[发明专利]带有预测性故障前预警指示器的吊索

说明书

与相关申请的交叉引用

本申请要求享有任何美国法律适用的权力，包括35U.S.C.§120，要求Dennis St.Germain于2006年5月5日提交的、发明名称为“带有预测性故障前预警指示器的吊索”的美国申请No.11/418,597的优先权，并且要求享有任何美国法律适用的权力，包括35U.S.C.§119(e)，要求Dennis St.Germain于2005年5月23日提交的、发明名称为“带有预测性故障前预警指示器的吊索及相关方法”的美国临时申请No.60/683.987的优先权。

本申请通过引用美国申请No.11/418,597和美国临时申请No.60/683,987而引入其内容，正如两者的内容在此被陈述。

技术领域

本发明总体涉及用于起重、移动和运输重物的工业吊索，并且更特别地涉及通知使用合成吊索的操作员/起重工可能导致吊索断裂的超载或损坏情况的装置。

背景技术

工业上普遍使用由多股金属线编织在一起制成的并且被大型金属套或套环保护的钢缆吊索。在过去的三十年里，工业金属吊索在挠性和强度上都有了进步。但是，与非金属或合成纤维吊索相比，金属吊索相对较硬且没有挠性。

在过去的十五年中合成纤维吊索普遍使用并且在许多情况下取代了金属吊索。合成吊索通常包括由多股合成纤维编织而成的起重芯和保护起重芯的外壳。合成吊索最普通的设计是圆形吊索，其中起重芯形成连续的环并且吊索具有圆形或椭圆形的外观。

合成吊索的优点在于它们具有极高的起重性能强度-重量比，提供了与更重且更大的金属吊索相比更轻且更有挠性甚至更坚固的吊索。即便在吊索制造的现有技术中具有这些优点，使用这些改进的合成吊索的起重工仍然遭受并且容忍一些由于吊索断裂导致的突然故障和负载损失而没有发出预警的老问题，因为之前遭遇的超载情况导致吊索疲劳(或过度拉伸)。在吊索疲劳后，它通常不会提供任何被损坏的实际暗示-甚至对于受过训练的眼睛来说亦如此。(金属吊索优于非金属吊索的寥寥几个原因之一在于可获得用于对金属进行非破坏性测试的设备。例如类似的设备通常用于确定飞机的机翼是否疲劳)。

已经建立了标准断裂测试来确定吊索可承受多大的负载。吊索被连接于测试仪器，该仪器对吊索施加稳定但增加的力直至其不能承受施加于其上的力并且吊索最终断裂。这样的断裂测试使得工业吊索的制造商能够评估吊索的负载承受能力。负载能力被确定为刚好低于用于断裂吊索的负载的点并且低于吊索疲劳或损坏的点。大多数吊索制造商会在吊索上附加一些类型的标签提示，指出特定吊索的负载能力(额定负载能力(rated capacity))。该额外负载能力给出吊索可承受的最大负载量并且仍然认为吊索可以安全使用。

不幸的是，甚至不使用非安全简化操作和以安全可靠方式操作的负责的操作员/起重工有时也会惊讶于本以为在额定负载能力的范围内使用的吊索在使用中的断裂。例如，当工业吊索超过三班倒连续被过度使用时，下一班的操作员也许没有意识到前一班的某人已经使吊索承受可能导致吊索的起重芯线严重损坏的严重超载。当合成纤维吊索超载超过其拉伸强度或最大拉伸的起重能力时，认为它处于疲劳状态并且不会回复正常的强度和负载承受能力。

当承受的负载超过额定负载能力时，如果负载拉伸负载承受芯材的纤维超过其屈服点，圆形吊索会永久性地受到损伤/变形。超负荷的吊索容易在应力点断裂。这种情形类似将橡皮筋拉伸超过其正常弹性点，从而当负载或拉力被移除或缓解时，橡皮筋不会再回复其正常构型并且其线尺寸可能永久地被拉伸，导致其在负载低于其拉伸强度负载时发生断裂。如前所述，几乎不可能根据草率的视觉观测就确定吊索已被损伤，因为这样的吊索尺寸很大(一般6英尺或更大)并且因为承重芯隐藏在外壳内。

一旦合成吊索的起重芯被拉伸超过其屈服点，其物理结构实际上发生变化并且被限制在应力点。迄今为止，还没有精确的方法或仪器能够让操作员或起重工来确定带有保护外壳的吊索是否遭受超载或导致损坏的情况。如果圆形吊索已经疲劳或发生结构变化，吊索不再根据其最大额定负载能力起重负载，并且最重要的是，对使用吊索的操作员和起重工造成严重威胁。