Узел регулирования движения кабины лифта (варианты)
Узел (20) регулирования движения кабины лифта, содержащий шкив (18), первый груз, второй груз и соединитель, обеспечивающий разъемное соединение между грузами. Шкив (18) выполнен с возможностью вращения вокруг оси вращения со скоростью, соответствующей скорости кабины лифта. Первый и второй грузы скреплены со шкивом (18) в первой и второй точках поворота, в радиальном направлении отстоящих от оси вращения шкива. Соединитель обеспечивает разъемное неупругое соединение между первым и вторым грузами, приспособлен для предотвращения поворота грузов при угловых скоростях шкива, меньших, чем первая скорость, и для допущения поворота грузов при скоростях, превышающих первую скорость. Указанное соединение в вариантах выполнения узла содержит магнитный соединитель, снабженный первым элементом, установленным с возможностью его перемещения первым грузом, и вторым элементом, установленным с возможностью его перемещения вторым грузом, причем первый элемент содержит постоянный магнит, а второй элемент содержит магнитный материал. Изобретения обеспечивают повышение надежности срабатывания узлов регулирования движения кабины лифта. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 5 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству регулирования скорости кабины лифта. В частности, изобретение относится к центробежным ограничителям скорости кабины лифта.
Уровень техники
Общей проблемой при разработке лифтов является создание инженерных систем безопасности, предназначенныхдля предотвращения или реагирования на сбой в работе лифта. Одна из таких систем безопасности представляет собой ограничитель скорости. Создаваемые ограничители скорости лифта предназначены для предотвращения превышения кабиной лифта установленного предела скорости. Ограничитель скорости в автоматической системе безопасность - это компонент, срабатывающий при превышении кабиной лифта установленной скорости и либо выдающий в систему управления сигнал на остановку кабины, либо непосредственно взаимодействующий с элементами безопасности с целью остановки кабины. Одним из широко известных ограничителей скорости является центробежный ограничитель.
Обычно в конструкцию центробежного ограничителя скорости, используемого в лифтовой системе, входят два груза, кинематически соединенных противоположным образом стяжками и посаженных на ось на отключающем шкиве, вращающемся вокруг общей оси. Эти взаимосвязанные детали образуют вращающийся механизм, чья угловая скорости соответствует скорости шкива. Угловая скорость вращения грузов создает центробежную силу, отталкивающую грузы от оси вращения шкива. Канатная петля, частично обернутая вокруг шкива, расположенного на одном краю шахты лифта, связанная с кабиной лифта и частично обернутая вокруг натяжного ролика на противоположном краю шахты, обеспечивает соответствие скорости кабины лифта угловой скорости шкива. В другой широко известной конструкции ограничитель скорости устанавливается на кабине и движется вместе с ней.
В таком варианте выполнения может понадобиться использовать неподвижный канат, закрепленный у верхнего и нижнего краев шахты лифта и обернутый частично вокруг отключающего шкива и установленного вблизи него направляющего ролика.
При повороте грузов вокруг зафиксированной точки на шкиве их момент инерции изменяется как функция угловой скорости. Перемещение грузов наружу по радиусу ограничено узлом, предотвращающим движение груза вплоть до момента достижения установленной скорости кабины лифта. Движение грузов обычно регулируют за счет использования пружины, связывающей между собой шкив и один из грузов. Целью такого решения является создание силы пружины, пропорциональной ее растяжению и зависящей от константы пружины, которая противодействует центробежной силе, создаваемой угловой скоростью вращающегося шкива. За счет силы пружины поддерживается регулируемое относительное положение между грузами и шкивом. Регулировка силы пружины в зависимости от центробежной силы и геометрии механизма позволяет достичь срабатывания ограничителя скорости за счет регулируемого перемещения механизма в радиальном направлении.
Существует несколько ограничений на использование пружинного соединения для регулировки перемещения грузов наружу по радиусу. Во-первых, сочетание пружины с инерцией вращения грузов приводит к появлению собственной частоты колебаний, которая может перекрыть собственную частоту лифтовой системы. Перекрытие собственных частот в сочетании с внешним воздействием, возникающим, например, когда кто-нибудь в кабине лифта начнет подпрыгивать или ритмично раскачивать кабину, может привести к ответной вибрации в ограничителе скорости и тем самым к ложному его срабатыванию при скорости кабины лифта, ниже установленной. Во-вторых, такой подход при конструировании требует учета производственных допусков на пружину и средства ее крепления. Выпускаемые пружины низкой стоимости могут иметь широкий диапазон допусков на константу пружины, что требует подгонки длины пружины или предварительного ее натяжения, чтобы избежать разброса силы пружины и тем самым характеристик ограничителя скорости. Металлические пружины, используемые обычно из-за их наличия в продаже и низкой стоимости, имеют и другие ограничения, в которые входят вероятное изменение константы пружины после многократного сжатия и растяжения и возможность образования коррозии. Полимерные пружины могут быть дороги в производстве, иметь ограничения по параметрам из-за более низких свойств материала, быть менее доступными на рынке и иметь большие допуски.
В свете вышесказанного настоящее изобретение направлено на решение одной или более из приведенных проблем, присущих известным ограничителям скорости.
