CN110630076A - 阻尼器以及具有该阻尼器的承载围护结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种阻尼器以及具有该阻尼器的承载围护结构。所述阻尼器包括振动能量缓冲传递单元以及振动能量耗散单元，所述振动能量缓冲和传递单元包括多个活塞传递结构和连通管，所述活塞传递结构包括成对设置的缸体和活塞，所述多个活塞传递结构围绕所述振动能量耗散单元设置，所述连通管使所述多个缸体相互连通，所述振动能量耗散单元包括阻尼液容纳腔体和容纳在所述阻尼液容纳腔体中的阻尼液，所述缸体或活塞的一端与所述阻尼液容纳腔体外壁连接。根据本发明的阻尼器能够有效抑制承载维护结构的振动。

Description

阻尼器以及具有该阻尼器的承载围护结构
技术领域
本发明涉及承载围护结构的振动抑制技术领域，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以及具有该阻尼器的承载围护结构。
背景技术
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)、设置在塔筒上的机舱、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部件的支撑基础之后，在塔筒顶部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小地域环境局部风不可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。风吹过塔筒时，尾流左右两侧产生成对的、交替排列的及旋转方向相反的反对称漩涡，即卡门漩涡。漩涡以一定频率脱离塔筒，使塔筒发生垂直于风向的横向振动。当漩涡的脱离频率接近塔筒固有频率时，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10的涡激振动，使得塔筒10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、机舱与叶轮的对接困难，无法实现安全、准确的连接。
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零/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线用来抑制塔筒10的表面发生旋涡的周期性脱落。螺旋线20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20的高度增加利于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)还没有做到最佳，难以适应风速的变化。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，螺旋线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、鸟类造成干扰、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。
发明内容
本发明提供了一种阻尼器以及具有该阻尼器的承载围护结构，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。
根据本发明的一方面，提供了一种阻尼器，所述阻尼器包括振动能量缓冲传递单元以及振动能量耗散单元，所述振动能量缓冲和传递单元包括多个活塞传递结构和连通管，所述活塞传递结构包括成对设置的缸体和活塞，所述多个活塞传递结构围绕所述振动能量耗散单元设置，所述连通管使所述多个缸体相互连通，所述振动能量耗散单元包括阻尼液容纳腔体和容纳在所述阻尼液容纳腔体中的阻尼液，所述缸体或活塞的一端与所述阻尼液容纳腔体外壁连接。
