一种双向调谐液柱阻尼器及应用该阻尼器的海上风力发电机组制造技术

一种双向调谐液柱阻尼器，包括阵列排布的阻尼组件和设置于阻尼组件中部的主筒体；所述阻尼组件包括相邻设置的两个振荡单元和相邻设置的两个连通单元，振荡单元和连通单元均与主筒体相连通，且主筒体、振荡单元和连通单元内均填充有液体；所述振荡单元和连通单元底部均设有与主筒体相连通的水平撑杆，且振荡单元和连通单元均设有与主筒体相连通的斜撑，斜撑设置于水平撑杆上方；与现有技术相比，结合导管架式海上风机结构自身的特点，利用导管架平台处的加强弦杆和水平撑杆组成的U型结构作为本阻尼器的主体结构，在实现双向高频调谐功能的同时，无需额外的安装空间。无需额外的安装空间。无需额外的安装空间。

【技术实现步骤摘要】
一种双向调谐液柱阻尼器及应用该阻尼器的海上风力发电机组


[0001]本专利技术涉及海洋工程振动控制
，具体涉及一种双向调谐液柱阻尼器及应用该阻尼器的海上风力发电机组。

技术介绍

[0002]海上风能作为可再生能源之一，对于改善能源系统结构，保护生态环境具有深远意义。
[0003]由于所受水动力载荷较小，导管架式基础成为我国近海地区海上风电场最适宜的基础结构。但是，随着海上风电场的建设趋势是选型逐渐倾向于超大尺寸和超高功率的风力发电机组，这意味导管架式海上风力发电机组也将面临更为复杂的环境条件，对其安全设计和正常运行提出了更高要求。
[0004]在现有技术中，被动减振装置可以显著降低海上风机结构响应，提高海上风力发电机组结构在风、浪、地震等随机荷载作用下的疲劳寿命和极限承载力，但现阶段，应用在导管架式海上风机结构的被动减振装置仍存在以下一些不足：(1)由于导管架式海上风机特殊的结构形式，极大地限制了被动减振装置的安装空间，目前减振装置多布置于风力机组的机舱内，而这只能使一阶振型为主的运动响应得到有效控制，无法降低由高阶模态控制的运动响应。
[0005](2)由于风浪荷载的随机性，海上风机结构的动力响应往往同时在多个水平方向上都比较明显，沿某一方向布置的被动减振装置的减振效果将被削弱。
[0006](3)在海上风机结构服役期内，由于海洋生物生长、基础底部冲刷、地震作用下结构受损等因素会导致海上结构固有频率发生比较显著的改变。
[0007]这就要求被动减振装置必须具备调谐频带宽的特点，不能仅对某一固定频率进行调谐，被动减振装置还可以根据风力机组固有频率的改变而进行相应的调谐带宽，以达到对海上风机减振的作用。
[0008]中国专利号CN108952287A公开了一种自动调节阻尼的二维调谐液柱阻尼器，包括管状水箱，管状水箱包括第一U型管状水箱、第二U型管状水箱、第一直线型管状水箱和第二直线型管状水箱，第一U型管状水箱、第二U型管状水箱分别与第一直线型管状水箱、第二直线型管状水箱固定连接，第一U型管状水箱、第二U型管状水箱与第一直线型管状水箱、第二直线型管状水箱的连接处均开孔并保证第一U型管状水箱、第二U型管状水箱、第一直线型管状水箱和第二直线型管状水箱的内部贯通，管状水箱内有水和可调节大小的过水孔。
[0009]上述公开的这种调谐液柱阻尼器通过振动信号和阻尼系统对调谐液柱阻尼器的阻尼效果进行控制，而当需要对海上风机进行阻尼调控时，难以实现对调谐液柱阻尼器的通电和控制，不适用于海上风机的阻尼调控。
[0010]因此，开发一种可对导管架式海上风机进行高阶频率双向调谐、减振频带宽以及性价比高的被动减振装置具有十分重要的工程意义。