Раскрытие изобретения
Для достижения указанного технического результата разработан узел регулирования движения кабины лифта, содержащий шкив с возможностью вращения вокруг своей оси со скоростью, определяемой скоростью кабины лифта, первый груз, скрепленный со шкивом в точке поворота первого груза, разнесенной в радиальном направлении от оси вращения шкива, второй груз, скрепленный со шкивом в точке поворота второго груза, разнесенной в радиальном направлении от оси вращения шкива, разъемное неупругое соединение между первым и вторым грузами, установленное для предотвращения поворота первого и второго грузов при угловых скоростях шкива, меньших, чем первая скорость, и для поворота первого и второго грузов при скоростях, больших или равных первой скорости. Первый и второй грузы могут иметь в основном одинаковую форму. Первый и второй грузы могут иметь дугообразные наружные кромки. Первый груз может содержать элемент первого груза и опору элемента первого груза, скрепленную с элементом первого груза. Второй груз может содержать элемент второго груза и опору элемента второго груза, скрепленную с элементом второго груза. Разъемное неупругое соединение может содержать магнитный соединитель, снабженный первым элементом, установленным с возможностью его перемещения первым грузом, и вторым элементом, установленным с возможностью его перемещения вторым грузом. Первый элемент может содержать постоянный магнит и второй элемент может содержать магнитный материал. В узле может дополнительно содержаться датчик, установленный для передачи сигналов управления кабиной лифта при регистрации поворота первого и второго грузов. Точки поворота грузов могут быть расположены вдоль диаметра шкива в основном на равных расстояниях по радиусу от оси вращения шкива. Узел может дополнительно содержать первую стяжку, скрепленную с первым грузом в первой точке поворота стяжки и со вторым грузом во второй точке поворота стяжки, вторую стяжку, связанную с первым грузом в третьей точке поворота стяжки и со вторым грузом в четвертой точке поворота стяжки. Первая и третья точки поворота стяжек на первом грузе могут быть в основном эквидистантны от точки поворота первого груза вдоль первого направления, вторая и четвертая точки поворота стяжек на втором грузе в основном эквидистантны от точки поворота второго груза вдоль второго направления, причем первое и второе направления в основном параллельны друг другу и в основном симметричны относительно оси вращения шкива. Узел может дополнительно содержать смещающий элемент, связывающий между собой первый и второй грузы и установленный с возможностью его силового воздействия для повторного соединения в разъемном неупругом соединении после достижения или превышения вышеуказанной первой скорости и последующего снижения скорости ниже первой скорости. Смещающий элемент может содержать одну или более пружины.
Для достижения указанного технического результата разработан вариант узла регулирования движения кабины лифта, содержащий шкив с возможностью вращения вокруг своей оси вращения со скоростью, определяемой скоростью кабины лифта, первый груз, скрепленный со шкивом в точке поворота первого груза, причем первый груз содержит ближний рычаг и удаленный рычаг, второй груз, скрепленный со шкивом в точке поворота второго груза, причем второй груз содержит ближний рычаг и удаленный рычаг, магнитное соединение между ближним рычагом первого груза и удаленным рычагом второго груза, установленное для предотвращения поворота первого и второго грузов при угловых скоростях шкива, меньших, чем первая скорость и для поворота первого и второго грузов при скоростях, больших или равных первой скорости. Первый и второй грузы могут иметь в основном одинаковую форму. Первый и второй грузы могут иметь дугообразные наружные кромки. Первый груз может содержать элемент первого груза и опору элемента первого груза, включающую соответствующий ближний рычаг и удаленный рычаг, при этом элемент первого груза скреплен с опорой элемента первого груза. Второй груз может содержать элемент второго груза, опору элемента второго груза, включающую соответствующий ближний рычаг и удаленный рычаг, при этом элемент второго груза скреплен с опорой элемента второго груза. В узле может находится дополнительно датчик, установленный для передачи сигналов управления кабиной лифта при регистрации поворота первого и второго грузов. Точки поворота грузов могут быть расположены вдоль диаметра шкива в основном на равных расстояния по радиусу от оси вращения шкива. Узел дополнительно может содержать первую стяжку, скрепленную с первым грузом в первой точке поворота стяжки и со вторым грузом во второй точке поворота стяжки, и вторую стяжку, скрепленную с первым грузом в третьей точке поворота стяжки и со вторым грузом в четвертой точке поворота стяжки. Первая и третья точки поворота стяжек на первом грузе могут быть в основном эквидистантны от точки поворота первого груза, вдоль первого направления, вторая и четвертая точки поворота стяжек на втором грузе могут быть в основном эквидистантны от точки поворота второго груза, вдоль второго направления, при этом первое и второе направления в основном параллельны друг другу и в основном симметричны относительно оси вращения шкива. В узле может содержаться дополнительно смещающий элемент, связывающий между собой ближний рычаг первого груза и удаленный рычаг второго груза, при этом смещающий элемент установлен с возможностью его силового воздействия для повторного соединения в магнитном соединении после достижения или превышения вышеуказанной первой скорости и последующего снижения скорости ниже первой скорости. Смещающий элемент может дополнительно содержать по меньшей мере одну пружину.
