Изобретение относится к гидравлическому лифту описанного в ограничительной части п.1 формулы рода, а также к способу управления и регулирования такого лифта согласно ограничительной части п.10 формулы.
Гидравлический лифт описанного в ограничительной части п.1 формулы рода известен из WO-A1-01/14238. От гидропривода и к гидроприводу лифта масло подают посредством первого насоса, тогда как от гидроаккумулятора и к гидроаккумулятору его подают посредством второго насоса. Оба насоса жестко соединены между собой и приводятся в действие сообща посредством электродвигателя с регулируемой частотой вращения. Между одним насосом и гидроприводом расположен предварительно управляемый клапан, с помощью которого при движении кабины вниз ее скорость регулируется соответственно тогда, когда она лежит ниже заданного значения.
Гидравлический лифт известен, кроме того, из DE-A1-4034666. Между гидроприводом кабины лифта и гидроаккумулятором, который в этой публикации назван компенсирующим лифтом, масло подают посредством насоса. В трубопроводах от насоса к приводу и от насоса к гидроаккумулятору расположено по одному клапану регулирования скорости, с помощью которых можно управлять траекторией движения. Далее раскрыто, что привод насоса осуществляется электродвигателем, управляемым от инвертора.
В ЕР-А1-829445 описано устройство, у которого при определенных условиях связанный с насосом двигатель действует в качестве генератора, так что лишняя гидравлическая энергия преобразуется в электрическую энергию, т.е. может быть регенерирована.
Из US-A-5281774 известно устройство управления гидравлическим лифтом, у которого приводящий насос электродвигатель управляется от инвертора.
Гидравлический лифт с гидроаккумулятором известен также из US-A-5579868. У этого лифта в одном из выполнении между гидроприводом для лифта и гидроаккумулятора включен первый насос, воздействующий на поток масла между гидроприводом и гидроаккумулятором. С первым насосом связан гидродвигатель, посредством которого регулируемый частичный поток масла течет в бак, причем по разности давлений при уменьшении давления масла от гидропривода или гидроаккумулятора к лишенному давления баку получают энергию, используемую при работе первого насоса. Посредством второго насоса масло подают от бака к гидроаккумулятору, с тем чтобы постоянно заполнять его.
Из WO 98/34868 известна эксплуатация насоса для подачи масла у гидравлического лифта посредством электронного регулятора мощности. Такие регуляторы мощности известны под названием "преобразователи частоты".
Из WO 99/33740 известно другое устройство для эксплуатации гидравлического лифта. Здесь между гидроприводом и гидроаккумулятором расположены насос и четыре ответвления трубопровода, каждый с электроуправляемым клапаном. При подъеме должны быть открыты два одних клапана, а при спуске - два других. Гидроаккумулятор имеет три напорные камеры, что более четко видно из обосновывающей приоритет заявки FR-A-2773141. Неясным остается, как регулируется скорость. Следует предположить, что при включении четырех электроуправляемых клапанов возникают значительные скачки давления.
В основе изобретения лежит задача упрощения гидросхемы и снижения потребности в электрической энергии, в частности пиковой потребности, т.е. электрической присоединенной мощности, а также создания способа управления и регулирования, который обеспечивал бы энергосберегающую и одновременно комфортную работу такого лифта.
Поставленная задача решена за счет того, что в гидравлическом лифте для движения кабины, который содержит гидроаккумулятор, у которого поток масла между гидроприводом через трубопровод цилиндра и гидроаккумулятором через трубопровод гидроаккумулятора может быть создан насосом, приводимым от двигателя, работающего на основе сигналов блока управления, и у которого гидроаккумулятор посредством приводимого электродвигателем нагнетателя может быть заполнен маслом из бака, блок управления соединен с регулятором мощности, гидроаккумулятор соединен с реле давления, при этом насос непосредственно через трубопровод цилиндра, включающий в себя электроуправляемый запорный клапан трубопровода цилиндра, являющийся открывающимся и закрывающимся клапаном, соединен, с одной стороны, с гидроприводом, а через электроуправляемый запорный клапан трубопровода гидроаккумулятора, являющийся также открывающимся и закрывающимся клапаном, и трубопровод гидроаккумулятора соединен, с другой стороны, с гидроаккумулятором, на трубопроводе цилиндра расположен регистрирующий давление в этом трубопроводе датчик давления нагрузки, при этом имеющиеся средства при совместном действии реле давления и датчика давления нагрузки могут быть приведены в действие дополнительно с возможностью изменения ими давления в отрезке трубопровода между насосом и запорным клапаном трубопровода цилиндра и в отрезке трубопровода между насосом и запорным клапаном трубопровода гидроаккумулятора при остановке кабины так, что перед открыванием запорного клапана трубопровода цилиндра и запорного клапана трубопровода гидроаккумулятора разности давлений на запорном клапане трубопровода цилиндра и запорном клапане трубопровода гидроаккумулятора в значительной степени устранены.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что запорный клапан трубопровода цилиндра является запорным клапаном трубопровода цилиндра двойного запорного действия.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что запорный клапан трубопровода цилиндра является запорным клапаном трубопровода цилиндра одинарного запорного действия.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что запорный клапан трубопровода цилиндра является запорным клапаном трубопровода цилиндра одинарного запорного действия, который образован открывающимся и закрывающимся клапаном и параллельно включенным обратным клапаном.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что запорный клапан трубопровода гидроаккумулятора является запорным клапаном трубопровода гидроаккумулятора двойного запорного действия.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что запорный клапантрубопровода гидроаккумулятора является запорным клапаном трубопровода гидроаккумулятора одинарного запорного действия.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что запорный клапан трубопровода гидроаккумулятора является запорным клапаном трубопровода гидроаккумулятора одинарного запорного действия, который образован открывающимся и закрывающимся клапаном и параллельно включенным обратным клапаном.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что в отрезке трубопровода между запорным клапаном трубопровода цилиндра и насосом расположен дополнительный, служащий для регистрации давления в этом отрезке трубопровода датчик давления, сигнал которого может быть передан на блок управления.