旋转阻尼器和装备有旋转阻尼器的振动减振器制造技术

技术编号:24178749 阅读:44 留言:0更新日期:2020-05-16 05:40
本发明专利技术涉及新式的旋转振动阻尼器以及具有所述阻尼器的用于风力设备或其它的高的并且相对于其高度狭长的设备或建筑物的振动减振器。本发明专利技术尤其涉及包括至少一个在摆动绳索或摆动杆处的振动的质量的振动减振器,其中,所述质量已经通过激励频率被置于振动中并且然后能够通过作为所述减振器的部分的根据本发明专利技术的旋转阻尼器,尤其旋转的涡流磁体阻尼器被衰减。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转阻尼器和装备有旋转阻尼器的振动减振器
本专利技术涉及用于风力设备或其它的高的并且相对于其高度狭长的设备或建筑物的新式的旋转阻尼器以及具有这种阻尼器的振动减振器。本专利技术尤其涉及包括在至少一个摆动绳索或摆动杆处的至少一个振动的质量的振动减振器,其中,通过固有频率被置于振动中的质量能够通过根据本专利技术的作为减振器的部件的旋转阻尼器进行衰减。
技术介绍
高和细长的建筑物和设备遭受特别的振动情况,其必须通过技术的措施得到重视,以便没有损坏或提前的疲劳过程发生。这尤其适用于风力设备,其基于其迅速的技术的进一步发展近年来也更多地在更极端的地区(例如海上)和高度上得到使用,并且此外总是具有较高的塔台,以便充分使用在那儿较好的风情(Windverhältnisse)。这样的风力设备必须经受住在其处由于风、浪、天气和运行出现的力,其在不同的位置处不同地强烈地加载所述设备。振动力尤其能够使设备的运行和安全有危险。不仅在运行中,而且在建造风力设备或高的塔台的情况下由于风或其它的力出现振动,所述振动会使结构有危险,尤其由于因为处于构建中的设备还没有最佳地匹配这样的干扰振动。在建造风力设备的情况下,塔台首先以部段方式地被建造。接着装配具有转子的吊舱。没有吊舱(只有塔台根部)的情况关于共振激励要被认为是重要的,因为在这种状态中会产生比具有吊舱的情况大的振动幅度。在此,用于这种目的的振动减振器总是被放置到最上方的塔台部段的端部上并且在那儿旋紧。该过程如此久地重复,直到塔台完全被建造并且吊舱能够被放上。在此,设备的固有频率随着增加的装配进展而下降。由此,减振器频率必须能够在宽的范围(大约因数2)中简单地匹配并且一般处于相比于完成建造的设备更高的水平上。也就是说必要的是,通过技术的措施有针对性地并且有效地衰减在这些设备中出现的振动。这利用相应于各种不同的使用领域的不同的结构的振动减振器或振动阻尼器来实现。大多数的干扰力也影响设备的塔台,其通常以大多数情况下<1Hz的低的固有频率被激励为振动。出于这个原因,在现有技术中经常使用摆动减振器用于振动衰减,其大多数情况下悬挂在塔台中。用于风力设备的摆动减振器在现有技术中是已知的。因此,在EP1008747(B1)中描述了如下的摆动减振器,其在摆动件的铰接件支承部中具有弹性的衰减元件。WO2009/068599描述了摆动减振器,其中摆动质量的振动通过摩擦衰减借助于各种不同的板进行衰减。在这种解决方案的情况下,高的放热(Wärmeentwicklung)的问题出现,这通过随着温度变化的衰减会被注意到。在使用流体阻尼器时得出类似的困难。此外,所有这些解决方案具有如下缺点,即基于摆动件在塔台中的能够使用的小的运动空间,仅仅能够经过小的振动路径,这导致必要的减振器质量必须相当大,以便能够影响相应的固有频率和衰减。为了应对这些,已经提出与摆动减振器结合的磁体或涡流阻尼器。在传统的磁体阻尼器中,衰减通过相对或相同极化的磁体的吸引或排斥进行,所述磁体运动经过彼此处。涡流阻尼器在功能上基于在电的导体(Leiter)中感生出电流,所述电的导体通过变化的磁场进行运动。产生的涡流又形成磁场,所述磁场反作用于最初的磁场并且制动导体的运动。如果导体在磁场中以其运动的速度提高,那么在导体中的涡流被提高,这导致更强烈的磁场,由此,运动被进一步并且增强地制动。