防坠落装置测试系统及方法与流程

背景技术：

现在风力涡轮机普遍用于向电力网络供应电能。风力涡轮机通常包含安装在风力涡轮机塔架顶部的转子，该转子有转子毂和多个叶片。转子被设置成在叶片上风的影响下旋转。该发电机操作产生的电能供应至电力网络。

当风力涡轮机内部需要维护时，升降机通常以用于运输人和/或设备的升降平台或轿厢在风力涡轮机塔架内上升/下降的类似电梯结构的形式使用。风力涡轮机通常设置有沿着塔架高度布置在不同高度处的多个工作平台，目的是允许工作人员离开轿厢在特定的地方检查或修复设备。

通常，电梯系统包含电梯升降厢，该电梯升降厢悬挂在井道或电梯井中，在某些情况下通过钢索。术语“钢索”于此用来指代相当粗的缆绳。但是在本领域中，术语“缆绳”和“钢索”经常互换使用。在某些系统里，例如对于一些电动电梯，可以例如根据可用空间来提供配重。另外一些系统如液压电梯，一般不包含配重。

服务电梯可以包含安装或附接在电梯上的某种形式的牵引装置。牵引装置可以包括壳体，该壳体包含牵引机构，如：马达驱动的牵引滑轮。该马达通常可以是电动马达，虽然原则上也可以使用其他马达。

服务电梯进一步可以包含电磁制动器。除了该制动器外，“二级安全装置”或“防坠落装置”可以安装或附接于电梯。这种防坠落装置作为主要电磁制动器的备用装置，并且通常可以含有感知电梯速度的某种形式的传感机构。如果电梯运动速度过快，例如当电梯坠落时，二级安全装置可以会自动阻碍电梯。速度检测机构从这个意义上讲充当超速检测器。

服务电梯的提升钢索或专用的安全钢索可以穿过安全装置中的入口，穿过安全装置内部，从相对端的出口穿出离开安全装置。当不安全的情况(如当超速检测器被触发时)存在时，用于夹紧升降钢索或者安全钢索的某种形式的夹紧机构可以被纳入安全装置中。

防坠落装置，当安装于合适的钢索上时，属于包含几个内部辊和靠近安全钢索的夹紧机构(如包含夹爪)的类型，安全钢索可以是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含从动辊，从动辊与可运动的零件联接，当从动辊被沿其穿过的钢索驱动时，上述的可运动的零件被迫随着辊转动而向外运动。在某些实施例中，压力辊确保钢索与离心超速检测器的从动辊之间的接触。如果钢索通过安全装置的速度过快，制动器被触发，因此夹爪夹紧钢索，从而阻挡钢索上的安全装置。

可以建议甚至强制要求日常检测服务电梯的某些零件。这些日常检测的部分能够是加速测试，想要激活防坠落装置的模拟坠落，从而阻挡钢索上的安全装置。

一种已知的测试防坠落装置的方法是“跺脚测试”。随着服务电梯的轿厢位于一个距离底部降落地面约3m/10ft的“停放”位置，操作员开始使用电梯的正常驱动朝向地面下降。当电梯开始下降时，操作者在轿厢地面用脚重跺。跺脚应该激起防坠落装置触发，并阻止轿厢的下降。如果防坠落装置在跺脚后被正确地启动，防坠落装置将会保持安全钢索上的轿厢，因此假设功能正常。

然而，如果防坠落装置在第一次试验中没有阻止电梯，于是电梯必须再次稳固在“停靠”位置并且必须再一次进行测试，用更重的跺脚。跺脚所施加的力将会随着一个操作者到另一操作者以及同一操作者一次测试到另一次测试而变化。因此，防坠落装置可能未必被可靠地测试，因为跺脚可以不足够重而无法激活防坠落装置。而且，该测试是消耗时间的，即，测试可以需要数次试验才能被正确进行。另外，进行测试也会非常麻烦。

本公开提供了可以至少部分地解决上文提到的缺点的系统以及方法的实施例。

服务电梯和相关的安全装置，如防坠落装置，不仅仅用于风力涡轮机，而且可以在许多不同场合和结构上发现。根据本公开的系统和方法的实施例因此可以也会在除了风力涡轮机以外的结构上发现。