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что в отрезке трубопровода между запорным клапаном трубопровода гидроаккумулятора и насосом расположен дополнительный, служащий для регистрации давления в этом отрезке трубопровода датчик давления, сигнал которого может быть передан на блок управления.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе управления и регулирования гидравлического лифта для движения кабины, который содержит гидроаккумулятор, у которого поток масла между гидроприводом через трубопровод цилиндра и гидроаккумулятором через трубопровод гидроаккумулятора создают насосом, приводимым от двигателя, работающего на основе сигналов блока управления от регулятора мощности, и у которого гидроаккумулятор посредством приводимого электродвигателем нагнетателя, управляемого от реле давления, заполняют маслом из бака, перед началом движения кабины вверх или вниз на первом этапе электродвигателем насоса управляют так, что он на присоединении запорного клапана трубопровода гидроаккумулятора со стороны насоса создает давление, приблизительно соответствующее давлению в трубопроводе гидроаккумулятора, на втором этапе запорный клапан трубопровода гидроаккумулятора открывают, на третьем этапе двигатель оставляют намагниченным, затем открывают запорный клапан трубопровода цилиндра.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что на первом этапе двигатель эксплуатируют в режиме первого компенсирующего времени, составляющего 100-300 мс.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что на первом этапе двигатель эксплуатируют в режиме первого компенсирующего времени с уменьшенной частотой вращения.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что двигатель оставляют намагниченным в течение второго компенсирующего времени, которое составляет 200 мс.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что после открывания запорного клапана трубопровода гидроаккумулятора и открывания с задержкой запорного клапана трубопровода цилиндра ожидают истечения третьего компенсирующего времени, которое составляет максимум 200 мс, прежде чем движение кабины вверх или вниз начнется за счет управления или регулирования частоты вращения и направления вращения двигателя с помощью регулятора мощности.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что на первом этапе двигатель эксплуатируют в течение первого компенсирующего времени, которое не имеет заданной продолжительности, а его окончание определяют тем, что возникающее за счет работы насоса давление на присоединении запорного клапана трубопровода гидроаккумулятора со стороны насоса точно равно по величине давлению в трубопроводе гидроаккумулятора.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что, когда давление в трубопроводе гидроаккумулятора ниже давления в трубопроводе цилиндра, на дополнительном этапе двигатель насоса снова эксплуатируют, а именно так, что насос подает масло в направлении запорного клапана трубопровода цилиндра ровно до тех пор, пока давление не будет точно таким же по величине, что давление в трубопроводе цилиндра.
Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что, когда давление в трубопроводе гидроаккумулятора выше давления в трубопроводе цилиндра, на дополнительном этапе двигатель насоса снова эксплуатируют, а именно так, что насос подает масло в направлении запорного клапана трубопровода гидроаккумулятора ровно до тех пор, пока давление не будет точно таким же по величине, что давление в трубопроводе цилиндра.
Ниже примеры выполнения изобретения более подробно поясняются с помощью чертежей, на которых изображают:
- фиг.1: схему гидравлического лифта;
- фиг.2: диаграмму давления;
- фиг.3: дополненную предпочтительным образом гидросхему;
- фиг.4а-4с: альтернативные выполнения запорного клапана трубопровода цилиндра;
- фиг.5а, 5b: альтернативные выполнения запорного клапана трубопровода гидроаккумулятора;
- фиг.6: другую гидросхему;
- фиг.7: другую предпочтительную гидросхему;
- фиг.8: другой вариант.
На фиг.1 поз.1 обозначена кабина лифта, движущаяся посредством гидропривода 2. Передача усилия от гидропривода 2 на кабину 1 происходит известным образом посредством троса 3, огибающего закрепленный на гидроприводе 2 шкив 5. Один конец троса 3 закреплен на части 4 здания, однако может быть закреплен также на направляющих для кабины 1 (не показаны). В рамках изобретения возможны известные видоизмененные расположения троса 3 и шкивов 5. В этом отношении на фиг.1 изображен лишь один пример. Возможен также непосредственный привод кабины 1 посредством гидропривода, как это описано в WO 98/34868.
Гидропривод 2 состоит из цилиндра 6, в котором с возможностью перемещения расположен закрепленный на штоке 7 поршень 8. Противоположный поршню 8 конец штока 7 несет шкив 5. Внутреннее пространство цилиндра 6 разделено поршнем 8 на первую 9 и вторую 10 напорные камеры. Привод 2 в изображенном примере выполнения представляет собой так называемый плунжерный цилиндр, у которого обе напорные камеры 9, 10 сообщены между собой. На поршне 8 отсутствует, следовательно, уплотнение от внутренней стенки цилиндра 6. В том месте, где шток 7 выступает из гидропривода 2, находится уплотнение, так что напорная камера 10 герметизирована. У этой конструкции цилиндра гидравлически эффективное сечение соответствует сечению штока 7.
К первой напорной камере 9 присоединен трубопровод 11 цилиндра, который соединяет эту первую напорную камеру 9 с запорным клапаном 12 трубопровода цилиндра. Этот запорный клапан 12 трубопровода цилиндра представляет собой открывающийся и закрывающийся клапан, т.е., например, электромагнитный клапан. С другой стороны запорный клапан 12 трубопровода цилиндра соединен с насосом 13, приводимым от электродвигателя 14. К другому присоединению насоса 13 присоединен запорный клапан 15 трубопровода гидроаккумулятора, который также представляет собой электроуправляемый открывающийся и закрывающийся клапан. К этому запорному клапану 15 присоединен трубопровод 16, ведущий к гидроаккумулятору 17, состоящему, по меньшей мере, из одного гидроаккумулятора 17.1. Изображен дополнительный гидроаккумулятор 17.2, подключенный параллельно первому гидроаккумулятору 17.1. Число содержащихся в гидроаккумуляторе 17 гидроаккумуляторов 17.1,17.2,17.n зависит предпочтительным образом, например, от требуемого аккумулируемого объема, связанного с проходимым кабиной 1 максимальным путем. Чем больше максимально возможный путь, тем больше гидроаккумуляторов 17.1,17.2,17.n содержится в гидроаккумуляторе 17. В качестве гидроаккумулятора 17 рассматриваются как баллонные, так и поршневые гидроаккумуляторы.
