Направляющий узел лифтовой системы и способ изменения жесткости направляющего ролика кабины лифта
Направляющий узел лифтовой системы включает направляющий ролик кабины лифта, содержащий обод, снабженный полостью, заполненной, по меньшей мере частично, магнитореологической жидкостью, и магнит, создающий первое магнитное поле для такого изменения вязкости магнитореологической жидкости. Узел включает также элемент возмущающего воздействия, помещенный по меньшей мере частично в первом магнитном поле и выполненный с возможностью селективного изменения влияния первого магнитного поля на магнитореологическую жидкость. В направляющем ролике создают второе магнитное поле, которым воздействуют на магнитореологическую жидкость с влиянием первого магнитного поля на магнитореологическую жидкость. Изобретения обеспечивают улучшение характеристик направляющего узла. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к конструкциям лифтовых систем. А именно к направляющим устройствам лифтов.
Уровень техники
Лифтовые системы обычно содержат кабину, перемещающуюся вертикально в шахте лифта для доставки пассажиров или грузов между различными этажами здания. Вдоль шахты проходят направляющие рельсы для направления перемещения кабины. Направляющее устройство, связанное с кабиной, следует вдоль направляющих рельсов. Обычно такие устройства содержат направляющие узлы, снабженные скользящими направляющими башмаками или направляющими роликами.
Общая проблема, связанная с известными системами, заключается в том, что любое нарушение ориентации направляющих рельсов или неровности поверхностей направляющих рельсов снижают качество движения лифтовой системы. Погрешности в установке направляющих рельсов или неровности их поверхностей могут вызывать, например, вибрации, чувствительные для пассажиров.
Предпринимались попытки минимизировать такие вибрации за счет введения пружин в узлах роликовых направляющих, дающих возможность некоторого перемещения роликов в направляющем узле и рамы кабины при движении роликов по поверхности рельса. Существенным недостатком использования пружин является то, что пружины имеют только одну жесткость, устанавливаемую при монтаже. Со временем может возникать необходимость в изменении этой жесткости, но при наличии пружин сделать это непросто. Кроме того, при монтаже необходимо проведение некоторой регулировки для достижения требуемого качества движения лифта, что требует времени и дополнительных затрат на монтаж лифта.
В заявке WO 2004/099054 раскрыта лифтовая система, содержащая направляющий узел лифтовой системы, в состав которого входит направляющий ролик кабины лифта. В лифтовую систему введено активное регулирование для изменения жесткости ролика. При этом способе изменения жесткости датчик регистрирует вибрацию лифтовой системы, и контроллер меняет жесткость ролика в зависимости от зарегистрированной вибрации. Один из недостатков использования активного регулирования заключается в необходимости использования методов регулирования и алгоритмов принятия решения, а также электронных средств, что удорожает и усложняет лифтовую систему.
Цель изобретения - создание упрощенного направляющего узла лифта, улучшающего качество движения, а также более простого способа изменения жесткости ролика для демпфирования вибрации. Настоящее изобретение направлено на удовлетворение указанной цели, с избавлением от недостатков, присущих разработкам из предшествующего уровня техники.