磁体或涡流阻尼器本身对于现有技术是已知的。由此,在DE3741578A1中描述了用于精密机器的振动衰减装置,其基于板在磁场的北与南极之间的运动。US2007/0131504描述了平坦的振动阻尼器,其中由平坦地布置的磁场使在场中的横向摆动装置运动。在EP2696072中描述了用于风力设备的振动减振器组件,具有质量摆动件和板形的磁体和导体元件,其中,在元件之间置入滑动组件、尤其滑动层,其应该以仅仅小的温度依赖性保证减振器的紧凑的构造方式。在此,质量摆动件在振动情况中被引导到优选地两个振动装置中,其中,在质量摆动件的下方的端部处发生导体板相对于磁体板的运动。所提及的磁体阻尼器具有如下缺点,即其在大多数情况下是很取决于方向的并且不能够被轴向地转动。此外,利用其经常不能够以合理的(vertretbaren)消耗达到足够高的衰减密度,而所述足够高的衰减密度在使用风力设备、尤其具有100m以及在其上的高度的塔台的风力设备的情况下完全被需要。WO2016/023628描述了涡流振动减振器,其能够达到较高的衰减密度并且此外独立于方向。阻尼器基本上由柱体管道组成,其具有磁体组件以及在内部引导并且能够运动的导体管道。两个管道在磁体组件的区域中无摩擦地进行引导,其中,导体管道相对于磁性的柱体管道的引导在优选的实施方式中通过在功能的区域之外的滚子装置(Rollenvorrichtung)进行。所有已知的磁体或涡流阻尼器具有如下性质,即产生涡流场并且反作用于所述质量的运动的反作用力取决于运动的速度。而因为在高的塔台如在风力设备中或还在高的建筑中经常由于激励频率产生慢的运动(风,地震等),所以产生如下问题,即所产生的涡流场的力不足以在特别慢的运动的情况下达到足够的衰减。当振动的幅度小时,同样的情况适用。由此能够帮助将磁体密度例如通过提高的数量的磁体元件普遍地或单位面积(proFläche)进行提高。而这不仅提高了成本而且还提高了需要的空间需求,所述需要的空间需求特别在风力设备的塔台中经常不存在。而一般在较小的构造方式的情况下得出,在运行中磁体元件从温变得热,这导致阻尼器的温度独立性的减小,因为由于提高了的振动能量在窄的空间上产生明显更多的热。由此存在如下任务,即提供在高和细长的建筑和技术的设备、尤其在风力设备中用于低于30Hz、尤其低于10Hz、优选地在0.15与5Hz之间、尤其在0.5与5Hz之间、优选地在0.15与2Hz之间的固有频率的衰减的磁体阻尼器供使用,其不再具有所描述的缺点、尤其在具有低运动能量的状态中的更确切地说小的衰减。所述任务已经通过提供在下方和在权利要求中详细说明的涡流阻尼器以及具有这样的阻尼器的振动减振器得到解决。
技术实现思路
所述任务尤其已经通过如下方式得到解决,即摆动减振器的振动的质量的本身线性的运动通过相应的结构的措施转变为旋转运动,由此,能够达到的旋转速度能够通过选择相应地大的、优选地旋转对称的旋转元件是运动的质量的线性速度的多倍。通过在旋转元件处安置衰减的/制动的机构能够由此达到增强的衰减效果。尤其当涡流衰减系统得以使用时(其中导体元件相对于磁体元件相对于彼此通过旋转运动),能够产生高的取决于转速的衰减效果。如已经提到的那样,旋转的运动的速度对于要达到的衰减效果在此应用的涡流原则的情况下是决定性的。由此,根据本专利技术,视结构而定,能够相比于已知的涡流阻尼器在相同数量的磁体的情况下达到旋转的导体元件相对于固定的磁体元件(或反之)的大约2-20倍的速度以及由此4-400倍的衰减力(线性的衰减常量:Nxs/m)。此外,在这样的旋转的系统中,基于本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.