Для достижения указанного технического результата разработан вариант узла регулирования движения кабины лифта, содержащий шкив с возможностью вращения вокруг своей оси со скоростью, определяемой скоростью кабины лифта, первый груз, скрепленный с первой стороной шкива в точке поворота первого груза, разнесенной в радиальном направлении от оси вращения шкива, второй груз, скрепленный с первой стороной шкива в точке поворота второго груза, разнесенной в радиальном направлении от оси вращения шкива, причем точки поворота первого и второго грузов расположены вдоль диаметра шкива в основном на равных расстояниях по радиусу от оси вращения шкива, разъемное неупругое соединение между первым и вторым грузами, установленное для предотвращения поворота первого и второго грузов при угловых скоростях шкива, меньших, чем первая скорость, и для поворота первого и второго грузов при скоростях, больших или равных первой скорости, третий груз, скрепленный со второй стороной шкива в точке поворота третьего груза, разнесенной в радиальном направлении от оси вращения шкива, четвертый груз, скрепленный со второй стороной шкива в точке поворота четвертого груза, разнесенной в радиальном направлении от оси вращения шкива, причем точки поворота третьего и четвертого грузов расположены вдоль диаметра шкива в основном на равных расстояниях по радиусу от оси вращения шкива, второе разъемное неупругое соединение между третьим и четвертым грузами, установленное для предотвращения поворота третьего и четвертого грузов при угловых скоростях шкива, меньших, чем вторая скорость, и для поворота третьего и четвертого грузов при скоростях, больших, чем вторая скорость.
Прокомментируем наиболее важные аспекты изобретения. Настоящее изобретение включает узел регулирования скорости кабины лифта, содержащий шкив, первый и второй грузы и соединитель, обеспечивающий разъемное неупругое сцепление между грузами. Шкив выполнен с возможностью вращения вокруг оси вращения со скоростью, соответствующей скорости кабины лифта. Первый и второй грузы скреплены со шкивом в первой и второй точках поворота, разнесенных в радиальном направлении от оси вращения шкива. Соединитель, обеспечивающий разъемное неупругое соединение между первым и вторым грузами, приспособлен для предотвращения поворота грузов при угловых скоростях шкива, меньших, чем первая скорость, и для допущения поворота грузов при скоростях, превышающих первую скорость.
В одном из вариантов выполнения настоящего изобретения радиальное положение и движение наружу грузов управляется магнитным соединителем между двумя грузами. Магнитный соединитель приспособлен для использования постоянного магнита, связанного с первым грузом и установленного напротив магнитного материала, связанного со вторым грузом. Такое размещение создает магнитную связь между грузами, которая противодействует центробежной силе, возникающей при вращении шкива. Магнитная связь может быть преодолена при достижении заданной угловой скорости шкива, так как действующая на грузы центробежная сила превзойдет силу, создаваемую магнитным сцеплением.
Настоящее изобретение устраняет возможность перекрытия собственных частот ограничителя скорости и лифтовой системы, так как ограничитель скорости срабатывает за счет использования разъемного неупругого соединения. В одном из вариантов выполнения, по которому между первым и вторым грузом использован магнитный соединитель, возможно быстрое разделение грузов, как только центробежная сила становится избыточной, так как магнитное поле быстро снижается при отдалении от магнита. Настоящее изобретение устраняет также производственные проблемы, связанные с регулировкой силы пружины при калибровке скорости срабатывания ограничителя скорости. Например, материалы постоянного магнита, используемые в магнитном соединителе, имеют более низкие допуски на развиваемое усилие по сравнению с допусками на константу пружины, и, как известно, их магнитное поле остается постоянным в течение длительного периода времени.
Должно быть понятно, что как предшествующее общее описание, так и последующее подробное описание являются только поясняющей иллюстрацией, а не ограничением изобретения в заявленном виде.
Краткое описание чертежей
Эти и другие свойства, идеи и преимущества настоящего изобретения станут понятны из нижеследующего описания, приложенной формулы изобретения и сопровождающих иллюстративных вариантов выполнения, представленных на чертежах, на которых показано:
на фиг.1 - вид в перспективе лифтовой системы, включающей ограничитель скорости;
на фиг.2 - частичный вид варианта выполнения узла ограничителя скорости по настоящему изобретению, содержащего ограничитель скорости с неупругим соединением между грузам;
на фиг.3 - вид спереди ограничителя скорости с фиг.2;
на фиг.4 - ограничитель скорости с фигур 2 и 3 в положении срабатывания;
на фиг.5 - подробный увеличенный вид неупругого соединителя грузов по варианту выполнения с фигур 2-4.
Осуществление изобретения
При составлении чертежей обеспечено, по возможности, присвоение одинаковых или схожих ссылочных номеров одним и тем же или схожим компонентам.
На фиг.1 представлена лифтовая система 10, содержащая кабину 12 лифта, направляющие 14 и узел 16 ограничителя скорости. Узел 16 ограничителя скорости включает отключающий шкив 18, ограничитель 20, канатную петлю 22 и натяжной ролик 24. Кабина 12 лифта перемещается по направляющим 14 или с возможностью скольжения связана с ними и совершает движение в шахте лифта (не показана). Отключающий шкив 18 и ограничитель 20 установлены в данном варианте выполнения у верхнего края шахты лифта. Канатная петля 22 пропущена частично вокруг отключающего шкива 18 и частично вокруг натяжного ролика 24, расположенного в данном варианте выполнения у нижнего края шахты. Канатная петля 22 связана также с кабиной 12 лифта, что обеспечивает взаимосвязь между угловой скоростью отключающего шкива 18 и скоростью кабины 12 лифта.
