阻尼器以及具有该阻尼器的承载围护结构制造技术

本发明专利技术提供了一种阻尼器以及具有该阻尼器的承载围护结构。所述阻尼器包括形成容纳腔的壳体以及位于壳体内的振动能量耗散单元，所述容纳腔包括位于下部的储液腔和位于上部的质量体运动腔，所述振动能量耗散单元包括容纳于所述储液腔中的阻尼液和位于所述质量体运动腔中的多个质量体，所述多个质量体漂浮在所述阻尼液的液面上，在所述质量体的外表面上形成多个齿状凸起，用于将形成在所述阻尼液中由于振动而形成的波浪破碎为沿不同方向分散。根据本发明专利技术的阻尼器，能够有效抑制承载维护结构的振动。

【技术实现步骤摘要】
阻尼器以及具有该阻尼器的承载围护结构
本专利技术涉及风力发电
，更具体地讲，涉及一种用于抑制承载围护结构振动的阻尼器以及具有该阻尼器的承载围护结构。
技术介绍
风力发电机组是用于将风能转换成电能的能量转化装置。通常，风力发电设备包括承载维护结构(例如，塔筒)、设置在塔筒上的机舱、安装在机舱中或机舱外的发电机、安装在机舱头部上风向的风轮机等。为了加工和运输方便，塔筒通常是分段制造后运输到安装现场，在安装现场将多段塔筒依次吊装和固定连接，形成对机舱以及发电机部件的支撑基础之后，在塔筒顶部使塔筒与偏航系统连接，机舱与发电机对接，发电机或齿轮箱再与风轮机对接、连接。这些安装工序都是在对风电场的小地域环境局部风不可测的情况下展开施工的。在这个吊装安装过程会遇到大小变化不定的阵风或持续的小风。风吹过塔筒时，尾流左右两侧产生成对的、交替排列的及旋转方向相反的反对称漩涡，即卡门漩涡。漩涡以一定频率脱离塔筒，使塔筒发生垂直于风向的横向振动。当漩涡的脱离频率接近塔筒固有频率时，塔筒容易发生共振而被破坏。图1A示出了塔筒在上风向来流的作用下发生晃动的示例。如图1A所示，当风速在预定范围内时，会引起塔筒10的涡激振动，使得塔筒10产生顺风向(F1)振动和横风向(F3、F2)振动。在风力发电机组的安装过程中，现场吊装进度、安装工期明显受到局部区域风况的限制。尤其是在塔筒安装到上端的几节塔筒段的情况下，塔筒振动幅度增大，塔筒与偏航装置，塔筒与机舱、机舱与叶轮的对接困难，无法实现安全、准确的连接。在风力发电机组的运行过程中，塔筒晃动也会对塔筒本身以及塔筒基础连接件带来破坏和隐患。在风力发电机组的运行过程中，塔筒受到的载荷除了顶部零/部件产生的重力和风轮旋转产生的动载荷外，同时还要受到自然风的作用。风绕流塔筒表面时产生的涡街现象会引起使塔筒发生导致共振破坏的横风向振动。风吹动叶轮旋转时会对塔筒产生交变弯矩和交变作用力，这种由顺风向产生的弯矩和力会成为塔筒发生破坏的主要原因，严重时会造成塔筒断裂而发生倾覆。如图1B所示，现有技术借助围绕塔筒设置螺旋线用来抑制塔筒10的表面发生旋涡的周期性脱落。螺旋线20在不同的螺距布置时，有不同的横风向振荡抑制效果。螺旋线20的高度增加利于破坏涡街发放的周期性，使涡街现象无法生成或使涡街发放更不规则，打破涡街发放的相关性、一致性，利于抑制涡激振动。然而，在塔筒上缠绕或固定螺旋线的方式仅仅用在吊装阶段，并且螺旋线的特征参数(螺距、高度)还没有做到最佳，难以适应风速的变化。为做到适应空气流的风速变化而变化，并且适用于长期运行，会带来螺旋线制造成本、维护成本的大幅增加。此外，螺旋线在塔筒表面的覆盖率也会影响横向振荡抑制效果，覆盖率达到(或超过)50％时，抑制横向振动的效果达到最佳，同时螺旋线与空气流的风致噪声增加，对自然环境生物造成严重影响，尤其是对动物、鸟类造成干扰、对生态环境造成破坏。因此，需要提供一种不影响塔筒外观、不增加塔筒的风阻、不对塔筒外部环境产生噪音，吊装完毕可拆除从而回收反复使用，也可以固定在塔筒内部，在运行过程中使用的抑制振动的装置。
技术实现思路
本专利技术提供了一种阻尼器以及具有该阻尼器的承载围护结构，以提高有限吊装时间内的安全性、结构稳定性和吊装效率，缩短因为风的不确定性随时造成风电场建设周期的拖延给风电机组并网发电推迟造成的浪费；提高整机结构的稳定性，抑制机组在运行、停机过程中在自然环境流固耦合诱发振动给整机、部件造成的过度疲劳、破坏。根据本专利技术的一方面，提供了一种阻尼器，所述阻尼器包括形成容纳腔的壳体以及位于壳体内的振动能量耗散单元，所述容纳腔包括储液腔和位于所述储液腔上部的质量体运动腔，所述振动能量耗散单元包括容纳于所述储液腔中的阻尼液和位于所述质量体运动腔中的多个质量体，所述质量体漂浮在所述阻尼液的液面上，在所述质量体的外表面上形成多个齿状凸起。根据本专利技术的另一方，提供了一种承载围护结构，所述承载围护结构中安装有如上所述的阻尼器。所述承载围护结构为筒状结构，所述阻尼器安装在所述筒状结构的内表面上。上述技术方案不仅能够解决吊装过程塔筒承载结构本身的晃动所带来的对塔筒基础连接件的破坏和隐患，还能降低在风力发电机组运行过程中塔筒倾覆的风险。因此，根据本专利技术的技术方案，能够争取缩短建设时间并提高风力发电机组运行过程中的可靠性，使得风电场投资方和建设者双方受益。附图说明通过下面结合附图对实施例进行的描述，本专利技术的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：图1A示出了塔筒在上风向来流的作用下发生晃动的示例；图1B是示出现有技术中在塔筒上缠绕螺旋线绳或设置螺旋肋片的示意图；图2是根据本专利技术第一实施例的阻尼器的立体透视图；图3是根据本专利技术第一实施例的阻尼器的俯视图；图4是根据本专利技术第一实施例的阻尼器中的质量体的立体结构示意图；图5是在承载围护结构中设置根据本专利技术第一实施例的阻尼器的示意图；图6是根据本专利技术第二实施例的阻尼器的立体透视图；图7是根据本专利技术第二实施例的阻尼器的俯视图；图8是根据本专利技术第三实施例的阻尼器的立体透视图；图9-11是根据本专利技术第三实施例的阻尼器的俯视图；图12示出了根据本专利技术第三实施例的阻尼器中的质量体在阻尼液中上下震荡的过程。附图标号：10：承载围护结构；1000、2000、3000：阻尼器；100、350：壳体；200、320：振动能量耗散单元；110：储液腔；101：顶盖；120：质量体运动腔；210：阻尼液；220：质量体；221：齿状凸起；222：节流通孔；230：阻尼系数调节单元；231：气体压力调节单元；240：腔体隔板；224：第一磁性体；225：第二磁性体；226：第三磁性体；227：弹性连接件；F1：振动方向；M1、M2：振动动能。具体实施方式为了解决现有技术中的技术问题，阻止塔筒等承载围护结构上涡街现象发生、阻止塔筒涡激响应过大、抑制塔筒振动，搭建一种对风力发电机组的保护系统，本专利技术人通过对高海拔、高山地域风电场建设实地调查和研究，提出了一种在承载围护结构内部构建振动能量耗散结构以及具有该结构的承载围护结构。下面，参照附图来详细说明本专利技术的实施例。图2-图4示出了根据本专利技术第一实施例的阻尼器的示意图，图5是在塔筒中设置根据本专利技术第一实施例的阻尼器的示意图。根据本专利技术的第一实施例，阻尼器1000包括形成容纳腔的壳体100以及位于壳体100内的振动能量耗散单元200。壳体100形成的容纳腔包括储液腔110和位于储液腔110上部的质量体运动腔120。能量耗散单元200包括容纳于储液腔110中的阻尼液210和位于质量体运动腔120中的质量体220。质量体220漂浮在阻尼液210的液面上。根据本专利技术第一实施例的阻尼器1000可以安装在承载围护结构(例如，风力发电机组的塔筒、高层建筑的电视塔、通讯塔、桥梁的支柱)10中，用于避免承载围护结构10在预定风速范围内振动过速或振幅过限。当承载围护结构10振动时，振动携带的动能或振动携带的动量传递给根据本专利技术第一实施例的阻尼器1000，阻尼器1000跟随围护结构塔筒的顺风向振动产生相应的顺风向振动，使得阻尼液210在腔体内震荡、波动，阻尼液210中的质量体220受到液体的作用，随着波浪上下运动，将液体传递获得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻尼器，其特征在于，所述阻尼器(3000)包括形成容纳腔的壳体(100)以及位于壳体(100)内的振动能量耗散单元(200)，所述容纳腔包括储液腔(110)和位于所述储液腔(110)上部的质量体运动腔(120)，所述振动能量耗散单元(200)包括容纳于所述储液腔(110)中的阻尼液(210)和位于所述质量体运动腔(120)中的多个质量体(220)，所述质量体(220)漂浮在所述阻尼液(210)的液面上，在所述质量体(220)的外表面上形成多个齿状凸起(221)。

