HU212112B

HU212112B - Method and device for sparing electric energy used for hydraulic lift

Info

Publication number: HU212112B
Application number: HU9300433A
Authority: HU
Inventors: Heinz-Dieter Nagel
Original assignee: Inventio Ag
Priority date: 1992-03-04
Filing date: 1993-02-17
Publication date: 1996-02-28
Also published as: AU660068B2; FI930918A0; US5373121A; SK279308B6; DK0558934T4; EP0558934B1; CZ17893A3; SK10393A3; CZ286024B6; ES2093289T3; FI930918A7; DE59303462D1; HU9300433D0; EP0558934B2; HUT64610A; MX9301151A; NO930756D0; EP0558934A1; ATE141573T1; FI112791B

Description

A találmány tárgya eljárás hidraulikus felvonó hajtására felhasznált villamos energia megtakarítására, amikor is villamos motor által hajtott hidraulikus szivattyú alkalmazásával nyomóközeget tartályból vezetéken keresztül hengerbe szivattyúzunk és ezáltal a felvonót felfelé mutató irányban mozgatjuk, míg a felvonó lefelé mutató irányban történő mozgatásához nyomóközeget a hengerből vezérlő vagy süllyesztő szelepen keresztül a tartályba visszaáramoltatunk. A találmány tárgya továbbá berendezés az eljárás foganatosítására, amely berendezésnek hidraulikus szivattyúval összekötött villamos motorja, tartálya, valamint a tartálytól a hidraulikus szivattyúhoz, továbbá vezérlő vagy sülylyesztő szelepen keresztül dugattyú-henger egység hengeréhez vezető vezetéke van.

Hidraulikus felvonók hajtásához szükséges csatlakozó teljesítmény megállapítása során általában egy választott maximális terhelhetőségből és a felvonófülke felfelé irányuló menetre jellemző, meghatározott választott menetsebességből indulnak ki. A fülketömeget. a terhelhetőséget és adott esetben meglévő járulékos tömegeket magába foglaló P össztömeg és a felfelé mutató, előre meghatározott, kívánt V menetsebesség alapján számítják ki az N csatlakozó teljesítményt az alábbi egyenlet szerint:

N = P V

A fenti egyenletből kitűnik, hogy az egység csatlakozó teljesítménye közvetlenül függ a mozgatott tömegtől és az emelősebességtől. A teljes csatlakozó teljesítményt csak abban az esetben hasznosítják, ha a felvonófülke a teljes terhelhetőségig meg van terhelve. Kisebb terhelések esetén a hajtóegység rosszabb hatásfokkal és ezáltal viszonylag nagy energiafelhasználással működik.

A DE OS 40 34 666 lajstromszámú közrebocsátási irat kis energiafogyasztással jellemezhető hidraulikus felvonót ismertet, amely inverter-energiaforráson keresztül van meghajtva és amely dugattyúval a felvonófülkével ellátott főhengert, továbbá rögzített kiegyenlítő súllyal és választható kiegyenlítő súllyal ellátott segéd- vagy kiegyenlítő-hengert tartalmaz. A két henger hidraulikus szivattyún keresztül van egymással összekötve. A rögzített kiegyenlítő súly normál esetben a felvonófülke saját tömegének felel meg, míg a választható kiegyenlítő súly úgy van kialakítva, hogy a felvonófülke maximális terhelésének hozzávetőlegesen a felét teszi ki. Ezáltal a főfelvonó és a kiegyenlítő felvonó közötti nyomáskülönbséget az összes terhelés esetén kis értéken tartják. A hajtás nagyságának kiválasztása így tehát a kiegyenlítő felvonó és a főfelvonó terheléseinek különbségétől függ. A felfelé irányuló menetben a teljesítmény terhelés nélkül az alábbi egyenlet szerint határozható meg:

N = [(A+B+O)-(C+B+^W/2)]V = (A-C-^w/2)V (ha C = A): N = -^w/₂ V

Teljes terhelés esetére az alábbi egyenlet érvényes:

N = [(A+B+W)-(C+B+^w/2)]-V = (A-C-^w/2)-V (ha C = A): N =+^w/₂-V ahol

N - hajtásteljesítmény,

A - a felvonófülke tömege,

B - a dugattyú tömege,

W - maximális fülketerhelés tömege, ^w/₂- fél fülketerhelés tömege,

C - rögzített kiegyenlítő súly tömege, (itt C = A)

V - emelési sebesség.