Раскрытие изобретения
Для достижения указанного технического результата в известном направляющем узле лифтовой системы, содержащей направляющий ролик кабины лифта, жесткость указанного ролика изменяется в зависимости от его скорости вращения. Направляющий ролик кабины лифта может содержать жидкость, обеспечивающую изменение жесткости указанного ролика путем изменения вязкости жидкости. В узле может быть обеспечено изменение вязкости жидкости в зависимости от скорости вращения таким образом, что это изменение меняет степень демпфирования вибраций кабины лифта. Направляющий ролик кабины лифта может содержать обод, снабженный полостью, заполненной, по меньшей мере частично, магнитореологической жидкостью. Узел может также содержать магнит, создающий первое магнитное поле для такого изменения вязкости магнитореологической жидкости, которое изменяет жесткость направляющего ролика кабины лифта. В указанном узле может содержаться электропроводный элемент, опирающийся на обод, при этом магнит устанавливается таким образом, что обод и электропроводный элемент вращаются относительно магнита при вращении направляющего ролика кабины лифта. Магнит может образовывать кольцо, закрепленное на оси. Направляющий ролик кабины лифта может содержать подшипник, установленный на оси, и электропроводный элемент, содержащий ступицу, проходящую по меньшей мере частично между магнитом и полостью обода и соединенную с возможностью вращения с подшипником. Ступица может содержать электропроводный неферромагнитный материал. Направляющий ролик может содержать элемент возмущающего воздействия, помещенный по меньшей мере частично в первом магнитном поле и выполненный с возможностью селективного изменения влияния первого магнитного поля на магнитореологическую жидкость. Элемент возмущающего воздействия может быть выполнен так, что будет создавать второе магнитное поле, противоположное первому магнитному полю. Элемент возмущающего воздействия может содержать электропроводный неферромагнитный материал. Элемент возмущающего воздействия может находиться по меньшей мере частично между магнитом и жидкостью.
Для достижения технического результата в известном способе изменения жесткости направляющего ролика кабины лифта изменение жесткости направляющего ролика кабины лифта осуществляется при изменении скорости вращения направляющего ролика лифта. В способе возможно внутрь направляющего ролика кабины лифта ввести магнитореологическую жидкость и путем изменения ее вязкости изменять жесткость направляющего ролика кабины лифта. В способе можно обеспечивать увеличение вязкости магнитореологической жидкости при первой скорости вращения направляющего ролика лифта и снижение вязкости при второй, большей скорости вращения направляющего ролика лифта. При применении способа в направляющем ролике кабины лифта создают первое магнитное поле, действующее на магнитореологическую жидкость, изменяют первое магнитное поле так, что будет изменяться вязкость магнитореологической жидкости. При осуществлении способа в направляющем ролике кабины лифта можно создать второе магнитное поле, действующее на магнитореологическую жидкость, изменить второе магнитное поле так, что изменится влияние первого магнитного поля на магнитореологическую жидкость.
Обобщим вышесказанное. В устройстве по изобретению направляющий узел лифтовой системы содержит направляющий ролик, имеющий жесткость, меняющуюся в зависимости от скорости вращения направляющего ролика. Способ включает изменение жесткости направляющего ролика лифта при изменении скорости вращения направляющего ролика лифта.
Различные свойства и преимущества настоящего изобретения станут ясны специалистам в данной области техники из нижеследующего подробного описания. Чертежи, прилагаемые к подробному описанию, могут быть представлены следующим образом.
Краткое описание чертежей
На прилагаемых чертежах показано:
на фиг.1 - сборка кабины лифта, содержащая направляющий узел;
на фиг.2 - один из вариантов выполнения направляющего ролика лифта, входящего в направляющий узел с фиг.1;
на фиг.3 - один из вариантов работы направляющего ролика лифта в стационарных условиях;
на фиг.4 - один из вариантов работы направляющего ролика лифта при его вращении.
Осуществление изобретения
На фиг.1 представлена сборка 20 кабины лифта, включающая кабину 22, установленную на раме 24 кабины. Группа роликовых направляющих узлов 26 направляет движение сборки 20 кабины по направляющим рельсам 28 (показан только один из них) при перемещении кабины обычным образом, например, в шахте лифта. Направляющие узлы 26 содержат группу направляющих роликов 30. В представленном варианте направляющие ролики 30 во время перемещения сборки 20 кабины катятся по направляющим рельсам 28.
В представленном варианте направляющие ролики 30 имеют изменяемую жесткость для регулирования степени вибрации, возникающей между направляющими рельсами 28 и рамой 24 кабины. Это обеспечивает преимущество, заключающееся в улучшении качества движения сборки 20 кабины.
