用于阻尼低激励频率的自适应振动减震器制造技术

本发明专利技术涉及一种新型的振动减震器，其尤其适合于阻尼低频率的振动，并且因此优选地可以在建造或设立高而细长的结构(如风力设备的塔架)时用作架设减震器。本发明专利技术尤其涉及一种摆式振动减震器，其具有第一摆和第二摆，在所述第一摆处固定有质量，所述第二摆由不同实施的弹簧式支撑装置形成并利用气体

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于阻尼低激励频率的自适应振动减震器


[0001]本专利技术涉及一种新型的可适应频率的振动减震器，其尤其适合于阻尼<2Hz、尤其<1Hz、优选地<0.5Hz的不同振动，并且因此优选地可以在建造或设立高而细长的结构(如风力设备的塔架)时用作架设减震器，但也可以用作永久减震器。
[0002]本专利技术尤其涉及一种摆式振动减震器，其具有第一摆和第二摆，在所述第一摆处固定有振动质量，所述第二摆由不同实施的弹簧式支撑装置形成并利用气体
‑
空气体积如此运行，使得借助于支撑装置可以影响质量的重力并因此适配和调整振动系统的频率。

技术介绍

[0003]高而细长的结构通常受到不同的力，所述力引起不同的振动状态，由此必须阻尼不同的频率。这尤其在架设高而细长的结构时是这种情况。高而细长的结构(例如由塔架、机舱和转子叶片组成的风力设备)的建造可能容易地花费更长的时间段，使得由天气引起的或出于其它原因出现的激发状态可导致处于建造中的设备的不期望的振动。
[0004]如此，例如风力设备的塔架单独具有直到约0.6Hz的固有频率。而完全架设的风力设备具有仅还少于0.15Hz的固有频率。这样的低频率通常不可以利用具有其较重的质量以及摆绳或摆杆的常见长度的常见摆式振动减震器实现，或者仅可以在较大的耗费的情况下实现。
[0005]为了实现较小的频率存在如下可能性：让质量在径向布置的弹簧之间来回滚动。这可以在一个方向上利用滚动车(Rollwagen)且在两个方向上利用球式滚子(Kugelrolle)实现。然而，为此必须改变或适配径向弹簧的刚度，这与一些耗费相关联。而如果在振动减震器中使用常规摆，则为了达到小于0.15Hz的频率所需的摆长度已经超过11m，这在实践中仅可以在较大的耗费和空间需求的情况下实现。
[0006]解决振动阻尼器中如此低频率的另一个可能性是使用脉冲阻尼器。然而，这些脉冲阻尼器需要大约三倍于摆式减震器的质量，并且必须在滑轮上运动以实现较小的频率，这将需要使用易磨损的球式滚子。此外，针对这些较小的频率，这样的脉冲减震器必须精确地在水平方向上定向，这在实践中仅可以有条件地实现，因为不能总是避免会显著破坏功能的倾斜位置。因为在较小的频率中仅实现或存在较小的加速度，所以利用脉冲阻尼器不能如利用摆锤式减震器通常情况那样如此程度地减少振动。
[0007]因此存在如下目的：提供一种用于足够大质量但具有尽可能小的振动路径的振动减震器，其能够解决和阻尼2Hz以下、优选地0.5Hz以下的可变低频率。

