SK279308B6 - Zariadenie na úsporu elektrickej energie pohonu hy - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka zariadenia na úsporu elektrickej energie pohonu hydraulického výťahu, pozostávajúceho z pohonového agregátu, tvoreného elektromotorom a regulačným čerpadlom, ďalej z nádrže a z vedenia, spájajúceho nádrž cez príslušné prvky zariadenia s valcom jednotky valec-piest, pohybujúcej výťahovou kabínou.

Doterajší stav techniky

Pri výpočte príkonu pohonu hydraulického výťahu sa zvyčajne vychádza zo zvolenej maximálnej nosnosti a určitej zvolenej rýchlosti jazdy výťahovej kabíny smerom nahor. Príkon N sa vypočíta na základe celkovej hmotnosti P, ktorá pozostáva z hmotnosti kabíny, nosnosti výťahu a prípadných prídavných hmotností a vopred stanovenej a požadovanej rýchlosti jazdy kabíny smerom hore v z rovnice:

N = P . v

Z tejto rovnice vyplýva, že príkon nejakého agregátu je priamo úmerný pohybujúcej sa hmotnosti a rýchlosti zdvihu. Celý príkon sa využíva iba v prípadoch, keď je výťahová kabína zaťažená plnou nosnosťou výťahu. Pri menších zaťaženiach pracuje pohon s horšou účinnosťou a tým s pomerne vysokou spotrebou energie.

Patentový spis DE-OS 40 34 666 opisuje hydraulický výťah s nízkou spotrebou energie, ktorý’ je poháňaný prostredníctvom invertorového zdroja energie a pozostáva z valca s piestom, z výťahovej kabíny a z hlavného lebo vyrovnávacieho valca s jedným konštantným a jedným premenným vyvažovacím závažím. Obidva valce sú spolu prepojené cez hydraulické čerpadlo. Konštantné vyvažovacie závažie spravidla zodpovedá vlastnej hmotnosti výťahovej kabíny, zatiaľ čo voliteľné vyvažovacie závažie je dimenzované tak, aby zodpovedalo zhruba polovici maximálneho bremena prepravovaného vo výťahovej kabíne. Tým sa dosiahne minimálny tlakový rozdiel medzi hlavným výťahom a vyvažovacím výťahom pri všetkých zaťaženiach. Stanovenie veľkosti pohonu tým závisí od rozdielu zaťaženia hlavného a pomocného výťahu. Výkon pre jazdu smerom hore bez zaťaženia sa stanoví podľa rovnice:

N = [(A + B + O) - (C + B + W/2)]. v = (A-C - W/2). v (ak C = A): N = - W/2 . v prejazdu smerom hore s plným zaťažením:

N = [(A + B + W) - (C + B+ W/2)]. v = (A -C + W/2) v (ak C = A) : N = + W/2 . v

Pritom znamená: N = výkon pohonu, A = hmotnosť kabíny, B = hmotnosť piesta, W = hmotnosť maximálneho zaťaženia kabíny, W/2 hmotnosť polovičného zaťaženia kabíny, C = hmotnosť konštantného vyvažovacieho závažia, (tu C = A), v = lýchlosť zdvihu.

Nevýhodou tohto hydraulického výťahu je skutočnosť, že musí byť k dispozícii prídavný pomocný valec s konštantným a voliteľným vyvažovacím závažím, ďalej nevyhnutné prepoj ovácie vedenie, ako i relatívne drahý invertorový zdroj energie.

Podstata vynálezu

Úlohou vynálezu je navrhnúť zariadenie na úsporu elektrickej energie pohonu hydraulického výťahu, ktoré by pracovalo prakticky pri konštantnom príkone a s prakticky konštantnou dobrou účinnosťou.

Zariadenie je opísané v dvoch príkladoch uskutočenia, ktoré sú rozvedené na obr. 1 a obr. 2. Pozostáva z elektromotora a regulačného čerpadla, ďalej z nádrže a z vedenia. Vedenie spája nádrž s regulačným čerpadlom a cez rozvádzač valec jednotky valec-piest. Pohonový agregát obsahuje hydraulické čerpadlo regulačné s meniteľným výtlakovým objemom, ktoré je poháňané elektromotorom s konštantnými otáčkami. Výtlakový objem regulačného čerpadla je meniteľný.

V druhom prípade sa zariadenie vyznačuje tým, že pohonový agregát ako hydraulické čerpadlom, má konštantný výtlakový objem a obsahuje prostriedky pre reguláciu otáčok elektromotora a to v závislosti od zaťaženia. Elektromotor je napájaný frekvenčným meničom, ktorého frekvencia je meniteľná a to v závislosti od tlaku vo valci. Tlak vo valci, závislý od záťaže výťahovej kabíny, mení merací snímač v elektrický signál, ktorý je privedený cez zosilňovač k frekvenčnému meniču.