Один из вариантов выполнения направляющего ролика 30 показан на фигурах 2 и 3. В этом варианте направляющий ролик 30 вращается вокруг оси 32, закрепленной в направляющем узле 26 известным образом. В этом варианте на ступице 36 установлен обод 34. Ступица 36 содержит внутреннюю кольцевую часть 38, снабженную спицами 40, проходящими наружу и образующими соединение 41 с фланцем 42. В данном варианте обод 34 скреплен с наружной поверхностью фланца 42 известным образом, например путем склеивания. Внутренняя кольцевая часть 38 ступицы 36 имеет отверстие 44, в которое установлен подшипник 46. Подшипник 46 дает возможность совместного вращения ступицы 36 и обода 34 вокруг оси 32. В представленном варианте выполнения соединение 41 образует две стороны спиц 40, сторону А и сторону В. У внутренней поверхности фланца 42 введены магнитные элементы 48а и 48b, один на стороне А, и другой на стороне В. В данном варианте каждый магнитный элемент 48а и 48b образует кольцо. Используя приведенное описание, специалист в данной области техники может представить себе альтернативные конфигурации магнитных элементов, удовлетворяющие своему конкретному предназначению. На оси 32 установлен крепежный элемент 50, снабженный отверстием 52. В данном варианте крепежный элемент 50 установлен на каждой из сторон А и В, для закрепления соответствующих магнитных элементов 48а и 48b вблизи фланца 42.
Как можно видеть по показанным на фигурах вырезам, обод 34 содержит полость 54. В одном из вариантов выполнения полость 54 по меньшей мере частично заполняют жидкостью, имеющей выборочно изменяемую вязкость. В одном из вариантов это магнитореологическая жидкость. В одном из вариантов полость 54 заполняют магнитореологической жидкостью до заданного уровня, так что в полости 54 остается незначительное количество воздуха или не остается совсем. Термин магнитореологическая жидкость, как он использован в данном описании, относится к жидкости, изменяющей вязкость под действием изменяющегося магнитного поля. В одном из вариантов магнитореологическая жидкость содержит взвешенные магнитные частицы, которые поляризуются и известным способом образуют столбчатые структуры, параллельные магнитному полю, что увеличивает вязкость жидкости (то есть увеличивает жесткость обода или ролика).
Направляющий ролик 30 установлен таким образом, чтобы следовать или катиться по рельсу 28, и при этом обод 34 контактирует с поверхностью рельса 28. При перемещении сборки 20 кабины вдоль направляющих рельсов 28 обод 34 и ступица 36 вращаются вокруг оси 32. Магнитные элементы 48а и 48b и крепежный элемент 50 остаются неподвижными относительно оси 32 и не вращаются вместе с ободом 34 и ступицей 36 во время перемещения сборки 20 кабины, так что обод и магнитореологическая жидкость в полости 54 вращаются относительно магнитного поля, создаваемого магнитными элементами 48а и 48b.
Как видно на фиг.3, при неподвижной сборке 20 кабины магнитное поле 56, образуемое магнитными элементами 48а и 48b, пронизывает полость 54, создавая, в основном, постоянную напряженность магнитного поля. При этом вязкость магнитореологической жидкости возрастает, что приводит к увеличению жесткости обода 34. При низких скоростях вращения, соответствующих медленному перемещению кабины лифта, или в стационарном положении вибраций не возникает, или они малы, и желательно иметь более твердый обод 34 для обеспечения достаточного качества движения. Кроме того, во время загрузки и выгрузки более твердый обод 34 обладает преимуществом, заключающимся в снижении или минимизации перемещения кабины, которое в противном случае могло бы возникнуть при изменении нагрузки на нее.
При затвердевании магнитореологическая жидкость также препятствует сжатию обода 34. Преимущество этого заключается в снижении или устранении постоянного сплющивания обода 34 в продолжительные периоды сжатия (например, когда кабина лифта остается неподвижной длительное время), что является проблемой в направляющих системах из предшествующего уровня техники, связанной с непрерывной деформацией роликов.
