风电机组的升降装置和风电机组的制作方法

1.本实用新型涉及风力发电技术领域，具体而言涉及一种风电机组的升降装置和风电机组。


背景技术：

2.风电机组塔筒内的升降装置主要用于取代传统的人工攀爬形式，可用于载人、载物，能够省事、省力，大大提高工作效率。塔筒越高升降装置的作用越明显，可广泛应用在垂直上、下频繁输送人员和物料的场合，并且能够在各种气候条件下使用。
3.随着风电机组单机容量的不断增长，风机风轮直径越来越大，风机塔筒也越来越高，塔筒高度和工作效率的提升要求塔筒升降装置在提高运行速度的同时保证安全。目前广泛应用的塔筒免爬器和低速塔筒升降机(运行速度8-12m/min)只有一根驱动钢丝绳和一根安全钢丝绳，升降机轿厢通过一个离心式防坠器安装在安全钢丝绳上用于防坠安全保护，安全性能低。
4.市场目前应用的传统式吊篮升降机驱动主机采用爬行提升结构，单根钢丝绳牵引，钢丝绳负载高，磨损大。驱动电机与轿厢采用一体式设计，轿厢挂载驱动电机，与驱动装置一体，导致轿厢整体重量大，并且轿厢尺寸相对偏大，对于塔筒内部空间有一定要求。运行速度9-11m/min，提升时间相对较慢，效率一般。驱动装置置于轿厢顶部，维护、检修过程复杂。
5.因此，需要提供一种风电机组的升降装置和风电机组，以至少部分地解决上述问题。