В представленной лифтовой системе 10 узел 16 ограничителя скорости действует таким образом, чтобы предотвращать превышение кабиной 12 лифта заданной скорости перемещения в шахте. Хотя представленный на фиг.1 узел 16 ограничителя скорости установлен у верхнего края шахты лифта, этот узел может альтернативно быть установленным на кабине 12 лифта и двигаться вместе с ней. При реализации такого альтернативного варианта может понадобиться использовать неподвижный канат, закрепленный у верхнего и нижнего краев шахты лифта и обернутый частично вокруг отключающего шкива 18 и установленного вблизи него направляющего ролика.
На фиг.2 дан частичный вид узла 16 ограничителя скорости, содержащего отключающий шкив 18, ограничитель 20 скорости, корпус 26 и датчик 28, включающий переключатель 29. Ограничитель 20 скорости связан с отключающим шкивом 18, установленным с возможностью вращения в корпусе 26. Ограничитель 20 скорости и отключающий шкив 18 вращаются вокруг оси 30, показанной на фигурах 3 и 4. На корпусе 26 закреплен также датчик 28. Специалист обычной квалификации в данной области техники поймет, что в качестве датчика 28 могут выступать различные устройства, выдающие сигнал об изменении состояния, включая механически приводимый в действие электрический переключатель 29, такой как показан на фиг.2. Ограничитель 20 скорости вращается в корпусе 26 вместе с отключающим шкивом 18, в то время как датчик 28 остается неподвижно закрепленным на корпусе. При описанных ниже условиях одной из функций ограничителя 20 скорости при его срабатывании является вхождение в контакт с датчиком 28, который в свою очередь передает управляющие сигналы в систему управления (не показана), замедляющую или останавливающую движение кабины 12 лифта за счет срабатывания последовательности реле в схеме безопасности, что приводит к срабатыванию тормоза и устранению возможности дальнейшего движения путем прекращения питания двигателя.
На фигурах 3 и 4 дан вид спереди ограничителя 20 скорости. На фиг.3 ограничитель 20 скорости изображен до его срабатывания, а на фиг.4 ограничитель 20 скорости изображен после срабатывания. Ограничитель 20 скорости содержит первый груз 32а, второй груз 32b, опору 34а первого груза, опору 34b второго груза и стяжки 36а и 36b. Первый груз 32а закреплен на опоре 34а первого груза. Второй груз 32b закреплен на опоре 34b второго груза. Опора 34а первого груза с возможностью поворота скреплена с отключающим шкивом 18 в точке поворота 38а. Опора 34b второго груза с возможностью поворота скреплена с отключающим шкивом 18 в точке поворота 38b. Опоры 34а и 34b первого и второго грузов с возможностью поворота скреплены друг с другом стяжками 36а и 36b. Стяжка 36а с возможностью поворота скреплена с опорой 34а первого груза в точке поворота 40а и с опорой 34b второго груза в точке поворота 42b. Стяжка 36b с возможностью поворота скреплена с опорой 34а первого груза в точке поворота 42а и с опорой 34b второго груза в точке поворота 40b.
В варианте выполнения, представленном на фигурах 3 и 4, опора 34а первого груза имеет ближний край 44а, удаленный край 46а и дугообразную наружную кромку 48а. Выполненный воедино с опорой первого груза ближний край 44а образует ближний рычаг 50а, и выполненный воедино с опорой первого груза удаленный край 46а образует удаленный рычаг 52а. Опора 34b второго груза имеет ближний край 44b, удаленный край 46b и дугообразную наружную кромку 48b. Выполненный воедино с опорой второго груза ближний край 44b образует ближний рычаг 50b, и выполненный воедино с опорой второго груза удаленный край 46b образует удаленный рычаг 52b. Первый груз 32а может быть идентичен второму грузу 32b, опора 34а первого груза может быть идентичной опоре 34b второго груза, и стяжка 36а может быть идентичной стяжке 36b. В данном варианте выполнения стоимость изготовления ограничителя 20 скорости может быть снижена, так как за счет повторения конструкций грузов 32а, 32b, опор 34а, 34b и стяжек 36а, 36b соответственно снижается количество оригинальных деталей в отличие от конструкции, построенной вокруг оси 30 вращения. Такое выполнение может также упростить обслуживание ограничителя 20 скорости за счет взаимозаменяемости грузов 32а и 32b, опор 34а и 34b и стяжек 36а и 36b соответственно.
