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CN1124377C - 合成纤维绳索以及使用其作为承重元件的起重机设备 - Google Patents

合成纤维绳索以及使用其作为承重元件的起重机设备 Download PDF

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Abstract

一种用作起重机的承重元件的合成纤维绳索(1)，由一束增强的承重合成纤维股线(2)和至少一个温度传感器元件(9)组成，该温度传感器元件(9)沿合成纤维绳索(1)的长度依赖于温度形成一个传导连接并且包括用来检测其传导性的检测装置(11，12，13，21)。一种有至少一个联接起重机机箱和平衡物的承重元件的起重机设备，其中的承重元件是所述的合成纤维绳索(1)。

Description

合成纤维绳索以及使用其作为承重元件的起重机设备
技术领域
本发明涉及一种合成纤维绳索，尤其是用作起重机的承重元件的合成纤维绳索，该绳索由一束增强的承重合成纤维材料组成，以及有至少一个联接起重机机箱和平衡物的承重元件的起重机设备，其中的承重元件是所述的合成纤维绳索。
背景技术
用增强的合成纤维绳索代替常规的金属丝绳索获得了越来越多的应用，例如应用在一方面需要很长的绳索长度，另一方面因为能量的原因需要有尽可能小的移动质量的起重设备中。
这种合成纤维绳索是线性增强的化学纤维材料的纺织产品，该化学纤维材料优选是芳族聚酰胺类(aramides)或聚酰胺类，被纺成股绳，并不经旋转直接形成绳索，经两步或多步加捻和/或加护套产生。然而，与钢索相比，在它们最后熔化前即使在实际上还比较低的温度下，化学纤维的绳索断裂强度就显著降低。芳族聚酰胺类的熔点在450到500摄氏度之间。在大于180摄氏度时，合成纤维绳索的承重能力已经开始降低。
为了能够使用这种合成纤维绳索，尤其是在搬运技术中，例如起重机结构中作为运行的缆绳，有必要确定无疑地识别缆绳的状态。
为了这一目的，从申请人的欧洲专利0 731 209 A1中可以知道容易识别要废弃的合成纤维绳索的设备。这一设备的作用原理在于指示纤维整合在一些有特定机械特性的增强纤维股线中。这些指示纤维的材料特性取决于承重的合成纤维的特性，其中选择致断延伸率和弹性模量，使得由于材料疲劳和磨损等造成的指示纤维断裂比承重纤维早。目前正实施这些指示纤维，并通常在测量技术中对它们进行监测。假如持续的监测发现一些预定数目的指示纤维断裂，那么就不得不用一根新的绳索更换该绳索。
使用目前所述的设备，可以容易地识别机械载荷引起的绳索结构和功能的故障，但是这样就不能很好地满足对合成纤维绳索强加的特定防火要求。
发明内容
使用本发明的合成纤维绳索，满足开发一种在引言中陈述的那种合成纤维绳索的目标，这样在过热和/或起火情况下就确保操作的安全性。该合成纤维绳索尤其满足在起重机结构中的防火需要，而在起重机中乘客的安全任何时候都不能发生危险。
使用本发明的合成纤维绳索就可能第一次检测出在绳索中的温度，并因此也间接监测沿整个轴长和机舱的温度。绳索的传导连接只在低于绳索的临界温度的温度下才形成。在高于临界温度的温度下，传导联接中断，因此就不能传递电或光信号，而传递电或光信号在测量技术中可以很容易地建立。与一个检测装置共同操作，热引起的绳索损坏可以用这种方法可以迅速检测出来，在升降机控制中再现，并可以实时无耽搁地采取合适的措施排空乘客。
在开发本发明的过程中，提供了一个用来检测信号的温度依赖传导性的温度传感器元件。这就提供了一个优点，从构造确定的值出发，检测信号的强度也可以相应改变。各个绳索温度可以基于这一定量的信号确定。在这种情况下可以选择温度依赖，这样当超过临界温度，就不再存在传导性。
本发明优选的开发技术建议温度传感器元件具有一个温度临界材料强度，该强度比承重合成材料纤维的低。在达到构造预定的温度时，温度传感器元件失效，例如熔化或断裂，并因此中断传导联接。因此就获得一个定性的检测信号，对于评价该信号用一个简单的测量技术是足够了。
在优选的实施方案中，温度传感器元件也可以构造为电导体、光导体等，通过它们可以传递检测信号。在选择使用的导体材料时要点是疲劳弯曲强度至少与承重纤维的对应，这样就排除了操作引起的材料故障。例如，温度传感器元件可以作为电导体以金属线或合成纱条或含它们的材料组合形式在绳索中使用。
温度传感器元件优选缠绕在绳索上，并被一层优选在压力注射模压工艺中形成的绳索护套覆盖。在一个有利的实施方案中，几个温度传感器元件沿绳索纵向，在绕绳索的绳索护套中平行于股线安排和/或包埋。这就提供了一个优点，温度传感器元件可以与绳索结构紧密扭绞，并且当在滚轮运行时温度传感器元件的机械负荷很小。
附图说明
在下面基于一个实施例和参照随后的附图更详细地解释本发明。其中：
图1表示的是一个多层芳族聚酰胺纤维(aramide fibre)绳索，具有一个螺旋缠绕在绳索外周并扭绞在绳索护套中的温度传感器元件。
图2表示的是在图1中芳族聚酰胺纤维绳索的监测电路的示意图。
图3表示的是一个检测电路的电路图。
具体实施方式
图1的透视图表明，芳族聚酰胺纤维股线2和填充股线3一起形成的有护套的芳族聚酰胺纤维绳索1是以绕一个芯4的方式安排的。在内股线层5和最外股线层6之间形成了一个优选是不规则轮廓形的减轻磨损的中间护套7。最外股线层6被优选是聚氨酯或聚酰胺的绳索护套8包敷。沿整个绳索长度一个较细的金属丝9螺旋缠绕在最外股线层6上。绳索护套8在金属丝9上被挤压成型，这样被包埋在绳索护套材料中并被它覆盖。
金属丝9由金属合金组成，并且是导电的。它的电阻随温度的升高而增大。用一个在下面进一步描述的检测控制设备持续检测电阻。选择合金的组成使金属丝在100到120摄氏度的范围熔化。优选地，本发明的温度传感器元件在低于100摄氏度下形成一个传导联接。
除了把金属丝绕绳索1缠绕外，也可以安排金属丝9扭绞在绳索护套8中，平行于芳族聚酰胺类最外股线层6的纤维股线2，或与承重芳族聚酰胺类纤维股线2一起组合形成芳族聚酰胺类纤维绳索。
通过测量技术监测图1说明的芳族聚酰胺类纤维绳索如图2所示。为了用温度传感器元件或元件组检测是否产生了电传导联接，铜丝9在绳索长10或一段特定的绳索长度部分中是完整的，例如，在检测电路中可以向铜丝9的两端施加电压。为了这一目的，可以使用例如电池12或电压发生器适合作电压源。然后就可以在一个安培计13或报警灯的帮助下识别是否有电流通过铜丝9。
在用一束金属丝9，并且每个金属丝都被分别监测的情况下，通过比较各个温度传感器元件的测量结果可以有根据识别出是温度传感器元件发生故障，而不是因为绳索的温度太高。这样就排除了错误的警报。类似地，为了排除损失汇总，对例如在一个起重机中使用的几根绳索的温度传感器元件的测量结果进行比较。
从例如欧洲专利0 731 209 A1可以知道适合此目的的电路。图3表示的是这么一种检测电路21，该电路与监测电路11相连，而不是与安培计相连。通过电压源14对每跟金属丝9供给一个恒定的电流15，每根金属丝9的电阻图解为R1到RN。一个低通量滤波器16过滤到达的脉冲并把它们供到一个阈值开关17中。阈值开关17比较测量的电压。当超过特定的限定值，即，由于温度传感元件9的过热，电阻非常大，超过了允许的电压值。这一超过的限定值用一个非易失性存储器18存储。通过重新设定按纽19取消这一存储18，或把资料传到一个与起重机控制系统联接的对数设备20中。
每一根金属丝9都对应地与网络相连并被持续监测。一旦两个或更多的这些温度传感器被中断，并因此预料到合成纤维绳索的温度诱导损伤，起重机控制系统自动驱使起重机箱到排空位置并停留在那里。另外，有可能通过检测控制设备把这不正常的状态自动通知到乘客中心或防火服务处。
还有一个对高温的可能的保护措施是在合成纤维绳索的末端连接上的固定位置上定位一个热电偶，例如在机箱的联接器上，或在机箱的上轭或在平衡物上，或，在2∶1悬吊起重机的机舱中，并在约100摄氏度的检测温度下触发一个双金属连接等，通过传输设备把报告发到控制中心。然后控制部分通知紧急控制中心或直接通知防火服务处。
在顺轴而下的过程中，假如有的话，安装在机箱中的烟气警报可以检测出在特定楼层的烟气，对它定位，控制起重机通过，并通过传输设备通知紧急呼叫中心或防火服务。从数据、控制现场、以及机箱在轴的位置和触发警报的那一时刻中，紧急呼叫中心和/或防火服务处就可以获得相应的数据以把损失降低到最小。

