CN1764782A - 利用工作平台检修风轮机的外部部件例如风轮机叶片和塔架的方法以及工作平台 - Google Patents

利用工作平台检修风轮机的外部部件例如风轮机叶片和塔架的方法以及工作平台 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用工作平台检修风轮机的外部部件例如风轮机叶片和塔架的方法，所述方法包括以下步骤：在风轮机塔架处安放工作平台以及利用至少一个缆绳将工作平台连接到风轮机的上部部分。此外，本方法包括利用缆绳及缆绳卷绕装置将工作平台提升至使用位置的步骤，以及利用保持装置将工作平台保持在风轮机塔架的侧面的步骤。本发明还涉及一种用于检修风轮机的外部部件的工作平台。

Description

利用工作平台检修风轮机的外部部件 例如风轮机叶片和塔架的方法以及工作平台
技术领域
本发明涉及一种利用工作平台检修风轮机的外部部件例如风轮机叶片和塔架的方法，以及一种根据权利要求10的前序部分所述的工作平台。
背景技术
风轮机通常架设在风力状况有利的地方，例如没有阻断或改变风力路线的障碍物的地方。这意味着风轮机经常设置在基础设施例如路况很差的比较偏僻的地方。
这在必须维护风轮机的外部部件例如风轮机叶片或风轮机塔架表面方面产生了一些问题。近年来随着风轮机尺寸的增大，这些问题的数量已经明显增加。
以前，已经在对风轮机的外部部件的维护或修理中使用到了独立式的吊车或升降机。然而，在基础设施差的情况下，将吊车或升降机运输到架设风轮机的地方成本相当高而且耗时。
为克服将大而重的设备运输到架设地时出现的问题，人们已经提出了不同的解决方案。
一种方案是工人利用连接在引擎舱上的绳索下降到风轮机塔架或叶片的侧面。然而，该方法必然要求专业人员进行攀爬而且在风轮机上工作的可能性相当受限制，因此这不是维护或修理风轮机的外部部件的切实可行的解决方案。
另一种方案是在风轮机引擎舱的下面安装吊车和缆绳吊篮，以便能在风轮机的侧面放下吊篮。然而，吊篮由于其不平稳性而难以正确定位并且难以工作。
本发明的目的之一是建立一种用于风轮机但没有上述缺陷的方法和系统。
本发明的一个目的是提供这样一种方法和系统：其能够将一个或多个工人定位到任何邻近风轮机外侧的位置一例如靠近其中一个风轮机叶片的位置，但不会涉及很重的地面设备。
此外，本发明的一个目的是形成一种可为工人提供安全且平稳的条件的方法和系统。
发明内容
本发明涉及一种利用工作平台检修风轮机的外部部件例如风轮机叶片和塔架的方法，所述方法包括下列步骤：
在风轮机塔架处安置(设置，放置)工作平台，
利用至少一个缆绳将工作平台连接到风轮机的上部部分，
利用缆绳和缆绳卷绕装置将工作平台提升到使用位置，以及
利用保持装置将工作平台保持在风轮机塔架的侧面。
因此能建立这样一种方法：该方法能为在风轮机的外部部件例如风轮机叶片和塔架上进行检修的一个或多个工人提供安全而平稳的条件。
在本发明的一个方面，所述保持由至少两组吸盘或真空吸盘(真空吸阀)建立，以便能在风轮机塔架上形成容易控制而又牢固的保持。
在本发明的另一方面，通过将所述吸盘或真空吸盘安置在保持臂的端部来增强所述保持，所述保持臂围绕风轮机塔架的外部夹紧。因而能围绕风轮机塔架形成夹持，该夹持在吸收和承受工作平台的任何扭动方面都是有利的。
在本发明的另一方面，所述方法还包括通过使工作平台的水平施力装置伸出或缩回来水平地移动该工作平台的步骤。因此能将工作平台定位在任何邻近风轮机外侧的位置，例如靠近风轮机叶片中的一个的位置。
在本发明的另一方面，伸出或缩回由所述水平施力装置中的多个臂段伸缩地建立。因此可实现本发明的一个构造简单并且使用时控制简便的优选实施例。
在本发明的另一方面，缆绳引导装置使缆绳从该缆绳的起点向外相对于风轮机塔架形成角度。由此实现了本发明的一个有利的实施例。
在本发明的另一方面，所述工作平台通过随着工作平台的转向轮并通过转向轮在风轮机塔架的表面上滚动来向上或向下移动。
本发明还涉及一种工作平台，所述工作平台还包括用于将工作平台保持在塔架上的夹持装置。因此能形成这样一种设备：该设备为在风轮机的外部部件例如风轮机叶片和塔架上进行检修的一个或多个工人提供安全而平稳的条件。
在本发明的一个方面，所述至少一个缆绳包括多个外缆绳，所述外缆绳组包括主缆绳和一个或多个附加缆绳。
在本发明的另一方面，所述至少一个缆绳还包括内缆绳。
所述一个以上的缆绳可增强工作平台的安全等级。
在本发明的一个方面，所述内缆绳和外缆绳沿离开塔架的方向在内锚固点和外锚固点处固定到风轮机引擎舱的下侧，或者固定到引擎舱内的锚固点上。
在本发明的一个方面，所述夹持装置包括至少两组吸盘或真空吸盘。在两组或多组吸盘或真空吸盘的情况下，可从一个以上的侧面例如从相对的侧面接合风轮机塔架，以保证更牢固的夹持。然而，应该强调的是，夹持装置可仅由在一个位置接合塔架的一组吸盘或真空吸盘形成。该位置优选在工作平台的前面，以便保证工作平台围绕该位置平衡。
吸盘或真空吸盘可与任何类型的风轮机塔架例如由金属或混凝土制成的塔架结合使用。