При перемещении сборки 20 кабины обод 34 и ступица 36 вращаются относительно магнитных элементов 48а и 48b. При движении ступицы 36 в магнитном поле 56, создаваемом магнитными элементами 48а и 48b, во фланце 42 и ступице 36 образуются вихревые токи. Вихревые токи создают второе (вторичное) магнитное поле, которое в данном варианте противоположно магнитному полю 56, созданному магнитными элементами 48а и 48b. Второе магнитное поле снижает степень воздействия магнитного поля 56 на жидкость в полости 54. На фиг.4 схематически показано результирующее воздействие или степень воздействия магнитного потока 56', имеющего более низкую напряженность поля, на жидкость в полости 54. Взаимосвязь между магнитным полем, наведенным электрическим током, и магнитным полем, связанным с электрическим током, хорошо известна. На основе данного описания специалисту станут понятны принципы, на которых основаны раскрытые варианты выполнения.
Второе магнитное поле, возникающее при вращении ступицы 36 в первом магнитном поле 56, уменьшает магнитный поток (то есть степень воздействия первого магнитного поля) в полости 54 обода 34. В этом смысле фланец 42 можно считать элементом возмущающего воздействия, снижающим магнитный поток в полости 54. При снижении магнитного потока магнитореологическая жидкость становится менее вязкой, что приводит к размягчению обода 34, и позволяет ободу 34 сжиматься под воздействием вибрационных сил, возникающих между направляющими рельсами 28 и сборкой 20 кабины. Это обеспечивает преимущество, заключающееся в улучшении амортизации и, следовательно, в улучшении качества перемещения.
В раскрытом варианте выполнения фланец 42 выполнен из электропроводного неферромагнитного материала, чтобы в нем возникал вихревой ток и создавалось вторичное магнитное поле. В одном из вариантов фланец 42 выполнен из алюминия. В другом варианте выполнения использован материал даже с большей электропроводностью для создания вторичного магнитного поля относительно высокой напряженности, обеспечивающего для усиления эффекта демпфирования увеличенное противодействие магнитному полю 56, созданному магнитными элементами 48а и 48b.
В другом варианте выполнения использован материал с меньшей электропроводностью для создания вторичного магнитного поля относительно более низкой напряженности, обеспечивающего для достижения меньшего эффекта демпфирования сниженное противодействие магнитному полю 56, созданному магнитными элементами 48а и 48b. Используя данное описание, специалист в данной области техники может выбрать соответствующие материалы, удовлетворяющие своему конкретному предназначению.
В раскрытом варианте выполнения вязкость магнитореологической жидкости изменяется в зависимость от скорости вращения обода 34 без использования активного регулирования. В этом варианте на низких скоростях во фланце 42 возникают относительно слабые вихревые токи. Относительно слабые вихревые токи создают относительно слабое вторичное магнитное поле, и большая часть магнитного поля 56, созданного магнитными элементами 48а и 48b проходит через полость 54, так что магнитореологическая жидкость остается относительно вязкой. На более высоких скоростях во фланце 42 возникают вихревые токи относительно большей величины. Это приводит к образованию более сильного вторичного магнитного поля, обеспечивающего большую степень воздействия на магнитное поле 56, созданное магнитными элементами 48а и 48b. Таким образом, меньшее магнитное поле 56, созданное магнитными элементами 48а и 48b, оказывает меньшее воздействие на полость 54, и магнитореологическая жидкость становится в ответ на это менее вязкой. Преимуществом этого является пассивное регулирование качества движения в зависимости от скорости вращения обода 34 без использования активных методов регулирования или алгоритмов изменения магнитного поля на основе сигналов с датчиков.