Взаимосвязанные грузы 32а, 32b, опоры 34а, 34b и стяжки 36а, 36b образуют поворотный механизм, угловая скорость вращения которого совпадает с угловой скоростью отключающего шкива 18. Угловая скорость вращения первого и второго грузов 32а и 32b создает центробежную силу, стремящуюся отдалить первый и второй грузы 32а и 32b от оси 30 вращения путем поворота вокруг их соответствующих точек поворота 38а, 38b, лежащих на отключающем шкиве 18. В представленном на фигурах 3 и 4 варианте выполнения точки поворота 40а, 42а, лежащие на опоре 34а первого груза, эквидистантны относительно точки поворота 38а, если смотреть по первой линии, проходящей через точки 40а, 38а, 42а. Точки поворота 40b, 42b, лежащие на опоре 34b второго груза, эквидистантны относительно точки поворота 38b, если смотреть по второй линии, проходящей через точки 40b, 38b, 42b. Первая и вторая линии параллельны друг другу и симметричны относительно оси 30 вращения. Поворотный механизм, включающий грузы 32а, 32b, опоры 34а, 34b и стяжки 36а, 36b, представляет собой параллелограмм, сформированный точками поворота 40а, 42а, 40b и 42b, который может менять форму относительно линии, проходящей через точки поворота 38а и 38b, в зависимости от скорости вращения отключающего шкива 18. Объединение грузов 32а, 32b, опор 34а, 34b и стяжек 36а, 36b в конструкцию с конфигурацией параллелограмма дает возможность регулируемого поворота наружу опор 34а, 34b грузов при одновременном ограничении их совместного поворота в зависимости от геометрии параллелограмма, определяемой точками поворота 40а, 42а, 40b, и 42b.
Грузы 32а, 32b, опоры 34а, 34b и стяжки 36а, 36b могут быть созданы с использованием технологий изготовления, хорошо известных специалистам в данной области техники. Например, грузы 32а, 32b могут быть выполнены из различных металлических отливок или отштампованы из металлических листов. В другом варианте опоры 34а, 34b и стяжки 36а, 36b могут быть выполнены из листового металла, пластика или из комбинации металла и пластика и изготовлены путем штамповки, обычного литья или литья под давлением.
Ограничитель 20 скорости содержит также разъемный неупругий соединитель 54 между опорами 34а и 34b. На фиг.5 дан детальный увеличенный вид одного из вариантов выполнения неупругого соединителя 54. В показанном на фигурах 3-5 варианте выполнения разъемный неупругий соединитель 54 представляет собой магнитное соединительное звено, содержащее первый элемент 56а, второй элемент 56b, первую и вторую крепежные пластины 58а, 58b и первое и второе крепежное средство 60а, 60b. Первый элемент 56а представляет собой постоянный магнит, закрепленный на ближнем рычаге 50а опоры первого груза. Второй элемент 56b выполнен из ферромагнитного материала, закрепленного на удаленном рычаге 52b опоры второго груза. Первый элемент 56а закреплен на ближнем рычаге 50а опоры первого груза первой крепежной пластиной 58а и первым крепежным средством 60а. Второй элемент 56b закреплен на удаленном рычаге 52b опоры второго груза второй крепежной пластиной 58b и вторым крепежным средством 60b. В других вариантах выполнения крепежные средства 60а, 60b и крепежные пластины 58а, 58b могут быть объединены в один узел, который, например, фиксируется с защелкиванием на соответствующем ближнем или дальнем рычаге 50а, 50b, 52а, 52b. Соединитель 54 обеспечивает магнитное сцепление между опорами грузов 34а и 34b, противодействующее центробежной силе, созданной вращением шкива 18. Пока шкив 18 вращается с угловой скоростью, лежащей в определенном диапазоне, опоры грузов 34а, 34b остаются сцепленными за счет магнитных сил, и ограничитель 20 скорости вращается вместе со шкивом 18, не взаимодействуя с датчиком 28. Ограничитель 20 скорости срабатывает, когда создаваемое соединителем 54 магнитное сцепление будет преодолено при заданной угловой скорости шкива 18, так как центробежная сила, действующая на грузы 32а, 32b, превзойдет силу, создаваемую магнитным сцеплением.
Величина магнитной силы, создаваемой соединителем 54, определяется свойствами материала постоянного магнита первого элемента 56а и зависит от материала и геометрии второго элемента 56b. Например, для второго элемента 56b могут быть использованы материалы на основе железа, имеющие специальную геометрию, чтобы концентрировать или сосредотачивать магнитную силу соединителя 54. Таким образом за счет выбора материала и геометрии второго элемента 56b можно минимизировать размер постоянного магнита, который должен быть использован для первого элемента 56а, и тем самым минимизировать стоимость этого элемента. Кроме того, магнитный поток или сила притяжения соединителя 54 могут быть повышены за счет добавления ферромагнитного материала (обычно стали) за элементом 56а и (или) вокруг него. Для оптимизации устройства соединителя 54 может быть проведен анализ направления общего магнитного потока и выполнена минимизация количества материала постоянного магнита, требуемого для элемента 56а. Например, за магнитом может быть помещена небольшая стальная вставка. Варианты выполнения с использованием магнитного соединителя могут включать использование широкого круга постоянных магнитов, ограниченного только сочетанием требуемых усилия и размера, а также стоимостью. Например, первый элемент 56а может быть постоянным магнитом из феррита, алнико (сплав алюминий-никель-кобальт), бористого железо-неодимового соединения, кобальт-самириевого соединения. Аналогично для второго элемента 56b могут быть использованы различные недорогие стали, такие как сталь марки 1015, так как их магнитные свойства почти одинаковы. Альтернативно второй элемент 56b может быть выполнен из магнитных сплавов нержавеющей стали, таких как 410, 416 или 430, обладающих антикоррозионными свойствами.
