CN209724581U - 塔架减振装置及包括其的塔架 - Google Patents

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宋磊建
曹广启
王宁
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Abstract

本实用新型提供一种塔架减振装置及包括其的塔架，所述塔架减振装置包括一支撑系统，所述支撑系统包括一支撑杆和一第一连接块，所述支撑杆通过所述第一连接块固定于一塔架的表面，所述塔架减振装置还包括一拉索，一阻尼器模块和一固定于地面的锚桩系统，所述支撑系统，拉索，阻尼器模块和锚桩系统之间依次连接。该塔架减振装置及包括其的塔架采用了支撑装置、拉索、阻尼器模块和弹性系统共同结合作用，从而达到共同抑制涡激振动和塔架随机振动的效果，同时，拉索提供的水平和竖向拉力提高了风机的稳定性，并且整个装置占地空间小，结构实用造价经济，施工可行性高。

Description

塔架减振装置及包括其的塔架
技术领域
本实用新型涉及风力发电领域，特别涉及一种塔架减振装置及包括其的塔架。
背景技术
随着风电产业的发展，在风电产业中所使用的塔架也越来越高。相应地，塔架柔性增大，整机的固有频率降低，从而导致在整机状态下塔架发生涡激振动的概率增大。此外，由于单台风力发电机组功率的升高，叶轮的直径也越来越大，叶轮直径的增大将使得风机承受的随机脉动风载荷变大，这种随机的风载荷也将导致塔架出现大幅的振动问题，从而对高、柔塔架的结构强度和疲劳强度产生恶劣影响。因此，目前需要寻求一种被动的可以抑制塔架涡激振动以及随机振动的方法。
目前用于抑制塔架振动的措施主要有以下几种：(1)通过风机机组的控制系统规避振动，但当风机停电，控制系统将无法工作；(2)增加塔架的结构刚度，如通过增加截面直径、增加筒壁厚度来增加塔架的结构刚度，但这种方法将使得工程的经济性降低；(3)采用调谐质量阻尼器，或在塔架外表面布置扰流装置，这种方式只能够抑制塔架的涡激振动，对于脉动风载荷引起的塔架随机振动基本上没有抑制效果；(4)采用斜拉索装置，在塔架顶部和地面之间安装斜拉的钢丝绳并进行预紧等来实现，但为了达到减振效果，斜拉索的跨距可达50米以上，受限于机组位置，工程实施通常也很困难。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中采用控制机组受限于电力控制，而只采用一种扰流或阻尼装置无法同时抑制塔架的涡激振动和脉动风载荷引起的随机振动，或者引用拉索占地空间大，工程实施较困难，不够经济实用的缺陷，提供一种塔架减振装置及包括其的塔架。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种塔架减振装置，其特点在于，所述塔架减振装置包括一支撑系统，所述支撑系统包括一支撑杆和一第一连接块，所述支撑杆通过所述第一连接块固定于一塔架的表面，所述塔架减振装置还包括一拉索，一阻尼器模块和一固定于地面的锚桩系统，所述支撑系统，拉索，阻尼器模块和锚桩系统之间依次连接。
较佳地，所述支撑系统还包括一斜撑杆，所述斜撑杆的一端连接有一第二连接块，所述斜撑杆的另一端连接于所述支撑杆。使用斜撑杆可以使整个支撑装置的结构更加牢固。
较佳地，所述阻尼器模块包括一阻尼器主体和一第一连接杆，所述第一连接杆位于所述阻尼器主体的两端。
较佳地，所述拉索的一端连接于所述支撑杆的端部，所述拉索的另一端连接于所述第一连接杆。
较佳地，所述阻尼器主体为液压阻尼器或电磁阻尼器。
较佳地，所述支撑系统还包括一滑轮，所述滑轮位于所述支撑杆的一端，所述拉索的一端连接于所述塔架，所述拉索的另一端连接于所述阻尼器模块，所述拉索的中部绕于所述滑轮上。
较佳地，所述锚桩系统包括一第二连接杆和一锚桩主体，所述第二连接杆位于所述锚桩主体的一端。
较佳地，所述塔架减振装置还包括一弹性系统，所述弹性系统位于所述阻尼器模块和所述锚桩系统之间。
较佳地，所述弹性系统包括一弹簧，一筒体，一活动连杆和一固定连杆，所述弹簧位于所述筒体的内部，所述弹簧的一端连接于所述活动连杆，所述弹簧的另一端连接于所述筒体的内壁顶处，所述固定连杆连接于所述筒体的外侧顶部。
