечивает возможность ровного подхода к пределам вертикальных направляющих ножничного шарнира.
Предпочтительно, блокировочное устройство представляет собой гидравлический или пневматический цилиндр с первой камерой и второй камерой, между которыми установлен с возможностью перемещения поршень. Такой цилиндр обеспечивает возможность легкой настройки обоих пределов диапазона перемещения, а также ослабляющих колебания характеристик цилиндра. Цилиндр также в состоянии покрывать большой вертикальный свободный ход компенсирующего шкива без необходимости значительной высоты из-за его горизонтального расположения.
Если в еще одном предпочтительном варианте выполнения по меньшей мере первая камера цилиндра соединена, через управляемый нагнетательный насос, с запасом текучей среды, блокировочное устройство может использоваться для нажатия на ось компенсирующего шкива вверх, уменьшая или устраняя, тем самым, натяжение компенсирующего каната. Таким образом легко выполнять любые работы по установке или техническому обслуживанию. С помощью этого также возможно, что компенсирующий шкив приподнимается над его нормальным рабочим пределом. Таким образом, изначальное растяжение каната может быть снято без снижения натяжения при работе после ввода в эксплуатацию. Эта функция может быть приспособлена для уменьшения необходимости сокращения длины каната.
Предпочтительно, растягивающая нагрузка также прикреплена к ножничному шарнирному механизму, предпочтительно вместе с осью компенсирующего шкива, к верхнему концу ножничного шарнирного механизма. Это обеспечивает возможность натяжения компенсирующих канатов и подвесных канатов через компенсирующий шкив.
Ножничный шарнирный механизм может содержать более одного, например два отдельных или соединенных ножничных механизма (или ножничных подъемников), причем эти два ножничных механизма расположены на обоих концах компенсирующего шкива. Тем самым один ножничный шарнир используется, соответственно, для каждого конца компенсирующего шкива. По этой причине может использоваться очень простой ножничный шарнирный механизм, который не нуждается ни в какой адаптации компенсирующего шкива.
Кроме того, очевидно, что ножничный шарнир должен иметь не только первое и второе плечи, но также он может иметь третье и четвертое плечи, если требуется получить вертикальную направляющую большего размера. В этом случае эти плечи являются взаимно шарнирными, как это само по себе известно из уровня техники ножничных шарниров или ножничных подъемников.
Блокировочное устройство, или дополнительно к блокировочному устройству приводное средство, как, например, гидравлический цилиндр или реечный привод, может быть расположено между первыми и/или вторыми плечами ножничного шарнира таким образом, чтобы быть в состоянии поднять компенсирующий шкив и, в конечном итоге, растягивающую нагрузку, без использования рабочей силы.
Несмотря на то что компенсирующее устройство, в соответствии с изобретением, предпочтительно выполнено с возможностью использования в больших лифтах или в лифтах с большой высотой подъема, или в быстрых лифтах, преимущественно в лифтах со скоростью выше 3,5 м/с, оно также может быть использовано в медленных лифтах. В любом случае использование компенсирующего устройства в лифтах с канатоведущим шкивом, в соответствии с изобретением, особенно характерно для быстрых лифтов.
Компенсирующее устройство может использоваться в лифтах и без противовеса.
Изобретение также относится к лифту, содержащему компенсирующее устройство, выполненное, как упомянуто выше.
Для специалиста очевидно, что вышеуказанные признаки изобретения и признаки предпочтительных решений могут быть объединены произвольным образом, когда это является технически возможным.
Изобретение теперь будет описано схематически с помощью прилагаемых чертежей. На чертежах:
Фиг.1 представляет собой схему, изображающую лифт с компенсирующим устройством, содержащим ножничный шарнирный механизм;
Фиг.2 представляет собой более подробный вид спереди ножничного шарнирного механизма, изображенного на Фиг.1;
Фиг.3 представляет собой вид в направлении III, показанном на Фиг.2; и
Фиг.4-6 представляют собой различные варианты выполнения ножничных шарнирных механизмов.
На всех чертежах идентичные или функционально одинаковые части обозначены одними и теми же номерами позиций.