技术实现思路

[0011]本专利技术是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种减震频率宽、不需要额外安装空间、性价比高的适用于海上风力发电机组的双向调谐液柱阻尼器。
[0012]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种双向调谐液柱阻尼器，包括阵列排布的阻尼组件和设置于阻尼组件中部的主筒体；所述阻尼组件包括相邻设置的两个振荡单元和相邻设置的两个连通单元，振荡单元和连通单元均与主筒体相连通，且主筒体、振荡单元和连通单元内均填充有液体；所述振荡单元和连通单元底部均设有与主筒体相连通的水平撑杆，且振荡单元和连通单元均设有与主筒体相连通的斜撑，斜撑设置于水平撑杆上方；所述振荡单元的水平撑杆内设有沿水平撑杆截面设置的隔板，隔板上形成有节流孔；所述振荡单元和连通单元以主筒体为中心对称设置。
[0013]作为本专利技术的一种优选方案，所述连通单元和振荡单元均为中空且密封结构的加强弦杆，加强弦杆上形成有可密封的注液口。
[0014]作为本专利技术的一种优选方案，所述主筒体和水平撑杆均为中空结构，液体在阻尼组件与主筒体之间自由流动。
[0015]作为本专利技术的一种优选方案，所述振荡单元的加强弦杆截面积与相对应的水平撑杆的截面积之比大于1。
[0016]作为本专利技术的一种优选方案，所述隔板上形成有至少一个节流孔，节流孔沿隔板表面阵列排布。
[0017]作为本专利技术的一种优选方案，所述水平撑杆长度大于相对应振荡单元的加强弦杆内液体高度的0.8倍。
[0018]作为本专利技术的一种优选方案，所述液体为至少一种稳态液体。
[0019]作为本专利技术的一种优选方案，相邻振荡单元分为第一振荡单元和第二振荡单元，第一振荡单元和第二振荡单元形成与主筒体相连通的U型结构。
[0020]一种海上风力发电机组，包括双向调谐液柱阻尼器，包括设置于海中泥面上的若干弦杆，相邻弦杆之间设有泥撑，且相邻弦杆之间设有相连接的X型斜撑，双向调谐液柱阻尼器设置于弦杆顶部，且加强弦杆设置于相对应的弦杆顶部，主筒体上设有塔筒，塔筒上设有上部风机。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.结合导管架式海上风机结构自身的特点，利用导管架平台处的加强弦杆和水平撑杆组成的U型结构作为本阻尼器的主体结构，在实现双向高频调谐功能的同时，无需额外的安装空间；2.可针对一定范围内的结构高阶频率进行调谐，解决了传统阻尼器只能针对单一调谐频率进行振动控制的问题。
[0022]3.通过在U型结构水平撑杆内设置带有节流孔隔板，产生水头损失，起到一定的耗能作用。
附图说明
[0023]图1是本专利技术的使用状态图；图2是双向调谐液柱阻尼器的结构示意图
图3是双向调谐液柱阻尼器的正视图；图4是双向调谐液柱阻尼器俯视图；图5是隔板的结构示意图；附图标记：弦杆1，泥撑2，X型斜撑3，加强弦杆4，水平撑杆5，主筒体6，斜撑7，塔筒8，上部风机9，第一振荡单元10，第二振荡单元10a，液体11，注液口12，隔板13，节流孔14。
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本专利技术实施例作详细说明。
[0025]如图1
‑
5所示，一种双向调谐液柱阻尼器，包括阵列排布的阻尼组件和设置于阻尼组件中部的主筒体6；所述阻尼组件包括相邻设置的两个振荡单元和相邻设置的两个连通单元，振荡单元和连通单元均与主筒体6相连通，且主筒体6、振荡单元和连通单元内均填充有液体11；所述振荡单元和连通单元底部均设有与主筒体6相连通的水平撑杆5，且振荡单元和连通单元均设有与主筒体6相连通的斜撑7，斜撑7设置于水平撑杆5上方；所述振荡单元的水平撑杆5内设有沿水平撑杆5截面设置的隔板13，隔板13上形成有节流孔14；所述振荡单元和连通单元以主筒体6为中心对称设置。
[0026]连通单元和振荡单元均为中空且密封结构的加强弦杆4，加强弦杆4上形成有可密封的注液口12，注液口12便于定量的注入或者排出一定量液体11，达到对一定带宽的控制频率进行调谐，注液口12处通过过盈配合的橡胶塞或间隙配合的螺纹塞进行塞紧。
[0027]主筒体6和水平撑杆5均为中空结构，液体11在阻尼组件与主筒体6之间自由流动。
[0028]振荡单元的加强弦杆4截面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向调谐液柱阻尼器，其特征在于，包括阵列排布的阻尼组件和设置于阻尼组件中部的主筒体（6）；所述阻尼组件包括相邻设置的两个振荡单元和相邻设置的两个连通单元，振荡单元和连通单元均与主筒体（6）相连通，且主筒体（6）、振荡单元和连通单元内均填充有液体（11）；所述振荡单元和连通单元底部均设有与主筒体（6）相连通的水平撑杆（5），且振荡单元和连通单元均设有与主筒体（6）相连通的斜撑（7），斜撑（7）设置于水平撑杆（5）上方；所述振荡单元的水平撑杆（5）内设有沿水平撑杆（5）截面设置的隔板（13），隔板（13）上形成有节流孔（14）；所述振荡单元和连通单元以主筒体（6）为中心对称设置。2.根据权利要求1所述的一种适用于海上风力发电机组的双向调谐液柱阻尼器，其特征在于，所述连通单元和振荡单元均为中空且密封结构的加强弦杆（4），加强弦杆（4）上形成有可密封的注液口（12）。3.根据权利要求1所述的一种适用于海上风力发电机组的双向调谐液柱阻尼器，其特征在于，所述主筒体（6）和水平撑杆（5）均为中空结构，液体（11）在阻尼组件与主筒体（6）之间自由流动。4.根据权利要求2所述的一种适用于海上风力发电机组的双向调谐液柱阻尼器，其特征在于，所述振荡单元的加强弦杆（4）截面积与相对应的水平撑杆（5）的截面积之比大于1。5.根据权利要求1所述的一种适用于海上风力发电机组的双向调谐...

【专利技术属性】
技术研发人员：田宏卫，梅春，黄攀，单程程，田智捷，许明，李未亭，陈久野，
申请(专利权)人：国家电投集团江苏海上风力发电有限公司，
类型：发明
国别省市：