На фиг.4 дан вид спереди регулятора 20 скорости после его срабатывания в результате действия созданной угловой скоростью шкива 18 центробежной силы, которая преодолела силу неупругого сцепления соединителя 56, приложенную между первой и второй опорами грузов 34а и 34b. Опоры 34а, 34b грузов и их соответствующие грузы 32а и 32b поворачиваются в направлении от оси 30 вращения вокруг точек поворота 38а и 38b. Как показано на фиг.4, дугообразная наружная кромка 48а опоры 34а груза приходит во взаимодействие с датчиком 28, отключая переключатель 29. Возникающий при этом сигнал с датчика 28 приводит к тому, что система управления (не показана) замедляет или прекращает движение кабины 12 лифта. На фиг.4 для ясности показан преувеличенный поворот опор 34а, 34b грузов. В действительности в варианте выполнения, представленном на фиг.4. первая и вторая опоры 34а, 34b грузов при срабатывании ограничителя 20 скорости разошлись бы только на несколько миллиметров.
После приведения в действие для облегчения возврата грузов и опор грузов в их положение до срабатывания (то есть в положение, изображенное на фиг.3) может быть введен смещающий элемент (не показан). Например, между выступами, которые связаны с первым и вторым элементами соединителя 56, показанного на фигурах 3-5, или выполнены воедино с ними, может быть установлена пружина. В качестве примера такие выступы (и отверстия в них) показаны на фиг.3 на противоположных сторонах и обозначены через 52а и 52b. Выступы и отверстия видны также на фиг.5. В идеале смещающий элемент должен придать неупругому соединителю способность восстанавливать сцепление и самопроизвольно совмещаться при повороте шкива в противоположном направлении, например, для освобождения отключенных средств безопасности. Сила, прикладываемая со стороны смещающего элемента, должна быть очень небольшой, так чтобы она по существу не оказывала влияния на силу, необходимую для срабатывания регулятора скорости, но должна быть достаточной для возвращения регулятора скорости в положение до срабатывания, показанное на фиг.3, при повороте шкива в противоположном направлении.
Узел регулятора скорости в общем выполняет две функции. Во-первых, узел регулятора скорости реагирует на заданную скорость лифта выдачей сигнала в систему управления (например, через датчик 28) на снижение скорости кабины лифта или на остановку ее путем отключения питания лебедки и срабатывания тормоза лебедки. Если кабина продолжает движение со скоростью, превышающей заданную скорость, то тогда узел ограничителя скорости воздействует непосредственно путем приложения силы для срабатывания ловителей с целью снижения скорости кабины лифта или ее остановки. Хотя это специально не отображено и не рассмотрено, но для специалиста в данной области техники понятно, что узел ограничителя скорости может содержать два ограничителя скорости, выполненных по настоящему изобретению и скрепленных с отключающим шкивом 18 для регулирования движения кабины 12 лифта в шахте. В одном из вариантов выполнения, в котором задействовано два ограничителя скорости, может быть использован второй ограничитель скорости, идентичный ограничителю 20. Второй ограничитель скорости может быть установлен на шкиве 18 на стороне, например, противоположной положению ограничителя 20 скорости. Первый ограничитель 20 скорости может срабатывать при превышении кабиной 12 лифта первой скорости, и второй ограничитель скорости может срабатывать при превышении кабиной 12 лифта второй скорости. В таком варианте выполнения первый регулятор скорости приходит во взаимодействие с датчиком 28 для выдачи сигнала в систему управления на снижение скорости или остановку кабины 12 лифта, а второй регулятор скорости воздействует путем приложения силы для срабатывания ловителей с целью снижения скорости кабины лифта или ее остановки.
Настоящее изобретение снимает ограничения, присущие известным в предшествующем уровне техники центробежным регуляторам скорости. Избавление от использования пружины, соединяющей вращающиеся опоры грузов, устраняет возникающую при изготовлении проблему, связанную с регулировкой силы пружины с целью достижения скорости срабатывания ограничителя, на которую он аттестован. Обычно такая регулировка требуется для устранения влияния производственных допусков на константу пружины и зависимости силы пружины от ее длины, обусловленной допусками, связанными с узлом соединения пружины и его деталями. Устранение пружины снимает возможность перекрытия собственных частот ограничителя скорости и частот лифтовой системы. Положения отраслевых стандартов могут требовать минимального отношения диаметра шкива к диаметру каната (D/d), что существенно ограничивает размер узла ограничителя скорости в одном из направлений и угловую скорости шкива. Кроме того, в общем нежелательно закреплять ограничитель скорости на отдельном вращающемся элементе, приводимом в движение шкивом, для увеличения угловой скорости ограничителя скорости относительно скорости шкива. Ограничения, накладываемые некоторыми из требований стандартов, и нежелательность установки ограничителя скорости на отдельном вращающемся элементе, связанная с работой низкоскоростного лифта, приводят к совпадению собственных частот ограничителя скорости, регулируемого за счет пружины, с частотой лифтовой системы. Настоящее изобретение решает проблему перекрытия собственных частот, так как в ней использован неупругий соединитель.
