СИСТЕМА АВАРИЙНОГО ТОРМОЖЕНИЯ КАБИНЫ ЛИФТА (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к подъемно-транспортным средствам, а более конкретно к системе безопасности лифтов с приводом ловителей на кабине и может найти применение в лифтах, в том числе любых иных подъемниках, предназначенных для перемещения с одного этажа на другой людей и груза.
Лифты обычно включают кабину и противовес, соединенные работающими на растяжение элементами или соединительными элементами, например канатами или ремнями. Силовой механизм приводит в движение соединительные элементы для перемещения противовеса и кабины по шахте лифта. Для безопасности лифт оснащается устройством аварийного торможения лифта (Архангельский Г.Г. Лифты / под общей редакцией Д.П.Волков. - М.: Изд-во АСВ, 1999. Волков, с.281).
Известно устройство аварийного торможения, "ограничитель скорости подъемника" по патенту на изобретение RU 2034766, опубликованному 10.05.1995, которое представляет собой центробежное устройство. Основу конструкции составляет приводной шкив, на котором посредством пальцев установлены фасонные грузы. Грузы шарнирно связаны между собой тягой, на которой установлена предварительно сжатая пружина. Пружина сжата гайками относительно упора с отверстием для прохода тяги. Благодаря наличию тяги, синхронизирующей движение грузов в радиальном направлении, их силы тяжести оказываются уравновешенными и на работу ограничителя скорости влияния не оказывают. При аварийном превышении скорости растет число оборотов шкива ограничителя скорости, и центробежные силы начинают раздвигать грузы от центра к неподвижным упорам храпового колеса до момента их сцепления.
Храповое колесо смонтировано на приводном шкиве. Шкив останавливается, а кабина продолжает движение, в результате канат разворачивает вал с рычагом, установленном на кабине, воздействуя на ловители, и на выключатель электродвигателя. Кабина останавливается. Поскольку грузы и храповое колесо находятся в закрытой полости приводного шкива, они защищены от внешнего воздействия, что повышает надежность.
Недостатком такой конструкции является то, что канат, как исполнительный орган между ограничителем скорости и кабиной, вытягивается и требует постоянной регулировки. При пожаре канат обгорает, нарушается кинематическая связь. Шкив ограничителя скорости изнашивается канатом и начинает проскальзывать, в результате его приходиться менять. Все это снижает надежность такого устройства аварийного торможения и требует дополнительных затрат.
Чаще всего устройство аварийного торможения состоит из ограничителя скорости, самого устройства включения ловителей и ловителей, которые взаимодействуют с направляющими. Подобные устройства содержат лифты, защищенные патентами РФ на изобретения №2026253 и 2114044. В этих лифтах аварийное устройство ограничения скорости необходимо располагать в машинном помещении, где располагается привод лифта, либо же в шахте лифта в верхней ее части.
За прототип для обоих вариантов заявлемой полезной модели принята система аварийного торможения лифта, который защищен патентом на изобретение RU 2026253, опубл. 09.01.1995. Она содержит ограничитель скорости кабины, механизм включения ловителей, расположенный на кабине, и сами ловители, взаимодействующие с направляющими кабины при превышении скорости ее перемещения во времени спуска и на которые осуществляется посадка кабины. Ограничитель скорости кабины расположен в машинном отделении лифта и содержит приводной шкив, огибаемый канатом. Внизу шахты закреплен шкив с грузом, который установлен на направляющей. Направляющая консольно закреплена посредством кронштейна в шахте лифта. Оба конца каната соединены с рычагом (тягой) механизма включения ловителя. Рычаг подпружинен к кабине лифта с определенным усилием. Система содержит отводку отключения привода, закрепленную на ветви каната и связанную с рычагом механизма включения ловителя выше точки его подсоединения. При превышении скорости кабины во время ее спуска, натяжной груз упирается в верхний ограничитель. Резкое торможение огибающего приводной шкив каната обеспечивает срабатывание механизма включения ловителя, посадку кабины на ловители и ее остановку. В случае ослабления, заклинивания или обрыва каната натяжной груз садится на нижний ограничитель, отводка освобождает блокировочный контакт в цепи аварийного отключения привода, прекращая тем самым движение кабины.