在本发明的另一方面，所述夹持装置包括至少两组电磁装置。电磁装置可以是一个或多个电磁体，其中所述磁体的电源受控制以便保持在/离开塔架的金属表面。
在本发明的另一方面，所述夹持装置包括环绕风轮机塔架的维持装置，例如至少一个维持带或箍。该维持装置全部或部分地环绕塔架并连接到夹持装置上，其中该夹持装置可以拉紧或松开该维持装置以便分别将工作平台保持在适当位置或者使工作平台能够移动。带或箍优选由铁或铁合金制成。另外，带或箍可由其它材料例如增强复合材料或编织材料制成。
在本发明的另一方面，所述至少两组吸盘或真空吸盘或者电磁装置均柔性安装到保持臂的端部。在柔性安装吸盘或者电磁装置的情况下，可有利地使保持臂适应风轮机塔架的不太平坦的表面。另外，在柔性安装的情况下，塔架的倾斜不影响吸盘或者电磁装置的设计功能。
在本发明的另一方面，所述保持臂包括基臂段、内臂段和外臂段。通过将夹持臂分成段，可使所述臂能单独地形成角度以便夹持不同尺寸的风轮机塔架。
在本发明另一方面，所述内臂段和外臂段枢转地连接并由臂致动装置在至少一个方向上控制。因而能使所述臂段适应所述塔架的倾斜，而与倾斜的(小)尺寸无关。
在本发明的另一方面，所述夹持装置包括一个或多个转向轮。在设有转向轮的情况下，很容易使工作平台垂直移动并滚动到给定的使用位置。此外转向轮有助于当工作平台在风轮机塔架的表面向上或向下移动时控制该工作平台的行进路线。
在本发明的一个方面，护栏和底座限定所述工作平台的工作区域。由于现代风轮机包括高度大于50米的引擎舱，所以需要对工人进行保护以免其例如因预料不到的阵风等而从工作平台上跌落。
在本发明的一个方面，所述夹持装置和底座通过水平施力装置连接。在工作平台能够水平地施力或移动的情况下，其能对不同的风轮机外部部件起作用，而与它们相对于风轮机塔架的位置无关。尤其是在其中塔架与风轮机叶片之间的距离可在5米和10米之间的现代风轮机的情况下，工作平台的水平移动的能力是有利的。
在本发明的一个方面，所述水平施力装置包括多个水平施力臂。在用多个臂代替一个长臂的情况下，可将施力装置构造成具有较小的长度。
在本发明的一个方面，所述水平施力臂彼此集成为伸缩式施力装置的部件。如果形成为伸缩式，则可在施力装置结构更紧凑的情况下获得必要的长度。另外，伸缩式施力装置保证该施力装置通过线性路径完成工作平台的水平施力。
在本发明的一个方面，所述工作平台的侧部包括一个或多个凹陷，以用于容纳并停靠一个或多个风轮机叶片。由于凹陷限定一至少部分地包围叶片的区域，所以在凹陷中容纳和停靠叶片尤其重要。该包围保证叶片可被从不同的位置保持，例如与叶片的全部两侧一起保持其前缘和后缘。另外，工人们可接近并靠近叶片的全部两侧，而不会危险地从护栏上探身出去。
在一个特定的实施例中，叶片可进入凹陷并随后被工作平台包围，其中所述包围通过在叶片后面将工作平台的枢转连接段闭合而实现。所述段优选包括必要的护栏，以使工人绕能在叶片周围绕叶片走动。
应该强调的是，叶片可沿工作平台的侧部停靠在任何位置。凹陷仅通过允许更好的保留叶片而适合于更安全的停靠。
在本发明的一个方面，所述工作平台包括用于将风轮机叶片保留在所述凹陷之一中的保留装置(固定装置)。保留装置是重要的，因为它们保证例如在阵风时约束叶片的任何移动，从而当工人在叶片上工作时保护他们免受潜在的伤害。由于叶片被安放在凹陷中，保留装置可抵靠叶片的表面从相反侧投入，以保证对叶片进行结实而连续的保持。
在本发明的一个方面，所述保留装置包括一个或多个吸盘或真空吸盘，所述吸盘或真空吸盘位于作为保留装置基部的一个或多个杆上。通过吸盘或真空吸盘进行的保持确保对叶片进行既结实又连续的保持，并同时确保柔和的保持而不会在叶片上形成任何压力痕迹。
在本发明的一个方面，所述缆绳由缆绳引导装置控制，例如由所述装置的一个或多个引导轮控制。可避免对缆绳的磨损，从而保证工作平台上的工人的安全。
在本发明的一个方面，所述缆绳引导装置对缆绳的角度形成进行控制。通过控制缆绳角度的形成，可实现不同的有利特征，例如使工作平台压靠塔架。通过将工作平台压靠在塔架上，可以降低夹持装置的必要强度。
在本发明的一个方面，控制装置至少控制所述臂致动装置、水平施力装置、所述一个或多个抽吸泵或真空泵和/或所述缆绳卷绕装置。
在本发明的另一方面，所述控制装置通过导线或无线地连接到至少一个遥控装置，并由所述至少一个遥控装置控制。设置遥控装置后，工人可在工作平台上更自由地移动并更精确地控制工作平台的部件，从而增强工作平台的灵活性和安全性。
在本发明的另一方面，所述控制装置和辅助器件由一个以上的遥控装置控制，所述遥控装置以主从配置的形式工作。因此能控制工作平台的部件，或者利用辅助器件控制风轮机的部件，例如转子从不同位置—例如工作平台和地面或引擎舱一开始的转动。
附图说明
下面将参照附图说明本发明，其中：
图1示出大型现代风轮机；
图2a示出在风轮机塔架侧面向上移动的根据本发明的工作平台；
图2b示出使用状态下的工作平台；
图3更详细地示出风轮机塔架侧面的工作平台；
图4示出风轮机叶片相对于工作平台的定位，其中工作平台是从下面看过去的；
