CN101668692B - 具有基于所需服役寿命的初始安全系数的电梯承载组件 - Google Patents

Abstract

电梯***(20)的承载组件(30)包括多个承载构件(34)，每个所述承载构件具有选定强度。所述承载构件(34)的数量及其相关强度为所述承载组件(30)提供了初始安全系数。所述初始安全系数是基于所述承载组件(30)的得到确定的所需寿命与所述承载组件(30)在所需寿命结束时的所需退出强度之间的关系而进行选择的。

Description

具有基于所需服役寿命的初始安全系数的电梯承载组件

背景技术

电梯***有时会包括将电梯轿厢连接至对重的承载组件。传统的承载组件包括支承电梯轿厢重量和对重重量的多条钢绳。已公知存在指示承载组件的设计的电梯规程。

目前的规程需要最小安全系数，所述最小安全系数是基于电梯***运行过程中的预期缆绳移动速度以及电梯究竟旨在用作客梯还是货梯。根据一些规程的安全系数通常基于与电梯轿厢的额定速度相对应的实际缆绳速度。传统上来说，安全系数是用公式f＝S×N/W计算出来的；其中N是处于载荷下的缆绳绕匝数(numbers of runs of rope)，S是由缆绳生产商提供的一条缆绳的额定制动强度，且W是对于位于井道中的任何位置处的轿厢及其额定载荷而言的被施加在所有轿厢缆绳上的最大静态载荷。根据其它规程，安全系数与速度无关。如果使用三条或更多条缆绳，则这样一个实例需要的安全系数至少为12，如果使用两条缆绳，则安全系数至少为16。

因此，电梯***被设计以便包括这样的承载组件或缆绳布置，该承载组件或缆绳布置在安装时所具有的最小安全系数(safety factorat installation)满足了可应用的规程需求。尽管这种方案已被证明是有用的，但仍存在某些限制和缺点。例如，对于许多电梯***而言，使用具有低于规程所需量的安全系数的承载组件也可使这些电梯***实现多年的安全运行。这种情况下的规程需求导致会给承载组件增加附加的不必要的强度，从而给电梯***的提供者和消费者带来附加的成本。与传统方案相关的另一缺点在于，该方案无法适应不同情况的不同需求。利用率极高的电梯与利用率较低的电梯相比，当在两种类型***的安装时使用相同的安全系数时，利用率极高电梯的缆绳更换通常要快得多。这导致任何所需缆绳更换方案的可预测性更低。

规程所需的初始安全系数的一个考虑因素在于：传统的钢绳电梯承载组件是一年一查，且检查方式是手动的。技术人员通过沿缆绳表面观察任何单独丝绳中的任何破裂处而对单独的钢绳进行检查。由于这一检查过程相对耗时、属劳动密集型过程且耗费成本，因此该检查过程一年实施一次。技术人员通常会观察整条缆绳并手动感觉缆绳外部以便检测任何破裂处。承载组件通常具有的整体设计之所以为其赋予了大于必要安全系数的安全时安全系数，至少部分原因在于如下事实：缆绳检查过程的实施频率较低，外加希望确保承载组件在电梯***使用过程中具有足够的强度。

近来还开发出了其它电梯缆绳检查技术。在以下文献中描述了多个实例：美国专利Nos.6,633,159；7,123,030；和7,117,981以及公开的申请WO2005/094250、WO2005/09428；和WO2005/095252。正如这些文献中的一些文献所述，开发这些新技术的部分原因在于：已经提出了新型的电梯承载构件。聚合物缆绳和平带目前被用在一些电梯***中来代替传统的钢绳。这些文献所述的检查技术中的一些技术可用于一种以上的承载构件且一些技术甚至可用于检查传统的钢绳。

所属领域技术人员总是致力于改进电梯***部件以及与电梯***相关的经济性。如果能够基于除现有规程所需的初始安全系数以外的其它考虑因素来设计电梯***承载组件的话，则将会是有用的。

发明内容

本发明披露了一种设计用于电梯***中的承载组件的典型设计方法，所述方法包括确定所述承载组件的所需寿命。确定所述承载组件在所需寿命结束时的所需退出强度(retirement strength)。随后基于确定出的所需寿命和确定出的所需退出强度来选择所述承载组件在初始安装时的安全系数。

一种典型的电梯承载组件具有基于所述承载组件的预定所需寿命和所述承载组件的预定退出强度的在初始安装时的安全系数。

所属领域技术人员通过以下具体实施方式将易于理解所披露实例的多个特征和优点。下文将对附图进行简要描述。

附图说明

图1示意性地示出了电梯***的选定部分；

图2示意性地示出了一种典型承载组件的选定部分；

图3是概括示出了一种典型方案的流程图；

图4以图形方式示出了初始安全系数、服役寿命与退出强度之间的多种典型关系；和

图5以图形方式示出了初始安全系数、服役寿命与退出强度之间的多种其它典型关系。

具体实施方式

图1示意性地示出了电梯***20的选定部分。在该实例中，电梯轿厢22被联接至对重24。驱动曳引机26使驱动绳轮28进行旋转从而导致电梯轿厢22以已公知的方式产生所需移动。电梯承载组件(LBA)30支承电梯轿厢22的重量和对重24的重量。LBA30响应于驱动绳轮28的移动而移动从而导致电梯轿厢22产生所需移动。