Лифт 10, выполненный в соответствии с изобретением, содержит шахту 12 со стенками 14, потолком 18 и дном 20. В верхней части шахты 12 лифта машинное отделение 22 предназначено для размещения приводного механизма, причем машинное отделение может быть отделено от нижней части шахты лифта, в которой кабина лифта и противовес перемещаются, или может быть интегрировано в шахту лифта. Приводной механизм (не показан) приводит в действие канатоведущий шкив 24, который на своей периферии захватывает подвесные канаты 26, которые могут представлять собой канаты с круговым сечением, ремни или цепи. Обычно используется по меньшей мере два отдельных параллельных каната. Подвесной канат 26 соединен с кабиной 28 лифта и противовесом 30. Компенсирующий канат 32 проходит вниз от кабины 28 лифта до компенсирующего шкива 34. Компенсирующий канат 32 проходит по периферии канатоведущего шкива 34 и проходит вверх до точки крепления под противовесом 30. Компенсирующий шкив 34 соединен с дном 20 шахты через нижний ножничный шарнирный механизм 36 с первыми плечами 38а, 38b и вторыми плечами 40а, 40b. Первые плечи 38а, 38b шарнирно соединены с основанием 42, соединенным с дном 20 шахты. Верхние концы первых плеч 38а, 38b шарнирно соединены с нижним концом вторых плеч 40а, 40b в шарнирах 44а, 44b. Для ограничения диапазона перемещения ножничного шарнирного механизма 36 между шарнирами 44а, 44b горизонтально расположено блокировочное устройство 46. Верхний конец вторых плеч 40а, 40b шарнирно соединен с установочной опорой 48 для оси 50 компенсирующего шкива 34.
Конструкция и работа ножничного шарнирного механизма 36 становятся ясными из подробного вида спереди, изображенного на Фиг.2.
Фиг.2 изображает шарнирное соединение первых плеч 38а, 38b с основанием 42 через нижние шарниры 39а, 39b, а также шарнирное соединение верхнего конца вторых плеч 40а, 40b с установочной опорой 48 через верхние шарниры 41а, 41b.
Установочная опора 48 поддерживает ось 50 компенсирующего шкива 34, а также растягивающие нагрузки 52а, b, которые используются для поддержания компенсирующего каната 32 под натяжением. С помощью этого ножничного шарнирного механизма 36 получают точное вертикальное направление оси 50 компенсирующего шкива 34, удовлетворяя, тем самым, изменению длины канатов в ответ на изменения температуры окружающей среды или динамической ситуации, действующей на канаты.
Блокировочное устройство 46 представляет собой гидравлический цилиндр с первой камерой 47, которая может быть соединена, через нагнетательный насос, с хранилищем текучей среды (не показано) таким образом, чтобы перемещать вверх компенсирующий шкив посредством нагнетательного насоса. Это решение облегчает монтаж и техническое обслуживание, а также любые работы, связанные со сменами каната или обслуживанием каната.
Кроме того, блокировочное устройство 46 содержит бампер 54, который ударяется поршнем 45 блокировочного устройства, если достигается минимально допустимое расстояние между шарнирами 44а и 44b, что соответствует верхнему допустимому положению компенсирующего шкива 34.
С другой стороны в блокирующем устройстве 46 предусмотрена пружина 56 бампера, которая ударяется задней частью поршня 45, если компенсирующий шкив подходит к своему допустимому самому нижнему положению, например, если канаты отделяются от компенсирующего канатоведущего шкива. Преимущественно, пружина 56 бампера, а также сам бампер 54 выполнены с возможностью аксиальной регулировки, например, путем регулировочной гайки, перемещающейся по осевой резьбе блокировочного устройства, обеспечивая, тем самым, возможность регулировки пределов диапазона перемещения. Пружина 56 бампера гарантирует ровный подход к самому нижнему положению компенсирующего шкива. Пространство между этими бамперами 54 и 56 может быть заполнено газом или жидкостью, благодаря чему поршень 45 может содержать перфорацию, обеспечивающую возможность протекания четко определенного газа или гидравлического потока из первой камеры 47 во вторую камеру 49 блокировочного устройства 46. В этом случае блокировочное устройство выполнено в виде гидравлического или пневматического цилиндра.