贯穿本公开，单词“电梯”和“升降机”互换使用。同样，贯穿本公开，单词电梯“轿厢”或者“升降厢”也可以互换使用。

技术实现要素：

根据第一方面，提供了一种防坠落装置测试系统。该测试系统用作测试防坠落装置，该防坠落装置被构造为围绕电梯的钢索安装。该防坠落装置包括夹紧机构和超速检测器，超速检测器包含被布置为由钢索驱动的从动辊，并且其中夹紧机构被构造为：如果超速检测器检测到从动辊的速度高于预定的阈值，则夹紧钢索。测试系统包含加载杆(loadinglever，加载杠杆)，该加载杆的第一末端被布置成绕着枢轴在第一操作位置和第二操作位置之间旋转。此外，该加载杆可操作地联接至钢索，由此当加载杆在第一操作时位置时，加载杆拉伸钢索，而当此加载杆在第二操作位置时，加载杆不拉伸钢索。

在这一方面，适于通过模拟坠落来检查防坠落装置的正确功能的测试系统容易被提供给操作者或维修人员。加载杆可操作地联接至钢索。随着加载杆绕着枢轴旋转到第一操作位置，钢索被拉伸。此外，随着加载杆由第一操作位置旋转到第二操作位置，加载杆释放钢索。因此之前在加载杆的第一位置上向钢索施加的压力实现了突然释放。

因此，钢索可以被释放并且钢索的位移足够达到使钢索的相对于电梯轿厢的速度高于预定的阈值。结果，从动辊可以被钢索驱动且超速检测器可以检测到从动辊的速度高于预定的阈值，因此导致钢索被夹紧机构夹紧。因此通过操作者使用简单易用的测试系统，而检测防坠落装置的正确功能。此外，该系统并不需要长的准备时间。特别是，对比“跺脚测试”，该系统非常可靠，因为“跺脚测试”取决于通过跺脚产生的随机力来激活防坠落装置。

在一些实施例中，可以提供被构造为在第一操作位置锁定加载杆的锁定机构。加载杆可以被操作者锁定在第一操作位置。一旦加载杆被锁定，同一个操作者可以操作测试系统的其他机构，以检测防坠落装置。因此一个操作者可以执行这个测试。

在另一方面，提供一种电梯系统，该电梯系统包括电梯轿厢、操作电梯轿厢的牵引系统和根据本文中描述的任意实施例的防坠落装置。

因此，钢索的位移可以进一步与电梯轿厢的位移相结合，电梯轿厢的位移方向与钢索的位移方向相反。因此，实现了相对于防坠落装置适当增加钢索的速度，以激活上述的防坠落装置。

在又一方面，本公开提供了一种包含这样的电梯系统的风力涡轮机。

在又一方面，本公开提供了用于测试防坠落装置的方法。该防坠落装置包括夹紧机构和超速检测器。该超速检测器包含被设置为由钢索驱动的从动辊，而夹紧机构被构造为：当检测器检测到驱动辊的速度高于预定的阈值时，则夹紧钢索。此方法包括提供被牵引机构操作的电梯。该测试方法进一步包括拉伸钢索、使用牵引机构移动电梯，以使得钢索在与相对于电梯的第一方向相反的第二方向上移位，并且基本上同时释放钢索，从而使钢索在第二方向上移动。

在这一方面，钢索可以会被拉伸。随着电梯在第一方向上移动，钢索在与第一方向相反的第二方向上相对于电梯(因此相对于防坠落系统)移动。同时或者当电梯运动时，钢索可以被释放且进一步在第二方向上移动。使用包含被构造为由钢索旋转的从动辊和被构造为检测从动辊是否高于预定的阈值的超速检测器的防坠落装置，电梯轿厢相对于钢索的相对位移总和可以准确地被确定，并使用触发器来触发防坠落装置。防坠落装置的正确功能可以被可靠地测试。测试中电梯轿厢的速度和应用于钢索上的张力(和从钢索释放的张力)都可以被标准化。

贯穿本说明书和权利要求书，电梯路径可以被理解为电梯可以在其中上下行进的空间或者通路。在风力涡轮机塔架中，电梯路径因此被限定在塔架内部。塔架内部可以存在电梯行进的封闭空间。又或者，塔架内部的空间是开放的。