如图所示的实例包括LBA监控装置32，LBA监控装置提供了与LBA30的当前强度相关的信息，该信息指示的是LBA30支承轿厢22的重量和对重24的重量的能力。在一个实例中，监控装置32使用基于已知电阻的检查技术，例如在公开申请WO2005/094250；WO2005/09428；和WO2005/095252中披露了这种技术。在另一实例中，LBA监控装置32使用的是已公知的磁通泄漏技术以便指示LBA30的当前强度，例如在WO00/58706中描述了这种技术。在另一实例中，LBA监控装置32使用处在LBA30外部上的可见指示以便实现确定LBA30当前强度的目的，正如美国专利No.7,117,981所述。另一种典型的LBA监控装置32使用被包括在LBA30内的监控元件，例如美国专利No.5,834,942所述的元件。

无论LBA监控装置32完全位于LBA30外部还是使用与LBA30成一整体的一个或多个部件以便实现指示LBA30当前强度的目的，监控装置32都能够有规律地提供强度信息。在一个实例中，LBA监控装置32至少每月都会提供关于LBA30的当前强度的指示。在另一实例中，至少每周都会提供强度指示。在另一实例中，则每天提供与LBA30相关的强度指示。一个实例则在单日内提供多次强度指示，例如每小时都会提供强度指示。理解了本说明书优点的所属领域技术人员将能够调整这种指示以便满足其特定情况的需求。例如，该指示可被存储在电梯监控装置中以便由电梯技术人员周期性地进行检查或者可将该指示自动发送至远程位置，在该远程位置处对这种数据进行有规律地监控。

将LBA监控装置32设置在电梯***20中的一个方面在于其使得能够频繁且有规律地获得与LBA30的当前强度相关的信息。这种信息使得可确保LBA30具有处在为了支承电梯轿厢22和对重24所需强度下或高于该所需强度的当前强度。在一个实例中，当LBA监控装置32确定强度低于所需水平时，相应的电梯***被自动关闭并停止运行，直至采取校正措施(例如更换缆绳)。

如图所示的实例使得可以不同于传统技术的方式设计或构造LBA30，在例如用于选择传统钢绳承载组件的初始安全系数的这种传统技术中，采用的是根据电梯规程选择LBA30的初始安全系数的方式。代替的方式是，如图所示的实例则使得可能根据特定电梯***的特有需求来选择LBA30的初始安全系数。

参见图2，图中示出了一种典型LBA30的选定部分。在该实例中，使用了多个平带承载构件34。每个承载构件34的强度以及选择的构件数量提供了LBA30的初始安全系数。

图3是概括示出了一种用于设计LBA30的典型方案的流程图，该方案包括基于特定的电梯***构型和相应的所需性能来选择初始安全系数。流程40始于步骤42，在步骤42中，确定LBA30应该具有怎样的所需服役寿命。所需服役寿命可例如以年或电梯***循环为单位。在步骤44中，确定LBA30在所需寿命结束时的所需退出强度，所述所需寿命是在步骤42中确定得出的。所需退出强度将为轿厢22和对重24提供足够的支承。在一些实例中，所需退出强度对应于这样一种强度，在该强度下，LBA30应该被更换而不是继续使用，该强度与LBA30的强度下降有关，该强度下降使得强度低于为了在电梯***运行过程中以所需方式支承轿厢22和对重24所预期或者认为适当的强度水平。在大多数情况下，所需退出强度都会超出断裂强度，在该断裂强度下，LBA30将不再为正常的电梯***运行提供足够的支承。

在步骤46中，基于在步骤42中确定的所需寿命与安全系数之间的关系来确定LBA30的初始安全系数。这种为了选择初始安全系数的方案使得可调整LBA30的设计以便满足电梯***提供者或消费者(例如建筑物所有者)的特定需求，该特定需求包括提供所需服役寿命、在整个服役寿命期间确保足够的LBA性能以及满足对经济高效的LBA30的需求。对于这种典型的方案来说，可能这样一种方式来确定初始安全系数，该方式使得能够选择更昂贵的LBA30以便具有特定的电梯***性能特性或者特定的服役寿命或者可选择不那么昂贵的LBA30，而这种不同的选择例如是由于不同的电梯***性能预期造成的或者是由于希望具有更短的服役寿命造成的。这种设计用于特定电梯设备的LBA30的方案使得可选择与由电梯规程确定的安全系数不同的初始安全系数。

