CN105377737A - 升降机系统 - Google Patents

Abstract

一种升降机系统，其包括升降机厢、随行电缆和滑轮，其中，升降机厢由一个或更多个基本刚性的导引元件引导或者绕所述一个或更多个基本刚性的导引元件被引导，随行电缆用于向升降机厢供应电力，滑轮安装在滑轮架上。其中，滑轮与滑轮架以可移动的方式悬吊在随行电缆上，其中，该系统还包括一个或更多个横向元件，每个横向元件具有附接至滑轮架的一个端部和适于相对于刚性元件中的一个或更多个刚性元件以可滑动的方式布置的另一个端部。还描述了一种包括该升降机系统的风力涡轮机。

Description

升降机系统

本申请要求于2013年7月17日提交的欧洲专利申请EP13382291.6的权益。

本公开涉及升降机系统，例如服务升降机系统。在某些示例中，升降机系统可以构造成用于风力涡轮机塔架。本公开还涉及包括有这种升降机系统的风力涡轮机。

背景技术

现代风力涡轮机通常用于将电力供给至电网中。风力涡轮机通常包括转子和多个叶片，其中，转子具有转子轮毂。该转子设定成在风力影响叶片的情况下旋转。该转子轴的旋转或直接地驱动发电机转子(“被直接驱动”)或通过使用齿轮箱来驱动发电机转子。发电机的运行会产生将被供给到电网中的电力。

当需要在风力涡轮机内部进行维护作业时，提升机通常以类似升降机的结构的形式被使用，在该结构中，用于运输人和/或设备的升降平台或厢在风力涡轮塔架内被升起或降下。风力涡轮机通常设置有沿着塔的高度设置在不同高度处的工作平台以允许工人在需要的情况下离开厢来检查或修理设备。这类升降机系统在其他应用中如在例如工厂、建筑工地和各种塔架中也是已知的。

升降机系统总体上包括通过绳索、电缆或带而悬吊在井道内的升降机轿厢。在某些系统例如某些电动升降机中，可以根据例如可用空间来设置配重。其他系统例如液压升降机通常不包括配重。通常，升降机系统包括用于向升降机厢供应电力和/或用于与升降机轿厢/厢相关联的部件之间的信号通讯的移动或随行电缆，以及设置在相对于井道的固定位置处的控制面板。控制面板可以设置在井道中的任一高度处。为了避免随行电缆在厢置于井道的最低水平位置处时卷绕，可以选择中间随行电缆固定点，该固定点常常在井道中的在上半的高度处。因此，当升降机低于此高度时，随行电缆因而向下悬吊。当升降机高于此高度时，随行电缆因而被向上带动。

使用中，可能存在这种情形：随行电缆可能在升降机井道内开始移动并且摆动或者电缆其自身可能产生缠结。这在高而细长的结构—例如，大型(MW级)风力涡轮机的塔架—中最为突出，其中，塔架可能会明显地移动。

通常在这种高层结构物中，可以包括提升绳索、补偿绳索、限速器绳索和随行电缆的升降机绳索和电缆还会与风引起的结构摆动以及其他影响结构的动态因素协调地振动。特别是在风力涡轮机中，若干个载荷例如与风、转子旋转等相关联的空气动力可能作用在此结构上。这些载荷通过由波浪、水流和潮汐产生的力而在近海风力涡轮机中被进一步增大。因此理想的是布置在风力涡轮机内的升降机厢由从风力涡轮机塔架的顶部一直延伸至风力涡轮机塔架的底部的绳索、电缆或任何其他刚性导引元件控制运行。

上述载荷可能产生绳索和电缆的振动和摆动，这会造成疲劳、磨损以及过度噪声，而且增大缠结的可能性，因此潜在地缩短电缆的寿命并且使升降机系统的正常运行复杂化。

文献JP6278968描述了用于升降机的移动电缆稳定器，该稳定器包括导引构件、进给滚子支承件、支承臂和两个或更多个进给滚子，其中，导引构件沿竖向方向安装在升降机轿厢与井道内表面之间，支承臂附接至滚子支承件且以可滑动的方式附接至导引构件，所述两个或更多个进给棍沿轴向方向并行布置并且以可旋转的方式附接至进给滚子支承件。与此电缆稳定器相关联的一个缺点在于其相当复杂且部件数量多。

