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一种用于风电结构减振的复合式液体-颗粒调谐阻尼装置


技术摘要:
本发明公开了一种用于风电结构减振的复合式液体‑颗粒调谐阻尼装置,包括外壳、内壳、粘滞液体和颗粒球。内壳安装到外壳内,内壳内设置有若干颗粒球。内壳与外壳之间注有粘滞液体。可根据风电塔的实际情况确定装置的安装形式、位置及数量,塔筒振动时,粘滞液体产生反  全部
背景技术:
随着国家经济繁荣、科技发展,能源已成为当今社会进步的重要基础。我国国力突 飞猛进的背后,是能源的大量开采与利用,这导致了严重的环境问题。因此,开发绿色、环保 的新能源成为了国家解决环境资源问题的重要途径。我国风能资源丰富、对环境影响低且 产能较高,因此风力发电成为了能源开发利用的新兴趋势。 风电机是一种高耸结构,时刻面临严峻的荷载环境。其中横向荷载尤其是风荷载 会使结构产生严重的振动问题,从而导致结构的疲劳损伤甚至破坏。因此,风电结构的振动 控制成为了急需解决的问题。调谐质量阻尼器在控制结构振动方面的有效性已在很多文献 中证实,但是其减振频带窄、占据空间大等缺点使其难以成为风电结构减振的理想方案。而 调谐液柱阻尼器具有构造简单、经济性、对振动敏感的优点,但也同时存在空间利用方面的 问题。因此,研制一种新型高效的阻尼器十分必要。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种用于风电结构减振的复合式液体-颗粒调谐阻尼器。 为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的,一种用于风电结构减振的复合式 液体-颗粒调谐阻尼装置,包括外壳、内壳、粘滞液体、颗粒球和封板。 所述外壳为竖直设置的圆柱体结构,外壳的内部中空,外壳的上端封闭,下端敞 口。所述封板与外壳的下端敞口密闭连接。 所述内壳安装到外壳内,内壳为竖直设置的圆柱体结构,内壳的内部中空,内壳的 上端敞口,下端封闭。所述内壳的中空部分记为内腔S,内腔S内设置有若干颗粒球。 所述内壳的上端连接到外壳的顶板上,下端与封板存在间隙。所述内壳的外壁与 外壳的内壁之间存在外腔H,外腔H内注有粘滞液体,内壳的下端浸泡在粘滞液体内,粘滞液 体的液面与外壳的顶板存在间隙。 进一步,所述内壳的底部为向下凹陷的球形曲面。 本发明的有益效果在于: 1.本发明装置适用于陆上风电塔架以及海上风电塔架的振动控制,适用范围广; 2.本发明装置的安装方式及布置形式灵活:可根据风电结构内部空间选择不同形 式,如落地式或悬挂式,可沿塔筒高度方向在塔筒内平台上依次布置,布置间距、数量由实 际控制需求确定;也在同一水平高度沿塔筒圆截面一周均匀安置若干个,或是同一水平高 度进行单一安置; 3.塔筒振动时,本发明装置中的粘滞液体会产生反向的惯性作用,通过水头损失、 粘滞液体与外壳之间相互作用消耗塔筒的能量,形成调谐液体阻尼系统,淹入粘滞液体的 3 CN 111549925 A 说 明 书 2/6 页 内壳压缩了粘滞液体运动的空间,提高了该调谐液体阻尼系统的阻尼,增强了控制能力;同 时,内壳中的颗粒球通过滚动、摩擦、碰撞耗能减振,形成滚动式调谐质量阻尼系统; 4.本发明的调谐液体阻尼系统可根据粘滞液体的深度、外壳尺寸、内壳尺寸调节 频率,滚动式调谐质量阻尼系统可通过改变内壳底部的球形曲面的曲率及颗粒球半径调节 频率,并根据工程需求调整颗粒球数量、粗糙程度和摩擦系数; 5.本发明装置响应频带宽、反应敏感具有出色的减振效果,避免了调谐质量阻尼 器减振频带窄、响应迟缓的缺点。 附图说明 图1为本发明装置示意图; 图2为本发明装置以落地式安装在陆上风电塔架的塔筒内的示意图; 图3为若干个本发明装置在塔筒的同一内平台上的均匀分布图; 图4为本发明装置以落地式安装在陆上风电塔架的机舱内的示意图; 图5为连接环、钢丝绳与本发明装置的连接示意图; 图6为本发明装置以悬挂式安装到陆上风电塔架的机舱内的示意图; 图7为本发明装置以悬挂式安装到陆上风电塔架的塔筒顶部的示意图; 图8为本发明装置以悬挂式安装到陆上风电塔架的塔筒内的示意图; 图9为本发明装置以落地式安装在海上风电塔架的塔筒内的示意图。 图中:外壳1、内壳2、粘滞液体3、颗粒球4、封板5、连接环6、钢丝绳7、塔筒8、内平台 801和机舱9。
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