CN109890736A - 防坠落装置及相关方法 - Google Patents

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Abstract

一种防坠落装置,包括:壳体,该壳体具有用于钢丝绳的入口孔和用于钢丝绳的出口孔;以及布置在壳体内的夹持机构和超速检测器。速度检测机构包括从动辊,该从动辊被布置为由钢丝绳驱动。从动辊具有待由传感器检测的一个或多个选定区域,并且该装置进一步包括运动指示器,该运动指示器被配置为当传感器检测到选定区域中的一个时从传感器接收信号。该运动指示器被配置为取决于是否从传感器接收到信号而给出不同的指示,并且可从壳体外部检测到此类指示。也公开了用于操作此类防坠落装置的方法和用于改装防坠落装置的方法。

Description

防坠落装置及相关方法
技术领域
本发明涉及防坠落装置,并且进一步涉及操作或使用防坠落装置的方法、以及用于改装(retrofit,翻新)防坠落装置的方法。
背景技术
现代风力涡轮机常常用于向电网供应电力。风力涡轮机通常包括安装在风力涡轮机塔架的顶部的转子,该转子具有转子毂和多个叶片。转子在叶片上的风的作用下旋转。发电机的操作产生供应到电网中的电力。
当在风力涡轮机内需要维护工作时,起重机经常以类似电梯的结构的形式使用,其中用于运输人员和/或设备的升降平台或舱室在风力涡轮机塔架内上升和/或下降。风力涡轮机经常设置有沿塔架的高度布置在各种高度处工作平台,目的是允许工人离开舱室并且检查或修理预期的设备。
电梯系统通常包括通过钢丝绳悬挂在井道或电梯竖井内的电梯轿厢。术语钢丝绳(wire rope)在此用于表示相对较粗的线缆。但是在本领域中,术语线缆和钢丝绳经常可互换使用。在一些系统中,例如对于一些电动电梯,可取决于例如可用空间来提供配重。其它系统(诸如液压电梯)通常不包括配重。
服务电梯可包含安装在电梯上或附接到电梯的某种形式的牵引装置。牵引装置可包括壳体,壳体包括牵引机构,例如马达驱动的牵引滑轮。马达一般可为电动马达,但是原则上可使用其它马达。
服务电梯可进一步包含电磁制动器。除了这种制动器之外,“辅助安全装置”或“防坠落装置”可安装在电梯上或附接到电梯。此类防坠落装置用作主电磁制动器的备用设备,并且通常可结合某种形式的传感机构来感测电梯的速度。如果电梯移动得太快,即电梯可正在下降,则辅助安全装置可自动阻挡电梯并且阻止任何进一步的移动。在这种意义上,速度检测机构用作超速检测器。
服务电梯的起重钢丝绳或专用安全钢丝绳可穿过安全装置的入口孔、穿过安全装置的内部、并且通过相对端处的出口孔离开安全装置。当存在不安全状态时(即,当超速检测器跳闸时),用于夹持起重钢丝绳或安全钢丝绳的某种形式的夹持机构可结合在安全装置中。
当装配到合适的钢丝绳上时,防坠落装置可为包括内部辊和夹持机构(例如,涉及夹持钳)的类型,该夹持机构闭合到安全钢丝绳上,该安全钢丝绳可为主起重钢丝绳或者单独的安全钢丝绳。这些装置可包括离心超速检测器。
此类超速检测器可包括与可移动零件耦接的从动辊,当辊由沿其通过的钢丝绳驱动旋转时,可移动零件被迫向外。压力辊确保钢丝绳与离心超速检测器的从动辊之间的接触。如果钢丝绳过快地穿过安全装置,则制动器启动(trip)并且钳夹持在丝绳上,从而阻挡钢丝绳上的安全装置。
超速检测器设置在防坠落装置的壳体的内侧上。在使用此类防坠落装置期间,从动辊可由于磨损而与钢丝绳松脱接触。如果与钢丝绳的接触丢失,则从动辊不随着钢丝绳的移动而旋转(或者不能足够快地旋转)。结果,可无法可靠地检测到超速。因此,检查超速检测器是否正常工作非常重要。一般在壳体的侧壁上设置小的检查窗口,允许人员检查离心超速检测器是否在旋转。然而,检查窗口并不始终允许超速检测器的良好可见性。此外,由于防坠落装置安装在电梯上,因此人员并不始终易于接近检查窗口。