因此，需要能够减少随行电缆的摆动和缠结并且还能减少或消除前面提到的缺点中的至少某些缺点的可靠且有效的升降机系统。

发明内容

根据第一方面，提供一种升降机系统。该升降机系统包括升降机厢、随行电缆和滑轮，其中，升降机厢由一个或更多个基本刚性的导引元件引导或者绕所述一个或更多个基本刚性的导引元件被引导，随行电缆用于向升降机厢供应电力，滑轮安装在滑轮架上。滑轮与滑轮架以可移动的方式悬吊在随行电缆上，该系统还包括一个或更多个横向元件，所述一个或更多个横向元件中的每一个横向元件具有附接至滑轮架的一个端部和适于相对于刚性导引元件中的一个或更多个导引元件以可滑动的方式布置的另一个端部。

根据本方面，在使用中，即，当升降机厢上下移动时，随行电缆被向上及向下带动。由于滑轮和滑轮架从随行电缆以可移动的方式悬吊，因此在使用中，滑轮随滑轮架可以沿随行电缆自行行进。滑轮和滑轮架在随行电缆上的这种运动使随行电缆在所有可能的位置变直。此外，横向元件的设置与滑轮架的沿随行电缆的运动一起引起横向元件的沿此刚性导引元件的滑动，所述横向元件具有附接至滑轮架的一个端部以及相对于刚性导引元件中的一个或更多个刚性导引元件以可滑动的方式布置的另一端部。横向元件因此用作滑行于随行电缆上的滑轮架与刚性导引元件之间的间隔物。这可以使随行电缆的位置甚至在产生电缆的振动和摆动的载荷正作用时仍基本稳定。通过此间隔物即横向元件的设置，随行电缆自身的缠结因此也被避免或显著减少。随行电缆因此受到较小的应力因而延长了其使用寿命。

同时，使用本系统中已设置的导引元件。不需要额外的导引元件。此外，设置基本如上文所描述的横向元件实现起来很简单。因此其可以容易地被改装到具有随行电缆的现有升降机装置中，其中，滑轮从此随行电缆悬吊。此外，所以这是可以配装在相对较小区域内—由于此区域是升降机系统的井道的尺寸—中的解决方案。

贯穿本公开内容，滑轮应当理解为覆盖沿其周向方向引导或者使电缆改变方向的任何形式的轮或滚子。因此本文中的滑轮不只是覆盖例如具有绕其周向的在两个凸缘之间的特定槽的滑轮，还是任何其他形式的电缆导引轮。

总之，基本如前所述的系统确保随行电缆在水平面内—即，在与升降机厢的上下运动大致垂直的平面内—移动的能力被降低。

这种系统可以适用于或者构造成用于特定应用，例如风力涡轮机塔架。

在某些实施方式中，刚性导引元件可以是布置在升降机系统的井道的内表面上的梯，横向元件可以适于相对于梯以可滑动的方式布置。在其他实施方式中，刚性导引元件可以是布置在升降机系统的井道的内表面上的导引轨道，横向元件可以适于相对于导引轨道以可滑动的方式布置。在又一实施方式中，刚性引导元件可以是在升降机厢侧旁运行的一对绷紧线缆，横向元件适于相对于所述绷紧线缆中的至少一个绷紧线缆以可滑动的方式布置。这些实施方式的组合也是可能的。

在某些实施方式中，升降机系统的井道的内表面设置有齿条，升降机厢可以设置有小齿轮，小齿轮布置成与齿条啮合以使得升降机厢可以通过齿条与齿轮的接合而被驱动。在这些情况下，可以在升降机厢内设置驱动所述齿轮的马达。在其他实施方式中，可以使用一条或更多条牵引钢丝绳来驱动升降机厢。在这些实施方式中，滑轮架还可以适于沿至少一条牵引钢丝绳或安全钢丝绳被引导。

在刚性导引元件可以是一对绷紧线缆的某些实施方式中，滑轮架还可以设置有转轮，转轮布置成使得在使用中转轮可以在升降机系统的井道的内表面上滑行。这样，在使用中，当滑轮架沿随行电缆自行行进时，滑轮架还可以通过转轮在升降机系统的井道的内表面上被引导，并且这种内表面的不连续处——例如，在例如风力涡轮机塔架的部段之间的接合部——能够以相对平滑的方式被容易地克服。

在某些实施方式中，横向元件的适于相对于刚性导引元件以可滑动的方式布置的端部可以选自由一对滚子、孔圈或大致C形轮廓物组成的组。在其他实施方式中，可以预见使横向元件的端部适应于相对于刚性导引元件以可滑动的方式布置的其他方式。