根据本发明的另一方面，提供了一种承载围护结构，所述承载围护结构中安装有如上所述的阻尼器。
根据本发明的一方面，所述承载维护结构为风力发电机组的塔筒，所述阻尼器固定在所述风力发电机组的塔筒的内壁上。
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中塔筒倾覆的风险。因此，根据本发明的技术方案，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，本发明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线绳或设置螺旋肋片的示意图；
图2是根据本发明第一实施例的阻尼器的立体透视图；
图3是根据本发明第一实施例的阻尼器的俯视图；
图4是根据本发明第一实施例的阻尼器中的质量体的立体结构示意图；
图5是在承载围护结构中设置根据本发明第一实施例的阻尼器的示意图；
图6是根据本发明第二实施例的阻尼器的立体透视图；
图7是根据本发明第二实施例的阻尼器的俯视图；
图8是根据本发明第三实施例的阻尼器的立体透视图；
图9是根据本发明第三实施例的阻尼器的俯视图；
图10是根据本发明第三实施例阻尼器中振动能量耗散单元的立体示意图；
图11是在塔筒中设置根据本发明第三实施例的阻尼器的示意图。
附图标号：
10：承载围护结构；1000、2000、3000：阻尼器；100、350：壳体；
200、320：振动能量耗散单元；110：储液腔；120：质量体运动腔；
210：阻尼液；220：质量体；221：波浪破碎犁耙；222：节流通孔；
230：阻尼系数调节单元；231：气体压力调节单元；
240：腔体隔板；310：振动能量缓冲和传递单元；311：缸体；
312：活塞；313：连通管；320：振动能量耗散单元；
321：扰流器；351：外筒壁；352：内筒壁；340：滚动体。
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涡街现象发生、阻止塔筒涡激响应过大、抑制塔筒振动，搭建一种对风力发电机组的保护系统，本发明人通过对高海拔、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发明的实施例。
图2-图4示出了根据本发明第一实施例的阻尼器的示意图，图5是在塔筒中设置根据本发明第一实施例的阻尼器的示意图。
根据本发明的第一实施例，阻尼器1000包括形成容纳腔的壳体100以及位于壳体100内的振动能量耗散单元200。
壳体100形成的容纳腔包括储液腔110和位于储液腔110上部的质量体运动腔120。能量耗散单元200包括容纳于储液腔110中的阻尼液210和位于质量体运动腔120中的质量体220。质量体220漂浮在阻尼液210的液面上。
根据本发明第一实施例的阻尼器1000可以安装在承载围护结构(例如，风力发电机组的塔筒、高层建筑的电视塔、通讯塔、桥梁的支柱)10中，用于避免承载围护结构10在预定风速范围内振动过速或振幅过限。当承载围护结构10振动时，振动携带的动能或振动携带的动量传递给根据本发明第一实施例的阻尼器1000，阻尼器1000跟随围护结构塔筒的顺风向振动产生相应的顺风向振动，使得阻尼液210在腔体内震荡、波动，阻尼液210中的质量体220受到液体的作用，随着波浪上下运动，将液体传递获得的动能转换为重力势能、热能等其它形式的能量，充当阻尼的角色，从而消耗围护结构塔筒的振动动能，起到对围护结构塔筒抑制振动、减振的作用，把围护结构的顺风向振动携带的能量传递到阻尼液体并借助阻尼液体传递到质量体，转化成阻尼液体和质量体的竖直方向的运动以及竖直方向携带的能量，并在竖直方向运动过程耗散掉，这里，对振动携带的能量作了正交(或近乎垂直)方向性的转移和耗散。