图5示出根据本发明优选实施例的工作平台的透视图；
图6示出风轮机和工作平台之间的连接，并包括其一段视图；
图7a和7b示出其中推式致动器装置处于两个不同伸出位置的工作平台；
图8a至8c示出推式致动器装置的优选实施例的不同伸出位置；
图9a和9b示出根据本发明的吸盘或真空吸盘优选实施例的正视图和后视图；
图10a和10b示出包括保持缆绳卷绕装置的箱子的缆绳卷绕装置的优选实施例；
图11示出检修风轮机外部部件的方法的流程图；
图12示出与本发明的工作平台有关的控制系统的实施例。
具体实施方式
图1示出现代风轮机1，该风轮机1具有塔架2和位于塔架顶部的风轮机引擎舱3。具有三个风轮机叶片的风轮机转子5通过低速轴连接在该引擎舱上，所述低速轴从引擎舱前面伸出。
如图所示，超过一定风级的风将由于形成在叶片上的提升力而致动转子，并使该转子能沿垂直于风方向的方向转动。该转动被转化成如本领域技术人员所知的通常供应到输电网的电能。
图2a示出根据本发明的工作平台6，该工作平台6在风轮机塔架的侧面向上移动以便进行风轮机1的维护或修理作业。
另外，图2a示出：风轮机叶片随风向前倾斜(与风向平行)，并由于风轮机在作业过程中停止而不移动。该图还示出：在工作平台内有工人。
工作平台利用至少一个缆绳7连接到风轮机引擎舱3上，其中所述缆绳从引擎舱下面的位置到达该引擎舱。工作平台还包括夹持装置8，所述夹持装置8抵靠风轮机塔架2的侧部基本水平地伸出。
缆绳7可作为风轮机的一体部分，所述缆绳位于引擎舱内并通过引擎舱底部的开口下降到地面。另外，缆绳可与工作平台6一起到达并运送到引擎舱，例如由工人通过风轮机内部的楼梯将缆绳携带至引擎舱，然后将缆绳的一端牢固地紧固到引擎舱上而将其另一端下放到地面。
另一种方法是将一细绳携带至引擎舱并将该细绳下放到地面，然后将细绳系到缆绳的端部，并在将缆绳牢固地紧固到引擎舱之前例如借助于引擎舱中的升降机在风轮机塔架的外侧将缆绳向上拉到引擎舱。
在缆绳已经到达地面或引擎舱之后，将所述缆绳紧固到工作平台的缆绳卷绕装置上，以便通过在工作平台上卷绕缆绳而使工作平台从地面升起。
然而，在另一实施例中，可将缆绳卷绕装置设置在引擎舱中，从而仅将缆绳牢固地固定到工作平台上。
在工作平台的另一实施例中，蓄电器可由设置在工作平台上的柴油发电机代替或补充。
最后，图2a示出：工作平台由连接在货车9上的拖车运输至风轮机所在的位置，所述货车例如为风轮机检修公司的普通服务车。货车可包含有在进行维护和修理作业时所需的工具或器械。另外，货车也可用于向工作平台必须的蓄电器或储气瓶供应能量，例如在运输期间从货车的发电机向蓄电器充电，或者从压缩机向储气瓶充气。
图2b示出风轮机叶片5的尖端处的使用状态下的工作平台，其中所述叶片准备由工作平台上的工人检修。
为从图2a的位置到达图2b的位置，利用缆绳卷绕装置提升工作平台，同时将夹持装置8的转向轮压靠在风轮机塔架上，以使工作平台能在移动期间在塔架的表面上滚动。
到达使用位置后，工作平台仍然通过缆绳7连接在引擎舱上，但也通过夹持装置8连接在塔架上，所述夹持装置8在至少两个位置夹持风轮机塔架2(如下面更详细地说明的)。
将风轮机叶片扭转至工人可接近叶片表面的位置(叶片在附图中为基本上与风向垂直的位置)。并且将风轮机叶片固定到工作平台上，以避免叶片在工作过程中出现任何无意的运动。
当该位置的工作完成后，将夹持装置8从塔架上松开，并通过缆绳卷绕装置将工作平台提升(并滚动)到新的位置，在该新的位置再次将夹持装置8固定到塔架上。这种操作可重复进行直至叶片在整个长度上都被检修过为止。
此后，对另一风轮机叶片进行相同的处置。使待受上述处置的叶片转动以便适应工作平台的侧面，所述转动可通过使引擎舱内连接发电机和齿轮的高速轴旋转而实现，高速轴的旋转例如可通过包括电动马达的辅助器件进行。另外，所述转动可通过将发电机作为从公用电网获取电能的电动马达而实现。更进一步地，可通过使一个或多个叶片轻微而短暂地随风倾斜来完成运动。
图3示出根据本发明的工作平台6的一个优选实施例，所述工作平台6定位在风轮机塔架2上(并被其部分地掩盖)。
工作平台由被护栏13围绕的底座18构成，其中所述底座18和护栏13为工人限定工作区域。
工作平台还包括将两个缆绳7a、7b引导至缆绳卷绕装置43的缆绳引导装置12。缆绳卷绕装置43包括马达和齿轮传动装置，其中齿轮传动装置具有高的速比，例如每次缆绳卷绕对应于马达轴的1500转。
工作平台还在侧面包括一箱子10，其中可设置不同的液压和/或气动部件(如将结合图10a和10b所说明的)。
在第一实施例中，缆绳卷绕装置43设置在缆绳引导装置12的底部，其中卷绕的缆绳7持续自由地下降到工作平台的下方或者甚至停留在平台的地面上。在本发明的另一实施例中，缆绳可聚集在设置于箱子10内或工作平台上其它适当的地方的缆绳鼓轮中。
缆绳引导装置12包括多个引导轮，所述引导轮将缆绳7a、7b引向缆绳卷绕装置43并保护缆绳免受磨损。缆绳引导装置优选居中地设置在工作平台上或者工作平台相对于塔架的外面部分上。
