本发明总体涉及与升降机相关的缆索安装装置的检查方法，特别是安全装置和牵引系统的检查方法。本发明还涉及用于升降机和包括升降机的风力涡轮机塔的这样的缆索安装装置。更具体而言，本发明涉及用于升降机(例如风力涡轮机塔的维修用升降机)的改进的安全装置和牵引系统以及用于这样的牵引和安全装置的改进的目测非接触式检查方法。
背景技术：
随着社会朝替代能源的方向发展，使用风力涡轮机将风能转换为电能正变得越来越流行。目前设计的风力涡轮机通常安装在塔顶上，以将涡轮机置于用于接收风能的最佳位置。事实上，现在这样的塔被建造成200英尺以上的高度。安装在这样的塔顶部的风力涡轮机的维护通常要求工人使用升降系统在塔结构的内部上升，该升降系统包括通过钢索或缆索在塔内升高的“维修用电梯”或“维修用升降机”。
然而，为了使用这样的维修用电梯，某些牵引和安全机构需要被安装到位并且根据风力涡轮机所安装的国家或地区按照安全规定和标准托管。此外，这样的维修用电梯及其组成零件的某些检查也被托管，所有这些都是为了提高塔维修人员的安全所需要的。
维修用升降机可以包括安装在或附接至升降机的某种形式的牵引装置。该牵引装置可以包括壳体，该壳体包括牵引机构，例如马达驱动的牵引滑轮。马达通常可以是电动马达，尽管原则上可以使用其他马达。维修用升降机的提升钢索穿过牵引装置的壳体上的入口孔、绕过牵引滑轮并且在与入口孔相对的端部的出口孔处离开壳体。
维修用升降机还可以包括电磁制动器。除了该制动器之外，还可以将“辅助安全装置”或“防坠落辅助安全装置”安装或附接至升降机。这样的辅助安全装置用作主要电磁制动器的备用装置，并且通常可以包括感测升降机速度的某种形式的感测机构。如果升降机移动得太快(即，升降机可能在下落时)，辅助安全装置可以自动地截住升降机并且禁止任何进一步的移动。
维修用升降机的提升钢索或专用安全钢索可以穿过安全装置中的入口孔、穿过安全装置的内部并通过相对端部处的出口孔离开安全装置。可以在安全装置中加入用于在出现不安全状况时夹紧提升钢索或安全钢索的某种形式的夹紧机构。
正式通过的欧盟ec-指令2006/42/ec和美国的升降机和自动扶梯的安全规范asmea17.1-2013(“规范”-双重国家标准csa844-13)规定了维修用电梯的设计、检查频率和检查标准。欧盟ec-指令2006/42/ec和制造商说明指出牵引和安全装置必须由授权的公司定期检查和维修。美国的升降机和自动扶梯的安全规范指出，如果更换或维修安全部件，那么要求全负荷跌落测试。这给风力涡轮机塔所有者带来的影响如下：
-部件更换成本；
-涡轮机“停机时间”-维修用电梯切断，直到检查员能够进行跌落测试；以及
-维修用电梯的所有者还需要支付下列项目：
○允许维修用电梯安全项目的更换和维修；
○国家证明跌落测试的成本；
○服务提供者进行全负荷跌落测试的成本；以及
○用于测试和准备的额外的涡轮机停机时间的成本。
此外，检查员现场交付时间有时可能为3周以上。
为了更充分地检查这样的防坠落辅助安全装置的所有内部机构，需要中断风力涡轮机的运行，并且要将防坠落辅助安全装置带到车间，在车间拆卸它。在重新组装之后，其可重新安装在风力涡轮机上。
对维修人员的工作也有影响。即，当电梯停机时，维修人员需要通过梯子爬上塔，这产生购买维修用电梯原先要减轻的人体工程学影响和安全隐患。总之，这些项目的有形成本在维修用电梯的购买价格的25％至50％之间。
根据发明人的经验，对风电行业的整体影响是服务量的稳步下降。特别是关于维修用升降机防坠落装置和辅助安全装置(在本发明中，这些装置统称为“防坠落辅助安全装置”或“辅助安全装置”)，现场技术人员根据当地法规对防坠落辅助安全装置执行年度或半年度检查。这同样适用于在提升(升高)和降低升降机中所涉及的牵引系统。
当安装到适当的钢索上时，防坠落辅助安全装置可以是包括内部滚轮和贴近(closeonto)安全钢索的夹爪式单元的类型，该安全钢索可以为主要提升钢索或独立的安全钢索。这些装置可以包括离心超速检测器。这样的超速检测器可以包括与可移动零件联接的滚轮，当滚轮在被沿其通过的钢索驱动下发生旋转时，该可移动零件被迫向外。压力滚轮确保钢索与离心超速检测器的滚轮之间的接触。如果钢索穿过安全装置太快，则制动器跳闸并且夹爪夹紧钢索，从而截住钢索上的安全装置。