贯穿本说明书和权利要求书，超速检测器可以是任何合适的速度检测机构。这些速度检测机构可以优选地被构造为比较检测到的速度和预定的阈值，并且当检测到的速度高于预定的阈值时，可以发出警告信号或激活警告机构。

附图说明

下面将参照图来描述本公开的非限制性实施例，在附图中：

图1示出了防坠落装置的实施例的立体图；

图2a到图2c示出了防坠落装置的纵向剖视图和俯视剖视图，该防坠落装置可以和图1所示出的防坠落装置相同或者类似；

图3a到图3c示出了用于测试防坠落装置的测试系统的实施例，包括根据一个实施方案的肘节夹具机构(toggleclampmechanism)。在图3a到3c示出的实施例中使用的防坠落装置可以和图2a到图2c所示出的防坠落装置相同或者类似；

图4a和图4b示出了和图3a到图3c示出的肘节夹具机构具有相似性能的肘节夹具机构的实施例；

图5a和图5b示出了用于测试防坠落装置的测试系统的另外一个实施例，该防坠落测试装置可以与图2a到图2c示出的防坠落装置相同或相似；以及

图6示出了描述用于测试防坠落装置的方法的实施例的框图。

具体实施方式

在这些图中，相同的附图标记用来表示相同的元件。

图1示意性地示出了防坠落装置。图1中的防坠落装置200安装于电梯轿升降厢/轿厢之中/之上，且该防坠落装置包含壳体201，该壳体具有上端钢索入口202、解锁杆203以及观察窗204。壳体进一步包含下端钢索出口205。图1中还有紧急锁定杆206。钢索5穿过防坠落装置200。

在一些实施例中，钢索5可以是电梯的提升钢索。在另外的实施例中，除了电梯的提升或牵引钢索以外，还可以提供专用安全钢索。

图2a到图2c示意性地示出了与图1所示出的防坠落装置相似的防坠落装置200的剖面图。在安全装置10的壳体的内部中，提供至少一个安全机构。安全机构作用在钢索上。

图2b示出了用于钢索的入口202。钢索穿过上夹具209和下夹具210两者的夹爪207、208之间。在正常运行时，夹爪是“打开”的，钢索和夹爪之间基本没有接触。夹爪在正常运行中由阻挡元件59来防止关闭。如果在运行中检测到钢索超速(这意味着安装了安全装置的电梯在坠落或者牵引系统存在故障)，超速检测器被触发，这使阻挡元件59移动，并且使得夹爪207和夹爪208关闭。从而防止电梯的坠落。

超速检测器和触发机构可以包括与钢索接触的第一从动辊48。随着钢索运动，辊48被驱动并旋转。该第一从动辊48与图2a所示的离心超速检测器55的从动辊可操作地联接。从动辊48和超速检测器55的从动辊两者可以被安装在相同的轴杆或轴上。

超速检测器55可以包括多个重物53，这些重物被构造为随着检测器的旋转而向外运动，这是因为它们受到离心力。如果从动辊旋转过快(即，这可以意味着由牵引提升故障和/或电磁制动器故障引起的不安全条件)，这些重物53向外运动到这样的程度以使得触发检测器：重物接触杆57，其使阻挡元件59从初始位置释放。当检测器被触发时，正如前文所解释的，这些夹爪关闭，且电梯停止运行。

为了确保第一从动辊48确实由钢索运动来驱动，压力辊50可以强迫它们互相接触。附图标记49指出第一从动辊48和压力辊50之间钢索穿过的空间。压力辊50和从动辊48都持续与拉紧的钢索接触。

图3a到图3c示意性地示出了用于测试防坠落装置的测试系统的实施例，该防坠落装置可以和图2a到图2c所示出的防坠落装置大体上相同或者类似。尽管在下文中，参考的是这种防坠落装置，应该清楚的是相似的技术可以用于各种不同防坠落装置，例如，夹紧机构可以与上文描述的不同，又或者超速检测器可以不同。超速检测器可以是离心超速检测器，但是并不需要必须是这种类型。