Одно ответвление трубопровода 16 гидроаккумулятора ведет к нагнетателю 18, приводимому электродвигателем 19. Нагнетатель 18 соединен, кроме того, трубопроводом 20 с баком 21. Посредством нагнетателя 18 масло подается из бака 21 в гидроаккумулятор 17. Предпочтительно приводящим нагнетатель 18 электродвигателем 19 автоматически управляет реле 22 давления. Реле 22 давления установлено в трубопроводе 16 гидроаккумулятора, т.е. регистрирует давление в нем, обозначенное РS. Если давление РS падает ниже заданного нижнего предела, то реле 22 давления включает электродвигатель 19 так, что нагнетатель 18 подает масло из бака 21 в гидроаккумулятор 17, в результате чего давление РS возрастает до тех пор, пока не достигнет заданного верхнего предела, после чего нагнетатель 18 снова выключается. Нагнетатель 18 должен поэтому работать только тогда, когда давление РS в гидроаккумуляторе 17 слишком мало. Давление РS может падать, с одной стороны, из-за неизбежных утечек через нагнетатель 18, а с другой стороны, - за счет падения температуры масла вследствие влияний окружающей среды. Если вследствие таких влияний окружающей среды температура масла повышается, то давление РS возрастает. Поскольку такое повышение температуры никогда не происходит очень быстро, по этой причине необязательно устанавливать между гидроаккумулятором 17 и баком 21 предохранительный клапан, посредством которого масло при возрастании давления РS можно сливать в бак 21. Утечек через нагнетатель 18 достаточно, чтобы не дать давлению РS возрасти слишком сильно. В равной мере по причинам безопасности такой предохранительный клапан может быть предусмотрен, о чем говорится ниже. Предпочтительно между нагнетателем 18 и гидроаккумулятором 17 расположен обратный клапан 23. Этот обратный клапан 23 предотвращает утечки через нагнетатель 18. Тогда уже упомянутый предохранительный клапан в любом случае необходим. Не показаны и не описаны другие, важные для безопасности части установки, такие как предохранитель от разрыва труб и аварийный слив, поскольку такие элементы не играют роли в отношении существа изобретения.
Гидроаккумулятор 17, как уже сказано, представляет собой баллонный или поршневой гидроаккумулятор. Его давление PS изменяется в зависимости от движения кабины 1. На управлении или регулировании пути и скорости кабины 1 это, однако, не сказывается. При регулировании пути и скорости кабины 1 учитывают известным образом, например, сигнал расходомера (не показан), установленного в трубопроводе 11 цилиндра. Оно может происходить также посредством датчика частоты вращения двигателя 14 или скорости кабины 1.
Заданные значения, при которых реле 22 давления выключает или включает электродвигатель 19, могут быть изменены предпочтительно посредством блока 25 управления и регулирования.
В трубопроводе 11 цилиндра господствует давление PZ, которое соответствует давлению в первой напорной камере 9 гидропривода 2. Это давление коррелирует с нагрузкой кабины 1.
Поскольку согласно изобретению насос 13 расположен между трубопроводом 11 цилиндра и трубопроводом 16 гидроаккумулятора, в том случае, когда при работе лифта запорный клапан 12 трубопровода цилиндра находится в положении "открыт", на насос 13, с одной стороны, действует непосредственно давление PZ в трубопроводе 11 цилиндра и, тем самым, в гидроприводе 2, а когда при работе лифта в положении "открыт" находится также запорный клапан 15 трубопровода гидроаккумулятора, с другой стороны, - непосредственно давление PS в трубопроводе 16 гидроаккумулятора и, тем самым, в самом гидроаккумуляторе 17. По сравнению с известным уровнем техники регулировочных клапанов для регулирования скорости, следовательно, не требуется. Гидросхема, следовательно, упрощена по сравнению с этим уровнем техники. Необходимая для работы насоса 13 электрическая приводная энергия для приводящего насос 13 двигателя 14 коррелирует, таким образом, с разностью PZ-PS давлений, когда насос 13 подает масло из гидроаккумулятора 17 в гидропривод 2, или с разностью PS-PZ давлений, когда насос 13 подает масло из гидропривода 2 в гидроаккумулятор 17. Разность PS-PZ или PS-PZ давлений вполне может быть отрицательной, так что тогда насос 13, в свою очередь, приводится разностью давлений. За счет этого двигатель 14 может действовать в качестве генератора, как это уже известно. Для того чтобы такая регенерация энергии была предпочтительно возможна, двигатель 14 эксплуатируют известным образом посредством регулятора 24 мощности, представляющего собой, например, преобразователь частоты. Регулятор 24 мощности управляется блоком 25 управления и регулирования, который, в свою очередь, получает команды от системы управления лифтом (не показана). Показана лишь управляющая линия 26, по которой блоку 25 управления и регулирования передаются команды с пульта управления лифта.
Когда кабина 1 лифта останавливается, запорный клапан 12 трубопровода цилиндра и запорный клапан 15 трубопровода гидроаккумулятора, управляемые оба блоком 25 управления и регулирования, закрыты. Следовательно, при остановке кабины 1 управления ими не происходит.