В представленном варианте выполнения обод 34 выполнен из материала, пригодного для формирования полости 54 и удержания магнитореологической жидкости. В одном из вариантов выполнения обод 34 выполнен из полимерного материала и ему придана соответствующая форма известным способом. В другом варианте выполнения использован высокоэластичный полимер для обеспечения дополнительной амортизации. Однако, если материал обода 34 слишком жесткий, то обод 34 будет передавать вибрации между направляющими рельсами 28 и сборкой 20 кабины без возможности сжатия полости 54 и магнитореологической жидкости. Это ослабляет эффект амортизации магнитореологической жидкостью. В одном из вариантов обод выполнен из полиуретана. В другом варианте обод 34 выполнен из кремнийорганического материала. Используя данное описание, специалист в данной области техники может выбрать соответствующие материалы, удовлетворяющие своему конкретному предназначению.
В раскрытом варианте выполнения обеспечено улучшенное качество движения без ненужного усложнения конструкции узла направляющих роликов. Наличие ролика, жесткость которого меняется в зависимости от скорости вращения, улучшает качество движения без автоматизированного обеспечения большей жесткости при низких скоростях и меньшей жесткости при более высоких скоростях для амортизации вибраций, которые могут стать более значительными при возрастании скорости. Кроме того, возросшая жесткость во время остановки лифта на посадочных площадках способствует снижению перемещения кабины или вибраций, возникающих при загрузке или выгрузке лифта.
Предшествующее описание приведено скорее в качестве примера, а не для ограничения объема изобретения. Для специалиста в данной области станут понятны различные изменения и модификации раскрытых вариантов выполнения, которые не обязательно выходят за сущность данного изобретения. Объем законной защиты в приложении к данному изобретению может быть определен только из рассмотрения нижеследующей формулы изобретения.
1. Направляющий узел лифтовой системы, включающий направляющий ролик кабины лифта, содержащий обод, снабженный полостью, заполненной по меньшей мере частично магнитореологической жидкостью, и магнит, создающий первое магнитное поле для такого изменения вязкости магнитореологической жидкости, которое изменяет жесткость направляющего ролика кабины лифта посредством изменения вязкости магнитореологической жидкости, отличающийся тем, что он включает элемент возмущающего воздействия, помещенный по меньшей мере частично в первом магнитном поле и выполненный с возможностью селективного изменения влияния первого магнитного поля на магнитореологическую жидкость.
2. Узел по п.1, отличающийся тем, что он содержит электропроводный элемент, опирающийся на обод, при этом магнит установлен с возможностью вращения обода и электропроводного элемента относительно магнита при вращении направляющего ролика кабины лифта.
3. Узел по п.2, отличающийся тем, что магнит выполнен в виде кольца, закрепленного на оси.
4. Узел по п.3, отличающийся тем, что направляющий ролик кабины лифта содержит подшипник, установленный на оси, а электропроводный элемент содержит ступицу, расположенную проходящей по меньшей мере частично между магнитом и полостью обода и соединенную с возможностью вращения с подшипником.
5. Узел по п.4, отличающийся тем, что ступица содержит электропроводный, неферромагнитный материал.
6. Узел по п.1, отличающийся тем, что элемент возмущающего воздействия выполнен с возможностью создания второго магнитного поля, противоположного первому магнитному полю.
7. Узел п.1, отличающийся тем, что элемент возмущающего воздействия содержит электропроводный, неферромагнитный материал.
8. Узел по п.1, отличающийся тем, что элемент возмущающего воздействия расположен по меньшей мере частично между магнитом и жидкостью.
9. Способ изменения жесткости направляющего ролика кабины лифта, включающий введение внутрь направляющего ролика кабины лифта магнитореологической жидкости, создание в направляющем ролике первого магнитного поля, которым воздействуют на магнитореологическую жидкость, и изменение первого магнитного поля с изменением вязкости магнитореологической жидкости, отличающийся тем, что в направляющем ролике создают второе магнитное поле, которым воздействуют на магнитореологическую жидкость, и изменяют второе магнитное поле с влиянием первого магнитного поля на магнитореологическую жидкость.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что обеспечивают увеличение вязкости магнитореологической жидкости при первой скорости вращения направляющего ролика лифта и снижение вязкости при второй большей скорости вращения направляющего ролика лифта.
