DK151794B - Elektromagnetisk styring til hydrauliske elevatorer. - Google Patents

Description

i

DK 151794B

O

Opfindelsen angår et apparat til styring af en hydraulisk elevator, hvilket apparat er af den i krav l's indledning angivne art.

I en typisk hydraulisk elevator hæves elevator-5 stolen ved at pumpe fluidum fra en beholder gennem et styrbart ventilsæt ind i en cylinder, som indeholder et glidestempel, der er forbundet med elevatorstolen. Elevatorstolen sænkes ved at lade fluidum slippe ud fra cylinderen og lade det strømme gennem dette ventilsæt ind i beholderen. I den typiske hydrau-10 liske elevator reguleres accelerationen og decelerationen (standsningen og igangsætningen af elevatorstolen) desuden af styreventiler, som i afhængighed af fluidumtrykket styrer andre ventiler, som regulerer fluidum til og fra cylinderen. Igangsætnings- og standsningsforløbene påbegyndes meka-15 nisk som regel ved at betjene en solenoidspole, som styrer en ventil, der styrer fluidumtrykket på én eller flere af disse styreventiler.

En betydningsfuld og væsentlig ulempe ved disse tekniker består i, at ændringer i fluidumviskositeten 20 (eksempelvis på grund af temperaturen) vil ændre elevatorstolens accelerations- og decelerationskarakteristikker, fordi betjeningen af styreventilerne er følsomme for ændringer X fluidumstrømningen, som er direkte afhængig af fluidets viskositet.

25 En lidt forskellig teknik anvender tryktilbagekob ling til at styre to eller flere motorer, som styrer betjeningen af ventilerne, der styrer strømningen til cylinderen.

Den ene motor styrer accelerationen, den anden styrer decelerationen og deres drift styres i afhængighed af elevatorstolens 30 bevægelse. Det er unødvendigt at anføre, at dette er meget dyrt og også meget kompliceret.

Til styring af fluidumstrømmen mellem cylinderen og beholderen anvender hydrauliske elevatorer af kendt art et ventilsæt, som omfatter en motorstyret styreventil.

35 Disse styreventiler er imidlertid stærkt trykafhængige.

2

DK 151794 B

O

Det er opfindelsens formål at anvise et apparat, som styrer strømningshastigheden nøjagtigere end den kendte teknik. Det angivne formål opnås med et apparat af den indledningsvis angivne art, som ifølge opfindelsen er 5 ejendommeligt ved den i krav l's kendetegnende del angivne udformning. Herved opnås at fluidum, der afgives fra pumpen, kun føres til den motorstyrede ventil, når pumpetrykket når et givet niveau. Denne tryktilstand afføles af ventilsættet med de ifølge opfindelsen tilhørende ven-10 tiler, hvorved posititionen af omløbsventilen styres. Endvidere tilvejebringer omløbsventilen denne trykregulering og tillader returstrømning til beholderen, når elevatorstolen sænkes. Dette fører til nøjagtigere styring af strømningshastigheden.

15 Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 er et skematisk diagram af et styringsaggregat ifølge opfindelsen, og fig. 2 er et blokdiagram af et elevatoranlæg, som 20 anvender dette styringsaggregat med hastighedstilbagekobling, affølt fra elevatorstolen.

Den hydrauliske styring, som er vist i fig. 1, anvendes til at styre fluidumstrømningen til og fra en cylinder 11, som indeholder et stempel 12. Stemplet 25 er fastgjort til elevatorstolen 10.

For at løfte elevatorstolen pumper en pumpe 14 fluidum fra en opsamlingsbeholder. Pumpen tilfører derefter gennem en styreventil 15 fluidum til et ventilsæt, der alment er betegnet med 16 i fig. 1.

30 Fluidumstrømmen fra dette sæt til cylinderen 11 trykker på stemplet 12, hvorved elevatorstolen 10 hæves.

Ved sænkning af elevatorstolen føres det fluidum, der indeholdes i cylinderen, tilbage gennem ventilsættet 16 til beholderen.

35 Ventilsættet indeholder en indløbsport 17, en indre kanal 18 og en udløbsport 19. Disse fluidumstrømningshoved-porte fastlægger banen for fluidumstrømning mellem cylinderen 11 og beholderen.