Если кабина 1 должна двигаться вниз, то за счет блока 25 управления и регулирования запорный клапан 12 трубопровода цилиндра и запорный клапан 15 трубопровода гидроаккумулятора открываются, и двигатель 14 работает в своем первом направлении вращения, так что насос 13 подает масло из напорной камеры 9 в гидроаккумулятор 17. При этом над насосом 13 действует разность PS-PZ давлений. Это означает одновременно, что электрическая энергия для работы двигателя 14 должна быть приложена лишь до тех пор, пока давление PZ не будет меньше давления PS. Поскольку от клапана регулирования скорости можно отказаться, соответствующей потери давления не возникает. Это положительно сказывается на общем к.п.д., т.е. обеспечивает энергосберегающую работу лифта.
Если кабина 1 должна двигаться вверх, то за счет блока 25 управления и регулирования запорный клапан 12 трубопровода цилиндра и запорный клапан 15 трубопровода гидроаккумулятора также открываются, и двигатель 14 работает в своем втором направлении вращения, так что насос 13 подает масло из гидроаккумулятора 17 в напорную камеру 9. При этом над насосом 13 действует разность PS-PZ давлений. Это означает одновременно, что электрическая энергия для работы двигателя 14 должна быть приложена лишь до тех пор, пока давление PS не будет меньше давления PZ.
Поскольку, в принципе, должна быть приложена только электрическая приводная мощность, соответствующая данной разности PZ-PS или PS-PZ давлений, электрическая присоединенная мощность электродвигателя 14 может быть намного меньше, чем у обычных гидросхем. Следовательно, также необходимый для работы насоса 13 электродвигатель 14 может быть рассчитан на меньшую номинальную мощность. Таким образом, возникают преимущества в отношении стоимости самого электродвигателя 14 - при тарификации присоединенной мощности за счет меньшей присоединенной мощности, а при тарификации энергии за счет меньшего потребления электроэнергии. Согласно изобретению у доведенного до высокого давления насосом масла его давление снова не уменьшается в направлении бака 21, и оно при этом не уменьшает или не теряет своей потенциальной энергии.
Предпочтительно далее, что бак 21 может иметь малые габариты. Он служит, собственно, только для того, чтобы принимать разностное количество масла, соответствующее утечкам. Эти утечки могут стекать в бак 21 по дренажной линии 30.
Давление PZ в трубопроводе 11 цилиндра можно регистрировать с помощью датчика 31 давления нагрузки. Оно передается блоку 25 управления и регулирования. Уже упомянутое реле 22 давления оценивает давление PS в трубопроводе 16 гидроаккумулятора. Реле 22 давления выполняет также функцию датчика давления. Зарегистрированное им давление в трубопроводе 16 гидроаккумулятора также передается блоку 25 управления и регулирования. Тем самым, блок 25 управления и регулирования знает оба давления PZ и PS и способен поэтому учитывать эти давления при управлении или регулировании лифта, о чем говорится ниже.
Решение согласно изобретению имеет, кроме того, то существенное преимущество, что для работы гидравлического лифта не требуется пропорционально предварительно управляемого клапана. У многих традиционных гидравлических лифтов имеются раздельные, предварительно управляемые клапаны для движения вверх и вниз. Эти затраты исключены благодаря изобретению. Цепь управления или регулирования является, тем самым, также очень простой и наглядной, поскольку скорость кабины 1 управляется или регулируется только одним-единственным элементом, а именно двигателем 14.
Уже говорилось о том, что при работе лифта, а именно при движении кабины 1, запорный клапан 12 трубопровода цилиндра и запорный клапан 15 трубопровода гидроаккумулятора должны быть открыты. Если, следовательно, кабина 1 должна двигаться после остановки, то запорный клапан 12 трубопровода цилиндра и запорный клапан 15 трубопровода гидроаккумулятора должны быть открыты. Эта рабочая ситуация, т.е. открывание запорного клапана 12 трубопровода цилиндра и запорного клапана 15 трубопровода гидроаккумулятора, является в отношении условий давления критической и требует особых мер по управлению. Причины этого поясняются ниже.
При остановке кабины 1 сначала закрыты запорный клапан 12 трубопровода цилиндра и запорный клапан 15 трубопровода гидроаккумулятора. К запорному клапану 12 трубопровода цилиндра на обращенной к приводу 2 стороне приложено давление PZ, а к запорному клапану 15 трубопровода гидроаккумулятора на обращенной к гидроаккумулятору 17 стороне - давление РS. Давление на соответственно других присоединениях, т.е. на тех, которые обращены к насосу 13, однозначно не установлено. После длительной остановки кабины 1 давление из-за утечек насоса 13 упало. С одной стороны, уменьшилась имевшаяся прежде разность давлений между обеими сторонами насоса 13, так что на обращенных к насосу 13 присоединениях запорного клапана 12 трубопровода цилиндра и запорного клапана 15 трубопровода гидроаккумулятора господствует одинаковое давление. С другой стороны, упало давление из-за стекающего по дренажной линии в бак 21 масла, в экстремальном случае приблизительно полностью, так что внутри насоса 13 и на обоих его присоединениях к запорному клапану 12 трубопровода цилиндра и запорному клапану 15 трубопровода гидроаккумулятора господствует лишь давление, которое почти не отличается от атмосферного давления.
Из этого следует, что при открывании запорного клапана 12 трубопровода цилиндра и запорного клапана 15 трубопровода гидроаккумулятора происходят резкие изменения давления, которые неприятно воспринимаются также из-за шумов. Резкие изменения давления значительно нагружают, кроме того, насос 13, что может отрицательно сказаться на его работе и сроке службы. Эти проблемы, очевидно, как уже сказано, имеются и у объекта публикации WO-A-99/33740, где должны включаться, в общей сложности, четыре клапана. Благодаря описанному ниже способу управления устраняются вызванные этим проблемы, и обеспечивается комфортная работа лифта.