Výhody, dosiahnuté vynálezom je možné v podstate definovať tak, že pohon hydraulického výťahu vyžaduje pre každé zaťaženie vždy rovnaký, konštantný výkon a vykazuje dobrú účinnosť, pričom sa dosahuje menovitá rýchlosť zdvihu pri takom zaťažení kabíny výťahu, ktoré je zo skúsenosti najčastejšie, t. j. napr. dvoma osobami, a že je rýchlosť zdvihu pri prázdnom výťahu vyššia a naopak pri plnom výťahu nižšia, a že je možné pomocou ventilového systému upraviť v závislosti od zaťaženia rýchlosť zdvihu tak, aby pri väčšom zaťažení bola rýchlosť jazdy nadol vyššia, čím sa pre všetky prípady dopravný výkon vyrovná.

Pre výpočet stredného príkonu, resp. pre výpočet potrebného pohonného agregátu sa použije zvolená menovitá zdvihová rýchlosť a hmotnosť dopravovaného počtu osôb. Z toho potom vyplýva veľkosť pohonného agregátu, ktorá je menšia než akú by bol mal agregát pre hydraulický výťah s konštantnou a vždy rovnakou rýchlosťou zdvihu pre všetky zaťaženia.

Prehľad obrazov na výkresoch

Na výkresoch sú znázornené príklady uskutočnenia vynálezu, ktoré sú v ďalšom bližšie vysvetlené. Jednotlivé obrazy znázorňujú:

Obr. 1 schéma hydrauliky s regulovaným čerpadlom premenným objemovým množstvom v jednom smere prúdenia a s plynulé regulovateľným systémom regulovania tlaku.

Obr. 2. schéma hydrauliky s regulačným čerpadlom s konštantným objemovým množstvom, s frekvenčné riadeným pohonovým motorom, s plynulou reguláciou otáčok motora v závislosti od skutočného zaťaženia.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Na obr. 1 je znázornená jednotka valec-piest 1, ktorá má piest 2, valec 3 a piestnicu 4. Valec 3 je na strane piesta prepojený cez vedenie 5 s výstupnou stranou rozvádzača 6 pre pohyb nadol. Rozvádzač 6 má jednu pracovnú polohu A pre pohyb smerom hore a druhú pracovnú polohu B pre pohyb nadol. Vstupná strana rozvádzača 6 a výstupná strana regulačného čerpadla 8 sú prepojené hlavným vedením 7, vstupná strana regulačného čerpadla 8 a nádrž 9 vstupným vedením 10. Regulačné čerpadlo 8 je poháňané elektromotorom 11. Na hlavné vedenie 7 je napojené vedľajšie vedenie 12, ktoré je prepojené s regulačným čerpadlom 8 cez clonku 13 a cez regulačný ventil 14, ktorý reguluje množstvo dodávané regulačným čerpadlom 8.

Na obr. 2 je znázornená jednotky valec-piest 21, ktorá má piest 22, valec 23 a piestnicu 24. Valec 23 je na strane piesta prepojený spojovacím vedením 25 s výstupnou stranou rozvádzača 26. Rozvádzač 26 má jednu pracovnú polohu A pre smer pohybu hore a druhú pracovnú polohu B pre smer pohybu dole. Vstupná strana rozvádzača 26 a výstupná strana regulačného čerpadla 28 je spojená hlavným vedením 27, vstupná strana regulačného čerpadla 28 a nádrž 29 vstupným vedením 30. Regulačné čerpadlo 28 je poháňané elektromotorom 31, ktorý je v závislosti od skutočného zaťaženia plynulé regulovaný frekvenčným meničom 32. K spojovaciemu vedeniu 25 valca 23 a rozvádzača 26 je prípojným vedením 34 pripojený merací snímač 33. Tento merací snímač 33 je elektrickým vedením 35 spojený so zosilňovačom 36 frekvenčného meniča 32.

Pri usporiadaní znázornenom na obr. 1 je výťahová kabína zdvíhaná piestnicou 4 tak, že sa dopravuje tlakový olej od regulačného čerpadla 8, poháňaného elektromotorom 11, cez hlavné vedenie 7 do rozvádzača 6, ktorý je v pracovnej polohe A a odtiaľ vedením 5 do valca 3 jednotky valec-piest 1. Regulačné čerpadlo 8 sa pritom regulačným ventilom 14, na ktorý pôsobí tlak valca 3 jednotky valec-piest 1, prestaví tak, aby pri konštantnom výkone pohonu objemový výtlak regulačného čerpadla 8 poskytol takú dopravnú rýchlosť výťahu smerom hore, ktorá zodpovedá momentálnemu zaťaženiu vo výťahovej kabíne. So vzrastajúcim zaťažením kabíny výťahu stúpa tlak vo valci 3 jednotky valec-piest 1 a regulačné čerpadlo 8 sa prestaví tak, že pri prakticky konštantnom výkone pohonu klesne množstvo dodávané regulačným čerpadlom 8 a tým i rýchlosť jazdy kabíny výťahu smerom hore.