目前的程序要求技术人员进行松弛线测试，在松弛线测试中，他们快速拉动悬挂防坠落辅助安全装置的钢索或缆索穿过防坠落辅助安全装置。必须在观测窗中看到离心制动器在转动并且夹紧机构必须在制动器跳闸之后启动并拉住钢索。防坠落辅助安全装置也进行手动跳闸，并且维修用电梯的电磁制动器被释放，作为测试来确保防坠落辅助安全装置支撑维修用电梯及其中的人员的重量。
在美国的某些地区，要求安装时以及每隔五年进行全负荷跌落测试。如果任何上述测试失败，则要更换防坠落辅助安全装置。
根据本发明人的经验，需要一种用于检查这样的防坠落辅助安全装置的内部滚轮和夹爪机构的改进程序。类似地，需要一种用于检查升降机牵引装置的内部机构的改进程序。
维修用升降机和相关的牵引系统和安全装置不仅用于风力涡轮机塔，而且还可以在许多不同的场所和结构中找到。相关的安全和检查程序和要求可以与参照风力涡轮机塔所描述的相同或类似。因此，在这些其他场所和行业中遇到的问题和需求也可能类似。
技术实现要素：
本发明包括使用内窥镜来检查缆索安装装置的内部部件(例如，牵引系统和防坠落辅助安全装置)的可见磨损和/或损坏的检查方法。
贯穿本发明所使用的内窥镜可以被认为是包括适于插入物体或部件的内部的插管和在插管的远端处或远端附近的观察系统的任何器械。可选地，也可以在插管的远端处或远端附近加入照明系统。
插管从近端(例如，手柄处)延伸到要被引入物体(在本发明的情况下为缆索安装装置)内部的远端。照明系统可以接收和传输来自安装或连接在插管的近端(例如，手柄处)的光源的光，并且光可以使用光纤传输。观察系统可以包括摄影机或照相机。由观察系统获得或捕获的图像可以传输给操作者使用的显示器，以确定安全装置的状态。
在一些内窥镜中，插管的手柄可以包括用于操纵插管的远端的控制机构。
通常从医学成像中已知内窥镜，在医学成像中它们被用于观察并收集人体内部器官的信息。在本发明的上下文内，这些相同的内窥镜已经具有完全不同的用途。从医学领域已知的内窥镜可用于本发明的示例。在其它示例中，也可以使用为了本发明说明的新应用而特别开发的内窥镜。
贯穿本发明所使用的用于升降机的缆索安装装置可以被认为是围绕与升降机相关的缆索或钢索安装的任何装置。为了安装在缆索或钢索上，这样的装置通常可以包括用于缆索的入口孔和用于缆索的出口孔。如本文所说明的，这样的入口孔和出口孔可以为内窥镜提供出入。
贯穿本发明所使用的缆索可以被认为是由任何材料的结合、绞合或编织线形成的任何细长元件，并且例如覆盖绳索和钢索。术语钢索在本文用于表示相对较厚的缆索。但是在本领域中，术语缆索和钢索通常可互换使用。
贯穿本发明，术语“升降机”和“电梯”可互换使用。
利用使用内窥镜的目测检查方法的价值在于，牵引系统和防坠落辅助安全装置不被打开或操纵，这将不带来任何要求减轻的额外风险。如果要求在现场打开并检查单元，风险分析将显示可能会引入可能导致产品故障的新的故障模式。在本发明人看来，这些风险超出了目前使用的完全“拆卸”检查方法的益处。
更具体地，在第一方面，提供一种用于检查升降机的缆索安装装置的方法，其中，缆索安装装置包括壳体、用于缆索的入口孔、用于缆索的出口孔和壳体内的缆索致动机构。该方法还包括使用内窥镜检查缆索致动机构。
这可以在缆索已经提前移除时通过缆索入口和/或缆索出口来完成，或者通过为了这个目的而已经在壳体上设置的专用检查孔来完成。
在一些示例中，缆索致动机构可以是安全机构，其中，安全机构被构造为在存在不安全状况时防止穿过安全装置的钢索移动。在示例中，提出使用8.4mm的内窥镜来对安全装置的滚轮和夹爪进行检查，而不打开安全装置。
在一些示例中，缆索致动机构可以为包括牵引滑轮的牵引机构，并且其中该方法包括检查牵引滑轮的异常磨损和/或异常形状。在这些示例中，可以通过相同的方式检查牵引装置(或“牵引提升机”)。此外，在这种情况下，可以使用钢索入口孔或钢索出口孔。可替代地，为了允许使用内窥镜来检查，可以设置专用的附加检查孔。在这些示例中的任何一个中，缆索致动机构可以包括引导滚轮和/或压力滚轮。