A fentiekben ismertetett hidraulikus felvonó hátránya abban van. hogy rögzített és választható kiegyenlítő súllyal és a szükséges összekötővezetékkel ellátott járulékos segédhengert, valamint egy viszonylag költséges inverter-energiaforrást igényel.

A találmány révén megoldandó feladat abban van, hogy hidraulikus felvonó hajtására felhasznált villamos energia megtakarítására olyan eljárást és berendezést hozzunk létre, amelyek lehetővé teszik, hogy a felvonó gyakorlatilag állandó energiafogyasztás mellett gyakorlatilag azonos, jó hatásfokkal működjön.

A feladat megoldására olyan eljárást hoztunk létre, amelynek során a találmány szerint úgy járunk el, hogy a hajtóegység teljesítményét a felvonófülke minden egyes terhelése esetén a felfelé irányuló menetsebesség mindenkori illesztésével állandó értéken tartjuk.

Előnyös, ha a felfelé irányuló menetsebességet a felvonófülke által a nyomóközegre kifejtett nyomás révén szabályozzuk úgy, hogy a hidraulikus szivattyú kiszorítási térfogatát a maximális motorteljesítményhez állítjuk.

Előnyös továbbá, ha a felfelé irányuló menetsebességet a felvonófülke által a nyomóközegre kifejtett nyomás révén szabályozzuk úgy, hogy a villamos motor fordulatszámát a maximális motorteljesítményhez állítjuk.

A feladat megoldására továbbá az eljárás foganatosítására olyan berendezést hoztunk létre, amelynél a találmány szerint a hidraulikus szivattyú változtatható

HU 212 112 Β kiszorítási térfogatú, állítható szivattyú, ahol az állítható szivattyú és fővezetéket képező vezeték között az állítható szivattyút szabályozó nyomásszabályozó szelep van elrendezve.

Az eljárás foganatosítására továbbá olyan berendezést is létrehoztunk, amelynél a hidraulikus szivattyú térfogat-kiszorítás elvén működő, állandó kiszorítási térfogatú szivattyú, ahol a vezérlőszelepet a hengerrel összekötő vezetékhez erősítőn keresztül a villamos motort tápláló frekvencia-átalakítót a hengerben uralkodó nyomástól függően vezérlő mérőátalakító van kapcsolva.

A találmány révén elért előnyök lényegében abban vannak, hogy a hidraulikus felvonó tetszőleges terhelés esetén mindenkor azonos, állandó teljesítménnyel és jó hatásfokkal van meghajtva, ahol a névleges emelési sebességet a tapasztalat szerint leggyakrabban előforduló felvonóterhelés esetén, például két fővel terhelt felvonó esetén érjük el, míg üres járatban nagyobb, teljes terhelés mellett pedig kisebb emelési sebességet érünk el, továbbá a szállítási teljesítmény mindenkori kompenzálásához a süllyedési sebességet szeleprendszeren keresztül szintén a terheléstől függően szabályozzuk, ahol nagyobb terhelések esetén a süllyedési sebességet növeljük. Közepes csatlakozó teljesítmény, illetve az ehhez szükséges hajtóegység meghatározásához a választott névleges emelési sebességet és az ennek során szállított személyek tömegét vesszük figyelembe. Ennek eredményeként olyan hajtóegységet alkalmazhatunk, amely kisebb, mint az a hajtóegység, amelyet az egyes terhelések vonatkozásában állandó, azonos névleges emelési sebességgel jellemezhető hidraulikus felvonóhoz alkalmaznak.

A találmányi az alábbiakban egy előnyös kiviteli példa kapcsán a mellékelt rajzra való hivatkozással az alábbiakban részletesebben is ismertetjük, ahol a rajzon az

1. ábra egyik áramlási irányban változtatható kiszorítási térfogattal jellemezhető állítható szivatytyúval ellátott hidraulika vázlata, fokozatmentesen szabályozható nyomásszabályozó rendszerrel. a

2. ábra hidraulika vázlata térfogat-kiszorítás elvén működő szivattyúval, állandó kiszorítási térfogattal, frekvencia-szabályozott hajtómotorral a névleges terheléstől függő fokozat nélküli motorfordulatszám illesztéssel.

