привод подъемника

Формула изобретения

1. Привод подъемника (26), содержащий двигатель (6) с по меньшей мере одним прикрепленным к плите рамы статором (14), имеющим обмотку (15), и дисковидным ротором (17), отделенным от статора (14) воздушным зазором (ir) и установленным на валу (13) посредством по меньшей мере одного подшипника (16), тянущий блок (18) с канавками (19) для тросов, прикрепленный к ротору (17) и предназначенный для приведения в движение тросов (2) подъемника (26), отличающийся тем, что воздушный зазор (ir) расположен в плоскости, простирающейся перпендикулярно валу двигателя или по поверхности усеченного конуса, простирающейся коаксиально валу двигателя, статор (14) представляет собой кольцевидный сектор (28), а тянущий блок (18) имеет диаметр (2Rv), меньший диаметра (2Rr) ротора (17).

2. Привод подъемника (26) по п.1, отличающийся тем, что ротор (17) расположен в центре двигателя (6) симметрично относительно осевой линии (7), статор (14) выполнен с двумя обмотками (15), размещенными по одной с каждой стороны ротора (17), а тянущий блок (18) разделен на две части (18a, 18b), размещенные по одной с каждой стороны ротора (17).

3. Привод подъемника (26) по п.1 или 2, отличающийся тем, что кольцевидный сектор (28) статора (14) разделен на подсекторы (28a, 28b, 28c).

4. Привод подъемника (26) по п.3, отличающийся тем, что подсекторы (28a, 28b, 28c) кольцевидного сектора (28) статора (14) расположены на заданном расстоянии друг от друга.

5. Привод подъемника (26) по п.1 или 2, отличающийся тем, что все тросы (2) подъемника (26), приводимые тянущим блоком (18), пропущены через проем (27) статора между концевыми сторонами его кольцевидного сектора (28).

6. Привод подъемника (26) по п.3 или 4, отличающийся тем, что тросы (2) подъемника (26), идущие в одном и другом направлениях, пропущены соответственно через проемы (27a) и (27b) соответственно между концевыми сторонами (29a) подсекторов (28a) и (28c) и концевыми сторонами (29b) подсекторов (28a) и (28b) кольцевидного сектора (28) статора (14).

7. Привод подъемника (26) по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что статор (14) двигателя (6) имеет диаметр (2Rs), больший диаметра (2Rv) тянущего блока (18).

8. Привод подъемника (26) по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что двигатель (6) установлен между двумя плитами (11, 12) рамы, при этом вал (13) двигателя (6) находится под прямым углом к плитам (11, 12).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к привозу подъемника, состоящему из двигателя и тянущего блока, предназначенного для перемещения тросов подъемника, подшипника, вала, статора с обмоткой и вращающегося дисковидного ротора.

Обычно привод подъемника состоит из двигателя подъемника, который через зубчатую передачу осуществляет привод блока, вокруг которого пропускаются подъемные тросы. Двигатель подъемника, зубчатая передача и блоки обычно размещаются в машинном помещении над шахтой подъемника. Они могут также размещаться позади или ниже шахты подъемника.

Другим известным решением является размещение привода подъемника в противовесе подъемника. Система с традиционным приводом подъемника, размещенным в противовесе, описана, например, в публикации US 3101130. Недостатком размещения двигателя подъемника в этом решении является то, что оно требует большой площади поперечного сечения шахты подъемника.

Третьим известным решением является использование в качестве привода подъемника линейного двигателя с его размещением в противовесе.

Использование линейного двигателя в качестве привода подъемника связано с трудностями, поскольку или первичная, или вторичная часть двигателя должна иметь длину, равную длине вала. Поэтому использование линейных двигателей в качестве двигателей подъемников связано со значительными затратами. Линейный двигатель для подъемника, размещенный в противовесе, описан, например, в публикации US 5062501. Однако линейный двигатель, размещенный в противовесе, обладает определенными преимуществами, например отсутствием потребности в машинном помещении, и тем, что для двигателя требуется относительно небольшая площадь поперечного сечения противовеса.

Двигатель подъемника может также быть со внешним ротором, когда тянущий блок соединен непосредственно с ротором. Такая конструкция представлена, например, в публикации US 4771197. У двигателя отсутствует зубчатая передача. Проблема такой конструкции заключается в том, что для достижения достаточного крутящего момента необходимо увеличить длину и диаметр двигателя. В конструкции, представленной в патенте US 4771197, длина двигателя дополнительно увеличивается тормозом, который располагается рядом с канавками для троса. Кроме того, длина двигателя еще больше возрастает за счет блоков, на которые опирается вал двигателя.