适用于衰减振动的振动减振器组件,所述振动在风力设备、类似地高的设备或建筑物中或在其建造时出现,所述振动减振器组件包括至少一个在摆动棒或摆动绳索处的振动的质量以及衰减装置,所述衰减装置一方面与摆动质量,另一方面与所述设备或所述建筑物的要衰减的构造处于连接中,/n其特征在于,所述衰减装置(10)基本上包括/n(i) 承载结构(4),/n(ii) 运输装置(2),所述运输装置/n- 安放在所述承载结构(4)处或在所述承载结构(4)中,/n- 与所述振动的质量(7)连接,/n- 在激励的情况下能够通过所述质量(7)沿一方向在位于终点的止挡点之间线性地来回运动,以及/n- 能够将线性的运动转化为旋转运动,/n(iii) 铰接的连结元件(3),所述连结元件(3)一方面固定在所述运输装置(2)处并且另一方面与所述振动的质量(7)或与所述要衰减的构造(9)处于连接中,以及/n铰接的连结元件(6),其一方面与所述承载结构(4)并且另一方面:如果所述振动的质量(7)与所述连结元件(3)连接,就与所述要衰减的构造(9)连接,而或如果所述要衰减的构造(9)与所述连结元件(3)连接,就与所述振动的质量(7)处于连接中,从而在所述质量(7)相对于所述要衰减的构造(9)相对运动的情况下,进行前述的所述运输装置(2)在所述止挡点之间的线性的来回运动,以及/n(iv) 至少一个对实际的衰减负责的衰减组件(1),其处于与所述运输装置(2)的功能的连接中并且基本上包括:/n- 至少一个在运行中旋转的第一元件(1.1)/n- 至少一个相对于其布置的、与所述承载结构(4)连接的固定的第二元件(1.2),以及/n- 在前述的第一与第二元件之间的用于涡流衰减组件(1.4)、摩擦衰减组件(1.5)、流体阻尼器组件(1.6)或传统的磁体衰减组件(1.7)的衰减元件(1.3),其中,衰减通过所述第一元件(1.1)相对于所述第二元件(1.2)的相对的旋转运动发生,并且所述旋转的第一元件(1.1)通过所述运输装置(2)的相应的线性运动进行驱动。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170808 EP 17001353.61.适用于衰减振动的振动减振器组件,所述振动在风力设备、类似地高的设备或建筑物中或在其建造时出现,所述振动减振器组件包括至少一个在摆动棒或摆动绳索处的振动的质量以及衰减装置,所述衰减装置一方面与摆动质量,另一方面与所述设备或所述建筑物的要衰减的构造处于连接中,
其特征在于,所述衰减装置(10)基本上包括
(i)承载结构(4),
(ii)运输装置(2),所述运输装置
-安放在所述承载结构(4)处或在所述承载结构(4)中,
-与所述振动的质量(7)连接,
-在激励的情况下能够通过所述质量(7)沿一方向在位于终点的止挡点之间线性地来回运动,以及
-能够将线性的运动转化为旋转运动,
(iii)铰接的连结元件(3),所述连结元件(3)一方面固定在所述运输装置(2)处并且另一方面与所述振动的质量(7)或与所述要衰减的构造(9)处于连接中,以及
铰接的连结元件(6),其一方面与所述承载结构(4)并且另一方面:如果所述振动的质量(7)与所述连结元件(3)连接,就与所述要衰减的构造(9)连接,而或如果所述要衰减的构造(9)与所述连结元件(3)连接,就与所述振动的质量(7)处于连接中,从而在所述质量(7)相对于所述要衰减的构造(9)相对运动的情况下,进行前述的所述运输装置(2)在所述止挡点之间的线性的来回运动,以及
(iv)至少一个对实际的衰减负责的衰减组件(1),其处于与所述运输装置(2)的功能的连接中并且基本上包括:
-至少一个在运行中旋转的第一元件(1.1)
-至少一个相对于其布置的、与所述承载结构(4)连接的固定的第二元件(1.2),以及
-在前述的第一与第二元件之间的用于涡流衰减组件(1.4)、摩擦衰减组件(1.5)、流体阻尼器组件(1.6)或传统的磁体衰减组件(1.7)的衰减元件(1.3),其中,衰减通过所述第一元件(1.1)相对于所述第二元件(1.2)的相对的旋转运动发生,并且所述旋转的第一元件(1.1)通过所述运输装置(2)的相应的线性运动进行驱动。