此外,即使可正常看到超速检测器并且看起来工作良好,实际上检测器的辊可未像它应当的那样快速旋转。对从动辊(和/或压力辊)的磨损可导致钢丝绳与从动辊之间仍然存在接触的情况,但是这种接触是不应当的。结果,超速检测器旋转但也不能可靠地指示超速情况。
本公开提供了至少部分地解决一些上述缺点的系统和方法的示例。
服务电梯和相关的安全装置,诸如防坠落装置,不仅用于风力涡轮机塔架,而且可在许多不同的场地和结构中发现。
在整个本公开中,词语“电梯”和“升降机”可互换使用。
发明内容
根据第一方面提供了防坠落装置,该防坠落装置被配置为围绕电梯的钢丝绳安装。防坠落装置包括具有用于钢丝绳的入口孔和用于钢丝绳的出口孔的壳体。其进一步包括布置在壳体内的夹持机构和超速检测器。超速检测器包括从动辊,该从动辊被布置为由钢丝绳驱动,并且其中夹持机构被配置为如果超速检测器检测到从动辊的速度超过预定阈值则夹持钢丝绳。从动辊具有一个或多个待由传感器检测的选定区域,并且该装置进一步包括运动指示器,该运动指示器被配置为当传感器检测到选定区域中的一个时从传感器接收信号。运动指示器被配置为取决于是否从传感器接收到信号而给出不同的指示,并且可从壳体外部检测到此类指示。
在这方面,关于超速检测器的正常运行的信息易于提供给操作员或维护人员,而无需使用防坠落装置。从动辊具有待由壳体内的传感器检测的一个或多个选定区域。当从动辊旋转时,由传感器重复感测选定区域。当检测到选定区域中的一个时,运动指示器接收信号。当辊旋转时,运动指示器反复接收此类信号并且在壳体的外侧指示这种运动。运动指示器可为例如光,诸如LED。因此,通过闪光灯可见超速探测器的正常工作。运动探测器可安装在防坠落装置的壳体的外侧,但是也可安装在其它合适的位置(例如在电梯的外侧,或者在塔架或建筑物底部处的位置),其中操作员可易于感测到指示。
在一些示例中,传感器可设置在壳体内,并且可为光电传感器。选定区域可设置有反射涂料或反射贴纸。光电传感器发光,并且如果选定区域在其前面通过,则光被传感器反射且接收。这仅仅为实现感测辊的旋转的一种方式。可在壳体内使用的光电传感器的示例可为颜色传感器或对比度传感器。此类传感器可被配置为基于表面的颜色检测不同的表面。使用对比度或颜色传感器的一个方面是它不像感应传感器那样依赖于某种材料。颜色或对比度传感器可为轻质的并且需要很小的空间。颜色传感器可发射白光,检测反射并且分析三束反射的彩色光(红色、蓝色、绿色),并且然后测量每个波长反射回来的光的水平。
可将反射光的水平与储存在传感器存储器中的值进行比较。如果该值在其容差限度内,则识别该值将触发输出。
在其它示例中,可使用感应传感器。如果超速检测器为离心超速检测器,则重量随速度的增加而向外移动。在此类示例中,可更易于实现光电传感器。
在一些示例中,防坠落装置可为电梯的起重钢丝绳的钢丝绳。在其它示例中,除了起重或牵引钢丝绳之外,也可提供专用的安全钢丝绳。
在另一方面,提供了电梯系统,包括根据本文所述的任何示例的电梯和防坠落装置。在又一方面,本公开提供了包括此类电梯系统的风力涡轮机。
在又一方面,提供了一种用于操作根据本文公开的任何示例的电梯系统的方法。电梯由牵引机构操作,并且该方法包括从从动辊的速度推导出钢丝绳的估计速度,从牵引机构推导出钢丝绳的实际速度,并且将估计速度与实际速度进行比较。如果实际速度与估计速度之间的差值高于预定阈值,则发出警报信号。