При возникновении пожара канат ограничителя скорости может перегорать, что приводит к бездействию аварийной системы, или проскальзывать в шкиве ограничителя скорости. В результате кабина может срываться с высоты.
В основе полезной модели по двум вариантам лежит задача повышения безопасности лифта и повышения срока его эксплуатации при одновременном упрощении конструкции.
Технический результат при решении задачи в обоих вариантах полезной модели заключается в надежности срабатывания устройства автоматического отключения и остановке кабины при превышении ее скорости перемещения.
Задача решена следующим образом.
По первому варианту заявляемая система аварийного торможения кабины лифта, как и прототип, содержит ловители, взаимодействующие с направляющими кабины при превышении ее скорости, механизм включения ловителей, установленный на кабине лифта, и ограничитель скорости кабины, соединенный с механизмом включения ловителей. В отличие от прототипа, в полезной модели по первому варианту ограничитель скорости установлен на кабине лифта. Он может быть выполнен в виде обгонной муфты, или муфты трения, или храпового механизма, соединенных посредством цепной или ременной передачи с одним из роликовых башмаков, связывающих кабину с ее направляющими. Звездочка цепной передачи или шкив ременной передачи соединены жестко и соосно с ограничителем скорости кабины, а вторая звездочка или второй шкив указанных передач тоже жестко и соосно соединены с центральным роликом роликового башмака. Механизм включения ловителя в отличие от прототипа выполнен из тяг, соединяющих корпус обгонной муфты, или корпус муфты трения, или корпус зубчатого колеса храпового механизма с ловителями.
Звездочка или шкив соответственно цепной или ременной передачи, установленные на центральном ролике роликового башмака, имеют диметр меньше диаметра торцевого ролика. В частных случаях каждый ловитель по первому варианту может быть выполнен клиновым или роликовым, или эксцентриковым. Соответственно клинья, ролики или эксцентрики соединены с помощью тяг с корпусом ограничителя скорости кабины.
По второму варианту заявляемая полезная модель, как и прототип, содержит ловители, взаимодействующие с направляющими кабины при превышении ее скорости при спуске, механизм включения ловителей, установленный на кабине лифта, и ограничитель скорости кабины, соединенный с механизмом включения ловителей.
В отличие от прототипа полезная модели по второму варианту дополнительно содержит ловители, установленные сверху первых ловителей и взаимодействующие с направляющими кабины при превышении ее скорости во время подъема, и механизм включения дополнительных ловителей.
Ограничитель скорости кабины, как и в первом варианте, установлен на кабине лифта и выполнен в виде обгонной муфты или муфты трения, или храпового механизма, соединенных посредством цепной или ременной передачи с одним из роликовых башмаков, связывающих кабину с ее направляющими. Звездочка цепной передачи или шкив ременной передачи соединены жестко и соосно с ограничителем скорости кабины, а вторая звездочка или второй шкив указанных передач тоже жестко и соосно соединены с центральным роликом роликового башмака. Механизмы включения ловителей, в отличие от прототипа выполнены из тяг, соединяющих корпус обгонной муфты, или корпус муфты трения, или корпус зубчатого колеса храпового механизма с ловителями.
Как и в первом варианте, ловители могут быть клиновыми, а клинья ловителей соединены с помощью тяг с корпусом обгонной муфты или корпусом зубчатого колеса храпового механизма, или роликовыми или эксцентриковыми.
Звездочка или шкив соответственно цепной или ременной передачи, установленные на центральном ролике роликового башмака, имеют диаметр меньший диаметра торцевого ролика.
Основной корпус ограничителя скорости (муфты) и зубчатое колесо храпового механизма имеют рабочий режим и режим включения ловителей.
В рабочем режиме (нормальном) муфта и зубчатое колесо вращаются вместе с роликовым башмаком.
Внутри ограничителя скорости закреплены грузы: в муфте трения колодки сцепления, в муфте роликовой - ролики, в храповом механизме - рычаг со стопорной собачкой.
При увеличении скорости они прижимаются и двигают корпус.
В результате чего корпус ограничителя скорости поворачивается. При повороте ограничитель скорости тянет за собой тяги, расположенные справа и слева и идущие к осевому валу ловителей, соответственно расположенных справа и слева от кабины.
