CN117738854A - 一种塔架阻尼器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种塔架阻尼器，应用在风力发电领域，包括安装在塔筒内壁的上横梁，所述上横梁上设有用于随着塔筒振动方向摆动的摆动组件，所述摆动组件远离上横梁的一端设有用于分解摆动组件运动的传动组件，所述摆动组件包括设置在上横梁上的安装架，所述安装架球铰连接有摆锤架，所述摆锤架远离上横梁的一端与传动组件球铰连接，所述传动组件远离上横梁的一端设有下横梁，所述下横梁安装在塔筒内壁上。本申请具有的技术效果是：实现对摆臂架摆动的方向进行分解，将三维摆动运动转化为直线运动，将塔筒的摆动分解到多个方向，实现多方向减振的效果，达到增阻抑颤的目的，减少塔筒振动的幅度和频率，提高塔筒的稳定性和安全性。

Description

一种塔架阻尼器

技术领域

本申请涉及风力发电技术领域，尤其是涉及一种塔架阻尼器。

背景技术

风力发电机是一种将风能转化为电能的装置，它具有可再生、无污染、经济效益好等特点，对减少温室气体排放、保护能源、实现可持续发展等具有非常大的意义。在风力发电机中，阻尼器可以减缓叶片的振动,从而延长设备的使用寿命。

公开号CN116733879A公开了一种风力发电机塔架阻尼器及全角度减振方法，包括至少一个阻尼器，阻尼器包括外壳体、内壳体、滑轨、锥形弹簧、质量块、粘滞流体阻尼器、旋转驱动装置；阻尼器通过外壳体固定在风机塔架上，外壳体、内壳体之间设置滚珠，旋转驱动装置驱动内壳体相对外壳体旋转调节；内壳体内有滑轨，滑轨的末端两侧设置限位弹性支撑，限位弹性支撑用于限位质量块的位移极限；内壳体的底部和侧壁设置加强肋；滑轨上滑动设置有质量块，滑轨、质量块之间设置润滑膜；质量块的一侧设置有平行于滑轨的锥形弹簧，质量块的另一侧设置平行于滑轨的粘滞流体阻尼器。

上述阻尼器在使用过程中，需至少为三个阻尼器同时设置在一个平面上，三个阻尼器之间串联或并联设置才能实现多方向减振的效果，如果其中一个阻尼器失效，则无法对风力发电机塔架进行多方向减振，从而导致减振效果效果低下。

发明内容

为了有助于解决上述阻尼器无法单独实现对风力发电机塔架进行多方向减振的问题，本申请提供的一种塔架阻尼器，采用如下的技术方案：包括安装在塔筒内壁的上横梁，所述上横梁上设有用于随着塔筒振动方向摆动的摆动组件，所述摆动组件远离上横梁的一端设有用于分解摆动组件运动的传动组件，所述摆动组件包括设置在上横梁上的安装架，所述安装架球铰连接有摆锤架，所述摆锤架远离上横梁的一端与传动组件球铰连接，所述传动组件远离上横梁的一端设有下横梁，所述下横梁安装在塔筒内壁上。

在一个具体的可实施方案中，所述摆锤架包括质量块，所述质量块朝向上横梁的一端设有摆臂，所述质量块朝向下横梁的一端与传动组件球铰连接，所述摆臂远离质量块的一端设有两个连接板，两个连接板之间设有横板，所述横板穿设在安装架内且与安装架球铰连接。

在一个具体的可实施方案中，所述上横梁上设有限位杆，所述限位杆上设有限位轴，所述连接板上转动连接有限位架，两个所述连接板位于限位架之间，所述限位架朝向限位轴的面上设有限位块，所述限位块朝向限位杆的面上开设有与限位杆相匹配的限位槽，所述限位轴转动连接在限位槽内。

在一个具体的可实施方案中，所述传动组件包括阻尼块和设置在下横梁上的传动支架，所述传动支架上转动连接有两个第一丝杆和两个第二丝杆，两个所述第一丝杆相互平行，两个所述第二丝杆相互平行，两个所述第一丝杆位于两个第二丝杆之间，两个所述第一丝杆的延长线与两个所述第二丝杆的延长线垂直，所述阻尼块上滑移连接有传动架，两个所述第一丝杆的螺母上分别设有第一滑移架，两个所述第二丝杆的螺母上分别设有第二滑移架，所述传动架同时与两个第一滑移架以及两个第二滑移架相连接，所述摆锤架远离上横梁的一端与阻尼块球铰连接，球铰的输出端设有滑杆，所述阻尼块上开设有与滑杆相匹配的滑动孔，所述滑杆穿设于滑动孔内。

