阻尼系统以及具有该阻尼系统的承载围护结构技术方案

本发明专利技术提供了一种阻尼系统以及具有该阻尼系统的承载围护结构。所述阻尼系统包括第一阻尼器、第二阻尼器、连接在所述第一阻尼器和第二阻尼器之间的流体输送单元以及阻尼系统控制器，所述第一阻尼器和第二阻尼器中均容纳有阻尼液，所述流体输送单元根据所述阻尼系统控制器的控制将第一阻尼器中的阻尼液输送给第二阻尼器，或者将第二阻尼器中的阻尼液输送给第一阻尼器(10)。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】
阻尼系统以及具有该阻尼系统的承载围护结构
本专利技术涉及承载围护结构的振动抑制
，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、阻尼系统以及具有该阻尼器或阻尼系统的承载围护结构。
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)、设置联结在塔筒顶端的机舱、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组部件的支撑基础之后，在塔筒顶端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范围较小的地域环境并对局部风不易精确预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。风绕流塔筒时，在塔筒表面形成的气流边界层距离前驻点100-125角度的尾流左右两侧容易产生成对的、交替排列的及旋转方向相反的反对称漩涡，即卡门涡街现象。漩涡以一定频率脱离塔筒外表面，使塔筒受到横风向的周期性脉动力作用，激发产生垂直于上风向的横向振动。当漩涡的脱离频率接近塔筒固有频率时，持续作用后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30的涡激振动，使得塔筒30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、机舱与发电机、叶轮的对接时螺栓联结困难，无法实现安全、准确的联接。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大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气动荷载的作用。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绊线、螺旋肋片用来抑制塔筒30的表面发生旋涡的周期性脱落。螺旋绊线、或螺旋肋片40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40的高度增加利于破坏涡街形成、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)、螺旋结构还没有做到最佳，难以适应更宽风速范围的变化。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，螺旋绊线、螺旋肋片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、鸟类生态环境物种造成声波干扰、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系统以及具有该阻尼系统的承载围护结构，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，提供了一种阻尼系统，所述阻尼系统包括第一阻尼器、第二阻尼器、连接在所述第一阻尼器和所述第二阻尼器之间的流体输送单元，所述第一阻尼器和第二阻尼器中均容纳有阻尼液，所述流体输送单元用于将所述第一阻尼器中的阻尼液输送给所述第二阻尼器，或者将所述第二阻尼器中的阻尼液输送给所述第一阻尼器。根据本专利技术的另一方面，提供了一种承载围护结构，所述承载围护结构的内部安装有如上所述的阻尼系统，所述第二阻尼器布置在所述第一阻尼器的上方。根据本专利技术的另一方面，提供了一种阻尼器，所述阻尼器包括壳体以及容纳在所述壳体中的阻尼液，所述阻尼器的外壁被设置为具有磁性。根据本专利技术的另一方面，提供了一种承载围护结构，所述承载围护结构中设置有如上所述的阻尼器，所述阻尼器悬吊在所述承载围护结构内，在与所述阻尼器的位置相对应的位置，所述承载围护结构的内壁设置为具有磁性，所述阻尼器的外壁的磁极性与所述承载围护结构的内壁的磁极性相同。根据本专利技术的另一方面，提供了一种阻尼系统，所述阻尼系统包括阻尼器以及流体输送单元，所述阻尼器中容纳有阻尼液，所述流体输送单元用于将所述阻尼器中的一部分阻尼液抽走或者向所述阻尼器中补充阻尼液。根据本专利技术的另一方面，提供了一种风力发电机组，所述风力发电机组包括由如上所述的承载围护结构形成的塔筒。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与地基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、停机中塔筒倾覆的风险。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绊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二实施例的阻尼器的立体透视图；图5是根据本专利技术实施例的阻尼系统的示意图。附图标号：10：第一阻尼器；20：第二阻尼器；30：承载围护结构；100：壳体；110、120：磁性壁；210：阻尼液；220：质量体；221：凸起；240：腔体隔板；310：减振器；320：阻尼系统控制器；330：流体输送单元；340：振动参数测量单元；360：环状支撑架；421：液体流出口；422：液体流入口。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外表面上的气流边界层涡街现象的发生、阻止塔筒受涡激响应振动过大、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和图3示出了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10包括形成容纳腔的壳体100以及位于壳体100的容纳腔内的阻尼液210。优选地，阻尼器10还可以包括质量体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10可以安装在承载围护结构(例如，风力发电装置的塔筒、高层建筑的电视塔、通讯塔、桥梁的支柱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻尼系统，其特征在于，所述阻尼系统包括第一阻尼器(10)、第二阻尼器(20)、连接在所述第一阻尼器(10)和所述第二阻尼器(20)之间的流体输送单元(330)，所述第一阻尼器(10)和第二阻尼器(20)中均容纳有阻尼液，所述流体输送单元用于将所述第一阻尼器(10)中的阻尼液输送给所述第二阻尼器(20)，或者将所述第二阻尼器(20)中的阻尼液输送给所述第一阻尼器(10)。