Проворачиваясь, тяги поднимают клинья ловителей, клинья зажимаются между направляющими и корпусом ловителей. В эксцентриковых и роликовых ловителях на направляющей зажимается соответственно между эксцентриком или роликом, что приводит к остановке кабины.
Таким образом, тяги, соединяя корпус ограничителя скорости и ловители, обеспечивает аварийное торможение кабины лифта.
Оба варианта полезной модели соответствуют критерию «новизна», поскольку в известных источниках информации не обнаружено устройства аварийного отключения кабины лифта, характеризуемого той же совокупностью признаков, что и заявляемое устройство в обоих вариантах.
Предложенная система аварийного торможения не требует каната, а заменяется цепной (ременной) передачей которая более надежная, имеет более больший срок эксплуатации и обеспечивает срабатывание ограничителя скорости в любых условиях эксплуатации. Надежность срабатывания ловителя, обусловленная цепной (ременной) передачей между ограничителем скоростью и роликовым башмаком, в свою очередь, повышает общую безопасность лифтов.
Использование зубчатой передачи исключает проскальзывание между ограничителем скорости и роликовым башмаком, что также повышает надежность аварийного торможения.
Отсутствие изнашиваемых элементов, таких как канат ограничителя скорости (в прототипе), повышает срок узлов лифта и снижает стоимость эксплуатации лифта.
Длина связывающих элементов кинематической связи в заявленной системе меньше, что влияет на время срабатывания, которое уменьшается.
Отличия заявленной полезной модели приводят к упрощению конструкции лифта, в целом, а также к увеличения срока эксплуатации лифта, что в конечном результате, снижает стоимость лифтов.
Таким образом, полезная модель в сравнении с прототипом в обоих вариантах имеет следующие преимущества:
- надежность срабатывания ловителя;
- система торможения с ограничителем скорости более компактная;
- простота конструкции, которая обеспечивает снижение стоимости лифта в течение срока эксплуатации;
- уменьшение кинематических связей;
- по второму варианту возможность остановки кабины в аварийных ситуациях вверх и при подъеме, и при спуске.
Оба предложенных варианта полезной модели объединены единым изобретательским замыслом, поскольку решают одну и ту же задачу, направлены на достижение одного и того же технического результата, т.е. на остановку кабины при превышении ее скорости перемещения. Результат в обоих вариантах достигается за счет соединения с помощью тяг ограничителя скорости, выполненного в виде муфты или храпового механизма, с ловителями и связи этого ограничителя скорости с роликовым башмаком.
Полезная модель может быть лучше понятна при ознакомлении с приведенными чертежами.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 - вид снизу системы аварийного торможения кабины лифта по первому варианту с обгонной муфтой в качестве ограничителя скорости и клиновым ловителем.
На фиг.2 - вид сверху заявленной системы по первому варианту, изображенной на фиг.1.
На фиг.3 - общий вид заявленной системы безопасности лифтов по второму варианту (с одной стороны лифта).
На фиг.4 - представлена кинематическая схема системы по второму варианту.
По первому варианту на направляющую 1 (Фиг.1) установлен роликовый башмак. Роликовый башмак обычно включает в себя центральный ролик 2 и два боковых ролика, охватывающих направляющую 1 с трех сторон. Сбоку центрального ролика 2 роликового башмака установлена звездочка или шкив 3, их диаметр меньше центрального ролика 2 роликового башмака. На звездочку или шкив 3 и звездочку или шкив установленные на ограничителе скорости (ОС) 4, надета цепная (ременная) передача 5. При превышении аварийной скорости муфта 6 в ограничителе скорости разгоняет колодки (груз) 7, после чего они расходятся и задевают внешний корпус 8 муфты или храпового механизма, который начинается проворачиваться.
На корпусе 8 закреплены тяги механизма включения привода ловителей: справа 9 и слева 10, они взаимодействуют с рычагом 11, который в свою очередь поворачивает по оси вал 12. Вал 12 соединен с рычагом 13 привода ловителей, который поднимает клинья 14.
Клинья 14 закреплены в корпусе 15 ловителя, двигаясь по диагонали корпуса 15, клинья взаимодействуют с направляющей 1.
В случае храпового механизма с тягами механизмов включения ловителей соединено зубчатое колесо, которое фиксируется стопорной собачкой при превышении скорости кабины.