Claims (9)

1.合成纤维绳索(1)，其特征在于该绳索由一束增强的承重合成纤维股线(2)和至少一个温度传感器元件(9)组成，该温度传感器元件(9)沿合成纤维绳索(1)的长度依赖于温度形成一个传导连接并且包括用来检测其传导性的检测装置(11，12，13，21)。
2.根据权利要求1所述的合成绳索(1)，其特征在于温度传感器元件(9)具有温度-依赖传导性。
3.根据权利要求1所述的合成绳索(1)，其特征在于温度传感器元件(9)具有温度-临界材料强度，其强度比承重的合成纤维股线(2)的低。
4.根据权利要求1到3任意一项所述的合成绳索(1)，其特征在于温度传感器元件包括电导体(9)或光导体。
5.根据权利要求1所述的合成绳索(1)，其特征在于温度传感器元件形成纱条或金属丝(9)。
6.根据权利要求1所述的合成绳索(1)，其特征在于温度传感器元件(9)扭绞在绳索护套(8)中。
7.根据权利要求1所述的合成绳索(1)，其特征在于温度传感器元件在低于100摄氏度下形成一个传导连接。
8.根据权利要求1所述的合成绳索(1)，其特征在于用作防火警报的传感器。
9.有至少一个联接起重机机箱和平衡物的承重元件的起重机设备，其特征在于承重元件是合成纤维绳索(1)，该绳索由一束增强的承重合成纤维股线(2)和至少一个温度传感器元件(9)组成，该温度传感器元件(9)沿合成纤维绳索(1)的长度依赖于温度形成一个传导连接并且包括用来检测其传导性的检测装置(11，12，13，21)。
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