在一个具体的可实施方案中，所述传动架包括第一滑动杆和第二滑动杆，所述第一滑动杆和第二滑动杆均穿设过阻尼块且与阻尼块滑动连接，所述第一滑动杆的两端分别与两个第一滑移架相连接，所述第二滑动杆的两端分别与第二滑移架相连接，所述第一滑动杆与第一丝杆平行，所述第二滑动杆与第二丝杆平行。

在一个具体的可实施方案中，所述传动支架上设有与第一丝杆相匹配的第一导轨，所述第一滑移架滑移连接在第一导轨上，所述传动支架上设有与第二丝杆相匹配的第二导轨，所述第二滑移架滑移连接在第二导轨上。

在一个具体的可实施方案中，所述质量块远离摆臂的面上设有若干弹性柱，若干所述弹性柱远离质量块的一端设有止回环，所述质量块朝向下横梁的一端设有安装柱，所述安装柱朝向下横梁的一端穿设过止回环且与传动组件球铰连接。

在一个具体的可实施方案中，所述止回环远离上横梁的一端设有防撞套，所述安装柱位于防撞套的内缘。

在一个具体的可实施方案中，所述下横梁上设有防撞架，所述防撞架朝向上横梁的面上设有防撞环，所述防撞环的内缘设有缓冲垫，所述防撞套位于缓冲垫的内缘。

在一个具体的可实施方案中，所述上横梁上设有若干加强梁，所述若干加强梁远离上横梁的一端与塔筒内壁相连。

综上所述，本申请具有以下有益技术效果：当塔筒发生摆动时，球铰连接在安装架上的摆锤架将塔筒的摆动传递至阻尼块，阻尼块可以沿第一滑动杆与第二滑动杆方向滑移，还可以沿第一滑动杆与第二滑动杆构成的复合方向滑移，从而带动第一丝杆的螺母沿第一导轨滑移，第二丝杆的螺母沿第二导轨滑移，从而实现对摆臂架摆动的方向进行分解，将三维摆动运动转化为直线运动，将塔筒的摆动分解到多个方向，实现多方向减振的效果，达到增阻抑颤的目的，减少塔筒振动的幅度和频率，提高塔筒的稳定性和安全性。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是本申请实施例用于体现安装柱的剖面示意图。

图3是图1中A处的放大示意图。

图4是本申请实施例用于体现传动组件的结构示意图。

附图标记：1、上横梁；2、安装架；3、下横梁；4、质量块；5、摆臂；6、连接板；7、横板；8、限位杆；9、限位轴；10、限位架；11、限位块；12、限位槽；13、阻尼块；14、传动支架；15、第一丝杆；16、第二丝杆；17、第一滑移架；18、第二滑移架；19、第一滑动杆；20、第二滑动杆；21、第一导轨；22、第二导轨；23、弹性柱；24、止回环；25、防撞套；26、防撞架；27、防撞环；28、缓冲垫；29、加强梁；30、摆动组件；31、传动组件；32、摆锤架；33、传动架；34、上球铰；35、下球铰；36、安装柱；37、滑杆；38、第一安装板；39、第二安装板。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种塔架阻尼器。

参照图1，塔架阻尼器包括螺栓连接在塔筒内壁的上横梁1，上横梁1上螺栓连接有若干加强梁29，若干加强梁29均匀分布在上横梁1上，加强梁29的数量可以根据实际使用情况进行调整，若干加强梁29远离上横梁1的一端与塔筒内壁相连。均匀分布的加强梁29增强了上横梁1的稳定性，使上横梁1安装在塔筒内壁时更加牢固，同时增强了塔筒的稳定性。

参照图1，上横梁1上设置有用于随着塔筒振动方向摆动的摆动组件30，摆动组件30远离上横梁1的一端设置有用于分解摆动组件30运动的的传动组件31，传动组件31远离上横梁1的一端设置有下横梁3，下横梁3螺栓连接在塔筒内壁上。摆动组件30包括螺栓连接在上横梁1上的安装架2，安装架2可以为U型结构，安装架2的开口端与上横梁1相连接，安装架2上球铰连接有摆锤架32，摆锤架32远离上横梁1的一端与传动组件31球铰连接。