在这方面,通过感测防坠落装置中的从动辊而提供的附加信息不仅用于指示辊正在旋转的事实。另外,在成为问题之前,可注意到辊的持续磨损。增加磨损可导致辊旋转,但是不会像应当的那样快速。如果检测到这种情况,则可发出警报信号。警报信号可为任何类型。警报信号的发出可导致在短时间内安排维护。
在又一方面,本发明提供了用于改装防坠装置的方法,该防坠装置包括具有用于钢丝绳的入口孔和用于钢丝绳的出口孔的壳体,以及布置在壳体内的夹持机构和超速检测器。超速检测器包括从动辊,该从动辊被布置为由钢丝绳驱动,并且夹持机构被配置为如果超速检测器检测到从动辊的速度超过预定阈值则夹持钢丝绳。该方法包括提供传感器,该传感器被配置为检测从动辊的选定区域,以及提供运动指示器,该运动指示器被配置为当传感器检测到选定区域中的一个时从传感器接收信号,其中运动指示器被配置为取决于是否从传感器接收到信号而给出不同的指示,并且可从壳体外部检测到此类指示。
在一些示例中,此类方法可包括使传感器可检测从动辊的选定区域。这可包括从动辊的颜色部分,通过粘贴箔或通过涂覆而使零件变得具有反射性。
根据该方面,现有的防坠落装置可被改装并且提供有本文所述的附加功能。
在整个本说明书和权利要求中,电梯路径应当理解为电梯可通过其向上和向下行进的空间或通道。因此,在风力涡轮机塔架中,电梯路径限定在塔架内。塔架内可存在封闭的空间,舱室可沿该空间行进。另选地,塔架内的空间可为打开的。
在整个说明书和权利要求中,超速检测器可为任何合适的速度检测机构。此类速度检测机构可优选地被配置为将检测到的速度与预定阈值进行比较,并且当检测到的速度高于阈值时,可发出警报信号或者可激活警报机构。
附图说明
下面将参考附图描述本公开的非限制性示例,在附图中:
图1为防坠落装置的示例的透视图;
图2a至图2c示出了防坠落装置的纵向剖视图和横截面顶视图,该防坠落装置可与图1中所示的防坠落装置相同或相似;以及
图3a至图3c示意性地示出了防坠落装置的示例,其包括附加的感测机构和运动指示器。
具体实施方式
在这些图中,相同的附图标记用于表示匹配元件。
图1示意性地示出了防坠落装置。图1的防坠落装置10安装在电梯上,并且该防坠落装置包括壳体13,壳体13具有上部钢丝绳入口12、解锁杆4和检查窗51。壳体进一步包括下部钢丝绳出口14。在图1中也示出了紧急锁定杆38。钢丝绳5穿过防坠落装置10。
图2a至图2c示意性地示出了类似于图1中所示的安全装置10的横截面视图。在安全装置10的壳体的内部中设置至少一个安全机构。安全机构作用在钢丝绳上,并且因此可经受磨损。特别地,基本上持续地与钢丝绳接触的零件和部件会经受磨损。
图2b示出了用于钢丝绳的入口孔12。钢丝绳在上部夹具6与下部夹具7的夹持钳8、9之间通过。在正常操作中,夹持钳是“打开的”,并且钢丝绳与夹持钳之间基本上没有接触。钳在正常操作中被阻挡元件59阻止闭合。如果在操作中检测到钢丝绳的超速(这表明安装有安全装置的电梯正在下降),则超速检测器启动,其移动阻挡元件59并且允许钳6、7闭合。从而防止电梯坠落。
超速检测和启动机构可包括与钢丝绳接触的第一从动辊48。随着钢丝绳移动,辊48被驱动并且旋转。第一从动辊48可操作地与图2a中所示的离心超速检测器55的从动辊耦接。从动辊48和超速检测器55的从动辊都可安装在轴的同一轴线上。
超速检测器55可包括多个配重53,其被配置为当检测器由于作用在其上的离心力而旋转时向外移动。如果从动辊旋转得太快(即,这可表示由例如牵引起重机故障和/或电磁制动器故障致使的不安全状况),则配重53向外移动到检测器启动的程度:配重接触杆57,其将阻挡元件59从其原始位置释放。当检测器启动时,如前所述,夹持钳关闭并且电梯停止运转。