技术实现要素：

6.在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
7.为了至少部分地解决上述问题，根据本实用新型的第一方面，提供了一种风电机组的升降装置，包括：
8.爬梯，所述爬梯安装在风电机组塔筒内并且设置有沿高度方向延伸的导轨；
9.轿厢，所述轿厢可移动地连接至所述导轨；
10.驱动机构，所述驱动机构包括曳引主机和牵引钢丝绳，所述曳引主机固定地连接至所述爬梯，所述牵引钢丝绳的一端与所述曳引主机连接，另一端与所述轿厢连接，以通过所述曳引主机带动所述轿厢沿所述导轨升降；和
11.防坠机构，所述防坠机构包括安全钢丝绳、离心式防坠器和安全钳防坠器，所述离心式防坠器安装在所述轿厢上使得所述安全钢丝绳穿过所述离心式防坠器，所述安全钳防坠器安装在所述轿厢上并且设置成在夹紧位置夹紧所述导轨且在释放位置松开所述导轨。
12.可选地，所述驱动机构包括两条牵引钢丝绳。
13.可选地，所述曳引主机安装在所述爬梯的底部，所述升降装置还包括位于所述爬梯上方的滑轮组，所述牵引钢丝绳经由所述滑轮组连接至所述轿厢的顶部。
14.可选地，所述升降装置还包括安装在所述爬梯的底部且位于所述曳引主机下方的涨紧机构，所述牵引钢丝绳依次经由所述涨紧机构和所述滑轮组连接至所述轿厢的顶部。
15.可选地，所述安全钢丝绳的上端固定在所述爬梯的上部，下端固定在所述爬梯的底部。
16.可选地，所述曳引主机设置成使得所述轿厢的运行速度为23-26m/min。
17.可选地，所述导轨与所述爬梯一体成型。
18.可选地，所述离心式防坠器和所述安全钳防坠器分别设置有各自的速度传感器。
19.可选地，所述轿厢包括滚轮，所述轿厢通过所述滚轮连接至所述导轨，使得所述轿厢能够沿所述导轨上下运动并且被限制沿水平方向运动。
20.本实用新型还提供一种风电机组，所述风电机组包括上述升降装置。
21.本实用新型的风电机组的升降装置通过在轿厢上设置各自独立操作的离心式防坠器和安全钳防坠器实现双重防坠功能，能够在其中一个防坠器失效时，通过另外一个防坠器独立地完成防坠操作。驱动机构采用曳引主机，可靠性高并且能够提升轿厢的升降速度。曳引主机固定安装在爬梯上，实现了轿厢与驱动主机的分体式设计，能够减小轿厢外部尺寸和轿厢重量，对于风机塔筒内部安装空间要求相对更低；同时轿厢的内部空间相对更大，同等载荷下更为便利高效。
附图说明
22.本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施方式及其描述，用来解释本实用新型的装置及原理。在附图中，
23.图1为本实用新型实施例的风电机组的升降装置示意性侧视图；
24.图2为本实用新型实施例的风电机组的升降装置示意性后视图；
25.图3为图1中的a部分的局部放大图；
26.图4为图2中的b部分的局部放大图。
具体实施方式
27.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
28.为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本实用新型。显然，本实用新型的施行并不限定于该技术领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式，不应当解释为局限于这里提出的实施方式。
29.应当理解的是，在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施方式并且不作为本实用新型的限制，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清
楚指出另外的方式。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本实用新型中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并非限制。
30.本实用新型中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。
31.以下，将参照附图对本实用新型的具体实施方式进行更详细地说明，这些附图示出了本实用新型的代表实施方式，并不是限定本实用新型。
32.本实用新型提供一种风电机组的升降装置以及安装有该升降装置的风电机组。如图1-4所示，本实用新型的升降装置包括爬梯1、轿厢2、驱动机构和防坠机构。其中爬梯1安装在风电机组塔筒内并且设置有沿高度方向延伸的导轨11，爬梯1的底部可以固定在塔筒底部平台上；轿厢2可移动地连接至导轨11；驱动机构包括曳引主机3和牵引钢丝绳4，曳引主机3固定地连接至爬梯1，牵引钢丝绳4的一端与曳引主机3连接，另一端与轿厢2连接，以通过曳引主机3带动轿厢2沿导轨11升降；防坠机构包括安全钢丝绳5、离心式防坠器6和安全钳防坠器7，离心式防坠器6安装在轿厢2上使得安全钢丝绳5穿过离心式防坠器6，安全钳防坠器7安装在轿厢2上并且设置成在夹紧位置夹紧导轨2且在释放位置松开导轨2。