Согласно изобретению имеющиеся средства, такие как насос 13, двигатель 14, реле 22 давления, регулятор 24 мощности и блок 25 управления и регулирования, используют также для того, чтобы избежать резких изменений давления. Следовательно, помимо датчика 31 давления нагрузки дополнительных средств не требуется.
В исходном состоянии при остановке кабины 1, как уже сказано, запорный клапан 12 трубопровода цилиндра и запорный клапан 15 трубопровода гидроаккумулятора закрыты, а электродвигатель 14 насоса 13 выключен. Если кабина 1 должна быть приведена в движение, то на первом этапе способа электродвигателем 14 насоса 13 управляют так, что он на присоединении запорного клапана 15 трубопровода гидроаккумулятора со стороны насоса создает давление. Это давление создается за счет того, что двигатель 14 и насос 13 медленно вращаются в том направлении вращения, в котором масло подается в направлении запорного клапана 15 трубопровода гидроаккумулятора. Подаваемое количество масла, правда, минимальное, поскольку запорный клапан 12 трубопровода цилиндра и запорный клапан 15 трубопровода гидроаккумулятора закрыты. Тем не менее, желаемое давление создается. Привод двигателя 14 осуществляется при этом за очень короткое время. Эта продолжительность называется первым компенсирующим временем tA1. Оказалось, что продолжительности около 100-300 мс при уменьшенной частоте nred вращения достаточно, чтобы создать давление, приблизительно соответствующее давлению PS в трубопроводе 16 гидроаккумулятора. Если на втором этапе способа запорный клапан 15 трубопровода гидроаккумулятора открывается, то не происходит резкого изменения давления, так что описанной выше проблемы при открывании запорного клапана 15 трубопровода гидроаккумулятора не возникает.
По истечении компенсирующего времени tA1 двигатель 14 и, тем самым, насос 13 останавливаются. На третьем этапе способа, начинающемся после истечения компенсирующего времени tA1, двигатель 14 остается намагниченным, что достигается за счет соответствующего управления регулятором 24 мощности посредством блока 25 управления и регулирования. Насос 13, таким образом, способен воспринимать крутящий момент, не начиная вращаться. В этот момент на обращенной к запорному клапану 15 трубопровода гидроаккумулятора стороне насоса 13 в трубопроводе 16 гидроаккумулятора господствует давление PS, тогда как на обращенной к запорному клапану 12 трубопровода цилиндра стороне насоса 13 господствует более или менее неопределенное давление, которое в первоначальном исходном состоянии почти не отличалось от атмосферного давления и уменьшилось затем за счет работы двигателя 14 в течение компенсирующего времени tA1 еще неопределенным образом.
Продолжительность времени, в течение которого двигатель 14 остается намагниченным, не вращаясь, называется вторым компенсирующим временем tA2. В течение этого компенсирующего времени tA2 разность давлений между обеими сторонами насоса 13 может уменьшиться, что является следствием внутренних утечек внутри насоса 13. Оказалось, что это второе компенсирующее время tA2 должно составлять около 200 мс. По окончании второго компенсирующего времени tA2 давление на обращенной к насосу 13 стороне запорного клапана 12 трубопровода цилиндра приблизительно соответствует давлению РS в трубопроводе 11 цилиндра, тогда как на другой стороне запорного клапана 12 трубопровода цилиндра в трубопроводе 11 цилиндра господствует давление PZ. Поскольку давления PS, PZ одного порядка, запорный клапан 12 трубопровода цилиндра может быть открыт без резкого изменения давления такой величины и без возникновения проблем из-за ударов давления и шумов.
Теперь, следовательно, запорный клапан 12 трубопровода цилиндра и запорный клапан 15 трубопровода гидроаккумулятора открыты. За счет управления двигателем 14 насоса 13 посредством регулятора 24 мощности, во всяком случае, по истечении дополнительного компенсирующего времени tA3, кабина 1 может начинать движение. Компенсирующее время tA3 составляет около 200 мс, однако в нем действительно нет необходимости.
На фиг.2 характеристика давления с обеих сторон насоса 13 изображена в виде диаграмм. В верхней части диаграммы показана характеристика давления на присоединении запорного клапана 15 трубопровода гидроаккумулятора со стороны насоса и обозначена P15P. В течение первого компенсирующего времени tA1 это давление возрастает. В нижней части диаграммы показана характеристика давления на присоединении запорного клапана 12 трубопровода цилиндра со стороны насоса. Оно возрастает в течение второго компенсирующего времени tA2.
Изложенный способ подготовки кабины 1 к движению протекает таким же образом, т.е. независимо от того, должна ли двигаться кабина 1 после этого вверх или вниз.
Во время движения кабины 1 запорный клапан 12 трубопровода цилиндра и запорный клапан 15 трубопровода гидроаккумулятора остаются электроуправляемыми. Управление или регулирование движения кабины 1 для подъема и спуска происходит только за счет управления или регулирования направления и частоты вращения двигателя 14 с помощью регулятора 24 мощности.
Значения первого компенсирующего времени tA1, второго компенсирующего времени tA2, предусмотренного, при необходимости, третьего компенсирующего времени tA3 и частоты nred вращения определяют эмпирически и хранят в блоке 25 управления и регулирования. С помощью таких эмпирических значений происходит, следовательно, управление запорным клапаном 12 трубопровода цилиндра, запорным клапаном 15 трубопровода гидроаккумулятора и двигателем 14 насоса 13.