在水平施力装置完全缩回的情况下，缆绳垂直地或优选稍微成角度地接触缆绳引导装置。缆绳的角度形成为相对于风轮机塔架从该缆绳在风轮机上的锚固定点向外，以确保无论水平施力装置的缩回程度如何都能将工作平台压靠在塔架上。所述角度是通过缆绳引导装置在工作平台上的定位和锚固点的定位形成的。
为使工作平台自由地适应不同的锚固点，可将缆绳引导装置的投入点(attack point)水平移动。因为可将缆绳引导装置的缆绳引导轮当作投入点，所以可通过移动引导轮来实现投入点的移动。所述移动可通过设置多组用于保持缆绳引导轮的轴的间隔开的开口来实现。
工作平台还包括用于风轮机叶片的不同停靠区域(对接区域)11a、11b。第一停靠区域11a为工作平台的相对的侧部上的凹陷，叶片的面对工作平台的前缘或后缘可进入所述凹陷中的一个。当叶片位于凹陷中时，工作平台的保留装置压靠叶片的侧部以使该叶片相对于工作平台固定。
在工作平台的相对的侧部设有凹陷的情况下，可从平台的两侧检修风轮机叶片，但工作平台也可仅设置一个第一停靠区域。第一停靠区域和其它停靠区域将参照图4进行说明。
图3还示出工作平台的夹持装置8的(未掩盖的)半部。夹持装置包括沿风轮机塔架的侧面伸展的臂。该臂包括多个彼此枢转连接的臂段以便完全随风轮机塔架的表面延伸。夹持装置8在所述臂的大约一半的长度处包括转向轮14，该转向轮14压靠塔架2的表面。另外，夹持装置8的端部设有保持装置15以用于保持到风轮机塔架2上。
图4示出风轮机叶片相对于工作平台的定位，工作平台是从下面看过去的。
图4示出在工作平台的一侧(表示叶片横截面的实线)及其相对侧(虚线)定位于停靠区域中的叶片。所述叶片都通过其与工作平台的侧面相对的前缘或后缘进行停靠，并且所述叶片的直径线与工作平台的纵向方向垂直。该图还示出叶片在另一凹陷11b中平行于工作平台的纵向方向停靠的状态(虚线)。可通过围绕叶片固定一带子并将该带子的端部固定到护栏上来将叶片保留在该另一凹陷中。
图4还示出压靠风轮机叶片的侧部的保留装置。每个保留装置都分别包括头部16a、16b和基部17a、17b。保留装置可以简单地是杆上的橡胶头或类似的柔性构件，所述杆压靠工作平台的侧部并紧固在工作平台上以确保保留所述叶片。然而，保留装置头部也可以是例如与真空泵相连的吸盘或真空吸盘。
图5以透视图的形式示出整个工作平台的优选实施例。
尤其是该图示出了整个夹持装置8，所述夹持装置8的全部两个保持臂都伸展开，以便在两个位置利用保持装置15a、15b夹持风轮机塔架或者利用两个转向轮14a，14b在塔架的表面上滚动。
正如图5中还示出的，夹持装置8的每个臂都包括连接到内臂段20a、20b的基臂段21a、21b，所述内臂段20a、20b连接到外臂段19a、19b。所述基臂段还相互连接并通过一包括水平施力装置23的基部连接到工作平台。
基臂段与内臂段之间的连接通过边件形成刚性的。通过枢转连接以及诸如线性电动、液压或气动致动器的臂致动装置22a、22b使内臂段19a、20a与外臂段19b、20b之间的连接成为可变的，以使所述外臂段以及尤其是所述保持装置15a、15b能相互靠近或相互远离。
此外，图5示出另一朝向工作平台延伸并在该工作平台上进入缆绳引导装置的缆绳7c。缆绳引导装置将缆绳7c引导至夹持装置8的中心处的缆绳卷绕机构(缆绳卷绕装置)44。
最后，图5更详细地示出用于保留风轮机叶片的保留装置16b、17b中的一个保留装置。
工作平台以及尤其是诸如工作平台的底座18、水平施力装置23和/或夹持装置8的主要部件优选由钢或合金钢制成。
然而，在建造工作平台时也可使用其它金属，例如铝或铝合金。也可使用其它不同的复合材料，例如玻璃、芳族聚酰胺或碳纤维材料。
将工作平台与风轮机的上部部分相连的缆绳优选由钢丝制成。也可使用绳索例如尼龙绳，只要所述绳索的强度足够保持包括工人的工作平台。
图6示出风轮机与工作平台之间的连接件。该连接件包括多个从引擎舱3延伸到工作平台6上不同位置的缆绳7。缆绳分成内缆绳和外缆绳，其中术语“内”和“外”应理解为它们相对于风轮机塔架表面的位置。
在一个优选实施例中，内缆绳和外缆绳连接到引擎舱3下面的不同锚固点上。所述锚固点位于风轮机塔架3和风轮机转子5之间的某些位置，其中内锚固点比外锚固点更靠近塔架，例如它们分别距离塔架0.2米和1.2米。
如结合图3和4所说明的，内缆绳和外缆绳延伸到在工作平台上这样的内部位置和外部位置：在所述位置所述缆绳连接到独立的缆绳卷绕装置(缆绳卷绕机构)43、44。
放大的剖视图还示出本发明的一个优选实施例，尤其示出内缆绳7c和外缆绳7a、7b从引擎舱的下面延伸出的部分。
内缆绳示出为一个缆绳7c，所述缆绳7c通过内缆绳卷绕机构44从内锚固点延伸到工作平台的内部位置。内缆绳与引擎舱的底面形成角度α。角度α优选为90°-即缆绳垂直延伸，或者小于90°-即缆绳从锚固点相对于塔架向外延伸。
外缆绳示出为两个缆绳7a、7b，所述缆绳7a、7b从外锚固点45延伸到工作平台的外部位置。如上所述，缆绳引导装置12就是工作平台上将所述缆绳引导至外缆绳卷绕装置43的外部位置。外缆绳与引擎舱的底面形成角度β。角度β优选为90°-即缆绳垂直延伸，或者小于90°-即缆绳从锚固点相对于塔架向外延伸。