В варианте выполнения, по которому в неупругом соединителе использовано магнитное соединительное звено, возможно быстрое разведение опор грузов, как только центробежная сила становится избыточной, так как магнитное поле быстро снижается при отдалении от магнита. Быстрое разведение опор грузов минимизирует также время, необходимое ограничителю скорости при его срабатывании для вхождения в контакт с датчиком и остановки кабины лифта. Более того, быстрое разделение магнитного соединителя устраняет время, связанное с растяжением обычной пружины. При разработке ограничителей скорости является обычным подход, при котором варьируют только корреляцией работы ограничителя с конкретной скоростью кабины лифта. Использование магнитного соединителя упрощает этот метод конструирования, давая возможность простой замены или магнита, или грузов для получения магнитной силы, требуемой для конкретной скорости кабины. Материалы постоянного магнита, используемые в магнитном соединителе, обладают меньшими допусками на развиваемое усилие по сравнению с допусками на константу серийной пружины, и их магнитные характеристики, как известно, более стабильны во времени, чем механические свойства пружин. Коммерческая стоимость материалов постоянного магнита, имеющего размеры, необходимые для создания силы, требуемой в соответствии с настоящим изобретением, невелика по сравнению со стоимостью сопоставимых пружин. Наконец, материалы, из которых состоят постоянные магниты, используемые в вариантах выполнения настоящего изобретения, общедоступны и широко производятся с использованием известных технологий.
Предшествующее рассмотрение предназначено просто для иллюстрации настоящего изобретения и не должно рассматриваться как ограничение прилагаемой формулы изобретения каким-нибудь конкретным вариантом или группой вариантов выполнения. Поэтому, хотя настоящее изобретение описано в частных деталях со ссылкой на конкретные иллюстративные варианты его выполнения, должно быть понятно, что в него могут быть внесены многочисленные изменения и модификации без выхода за расширенные и предусмотренные рамки изобретения, установленные нижеследующей формулой изобретения. Соответственно описание и чертежи должны рассматриваться как иллюстративные и не предназначенные для ограничения рамок прилагаемой формулы изобретения. В свете приведенного выше описания настоящего изобретения сведущий в данной области должен понимать, что могут быть другие варианты выполнения и модификации, не выходящие за рамки и сущность настоящего изобретения. Соответственно все модификации, доступные сведущему в данной области из настоящего описания в рамках настоящего изобретения, должны быть включены как дополнительные варианты выполнения настоящего изобретения. Рамки настоящего изобретения должны быть определены так, как приведено в нижеследующей формуле изобретения.
1. Узел регулирования движения кабины лифта, включающий шкив, установленный с возможностью вращения вокруг своей оси со скоростью, определяемой скоростью кабины лифта, первый груз, скрепленный со шкивом в точке поворота первого груза, разнесенной в радиальном направлении от оси вращения шкива, второй груз, скрепленный со шкивом в точке поворота второго груза, разнесенной в радиальном направлении от оси вращения шкива, и соединение между первым и вторым грузами, установленное для предотвращения поворота первого и второго грузов при угловых скоростях шкива, меньших, чем первая скорость, и для поворота первого и второго грузов при скоростях, больших или равных первой скорости, отличающийся тем, что указанное соединение выполнено разъемным неупругим, содержащим магнитный соединитель, снабженный первым элементом, установленным с возможностью его перемещения первым грузом, и вторым элементом, установленным с возможностью его перемещения вторым грузом, причем первый элемент содержит постоянный магнит, а второй элемент содержит магнитный материал.
2. Узел по п.1, в котором первый и второй грузы имеют в основном одинаковую форму.
3. Узел по п.1, в котором первый и второй грузы имеют дугообразные наружные кромки.
4. Узел по п.1, в котором первый груз содержит элемент первого груза и опору элемента первого груза, скрепленную с элементом первого груза.
5. Узел по п.4, в котором второй груз содержит элемент второго груза и опору элемента второго груза, скрепленную с элементом второго груза.
6. Узел по п.1, дополнительно содержащий датчик, установленный с возможностью передачи сигналов управления кабиной лифта при регистрации поворота первого и второго грузов.
7. Узел по п.1, в котором точки поворота грузов расположены вдоль диаметра шкива в основном на равных расстояниях по радиусу от оси вращения шкива.
8. Узел по п.7, дополнительно содержащий первую стяжку, скрепленную с первым грузом в первой точке поворота стяжки и со вторым грузом во второй точке поворота стяжки, и вторую стяжку, связанную с первым грузом в третьей точке поворота стяжки и со вторым грузом в четвертой точке поворота стяжки.
9. Узел по п.8, в котором первая и третья точки поворота стяжек на первом грузе в основном эквидистантны от точки поворота первого груза вдоль первого направления, а вторая и четвертая точки поворота стяжек на втором грузе в основном эквидистантны от точки поворота второго груза вдоль второго направления, причем первое и второе направления в основном параллельны друг другу и в основном симметричны относительно оси вращения шкива.
10. Узел по п.1, дополнительно содержащий смещающий элемент, связывающий между собой первый и второй грузы и установленный с возможностью его силового воздействия для повторного соединения в разъемном неупругом соединении после достижения или превышения вышеуказанной первой скорости и последующего снижения скорости ниже первой скорости.
11. Узел по п.10, в котором смещающий элемент содержит по меньшей мере одну пружину.
