ITMI961898A1

ITMI961898A1 - ENERGY RECOVERY COMMAND AND CONTROL DEVICE FOR THE DESCENT PHASE OF ELEVATORS

Info

Publication number: ITMI961898A1
Application number: IT96MI001898A
Authority: IT
Inventors: Angelo Martini
Original assignee: Fidimult Bv
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 1998-03-13
Also published as: EP0829445A1; IT1288416B1

Description

Descrizione della domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: DISPOSITIVO DI COMANDO E CONTROLLO, A RECUPERO D’ENERGIA, PER LA FASE DI DISCESA DI ASCENSORI A FUNZIONAMENTO ELETTROIDRAULICO Description of the patent application for industrial invention entitled: COMMAND AND CONTROL DEVICE, WITH ENERGY RECOVERY, FOR THE DOWNWARD PHASE OF ELECTRO-HYDRAULIC OPERATION LIFTS

DESCRIZIONE DESCRIPTION

L’invenzione si riferisce a un dispositivo di comando e di controllo, a recupero di energia, per la fase di discesa di ascensori a funzionamento elettroidraulico tradizionale, con motore non controllato da specifici dispositivi elettronici che ne consentono, o meno, il recupero di energia, sostanzialmente costituito da un sistema oleodinamico comprendente dei dispositivi di azionamento e di controllo, posti in collegamento con la pompa di azionamento degli ascensori, e un motore elettrico per detta pompa che può essere messo in rotazione in un senso, durante le fasi di salita, e nello stesso senso o in senso opposto durante le fasi di discesa, indipendentemente dallo stato di apertura della valvola di discesa. The invention refers to a command and control device, with energy recovery, for the descent phase of traditional electro-hydraulic operating lifts, with motor not controlled by specific electronic devices which allow, or not, energy recovery. , substantially constituted by a hydraulic system comprising drive and control devices, placed in connection with the pump driving the lifts, and an electric motor for said pump which can be rotated in one direction, during the ascent phases, and in the same or opposite direction during the descent phases, regardless of the opening state of the descent valve.

Nelle fasi di discesa degli ascensori, con la pompa posta in rotazione concorde o contraria alla velocità corrispondente a quella stabilita ed indipendente entro certi limiti dal carico e a frequenza di rete applicata al motore, si ottiene un’azione frenante sull’uscita del fluido operante e si provoca una pressione di sostentamento nel circuito oleodinamico, con chiusura della valvola di controllo. In the lowering phases of the lifts, with the pump running in concordance with or against the speed corresponding to that established and independent within certain limits of the load and at the mains frequency applied to the motor, a braking action is obtained on the outlet of the operating fluid and a sustained pressure is caused in the hydraulic circuit, with the closing of the control valve.

Tale azione consente il controllo della velocità di discesa dell’ascensore in modo indipendente dal carico da parte del gruppo motopompa che diventa elettrogeno, una eventuale restituzione di energia alla linea elettrica di alimentazione e un contenuto aumento della temperatura del fluido operante . This action allows the control of the elevator descent speed independently of the load by the motor pump unit which becomes the generator, a possible return of energy to the power supply line and a contained increase in the temperature of the operating fluid.

E’ noto che gli attuali ascensori a funzionamento elettroidraulico tradizionale , inteso nel senso di motori non elettronicamente controllati come sopra detto, sono generalmente azionati, durante le fasi di discesa, mediante elettrovalvole di comando che realizzano delle specifiche strozzature, le quali parzializzano il flusso del fluido operante e limitano, entro valori prestabiliti, la velocità di discesa le cabine. Tali sistemi presentano però alcuni inconvenienti . It is known that current lifts with traditional electro-hydraulic operation, understood in the sense of non-electronically controlled motors as mentioned above, are generally operated, during the descent phases, by means of control solenoid valves which create specific bottlenecks, which choke the flow of the operating fluid and limit, within predetermined values, the descent speed of the cabins. However, these systems have some drawbacks.

In particolare, detto funzionamento richiede la necessità di dover dissipare in calore l’energia derivante dalla massa delle cabine per l’altezza di caduta delle stesse duran^-te le fasi di discesa. In particular, this operation requires the need to dissipate the energy deriving from the mass of the cabins in heat due to the height of the same fall during the descent phases.