参照图1和图2，摆锤架32包括质量块4，质量块4朝向上横梁1的一端设置有摆臂5，摆臂5远离质量块4的一端螺栓连接有两个连接板6，两个连接板6之间螺栓连接有横板7，横板7穿设在安装架2内，摆锤架32通过上球铰34球铰连接在安装架2上，质量块4朝向下横梁3的一端通过下球铰35与传动组件31球铰连接。

参照图1和图2，连接板6朝向下横梁3的一端螺栓连接有第一安装板38，第一安装板38上螺栓连接有若干方形垫片，若干方形垫片远离第一安装板38的一端螺栓连接有第二安装板39，第二安装板39上螺栓连接有若干环形垫片，质量块4包括第二安装板39、环形垫片和位于环形垫片内部的方形垫片，摆臂5包括位于环形垫片上方的方形垫片和第一安装板38。采用组装拼接的质量块4与摆臂5，安装更便捷，对塔筒摆动频率的调节更方便。

参照图1和图2，质量块4远离摆臂5的面上连接有若干弹性柱23，若干弹簧柱由橡胶材质制成，若干弹性柱23远离质量块4的一端螺栓连接有止回环24，质量块4朝向下横梁3的一端螺栓连接有安装柱36，安装柱36朝向下横梁3的一端穿设过止回环24且与传动组件31球铰连接。

参照图1和图2，止回环24远离上横梁1的一端螺栓连接有防撞套25，安装柱36位于防撞套25的内缘，防撞套25对下球铰35起到保护作用，减少了在摆臂5架摆动时，下球铰35受到损坏的可能性。下横梁3上螺栓连接有防撞架26，防撞架26朝向上横梁1的面上螺栓连接有防撞环27，防撞环27的内缘螺栓连接有缓冲垫28，防撞套25位于缓冲垫28的内缘，缓冲垫28可以采用橡胶材料制成，缓冲垫28起到缓冲减震的作用，减少了防撞套25与防撞环27撞击受损的可能性。

因此，当防撞套25与缓冲垫28撞击时，弹性柱23会变形产生偏移，利用橡胶材质的特性，弹性柱23自动复位的同时起到减震的作用，提高了摆臂5架摆动时的稳定性。为减少摆臂5架在摆动时超有效范围的可能性，利用防撞环27对摆臂5架摆动的范围进行限制，使摆臂5架只能在防撞环27的内缘进行摆动，利用防撞套25减少了下球铰35与防撞环27直接撞击的可能性，缓冲垫28起到减震缓冲的作用，延长了防撞套25的使用寿命。

参照图1和图3，上横梁1上螺栓连接有限位杆8，限位杆8上固定连接有限位轴9，连接板6上转动连接有限位架10，限位架10可以设置为U型结构，两个连接板6位于限位架10之间，限位架10朝向限位轴9的面上固定连接有限位块11，限位块11朝向限位杆8的面上开设有与限位杆8尺寸匹配的限位槽12，限位轴9转动连接在限位槽12内。限位槽12内可以设置有衬套，限位轴9转动连接在衬套内，衬套能保护限位轴9和限位槽12之间的连接，减少限位轴9和限位槽12的磨损，延长限位轴9的使用寿命。摆锤架32通过球铰连接在安装架2内旋转，当摆锤架32沿上横梁1的长度方向摆动时，连接板6与限位架10在两个连接点处转动；当摆锤架32沿上横梁1的宽度方向摆动时，限位轴9在限位架10上的限位槽12内转动，限位架10对连接板6旋转的角度进行限位，减少了摆臂5架发生旋转运动的可能性，提高了摆臂5架晃动的稳定性。

因此，当塔筒在使用时发生摆动时，以上球铰34的圆心为摆动的中线点实现摆动，使球铰连接在安装架2上的摆锤架32将塔筒的摆动传递至传动组件31。

参照图1和图4，传动组件31包括阻尼块13和设置在下横梁3上的传动支架14，传动支架14上转动连接有两个第一丝杆15和两个第二丝杆16，两个第一丝杆15相互平行，两个第二丝杆16相互平行，两个第一丝杆15位于两个第二丝杆16之间，两个第一丝杆15的延长线与两个第二丝杆16的延长线垂直。两个第一丝杆15的螺母上分别设有第一滑移架17，两个第二丝杆16的螺母上分别设有第二滑移架18。