为了更有效地耗散掉阻尼液体和质量体获得的动能，质量体220的下部设置有波浪破碎犁耙221。波浪破碎犁耙221为形成在质量体220下表面上的多个不规则的齿状凸起。在质量体220下部形成的多个齿状凸起有顺排列或叉排排列；凸起高度可以一致或高低交错起伏，凸起之间有互相连通的沟或槽；凸起可以形成有锋利的尖或锋利的棱。优选地，质量体220表面做过防腐或本身是耐腐蚀材质，凸起表面有防腐层。
质量体220上的齿状凸起以不规则方式交叉设置，用于将有序的阻尼液体携带的动能或动量及其在与质量体下表面始终接触(阻尼液浸没质量体的下表面)并相互作用时借助锋利的齿状凸起对阻尼液体产生各个方向的表面力(流体受到的固体表面接触施加的作用力)，并将凸起接触的流体分解为无数个小质量、流动方向四面八方都有分量的无序的小质量体的动能或动量。具体地，当阻尼液210由于振动而震荡时，震荡的液体冲击到质量体220的齿状凸起上，与齿状凸起发生碰撞、分解液体，从而被破碎、分解为沿多个方向的小波浪。通过将大波浪分解为各向异性的小波浪，质量体220下表面的凸起之间的纵横交错的沟槽，使得朝一个方向的液体携带的大动能或大动量被分解为沿不同方向的小动能或小动量，继而不同方向的小动能或小动量相互再碰撞、削弱或抵消，使得液体获得并携带的具有方向性协同一致的总动能数值上被减小，液体被凸起及其沟槽分流后的分动量的矢量和大幅度削减，对接触凸起的液体产生不同方向的分流流动和竖直方向的表面力、水平方向360度的表面力作用，以分解液体、分流)液体动量的方式消耗掉围护结构传递的振动能量，避免承载围护结构10的振动超过预定幅度。
如图3所示，阻尼器1000可以为圆筒形，质量体运动腔120可沿着圆周方向设置为多个，并在每个质量体运动腔120中设置相应的质量体220。多个质量体运动腔120之间可通过腔体隔板240被分隔开。腔体隔板240沿着阻尼器1000的高度方向设置，使得质量体220沿着竖直方向运动。腔体隔板240的高度没有严格的限制，只要能够为质量体220提供限位和上下运动的引导作用即可。优选地，多个质量体220下部的阻尼液之间相互连通。
质量体运动腔120和质量体220的形状可形成为横截面为扇形，数量可以为偶数个。扇形可以为尖头扇形或钝头扇形(即，扇环形)。作为优选实施方式，在附图所示的示例中，质量体运动腔120和质量体220被示出为钝头扇形的形状。在这种情况下，壳体100形成的容纳腔可以为环形筒状结构。壳体100可以由外筒壁、内筒壁、顶壁和底壁构成。
根据本发明的实施例，在阻尼液震荡时，质量体220会随着波浪上下移动，从而将振动能转换成摩擦热能而消散掉。另外，当腔体内一侧或一个方向的液体的液面升高，经过水平圆形截面的圆心的另一侧或一个方向的液面降低时，使水平方向的动能转换为竖直方向的动能。随着液面升高和下降，质量体220上下运动，使携带着动能或动量运动的质量体220在向上和向下运动的过程中，质量体220与液体摩擦、质量体220与腔室竖直壁面摩擦、液体与腔室壁面摩擦各种阻尼消耗能量的方式来转向(转换为竖直方向)并耗散振动能量，同时，运动的液体在推举质量体220向上运动过程做功、耗功，从而减小承载维护结构的顺风向和横向振动过程的幅度和频率。
如图2所示，根据本发明第一实施例的阻尼器1000还可包括阻尼系数调节单元230，用于调节振动动能耗散单元200的阻尼系数。阻尼系数调节单元230可以设置在质量体220的上部，在质量体220向上运动时，对质量体220施加一个向下的力，在质量体向下运动时，对质量体施加一个向上的力。
在根据本发明的第一实施例中，阻尼系数调节单元230可以是刚度可调的弹性构件，例如，为刚度可调的弹簧构件。阻尼系数调节单元230设置在质量体220的上部，对质量体220施加弹力。具体地，弹性构件可设置在质量体220的上表面和壳体100的顶壁之间。