技术实现思路

[0008]该目的通过提供一种摆式振动减震器来实现，在其中，根据本专利技术，在摆运动期间，摆质量的重力可以通过专门开发的支撑弹簧元件客观地或相对地减少或增加，并且因此可以有针对性地适配于振动系统的固有频率。
[0009]摆由于作用于质量的万有引力而起作用。由万有引力引起的重力越高，(在摆长相
同的情况下)固有频率就越高。同样，摆长越短，在质量(重力)相同的情况下频率就越高。为了减少一定的摆质量的重力，需要的是，在整个振动路径上在其它力的最小影响的情况下使质量连续上升，以使重量减负载。因此，可以实现振动系统的固有频率的选择性降低。根据本专利技术，这通过从下方或必要时从上方作用于摆质量的反摆实现，如接下来描述的那样。相反，在需要时也可以借助于根据本专利技术的摆式振动减震器增加摆式振动质量的重力，以便有针对性地提高振动系统的固有频率。
[0010]因此，根据本专利技术的摆式振动减震器能够可控制地调整到振动系统的相应固有频率上，尤其在高而细长的结构的情况下，其中尤其地，<2Hz、例如在0.15至1.5Hz之间的频率是重要的。
[0011]本专利技术的主题因此是一种自适应摆式振动减震器，其用于可适配地阻尼高而细长的结构中出现的<2Hz、优选地<1.5Hz的低频率的振动，该摆式振动减震器包括：(i) 具有长度(4.1)的在不运行状态下垂直地布置的至少一个第一摆杆(4)，该第一摆杆以其一端经由铰接部(4.2)直接地或经由载体元件(6)与待阻尼的结构连接，(ii) 具有长度(5.1)的在不运行状态下垂直地布置的至少一个第二摆杆(5)，该第二摆杆完全地或部分地布置在第一摆杆(4)下面或在其上面，并且以其一端经由铰接部(5.3)直接地或经由载体元件(6)与待阻尼的结构连接，其中，所述第一摆杆(4)在其自由端(4.3)处经由共同的可自由运动的铰接部(4.3)(5.2)直接地或间接地与第二摆杆(5)的自由端(5.2)连接，(iii) 振动质量(1)，该振动质量固定在第一摆杆(4)处，使得在力作用于质量(1)时使两个摆杆(4)(5)一起运动，以及(iv) 加载压力且压力受控的支撑装置(7)，该支撑装置能够通过上升或下降或者减负载或加负载来增加或减少振动质量(1)的重力，并且如此可以有针对性地实现频率变化，其中，支撑装置是第二摆杆(5)的整体的组成部分，或者支撑装置作为摆杆起作用。
[0012]在本专利技术的一个优选的实施形式中，支撑装置(7)通过处于压力下的气体
‑
/空气体积(7.6)运行，其中，压力如此选择，使得压力引起振动质量(1)的一定的重力变化，即，使该振动质量上升或下降或者减负载或加负载一定的量。气体
‑
空气体积(7.6)处于气体
‑
/空气容器(7.5)中，该气体
‑
/空气容器是支撑装置的整体的组成部分，或者但如果为此的可用体积在单独的容器中是不足够的，则装设在实际的支撑装置(7)外。在后一种情况下，单独的容器通过相应的线路/软管(7.10)(7.14)(7.15)(7.17)(7.18)与实际的支撑装置(7)连接。
[0013]根据本专利技术，支撑装置优选地是空气弹簧元件(7.1)或气动缸(7.2)，其中，气动缸在此如空气弹簧那样起作用。空气弹簧单元(7.1)可以是具有优选地较小的横截面的弹性波纹管(7.1.1)或多个上下堆叠的弹性波纹管的组件，而或可以是橡胶波纹管(7.1.2)(Roll
‑
Balg)。
[0014]优选地，空气弹簧单元(7.1)由具有单独的气体
‑
/空气体积(7.6)/气体
‑
/空气容器(7.5)的气动缸(7.2)代表。
[0015]通常有利的是，如此足够大地选择总气体体积(7.6)，使得在振动减震器运行时，总可用体积的最大10%、优选地不超过5
‑
8%通过支撑装置在摆运动中排挤或移动。在运行期间移动越少的体积(7.6)，这对于振动减震器的功能或选择性频率适配来说就越好。因此，
对减震器的作用有利的是，气体容器(7.5)中的体积与通过支撑装置(7)排挤的体积相比尽可能大。在此，气体(7.6)占据的总空间应理解为容器(7.5)，即在实际的支撑装置本身中以及必要时在与其分离的容器中。
