專利名稱：液壓升降機的伺服控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液壓升降機的一種電動伺服控制系統(tǒng)。
本發(fā)明是本發(fā)明人先前的1974年12月27日題為“液壓升降機的驅(qū)動控制系統(tǒng)”(“Drive Control Systems for a Hydraulic Elevator”)的英國專利1,378,345中公開的發(fā)明的補充發(fā)明。
液壓升降機應(yīng)能緩和而準(zhǔn)確地趨近預(yù)定的停泊位置。為使升降機在上行停泊時其底板與樓層的地板齊平，它在最后階段是以徐進的速度由下方驅(qū)近停泊點的。眾所周知的采用液壓機械速度控制法的閥門在不同的程度上是與載荷和粘滯性有關(guān)的。這類正確設(shè)計的閥門，高度可靠，控制性能又好，但不適合作遙控或自動重調(diào)用。
近幾年來，某些升降機要求提供各樓層之間行駛時間的一致性。有人試圖用計算機控制來滿足這類要求。但這樣做并不能提高升降機運行的可靠性。相反，經(jīng)驗證明，在采用計算機控制原理來滿足新要求的地方比采用機械閥的地方更經(jīng)常發(fā)生問題和檢修的情況。
此外，市面出售的那些電子伺服閥效率較低。這是由于上行過程中流量測定系統(tǒng)的壓力降過大或由于為了避免因機械上的限制(例如油泵的輸出已達最大值)致使達不到饋入電子程序中的目標(biāo)速度時發(fā)生的不穩(wěn)定情況而將液流旁路的緣故。
用來測定流量響應(yīng)活塞運動的采用霍爾效應(yīng)感應(yīng)式傳感器(美國專利5,115,684)的電子控制升降機閥，因它要安裝其運動平行于流量響向應(yīng)活塞本身且具有與流量響應(yīng)活塞本身一樣距離的磁鐵而受到限制。這限制了閥的這一部分在設(shè)計上的選擇。此外，磁鐵的磁化和安裝要求嚴(yán)格而往往導(dǎo)致系統(tǒng)的工作不能令人滿意。
感應(yīng)式傳感器已獲得專利權(quán)的另一種應(yīng)用是用來只警告計算機圓錐形止回閥業(yè)已打開。這類感應(yīng)式傳感器本來就不適宜探測止回閥已打開的距離，而此距離正是伺服控制升降機所需要的。
本發(fā)明的目的是將液流響應(yīng)盤較大的移動轉(zhuǎn)換成具有可經(jīng)濟地實現(xiàn)的頻率感應(yīng)模擬距離測定傳感器的小距離測定能力。這樣就可以用電子學(xué)的方法測量經(jīng)油路流向油缸的液流的流速，以便利用計算機將其與所要求的流量相比較，以達到必要時啟動校正液流量的過程的目的。本發(fā)明特別適用于與驅(qū)動液壓升壓機的油缸的運動有關(guān)的場合。
本發(fā)明的另一個目的是將電子伺服控制原理應(yīng)用到液壓控制閥，使液壓升降機可以可靠地提供具有各種可供選擇的平穩(wěn)、準(zhǔn)確的升降特性。
本發(fā)明的另一個目的是以最少的電能控制升降機的運動。
本發(fā)明還有另外一個目的，即采用電子流量傳感器，將其與計算機結(jié)合起來，來估計升降機已走過的距離，以便在待走完的剩余行程中確定或改變升降機的速度，從而達到準(zhǔn)確停泊和乘客舒適的目的。
本發(fā)明的另一個目的是由機算機將上述操作性能儲存起來并加以評估，以便修改以后各項操作的控制信號，達到縮短升降時間或其它所要求的升降性能特性的目的。
本發(fā)明的另一個目的是在電子控制閥的控制油路系統(tǒng)中裝上過載安全電磁閥，以便可以快速降低液流流量，從而在運動失控的情況下使升降機吊艙在上下行行程中慢下來。