通过调节弹性构件的弹性系数，来调节阻尼器1000的阻尼系数，以使阻尼器1000适用于不同的承载围护结构，或者根据承载围护结构的振动参量来相应调整阻尼器1000的阻尼系数，例如，根据外界风速和/或塔筒的横向振动幅度等来调节阻尼系数。
如图2所示，在质量体220中还可形成节流通孔222。节流通孔222沿着高度方向贯穿质量体220。阻尼液210的一部分可以沿着节流通孔222从质量体220的下部运动到质量体220的上部，再沿着质量体220的外表面或者另外设置的流体通道流到储液腔110中，从而对质量体220的振动幅度进行调节，起到微分控制器的作用。更具体地，通过节流通孔222使得质量体220上部的气体与下部的液体连通，调节质量体220上下的压差，抑制质量体220的快速运动，避免质量体220的上下振动振幅超限、撞击腔室顶部、失控。在每个质量体220上，节流通孔222可以设置为多个，分布在不同位置。
节流通孔222可以为等截面通孔或变截面通孔，可以为圆形通孔或者为多边形通孔。可以通过在质量体222上形成通孔后，再在该通孔中插入空心筒来形成所述节流通孔222。优选地，节流通孔222的下端伸入阻尼液210中预定深度，确保下端入口与液体连通，并且使节流通孔222的上端高于质量体220的上表面预定高度，避免质量体220的上表面的液体回流到节流通孔222中，堵塞节流通孔222。
根据本发明实施例的阻尼器1000通过将有序的振动能量无序化，实现对承载围护结构的减振功能。耗散掉的振动能最终转换成热能等其它形式的能量。因此，在壳体100上还可设置有散热结构，例如，散热翅片或外挂式散热器。为了使热量快速消散，还可设置散热风扇，加速散热结构表面的空气对流系数。在利用壳体100的外壁与承载围护结构固定安装时，可以将散热结构设置在阻尼器1000的内筒壁上。
此外，为了避免冬季温度较低的情况下阻尼液210变得粘稠甚至结冰，导致阻尼器1000的减振功能失效，在储液腔110内还可设置加热器、设置温度传感器等部件(未示出)。当阻尼液210内的温度低于预定温度时，启动加热器。
如图5所示，根据本发明第一实施例的阻尼器1000可安装在风力发电机组的塔筒10的内壁上，可通过阻尼器1000的外筒壁与塔筒10固定连接。当塔筒10由于空气流的作用而振动时，振动传递给根据本发明实施例的阻尼器1000。通过阻尼液210、质量体220以及弹性构件的震荡，来吸收振动能，并把振动能耗散掉。
图6示出了根据本发明第二实施例的阻尼器的立体透视图。图7示出了根据本发明第二实施例的阻尼器2000的俯视图。根据本发明第二实施例的阻尼器2000包括壳体100和振动动能耗散单元200。除了阻尼系数调节单元230的结构之外，根据本发明第二实施例的阻尼器2000的结构与根据本发明第一实施例的阻尼器1000的结构基本相同。因此，下面仅详细描述阻尼系数调节单元230的结构。
根据本发明的第二实施例，通过在质量体220的上部空间内充入气体，并通过调节气体的压力来调节阻尼器2000的阻尼系数。在满足密封要求的情况下，可以将气体直接充入质量体220的上部空间内。此外，还可以在质量体220的上部空间内设置柔性气囊，在柔性气囊上设置进气口和出气口，并由气体压力调节单元231控制柔性气囊内的压力。
因此，根据本发明第二实施例，阻尼系数调节单元230还包括气体压力调节单元231，例如，包括压气机及其控制器、压力测量传感器、进气阀、排气阀等，气体压力调节单元231根据风速、塔筒振动加速度、塔筒晃动的振幅参量等，通过改变充入质量体220的上部空间内的气体的压力来调节阻尼器2000的阻尼系数。