Может быть, однако, также предпочтительным использовать для способа перед началом движения кабины 1 (фиг.1) регулирование. Такое регулирование возможно, когда с обеих сторон насоса 13 в трубопроводах к запорным клапанам 12, 15 предусмотрено по одному дополнительному датчику давления, как это показано на фиг.3, представляющей собой в остальном фрагмент фиг.1. Новым по сравнению с фиг.1 является здесь дополнительный датчик 33 давления, с помощью которого можно измерить давление в отрезке трубопровода между запорным клапаном 12 трубопровода цилиндра и насосом 13 и передать на блок 25 управления и регулирования. Кроме того, новым является дополнительный датчик 34 давления, с помощью которого можно измерить давление в отрезке трубопровода между запорным клапаном 15 трубопровода гидроаккумулятора и насосом 13 и передать на блок 25 управления и регулирования. С помощью этих обоих дополнительных датчиков 33, 34 давления можно вместо управления давлениями P15P, P12P осуществлять их регулирование. На упомянутом выше первом этапе способа насос 13 эксплуатируют не в течение заданного первого компенсирующего времени tA1, а ровно до тех пор, пока возникшее за счет работы насоса 13 давление P15P на присоединении запорного клапана 15 трубопровода гидроаккумулятора со стороны насоса не будет таким же по величине, что и давление РS в трубопроводе 16 гидроаккумулятора.
То же относится к давлению P12P. Здесь в соответствии с описанным выше решением по управлению в течение второго компенсирующего времени tA2 сначала происходит возрастание давления P12P до значения, соответствующего давлению PS в трубопроводе 16 гидроаккумулятора. Предпочтительным образом, однако, дополнительно можно за счет дальнейшей работы двигателя 14 уравнять это давление с фактическим давлением PZ в трубопроводе 11 цилиндра. Если давление PS в трубопроводе 16 гидроаккумулятора ниже давления PZ в трубопроводе 11 цилиндра, то на следующем этапе способа двигатель 14 снова приводится в действие, а именно так, что насос 13 подает масло в направлении запорного клапана 12 трубопровода цилиндра, а именно ровно до тех пор, пока давление P12P будет таким же по величине, что и давление PZ в трубопроводе 11 цилиндра. Если давление PS в трубопроводе 16 гидроаккумулятора выше давления PZ в трубопроводе 11 цилиндра, то на этом дальнейшем этапе способа двигатель 14 снова приводится в действие так, что насос 13 подает масло в направлении запорного клапана 15 трубопровода гидроаккумулятора, а именно ровно до тех пор, пока давление P12P будет таким же по величине, что и давление PZ в трубопроводе 11 цилиндра. В обоих случаях достигается, следовательно, то, что давление с обеих сторон запорного клапана 12 трубопровода цилиндра одинаково по величине, так что последующее открывание запорного клапана 12 трубопровода цилиндра не дает абсолютно никакого изменения давления.
Такое решение предпочтительно, в частности, и тогда, когда через несколько лет эксплуатации лифта придется менять отдельные агрегаты, например насос 13. Заново установленный насос 13 мог бы иметь иную характеристику утечек, так что заданные значения компенсирующего времени tA1, tA2 пришлось бы корректировать. Предпочтительным такое лучшее решение является также в отношении влияния температуры. Поскольку масло при эксплуатации лифта может иметь разные температуры, а характеристика утечек насоса 13 зависит также от температуры масла, описанное регулирование давлений P12P, P15P приводит к улучшению эксплуатационной характеристики. Следует, однако, подчеркнуть, что этого регулирования вместо упомянутого управления, как правило, не требуется.
На фиг.4 изображены три альтернативных решения, касающихся запорного клапана 12 трубопровода цилиндра. На фиг.4а изображен запорный клапан 12 трубопровода цилиндра, символ которого показывает, что речь идет об открывающемся и закрывающемся клапане двойного запорного действия. Протекание может быть достигнуто только тогда, когда происходит электроуправление запорным клапаном 12 трубопровода цилиндра. Электроуправление им должно происходить, следовательно, как для движения кабины 1 вверх, так и вниз. Это особое выполнение запорного клапана 12 трубопровода цилиндра обозначено поэтому поз.12'.
На фиг.4b изображен запорный клапан 12 трубопровода цилиндра, символ которого показывает, что речь идет об открывающемся и закрывающемся клапане одинарного запорного действия. Эта альтернативная форма выполнения запорного клапана 12 трубопровода цилиндра обозначена поэтому поз.12''. Он выполнен с возможностью самопроизвольного открывания, когда насос 13 подает масло в трубопровод 11 цилиндра. Поток масла из трубопровода 11 цилиндра в направлении насоса 13, напротив, возможен только тогда, когда запорный клапан 12'' трубопровода цилиндра электрически возбужден. В запорный клапан 12'' трубопровода цилиндра может быть, следовательно, встроен обратный клапан.
Запорный клапан 12'' трубопровода цилиндра может состоять в качестве альтернативы также из открывающегося и закрывающегося клапана и параллельно включенного обратного клапана RV, как это показано на фиг.4с. Совокупность открывающегося и закрывающегося клапана и параллельно включенного обратного клапана RV образует тогда запорный клапан 12'' трубопровода цилиндра.
При использовании такого запорного клапана 12'' трубопровода цилиндра в сочетании с фиг.1 или 3 электроуправления им не должно происходить, когда насос 13 подает масло в направлении гидропривода 2 (фиг.1). Это является преимуществом, поскольку тогда запорный клапан 12'' трубопровода цилиндра автоматически открывается. Тем самым, описанной выше проблемы резкого изменения давления вообще не может возникнуть. Это означает, следовательно, что описанное выше второе компенсирующее время tA2 в способе управления вообще не должно быть предусмотрено. Предпочтительным образом, следовательно, способ управления упрощается без негативных последствий.
При движении кабины вверх электроуправления запорным клапаном 12'' трубопровода цилиндра вообще не должно происходить, поскольку он самопроизвольно остается открытым, пока насос 13 подает масло в направлении гидропривода 2. Когда по окончании движения кабины 1 вверх двигатель 14 выключается, запорный клапан 12'' трубопровода цилиндра самопроизвольно закрывается.