In breve, da tali condizioni si generano indesiderate perdite di energia e forti aumenti di temperatura del fluido az ionatore . In short, these conditions generate unwanted energy losses and large increases in the temperature of the az ionizing fluid.

Nei suddetti impianti, l’energia generata durante le fasi di discesa non è in alcun modo recuperabile, mentre la temperatura del fluido azionatore può essere ricondotta entro limiti accettabili mediante l’applicazione di impianti di refr igerazione al circuito oleodinamico, oppure ponendo limiti di movimentazione oraria alle cabine degli ascensori., In ogni caso, gli interventi risultano poco economici e li mitativi . In the aforementioned systems, the energy generated during the descent phases is not recoverable in any way, while the temperature of the actuating fluid can be brought back within acceptable limits by applying refrigeration systems to the hydraulic circuit, or by setting movement limits. to the lift cabins., In any case, the interventions are not very economical and limitative.

Scopo del presente trovato è quello di eliminare i suddetti inconvenienti. L’invenzione, quale essa è caratterizzata dalle rivendicazioni, risolve il problema per mezzo di un dispositivo di comando e controllo, a recupero d’energia, per la fase di discesa di ascensori a funzionamento oleodinamico tradizionale, nel senso più volte sopra specificato, mediante il quale si ottengono i seguenti risultati: il dispositivo nel suo insieme è configurato in modo da gestire la funzione di discesa dell’ascensore tramite l’azione della motopompa; la pompa di alimentazione del circuito idraur lico di salita/discesa degli ascensori è dotata di mezzi di regolazione e di controllo del fluido; la pompa e il motore elettrico, in condizioni di discesa, sono posti in rotazione concorde o contraria a quella usuale di salita, alla stessa velocità nominale e alla frequenza di rete; alle condizioni suddette l’eventuale eccesso di energia derivata dalla discesa libera delle cabine è trasformata in energia elettrica scaricabile alla rete, o utilizzabile per altre eventuali utenze, dal motore trascinato dalla pompa ed operante come generatore. The purpose of the present invention is to eliminate the aforementioned drawbacks. The invention, as it is characterized by the claims, solves the problem by means of a command and control device, with energy recovery, for the descent phase of traditional oleodynamic operating lifts, in the sense specified several times above, by means of which the following results are obtained: the device as a whole is configured in such a way as to manage the lift descent function through the action of the motor pump; the pump for feeding the hydraulic up / down circuit of the lifts is equipped with means for regulating and controlling the fluid; the pump and the electric motor, in descent conditions, are rotated in accordance with or opposite to the usual upward rotation, at the same nominal speed and mains frequency; under the aforementioned conditions, any excess energy derived from the free descent of the cabins is transformed into electricity that can be downloaded to the network, or used for any other users, by the motor driven by the pump and operating as a generator.

I vantaggi conseguiti mediante il presente trovato consistono essenzialmente nel fatto che, con modesti ed economici interventi relativi all’applicazione di dispositivi di regolazione e di controllo sulla pompa, e un comando di mantenimento o di inversione del senso rotatorio del gruppo elettropompa, è possibile recuperare l’eventuale eccedenza di energia prodotta dalla massa delle cabine di ascensori per l’altezza di caduta delle stesse durante le fasi di discesa, riportandola direttamente in rete o sfruttandola per il funzionamento di apparecchiature ausiliarie e/o altre utilizzazioni . The advantages achieved by means of the present invention essentially consist in the fact that, with modest and economical interventions relating to the application of regulation and control devices on the pump, and a command to maintain or reverse the rotation direction of the electric pump unit, it is possible to recover any excess energy produced by the mass of the lift cabins due to the height of fall of the same during the descent phases, returning it directly to the network or exploiting it for the operation of auxiliary equipment and / or other uses.

Altro vantaggio consiste nel fatto che il fluido in eccesso, che si scarica al serbatoio dopo aver prodotto l’eventuale energia recuperabile, subisce un riscaldamento molto modesto, il cui smaltimento avviene naturalmente, senza la presenza di dispositivi refrigeratori e/o programmi temporali di funzionamento. Another advantage consists in the fact that the excess fluid, which is discharged to the tank after having produced any recoverable energy, undergoes a very modest heating, whose disposal takes place naturally, without the presence of chillers and / or time programs of operation. .