所述锚固点可为引擎舱底面的孔眼或类似的预设连接点。为到达锚固点，引擎舱可在其底面上包括一个或多个小的开口，以使工人能将缆绳定位在锚固点。或者，缆绳可通过开口进入引擎舱，并被固定在所述引擎舱内的锚固点上。
缆绳7a、7b、7c的功能是移动工作平台，即提升或降低工作平台。内缆绳保证工作平台的内部部分-包括夹持装置8-正确移动，而与风轮机塔架上接触转向轮14的表面的状况无关。外缆绳保证工作平台同样移动，尤其是保证工作平台的外部部分移动。出于安全的原因，外缆绳分成主缆绳和一个或多个附加缆绳。主缆绳可以单独承载工作平台的重量，但如果主缆绳断裂，附加缆绳将使工作平台维持在适当位置。另外，通过安全装置监测缆绳的卷绕速度，以使卷绕速度不会超过上限，例如4米/分钟。所述安全界限确保在正常状况下或者在故障状态例如缆绳卷绕机构损坏时，工作平台不会例如被工人在危险的高速下操纵。超速安全装置优选为使工作平台慢下来或暂时停止的离心或磁动型电动/机械装置。安全装置还可在缆绳卷得过紧或重量超载的情况下使工作平台停止。
为使工作平台保持水平或至少比较水平，该工作平台包括水平面指示装置。水平面指示装置可如结合图12所述的为控制系统的一部分，并照这样是为缆绳卷绕机构产生控制信号的系统的一部分，以保证工作平台的水平位置。水平面指示装置可以与监测不同缆绳中各缆绳上的张力的张紧装置相结合。在工作平台垂直运动和水平运动时，监测并保证工作平台的水平位置都是重要的，这可通过单独控制缆绳卷绕机构例如以便形成水平位置并使缆绳上的应力均匀来实现。
在本发明的基本实施例中，缆绳的数量仅设定为一个，其中该缆绳延伸到工作平台的外部位置，例如缆绳引导装置12。
另外，缆绳可以固定到工作平台上并与引擎舱中的缆绳卷绕机构相连。
图7a和7b示出工作平台并尤其示出处于两个不同位置的水平施力装置23。
图7a示出其中水平施力装置23完全缩回的第一位置。水平施力装置23的缩回将使工作平台靠近风轮机塔架，例如以便能检查并修理塔架的表面。另外，该第一位置可为货车运输工作平台期间的正常位置以及最初沿风轮机塔架提升工作平台时的正常位置。
图7b示出其中水平施力装置23部分伸出的第二位置。
如图所示，水平施力装置23包括多个水平施力臂。所述施力臂可优选为具有四个侧面的管件，其中所述管件彼此伸缩地形成一体。所述管件可借助于电气、液压或气动装置连续(相继)地或单独地伸出或缩回。
电气装置可包括一个或多个驱动一个或多个主轴的电动机。液压或气动装置可包括由液压力或气动力驱动的活塞。
水平施力装置23的伸出将使工作平台远离风轮机塔架，例如以便能检修风轮机叶片的表面。
由于现代风轮机中风轮机塔架与叶片之间的距离相当大，所以水平施力装置23在完全伸出时应具有一定的长度—例如在5米和10米之间，以便能检修任何类型的现代风轮机。
应该理解，术语“水平施力装置”是指优选靠着风轮机塔架沿基本水平的方向起作用的施力装置。然而，在其它实施例中，施力装置可明显地倾斜到水平方向之上或之下以形成角度。
图8a至8c示出水平施力装置23的一个优选实施例的结构。
施力装置包括一保持着可伸出并可缩回的施力臂23a、23b的固定部件25。该固定部件通常以其整个长度安装在工作平台底座18的下方。
虚线可以看作是风轮机塔架或者保持装置15的表面，工作平台的其余部分随着施力装置的伸出而移动离开所述表面。
图8a示出水平施力装置23处于缩回位置的结构。
图8b示出水平施力装置23的第一水平施力臂23a处于伸出位置的结构。
图8c示出水平施力装置23的第一和第二水平施力臂23a、23b处于伸出位置的结构。该图示出两个臂都处于完全伸出的位置的水平施力装置23。然而，在另一些实施例中，臂的数量可以多于两个，例如使用三个或四个长度比上述两个臂短的臂。
图9a和9b示出用于风轮机塔架的保持装置15的一个优选实施例。
保持装置优选柔性安装到夹持装置8的外臂段19a、19b的端部。所述柔性可使保持装置适应风轮机塔架2的略微倾斜的表面。
另外，夹持装置包括两个彼此相邻定位的基本上为椭圆形的保持器件(并且在上下方向上相当长)。然而，保持器件的数目及其形状可以改变以适应不同的情况，其中优选本形状(椭圆形)以便有利地吸收垂直力。
图9a示出从正面看去的保持装置15的透视图。该保持装置包括椭圆形的第一和第二吸盘或真空吸盘27a、27b。
第二吸盘27b包括位于该吸盘一端的抽气开口28，该开口通过管装置连接到抽吸泵。另外，第二吸盘27b在其另一端包括连接开口29。该连接开口通过连接管30连接到第一吸盘或真空吸盘27a上的连接开口29a。所述两个吸盘或真空吸盘间的连接保证在所述吸盘中建立共同的压力条件。
吸盘或真空吸盘可包括橡胶边沿或边缘32，以便维持吸盘内部的压力条件。
所述两个吸盘或真空吸盘刚性地紧固到连接杆31上。该连接杆31可如上所述例如通过某种可翻起的铰接件柔性地紧固到夹持装置上。
图9b示出保持装置15旋转半圈后从其另一侧看去的透视图。