Az 1. ábrán látható 1 dugattyú-henger egység, amely 2 dugattyúval, 3 hengerrel és 4 dugattyúrúddal van ellátva. A 3 henger dugattyúoldala felől 5 vezetéken keresztül vezérlő vagy süllyesztő 6 szelep kimenetével van összekötve. A vezérlő 6 szelep a felfelé irányuló menethez A munkahelyzetbe, a lefelé irányuló menethez pedig B munkahelyzetbe állítható. A vezérlő 6 szelep bemenete és állítható 8 szivattyú kimenete fővezetékei képező 7 vezetékkel, az állítható 8 szivattyú bemenete, valamint 9 tartály bemeneti 10 vezetékkel van összekötve. Az állítható 8 szivattyú villamos 11 motorral van hajtókapcsolatban. A fővezetéket képező 7 vezetékhez 12 mellékvezeték csatlakozik, amely 13 fojtóelemen, valamint az állítható 8 szivattyú kiszorítási térfogatát szabályozó nyomásszabályozó 14 szelepen keresztül az állítható 8 szivattyúval van öszszekötve.

A 2. ábrán látható 21 dugattyú-henger egység, amely 22 dugattyúval, 23 hengerrel, valamint 24 dugattyúrúddal van ellátva. A 23 henger dugattyúoldala felől összekötő 25 vezetéken keresztül vezérlő 26 szelep kimenetével van összekapcsolva. A vezérlő 26 szelep a felfelé irányuló menethez A munkahelyzetbe, a lefelé irányuló menethez pedig B munkahelyzetbe állítható. A vezérlő 26 szelep bemeneti oldala, valamint térfogat-kiszorítás elvén működő 28 szivattyú kimenete 27 vezetékkel, a 28 szivattyú bemenete, valamint 29 tartály pedig bemeneti 30 vezetékkel van összekötve. A 28 szivattyú a ténylegesen meglévő terheléstől függően fokozatmentesen 32 frekvencia-átalakító által szabályozott villamos 31 motorral hajtókapcsolatban van. A 23 hengert és a vezérlő 26 szelepet egymással összekötő 25 vezetékre csatlakozó 34 vezetéken keresztül 33 mérőátalakító van csatlakoztatva. A 33 mérőátalakító villamos 35 vezetéken a 32 frekvencia-átalakítóhoz társított 36 erősítővel van összekötve.

Az 1. ábrán bemutatott elrendezés esetén 4 dugattyúrúd felvonófülkét mozgat felfelé, ennek érdekében a villamos 11 motor által hajtott, állítható 8 szivattyú a 7 vezetéken, az A munkahelyzetbe állított vezérlő 6 szelepen és az 5 vezetéken keresztül olajat nyom az 1 dugattyú-henger egység 3 hengerébe. Ennek során az állítható 8 szivattyút a nyomásszabályozó 14 szelep az 1 dugattyú-henger egység 3 hengerében uralkodó nyomástól függően oly módon állítja be, hogy állandó hajtóteljesítmény esetén az állítható 8 szivattyú által kiszorított térfogat a felvonófülkének a felfelé irányuló irányban mért azon menetsebességét határozza meg, amely a felvonófülkében meglévő terhelésnek felel meg. A felvonófülke növekvő terhelése esetén az 1 dugattyú-henger egység 3 hengerében uralkodó nyomás növekszik és az állítható 8 szivattyút úgy állítja be, hogy gyakorlatilag állandó hajtóteljesítmény mellett a 8 szivattyú által kiszorított térfogat és ezáltal a felvonófülkének a felfelé mutató irányban mérhető menetsebessége csökken.

A 2. ábrán bemutatott elrendezés esetén a 24 dugattyúrúd felfelé mozgatja a felvonófülkét, amikor is a villamos 31 motor által hajtott 28 szivattyú a 27 vezetéken, az A munkahelyzetbe állított 26 szelepen és a 25 vezetéken keresztül olajat nyom a 21 dugattyú-henger egység 23 hengerébe. Ennek során a villamos 31 motor táplálása és vezérlése a 32 frekvencia-átalakítón keresztül történik, éspedig a felvonófülke terhelésétől függő frekvenciával. A 33 mérőátalakító a csatlakozó 34 vezetéken keresztül a vezérlő 26 szelepet a 23 hengerrel összekötő 25 vezetékre van csatlakoztatva. A 33 mérőátalakító a mindenkori, a felvonófülkében uralkodó terhelésnek megfelelően a 23 hengerben uralkodó nyomást érzékeli és azt a 36 erősítőn és a 32 frekvencia-átalakítón keresztül megfelelő frekvenciává alakítja át. Ennek során a 28 szivattyút hajtó 31 motor