O

3

DK 151794B

Porten 17 er ved den ene ende forbundet med pumpen 14 og gennem en port 47 med opsamlingsbeholderen. Strømningen gennem denne port 47 styres (spjældreguleres) af en omløbsventil 20. Selve porten 17 5 strækker sig ind i sættet 16, således som det er vist, og er der forbundet med en indre port 45, hvis åbning styres af en ventil 21. Porten 45 forbinder som det fremgår porten 17 med den indre kanal 18, der endvidere er forbundet med porten 19 gennem en indre port 10 48, og åbningen af denne indre port 48 styres ved stillin gen af en ventil 22.

Den øvre del 23 af ventilen 20 er beliggende i et kammer 24, og i dette kammer befinder der sig en fjeder 25, som skubber ventilen 20 ned. Når der ikke udøves noget 15 tryk på ventilen 20 inde fra porten 47, tvinger fjederen 25 ventilen til at lukke, hvorved banen gennem porten 47 aflukkes. Kammeret 24 er forbundet med en ventil 26, og denne ventil 26 er forbundet med pumpen og kanalen 18. Trykket i kammeret 24 er en funktion af driftsoperationen af ventilen 26, som er 20 en funktion af om pumpen er tændt eller slukket. (Driften af ventilen 26 beskrives i større enkeltheder senere i denne beskrivelse. )

Den øverste del 27 af ventilen 22 er også beliggende i et kammer 28,·. og i dette kammer befinder der sig også en 25 ekspansionsfjeder 29, som forspænder eller tvinger ventilen 20 ned, således at porten 48 lukkes, hvis der er et utilstrækkeligt fluidumtryk i porten 48· til at overvinde fjederens forspænding .

Bunden af ventilen 22 er beliggende i et kammer 30 30, og dette kammer er forbundet med udgangen af en magnetven til 32. Indløbet til denne magnetventil forsynes fra porten 19. Denne magnetventil 32 er normalt åben, undtagen når elevatorstolen sænkes.

Den indre kanal 18 er også forbundet med beholderen 35 gennem en barometrisk styret ventil 33, der er indføjet for at overvinde de barometriske variationer i fluidumtrykket

DK 151794B

O

4 i sættet 16. Grunden til dens anvendelse og principperne bag dens funktion er velkendte indenfor teknikken.

Ventilen 21 (dens stilling) er hovedbestemmende for alle elevatorstolens bevægelseskarakteristikker. Stillingen af 5 ventilen 21 styres af en hastighedsreguleret motor 36 (eksempelvis med konstant hastighed). Denne motor er ved hjælp af en ledeskrue 40 forbundet med ventilen 21, og ledeskruen passerer igennem et gevindforsynet rør 37, som drejes af motoren.

Når motoren drejer i én retning, bevæger ventilen sig nedad, 10 og lukker derved fremadskridende for porten 45. Når motoren drejes i den modsatte retning, bevæger ventilen 21 sig op og åbner porten 45 på fremadskridende måde.

Det bør bemærkes, at ventilen 21 ikke helt kan spærre porten 45, for der findes en lille gennemskæring, der kunne 15 betegnes en indre port 46, på ventilen 21. Som følge heraf kan noget fluidum, når ventilen 21 er helt tæt lukket i porten 45, strømme fra porten 17 ind i kanalen 18 gennem porten 46. Grunden til at der findes denne indre port 46 forklares i større enkeltheder i denne bekrivelse. Ved enden af skruen 20 40 befinder sig en magnet 41, som er skruet på skruen 40, hvilket gør magnetens position indstillelig. Denne magnet 41 bevæger sig op og ned med ventilen 21, når motoren betjenes, og passerer forbi tre kontaktfjedre 42, 43 og 44.

Disse kontaktfjedre styrer effekten (til-fra) til 25 motoren 36. Når magneten 41 befinder sig ved kontaktfjederen 42, er ventilen 21 helt åben. Når magneten 41 befinder sig nær kontaktfjederen 43, befinder ventilen sig ved en mellemliggende port, og når magneten 41 befinder sig nær ved kontaktfjederen 44, er ventilen helt lukket, bortset 30 fra den lille strøm, der kan passere gennem passagen 46. Disse kontaktfjedre 42, 43 og 44 afføler således ventilens stilling ved at afføle magneten 41's beliggenhed.

Det følgende udgør en beskrivelse af de forskellige driftsmåder for ventilsættet 16 i et hydraulisk elevatoranlæg.