在一些实例中，初始安全系数将低于相应的电梯规程所需的安全系数。在其它实例中，初始安全系数将超过规程所需的安全系数。在后一种情况下，与其它设备相比，预期可能会更频繁地使用该电梯***。例如，在高层娱乐场所中，可能在整个24小时期间都存在明显的电梯交通，而在高层办公场所中，则通常仅在正常的营业时间才会存在电梯交通。本发明披露的实例使得可基于这种考虑而调整初始安全系数。

在一个实例中，初始安全系数选自与所需LBA寿命存在确定关系的可能安全系数。一个实例包括使用测试设备发现初始安全系数、电梯***的载荷或拉伸特性(例如与电梯轿厢和对重相关的载荷以及作用在LBA的承载构件上的相应的拉伸)、用于引导LBA移动的绳轮的尺寸和数量以及LBA达到特定退出强度所花费的循环次数或时间量。另一实例包括通过观察实际的电梯***运行来收集这种信息。基于特定的电梯***布置和选定的退出强度而从经验上确定多种不同LBA构型(例如不同的初始安全系数)的信息使得可确定初始安全系数、LBA的所需服役寿命以及服役寿命结束时的所需退出强度之间的关系。

图4以图形化的方式示出了一种典型方案。在该实例中，使用测试设备使LBA经历多次循环，该多次循环对应于预期运行过程中的预期电梯***性能。在该实例中，对三种不同的LBA构型进行了测试，从而分别产生了三条不同的曲线，如附图标记60、62和64所示。曲线60对应于在这三种测试布置中具有最高初始安全系数的LBA。在一个实例中，曲线60对应于初始安全系数等于17的情况。曲线64表示出了在三个选定样品中具有最低初始安全系数的LBA的性能。在一个实例中，曲线62的LBA具有等于12的初始安全系数且曲线64的LBA具有等于9的初始安全系数。在该实例中，所需的退出强度66对应于LBA预期要被更换时的强度。图4中的水平轴表示时间且LBA强度达到退出强度66的位置表示LBA的服役寿命。

图4所示的三个不同的典型LBA分别具有相同的预期寿命以便达到如66所示的退出强度值。在一个实例中，该预期寿命为20年。在该实例中，每个LBA预期以不同方式得到使用。与曲线64对应的LBA测试样品模拟的是在相对较低的电梯***利用率环境中使用的LBA。这种环境可例如出现在仅有早晨和下午后期(late afternoon)或晚上早期(early morning)才会出现明显电梯交通的建筑物(例如公寓大厦)中。与曲线62对应的LBA测试样品模拟的是在中等使用率或正常使用率情况下使用的LBA，在这种使用率情况下，明显的电梯交通比对应于曲线64的测试条件所预期的电梯交通出现得更为频繁。曲线60对应的是在对应于相对较高使用率的条件下对LBA进行测试所得到的测试结果，这种相对较高的使用率例如为在24小时期间中的很多时间或大多数时间内预期会出现明显电梯交通的高层建筑。

图4所示的实例示出了技术人员如何能够基于预期的电梯***使用模式来选择初始安全系数和相应的LBA设计才能实现所需寿命和选定的退出强度66。在该特定实例中，每个LBA在不同的运行条件(例如该寿命期间的使用量)下将提供相同的服役寿命。

图5示出了另一种典型方案。在图5中，三条不同曲线70、72、74分别示出了在给定初始安全系数(FOS)下相应的LBA的预期性能。在该实例中，每个LBA的测试条件是相同的。具有最低初始安全系数的LBA根据曲线74实施运行。从图中可以意识到：这种LBA设计将比具有更高初始安全系数的其它LBA设计(例如初始承载构件具有更高的强度或者在LBA中设置更多的承载构件)更快地达到退出强度76。

根据LBA的定价需要和LBA的所需寿命，***设计者或消费者可选择初始安全系数来满足其特定需求。例如，建筑物所有者可能希望提前节省费用并原意通过选择具有更低初始安全系数的LBA而更快地支付LBA更换的费用从而实现这种节省。另一方面，建筑物所有者可能在明显更长的时期期间内都不希望进行LBA的更换，且因此他们可能会商议安装安全系数高得多且成本相应也更高的LBA。

所披露的典型方案使得参与电梯设计和安装过程的人员可选择LBA特性以便满足对他们而言最重要的那些标准。这是一个与传统方案明显不同的地方，传统方案选择的是具有与特定类型电梯***的规程需求相对应的安装时安全系数。该规程需求通常仅提供了基于给定电梯***的运行速度的一个初始安全系数。