Из вида III, показанного на Фиг.2, видно, что на каждом конце компенсирующего шкива 34 предусмотрено два параллельных блокировочных устройства 46. Фиг.3 также показывает, что ширина (а) первых и вторых плеч 38 и 40 ножничного шарнирного механизма 36 больше, чем толщина (d) компенсирующего шкива 34, который обеспечивает возможность надежного захвата оси 50 компенсирующего шкива установочными опорами 48 на верхнем конце вторых плеч 40а.
Кроме того, второе плечо 40а содержит зазор с шириной b в его верхнем краю, чтобы размещать компенсирующий шкив 43. Соответственно, ширина b зазора немного больше, чем ширина d компенсирующего шкива 34. Этим путем высота ножничного шарнирного механизма может быть уменьшена еще больше.
Вместо ножничного шарнирного механизма, состоящего из одной части, на обоих концах компенсирующего шкива 34 также могут быть расположены два отдельных ножничных механизма.
На Фиг.4 показан другой вариант выполнения ножничного шарнирного механизма 60, содержащего два плеча 62, 64, которые соединены в своей середине через шарнир 66. Первое плечо 62 соединено с пластиной 68 основания через нижний шарнир 70, а верхний конец первого плеча 62 с возможностью скольжения поддерживается в длинном пазу 72 установочной опоры 48. Пластина 68 основания соединена с полом 20 шахты лифта. Второе плечо 64 соединено своим верхним концом через верхний шарнир 74 с установочной опорой 48, а своим нижним концом с длинным пазом 76 пластины 68 основания. Установочная опора может быть выполнена в соответствии с установочной опорой 48, показанной на Фиг.1-3, чтобы направлять ось 50 компенсирующего шкива 34. Также этот ножничный шарнирный механизм 60 обеспечивает возможность вертикального направления оси 50 компенсирующего шкива 34. Между верхними концами первых и вторых плеч 62 и 64 расположены нижние концы гидравлического цилиндра, например, гидравлический цилиндр 46, изображенный на Фиг.1-3, может быть размещен в качестве демпфирующих средств и/или блокировочного устройства или даже в качестве приводных средств, если он соединен с нагнетательным насосом и хранилищем текучей среды для перемещения вверх компенсирующего шкива 34 вместе с растягивающими нагрузками 52a, b.
На Фиг.5 изображен ножничный подъемный механизм 80, который практически идентичен ножничному подъемному механизму, изображенному на Фиг.1, 2, 3, с той лишь разницей, что первые 38а, b и вторые 40а, b плечи ножничного шарнирного механизма обращены друг к другу, а не наклонены друг от друга, как на Фиг.1-3. В этом случае блокировочное устройство предпочтительно представляет собой стержень 82, содержащий стопоры 84 для ограничения максимального расстояния шарниров 44 и, соответственно, верхнего положения компенсирующего шкива 34.
Фиг.6 представляет собой другой вариант выполнения 90 ножничного шарнира, который предназначен для очень длинных вертикальных регулировок. Ножничный шарнирный механизм 90 содержит два первых плеча 92а и 92b, которые соединены между собой шарниром 94. Верхние концы первых плеч 92а, 92b соединены через вторые шарниры 96а, 96b со вторыми плечами 98а, 98b, которые снова соединены только через шарниры 41а, 41b c установочной опорой 48 для канатоведущего шкива и грузов натяжения. Нижние концы первых плеч 92а, 92b соединены через нижние шарниры 39а, 39b с гидравлическим цилиндром 100, который действует как демпфирующее средство, а также с блокировочным устройством. Этот гидравлический цилиндр жестко прикреплен к самой нижней части шахты лифта.
Изобретение не ограничено вышеупомянутым вариантом выполнения, а может варьироваться в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.
Отдельные признаки приведенных выше вариантов выполнения могут быть объединены друг с другом произвольно, если только это не исключается из-за противоречий. Соответственно, блокировочные устройства, изображенные в связи с некоторыми вариантами выполнения (Фиг.1-6), также могут быть использованы в других вариантах выполнения ножничных шарнирных механизмов, как показано на чертежах.