圖1是升降機升降控制閥的原理線路圖。
圖2是流量檢測閥的剖視圖，可以看到流量檢測線圈有一個流量響應(yīng)盤在軸向與對稱、圓錐形的感應(yīng)式型材構(gòu)成一個整體，型材尖端有一個頻率感應(yīng)模擬距離傳感器，與流量線圈的軸線垂直。
要啟動升降機使其上行，就要將電動泵11接上電源，于是液流就通過旁通閥2的孔口3輸送到控制閥的泵腔13中，經(jīng)回流通道7和10返回液槽70。在電動機接上電源的同時，電磁閥22和25被加上電。電磁閥22是個常開的開/閉閥，電磁閥25是個常開的比例閥，經(jīng)固定孔板9流向旁通閥腔6的控制油量即可通過電磁閥25以反比于線圈電信號強度的流速排入油槽70中。
該電信號的強度由流量檢測閥50確定，流量檢測閥50測得流到油缸使升降機上行的油流量。此流量檢測閥50主要由流量檢測線圈52和頻率感應(yīng)模擬距離傳感器59組成。已編程在計算機中的流量檢測線圈52的目標(biāo)運動與流速檢測線圈52的實際運動相比較，從而可以計算出需要的校正量，并將經(jīng)校正的電氣信號加到電磁閥25上。如果升降機沒有按所編程的那樣加速或加速得不充分，計算機就增加加到電磁閥25的輸出，再使其關(guān)閉，從而使旁通腔6中的控制壓力上升，并使旁通閥克服旁通彈簧3的開閥力前移，直到泵腔13中的壓力上升得超過油缸腔45中的壓力為止。這時候，升降機開始加速上行。升降機的繼續(xù)加速和由流量檢測閥50監(jiān)視以后包括快速、減速、慢速趨近速度和停泊在內(nèi)的所有運動。流量檢測閥50將流至油缸49表示升降機運動的實際被轉(zhuǎn)換的液流量值傳送給計算機，以便與上述目標(biāo)值相比較。
調(diào)節(jié)螺絲5的作用是限定旁通閥2的打開或靜止位置，并在泵11一旦運轉(zhuǎn)時確保系統(tǒng)中的初始控制壓力。
流量檢測閥50(圖2)有一個安裝在軸56上的金屬流量檢測線圈42組成，線圈在軸上沿軸向在中心位置上，彈簧57朝外抵壓滑動軸套58，滑動軸套58則抵壓流量檢測閥的內(nèi)凸肩61。線圈52的一端有一個流量響應(yīng)盤53，與線圈52構(gòu)成一個整體，靠近固定的環(huán)55配置，但可在環(huán)55中滑動，從而使液流無論從通道45流向通道48或從通道48流向通道45都可以沿一個方向或另一個方向?qū)⒘髁宽憫?yīng)盤53連同線圈52一起移動。線圈52外徑上沿軸線有一個薄斷面的對置的雙圓錐體54，雙圓錐體的峰界對準(zhǔn)與線圈軸線成直角安裝的頻率感應(yīng)模擬距離傳感器59的傳感表面51的中心配置。
流經(jīng)流量檢測閥50的液流流量確定了盤53與環(huán)55之間被擴開的孔口的大小，這個孔口的大小直接影響流量線圈沿軸56移動的距離，這在相應(yīng)的程序上影響距離傳感器59與線圈錐體表面54之間的間距。距離傳感器59測量比變化著的距離并傳遞給計算機處理。
在升降機正常上行的整個操作過程中，上升安全電磁閥22(圖1)一直被加電。若升降機因計算機系統(tǒng)的一個干擾而產(chǎn)生不希望有的運動，例如超速或振蕩，則只要泵11繼續(xù)運轉(zhuǎn)且電磁閥25仍然通電，通過使電磁閥22斷電，就可以使升降機立刻降到機械調(diào)節(jié)的低速。另一方面，若需要令升降機以特低的速度上行，例如，在檢查升降機期間，或因升降機漏油、系統(tǒng)冷卻或吊艙加載而使升降機已低離樓層地板若干毫米情況，為了上行齊平的目的，則通過驅(qū)動再齊平開關(guān)(圖中未示出)，電磁閥25被加以最大功率并驅(qū)動泵，與此同時，上行安全電磁閥22維持?jǐn)嚯姟?br> 由于旁通閥2在經(jīng)固定孔板9流入旁通腔6的控制油流的作用下前移，從而確保升降機進入低上行齊平速度。