33.本实用新型的升降装置通过在轿厢2上设置各自独立操作的离心式防坠器6和安全钳防坠器7实现双重防坠功能，能够在其中一个防坠器失效时，通过另外一个防坠器独立地完成防坠操作。其中，离心式防坠器6套置于安全钢丝绳5，属于柔性轨道防坠器，当轿厢2下降速度超过离心式防坠器6的设定速度时，离心式防坠器6锁紧在安全钢丝绳5上从而阻止轿厢2坠落；安全钳防坠器7与导轨2接合，属于刚性轨道防坠器，当轿厢2下降速度超过安全钳防坠器7的设定速度时，安全钳防坠器7夹紧导轨11从而阻止轿厢2坠落。本实用新型的安全钳防坠器可以采用高层建筑物电梯中使用的安全钳防坠器。
34.本实用新型的升降装置的驱动机构采用曳引主机，可靠性高并且能够提升轿厢的升降速度。另外，曳引主机3固定安装在爬梯1上，实现了轿厢与驱动主机的分体式设计，能够减小轿厢外部尺寸和轿厢重量，对于风机塔筒内部安装空间要求相对更低；同时轿厢的内部空间相对更大，同等载荷下更为便利高效。
35.根据本实用新型的实施方式，驱动机构可以包括两条牵引钢丝绳4。具体地，如图2所示，两条牵引钢丝绳4对称连接至轿2厢的顶部，以保证两条牵引钢丝绳受力均等。通过设置两条牵引钢丝绳，能够进一步提高升降装置的安全性。
36.根据本实用新型的实施方式，如图1和图2所示，曳引主机3可以安装在爬梯1的底部，升降装置还包括位于爬梯1上方的滑轮组8，牵引钢丝绳4经由滑轮组8连接至轿厢2的顶部。将曳引主机3安装在爬梯1底部便于对其进行检修和维护。每条牵引钢丝绳4可以由在相同高度处彼此间隔开的两个滑轮支承，从而避免由单滑轮支承造成的应力集中并且便于布置轿厢的吊点位置。塔筒顶部可以设置吊梁9用以安装滑轮组8，使得滑轮组8位于爬梯1顶部上方一定距离处。
37.根据本实用新型的实施方式，如图1和图2所示，升降装置还可以包括安装在爬梯1的底部且位于曳引主机3下方的涨紧机构10，牵引钢丝绳4依次经由涨紧机构10和滑轮组8
连接至轿厢2的顶部。通过设置涨紧机构，能够更好地布置牵引钢丝绳，使轿厢的运行更加稳定。
38.根据本实用新型的实施方式，如图1和图2所示，安全钢丝绳5的上端固定在爬梯1的上部，下端固定在爬梯2的底部，从而保证安全钢丝绳5的可靠性。
39.根据本实用新型的实施方式，曳引主机可以设置成使得轿厢2的运行速度为23-26m/min。由于现有风电机组升降装置的轿厢运行速度普遍为11-15m/min，本实用新型的轿厢运行速度提高近一倍，能够大幅提升作业效率。
40.根据本实用新型的实施方式，导轨11可以与爬梯1一体成型。具体地，如图1-4所示，爬梯1的竖梁可以用作导轨，从而无需在爬梯上安装单独部件作为导轨，使结构简化且成本降低。
41.根据本实用新型的实施方式，离心式防坠器6和安全钳防坠器7可以分别设置有各自的速度传感器。对于离心式防坠器6，当其速度传感器检测到轿厢2下降速度超过离心式防坠器6的设定速度时，离心式防坠器6锁紧在安全钢丝绳5上从而阻止轿厢2坠落；对于安全钳防坠器7，当其速度传感器检测到轿厢2下降速度超过安全钳防坠器7的设定速度时，安全钳防坠器7夹紧导轨11从而阻止轿厢2坠落。优选地，离心式防坠器6的设定速度与安全钳防坠器7的设定速度可以设置为不同，例如，将离心式防坠器6的设定速度设置成略小于安全钳防坠器7的设定速度，因此当轿厢超出其正常运行速度时，离心式防坠器6首先执行锁紧安全绳5的操作，在离心式防坠器6单独操作即可使轿厢2停止运行的情况下，则无需启动安全钳防坠器7；如果离心式防坠器6失效使得轿厢2下降速度进一步增大至安全钳防坠器7的运行速度，安全钳防坠器7启动夹紧导轨11的操作，从而实现双重防坠功能并且避免多余操作。作为一种替代方式，可以在轿厢2上设置一个速度传感器，离心式防坠器6和安全钳防坠器7分别与该速度传感器通信连接。
42.根据本实用新型的实施方式，如图3和图4所示，轿厢2可以包括滚轮21，轿厢2通过滚轮21连接至导轨11，使得轿厢2能够沿导轨11上下运动并且被限制沿水平方向运动。具体地，如图4所示，滚轮21构造为外周面向内凹入以形成凹环，以使导轨11嵌入其凹环中，从而限制轿厢2沿x轴向方向运动。另外，如图3所示，导轨11沿y轴方向的两侧分别设置一个滚轮21，使得导轨21沿y轴方向被夹在两个滚轮21之间，从而限制轿厢2沿y轴方向运动。因此，轿厢2仅能通过滚轮21在导轨11上滚动而沿z轴方向上下运动。
43.除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“部”、“件”等术语既可以表示单个的零件，也可以表示多个零件的组合。本文中出现的诸如“安装”、“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其他特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
44.本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的
范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。