该图尤其示出抽气开口28的出口，在该出口上可安装与抽吸泵相连接的管。
位于夹持装置各侧的这两个吸盘或真空吸盘可用于将工作平台牢固地接合到风轮机塔架上，所述接合通过在与塔架表面相对的吸盘内侧施加非常低的吸力或甚至抽真空而实现。工作平台可与缆绳和缆绳卷绕装置一起被夹持装置保持在适当位置。
图10a和10b示出设置在工作平台一侧的箱子34中的液压和/或气动装置。
图10a示出在第一和第二箱门35a、35b中具有通风孔33的箱子34。所述门使得能完全接近箱子内的液压和/或气动装置。
图10b示出箱子内的某些容纳物，包括通过马达38控制液压泵和罐39的针形阀36。磁控式针阀36由此控制泵送到水平施力装置的液压流体以及工作平台的其它液压致动装置。箱子还包括一供给不同吸盘或真空吸盘的真空泵39。箱子还可包括诸如蓄电器和/或柴油发电机的装置、其内聚集有缆绳7、7a、7b、7c的缆绳鼓轮37以及一个或多个包含压缩空气的容器。
空气容器可作为供给工作平台的某些或全部耗能部件的能量源，其中所述容器的压力优选是相当高的，例如高达40巴。
在本发明的一个实施例中，用压缩空气代替液压压力使水平施力装置缩回/伸出。另外，利用压缩空气来驱动缆绳卷绕装置的马达，其中常用的电动马达由气动马达代替。更进一步，利用压缩空气形成必要的真空压力以用于吸盘或真空吸盘。空气容器例如可在货车从风轮机的一个地点运输到另一个地点期间通过安装在货车(如上所述)上的压缩机重新装入压缩空气。其余部件例如控制装置可由一个或多个蓄电器供电。
在另一实施例中，必需的能量可部分或全部由液压系统供应，在该液压系统中液压油被供应自氮气容器的氮气加压。
更进一步，在一个实施例中，可向不同的部件供应电能例如以便驱动液压泵和真空泵，其中电能由公用电网供应。可通过电缆将工作平台与风轮机内的电能输出口—例如400V或24V的AC输出口—相连。在另一实施例中，通过电缆将工作平台与货车的发电机相连，其中货车保持运行以便供应必要的电能而不会使货车蓄电器变空。电缆可自由悬挂或者由电缆收缩机构卷绕。
必要的空气和/或液压管从箱子延伸到不同的部件，所述部件具有吸力或抽成真空、供应有加压的空气或液压油。另外，电力电缆可以将电能从蓄电器、柴油发电机或公用电网输送到任何电致动、起动或控制的部件。
图11示出涉及一种检修风轮机的外部部件的方法的流程图。
该方法可包括下列检修风轮机例如风轮机塔架的功能性的步骤中的一些或全部步骤：
·将带工作平台的货车开到风轮机或风轮机放置场所在的农村地区。
·通过夹持装置的与塔架表面相接触的转向轮将工作平台安放在风轮机塔架的前面(图11中的步骤a)。
·如上所述将缆绳连接到风轮机引擎舱(步骤b的第一部分)。
·将缆绳连接到工作平台的缆绳卷绕装置上，其中缆绳优选相对于垂直角形成小的角度以使工作平台略微压靠塔架(步骤b的第二部分)。
·借助于缆绳、缆绳引导装置和缆绳卷绕装置将工作平台和一个或多个工人垂直移动到使用位置(步骤c)。
·通过起动夹持装置8的吸盘或真空吸盘15而将工作平台固定到风轮机塔架上。
·在风轮机塔架上进行工作，例如检查和重漆塔架的区域。
·松开保持装置并使工作平台下降到地面，并将工作平台安放到运输拖车上(步骤f)。
·在将工作平台运输到新的风轮机所在的农村地区期间向蓄电器再充电。
在检修风轮机塔架方面，可以作出多种选择，其中包括在完成塔架一个区域的工作之后，作出与向上或向下移动有关的决定(步骤e)。如果完成塔架上的工作，则可使工作平台下降到地面。
该方法可包括下列检修风轮机例如风轮机叶片的功能性的步骤中的一些或全部步骤：
·将带工作平台的货车开到风轮机或风轮机放置场所在的农村地区。
·通过夹持装置的与塔架表面相接触的转向轮将工作平台安放在风轮机塔架的前面(图11的步骤a)。
·如上所述将缆绳连接到风轮机引擎舱(步骤b的第一部分)。
·将缆绳连接到工作平台的缆绳卷绕装置上，其中缆绳优选相对于垂直角形成小的角度以使工作平台略微压靠塔架(步骤b的第二部分)。
·借助于缆绳、缆绳引导装置和缆绳卷绕装置将工作平台和一个或多个工人垂直移动到使用位置(步骤c)。
·通过起动夹持装置8的吸盘或真空吸盘15而将工作平台固定到风轮机塔架上。
·通过使水平施力装置伸出以适应风轮机叶片来改变工作平台的水平位置(步骤g)。
·将风轮机叶片保留在工作平台处，并检修可触及范围内的叶片部分(步骤h)。
·在风轮机叶片上进行工作，例如检查和清洁叶片区域。
·通过使水平施力装置缩回例如以便能在将新叶片固定到工作平台上并检修该叶片之前短暂地转动叶片来改变工作平台的水平位置(步骤1)。转子转动的距离优选约为一整圈的三分之一，以便将新的叶片定位在叶片停靠区域的前面。
·借助于缆绳和缆绳卷绕装置将工作平台移动到新的使用位置，例如更高的位置(步骤c)。
·通过起动夹持装置8的吸盘或真空吸盘15而将工作平台固定到风轮机塔架上。
·通过使水平施力装置伸出以适应风轮机叶片来改变工作平台的水平位置(步骤g)。
·将风轮机叶片保留在工作平台处，并检修可触及范围内的叶片部分(步骤h)。
等等......