第二方面提供一种风力涡轮机，其包括基本如前所述的升降机系统，该风力涡轮机布置在风力涡轮机塔架内。

对本领域技术人员来说，本发明的实施方式的额外目的、优点和特征在审阅描述时将变得明显或者可以通过实施本发明而得知。

附图说明

在下文中，参考附图、通过非限制性的示例对本发明的具体实施方式进行描述，在附图中：

图1示出了根据第一实施方式的服务升降机系统的立体图；

图2a和图2b示出了根据第二实施方式的服务升降机系统的两个立体图；

图3示出了根据第三实施方式的服务升降机系统的立体图；以及

图4a至图4d示出了具有根据不同实施方式的横向元件的滑轮架。

具体实施方式

图1示出了根据第一实施方式的升降机系统。升降机系统可以包括由牵引钢丝绳7驱动的可以在井道(未示出)内部上下移动的升降机厢1。在替代性实施方式中，可以提供多于一条的牵引钢丝绳。还可以提供安全钢丝绳8。

升降机厢1可以由在升降机厢1侧旁运行的一对绷紧线缆2引导。升降机厢1可以设置有线缆导引装置14，其可以选自由管状件、环状件或孔圈、大致C形轮廓物或类似物组成的组。可以在升降机厢的每个侧部处布置至少一个线缆导引装置14，或者可以至少在升降机厢的每个侧部的高位置和低位置处布置两个或更多个这样的装置。

绷紧线缆受到张紧力，由于该张紧力，绷紧线缆变得相当有刚性，因此适于作为线缆导引装置。

随行电缆3可以被提供用于向升降机厢1供应电力。随行电缆3可以在一端(未示出)连接至电源，并且在另一端连接至升降机厢1。安装在滑轮架5上的滑轮4以被可移动地悬吊的方式布置在随行电缆3上。随行电缆装置的一端可以安装在沿井道的某些点处。在用于风力涡轮机的升降机系统的情况下，随行电缆装置的一端可以附接在塔架处。随行电缆装置的另一端可以连接至升降机厢。安装随行电缆装置的高度可以处于井道总高度的大约一半，或者在这种情况中，处于塔架总高度的大约一半。电源可以设置在井道中的任意高度处。

两个横向臂6中的每一个横向臂可以从滑轮架5横向地延伸。在所示出的示例中，每个横向臂6可以以与升降机厢1的上下运动方向(参见箭头A)大致垂直的方式延伸。每个横向臂6可以朝向绷紧线缆2中的一个绷紧线缆延伸。横向臂的自由端部61可以适于相对于绷紧线缆2以可滑动的方式布置。在替代性实施方式中，可以仅提供一个横向臂。使用单个横向臂的一方面是成本更低。图4a至图4d示出根据某些不同实施方式的横向臂的自由端部。

在某些情况下，横向臂可以与滑轮架作为一体件而制成或者横向臂可以焊接至滑轮架。在其他情况下，横向臂可以通过例如螺钉或螺栓固定至滑轮架。

在某些实施方式中，还可以提供梯(未示出)，升降机厢可以通过绷紧线缆被绕梯引导。

在图1的示例中，滑轮架5还可以沿升降机系统的牵引钢丝绳7和安全钢丝绳8被引导。在其他情况下，滑轮架可以适用于沿牵引钢丝绳和安全钢丝绳中的至少一者被引导。图4a至图4d示出根据实施方式的适于沿牵引钢丝绳和安全钢丝绳中的至少一者被引导的滑轮架。

在滑轮架沿其他线缆例如安全绳索或牵引绳索被引导或者引导这些其他线缆的所有示例中，这些其他线缆也可以从随行电缆装置的增强的稳定性中受益。在示出的示例中，两个横向臂帮助减少随行电缆的振荡和运动。如果随行电缆滑轮在空间中相对固定，则这些其他线缆的相应部分也就在空间中相对固定。因而这些其他线缆(对于牵引钢丝绳和安全钢丝绳等)的运动也可以被减少。