В публикации US 5018603 на фиг. 8 в той же публикации представлен двигатель подъемника, в котором воздушный зазор ориентирован в направлении, перпендикулярном валу двигателя. Такой двигатель называется дисковым двигателем или двигателем с дисковым ротором. Эти двигатели не имеют зубчатой передачи, что означает, что двигателю требуется более высокий крутящий момент, чем крутящий момент двигателя с зубчатой передачей. Потребность в более высоком крутящем моменте вновь ведет к увеличению диаметра двигателя. В двигателях, описанных в публикациях US 5018603 и US 4771197, самой внешней частью является тянущий блок, оставляя эффективную магнитную область обмоток двигателя внутри тянущего блока. Это является недостатком в тех случаях, когда от двигателя требуется большой крутящий момент.

Целью настоящего изобретения является нахождение нового конструкционного решения привода подъемника, позволяющего устранить перечисленные выше недостатки двигателей подъемников, изготовленных на основе существующей технологии. Другой целью является получение плоского двигателя подъемника, который может быть размещен в противовесе или шахте подъемника и который может использоваться для изменения скорости подъемника.

Отличия изобретения представлены в отличительной части пункта 1. Другие варианты реализации изобретения характеризуются в пунктах 2-13.

К преимуществам изобретения относятся следующие.

Использование конструкции двигателя, являющейся предметом настоящего изобретения позволяет получить более высокий крутящий момент по сравнению двигателем с внешним ротором такого же объема, поскольку двигатель, являющийся предметом настоящего изобретения, может иметь воздушный зазор с более значительной площадью поперечного сечения.

Поскольку диаметр тянущего блока меньше, чем у ротора, момент на периферии тянущего блока оказывается больше на величину, соответствующую соотношению диаметров, по сравнению с тем случаем, когда тянущий блок оказался бы расположен, например, по периферии ротора.

Кроме того, к одному и тому же ротору могут крепиться тянущие блоки различного диаметра, вызывая соответствующее изменение тянущего усилия, которое прикладывается приводом к тросам. Эту особенность можно использовать для установки нужной скорости подъема в определенных пределах.

Конструкция двигателя способствует улучшению его охлаждения, поскольку статор может быть разделен на секторы, пропускающие охлаждающий воздух в ротор для его охлаждения. При таком решении наружная площадь статора больше, чем в обычном двигателе, так что ротор и статор хорошо охлаждаются. Когда двигатель в соответствии с настоящим изобретением размещается в противовесе, улучшению охлаждения способствует движение противовеса.

В сравнении с линейным двигателем двигатель, являющийся предметом изобретения при использовании в качестве двигателя подъемника обладает тем преимуществом, что делает ненужным изготовление ротора или статора, проходящего по всей длине шахты подъемника.

Проблема, касающаяся пространства, необходимого для двигателя, которое ограничивает использование двигателя, описанного в публикации US 4771197, также решается настоящим изобретением, поскольку осевая длина двигателя, являющегося предметом изобретения, меньше. Поэтому площадь поперечного сечения двигателя/противовеса, являющегося предметом настоящего изобретения, также невелика относительно поперечного сечения шахты подъемника, и двигатель/противовес может таким образом быть легко размещен в пространстве, обычно предусмотренном для противовеса.

Осевая длина двигателя, являющегося предметом настоящего изобретения, очень мала. Небольшая осевая длина означает также, что привод подъемника, являющийся предметом настоящего изобретения, может быть размещен в различных местах шахты подъемника, например в месте отводящего шкива или же в нижней или верхней части шахты, без увеличения размеров шахты по сравнению с обычными.

Двигатель, являющийся предметом изобретения, может быть размещен в противовесе симметрично относительно направляющих рельсов подъемника, что является преимуществом в том, что касается требующийся прочности направляющих рельсов.

Двигатель может быть реактивным, синхронным, асинхронным или двигателем постоянного тока.

Ниже изобретение описывается подробно на примере варианта реализации со ссыпкой на чертежи, на которых:

на фиг. 1 представлено поперечное сечение привода подъемника согласно известным техническим решениям,

на фиг. 2 представлен привод подъемника, являющийся предметом настоящего изобретения, наблюдаемый по направлению вала двигателя,

на фиг. 3 представлен привод подъемника согласно другому варианту реализации настоящего изобретения, наблюдаемый по направлению вала двигателя,

на фиг. 4 представлено поперечное сечение привода подъемника, являющегося предметом настоящего изобретения,

на фиг. 5 представлено поперечное сечение привода подъемника согласно третьему варианту реализации настоящего изобретения,

на фиг. 6 представлен привод подъемника согласно фиг. 5, наблюдаемый по направлению вала двигателя, и

на фиг. 7 представлен воздушный зазор, представленный в косом положении.