质量体220上部空间内的气体是流体阻尼，质量体220下部浸没的液体也是流体阻尼，即当质量体220在气体或液体中运动时，由流体介质产生阻尼。流体阻尼力始终与质量体220运动速度方向相反。当气体压力较小时，气体对质量体220和阻尼液体向上运动的后期产生的向下的阻力就较小、阻止作用也较慢，气体空间就容易在短时间内被压缩，在较快的压缩过程中气体吸收了质量体220和阻尼液体向上运动的动能(有序能、高品质能量)，气体在被压缩过程将受到的压缩功能量转化为气体的无序能(热能、低品质能量)，质量体220和阻尼液体获得转移的向上运动的机械能越大同时变化越快而受到的向下的阻力越小时，质量体和阻尼液体获得的速度相对就越快，形成的液体阻尼力始终与液体运动速度方向相反，而大小始终与速度的二次方成正比，质量体220与阻尼液体、质量体220与腔室壁面的液体摩擦阻尼亦是如此。而气体压力大小对阻尼质量体和液体向上到达顶部的作用是：阻止质量体撞击壳体顶部；气体压力大小对质量体220和液体向下返回运动有加速返回作用，气体压力越大，返回启动阶段越快，对质量体220和阻尼液体返回起助力作用。压力传感器将获得的信息经过控制器处理后，对气体采取调整压力的措施：加速液体和质量体220的上下运动速度，加速转化、耗散速率，使得阻尼器2000能够自适应地根据围护结构振动状态(振动加速度、振动位移数值的大或小)相应地控制腔室或气囊内气体压力的大小来实现加速对能量的耗散速率、抑制围护结构的振动加速度、振动位移。
在根据本发明第二实施例的阻尼器2000中，可将气体加压后充入质量体运动腔体120中，利用气体充当储能元件，联合质量体220的运动，构成阻尼和能量耗散结构。
在根据本发明第二实施例中，在质量体220也可设置有节流通孔222。通过节流通孔222充当微分控制器的角色，抑制质量体220的往复振动幅度。
同样地，根据本发明第二实施例的阻尼器2000可安装在承载围护结构上，例如，安装在风力发电机组的塔筒的内壁上，吸收和耗散塔筒的振动动能。在风力发电机组的吊装过程中，如果塔筒吊装完成，机舱安装条件不具备时，能够实现对塔筒的保护。此外，不管是在吊装过程中，还是风力发电机组的运行过程中，能够根据现场风向的改变和风力大小的改变，适应性调整阻尼器的阻尼系数，使得减振性能最佳。
图8-图11示出了根据本发明第三实施例的阻尼器。根据本发明第三实施例的阻尼器3000包括振动能量缓冲和传递单元310以及振动能量耗散单元320。
振动能量缓冲和传递单元310接收外部的振动动能，对动能进行缓冲，并传递给振动能量耗散单元320。
如图8-图10所示，振动能量耗散单元320大体可呈圆形。振动能量缓冲和传递单元310设置在振动能量耗散单元320的外侧，向振动能量耗散单元320传递振动动能。
振动能量缓冲和传递单元310可包括多个活塞传递结构以及连通管。具体地，活塞传递结构可包括缸体311和活塞312。活塞传递结构沿水平方向布置，活塞312的一端位于缸体311中，能够在缸体311中往复运动。活塞312的另一端接触振动能量耗散单元320，优选地，活塞312的另一端与振动能量耗散单元320的外壁铰接连接。缸体311和活塞312可以为油缸或气缸活塞结构，并沿着圆周方向均匀布置为多个。多个缸体311之间通过连通管313相互连通。
缸体311可以直接与承载围护结构(例如，塔筒)固定连接，从承载围护结构接收振动动能。阻尼器3000还可设置有壳体350，以将振动能量缓冲和传递单元310以及振动能量耗散单元320封闭在壳体350中。在安装阻尼器3000时，可以利用壳体350与承载围护结构固定连接。
当缸体311随着承载围护结构的振动而振动时，多个活塞传递结构中的一部分的活塞312进入缸体311中，压缩缸体311中的流体介质(气体或液压油)，流体介质在被压缩过程自动按照设置的内部流道沿着连通管313移动，向着与流体被挤压的相反方向寻求转移围护结构主系统的振动能量。流体介质沿着圆周方向流动，使得动能分配给沿途的各个活塞，最终流动到相面对的缸体中，使得振动动能与最初接收到的振动动能的方向相差180度，并在180度位置相互撞击、消耗。通过这种动能、动量传递方式，动能、动量能够沿着圆周360度转移和分散，从而使得主系统沿着各个方向振动时的动能和动量在相对的180度位置处头碰头撞击、相互抵消，使总振动能量减小，围护结构在某个方向的晃动传递到阻尼液体(或气体)，使阻尼液体(或气体)为能量消耗载体时，具体表现是借助载体的运动过程消耗和载体分别沿着圆环流道分流后的相向运动和最终的相向撞击、撞击后的流体聚压、流体聚压后的压力反弹、压力反射，在该过程中振动能转化成压力能、吸收热能，最终耗散于自然环境中。