35 Måderne indbefatter (se funktionsdiagrammet i blok 51 i

O

5 DK 151794B .

fig. 2) hævning af elevatorstolen (al), som indbefatter igangsætning og acceleration til en høj hastighed, bevægelse ved konstant hastighed (bl), deceleration (a2) til en lav hastighed (bl) og standsning (el) og nedadgående bevægelse af elevator-5 stolen, som indbefatter igangsætning og acceleration i en nedgang (a2), nedgang ved høj hastighed (b2), deceleration under nedgangen til en lavere hastighed (c2), drift ved den lavere hastighed (d2) og standsning (e2). Dette beskriver naturligvis de normale måder for elevatorbevægelse, dvs. fra en ube-10 vægelig tilstand accelereres elevatorstolen til en høj hastighed, decelereres til en lav tilgangshastighed og decelereres derefter til standsning. Dette forekommer hvad enten elevatorstolen løftes (opgang) eller bringes ned til en lavere etage (nedgang).

15 Hævning af elevatorstolen - opgang (al)

For at hæve elevatorstolen igangssættes pumpen 14 først, men lige før dette sker er ventilerne 23, 35 og 27 i deres helt lukkede stillinger, og ventilerne 26 og 32 er 20 i hvile (uden drivkraft), hvilket er vist med de fuldt optrukne linier i fig. 1. Når først pumpen 14 er igangsat, tilføres tryk til ventilen 20, hvilket forårsager ventilen til at bevæge sig opad, hvilket åbner porten 47. Fluidum løber derefter fra pumpen 14 gennem styreventilen 15 gennem porten 47 og tilbage til den beholder, fra hvilken det udgik, og frembringer en omløbsstrømning gennem porten 47. Men medens dette foregår finder der e'n trykopbygning sted i kammeret 24, når fluidet tilføres fra pumpen gennem ventilen 26 til dette kammer, og ventilen 23 begynder at bevæge sig nedad som følge heraf og spærrer for 30 *\ strømningen gennem porten 47. Trykket i porten 17 forøges derved.

Motoren 36 aktiveres derefter til at bevæge ventilen 21 opad, og fluidum løber fra porten 17 gennem porten 45 til den indre kanal 18. Trykket af fluidet i den indre kanal 18 åbner ventilen 22, og fluidet bevæger sig derefter 35 videre til cylinderen 11.

DK 151794 B

O

6 Høj hastighed (bl)

Til at opnå en højhastighedsopgang bevæges ventilen 21 til sin størsteværdiposition (magneten 41 er bragt på linie med kontakten 42). Al fluidet fra pumpen 5 løber ind i cylinderen 11, og den størst mulige kraft tilføres til stemplet 12, som bevæger sig ved sin største hastighed, der kun er begrænset af strømningshastigheden fra pumpen 14.

Deceleration (cl) til mellemliggende hastighed (dl) 10 For en opgang med en lav eller mellemliggende hastig hed aktiveres motoren 36 til at bringe magneten 41 på linie medkontaktfjederen 44. Når dette sker, formindskes strømningen. Der frembringes en lille fluidumstrømning gennem åbningen 46, hvilken strømning er tilstrækkelig til at bevæge elevatorstolen 15 10 med en moderat hastighed (dl).

Standsning (el)

For til sidst at standse elevatorstolen ved det ønskede niveau deaktiveres pumpen 14, hvorved strømningen af fluidum til 20 cylinderen 11 slutter. Ventilerne 20, 22, som på dette tids punkt er helt lukkede, forhindrer en tilbageløbsstrømning over ledningen 31 fra cylinderen, og elevatorstolen forbliver således på plads fordi samtlige ventiler er i hvilestilling.

25 Nedgang (a2) fra standsning til høj hastighed (b2)

For at accelerere elevatorstolen fra en standsning, aktiveres ventilen 32, og det fremkomne tryk i kammeret 30, som er forbundet med ledningen 31 ved hjælp af ventilen 32, skubber ventilen 22 opad, og fluidum løber derefter fra 30 porten 19 gennem porten 48 til kanalen 18. På samme tidspunkt aktiveres motoren 36 for at bevæge ventilen 21 opad, hvilket medfører strømning fra kanalen 18 til porten 17. Trykket i porten 17 tvinger ventilen 20 opad, hvilket giver anledning til strømning gennem porten 47 og derefter til opsamlingsbeholderen. 35

Motoren 36 aktiveres for herved at bevæge ventilen 21 til dens øverste position, hvorved magneten 41 bringes på linie med kontaktfjederen 42. Dette giver anledning til den størst mulige strømning fra cylinderen 11 til beholderen og derved .7

O

DK 151794B

en størst mulig acceleration (a2) til en ønsket hastighed.