为了确保第一从动辊48实际上由钢丝绳的移动驱动,压力辊50可迫使它们彼此接触。附图标记49表示第一从动辊48与压力辊50之间的空间,钢丝绳穿过该空间。压力辊50和从动辊48两者都与张紧的钢丝绳持续接触。钢丝绳与辊之间的接触可导致沿辊的周边的凹槽的磨损。由于磨损,从动辊可根本不由钢丝绳驱动,或者可不以正确的速度旋转。这些情况中的任一种都可为危险的,因为它们都损害超速检测器的正常运行。
图3a至图3c示出了防坠落装置的壳体内部的示意图,诸如参考图1和图2a至图2c描述的防坠落装置。尽管在下面将参考此类防坠落装置,但是应当清楚,类似的教导可应用于不同种类的防坠落装置:例如,夹持机构可与前面描述的夹持机构不同,并且超速检测器可为不同的。超速检测器可为离心超速检测器,但是不必须为这种类型。
钢丝绳直接或间接地驱动离心超速检测器的从动辊。在该示例中,使用光电池检测器66。根据该示例的光电池检测器66具有光传输器和光接收器。光电池检测器通过电缆、数据线缆或光缆63连接到连接器60。
连接器60可连接到指示器,诸如,例如灯,特别是LED。该灯可安装在安全装置的壳体13的外侧,但也可安装在电梯上的适当位置。在另一示例中,它也可远程地定位在操作人员可见的位置。在一个示例中,指示器可安装到风力涡轮机塔架的内壁。
例如,离心超速检测器55或离心元件53的从动辊的周边等的选定零件58可使用箔或涂覆等而制成是反射的。另选地,离心超速检测器的从动辊的选定零件可制成非反射的。
结果,离心超速检测器的从动辊的选定零件58将从传输器接收的光反射到接收器,而从动辊的其它零件将不反射光。当从动辊旋转时,其连续地接收光和没有光、或“反射”和“非反射”的交替信号。因此,检测器66选择性地反复打开和关闭指示器。交替信号的此类传输可通过电缆、数据线缆或光缆63,或者可为无线的。
指示器可在每次接收到“光”信号(另选地,每次接收“无光”信号)时给出视觉指示(光)、听觉指示或这些指示的组合。结果,当从动辊旋转时,运动指示器将给出连续交替的指示。即使未直接使用防坠落装置,人员也可易于地注意到这一点。即使在相对黑暗的情况下,也可从远处易于检测到闪光。
在该特定示例中,检测离心速度检测器的从动辊的选定零件。该从动辊不与钢丝绳直接接触,而是在其与第一从动辊48可操作地耦接时间接驱动。在其它示例中,可以与之前描述的类似方式检测第一从动辊的选定零件或区域。
此外,在该特定示例中,基于反射的存在或不存在参考光电池检测器,但是可使用另选传感器。在另一示例中,可使用适合于确定表面颜色的传感器。然后可基于其颜色将离心元件与从动辊的其它零件区分开。
可使用的传感器的另一个示例为感应传感器。从动辊或离心元件的选定部分或区域可由不同材料制成。因此,感应传感器可再次接收交替信号、“材料A”、“材料B”或简单地“正”和“负”。传感器的这些示例中的每个都在防坠落装置中占据很小的空间,并且可利用附加描述的能力改装现有的防坠落装置。取决于所使用的传感器类型,可通过安装传感器并且将指示器与传感器连接来简单地改装现有的防坠落装置。
在其它情况下,可检测从动辊的特定部分或区域,和/或其它部分或区域可不检测。壳体内部的合适传感器和给出从壳体的外部可视或可听的指示的运动指示器能容易地结合在一起。
尽管本文仅公开了许多示例,但是其它替换、修改、使用和/或等同物也是可能的。此外,本文也涵盖了所描述示例的所有可能组合。因此,本公开的范围不应受特定示例的限制,而应仅通过合理阅读所附权利要求来确定。

Claims (15)

1.一种防坠落装置,所述防坠落装置被配置为围绕电梯的钢丝绳安装,所述防坠落装置包括壳体,所述壳体具有用于所述钢丝绳的入口孔和用于所述钢丝绳的出口孔,以及