2.根据权利要求1所述的振动减振器组件,其特征在于,所述连结元件(3)与所述运输装置(2)固定地连接并且利用其在运行中来回运动。


3.根据权利要求1所述的振动减振器组件,其特征在于,所述运输装置(2)具有转动或滑动机构(2.3),所述连结元件(3)在运行中的线性的来回运动期间贴靠到所述转动或滑动机构处或由其引导。


4.根据权利要求3所述的振动减振器组件,其特征在于,所述转动或滑动机构(2.3)包括支撑滚子装置或移动车(2.3.1),所述支撑滚子装置或所述移动车能够在一个或多个移动轨道(2.3.2)或移动通道(2.3.3)上运动,并且所述连结元件(3)固定在其处。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的振动减振器组件,其特征在于,所述连结元件(3)在到所述运输装置(2)的连接位置处具有至少一个铰接件(3.2)并且由此能够围绕横向于所述运输装置(2)的假想的轴线摆动。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的振动减振器组件,其特征在于,所述连结元件(3)在到所述振动的质量(7)或所述要衰减的构造(9)的连接位置处具有转动或球铰接件(3.3)和/或弹性体衬套铰接件(15)(15.1)(15.2),其允许偏转和俯仰运动。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的振动减振器组件,其特征在于,所述运输装置(2)包括传送皮带或传送带(2.1),所述传送皮带/传送带通过至少两个运输滚子(2.2)环绕地进行引导并且在此,以本身引导所述滚动和滑动机构(2.3),其中,至少一个运输滚子用作用于所述旋转的元件(1.1)的驱动轮(2.2.1)。


8.根据权利要求7所述的振动减振器组件,其特征在于,所述旋转的元件(1.1)通过如下轴(5)进行驱动,所述轴还驱动用于所述运输装置(2)的传送带或传送皮带(2.1)的运输滚子(2.2)(2.2.1)。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的振动减振器组件,其特征在于,在运行中旋转的元件(1.1)是盘、轮或齿圈,并且所述固定的元件(1.2)是关于所述旋转的元件相应地进行设计和布置的盘、轮、齿圈、环或其中一部分。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的振动减振器组件,其特征在于,所述运输装置(2)的止挡点能够取决于所述质量(7)或所述摆动件(8)的运动进行调整。


11.根据权利要求10所述的振动减振器组件,其特征在于,所述运输装置的止挡点如下地进行选择,使得在运动的质量悬挂(7)(8)的转回点的区域中的衰减效果比在所述质量悬挂以最大的速度移动经过其通道曲线的最下方的点时高。


12.根据权利要求1至11中任一项所述的振动减振器组件,其特征在于,所述阻尼器装置(10)水平地、垂直地或以相对于水平线0与90°之间的角度进行定位和运行。


13.根据权利要求1至12中任一项所述的振动减振器组件,其特征在于,所述振动减振器组件具有在承载结构(4)与运输装置(2)之间的锁止装置(13),所述锁止装置防止所述运输装置(2)会通过所述振动的质量(7)运动。


14.根据权利要求1至13中任一项所述的振动减振器组件,其特征在于,所述振动减振器组件为了频率匹配具有弹簧装置(14)(14.1)(14.2)(14.3),所述弹簧装置如下地进行安置,使得所述运输装置(2)和所述衰减组件(1)相对于彼此张紧。


15.根据权利要求1至14中任一项所述的振动减振器组件,其特征在于,所述衰减装置(10)具有涡流衰减组件(1.4)。


16.根据权利要求15所述的振动减振器组件,其特征在于,所述涡流衰减组件(1.4)以如下方式进行设计,使得所述在运行中旋转的元件(1.1)是导体元件(1.4.1)或具有导体元件并且构造为盘或载体盘...

【专利技术属性】
技术研发人员:F米奇
申请(专利权)人:FM能源有限责任两合公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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