在根据本发明第三实施例中，振动能量耗散单元320大体为圆筒形，包括圆环形腔体和容纳在腔体中的阻尼液。在圆环形腔体中还设置有扰流器321。通过设置扰流器321，使得阻尼液在环形腔体中无序流动，将有序的振动动能转换成无序的动能。更具体地讲，通过扰流器321的作用，使得阻尼液中的液体发生湍流的流动。因此，扰流器321起到了动力吸振和湍流发生器并将振动晃动携带的能量(动量)分解、无序化耗散的作用。扰流器321可以是具有多个筛孔的筛板。当阻尼液沿着径向方向流动时，越过其中一层筛板的筛孔后，会受到另一层筛板的阻挡而改变方向，从而使得阻尼液不能沿着有序的方向流动。阻尼液在环形腔体中将动能转换成热能而耗散掉，实现对承载围护结构的减振效果。在承载维护结构振动时，承载围护结构主系统的振动能量转移到附加的阻尼器系统上、借助扰流器321消耗振动能，在消耗过程是通过近乎Z字形筛板改变流向(相当于改变液体流动的动量)、借助筛孔的节流效应对阻尼液体流动过程降压并借助节流孔前后的涡流耗散阻尼液体的流体动能和压力能，实现在承载围护结构主系统有方向的晃动下，借助筛板转移、作用到阻尼液体的冲量却是在360度各种方向都有的，被筛板调向、分解分流后的液体支流携带着各向异性的动量，在继续流动过程与围护结构的自然频率解耦、实现无关性。设计时，可将阻尼器的自然频率远离围护结构的自然频率。筛板可沿着所述阻尼器3000的高度方向布置，并在半径方向上交错地布置为多层。
在振动能量耗散单元320的下部还可设置有滚动体340，使得当活塞312伸缩运动时，能够带动振动能量耗散单元320在支撑板上滚动，减小振动能量耗散单元320与支撑板之间的摩擦噪声，同时保护振动能量耗散单元320以免磨损损坏。
在阻尼器3000包括壳体350的情况下，壳体350可以包括外筒壁351和内筒壁352以及顶盖和底板。缸体311可以固定在外筒壁351的内表面上，滚动体340可以支撑在底板上。在阻尼器3000不包括壳体350的情况下，可以在承载围护结构上设置安装底板，以支撑振动能量耗散单元320。
虽然在附图所示的示例中，振动能量耗散单元320被示出为圆环形，然而，也可以为圆筒形。在为圆筒形的情况下，壳体350可以不包括内筒壁。
根据本发明的实施例，在活塞传递结构中充入的流体介质为气体的情况下，当由于振动而使得一侧的活塞进入缸体中时，气体介质被压缩充当蓄能介质，然后携带着动能沿着圆周360转移分散，使得阻尼器3000成为360度的能量耗散结构。振动能量耗散单元320对通过径向活塞传递结构传递的振动动能做出动力响应，利用扰流器破坏液体介质的有序能量(方向性)，使得液体的流动形成湍流，增加液体粘性，形成湍流动能耗散结构。
根据本发明实施例的阻尼器，可以安装在风力发电机组的塔筒内。可针对系统的一阶振动、二阶振动设置相应的阻尼器，并使多个阻尼器沿塔筒的高度方向分层设置。阻尼器的外壁可以与塔筒的内壁紧紧固定在一起。
根据本发明的技术方案，为风力发电组的塔筒等承载围护结构构件了一种保护系统，在风电场建设过程中，预先安装在塔筒上部几段的内周，在塔筒内部构建对能量耗散的能力—结构阻尼，降低对塔筒基础的破坏，降低晃动对原有的上风向空气流面对塔筒绕流形成的攻角和气动外形的影响，提高风能利用率；同时还可以考虑现场风向的改变，能够自适应调整阻尼器的阻尼系数，解决吊装过程风力发电机组承载结构的塔筒本身受风诱发的晃动所带来的对塔筒基础连接件的破坏和隐患；降低建设成本，及早并网发电。同时重要的是：抑制运行过程中的俯仰振动、横向振动，以提高风力机对风能利用的吸收系数、提高风能转化率、提高发电量；抑制投运过程中停机期间保障机组整机结构的稳定性。