L’invenzione viene descritta in dettaglio nel seguito secondo le forme realizzative date a solo scopo esemplificativo e non limitativo, con riferimento agli allegati disegni in cui: The invention is described in detail below according to the embodiments given for illustrative and non-limiting purposes only, with reference to the attached drawings in which:

la Figura 1 illustra lo schema di massima di un dispositivo di comando e controllo configurato secondo la logica funzionale di inversione del senso rotatorio del gruppo elettropompa, durante la fase di discesa dell’ascensore; Figure 1 illustrates the schematic diagram of a command and control device configured according to the functional logic of reversing the rotary direction of the electric pump unit, during the lift descent phase;

la Figura 2 illustra lo schema di massima di un secondo dispositivo di comando e controllo, configurato secondo la logica funzionale di mantenimento del senso rotatorio del gruppo elettropompa, durante la fase di discesa dell’ascensore, uguale a quello della fase di salita. Figure 2 illustrates the schematic diagram of a second command and control device, configured according to the functional logic of maintaining the rotary direction of the electric pump unit, during the descent phase of the lift, equal to that of the ascent phase.

Le figure rappresentano dispositivi di comando e controllo a recupero d’energia per la fase di discesa di ascensori a funzionamento oleodinamico. Nel caso specifico vengono descritti, a puro titolo di esempio non limitativo, due sistemi dotati di elettropompa (1) con pompa volumetrica a portata costante (2) e motore elettrico (3), del tipo trifase asincrono. The figures represent energy recovery command and control devices for the descent phase of hydraulically operated elevators. In the specific case, two systems are described, purely by way of non-limiting example, equipped with an electric pump (1) with a constant displacement volumetric pump (2) and an electric motor (3), of the three-phase asynchronous type.

Come si può rilevare, gli impianti scelti ad esempio sono relativi alla configurazione più usuale presente normalmente sul mercato; è comunque evidente che altre soluzioni, con pompe e/o motori di tipo differente e opportunamente adeguati, possano essere adottati nell’ambito del trovato per conseguire il medesimo scopo. As can be seen, the plants chosen for example relate to the most usual configuration normally present on the market; it is however evident that other solutions, with pumps and / or motors of different and suitably suitable types, can be adopted within the scope of the invention to achieve the same purpose.

Con riferimento alla Figura 1, il gruppo elettropompa (1) è abbinato a un pistone oleodinamico (4) attraverso una valvola di alimentazione (5) e una valvola di controllo (6). La parte scorrevole (7) del pistone oleodinamico (4) si impegna con una cabina (8) attraverso mezzi di collegamento consueti (9). With reference to Figure 1, the electric pump unit (1) is combined with a hydraulic piston (4) through a supply valve (5) and a control valve (6). The sliding part (7) of the hydraulic piston (4) engages with a cabin (8) through usual connection means (9).

Nelle fasi di salita della cabina-(8), il sistema funziona nel modo sostanzialmente tradizionale: attraverso il quadro di comando (10) l’utente preme il pulsante di salita, ottenendo così l’avviamento del motore elettrico (3), ad esempio producendo l’eccitazione con contatti RST. During the ascent phases of the cabin (8), the system operates in the substantially traditional way: through the control panel (10) the user presses the ascent button, thus starting the electric motor (3), for example producing excitation with RST contacts.

Il fluido azionatore viene pompato dal serbatoio (11) al pistone (4), la parte scorrevole (7) è sospinta verso l’alto e la cabina (8) si solleva. The actuator fluid is pumped from the tank (11) to the piston (4), the sliding part (7) is pushed upwards and the cabin (8) is raised.

Nelle fasi di discesa, invece, il sistema coinvolge la valvola di controllo (6), collegata alla pompa di azionamento (2). Premendo il pulsante di discesa posto sul quadro di comando (10) si provoca l’avviamento in controrotazione del gruppo elettropompa (1), in modo indipendente dallo stato di apertura della valvola di discesa (5). Il pulsante di discesa produce, rispetto a quello di salita, una eccitazione contraria, ad esempio con contatti RTS. In the lowering phases, however, the system involves the control valve (6), connected to the drive pump (2). Pressing the descent button located on the control panel (10) causes the counter-rotation start-up of the electric pump unit (1), regardless of the opening state of the descent valve (5). The down button produces, compared to the up button, a reverse excitation, for example with RTS contacts.