·松开保持装置并使工作平台下降到地面，并将工作平台安放到运输拖车上(步骤m)。
·在将工作平台运输到新的风轮机所在的农村地区期间向蓄电器再充电。
在检修风轮机叶片方面，可以作出多种选择，其中包括在完成叶片一个区的工作之后，作出与向上或向下移动有关的决定(步骤i)。
更进一步，如果完成一个叶片上的工作，则可决定继续检修另一个叶片(步骤j)。
更进一步，如果完成上述所有叶片上的工作，则可决定使工作平台下降到地面(步骤k)。
图12示出与本发明的工作平台有关的控制系统40的实施例。
为控制并监测工作平台的设计功能，有必要在工作平台上—例如在含有缆绳卷绕装置的箱子内设置控制系统。控制系统优选为能接收、发送、处理并储存信号的基于微处理器的系统。控制系统包括连接到工作平台的需要控制或监测的不同装置的连接件。
工作平台的连接件可分成不同的组，例如确保将控制信号传送到控制阀的控制电缆41a-41f、开关、继电器以及使监测信号返回到控制系统的传感器电缆，所述信号涉及不同部件的设计功能。
控制电缆可为这样的电缆41a：所述电缆41a控制用于风轮机叶片的保留装置的吸盘或真空吸盘16a、16b的设计功能。另一些电缆41f可控制夹持装置的吸盘或真空吸盘15a、15b的设计功能。
其它控制电缆41b、41d可分别控制用于内缆绳和外缆绳的缆绳卷绕装置43、44的设计功能。
更进一步，控制电缆41c可控制箱子10的液压和/或气动部件的设计功能。可使用更多的控制电缆(图中未示出)来控制蓄电器、空气容器、柴油发电机或工作平台的其它部件的状态。
电力电缆直接向诸如电致动器的机械装置供应能量，所述电致动器将电能转换成致动器杆—例如由电驱动的臂致动装置—的位置的物理改变。另外，可将电能供应给气动或液压泵送装置，其中所述泵送装置将气动或液压能量供应到不同的致动装置，例如气动或液压致动的施力装置。更进一步，吸盘或真空吸盘可由一个或多个真空泵供应空气，所述泵优选由电驱动。
控制电缆将控制系统与控制开关和继电器相连，所述开关例如转换电力电缆的电开关或者通过连接管控制空气流或油流的液压、气动和真空压力开关。
监测电缆可以将工作平台的不同状态信号引向控制系统，所述信号例如蓄电器的能级(能量级)、压力级等。
如果状态信号表明工作平台的正常设计功能例如由于蓄电器的能级低而不能发挥，则工人可选择通过用于松开缆绳卷绕装置的中断器(break)的手动式操纵手柄使工作平台下降。松开中断器优选仅部分地保证工作平台的下降速度低于上述速度极限。然而，如果速度增加超过所述极限，则超速中断器将起作用以使工作平台慢下来或甚至停止。
如有可能，可通过蓄电器的剩余电能对手动操作进行补充，例如以便能电动控制工作平台的某些必需部件—例如夹持装置。另外，控制系统可为蓄电器限定下限，如果超过该下限则使工作平台的任何正常设计功能都停止。在已经超过下限之后，工作平台优选只能下降。
控制系统40通过电线或者无线地连接到遥控装置42。无线连接可通过电磁波例如无线电波或红外波(红外线)建立。
遥控装置使得工人能控制工作平台的不同部件，例如水平施力装置的运动、吸盘或真空吸盘的起动或者工作平台的升/降。另外，遥控装置可包括显示装置，以用于监测上述不同部件的状态信号或其它信号—例如水平施力装置的位置。更进一步，控制装置或遥控装置可包括发声装置，以便告知工人工作平台或工作平台的一个或多个部件的状态。
遥控装置可由位于工作平台上、地面上或甚至引擎舱内的工人握持。
控制控制系统的遥控装置还可控制风轮机的不同部件。在一个实施例中，遥控装置控制根据工作平台上风轮机叶片的变化而使转子转动的装置，例如上述包括电动马达的辅助器件。另外，遥控装置可控制引擎舱内的任何卷绕装置。
更进一步，对工作平台的遥控可分由多个遥控装置进行，例如工作平台上的工人所握持的遥控装置和地面上或引擎舱内的工人所握持的遥控装置。地面上或引擎舱内的工人可远距离起动风轮机的不同部件，而工作平台上的工人可利用他的遥控装置控制工作平台的部件。优选地，由工作平台上的工人握持的遥控装置可例如以主/从遥控配置来否定其它任何遥控装置。
本发明已经在上面参照具体示例进行了说明。然而，应该理解，本发明不限于上述具体示例，而是可用于各种应用场合。另外，应该理解，尤其是本发明的工作平台可在权利要求所述的范围内进行各种变型。
明细表
1         风轮机
2         风轮机塔架
3         风轮机引擎舱
4         风轮机轮毂
5         风轮机转子
6         工作平台
7，7a-7c  缆绳；内缆绳和外缆绳
8         夹持装置
9         用于运输工作平台的带拖车的货车
10        箱子
11a，11b  叶片停靠区域
12            缆绳引导装置
13            限定工作区域的护栏
14，14a，14b  转向轮
15，15a，15b  用于风轮机塔架的保持装置
16a，16b      用于风轮机叶片的保留装置的第一和第二头部
17a，17b      用于风轮机叶片的保留装置的第一和第二基部
18            工作平台的底座
19a，19b      保持臂的外段
20a，20b      保持臂的内段
21a，21b      保持臂的基段
22a，22b      臂致动装置
23            水平施力装置
23a，23b      第一和第二水平施力臂
24            动力装置
25            水平施力装置的固定部分
26            水平施力装置的固定部分的正面
27a，27b      第一和第二吸盘或真空吸盘
28            抽气开口
29a，29b      连接开口
30            连接管
31            连接杆
32            橡胶边沿或边缘
33            用于使缆绳进入的开口
34            含有缆绳卷绕装置的箱子
35a，35b      第一和第二箱门
36            蓄电器装置
37            液压泵和罐装置
38            液压马达
39        抽吸泵装置或真空泵装置
40        控制装置
41a-41f  连接件例如控制电缆
42        遥控装置
43        外缆绳卷绕装置
44        内缆绳卷绕装置
45        用于引擎舱处缆绳的锚固点

Claims (33)

1.利用工作平台检修风轮机的外部部件例如风轮机叶片和塔架的方法，所述方法包括以下步骤：