本发明的实施例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中塔筒倾覆的风险，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。
此外，根据本发明的技术方案，解决了传统的振动抑制装置存在噪声的问题，避免了对生态环境造成的影响。
根据本发明的技术方案，除了应用于风力发电机组的塔筒之外，还可以应用于柱形的工厂烟囱或冷却塔等各种承载围护结构中，降低承载围护结构的因卡门涡街引起共振而倒塌的风险。
本发明的以上实施例仅仅是示例性的，而本发明并不受限于此。本领域技术人员应该理解：在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行改变，其中，本发明的保护范围在权利要求及其等同物中限定。

Claims (11)

1.一种阻尼器，其特征在于，所述阻尼器(3000)包括振动能量缓冲传递单元(310)以及振动能量耗散单元(320)，所述振动能量缓冲和传递单元(310)包括多个活塞传递结构和连通管(313)，所述活塞传递结构包括成对设置的缸体(311)和活塞(312)，所述多个活塞传递结构围绕所述振动能量耗散单元(320)设置，所述连通管(313)使所述多个缸体(311)相互连通，所述振动能量耗散单元(320)包括阻尼液容纳腔体和容纳在所述阻尼液容纳腔体中的阻尼液，所述缸体(311)或活塞(312)的一端与所述阻尼液容纳腔体外壁连接。
2.如权利要求1所述的阻尼器，其特征在于，所述活塞(312)的一端位于所述缸体(311)中，所述活塞(312)的另一端铰接连接到所述振动能量耗散单元(320)。
3.如权利要求2所述的阻尼器，其特征在于，所述振动能量耗散单元(320)还包括设置在所述阻尼液容纳腔体中的扰流器(321)，用于使所述阻尼液(210)的运动无序化。
4.如权利要求3所述的阻尼器，其特征在于，所述振动能量耗散单元(320)为圆环形，所述振动能量缓冲传递单元(310)设置在所述振动能量耗散单元(320)的外周，所述多个活塞传递结构沿着所述振动能量耗散单元(320)的外周均匀布置。
5.如权利要求4所述的阻尼器，其特征在于，所述扰流器(321)为形成有筛孔的筛板，沿着所述阻尼器(3000)的高度方向布置，并在所述阻尼器的半径方向上交错布置为多层。
6.如权利要求5所述的阻尼器，其特征在于，沿着所述阻尼器的半径方向，相邻的筛板上的筛孔相互错开。
7.如权利要求5所述的阻尼器，其特征在于，所述缸体内充入有流体介质，所述阻尼器还包括压力调节单元，用于调节所述流体介质的压力。
8.如权利要求6所述的阻尼器，其特征在于，所述阻尼器(3000)还包括壳体(350)和滚动体(340)，所述壳体(350)包括外筒壁(351)、内筒壁(352)、顶板和底板，在所述外筒壁(351)和内筒壁(352)之间形成圆环状容纳空间，所述振动能量缓冲和传递单元(310)以及振动能量耗散单元(320)设置在所述圆环状容纳空间中，所述缸体(311)固定在所述外筒壁(351)上，所述滚动体(340)设置在所述底板上，使得所述振动能量耗散单元(320)在所述壳体(350)内滚动运动。
9.一种承载围护结构，其特征在于，所述承载围护结构中安装有如权利要求1-8中任一项所述的阻尼器。
10.如权利要求9所述的承载围护结构，其特征在于，所述承载围护结构为筒状结构，所述阻尼器安装在所述筒状结构的内表面上。
11.如权利要求10所述的承载围护结构，其特征在于，所述承载围护结构为风力发电机组的塔筒，所述阻尼器的数量为多个，沿着所述塔筒的高度方向间隔设置。
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