[0016]在弹性波纹管作为空气弹簧单元(7.1)的情本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种自适应摆式振动减震器，其用于可适配地阻尼高而细长的结构中出现的<2Hz的低频率的振动，所述摆式振动减震器包括：(i) 具有长度(4.1)的在不运行状态下垂直地布置的至少一个第一摆杆(4)，所述第一摆杆以其一端经由铰接部(4.2)直接地或经由载体元件(6)与待阻尼的所述结构连接，(ii) 具有长度(5.1)的在不运行状态下垂直地布置的至少一个第二摆杆(5)，所述第二摆杆完全地或部分地布置在所述第一摆杆(4)下面或在其上面，并且以其一端经由铰接部(5.3)直接地或经由载体元件(6)与待阻尼的所述结构连接，其中，所述第一摆杆(4)在其自由端处经由能够自由运动的铰接部(4.3)(5.2)直接地或间接地与所述第二摆杆(5)的自由端连接，(iii) 振动质量(1)，所述振动质量固定在所述第一摆杆(4)处并经由所述铰接部(4.3)(5.2)与所述第二摆杆(5)如此连接，使得在力作用于所述质量(1)时使两个摆杆(4)(5)一起运动，以及(iv) 压力受控的支撑装置(7)，所述支撑装置能够通过减负载或加负载来增加或减少所述振动质量(1)的重力，并且如此能够有针对性地实现频率变化，其中，所述支撑装置是所述第二摆杆(5)的整体的组成部分。2.根据权利要求1所述的自适应振动减震器，其特征在于，所述支撑装置(7)利用气体
‑
/空气体积(7.6)运行，所述气体
‑
/空气体积处于引起所述振动质量(1)的重力变化的压力下，其中，所述气体
‑
/空气体积被提供在气体
‑
/空气容器(7.5)中，所述气体
‑
/空气容器完全地是所述支撑装置的整体的组成部分，或者部分地与其分离地装设。3.根据权利要求2所述的自适应振动减震器，其特征在于，所述气体
‑
/空气体积(7.6)如此选择，使得在所述振动减震器的摆运动中体积的小于10%通过所述支撑装置(7)排挤或移动。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的自适应摆式振动减震器，其特征在于，所述支撑装置(7)是空气弹簧元件(7.1)或气动缸(7.2)。5.根据权利要求4所述的自适应摆式振动减震器，其特征在于，所述空气弹簧元件(7.1)是弹性波纹管或多个上下堆叠的弹性波纹管(7.1.1)的组件、橡胶波纹管或相继布置的橡胶波纹管(7.1.2)的组件。6.根据权利要求5所述的自适应摆式振动减震器，其特征在于，所述弹性波纹管或弹性波纹管的组件与所述气体体积(7.6)相比具有较小的横截面。7.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的自适应振动减震器，其特征在于，所述至少一个第一摆杆(4)的长度(4.1)不同于所述第二摆杆(5)的长度(5.1)。8.根据权利要求7所述的自适应振动减震器，其特征在于，所述至少一个第一摆杆(4)比所述至少第二摆杆(5)短或长50
‑
100%。9.根据权利要求1
‑
8中任一项所述的自适应振动减震器，其特征在于，所述至少第一摆杆(4)完全地或部分地表示上部摆，并且所述至少第二摆杆(5)完全地或部分地表示下部摆，并且两个摆杆经由共同的铰接部(4.3)/(5.2)相互连接。10.根据权利要求1
‑
8中任一项所述的自适应振动减震器，其特征在于，所述至少第一摆杆(4)完全地或部分地表示下部摆，并且所述至少第二摆杆(5)完全地或部分地表示上部摆，并且两个摆杆经由共同的铰接部(5.2)/(4.3)相互连接。
11.根据权利要求1
‑
10中任一项所述的自适应振动减震器，其特征在于，所述铰接部(4.2)和/或(5.3)是万向节。12.根据权利要求1
‑
10中任一项所述的自适应振动减震器，其特征在于，所述铰接部(4.3)(5.2)是球节。13.根据权利要求1
‑
12中任一项所述的自适应振动减震器，其特征在于，所述支撑装置(7)具有引导杆(7.4)。14.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
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：