Варианты выполнения сопоставимого рода предпочтительны также в отношении запорного клапана 15 трубопровода гидроаккумулятора. На фиг.5 изображены две соответствующие альтернативы. На фиг.5а запорный клапан 15 трубопровода гидроаккумулятора представляет собой клапан двойного запорного действия, обозначенный поэтому поз.15', а на фиг.5b - клапан одинарного запорного действия, обозначенный поз.15''. Возможно также аналогичное фиг.4с выполнение запорного клапана 15'' трубопровода гидроаккумулятора. В отношении принципа действия существует аналогия с запорным клапаном 12' и 12'' трубопровода цилиндра. Если запорный клапан 15 трубопровода гидроаккумулятора является клапаном двойного запорного действия, как это показано на фиг.5а, то должно происходить электроуправление им, если должен быть достигнут поток масла через этот клапан. Если же он выполнен в виде запорного клапана 15'' одинарного запорного действия по фиг.5b, то электроуправление им должно происходить всегда только тогда, когда должен быть достигнут поток масла из гидроаккумулятора 17 (фиг.1, 3) через трубопровод 16 гидроаккумулятора к гидроприводу 2 (фиг.1). Если же, как описано выше, на первом этапе способа электродвигателем 14 насоса 13 управляют так, что он на присоединении запорного клапана 15 трубопровода гидроаккумулятора со стороны насоса создает давление, то обратный клапан запорного клапана 15'' автоматически открывается, как только давление P15P превысит давление РS в трубопроводе 16 гидроаккумулятора. Тем самым, привод двигателя 14 происходит не за счет задавания первого компенсирующего времени tA1. Двигатель 14 сначала включают, а снова выключают не по истечении первого компенсирующего времени tA1. Напротив, у этого предпочтительного примера выполнения выключение двигателя 14 происходит за счет того, что давление PS в трубопроводе 16 гидроаккумулятора немного возрастает, что можно установить посредством содержащегося в реле 22 давления датчика давления и обнаружить, тем самым, также посредством блока 25 управления и регулирования. Второй этап способа, открывание запорного клапана 15'' трубопровода гидроаккумулятора, тогда особенно не приходится осуществлять. На следующем этапе способа, т.е. в течение второго компенсирующего времени tA2, электрически управляют запорным клапаном 15'' трубопровода гидроаккумулятора, с тем чтобы предотвратить его повторное закрывание из-за утечек через насос 13, которые приводят к созданию давления P12P на присоединении запорного клапана 12 трубопровода цилиндра со стороны насоса, что препятствовало бы созданию этого давления P12P. Запорный клапан 15'' трубопровода гидроаккумулятора должен, следовательно, оставаться включенным до тех пор, пока включен запорный клапан 12' или 12'' трубопровода цилиндра.
При движении кабины 1, начинающемся вслед за открыванием запорного клапана 12' или 12'' трубопровода цилиндра, запорный клапан 15'' трубопровода гидроаккумулятора должен, однако, оставаться электроуправляемым только при движении кабины 1 вверх. При движении кабины 1 вниз электроуправления запорным клапаном 15'' трубопровода гидроаккумулятора не требуется, поскольку обратный клапан запорного клапана 15'' остается самопроизвольно открытым за счет созданного насосом 13 давления, которое должно быть выше давления PS в трубопроводе 16 гидроаккумулятора. Лишь по окончании движения вниз, когда двигатель выключается, запорный клапан 15'' трубопровода гидроаккумулятора снова самопроизвольно закрывается.
На фиг.6 изображена гидросхема, у которой запорный клапан 12 трубопровода цилиндра и запорный клапан 15 трубопровода гидроаккумулятора представляют собой соответственно клапан двойного запорного действия. Они обозначены соответственно поз.12' и 15'. Поскольку оба этих клапана 12' и 15' в соответствии со своей конструкцией не могут быть открыты созданным насосом 13 давлением, требуется, чтобы между насосом 13 и присоединением запорного клапана 12' трубопровода цилиндра со стороны насоса было присоединение к первому ограничительному клапану 40, а между насосом 13 и присоединением запорного клапана 15' трубопровода гидроаккумулятора со стороны насоса - присоединение ко второму ограничительному клапану 41. За счет этого предотвращается слишком сильное возрастание давления в трубопроводах между насосом 13 и присоединением запорного клапана 12' трубопровода цилиндра со стороны насоса, с одной стороны, и между насосом 13 и присоединением запорного клапана 15' трубопровода гидроаккумулятора со стороны насоса, с другой стороны. Созданное насосом 13 давление ограничивается, следовательно, при любых обстоятельствах тем давлением, при котором открывается первый 40 или второй 41 ограничительный клапан.
Аналогичным образом для безопасности к трубопроводу 16 гидроаккумулятора присоединен ограничительный клапан 42 гидроаккумулятора, который препятствует возникновению слишком высокого давления в трубопроводе 16 гидроаккумулятора и в самом гидроаккумуляторе 17. На фиг.1 и 3 этот ограничительный клапан 42 гидроаккумулятора не показан, однако для безопасности он предусмотрен и там. Важным здесь является то, как выполнены второй ограничительный клапан 41 и ограничительный клапан 42 гидроаккумулятора. Поскольку насос 13 имеет высокую производительность, с тем чтобы обеспечить максимальную скорость кабины 1 (фиг.1), например 1 м/с, второй ограничительный клапан 41 имеет большой условный проход, согласованный предпочтительно с этой высокой производительностью.
Нагнетатель 18 имеет по сравнению с этим меньшую производительность, поскольку его задача состоит в том, чтобы компенсировать утечки. Соответственно ограничительный клапан 42 гидроаккумулятора может иметь предпочтительно соответственно небольшой условный проход.