参照图1和图4，阻尼块13上滑移连接有传动架33，传动架33同时与两个第一滑移架17以及两个第二滑移架18相连接，传动架33包括第一滑动杆19和第二滑动杆20，第一滑动杆19和第二滑动杆20均穿设过阻尼块13且与阻尼块13滑动连接，第一滑动杆19的两端分别与两个第一滑移架17相连接，第二滑动杆20的两端分别与第二滑移架18相连接，第一滑动杆19与第一丝杆15平行，第二滑动杆20与第二丝杆16平行。第一滑动杆19和第二滑动杆20数量均设置为两个，阻尼块13位于两个第一滑动杆19之间，阻尼块13位于两个第二滑动杆20之间，两个第一滑动杆19与两个第二滑动杆20为上下两层设置。

参照图1和图4，传动支架14上螺栓连接有与第一丝杆15尺寸匹配的第一导轨21，第一导轨21与第一丝杠平行，第一滑移架17滑移连接在第一导轨21上，传动支架14上螺栓连接有与第二丝杆16尺寸匹配的第二导轨22，第二滑移架18滑移连接在第二导轨22上，第二导轨22与第二丝杆16平行。因此，第一滑移架17沿第一导轨21进行滑移，第二滑移架18沿第二导轨22进行滑移，第一导轨21和第二导轨22提高了第一滑移架17和第二滑移架18滑移的稳定性。

参照图2和图4，摆锤架32远离上横梁1的一端通过下球铰35与阻尼块13球铰连接，下球铰35的输出端螺纹连接有滑杆37，阻尼块13上开设有与滑杆37相匹配的滑动孔，滑动孔内可以设置直线轴承，滑杆远离上横梁1的一端穿设过直线轴承的内缘，直线轴承可以减少摩擦，使滑杆37在阻尼块13内滑移得更加更稳定。当摆动架发生摆动时，滑杆37沿阻尼块13进行竖直方向的上下滑动。

因此，当塔筒发生摆动时，摆锤架32将摆动传递至阻尼块13，阻尼块13可以沿第一滑动杆19与第二滑动杆20方向滑移，还可以沿第一滑动杆19与第二滑动杆20构成的复合方向滑移，第一丝杆15的螺母沿第一导轨21滑移时，第一丝杆15在传动支架14上转动，第二丝杆16的螺母沿第二导轨22滑移时，第二丝杆16在传动支架14上转动，从而实现对摆臂5架摆动的方向进行分解，将三维摆动运动转化为直线运动，将塔筒的摆动分解到多个方向，实现多方向减振的效果。

本申请通过塔架阻尼器与塔筒的共振，实现了塔筒增阻的效果，有效地降低塔筒的振动幅值。此外，现有阻尼器的防撞机构直接与塔筒撞击，新设计的阻尼器通过与防撞环27撞击，将撞击产生的力间接传递给塔筒，避免了与塔筒的直接碰撞，即有效的保护了塔筒，螺栓安装的方式又实现了防撞结构件的更换便捷。

本申请实施例的实施原理为：当塔筒发生摆动时，球铰连接在安装架2上的摆锤架32将塔筒的摆动经过摆臂5和质量块4传递至阻尼块13，滑杆37沿阻尼块13上下滑动。阻尼块13可以沿第一滑动杆19与第二滑动杆20方向滑移，还可以沿第一滑动杆19与第二滑动杆20构成的复合方向滑移，第一丝杆15的螺母沿第一导轨21滑移时，第一丝杆15在传动支架14上转动，第二丝杆16的螺母沿第二导轨22滑移时，第二丝杆16在传动支架14上转动，从而实现对摆臂5架摆动的方向进行分解，将三维摆动运动转化为直线运动，将塔筒的摆动分解到多个方向，实现多方向减振的效果，达到增阻抑颤的目的，减少塔筒振动的幅度和频率，提高塔筒的稳定性和安全性。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种塔架阻尼器，其特征在于：包括安装在塔筒内壁的上横梁(1)，所述上横梁(1)上设有用于随着塔筒振动方向摆动的摆动组件(30)，所述摆动组件(30)远离上横梁(1)的一端设有用于分解摆动组件(30)运动的传动组件(31)，所述摆动组件(30)包括设置在上横梁(1)上的安装架(2)，所述安装架(2)球铰连接有摆锤架(32)，所述摆锤架(32)远离上横梁(1)的一端与传动组件(31)球铰连接，所述传动组件(31)远离上横梁(1)的一端设有下横梁(3)，所述下横梁(3)安装在塔筒内壁上。