На фиг. 1 показан известный двигатель подъемника, в котором вал двигателя 106 и статор 103 с обмоткой статора закреплены на опорном кронштейне 101 с помощью опорного элемента 102. На валу 106 вращается диск 109 с тянущим блоком 107 с канавками, закрепленным на его наружной части. Диск и тянущий блок образуют чашевидную конструкцию, в которой тянущий блок является самой внешней частью двигателя. На диске закреплен также ротор 108 с обмоткой. Фиг. 1 соответствует фиг. 8 в публикации US 5018603.

На фиг. 2 представлен привод подъемника 26, являющийся предметом настоящего изобретения и наблюдаемый по направлению вала двигателя 13 (фиг. 4, разрез по линии А-А), со снятой передней плитой рамы ("щитом") 11. Двигатель 6 размещен между плитами рамы 11 и 12. Вал двигателя 13 установлен на середине диаметров плит рамы, образуя таким образом симметричную конструкцию. Вал 13 закреплен относительно плит рам 11 и 12, а подшипник 16 располагается между валом 13 и ротором 17. С другой стороны, подшипник 16 может быть помещен между плитами рамы и валом. С помощью крепежных изделий 35 к ротору прикреплены два тянущих блока 18, снабженных канавками для тросов 19. В поперечном разрезе статор имеет форму кольцеобразного сектора 28, однако размеры и форма сектора могут варьироваться; он может состоять, например, из ромбических деталей. Тросы подъемника 2 проходят через отверстие 27 по концевым сторонам 23 сектора. Тросы, идущие в различных направлениях, обозначены как 2a и 2b. Статор 14 прикреплен к плитам рамы 11 и 12 с помощью крепежных изделий статора 30. Плиты рамы соединены вместе по углам посредством соединительных элементов 37. Двигатель установлен на основании 31 путем крепления плит рамы 11 и 12 к рельсам 33 на основании 31 посредством изделий для крепления двигателя 34. Представленные выше устройства образуют привод подъемника 26, который устанавливают на место работы с помощью элементов крепления основания 32, например винтов. Для подъема и установки привода подъемника он снабжен подъемными элементами 36. Возможна также установка привода подъемника 26 на место работы непосредственно на плитах рамы 11 и 12.

На фиг. 3 представлен привод подъемника, аналогичный показанному на фиг. 2, за исключением того, что в этом варианте реализации сектор статора 28 разделен на три отдельных более мелких сектора 28a, 28b и 28c. Преимуществом этого варианта является более эффективное охлаждение ротора. Улучшается также и охлаждение статора, поскольку сектора статора имеют более значительную площадь охлаждаемой поверхности. Другим преимуществом является то, что секторы статора могут быть изготовлены с использованием преимущества, предоставляемого идентичной конструкцией секторов.

В варианте реализации изобретения, представленном на фиг. 3, все тросы подъемника 2, привод которых осуществляется тянущим блоком 13, могут быть пропущены через отверстие 27a между двумя подсекторами статора, например 28a и 28b, между концевыми сторонами 29a или же они могут быть расположенным таким образом, что тросы подъемника 2a, идущие в одном направлении, пропускаются через отверстие 27a между подсекторами 28a и 28c статора 14 между концевыми сторонами 29a, в то время как тросы подъемника 2b, идущие в другом направлении, пропускаются между подсекторами 28a и 28b статора 14 между концевыми сторонами 29b. На фиг. 3 представлен последний вариант. Размеры и форма подсекторов статора могут варьироваться, они могут например, иметь ромбическую иди прямоугольную форму при наблюдении по направлению вала двигателя.

На фиг. 4 представлен разрез по линии B-B привода подъемника, показанного на фиг. 2. Двигатель прикреплен к плитам рамы 11 и 12 секторами статора 28 и валом двигателя 13. Таким образом, плиты рамы 11 и 12 образуют торцевые щиты двигателя и служат деталями, передающими реакцию опоры двигателя. В целях наглядности плиты рамы 11 и 12 и основание 31 в разрезе по линии B-B не выделены косыми линиями. Тросы подъемника 2 представлены только иx поперечными разрезами на нижнем краю тянущего блока.

Ротор 17 установлен на валу двигателя 13 с подшипником 16. Ротор имеет дисковидный корпус, размещенный по существу на середине вала 13 в осевом направлении. Тянущий блок 18 состоит из двух кольцевидных половин 18a и 18b, имеющих одинаковый диаметр и снабженных канавками для тросов 19, причем эти половины помещены на роторе в противоположных сторонах в осевом направлении, между обмоткой 30 и валом двигателя. На каждой половине тянущего блока может быть размещено одинаковое количество тросов подъемника. Конструкция привода подъемника симметрична как относительно осевой линии 7, так и плоскости сечения B-B на фиг. 2.