图3a示出了加载杆9。该加载杆从第一末端9a延伸至第二末端9b，并可以包含细长的通孔90。该加载杆可以构造为使用通孔90安装在钢索5周围。又或者，一些将加载杆9相对于钢索5进行布置的其它方法可以被预见。加载杆9进一步包含支撑体72。该支撑体72可以如被焊接到加载杆9上。因此，支撑体72可以与加载杆9共同地移动。在此实施例中，钢管5为专用安全钢索。

此外，在此实施例中还有枢轴托架20。在此实施例中，杆被安装在枢轴托架20的任意一边上或周围。同样地，加载杆在这个特殊的实施例中可以会有大体上u形的截面。加载杆9的第一末端9a可利用销钉21可旋转地附接到枢轴20。特别是，销钉21可以穿过限定在第一末端9a中的第一孔22、限定在枢轴20中的第一孔(图上不可见)、限定在枢轴20中的第二孔(图上不可见)，以及限定在第一末端9a中的第二孔(图上不可见)。因此，销钉21可以限定支撑轴线，加载杆的第一末端9a可以围绕该支撑轴线枢转。

加载杆的一部分可操作地联接至钢索5，这样使得当杆枢转并且所述部分向下运动时，钢索被向下拉。钢索受到的牵引力以对应的方式增加。在一些实施例中，钢索可以被伸长如50到100毫米。然而，在其他实施例中，超出这个范围的钢索延伸量也是可以的。

此外，如图3b所示，还可以设有偏压装置71。该偏压装置包含弹簧70和可以作用在弹簧70上的圆柱体73。该偏压装置71可联接至钢索5。在正常操作中，弹簧70并不形成检测系统中的一部分。相反，弹簧70被构造为向钢索5提供必要的拉紧，以使得达到防坠落系统的正确操作。在此实施例中，弹簧(如螺旋弹簧70)可以经由加载杆9上的支撑体72推动作用在弹簧70上的圆柱体73而被压缩。因此，钢索5可以被拉伸。不同特性和尺寸的弹簧都可以被使用且易于安装。在箭头b的方向上被施加用于拉伸钢索5的力可以使用弹簧而非常准确地控制。在正常操作中，一旦支撑体72施加的压力被去除，弹簧70将会向钢索提供必要的拉紧以使得实现防坠落装置的正确操作。

再次回到图3a，当箭头(箭头a)方向的力施加在加载杆9的第二末端9b上或附近时，该加载杆移动到第一操作位置，以使得加载杆9上的支撑体72挤压偏压装置71。因此，如图3b所示，偏压装置71的弹簧70被压缩，同时钢索5在箭头(箭头b)方向上被拉伸。

此外，图3a中还示出了锁定机构15的实施例。该锁定机构15可以用安装支架8安装。安装支架8包含两个间隔开的法兰8a和8b。法兰8a和8b可以互相平行。

锁定机构15在该实施例中实施为肘节夹具机构17。肘节夹具机构17可以包括第一肘节杆7和第二肘节杆6。第一肘节杆7可以包含第一末端7a，该末端7a与法兰8a的垫环8c用销钉30枢转地连接。在此描述的实施例中，销钉30穿过限定在第一末端7a中的孔，然后穿过限定在法兰8a的垫环8c中的孔。因此，销钉30限定支撑轴线，第一肘节杆7可以围绕该支撑轴线枢转。

第一肘节杆7还包括第二末端，该第二末端在这种情况下用销钉31枢转地连接至第二肘节杆6的中间部分6b。销钉31限定支撑轴线，第一肘节杆7的第二末端相对于第二肘节杆6的中间部分6b可以围绕该支撑轴线枢转。

第二肘节杆6可以进一步包括第一末端6a，该第一末端用销钉32枢转地连接至加载杆9的第二末端9b处或附近。因此，再一次，销钉32限定支撑轴线，第二肘节杆6的末端6a相对于杆9可以围绕该支撑轴线枢转。

第二肘节杆6可以进一步包含手柄6c。在这个具体实施例中，手柄6c与第二肘节杆6一体地形成。或者，手柄可以附接到第二肘节杆6。手柄6c被构造为启动位于夹紧和释放位置之间的肘节机构17。后文将对维护人员可以利用手柄6c测试防坠落装置作出解释。