2.根据权利要求1所述的塔架阻尼器，其特征在于：所述摆锤架(32)包括质量块(4)，所述质量块(4)朝向上横梁(1)的一端设有摆臂(5)，所述质量块(4)朝向下横梁(3)的一端与传动组件(31)球铰连接，所述摆臂(5)远离质量块(4)的一端设有两个连接板(6)，两个连接板(6)之间设有横板(7)，所述横板(7)穿设在安装架(2)内且与安装架(2)球铰连接。

3.根据权利要求2所述的塔架阻尼器，其特征在于：所述上横梁(1)上设有限位杆(8)，所述限位杆(8)上设有限位轴(9)，所述连接板(6)上转动连接有限位架(10)，两个所述连接板(6)位于限位架(10)之间，所述限位架(10)朝向限位轴(9)的面上设有限位块(11)，所述限位块(11)朝向限位杆(8)的面上开设有与限位杆(8)相匹配的限位槽(12)，所述限位轴(9)转动连接在限位槽(12)内。

4.根据权利要求1所述的塔架阻尼器，其特征在于：所述传动组件(31)包括阻尼块(13)和设置在下横梁(3)上的传动支架(14)，所述传动支架(14)上转动连接有两个第一丝杆(15)和两个第二丝杆(16)，两个所述第一丝杆(15)相互平行，两个所述第二丝杆(16)相互平行，两个所述第一丝杆(15)位于两个第二丝杆(16)之间，两个所述第一丝杆(15)的延长线与两个所述第二丝杆(16)的延长线垂直，所述阻尼块(13)上滑移连接有传动架(33)，两个所述第一丝杆(15)的螺母上分别设有第一滑移架(17)，两个所述第二丝杆(16)的螺母上分别设有第二滑移架(18)，所述传动架(33)同时与两个第一滑移架(17)以及两个第二滑移架(18)相连接，所述摆锤架(32)远离上横梁(1)的一端与阻尼块(13)球铰连接，球铰连接的输出端设有滑杆(37)，所述阻尼块(13)上开设有与滑杆(37)相匹配的滑动孔，所述滑杆(37)穿设于滑动孔内。

5.根据权利要求4所述的塔架阻尼器，其特征在于：所述传动架(33)包括第一滑动杆(19)和第二滑动杆(20)，所述第一滑动杆(19)和第二滑动杆(20)均穿设过阻尼块(13)且与阻尼块(13)滑动连接，所述第一滑动杆(19)的两端分别与两个第一滑移架(17)相连接，所述第二滑动杆(20)的两端分别与第二滑移架(18)相连接，所述第一滑动杆(19)与第一丝杆(15)平行，所述第二滑动杆(20)与第二丝杆(16)平行。

6.根据权利要求4所述的塔架阻尼器，其特征在于：所述传动支架(14)上设有与第一丝杆(15)相匹配的第一导轨(21)，所述第一滑移架(17)滑移连接在第一导轨(21)上，所述传动支架(14)上设有与第二丝杆(16)相匹配的第二导轨(22)，所述第二滑移架(18)滑移连接在第二导轨(22)上。

7.根据权利要求2所述的塔架阻尼器，其特征在于：所述质量块(4)远离摆臂(5)的面上设有若干弹性柱(23)，若干所述弹性柱(23)远离质量块(4)的一端设有止回环(24)，所述质量块(4)朝向下横梁(3)的一端设有安装柱(36)，所述安装柱(36)朝向下横梁(3)的一端穿设过止回环(24)且与传动组件(31)球铰连接。

8.根据权利要求7所述的塔架阻尼器，其特征在于：所述止回环(24)远离上横梁(1)的一端设有防撞套(25)，所述安装柱(36)位于防撞套(25)的内缘。

9.根据权利要求8所述的塔架阻尼器，其特征在于：所述下横梁(3)上设有防撞架(26)，所述防撞架(26)朝向上横梁(1)的面上设有防撞环(27)，所述防撞环(27)的内缘设有缓冲垫(28)，所述防撞套(25)位于缓冲垫(28)的内缘。

10.根据权利要求1所述的塔架阻尼器，其特征在于：所述上横梁(1)上设有若干加强梁(29)，所述若干加强梁(29)远离上横梁(1)的一端与塔筒内壁相连。