該控制油流從旁通腔16排出，通過油路20、油路21、電磁調(diào)22流入油槽70，這一過程是經(jīng)由可調(diào)孔板18進行的?？烧{(diào)孔板18在止回閥14按其受其彈簧15作用而前移閉合的位置或多或少遮住所述可調(diào)孔板時受止回閥桿狀延伸部分16的控制邊緣17的限制。止回閥彈簧15的液壓平衡位置取決于流經(jīng)旁通閥開口3的液流量，開口3又確定從泵腔13流向閥50油缸腔45，從而也確定流到油缸的，剩余液流量，由此直接控制升降機的慢上行齊平速度?？烧{(diào)孔板18的位置確定了止回閥14獲得液壓平衡的位置，因而確定了升降機的速度。此可調(diào)孔板18的位置可以通過向里或向外調(diào)節(jié)螺絲19加以改變，以便獲得需要的升降機的較快或較慢的機械上行齊平速度。
這種慢上行齊平速度系統(tǒng)正是1974年12月27日公布的本發(fā)明人的英國專利說明書1,378,345的本來主題。
但上述將這種系統(tǒng)作為靈敏電子伺服閥的安全零件來備用應(yīng)用卻是前所未有的。
為使升降機下行，由于流量檢測線圈52的功能對稱結(jié)構(gòu)，因而流經(jīng)流量檢測閥50的液流對頻率感應(yīng)距離傳感器從而對需要校正加到下行用的下行比例式電磁閥39上的電能時，傳送到計算機的信號的影響實際上與上行時所述的一樣，只是泵11無需運轉(zhuǎn)，液流反向流動，因而流量檢測線圈52反向運動，即沿油缸至油槽或油缸腔47至油缸腔45的一般方向流動和移動，且下行安全電磁閥41通電。
至于上行時，在升降機超速或振蕩的情況下，可能需要在下行安全電磁閥的下行安全線圈仍然通電和斷電的情況下切斷關(guān)閉著的比例式電磁閥的線圈39的電源，使升降機的以慢速下行。
這時，下行閥31在經(jīng)固定孔板44流入下行閥腔40的控制液流的作用下前行，從而使升降機進入慢下行齊平速度，此控制油流從下行閥腔通過油路30排到油路38是借助于孔板36進行的，孔板36的孔在由彈簧33壓在下行閥31上的桿34的控制邊緣37或多或少蓋住下行閥31的所述影響下行的液壓平衡位置時受桿34控制邊緣37的限制，該液壓平衡位置確定了液流可從油缸流至油槽70的下行導(dǎo)流件32孔口的大小，從而確定升降機的下行速度。
下行速度調(diào)節(jié)螺絲35中孔板36相對于下行閥的位置可以通過往里或往外轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺絲加以改變，從而可以按要求機械地設(shè)定液壓控制的下行慢速。
下行安全電磁閥的另一個用途是在升降機不以所要求的方式工作時通過切斷下行安全線圈的供電使下行的升降機完全停下來。
螺絲39機械地限制下行閥的最大開口度，從而限制升降機可能有的最大下行速度。
權(quán)利要求
1.一種液壓升降機控制閥的流量檢測裝置包括a)一個閥殼體；b)一個液流環(huán)，被固定在閥殼中，其中心兩側(cè)呈錐體；c)一個流量響應(yīng)金屬線圈，其橫斷面的一端呈圓盤形，可沿線圈的軸線在液流環(huán)中移動；d)所述圓盤在無液流的情況用彈簧相對于液流環(huán)固定在中心位置。