【技术特征摘要】
1.一种阻尼器，其特征在于，所述阻尼器(3000)包括形成容纳腔的壳体(100)以及位于壳体(100)内的振动能量耗散单元(200)，所述容纳腔包括储液腔(110)和位于所述储液腔(110)上部的质量体运动腔(120)，所述振动能量耗散单元(200)包括容纳于所述储液腔(110)中的阻尼液(210)和位于所述质量体运动腔(120)中的多个质量体(220)，所述质量体(220)漂浮在所述阻尼液(210)的液面上，在所述质量体(220)的外表面上形成多个齿状凸起(221)。2.如权利要求1所述的阻尼器，其特征在于，所述质量体(220)上的齿状凸起(221)具有如下结构特征中的至少一种：所述多个齿状凸起(221)有顺排列或叉排排列；所述多个齿状凸起(221)高度一致或高低交错起伏；所述多个齿状凸起(221)之间设置有纵横交错并互相连通的沟或槽；所述凸起的边缘具有锋利的尖或锋利的棱。3.如权利要求1所述的阻尼器，其特征在于，所述质量体(220)的外侧形成为磁性壁面，并且相邻的两个质量体(220)的相面对的表面具有相同的磁极性。4.如权利要求3所述的阻尼器，其特征在于，所述壳体(100)包括顶盖(101)，所述顶盖(101)的下表面形成为磁性壁面，并且所述顶盖(101)的下表面与所述质量体(220)的上表面具有相同的磁极性。5.如权利要求3所述的阻尼器，其特征在于，所述质量体(220)的外侧附着有第一磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：马盛骏，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11