升降机厢1还可以设置有例如由橡胶制成的底座9，从而当升降机厢到达底部平台底板时在升降机厢与底部平台底板提供一定距离。

在随行电缆2的每个端部处还可以设置电缆牵引套10以帮助在使用中牵引电缆。

图2a和图2b示出根据第二实施方式的服务升降机系统的两个立体图。图2a和图2b不同于图1之处在于，升降机厢1可以由布置在升降机系统的井道(未示出)的内表面—例如风力涡轮机的内表面—上的梯11引导。图2b示出可以在升降机厢1处设置用于在梯11上引导升降机厢的至少两对转轮111。在其他实施方式中，可以在升降机厢处设置更多对转轮以在梯上引导厢。

在图2a和图2b的示例中，两个横向臂6’可以包括自由端部61’，自由端部61’中的每一个自由端部包括相对于梯11以可滑动的方式布置的另外一对轮或转轮62。如之前提到的，在替代性实施方式中，可以仅设置一个横向臂。

在图2a和图2b的示例中，牵引绳索和安全绳索被提供用于提升和驱动升降机厢1。在此示例中，这些绳索也可以从随行电缆的增强的稳定性中受益。在替代性实施方式中，升降机厢可以包括用于沿梯驱动升降机厢的驱动带。驱动带可以具有多个爬升销，所述多个爬升销布置成在使用中爬升销与梯的横档接合。在这些情况下，可以设置在升降机厢内的马达可以驱动驱动带。

在又一实施方式中，如图3所示，升降机系统的井道的内表面—例如风力涡轮机塔架的内表面—可以设置有齿条12，升降机厢1可以设置有小齿轮(未示出)，小齿轮布置成与齿条12啮合以使得升降机厢可通过齿条与齿轮的接合而被驱动。

两个横向臂6’包括自由端部61’，自由端部61’中的每一个自由端部包括以与之前结合图2a和图2b所说明的方式类似的方式相对于梯11以可滑动的方式布置的另外的一对转轮62。在替代性实施方式中，可以仅设置一个横向臂。

图3示出根据第三实施方式的服务升降机系统的立体图。图3不同于图1之处在于升降机厢1可以由布置在升降机系统的井道(未示出)的内表面上的梯11以与结合图2a和图2b所说明的方式类似的方式引导。在图3中所示的示例中，齿条可以沿梯的侧部轨道中的一个侧部轨道设置。

在升降机厢可以由梯引导或者由导引轨道引导的某些情况下，升降机厢还可以适于在升降机厢1的每个侧部处引导随行电缆。在这些情况下，升降机厢1可以在每个侧部处包括至少一个随行电缆导引件13。导引件13可以呈管状件、环状件或孔圈或大致C形支承件的形式。由于不需要为了将随行电缆布置在C形支承件内而对随行电缆进行完全拆卸，所以C形支承件可以在现有的升降机系统中被非常容易地改装。

在替代性实施方式中，升降机厢可以由布置在升降机系统例如风力涡轮机塔架的井道的内表面上的轨道引导。在这些情况下，横向臂可以适于例如通过适于与轨道接合的轮或滚子而相对轨道以可滑动的方式布置。导引轨道可以例如具有U形部段，滚子或轮可以以规定间隙接合在U形部段中，从而实现滑动运动。在替代性实施方式中，升降机厢可以由布置在升降机厢的宽度方向的两个侧部的导引轨道引导而在井道内沿着竖向路径移动。在这些情况中的一些情况中，还可以提供梯(未示出)，并且升降机厢可以由导引轨道绕梯引导。

可选地，导引轨道可以带有齿条，随厢布置的小齿轮能够与该齿条接合。

图4a至图4d示出布置在滑轮架5内的滑轮4以及根据不同实施方式的横向元件6。

图4a示出仅一个横向臂6通过螺钉51固定至滑轮架5的实施方式。横向臂6可以包括自由端部61，自由端部61具有可以通过另一个螺钉63固定至臂的自由端部61的大体C形的导引件60。只要横向臂的自由端部可以适于根据情况相对电缆、梯或导引轨道以可滑动的方式被安装，也可以预见用于横向臂的自由端部的其他形状或支承件。

滑轮架5还可以包括至少一个凸缘52，所述至少一个凸缘52设置有用于引导升降机系统的牵引绳索和/或安全绳索的两个孔53。在替代性实施方式中，可以设置其他数目的孔。在某些情况下，凸缘52可以与滑轮架5一体地形成。在其他情况下，凸缘52可以焊接或通过螺钉固定至滑轮架。图4a示出顶部凸缘52和下部凸缘52可以与滑轮架5一体地形成的实施方式。每个凸缘52可以包括两个孔53。