По второму варианту лифт содержит направляющую 1 (фиг 3, фиг 4) на которой установлен центральный ролик 2 роликового башмака. С торцевой стороны центрального ролика 2 роликового башмака установлена звездочка или шкив 3, их диаметр меньше центрального ролика 2 роликового башмака. На звездочку или шкив центрального ролика 2 роликового башмака и звездочку или шкив 4 ограничителя скорости (ОС) надета цепная (ременная) передача 5. При превышении аварийной скорости муфта 6 в ограничителе скорости разгоняет колодки (груз) 7 (фиг 1), после чего они расходятся и задевают внешний корпус 8.
На корпусе 8 ограничителя скорости закреплены тяги механизмов включения ловителей: нижнего 9 и сверху 16, они взаимодействуют с рычагом 17 или 18, которые в свою очередь поворачивают по оси вал 19 или 20. Вал 19 соединен с рычагом привода ловителей 21, который поднимает клинья 22, 23. Клинья 22, 23 закреплены в корпус ловителей 21 и 24 и двигаясь по диагонали корпуса взаимодействуют с направляющей 1.
Схемы рычагов 17, 18 валов 19, 20 и ловителей 21, 24 с клиньями 22, 23 являются дублирующими для остановки кабины при превышении скорости вверх, так и вниз.
Для того чтобы включить ловители с левой стороны на вал 19, 20 закреплены дополнительные тяги 25, 26.
Схема системы безопасности лифта может располагаться как сверху так и снизу, а ловители 21, 24 располагаются друг под другом.
Полезная модель в обоих вариантах промышленно применима. Ее реализация не вызывает трудностей у специалистов в области лифтостроения. Устройство может быть многократно реализовано и при реализации обеспечивать безопасность перемещения лифта.
Работает система следующим образом по первому и второму варианту кабина движется вдоль направляющих 1. На кабине установлены центральный ролик 2 роликового башмака, которые крутятся со скоростью. На роликовом башмаке жестко установлена звездочка цепи или шкив ременной передачи 3. Цепная или ременная передача идет к ограничителю скорости. Ограничитель скорости представляет собой закрытый корпус со звездочкой цепи или шкивом ремня, закрепленный на валу. Вал в свою очередь крутит закрепленную на нем муфту 8 или храповый механизм. В процессе ускорения муфта или храповый механизм вступает в зацепление с корпусом и проворачивает корпус ограничителя скорости.
По первому варианту на корпусе ограничителя скорости закреплены тяги 9, 10 справа и слева. В результате движения кабины вниз превышая номинальную скорость на 15-20% ограничителю скорости передается скорость за счет роликовых башмаков, и корпус ограничителя скорости проворачивается. Тяги 9, 10, закрепленные на корпусе ограничителя скорости тянут осевой вал 12 ловителей, который проворачивается и поднимает ловители 15. Под действием силы трения ловители взаимодействуют с направляющей и останавливают кабину.
По второму варианту на корпусе ограничителя скорости закреплены тяги, идущие к верхним и нижним ловителям. Роликовые башмаки при спуске и подъеме кабины вращаются в противоположные стороны.
В результате движения кабины вниз при превышении номинальной скорость на 15-20% ограничителю скорости передается скорость за счет роликовых башмаков, которые двигаются против часовой стрелке и корпус ограничителя скорости проворачивается тоже против часовой стрелке, начиная давить на нижнюю тягу 9. Тяга проворачивает нижний вал 19 механизма ловителей 24, против часовой стрелки, поднимая клинья 23, нижнего ловителя 24. Ловитель 24 поднимается и в результате трения между направляющей и корпусом ловителя останавливает падающую кабину.
В результате движения кабины вверх при превышении номинальной скорость на 15-20% ограничителю скорости передается скорость за счет роликовых башмаков движущихся по часовой стрелке, и корпус ограничителя скорости проворачивается по часовой стрелке, начиная давить на верхнюю тягу 16. Тяга 16 проворачивает верхний осевой вал 20 механизма ловителей, по часовой стрелке опуская клинья, верхнего ловителя 21. Ловитель 21 опускается и в результате трения между направляющей и корпусом ловителя останавливает поднимающую кабину.