布置在所述壳体内的夹持机构和超速检测器,
所述超速检测器包括从动辊,所述从动辊被布置为由所述钢丝绳驱动,并且其中所述夹持机构被配置为如果所述超速检测器检测到所述从动辊的速度超过预定阈值则夹持所述钢丝绳,其中
所述从动辊具有待由传感器检测的一个或多个选定区域,并且该所述防坠落装置进一步包括:
运动指示器,被配置为当所述传感器检测到所述选定区域中的一个时从所述传感器接收信号,并且
所述运动指示器被配置为取决于是否从所述传感器接收到所述信号而给出不同的指示,
此类指示能从所述壳体的外部检测到。
2.根据权利要求1所述的防坠落装置,其中,所述壳体内的所述传感器为光电传感器。
3.根据权利要求1所述的防坠落装置,其中,所述壳体内的所述传感器为感应传感器。
4.根据权利要求1所述的防坠落装置,其中,所述传感器为颜色传感器或对比传感器。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的防坠落装置,其中,所述超速检测器进一步包括压力辊,所述压力辊被配置为迫使所述钢丝绳与所述从动辊接触。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的防坠落装置,其中,所述超速检测器为离心速度检测机构。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的防坠落装置,其中,所述运动指示器为灯。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的防坠落装置,其中,所述钢丝绳为所述电梯的起重钢丝绳。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的防坠落装置,其中,所述壳体进一步包括用于观察所述速度检测机构的检查窗口。
10.一种电梯系统,包括根据权利要求1至9中任一项所述的防坠落装置和电梯。
11.一种风力涡轮机,包括根据权利要求10所述的电梯系统。
12.用于操作根据权利要求10所述的电梯系统的方法,其中,所述电梯由牵引机构操作,并且所述方法包括:
根据所述从动辊的速度推导出所述钢丝绳的估计速度,
根据所述牵引机构推导出所述钢丝绳的实际速度,以及
将所述估计速度与所述实际速度进行比较,并且
如果所述实际速度与所述估计速度之间的差值高于预定阈值,则发出警报信号。
13.一种用于改装防坠落装置的方法,所述防坠落装置包括具有用于钢丝绳的入口孔和用于钢丝绳的出口孔的壳体,以及
布置在所述壳体内的夹持机构和超速检测器,
所述超速检测器包括从动辊,所述从动辊被布置为由所述钢丝绳驱动,并且其中所述夹持机构被配置为如果所述超速检测器检测到所述从动辊的速度超过预定阈值则夹持所述钢丝绳,
所述方法包括:
提供传感器,所述传感器被配置为检测所述从动辊的选定区域,以及
提供运动指示器,所述运动指示器被配置为当所述传感器检测到所述选定区域中的一个时从所述传感器接收信号,其中
所述运动指示器被配置为取决于是否从所述传感器接收到所述信号而给出不同的指示,并且
此类指示能从所述壳体的外部检测到。
14.根据权利要求13所述的方法,进一步包括:使所述从动辊的选定区域能由所述传感器检测到。
15.根据权利要求14所述的方法,其中,使所述从动辊的一个或多个选定区域能被所述传感器检测的步骤包括:在所述选定区域上提供反射箔、反射涂料、反射涂层或反射贴纸中的一种或多种。
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