12. Узел регулирования движения кабины лифта, включающий шкив, установленный с возможностью вращения вокруг своей оси вращения со скоростью, определяемой скоростью кабины лифта, первый груз, скрепленный со шкивом в точке поворота первого груза и содержащий ближний рычаг и удаленный рычаг, второй груз, скрепленный со шкивом в точке поворота второго груза и содержащий ближний рычаг и удаленный рычаг, и соединение между ближним рычагом первого груза и удаленным рычагом второго груза, установленное для предотвращения поворота первого и второго грузов при угловых скоростях шкива, меньших, чем первая скорость и для поворота первого и второго грузов при скоростях, больших или равных первой скорости, отличающийся тем, что указанное соединение выполнено разъемным неупругим, содержащим магнитный соединитель, снабженный первым элементом, установленным с возможностью его перемещения первым грузом, и вторым элементом, установленным с возможностью его перемещения вторым грузом, причем первый элемент содержит постоянный магнит, а второй элемент содержит магнитный материал.
13. Узел по п.12, в котором первый и второй грузы имеют в основном одинаковую форму.
14. Узел по п.12, в котором первый и второй грузы имеют дугообразные наружные кромки.
15. Узел по п.14, в котором первый груз содержит элемент первого груза и опору элемента первого груза, включающую соответствующий ближний рычаг и удаленный рычаг, при этом элемент первого груза скреплен с опорой элемента первого груза.
16. Узел по п.15, в котором второй груз содержит элемент второго груза, опору элемента второго груза, включающую соответствующий ближний рычаг и удаленный рычаг, при этом элемент второго груза скреплен с опорой элемента второго груза.
17. Узел по п.12, дополнительно содержащий датчик, установленный с возможностью передачи сигналов управления кабиной лифта при регистрации поворота первого и второго грузов.
18. Узел по п.12, в котором точки поворота грузов расположены вдоль диаметра шкива в основном на равных расстояниях по радиусу от оси вращения шкива.
19. Узел по п.18, дополнительно содержащий первую стяжку, скрепленную с первым грузом в первой точке поворота стяжки и со вторым грузом во второй точке поворота стяжки и вторую стяжку, скрепленную с первым грузом в третьей точке поворота стяжки и со вторым грузом в четвертой точке поворота стяжки.
20. Узел по п.19, в котором первая и третья точки поворота стяжек на первом грузе в основном эквидистантны от точки поворота первого груза, вдоль первого направления, вторая и четвертая точки поворота стяжек на втором грузе в основном эквидистантны от точки поворота второго груза, вдоль второго направления, при этом первое и второе направления в основном параллельны друг другу и в основном симметричны относительно оси вращения шкива.
21. Узел по п.12, содержащий дополнительно смещающий элемент, связывающий между собой ближний рычаг первого груза, и удаленный рычаг второго груза, при этом смещающий элемент установлен с возможностью его силового воздействия для повторного соединения в магнитном соединении после достижения или превышения вышеуказанной первой скорости и последующего снижения скорости ниже первой скорости.
22. Узел по п.21, в котором смещающий элемент дополнительно содержит по меньшей мере одну пружину.
23. Узел регулирования движения кабины лифта, включающий шкив, установленный с возможностью вращения вокруг своей оси со скоростью, определяемой скоростью кабины лифта, первый груз, скрепленный с первой стороной шкива в точке поворота первого груза, разнесенной в радиальном направлении от оси вращения шкива, второй груз, скрепленный с первой стороной шкива в точке поворота второго груза, разнесенной в радиальном направлении от оси вращения шкива, разъемное неупругое соединение между первым и вторым грузами, установленное для предотвращения поворота первого и второго грузов при угловых скоростях шкива, меньших, чем первая скорость, и для поворота первого и второго грузов при скоростях, больших или равных первой скорости, третий груз, скрепленный со второй стороной шкива в точке поворота третьего груза, разнесенной в радиальном направлении от оси вращения шкива, четвертый груз, скрепленный со второй стороной шкива в точке поворота четвертого груза, разнесенной в радиальном направлении от оси вращения шкива, и второе соединение между третьим и четвертым грузами, установленное для предотвращения поворота третьего и четвертого грузов при угловых скоростях шкива, меньших, чем вторая скорость, и для поворота третьего и четвертого грузов при скоростях, больших, чем вторая скорость, при этом точки поворота первого и второго грузов расположены вдоль диаметра шкива в основном на равных расстояниях по радиусу от оси вращения шкива, а точки поворота третьего и четвертого грузов расположены вдоль диаметра шкива в основном на равных расстояниях по радиусу от оси вращения шкива, отличающийся тем, что указанное соединение между первым и вторым грузами выполнено разъемным неупругим, содержащим магнитный соединитель, снабженный первым элементом, установленным с возможностью его перемещения первым грузом, и вторым элементом, установленным с возможностью его перемещения вторым грузом, причем первый элемент содержит постоянный магнит, а второй элемент содержит магнитный материал, и указанное соединение между третьим и четвертым грузами выполнено разъемным неупругим, содержащим магнитный соединитель, снабженный первым элементом, установленным с возможностью его перемещения третьим грузом, и вторым элементом, установленным с возможностью его перемещения четвертым грузом, причем первый элемент содержит постоянный магнит, а второй элемент содержит магнитный материал.