图4a和4b示意性地示出了肘节夹具机构的工作原理。

按照该实施例，当在箭头(箭头c)方向上的力施加到手柄6c时，肘节机构从释放位置(如图4a示意性地所示)向夹紧位置(如图4b示意性地所示)运动。杆6和杆7之间的连接将手柄6c的运动传递给末端7a和末端6a。因此，通过手柄6c从释放位置到夹紧位置的运动，肘节机构的末端6a能够将杆9的末端9b在箭头(箭头d)方向上推动。

因此，肘节机构被强制以使加载杆9旋转地运动到第一操作位置，从而使钢索5在箭头(箭头a)的方向上拉伸，正如之前参照图3b中提到的。由于由肘节机构施加的力，杆9可以进一步保持被锁定在第一操作位置中。

这里所用的肘节夹具机构是一个包含几何连杆的机构，其将操作者的小输入力放大为大输出抓紧力。这是通过“过中心(overcentre)”原则实现的，此原则提供正向的锁定(positivelock)，防止夹具一旦移动超过中性轴线就解锁。因此，当操作者已经移动杆并拉伸钢索时，肘节机构已经移动超过中性轴线。因此，操作者能释放杆，而钢索不被释放。

图3c示出了一个可以用来释放拉伸后的钢索的触发器的实施例。此触发器包括触发杆10。图中所示的触发杆10从第一末端10b延伸到第二末端10c。触发杆10在截面图中是大致呈u形，但是一些其它合适的形状也是可能的。

触发杆10可以进一步包括一个部分10a，例如被布置为绕着一个枢轴旋转的中间部分。销钉33可以被提供来限定支撑轴线，触发杆10的部分10a相对于细长梁35可以围绕该支撑轴线枢转。

此外，可以设置第一和第二可移动的细长梁(或棒)51、52。每个细长梁都从第一末端延伸到第二末端。

在细长梁51的第一末端具有圆形形状。这个第一末端被构造为在操作中在箭头(箭头h)方向上推动末端10b。此外，还可以设置有销钉36。触发杆10的第二末端10c用销钉36枢转地附接至细长梁52的第一末端52a。

此外，提供包含轿厢60的电梯系统。电梯可以利用牵引系统(图中未示出)沿着电梯路径上下运动。特别是，电梯可以沿着箭头(箭头e)的方向向下运动。

根据上文中描述的检测系统，至少一个测试的实施例以如下方式执行：操作者可以启动手柄6c，以使得肘节机构移动到夹紧位置，因此由末端6a推动杆9的末端9b(并且因此使杆9移动至第一操作位置并拉伸钢索)。由例如同一或者另一个操作者使轿厢60在箭头(箭头e)的方向上向下运动。

当电梯到达最底部的位置时，电梯轿厢会施加沿着箭头(箭头e)方向的力作用在第一细长梁51的末端51b上，该力由如轿厢支撑体60a或者一些其他永久附接在轿厢60上的元件在箭头(箭头e)方向上移动产生。第一细长梁51因此在箭头(箭头h)的方向上向下移动。

此外，由于细长梁51产生的压力施加向末端10b，触发杆10可以绕着枢轴33在第一操作位置和第二操作位置之间枢转，因此使第二细长梁52向上移动(箭头f所示方向)。同时，第二细长梁52的末端52b可以在箭头(箭头f)方向上启动肘节夹具机构的手柄6c。

通过在箭头f方向上启动手柄6c，肘节机构从之前设定的夹紧位置(可以和图4b示意性所示出的夹紧位置相同或者相似)向释放位置(可以和图4a示意性所示出的释放位置相同或者相似)运动。特别是，通过在箭头f方向上推动手柄6c，肘节夹具机构运动超过中性轴线，并且因此被释放。加载杆9的支撑体72停止推动偏压装置71的圆柱体。因此，之前被压缩的弹簧70被释放。此外，由于钢索恢复其初始长度而在箭头(箭头g)方向上所施加的力，借助于偏压装置71的圆柱体，加载杆9进一步可以从第一操作位置向第二操作位置旋转地运动。

按照该实施例，箭头e方向的、由支撑体72(并且因此由加载杆9)之前作用在偏压装置上拉伸钢索5的力已经消除。因此，如上文所提到的，弹簧70会有一点点减压。之前由加载杆9产生的钢索拉伸也因此消除。因此，钢索5也突然在箭头(箭头g)方向上释放(同时也实现了钢索5在箭头g方向上的速度突然增加)。