На фиг.7 параллельно первому ограничительному клапану 40 изображен еще подпиточный клапан 45. Этот подпиточный клапан 45 имеет преимущество тогда, когда насос 13 в описанном выше способе для подготовки кабины 1 к движению подает масло к запорному клапану 15'' трубопровода гидроаккумулятора. Этот подпиточный клапан 45 предотвращает возникновение разрежения в трубопроводе между запорным клапаном 12 трубопровода цилиндра и насосом 13.
На фиг.8 изображен вариант гидросхемы из фиг.6. В отличие от фиг.6 запорный клапан 15 трубопровода гидроаккумулятора на фиг.8 также имеет видоизмененную конструкцию. Это - так называемый просачивающийся клапан, который из-за видоизмененной конструкции обозначен поз.15'''. Это означает, что при остановке насоса 13 в запорном клапане 15''' трубопровода гидроаккумулятора возникает утечка. Соответственно на обращенной к запорному клапану 15''' трубопровода гидроаккумулятора стороне насоса 13 возникает коррелирующее с утечкой давление. В результате при остановке насоса 13 и в нем возникает утечка, отводимая по дренажной линии 20 в бак 21. Условием этого выполнения является то, что утечка в запорном клапане 15''' трубопровода гидроаккумулятора должна быть меньше утечки насоса 13. Это объясняется тем, что на обращенной к запорному клапану 15''' трубопровода гидроаккумулятора стороне насоса 13 возникает давление, соответствующее давлению в трубопроводе 16 гидроаккумулятора и соотношению утечек насоса 13 и запорного клапана 15''' трубопровода гидроаккумулятора. Это давление воздействует также на уплотнение вала насоса 13. У обычных насосов оно не должно превышать определенного значения. Если нельзя гарантировать, чтобы утечка в запорном клапане 15''' трубопровода гидроаккумулятора была меньше утечки насоса 13, то в качестве насоса 13 должна быть использована специальная конструкция с особенно высоконагружаемым уплотнением вала.
Этот пример показывает, что при определенных обстоятельствах важной может быть конструкция насоса 13. Для гидравлических лифтов используются, как правило, винтовые насосы. У гидравлического лифта в описанных выше выполнениях в качестве насоса 13 может быть предпочтительно использован шестеренный насос с внутренним зацеплением, поскольку он имеет небольшую конструктивную форму и обладает очень высоким объемным и общим к.п.д.
Может быть также предпочтительным использовать в качестве насоса 13 винтовой насос. При использовании насоса 13 такой конструкции дренажная линия 30 может отпасть, поскольку у таких насосов утечка возникает только между камерами высокого и низкого давлений насоса 13.
Описанные примеры выполнения реализованы с определенным тросом и плунжерным цилиндром в качестве гидропривода 2. Решения согласно изобретению, как уже сказано, не ограничены, однако, в отношении устройства и способа этими решениями. Возможны прямой привод кабины 1 лифта посредством гидропривода 2 и другие конструкции гидропривода 2, а также тянущий или сжимающий цилиндр, как и цилиндры двойного действия.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ЛИФТ С ГИДРОАККУМУЛЯТОРОМ, А ТАКЖЕ СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ТАКОГО ЛИФТА | 2002 |
|
RU2285654C2 |
| БЛОК РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ КЛАПАНОВ ЛИФТА С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ | 2001 |
|
RU2238444C2 |
| ГИДРОПРИВОД ГЛУБИННОГО ШТАНГОВОГО НАСОСА | 2004 |
|
RU2272933C1 |
| СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ЛИФТОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1994 |
|
RU2148548C1 |
| УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ НАГРЕВА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ, ЦИРКУЛИРУЮЩЕГО В СИСТЕМЕ ОХЛАЖДЕНИЯ | 2011 |
|
RU2518764C1 |
| Гидросистема управления клапанами паровой турбины | 2017 |
|
RU2670470C1 |
| СИСТЕМА И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ЛИФТА | 1996 |
|
RU2179143C2 |
| НАСОСНО-АККУМУЛЯТОРНЫЙ ГИДРОПРИВОД | 2009 |
|
RU2421637C2 |
| СИСТЕМА ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА КЛАПАНОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ | 2017 |
|
RU2686140C2 |
| ЛИФТ | 1996 |
|
RU2094356C1 |
Изобретение относится к гидравлическому лифту с гидроаккумулятором (17). Между гидроаккумулятором (17) и гидроприводом (2) посредством насоса (13) может подаваться масло, причем направление вращения насоса (13) может быть изменено. С обеих сторон насоса (13) расположены электроуправляемый запорный клапан (12) трубопровода цилиндра и электроуправляемый запорный клапан (15) трубопровода гидроаккумулятора. Оба клапана (12, 15) являются открывающимися и закрывающимися клапанами. Для того чтобы перед началом движения кабины (1) избежать быстрых изменений давления при открывании клапанов (12, 15), имеющиеся средства (13, 14, 24, 25) при совместном действии реле (22) давления и датчика (31) давления нагрузки могут быть приведены в действие дополнительно с возможностью изменения ими давления в отрезке трубопровода между насосом (13) и запорным клапаном (12; 12'; 12") трубопровода цилиндра и в отрезке трубопровода между насосом (13) и запорным клапаном (15; 15'; 15") трубопровода гидроаккумулятора при остановке кабины (1) так, что перед открыванием клапанов (12, 15) разности давлений в значительной степени устранены. Изобретение относится также к соответствующему способу управления. Благодаря изобретению обеспечивается энергосберегающая и комфортная эксплуатация гидравлического лифта. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.
| DE 4034666 А1, 31.10.1991 | |||
| Способ экстракционного извлечения и разделения РЗЭ | 2020 |
|
RU2773142C2 |
| DE 3736769 А, 11.05.1989 | |||
| Электрогидравлический привод подъемника | 1977 |
|
SU659504A2 |