在风轮机塔架处安放工作平台，
利用至少一个缆绳将工作平台连接到风轮机的上部部分，
利用缆绳和缆绳卷绕装置将工作平台提升至使用位置，以及
利用夹持装置将工作平台保持在风轮机塔架的侧面。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保持由至少两组吸盘或真空吸盘建立。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保持由至少两组电磁装置建立。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保持由环绕所述风轮机塔架的维持装置建立。
5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，通过将所述吸盘或真空吸盘或者电磁装置安放在保持臂的端部来增强所述保持，所述臂绕风轮机塔架的外部夹紧。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括通过使工作平台的水平施力装置伸出或缩回来水平地移动工作平台的步骤。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，伸出或缩回由所述水平施力装置中的多个臂段伸缩地建立。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，缆绳引导装置使缆绳从该缆绳的起点向外相对于风轮机塔架形成角度。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述工作平台在风轮机塔架的表面上随着工作平台的转向轮并通过转向轮的滚动而向上或向下移动。
10.用于检修风轮机的外部部件例如风轮机叶片(5)和风轮机塔架(2)的工作平台(6)，所述工作平台包括：
至少一个将工作平台与风轮机的上部部分相连的缆绳(7，7a，7b，7c)，
卷绕所述至少一个缆绳的缆绳卷绕装置(43，44)，
其特征在于，
所述工作平台还包括夹持装置(8)，以用于将该工作平台(6)保持在塔架(2)上。
11.根据权利要求10所述的工作平台，其特征在于，所述至少一个缆绳(7)包括多个外缆绳(7a，7b)，所述外缆绳组包括主缆绳(7a)以及一个或多个附加缆绳(7b)。
12.根据权利要求10或11所述的工作平台，其特征在于，所述至少一个缆绳(7)还包括内缆绳(7c)。
13.根据权利要求11或12所述的工作平台，其特征在于，所述内缆绳(7c)和外缆绳(7a，7b)沿离开塔架的方向在内锚固点和外锚固点(45)处固定到风轮机引擎舱(3)的下侧，或者固定到引擎舱内的锚固点上。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的工作平台，其特征在于，所述夹持装置(8)包括至少两组吸盘或真空吸盘(15a，15b)。
15.根据权利要求10至13中任一项所述的工作平台，其特征在于，所述夹持装置(8)包括至少两组电磁装置。
16.根据权利要求10至13中任一项所述的工作平台，其特征在于，所述夹持装置(8)包括环绕风轮机塔架的维持装置，例如至少一个维持带。
17.根据权利要求14或15所述的工作平台，其特征在于，所述至少两组吸盘或真空吸盘(15a，15b)或者电磁装置均柔性安装在保持臂(分别为19a，20a，21a；19b，20b，21b)的端部。
18.根据权利要求17所述的工作平台，其特征在于，所述保持臂包括基臂段(21a，21b)、内臂段(20a，20b)和外臂段(19a，19b)。
19.根据权利要求18所述的工作平台，其特征在于，所述内臂段(20a，20b)和外臂段(19a，19b)枢转地连接并由臂致动装置(22a，22b)在至少一个方向上控制。
20.根据权利要求10至19中任一项所述的工作平台，其特征在于，所述夹持装置(8)包括一个或多个转向轮(14，14a，14b)。
21.根据权利要求10至20中任一项所述的工作平台，其特征在于，护栏(12)和底座(18)限定所述工作平台的工作区域。
22．根据权利要求10至21中任一项所述的工作平台，其特征在于，所述夹持装置(8)和底座(18)通过水平施力装置(23)连接。
23.根据权利要求10至22中任一项所述的工作平台，其特征在于，所述水平施力装置(23)包括多个水平施力臂(23a，23b)。
24.根据权利要求10至23中任一项所述的工作平台，其特征在于，所述水平施力臂(23a，23b)彼此集成为伸缩式施力装置的部件。
25.根据权利要求10至24中任一项所述的工作平台，其特征在于，所述工作平台的侧部包括一个或多个凹陷(11，11a，11b)，以用于容纳并停靠一个或多个风轮机叶片(5)。
26.根据权利要求10至25中任一项所述的工作平台，其特征在于，所述工作平台包括保留装置(16a，17a；16b，17b)，以用于将风轮机叶片(5)保留在所述凹陷(11，11a，11b)的一个中。
27.根据权利要求26所述的工作平台，其特征在于，所述保留装置(16a，17a；16b，17b)包括一个或多个吸盘或真空吸盘(16a，16b)，所述吸盘或真空吸盘安放在一个或多个作为保留装置的基部(17a，17b)的杆上。
28.根据权利要求10至27中任一项所述的工作平台，其特征在于，所述至少一个缆绳(7，7a，7b，7c)由缆绳引导装置(12)控制，例如由所述装置中的一个或多个缆绳引导轮控制。
29.根据权利要求10至28中任一项所述的工作平台，其特征在于，所述缆绳引导装置(12)的位置控制至少一个缆绳(7，7a，7b，7c)的角度形成。
30.根据权利要求10至29中任一项所述的工作平台，其特征在于，所述缆绳引导装置(12)例如在水平施力装置完全缩回时使缆绳从该缆绳的锚固点向外相对于风轮机塔架形成角度。
31.根据权利要求10至30中任一项所述的工作平台，其特征在于，所述工作平台包括控制装置(40)，所述控制装置至少控制所述臂致动装置(22a，22b)、水平施力装置(23)、所述一个或多个抽吸泵或真空泵(39)和/或所述缆绳卷绕装置(43，44)。
32.根据权利要求31所述的工作平台，其特征在于，所述控制装置(40)通过导线或者无线地连接到至少一个遥控装置(42)，并由所述遥控装置(42)控制。
33.根据权利要求31或32所述的工作平台，其特征在于，所述控制装置(40)和辅助器件由一个以上的遥控装置控制，所述遥控装置以主从配置的形式工作。
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