因此，在任何方向流動的通過油路的液流可以使圓盤位移，且使液流流過的圓盤與環(huán)之間的空間隨流過該空間的流速成比例地擴大；其改進包括所述圓盤的所述運動加到作為圓盤一部分的金屬線圈，沿線圈軸線距盤形部分一段距離處有一簿斷面的對置雙圓錐形的部分，雙圓錐形的峰界在無液流的情況下對準(zhǔn)頻率感應(yīng)模擬距離傳感器的傳感點配置，從而使圓錐形部分與距離傳感器的傳感點之間的間距在有液流且流量檢測線圈按比例向液流移動時增加，從而無級地改變傳感所測得的感應(yīng)信號的強度(其中距離傳感器附在閥殼壁上從閥殼壁突出來，垂直于流量檢測金屬線圈的軸線)，此計算機上此信號強度變化并進行評估，用以按比例修正輸出到電磁線圈的電功率，該電磁線圈控制著比例式控制電磁閥，無級地控制來自旁通閥控制腔的控制油量，從而控制著作用到旁通閥控制腔內(nèi)的控制壓力，以便使旁通閥運動，這樣，可控地將主液流的多余部分轉(zhuǎn)引到油槽中，獲得直接流到油缸的正確液流量，從而使升降機以目標(biāo)速度或變速升降。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，利用流量響應(yīng)線圈和液流環(huán)的功能對稱性，將升降機上行的原理應(yīng)用于升降機的下行。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，將一個輔助雙位開閉式電磁閥與電子控制的無線調(diào)節(jié)下行電磁閥在液壓線路上串聯(lián)連接，從而凡一在無級調(diào)節(jié)電磁閥正常調(diào)節(jié)情況下升降機超速時，在下行情況下通電和打開的雙位下行電磁閥在斷電時迅速閉合，從而切斷從下行閥控制腔排出的控制油流，同時從油缸壓力管線輸入的控制液流流經(jīng)可調(diào)節(jié)的孔板，于是快速而平穩(wěn)地將下行閥關(guān)上，從而避免升降機進一步超速下落。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，輔助二位電磁閥在無級調(diào)節(jié)下行電磁閥仍然不工作的情況下被通電單獨工作時，如說明書中所詳述的那樣，它控制下行閥的受限制的開口，通過機械設(shè)定的液壓控制下行慢速裝置使升降機慢速下行。
5.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，在液壓線路上給輔助雙位電磁閥并聯(lián)上一個手動雙位(開-閉)閥，從而使升降機在手動打開手動雙位閥時無需電源就可以慢速下行。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，將輔助雙位電磁閥從液壓線路上除去，只留下手動雙位閥，供在機械調(diào)定的慢速下使升降機慢速下行。
全文摘要
一種液壓升降機上行控制系統(tǒng)，在其正常情況下給升降機油缸提供壓力的油源的提供液油和回油管線之間接上一個循環(huán)閥。循環(huán)閥由計算機調(diào)節(jié)的無線調(diào)節(jié)電磁閥控制，由該電磁閥影響循環(huán)閥工作腔中的油壓，因而控制循環(huán)閥孔口的大小，從而控制流過循環(huán)閥的油量。這反之又影響通過液流測量閥流向油缸的液流量，可以有選擇地調(diào)節(jié)升降機的升降速度，便于在升降機吊艙趨近其相對于大廈上樓層的停泊點時快速、平穩(wěn)、準(zhǔn)確地控制升降機。
文檔編號G05D7/06GK1136008SQ9610442
公開日1996年11月20日 申請日期1996年3月25日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月28日
發(fā)明者R·W·布萊恩 申請人:羅伊·W·布萊恩