In alternativa, il motore (3) può essere avviato direttamente, oppure tramite circuito di avviamento stellatriangolo o anche tramite circuiti a variazione di tensione, senza che lo stato di moto della cabina (8) ne sia influenzato . Alternatively, the motor (3) can be started directly, or by means of a star-delta starting circuit or also by means of voltage variation circuits, without the state of motion of the cabin (8) being affected.

Una volta raggiunta la velocità nominale del sistema, deri-^-vante dalla cilindrata della pompa (2) e dalla frequenza di rete applicata al motore (3), questo, essendo del tipo asincrono, comincia a svolgere una funzione di frenatura per l’uscita del fluido azionatore che provoca una pressione o spinta di sostentamento nel circuito oleodinamico e la chiusura della valvola di controllo (6). Once the rated speed of the system has been reached, deriving from the displacement of the pump (2) and from the mains frequency applied to the motor (3), this, being of the asynchronous type, begins to perform a braking function for the output of the actuator fluid which causes a sustaining pressure or thrust in the hydraulic circuit and the closure of the control valve (6).

Le suddette condizioni consentono di ottenere i seguenti risultati: The aforementioned conditions allow to obtain the following results:

controllo della velocità di discesa della cabina (8) da parte del motore (3); control of the cabin descent speed (8) by the motor (3);

restituzione eventuale di energia elettrica alla rete, o ad altre eventuali utenze, da parte del motore (3), che opera come generatore sotto l’azione del carico in eccesso derivato dalla cabina (8) che tende a scendere verso terra per gravità; any return of electricity to the network, or to any other utilities, by the engine (3), which operates as a generator under the action of the excess load derived from the cabin (8) which tends to descend towards the ground by gravity;

drastica limitazione dell’aumento di temperatura del fluido azionatore grazie all’azione controrotante della pompa, che lo scarica direttamente nel serbatoio (11), senza effetti di laminazione per parzializzazioni e/o strozzature del flusso. drastic limitation of the temperature increase of the actuator fluid thanks to the counter-rotating action of the pump, which discharges it directly into the tank (11), without rolling effects due to choking and / or flow bottlenecks.

L’eventuale energia elettrica resa dal motore-generatore può essere resa alla rete di alimentazione per essere economicamente sfruttata durante le fasi di salita della cabir na (8) oppure, in alternativa, può essere utilizzata per utenze diverse. Any electricity produced by the motor-generator can be returned to the power supply network to be economically exploited during the ascent phases of the cab (8) or, alternatively, it can be used for different users.

Nella Figura 2 viene invece illustrata una differente soluzione del dispositivo di comando e controllo per la fase di discesa di ascensori a funzionamento elettroidraulico, in cui il gruppo elettropompa (1) conserva lo stesso senso di rotazione sia in salita che in discesa. La pompa (2) è collegata a delle elettrovalvole di scambio (12,13,14) le quali, disposte secondo la configurazione illustrata, consentono lo scarico controllato del fluido al serbatoio (11), durante la fase di discesa dell’ascensore, prodotto dall’azione frenante del gruppo elettropompa (1) che opera alle medesime condizioni di velocità, di senso di rotazione e di frequenza di rete, adottate durante le fasi di salita. On the other hand, Figure 2 illustrates a different solution of the command and control device for the descent phase of electro-hydraulic lifts, in which the electric pump assembly (1) maintains the same direction of rotation both up and down. The pump (2) is connected to the exchange solenoid valves (12,13,14) which, arranged according to the illustrated configuration, allow the controlled discharge of the fluid to the tank (11), during the descent phase of the lift, by the braking action of the electric pump unit (1) which operates at the same speed, direction of rotation and mains frequency conditions adopted during the upward phases.

Anche in questo caso, l’azionamento delle elettrovalvole (12,13,14) è provocato premendo il pulsante di discesa posto sul quadro di comando (10). Also in this case, the activation of the solenoid valves (12,13,14) is caused by pressing the down button located on the control panel (10).