【技术特征摘要】
1.一种阻尼系统，其特征在于，所述阻尼系统包括第一阻尼器(10)、第二阻尼器(20)、连接在所述第一阻尼器(10)和所述第二阻尼器(20)之间的流体输送单元(330)，所述第一阻尼器(10)和第二阻尼器(20)中均容纳有阻尼液，所述流体输送单元用于将所述第一阻尼器(10)中的阻尼液输送给所述第二阻尼器(20)，或者将所述第二阻尼器(20)中的阻尼液输送给所述第一阻尼器(10)。2.如权利要求1所述的阻尼系统，其特征在于，所述阻尼系统还包括阻尼系统控制器(320)和振动参数测量单元(340)，所述阻尼系统用于安装在承载围护结构中，所述振动参数测量单元(340)用于测量所述承载围护结构的振动参数，并将所述振动参数发送给所述阻尼系统控制器(320)，所述阻尼系统控制器(320)根据所述振动参数控制所述流体输送单元(330)。3.如权利要求1或2所述的阻尼系统，其特征在于，所述第一阻尼器(10)和所述第二阻尼器(20)的外壁至少部分为磁性壁。4.如权利要求1所述的阻尼系统，其特征在于，所述阻尼系统用于安装在承载围护结构中，所述阻尼系统还包括分别设置在所述第一阻尼器(10)和所述第二阻尼器(20)的外壁上的第一电磁体与用于设置在所述承载围护结构的内壁上的第二电磁体，所述第一电磁体和所述第二电磁体产生的磁场具有相同的磁极性。5.如权利要求1所述的阻尼系统，其特征在于，所述阻尼系统用于安装在承载围护结构中，所述阻尼系统包括设置在所述第一阻尼器(10)和所述第二阻尼器(20)的外壁上的第一磁性体以及用于设置在承载围护结构上的第二磁性体，所述第一磁性体与所述第二磁性体具有相同的磁极性。6.一种承载围护结构，其特征在于，所述承载围护结构的内部安装有如权利要求1所述的阻尼系统，所述第二阻尼器(20)布置在所述第一阻尼器(10)的上方。7.如权利要求6所述的承载围护结构，其特征在于，所述阻尼系统还包括阻尼系统控制器(320)和振动参数测量单元(340)，所述振动参数测量单元(340)安装在所述承载围护结构上，用于测量所述承载围护结构的振动参数，并将所述振动参数发送给所述阻尼系统控制器(320)，所述阻尼系统控制器(320)根据所述振动参数控制所述流体输送单元(330)。8.如权利要求6或7所述的承载围护结构，其特征在于，所述阻尼系统悬吊在所述承载围护结构的内部，所述第一阻尼器(10)和所述第二阻尼器(20)的外壁与所述承载围护结构的内壁之间预留预定间隙；其中，所述阻尼系统通过减震器(310)悬吊在所述承载围护结构的内部...

【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