同时，电梯60可以保持在箭头(箭头e)的方向上移动，且钢索5相对于轿厢60(并且因此相对于防坠落装置)进一步在箭头(箭头g)的方向上移动。

在这种布置方式下，实现了钢索5在箭头g方向上的速度突然增加。钢索5相对于防坠落装置可以达到的速度高于超速检测器的速度阈值。因此，钢索5的超速条件可以被防坠落装置检测到，如图2a和图2b所描述的那样。正如上文所述，超速条件可以包括：钢索相对于在箭头e方向上移位的轿厢60在箭头g方向上的瞬时速度增加，以及由于通过突然释放钢索而导致的钢索5在箭头g方向上的进一步的瞬时速度增加。

超速条件模拟了真实超速情景，向防坠落装置指示安装有安全装置的电梯发生坠落或者检测到牵引系统的故障。因此，如图2a到图2c所示，超速检测器旋转并触发，这使阻挡元件59移动并允许夹爪关闭。因此防坠落装置的正确功能通过简单的手段以简单且可靠的方式而被检测。

图5a和5b示出了用于检测防坠落装置的检测系统的另外一个实施例，该防坠落装置与图2a到图2c所示的防坠落装置相同或相似。

在图5a和图5b所示的实施例中，设置有加载杆9。如图5b所示，当力施加于加载杆9的末端9b时，如通过操作者80在箭头(箭头d)方向上施加，加载杆9的末端9a围绕枢轴20旋转，因此杆9旋转地移动到第一操作位置。偏压装置71因此被形成为杆9的部分的支撑体72挤压。特别是，一个作用于偏压元件70上的圆柱体被挤压，从而偏压元件70在箭头(箭头b)方向上变形。因此，可操作地联接至杆9的钢索5沿着箭头(箭头b)方向被拉伸。

回到图5a，可以提供电梯系统，该电梯系统包括在上文中描述的电梯轿厢60。轿厢60可以由在电梯轿厢内部的第二操作者操作下在箭头(箭头e)的方向上移动。因此，钢索5相对于向下移动(即箭头e的方向)的轿厢而在箭头(箭头g)方向上移位。

同时，例如由第一操作者80施加在加载杆9的末端9b上的力可以被移除。结果就是，加载杆9的末端9a可以围绕枢轴20旋转，从而使杆从第一操作位置旋转地移位到第二操作位置。一旦由杆向偏压装置施加的力消失，钢索恢复其初始长度，因此提供了钢索5在箭头g的方向上的突然位移。因此，实现了钢索5在箭头g方向上的速度突然的增加。

正如上文所提到的，一个超速条件被创造，从而防坠落装置被触发。因此防坠落装置以简单的手段通过简单且可靠的方式而被测试。

图6示出了一个框图，描述用于测试防坠落装置的方法的实施例。

可以提供如上文所描述的防坠落装置。该防坠落装置可以包含夹紧机构和超速检测器，超速检测器包含被布置为由钢索驱动的从动辊，并且其中夹紧机构被构造为：如果超速检测器检测到从动辊的速度高于预设的阈值，则夹紧钢索。

在框100中，可以提供由牵引机构操作的电梯。这可以涉及：电梯可以利用牵引系统沿电梯路径上下运动。

在框101中，可以拉伸钢索。钢索的拉伸可以如上文实施例描述的那样执行。在框102中，电梯可以在第一方向(如向下)上移位。因此钢索相对于电梯(因此防坠落装置)在第二方向(如向上)上移位。

在框103中，当电梯轿厢正在被向下驱动时，之前拉伸的钢索被释放，从而向上移位。因此，钢索可以达到相对于防坠落装置的速度高于防坠落装置的超速传感器的速度阈值。因此超速检测器可以检测出超速条件，如参考图2a到图2c所解释的。结果是钢索被夹紧，防坠落装置因此被测试。

尽管本文公开了很多实施例，然而它们的其他替代方案、变型、使用和/或等同方案也是可以的。此外，所有描述中的实施例的可能的组合被涵盖。因此，本公开的范围并不局限于某些特定实施例，而是应当仅通过公平地阅读以下权利要求而确定。