HU 212 112 B fordulatszáma oly módon változik, hogy a felvonófülke nagy terhelése esetén, azaz a 23 hengerben uralkodó nagy nyomás esetén alacsony frekvencia alakul ki és a 31 motor kis fordulatszámmal hajtja a 28 szivattyút. Ezáltal a 28 szivattyú által kiszorított térfogat gyakorlatilag állandó hajtóteljesítmény mellett kis értékre áll be, ugyanez vonatkozik a felvonófülke felfelé mutató irányban mérhető menetsebességére.

Mindkét, tehát az 1. vagy 2. ábrán bemutatott kiviteli példa esetén a felvonófülkének a lefelé mutató irányban mérhető menetsebességét a vezérlő vagy süllyesztő, B munkahelyzetbe állított 6, illetve 26 szelep oly módon szabályozza, hogy a süllyedési sebességet nagyobb terhelés esetén növeli.

Az 1. vagy 2. ábrán bemutatott kiviteli példák esetén olyan megoldás is elképzelhető, hogy a felfelé mutató irányban mérhető menetsebességeknek a felvonófülke mindenkori terheléséhez való fokozatmentes illesztése helyett közbenső megoldásokat alkalmazunk, amelyeknél az 1. ábra szerinti példa esetén például két vagy több definiált teljesítmény-koordinátával jellemezhető állítható szivattyút, vagy pedig a 2. ábra szerinti kiviteli példa esetén például különböző terhelésekhez rögzített fordulatszám fokozatokkal ellátott frekvencia szabályozót, hajtómotoron keresztül hajtott, térfogat-kiszorítás elvén működő szivattyút alkalmazunk.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás hidraulikus felvonó hajtására felhasznált villamos energia megtakarítására, amikor is villamos motor által hajtott hidraulikus szivattyú alkalmazásával nyomóközeget tartályból vezetéken keresztül hengerbe szivattyúzunk és ezáltal a felvonót felfelé mutató irányban mozgatjuk, míg a felvonó lefelé mutató irányban történő mozgatásához nyomóközeget a hengerből vezérlő vagy süllyesztő szelepen keresztül a tartályba visszaáramoltatunk, azzal jellemezve, hogy a hajtóegység teljesítményét a felvonófülke minden egyes terhelése esetén a felfelé irányuló menetsebesség mindenkori illesztésével állandó értéken tartjuk.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a felfelé irányuló menetsebességet a felvonófulke által a nyomóközegre kifejtett nyomás révén szabályozzuk úgy, hogy a hidraulikus szivattyú (8) kiszorítási térfogatát a maximális motorteljesítményhez állítjuk.
3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a felfelé irányuló menetsebességet a felvonófülke által a nyomóközegre kifejtett nyomás révén szabályozzuk úgy, hogy a villamos motor (11, 31) fordulatszámát a maximális motorteljesítményhez állítjuk.
4. Berendezés az 1. vagy 2. igénypont szerinti, hidraulikus felvonó hajtására felhasznált villamos energia megtakarítására szolgáló eljárás foganatosítására, amelynek hidraulikus szivattyúval összekötött villamos motorja, tartálya, valamint a tartálytól a hidraulikus szivattyúhoz, továbbá vezérlő vagy süllyesztő szelepen keresztül dugattyú-henger egység hengeréhez vezető vezetéke van, azzal jellemezve, hogy a hidraulikus szivattyú változtatható kiszorítási térfogatú, állítható szivattyú (8), ahol az állítható szivattyú (8) és fővezetéket képező vezeték (7) között az állítható szivattyút (8) szabályozó nyomásszabályozó szelep (14) van elrendezve.
5. Berendezés az 1. vagy 3. igénypontok szerinti eljárás foganatosítására, azzal jellemezve, hogy a hidraulikus szivattyú (28) térfogat-kiszorítás elvén működő, állandó kiszorítási térfogatú szivattyú (28), ahol a vezérlőszelepet (26) a hengerrel (23) összekötő vezetékhez (25) erősítőn (36) keresztül a villamos motort (31) tápláló frekvencia-átalakítót (32) a hengerben (23) uralkodó nyomástól függően vezérlő mérőátalakító (33) van kapcsolva.