[发明专利]一种用于电梯的提升介质

说明书

一种用于电梯的提升介质，涉及电梯系统中的提升介质。使用金属加强纤维和非金属加强纤维两种不同的加强纤维，非金属加强纤维包覆在金属加强纤维外，使金属加强纤维与金属加强纤维之间相互无接触，金属加强纤维可以增加曳引介质提供抗剪切能力。选用模量和抗拉强度接近的加强纤维，利用树脂进行固化，保证在受到拉伸时，非金属加强纤维和金属加强纤维可以均匀受力，共同发挥作用，减小了不同纤维材料混合使用时的撕裂风险，提高了疲劳寿命。金属加强纤维采用超高强度钢丝，可以有效减少钢材用量，非金属加强纤维采用碳纤维，可以使骨架承力构件的重量得到有效降低，降低了转动惯量，进一步提高电梯运行速度。

技术领域

本发明涉及电梯系统中的提升介质，特别涉及一种用于电梯的提升介质。

背景技术

目前，典型的电梯提升系统包括轿厢，配重、提升绳索、曳引机、控制系统，其中曳引机在电梯控制系统的控制下，通过提升绳索将电机的旋转运动转化成轿厢的垂直运动。典型的曳引机上设有带摩擦面的曳引轮，提升绳索与曳引轮接触受到摩擦后实现驱动力的传递。

目前，电梯系统大多采用圆形钢丝绳和铸铁曳引轮，现有的钢丝绳与铸铁的摩擦系数较小，而由于较小的摩擦系数限制了曳引能力，所以通常需要对曳引轮进行开槽来提高摩擦系数，这也加剧了钢丝绳的磨损，降低了提升绳索的使用寿命。

针对钢丝绳存在的不足，业界不断尝试采用新的材料。1999年，奥蒂斯电梯公司在授权公告号为1222656C、专利名称为“电梯的拉力构件”中首先了一种扁平皮带状的提升介质，其采用了直径比较小的钢丝绳与聚氨酯相结合的复合材料替代传统了直径比较粗的钢丝绳。使电机的尺寸的减小，曳引机可以直接放置于井道之中，降低了建筑物顶层的机房建筑的成本。但尽管这种提升介质代替传统钢丝绳有许多优点，但是也有缺点，其与传统钢丝绳相比，重量降低并不明显，转动惯量仍然较大，限制了电梯速度的进一步提升。

2014年，通力股份公司在专利公告号为CN 104555658A，名称为“用于提升装置的绳索以及电梯”中，公开了一种使用碳纤维复合材料作为提升介质，将碳纤维置于环氧树脂中，外层包覆聚氨酯材料制成的一种扁平带，由于碳纤维的密度远小于钢丝，因而这种新型曳引提升介质可以明显减轻重量，降低了转动惯量，可以应用于高层高速电梯之中。这种使用碳纤维作为骨架材料的提升带，尽管使用了环氧树脂进行了包覆，但由于碳纤维丝的抗剪切能力比较差，在电梯使用过程中受到挤压或者异物冲击时存在断丝风险，具有一定的安全隐患，同时由于环氧树脂耐弯曲疲劳性能低于热塑性聚氨酯，在实际使用过程中这种碳纤维曳引提升带的使用寿命也低于使用钢丝绳作为骨架材料的提升带。

现有的这些解决方案尽管在性能上比传统钢丝绳索有了明显提升，但仍然难以实现最优的曳引材料性能需求，即降低曳引介质重量的同时，保证曳引介质具有足够的强度、抗剪切能力、可弯曲性能以及较长的使用寿命。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种用于电梯的提升介质，解决了传统的提升介质抗剪切能力低、疲劳寿命低的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种用于电梯的提升介质，为扁平带状结构，包括若干平行的骨架承力构件，该骨架承力构件包裹在包覆层内部，其技术要点是，所述的骨架承力构件由多根复合材料股绳捻制而成，该复合材料股绳包括金属加强纤维和非金属加强纤维，所述的金属加强纤维和非金属加强纤维平行设置，均匀分布，非金属加强纤维包覆在金属加强纤维外，使金属加强纤维与金属加强纤维之间相互无接触，并通过树脂将金属加强纤维和非金属加强纤维固化。

上述方案中，所述的非金属加强纤维的直径为5～10微米； 所述金属加强纤维的直径为60～100微米，金属加强纤维的数量为5～20根，金属加强纤维的抗拉强度大于3500Mpa；所述的树脂的弹性模量低于1Gpa。