图4和图5所示典型曲线示出了测试结果数据。经验数据提供了给定退出强度下的初始安全系数与LBA所需寿命之间的关系。图4和图5以图形方式示出的关系给出了LBA的预期性能。图1所示的实例包括LBA监控装置32，该装置频繁地提供了关于LBA30的当前强度的指示，从而确保了除非达到LBA的所需寿命，否则不会达到该退出强度。持续地(例如每小时、每天、每周、每月或以上所提及的结合方式)提供强度指示信息使得可选择与规程所需量不同的初始安全系数，同时仍适当地确保了以在接近所需寿命结束时预期达到退出强度的方式实现相应的LBA设计。

前面的描述在本质上仅是示例性而非限制性的。所属领域技术人员可在不必偏离本发明实质的情况下对所披露的实例作出多种改变和变型。为本发明赋予的合法保护范围仅可由以下权利要求书进行限定。

Claims (17)

1.一种设计用于电梯***中的承载组件的方法，所述方法包括：

确定所述承载组件的所需寿命；

确定所述承载组件在所述所需寿命结束时的所需退出强度；并且

基于得到确定的所需寿命和所需退出强度来选择所述承载组件在安装时的初始安全系数。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括

对于多个安全系数中的每个安全系数而言，确定所述所需寿命、所述所需退出强度与所述初始安全系数之间的至少一种关系；

确定在确定出的至少一种关系中，哪种关系最接近地对应于所述所需寿命和所述所需退出强度；并且

选择具有最接近的对应关系的安全系数。

3.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括

每周至少监控一次所述承载组件的当前强度以便证实所述当前强度超过了所需退出强度；并且

如果所述当前强度处在所需退出强度条件下或低于所需退出强度，则提供指示。

4.根据权利要求3所述的方法，所述方法包括

每天至少确定一次所述当前强度。

5.根据权利要求3所述的方法，所述方法包括

如果确定所述当前强度处在所需退出强度条件下或低于所需退出强度，则对此作出响应而自动关闭所述电梯***。

6.根据权利要求1所述的方法，其中确定所需寿命的步骤包括以下步骤中的至少一个步骤：

确定相关电梯***的预期使用量；

确定将随着相关电梯轿厢的移动而引导所述承载组件的至少一个绳轮的尺寸；或

确定对于所述承载组件中的选定数量的构件而言施加在所述承载组件的每个构件上的预期载荷。

7.根据权利要求6所述的方法，其中确定所需寿命的步骤包括：

确定相关电梯***的预期使用量；

确定对于所述承载组件中的选定数量的构件而言施加在所述承载组件的每个构件上的预期载荷；以及

使用所述确定出的预期使用量和施加在每个承载构件上的所述确定出的预期载荷来确定承载组件强度与电梯***运行的循环次数的函数关系。

8.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括将所需寿命确定为年数或承载组件在电梯***运行过程中的移动循环次数中的一种。

9.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括通过确定相关电梯***的预期使用究竟是高于传统使用曲线、处在传统使用曲线上还是低于传统使用曲线的方式来选择初始安全系数。

10.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括选择所述初始安全系数使其出现以下情况：高于或低于由来自将会安装所述电梯***的区域的可应用规程所需的相应安全系数。

11.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括通过选择将要被设置在所述承载组件中的承载构件的数量并选择所述承载构件中的每个承载构件的强度来选择初始安全系数。

12.一种用于电梯***中的承载组件，所述承载组件包括

多个平带承载构件，每个所述承载构件具有选定强度，从而使得所述选定强度和承载构件的数量为所述承载组件提供了初始安全系数，且所述初始安全系数是基于所述承载组件的所需寿命和所述承载组件在所需寿命结束时的选定退出强度的。

13.根据权利要求12所述的承载组件，所述承载组件包括强度监控装置，所述强度监控装置被构造以便每周至少监控一次所述承载组件的当前强度以便证实所述当前强度超过了所需退出强度并且在所述当前强度处在所需退出强度条件下或低于所需退出强度时提供指示。

14.根据权利要求13所述的承载组件，其中所述监控装置被构造以便每天至少确定一次所述当前强度。

15.根据权利要求13所述的承载组件，其中所述监控装置被构造以便在所述当前强度处在所需退出强度条件下或低于所述所需退出强度时，则自动关闭所述电梯***。

16.根据权利要求12所述的承载组件，其中所述初始安全系数是以下情况中的一种：高于或低于由来自将会安装所述承载组件的区域的可应用规程所需的相应安全系数。

17.根据权利要求12所述的承载组件，所述承载组件包括与所述承载构件相联的电梯轿厢；

对重，所述对重与所述承载构件相联从而使得所述电梯轿厢与所述对重同时移动；和

至少一个驱动绳轮，所述至少一个驱动绳轮导致所述承载构件进行移动以便实现所述电梯轿厢的所需移动且其中所述驱动绳轮具有被选择以便实现所述承载组件对于所述初始安全系数而言的所述所需寿命的直径。

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