Pri usporiadaní znázornenom na obr. 2 je pohyb kabíny výťahu smerom hore opäť zaistený piestnicou 24, ktorá sa vysúva tlakom oleja vo valci 23 jednotky valec-piest 21. Tlakový olej sa dodáva regulačným čerpadlom 28, poháňaným elektromotorom 31, do hlavného vedenia 27 a cez rozvádzač 26, ktorý sa nachádza v pracovnej polohe A, spojovacím vedením 25 do valca 23. Elektromotor 31 je pritom napájaný a riadený frekvenčným meničom 32, pričom je frekvencia závislá od zaťaženia kabíny výťahu. Merací snímač 33 je prípojným vedením 34 spojený so spojovacím vedením 25, ktoré vzájomne prepojuje rozvádzač 26 a valec 23. Tento snímač sníma tlak vo valci 23, ktorý zodpovedá zaťaženiu výťahovej kabíny a pomocou zosilňovača 36 a frekvenčného meniča 32 mení frekvenciu na požadovanú hodnotu. Otáčky elektromotora 31 pohonu regulačného čerpadla 28 sú pritom ovplyvňované tak, že pri veľkom zaťažení kabíny výťahu a teda pri vysokom tlaku vo valci 23, sa nastaví nižšia frekvencia a regulačné čerpadlo 28 poháňa elektromotor 31 pri nižších otáčkach. Množstvo dodávané regulačným čerpadlom 28 sa tým pri prakticky konštantnom výkone pohonu zmenší, rovnako i rýchlosť jazdy výťahu smerom hore.

Pri obidvoch príkladoch vyhotovenia, podľa obr. 1 alebo 2, je rýchlosť jazdy kabíny výťahu smerom dolu riadená rozvádzačmi 6, prípadne 26 pre pohyb dolu, ktoré sú v pracovnej polohe B tak, že sa rýchlosť klesania pri vyššom zaťažení zvýši.

Bez problémov je možno použiť namiesto príkladov vyhotovenia s plynulou reguláciou rýchlosti jazdy výťahu smerom hore v závislosti od zaťaženia kabíny podľa obr. 1 alebo 2 i iné riešenia, pri ktorých sa pre príklad podľa obr. 1 použije regulačné čerpadlo s dvoma alebo viacerými definovanými hodnotami výkonu, alebo pre príklad podľa obr, 2 čerpadlo s frekvenčné riadeným pohonným motorom s pevne odstupňovanými otáčkami pre rôzne zaťaženia.

Claims (6)

1. Zariadenie na úsporu elektrickej energie pohonu hydraulického výťahu s pohonovým agregátom, pozostávajúcim z elektromotora a čerpadla, z nádrže a z vedenia vedúceho z nádrže do čerpadla a ďalej cez rozvádzač do valca jednotky valec-piest, ktorá pohybuje výťahovú kabínu vyznačujúce sa tým, že na konštantné udržanie hnacieho výkonu pri meniacom sa zaťažení výťahovej kabíny v smere nahor sú čerpadlo (8, 28) alebo elektromotor (11,31) prestaviteľné.

2. Zariadenie podľa nároku 1 vyznačujúce sa t ý m , žc čerpadlo je regulačné čerpadlo (8) s meniteľným výtlakovým objemom, pričom regulačné čerpadlo (8) je poháňané elektromotorom (11) s konštantnými otáčkami.

3. Zariadenie podľa nároku 2 vyznačujúce sa t ý m , že výtlakový objem regulačného čerpadla (8) je meniteľný prostredníctvom tlakového regulačného ventilu (14), ktorý je cez vedľajšie vedenie (12) a clonky (13) spojený s hlavným vedením (7).

4. Zariadenie podľa nároku 1 vyznačujúce sa t ý m , že čerpadlo je regulačné čerpadlo (28) s konštantným výtlakovým objemom, pričom regulačné čerpadlo (28) je poháňané elektromotorom (31) s otáčkami, závislými od zaťaženia.

5. Zariadenie podľa nároku 4 vyznačujúce sa t ý m , že na reguláciu otáčok, závislú od zaťaženia slúži frekvenčný menič (32) napájajúci elektromotor (31), ktorého frekvencia je meniteľná od tlaku vo valci (23), zachytenom meracím snímačom (33).

6. Zariadenie podľa nároku 5 vyznačujúce sa t ý m , že merací snímač (33), ktorý tlak, závislý od záťaže výťahovej kabíny vo valci (23) mení v elektrický signál, ktorý sa privedie cez zosilňovač (36) k frekvenčnému meniču.