图4b不同于图4a之处在于设置有两个横向臂。其余部分与图4a基本类似。两个凸缘52在图4b中清晰可见。

图4c不同于图4b之处在于滑轮架5还包括可以在井道的内表面上滑移或骑跨在该内表面上的转轮。在这种情况下，设置有通过轴55而成对(上下各一对轮)布置的四个轮54。所述轮可以帮助克服升降机系统的井道的内表面的任何隆起或突起，例如，用于风力涡轮机塔架壁的内表面的塔架部段之间的接合部。

图4d不同于图4b和图4c之处在于横向元件6’的每一个自由端部61’包括布置成沿绷紧线缆2或梯(参见图3)滑动的一对转轮62。本示例以及图4a和图4b的示例中的滑轮架还包括楔形导引元件56。当滑轮架向上移动碰到例如两个塔架部段之间的接合部的凸缘时，楔形元件可以帮助滑轮架滑过这样的接合部。类似的楔形导引元件出于相同的原因可以设置在滑轮架的底部处。因而这些楔形导引元件用作沿着例如风力涡轮机塔架的内表面滑动的转轮。

尽管文中仅公开了本发明的一些特殊实施方式和示例，但是本领域技术人员将会理解，本发明的其他替代性实施方式和/或用途以及明显的改型及其等同替代是可能的。此外，本发明覆盖所描述的特殊实施方式的所有可能的组合。因此，本发明的范围不应当受特殊实施方式的限制，而是应当仅通过对上述权利要求书的公正解读来确定。

Claims (12)

1.一种升降机系统，包括：

升降机厢，所述升降机厢由一个或更多个基本刚性的导引元件引导或者绕所述一个或更多个基本刚性的导引元件被引导；

随行电缆，所述随行电缆用于向所述升降机厢供应电力；以及

滑轮，所述滑轮安装在滑轮架上，

其中，所述滑轮与所述滑轮架以可移动的方式悬吊在所述随行电缆上，

其中，所述系统还包括一个或更多个横向元件，所述一个或更多个横向元件中的每一个横向元件具有附接至所述滑轮架的一个端部和适于相对于所述刚性的导引元件中的一个或更多个刚性的导引元件以可滑动的方式布置的另一个端部。

2.根据权利要求1所述的升降机系统，其中，所述系统包括两个横向元件，所述横向元件具有附接至所述滑轮架的一个端部和适于相对于所述刚性的导引元件中的一个或更多个刚性元件以可滑动的方式布置的另一个端部。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的升降机系统，其中，所述刚性的导引元件是布置在所述升降机系统的井道的内表面上的梯，所述横向元件适于相对于所述梯以可滑动的方式布置。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的升降机系统，其中，所述刚性的导引元件是布置在所述升降机系统的井道的内表面上的导引轨道，所述横向元件适于相对于所述导引轨道以可滑动的方式布置。

5.根据权利要求1至2中任一项所述的升降机系统，其中，所述刚性的导引元件是在所述升降机厢侧旁运行的一对绷紧线缆，所述横向元件适于相对于所述绷紧线缆中的至少一条绷紧线缆以可滑动的方式布置。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的升降机系统，其中，所述升降机系统的井道的内表面设置有齿条，所述升降机厢设置有小齿轮，所述小齿轮布置成与所述齿条啮合以使得所述升降机厢能够通过所述齿条与所述小齿轮的接合而被驱动。

7.根据权利要求3至5中任一项所述的升降机系统，其中，设置有用于驱动所述升降机厢的一条或更多条牵引钢丝绳，所述滑轮架还适于沿所述升降机系统的至少一条牵引钢丝绳或安全钢丝绳被引导。

8.根据权利要求5所述的升降机系统，其中，所述滑轮架还设置有转轮，所述转轮布置成使得在使用时所述转轮能够骑跨在所述升降系统的井道的内表面上或能够在所述升降系统的井道的内表面上滑移。

9.根据权利要求8所述的升降机系统，其中，所述转轮包括滚子，优选地包括两对滚子。

10.根据权利要求8所述的升降机系统，其中，所述转轮包括楔形导引元件。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的升降机系统，其中，所述横向元件的适于相对于所述刚性的导引元件以可滑动的方式布置的所述端部选自由一对滚子、孔圈或大体C形轮廓物组成的组。

12.一种风力涡轮机，包括根据权利要求1至11中任一项所述的升降机系统，所述风力涡轮机布置在风力涡轮机塔架内。