在另一个方面，提供一种升降机的缆索安装装置，该缆索安装装置包括壳体、用于缆索的入口孔、用于缆索的出口孔和壳体内的缆索致动机构以及在壳体中用于内窥镜的插管进入的附加检查孔。附加检查孔可以设置在壳体的上部以便从上方进入。特别地，可以通过这种方式检查壳体的上部中的缆索致动机构的零件。附加检查孔也可以设置在壳体的下部，例如用于目测检查壳体的下部中的缆索致动机构的零件。
在一些示例中，附加检查孔可以包括盖或罩，以在其不用于检查时关闭该孔。
在又一个方面，提供包括根据本文所公开的任何示例的维修用升降机和缆索安装装置的风力涡轮机。在又一个方面，提供内窥镜用于目测检查升降机的缆索安装装置的用途。
由下面的详细描述，本发明的方法和缆索安装装置的前述和其他特征将显而易见。
附图说明
图1为将使用检查方法的示例来在内部观察的类型的防坠落辅助安全装置的立体图。
图2a-2c示出了可能与图1所示的防坠落装置相同或类似的防坠落装置的纵向剖面图和剖面俯视图。
图3为示出通过使用内窥镜的检查方法的示例观察到的防坠落辅助安全装置中的新滚轮的照片。
图4为示出通过使用内窥镜的检查方法的示例观察到的图3所示的防坠落辅助安全装置中的新夹爪的照片。
图5为示出在使用滚轮52个小时之后通过使用内窥镜的检查方法的示例观察到的防坠落辅助安全装置中所用的滚轮的照片。
图6为示出同样在使用滚轮52个小时之后通过使用内窥镜的检查方法的示例观察到的另一个防坠落辅助安全装置中所用的滚轮的照片。
图7为示出通过使用内窥镜的检查方法的示例观察到的另一个防坠落辅助安全装置的缺失滚轮和切入滚轮轴的钢索的照片。
图8为示出通过使用内窥镜的检查方法的示例观察到的另一个防坠落辅助安全装置的被卡住的滚轮的照片，结果导致钢索切入驱动滚轮。
图9示意性示出了维修用升降机的牵引机构的剖面图。
具体实施方式
作为初步事项，应理解，本发明的方法的示例可以与防坠落辅助安全装置一起使用，该防坠落辅助安全装置的示例在图1中示出。该防坠落辅助安全装置为升降机的缆索安装装置的一个示例。图1的防坠落装置10安装在钢索5上，并且包括具有上部钢索入口孔12、解锁杆4和观测窗51的壳体13。该壳体还包括下部钢索出口孔14。图1还指出了紧急锁定杆38。
图2a至图2c示意性示出了与图1所示的安全装置类似的安全装置10的剖面图。在安全装置10的壳体的内部，设置有至少一个安全机构。该安全机构作用于钢索上，因此可能易磨损。特别地，基本不断地与钢索接触的零件和部件可能易磨损。
图2b示出了用于钢索的入口孔12。钢索在上夹具6和下夹具7的夹紧夹爪之间通过。在正常运行中，夹紧夹爪是“打开的”并且钢索与夹紧夹爪之间基本没有接触。在正常运行中防止夹爪被闭锁元件59闭合。如果在运行中检测到钢索的超速，则超速检测器跳闸，这使闭锁元件移动并允许夹爪闭合。因此，防止升降机坠落。
超速检测和跳闸机构可以包括与钢索接触的从动滚轮48。当钢索移动时，滚轮48被驱动并转动。从动滚轮48与图2a所示的离心超速检测器55可操作地联接。从动滚轮48和超速检测器55都可以安装在同一根轴杆上。
超速检测器55可以包括多个平衡块53，所述多个平衡块被构造为由于作用于它们上的离心力而在检测器转动时向外移动。如果从动滚轮转动得太快(即，这可能表示例如由于牵引提升机故障和/或电磁制动器故障引起的不安全状况)，平衡块53向外移动到检测器跳闸的程度。当检测器跳闸时，如前所述，夹紧夹爪闭合并且升降机停止。
为了确保从动滚轮48实际上由钢索的运动驱动，压力滚轮50可以迫使它们二者彼此接触。压力滚轮50和从动滚轮48都与张紧的钢索不断地接触。钢索与滚轮之间的接触可能导致沿滚轮的周边的凹槽的磨损。可能形成月牙形凹槽，而不是圆形(例如，图2c所示)。