Når den ønskede høje hastighed (b2) er nået, aktiveres motoren 36 for herved at bevæge ventilen 21 nedad til en stilling, i hvilken magneten 41 er bragt på linie med kontaktfjederen 43, 5 hvilket giver anledning til. en mindre mellemliggende strømning gennem porten 46, som svarer til en bestemt konstant elevatorsto lha s tighed (b2) under nedgang.

Deceleration (c2) til mellemliggende hastighed (d2) 10 For at decelerere elevatorstolen fra denne konstan te hastighed (b2), aktiveres motoren 36 for herved at bevæge magneten 41 til en stilling, der hører til kontaktfjederen 44. Dette spærrer på fremadskridende måde for strømningen fra cylinderen 11 til beholderen gennem ventilsættet, og elevator-15 stolen sagtner derved sin fart til en mellemliggende hastighed, der stabiliserer sig, når ventilen 21 er ved den position, som hører til kontaktfjederen 44.

Standsning (e2) 20 For at standse elevatorstolen, deaktiveres ventilen 32 derefter, hvilket fjerner trykket i kammeret 30, og tillader ventilen 27 at falde ned, hvorved der fuldstændigt spærres for al fluidumstrømning fra cylinderen 11.

25 Fig. 2 viser et lukketsløjfe istyringsaggregat til en hydraulisk elevator, der anvender den foreliggende opfindelse/, men i dette anlæg måles elevatorstolens hastighed af en føler 50. Driften af denne hastighedsføler 50 igangsættes af et hovedstyringsaggregat 49, som igangsætter driften 30 af en mønstergenerator 51, der frembringer et accelerations-og hastighedssignal for elevatorstolen afhængigt af det tidsrum, der følger efter igangsætningen af et elevatorstol-bevægelsessignal. I denne mønstergenerator angiver de positive dele af kurven hastigheder og accelerationsmønstre for al, a2, 35 bl, b2, cl, c2, dl, d2, som tidligere er blevet anvendt til at beskrive forløbet for elevatorstolens bevægelse med den i fig. 1 viste ventil.

DK 151794B

δ o

Udgangssignalet fra denne mønstergenerator 51 føres til en komparator 52, som modtager hastighedssignalet fra føleren 50. Driften af denne komparator styres, som krævet, af operations- eller gruppestyreaggregatet 49. Denne komparator 52 sam-5 menligner den øjeblikkelige hastighed af elevatorstolen med den hastighed, der svarer til den ønskede hastighed (bestemt af mønstergeneratoren). Resultatet udgøres af et fejlsignal (øjeblikkelig hastighed + mønsterhastighed), som frembringes ved udgangen fra komparatoren 52. Dette fejlsignal føres til et driv-10 aggregat, som driver motoren36 på en sådan måde at stillingen af ventilen 21 moduleres mellem de stillinger, der svarer til kontaktfjedrene 42, 43 og 44, således at hastigheden af elevatorstolen følger den hastighed, der svarer til udgangssignalet fra mønstergeneratoren 51.

15 20 25 30 35

Claims (2)

9 DK 151794B O PATENTKRÅV:

1. Apparat til styring af en hydraulisk elevator, hvilket apparat omfatter et ventilsæt (16) til styring af en første fluidumstrøm mellem en pumpe (14) og en cylinder 5 (11) med et med eh elevatorstol (10) forbundet stempel (12) samt en anden fluidumstrøm mellem stemplet (12) og en opsamlingsbeholder, idet ventilsættet (16) indeholder en motorstyret styreventil (21) til styring af strømningshastighederne af den første og anden fluidumstrøm 10 for derved på tilsvarende måde at styre hævningen og sænkningen af elevatorstolen,' k e n d e % tegnet ved en omløbsventil. (20), 'sdm ved sin åbning leder den første fluidumstrøm bort fra den motorstyrede ventil (21), en omløbsstyreventil (26), 15 som påtrykker omløbsventilen (20) fluidumtryk, når pumpetrykket når et givet niveau for derved at lukke omløbsventilen (20), og en fjeder (25), som lukker omløbsventilen (20), når pumpen desaktiveres, hvilken omløbsventil (20) kan bevæge sig mod fjederen for derved at åbne for 20 den anden fluidumstrøm.

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den motorstyrede ventil (21) omfatter et bevægeligt ventillegeme (35), der er udformet med en lille elevatoråbning (46), der kan tilvejebringe en minimumsstrøm gennem 25 den motorstyrede ventil (21), når ventillegemet hviler mod sit ventilsæde. 30 35