Диаметр 2 Rv тянущего блока меньше диаметра 2 Rv статора или диаметра 2 Rv ротора. Диаметр 2 Rv тянущего блока, закрепленного на роторе 17, может варьироваться относительно диаметра ротора 2 Rv, давая тот же эффект, что и использование зубчатых колес с различными передаточными отношениями между двигателем подъемника и тянущим блоком. Две половины 18a и 18b тянущего блока прикреплены к диску ротора 17 известными крепежными изделиями, например винтами. Естественно, что две половины 18a и 18b тянущего блока могут быть объединены с ротором, образуя единый узел. Ротор и тянущий блок двигателя, являющегося предметом изобретения могут быть выполнены путем изготовления сначала тянущего блока с последующим добавлением вокруг него диска ротора.

Статор 14 с его обмоткой 15 может быть выполнен из одного или нескольких подсекторов статора 28a, 28b, 28c, как показано на фиг. 3. Каждый подсектор статора может представлять конструкцию в форме руки, охватившей край ротора. Размеры и форма подсекторов 28a, 28b, 28c могут варьироваться. Угол подсектора может равняться, например 60^o. Суммарный угол подсекторов статора может обычно варьироваться в пределах 240-300^o. Подсектора статора 28a, 28b, 28c могут также размещаться несимметрично, оставляя между подсекторами одно или несколько отверстий, которые больше других, хотя на фиг. 3 представлено симметричное решение. Ротор 17 и статор 14 разделены двумя воздушными зазорами ag, ориентированными таким образом, что образуемые ими плоскости по существу перпендикулярны валу двигателя 13. В конструкции двигателя, представленной на фиг. 4, может быть применен воздушный зазор, косо ориентированный относительно вала.

В сравнении с двигателями, изготовленными в соответствии с применяемой до сих пор техникой, привод (и двигатель) подъемника, являющийся предметом настоящего изобретения, очень плоский. Поэтому он может быть установлен во многих таких местах системы подъемника, где известные до сих пор двигатели трудно и даже невозможно установить, не увеличивая необходимое пространство. В случае необходимости привод подъемника 26 может также быть снабжен тормозом, который размещен, например, в тянущем блоке, между ротором 17 и плитами рамы 11 и 12. Ротор легко оборудовать вспомогательными приборами, такими как импульсный тахометр для измерения скорости и расстояния.

На фиг. 5 показан третий вариант реализации изобретения. Для того, чтобы сделать чертеж более достоверным, масштаб по продольной оси вала увеличен. На фиг. 5 представлен разрез по линии D-D с фиг. 6. Этот вариант реализации имеет только одну плиту рамы 11, к которой надежно прикреплен вал 13. Один конец плиты рамы 1 изогнут под углом, позволяя подвешивать привод подъемника, прикрепляя изогнутую часть к опорному элементу над ней. Можно также повернуть привод подъемника на 180^o, и в этом случае тросы подъемника проходят вверх от тянущего блока, а привод монтируется в вертикальном положении путем кропления его к основанию изогнутой частью плиты рамы 11. С другой стороны, привод может быть прикреплен вертикальной частью плиты рамы 11, однако в этом случае частично будет утеряно преимущество, связанное с плоскостностью оборудования. Между ротором 17 и статором 14 имеется только один воздушный зазор ag, образующий плоскость, по существу перпендикулярную оси вала двигателя. Тянущий блок 18 состоит лишь из одной части вместо двух частей, расположенных с противоположных сторон ротора на фиг. 2 ... 4. Применение конструкции двигателя, проиллюстрированной на фиг. 5-6, позволяет получить привод подъемника как можно более плоской конструкции.

На фиг. 6 представлен поперечный разрез привода подъемника с фиг. 5 по линии C-C. Тросы подъемника но показаны, но они будут направлены вниз от тянущего блока 18 на чертеже. Диаметр тянущего блока меньше диаметра ротора, как и у приводов подъемника, представленных на фиг. 2 ... 4. Размер сектора статора 28 составляет примерно 180^o и он может быть разделен на подсектора 28a, 28b, 28c как на фиг. 3. Подсектора могут быть размещены плотно прижатыми или на некотором расстоянии друг от друга.

На фиг. 7 представлен вариант реализации изобретения, который в целом идентичен показанному на фиг. 5 за исключением того, что поперечное сечение плоскости, образуемой воздушным зазором, выполненное в направлении вала, находится в наклонном положении относительно вала. Воздушный зазор образует поверхность, имеющую форму усеченного конуса. Это позволяет в случае необходимости несколько увеличить длину воздушного зазора в сравнении с длиной воздушного зазора, показанной на фиг. 5.

Специалисту в данной области техники должно быть ясно, что варианты реализации настоящего изобретения не ограничиваются примером, описанным выше, но могут варьироваться в пределах формулы изобретения, представленной ниже.