根据标准检查程序，该程序包括从维修用升降机下方的附接点移除钢索，从而在系统中产生松弛的步骤。然后，该钢索缓慢地移动通过防坠落辅助安全装置，同时通过观测窗51(在图1中示出)目测检查防坠落辅助安全装置的离心单元。如果离心单元不旋转，则废弃该单元并且必须更换该单元。然后，钢索快速地通过防坠落辅助安全装置。防坠落辅助安全装置的夹紧机构应该被触发并且接合钢丝。如果这没有发生，则废弃该单元并且必须更换该单元。
根据示例，该方法包括从防坠落辅助安全装置中移除钢索的步骤。使用上部钢索入口孔12，可以引入8.4mm的内窥镜的相机和照明部分，以目测夹爪8、9的磨损状况。观察夹爪8、9的任何异常磨损迹象。可以观察每个夹爪8、9的整个长度。如果发现形状不正确，则废弃该单元并且必须更换该单元。
向下移动，可以将8.4mm的内窥镜的相机和照明部分推过夹爪6、7，以观察滚轮48、50。使用者可以检查两个滚轮48、50是否都存在，并检查容纳钢索的凹槽的形状是月牙形还是圆形，并且检查两个表面上的磨损是否均匀。如果发现形状不正确或如果检测到任何异常磨损，则废弃该单元并且必须更换该单元。
在根据本发明的示例的检查之后，可以在防坠落辅助安全装置中更换并重新定位钢索。维修用电梯可以升高到甲板上方(大约1米)并且可以手动地使防坠落辅助安全装置跳闸。应该听到可听见的噼啪声。然后，释放维修用电梯中的电磁制动器。电梯不得向下移动。如果电梯向下移动，则废弃并且必须更换防坠落辅助安全装置。
最后，钢索可以根据制造商手册重新固定在电梯下方。
在上述示例中，使用了8.4mm的内窥镜。在本文中，术语8.4mm是指插管的直径。将清楚的是，可以根据要检查的安全装置来选择内窥镜的类型及其尺寸。
图3至图8示出了在使用内窥镜检查图1和图2所示的防坠落装置时可以获得的图像。图3和图4示出了防坠落系统的新的夹紧夹爪和新安装的压力滚轮和从动滚轮的照片。在图3中，可以看到沿滚轮的周边容纳钢索的凹槽的一部分的圆形形状。
图5和图6为示出在使用滚轮52小时之后通过使用内窥镜的检查方法的示例观察的不同防坠落辅助安全装置的滚轮的照片。
图7和图8为示出磨损的示例的照片：在图7的情况下，其中一个滚轮缺失，结果钢索切入安装有滚轮的轴杆中。在图8的防坠落装置的情况下，其中一个滚轮被卡住，导致钢索切入驱动滚轮。
值得注意地，图3至图8所示的所有图像都是使用根据本发明的检查方法的示例获得的。图像清楚地示出了使用内窥镜进行检查的可能性和可行性。
图9示意性示出了用于维修用升降机的牵引提升机80的剖面图。附图标记12表示用于钢索的入口孔。
钢索完全绕过牵引滑轮70，然后在壳体的底部离开牵引提升机。缆索引导件72和压力滚轮74和76确保钢索沿牵引滑轮70的整个周边保持与牵引滑轮接触。图9中还示出了过载检测器78。
电动马达可以通过一级或多级的齿轮系统驱动牵引滑轮70。当滑轮转动时，其“爬升”钢索或使钢索下降。因此，升降机向上或向下移动。
滚轮74、76和滑轮70基本不断地与张紧缆绳接触。因此，滚轮和滑轮70的凹槽可以显示出与前面针对防坠落辅助安全装置所述的类似的磨损迹象。
如前所说明的，可使用内窥镜来检查作用于钢索上的机构。特别地，可以检查滚轮74和76的引导钢索的凹槽的月牙形状或任何其他异常磨损迹象。也可以检查牵引滑轮70的这样的迹象。也可以使用用于钢索的出口孔来允许内窥镜出入。
在本发明的另一个示例中，根据本文所述的任何示例的牵引装置(例如，牵引提升机)或安全装置可以设置有用于插入内窥镜的管的检查孔(与安装有它的钢丝的入口孔和出口孔不同)。在示例中，例如维修孔可以设置在壳体的上表面并且在正常运行时可以覆盖有合适的盖。
在检查期间，可以移动盖，插管可以通过这样的检查孔进入。例如，从防坠落辅助安全装置的壳体的顶表面，可以得到去往夹紧夹爪相对容易的出入。
另外或可选地，这样的检查孔可以设置在防坠落辅助安全装置的壳体的底表面处。从这样的检查孔，对于检验离心滚轮结构可以获得相对容易的出入。
专用检查孔的尺寸可以适合于预计用于检查的内窥镜。
尽管本文仅公开了一些示例，但是它们的其他替代方式、修改、用途和/或等同物也是可能的。此外，也覆盖所描述的示例的所有可能的组合。因此，本发明的范围不应受特定示例的限制，而应仅通过公正阅读随附的权利要求来限定。