Nelle fasi di discesa, con le valvole (12,13,14) posizionate come in Figura 2, il fluido passa dal pistone (4) alla valvola principale (15), poi passa attraverso il condotto (16) della valvola (12) e si scarica al serbatoio attraverso la valvola (13), la pompa (2) che ruota e la valvola (14). Premendo il pulsante di salita, le suddette elettrovalvole invertono la posizione delle loro luci di passaggio (si spostano verso destra secondo lo schema di Figura 2). Le valvole (13) e (14) interdicono il passaggio del fluido mentre la luce di passaggio (17) della valvola (12) pone in comunicazione la mandata della pompa (2) con il condotto di alimentazione (18) della valvola principale (15), e quindi del pistone (4), spingendo quest’ultimo verso l’alto. During the descent phases, with the valves (12,13,14) positioned as in Figure 2, the fluid passes from the piston (4) to the main valve (15), then passes through the duct (16) of the valve (12) and it is discharged to the tank through the valve (13), the pump (2) which rotates and the valve (14). By pressing the up button, the above solenoid valves reverse the position of their passage lights (they move to the right according to the diagram in Figure 2). The valves (13) and (14) block the passage of the fluid while the passage port (17) of the valve (12) puts the delivery of the pump (2) in communication with the supply pipe (18) of the main valve (15 ), and then of the piston (4), pushing the latter upwards.

Mentre la presente invenzione è stata descritta e illustrata secondo sue forme realizzative , date a solo scopo esemplificativo e non limitativo, risulterà evidente agli esperti del ramo che varie modifiche alla configurazione d’insieme, ai particolari componenti, ai tipi di pompe e/o motori, agli orientamenti delle strutture, potranno essere apportate senza per questo uscire dal suo ambito e scopo. While the present invention has been described and illustrated according to its embodiments, given for illustrative and non-limiting purposes only, it will be evident to those skilled in the art that various modifications to the overall configuration, to the particular components, to the types of pumps and / or motors , to the orientations of the structures, they can be brought without for this going out of its ambit and purpose.

Claims

CLAIMS 1. Energy recovery command and control device for the descent phases of traditional electro-hydraulic lifts or operating without the aid of specific electronic devices that control the motor, characterized by the fact that the descent phases are managed by means of the unit electric pump (1) which is placed in concordant or opposite rotation with respect to the rotation during the upward phases, with possible energy recovery function.

2. Command and control device according to claim 1, characterized in that the pump (2) for supplying the actuating fluid is combined with a control valve (6) and that the electric pump assembly (1), during the descent phases of the lift, is placed in opposite rotation with respect to the one operating during the ascent phases, at nominal revolutions and frequency; said condition is braking for the discharge output of the actuator fluid, for the recovery of the potential energy of the lift in the form of electricity, and limiting for the heating of the discharged fluid itself.

3. Command and control device according to claim 1, characterized in that the pump (2) for supplying the actuating fluid is combined with changeover solenoid valves (12,13,14) and that the electric pump unit (1), during the descent phases of the lift, it is rotated in accordance with the one operating during the ascent phases, at nominal revolutions and frequency; said condition being braking for the discharge output of the actuator fluid, for the recovery of the potential energy of the lift in the form of electricity and limiting for the heating of the discharged fluid itself.

4. Command and control device according to claims 1 and 3, characterized in that the changeover valves (12,13,14), during the upward phases are regulated according to the conditions: valve (12) connected between the flow of the pump (1) and the supply pipe (18) of the main valve (15) and of the piston (4), valves (13,14) with passage cut-off; while during the descent phases the discharge flow passes through the valve (12), the valve (13), the pump (2), the valve (14) and the collection tank (11).

5. Control device according to claims 1 to 4, characterized in that the electric recovery energy is a function of the overload on the motor, which operates as a generator, derived from the thrust generated by the mass of the cabin (8) which tends to fall by gravity.

6. Device according to claims 1 to 5, characterized in that the recovery electricity produced by the motor-generator (3) is returned to the main power supply network of the lift, or can be used for the operation of other users.

7. Device according to claims 1 to 6, characterized in that the electric pump unit (1), at mains speed and frequency, performs a braking function for the outlet of the operating fluid with consequent support pressure in the hydraulic circuit .