较佳地，所述固定连杆连接于所述锚桩系统，所述活动连杆连接于所述阻尼器模块。
本实用新型还提供了一种塔架，其特点在于，所述塔架上装设有至少三个如上所述的塔架减振装置。装设至少三个如上所述的塔架减振装置可以使所述塔架的结构稳定性更高。
本实用新型的积极进步效果在于：该塔架减振装置及包括其的塔架采用了支撑装置、拉索、阻尼器模块和弹性系统共同结合作用，从而达到共同抑制涡激振动和塔架随机振动的效果，同时，拉索提供的水平和竖向拉力提高了风机的稳定性，并且整个装置占地空间小，结构实用造价经济，施工可行性高。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的塔架减振装置及包括其的塔架的结构示意图。
图2为本实用新型实施例1的支撑系统的结构示意图。
图3为本实用新型实施例1的阻尼器模块的结构示意图。
图4为本实用新型实施例1的弹性系统的结构示意图。
图5为本实用新型实施例1的锚桩系统的结构示意图。
图6为本实用新型实施例2的塔架减振装置及包括其的塔架的结构示意图。
图7为本实用新型实施例3的塔架减振装置及包括其的塔架的结构示意图。
附图标记说明：
支撑系统1
支撑杆11
连接块12
斜撑杆13
滑轮14
拉索2
阻尼器模块3
阻尼器主体31
第一连接杆32
弹性系统4
弹簧41
筒体42
活动连杆43
固定连杆44
锚桩系统5
第二连接杆51
锚桩主体52
塔架6
具体实施方式
下面举三个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
实施例1
如图1和图2所示，本实用新型提供一种塔架减振装置，其包括一支撑系统1，支撑系统1包括一支撑杆11和一连接块12，连接块12固定焊接于支撑杆11一端。该支撑系统1还包括一斜撑杆13，使用斜撑杆13可以使整个支撑系统1的结构更加牢固。斜撑杆13的一端固定焊接有一连接块12，斜撑杆13另一端固定焊接于支撑杆11中部一位置。作为一种替代的方案，也可使用其他的固定连接方式。该塔架减振装置还包括拉索2，阻尼器模块3，和锚桩系统5，支撑系统1，拉索2，阻尼器模块3和锚桩系统5之间依次按顺序进行连接。
如图3所示，阻尼器模块3包括一阻尼器主体31和一第一连接杆32，第一连接杆32焊接于阻尼器主体31的两端，用于和其他部件之间进行连接。阻尼器主体31为液压阻尼器。为了使阻尼器模块3达到抑制整体振动的效果，也可使用其它种类的阻尼器，如电磁阻尼器等。
如图5所示，锚桩系统5包括一第二连接杆51和一锚桩主体52，第二连接杆51焊接于锚桩主体52一端，用于和其他部件之间进行连接。锚桩系统5的锚桩主体52固定在地面上。
拉索2一端连接于支撑杆11尾部，另一端连接于阻尼器模块3另一端的第一连接杆32，整根拉索2须处于受拉状态。
最后，将三个本实施例提供的塔架减振装置装设在塔架6上，即将支撑系统1的连接块12通过螺栓固定在塔架6上，然后三个该塔架减振装置呈同一高度均匀式分布。这样的装设方式可以使该塔架减振装置及包括其的塔架的结构稳定性更高。
实施例2
如图6所示，本实施例的结构与实施例1基本相同，其不同之处在于：支撑系统1还包括一滑轮14，滑轮14固定于所述支撑杆11一端。拉索2的一端捆绑于所述塔架6上，然后绕过滑轮14，另一端与阻尼器模块3另一端的第一连接杆32相连。在支撑杆11一端增加一滑轮14可以避免拉索2与支撑杆11之间的摩擦，并且拉索2本身由于拉紧状态会产生形变，滑轮14的使用则使拉索2的形变不受约束，从而更好地达到抑制塔架振动的效果。
实施例3
如图4及图7所示，本实施例的结构与实施例1基本相同，其不同之处在于：该塔架减振装置还包括一弹性系统4。即为了调节整个塔架减振装置的固有频率，避免塔架减振装置与塔架6发生共振，在阻尼器模块3与锚桩系统5之间安装有弹性系统4。该弹性系统4包括一弹簧41，一筒体42，一活动连杆43和一固定连杆44。弹簧41位于筒体42内部，弹簧41一端固定于活动连杆43上，弹簧41另一端固定于筒体42内壁顶处，固定连杆44焊接于筒体42外侧顶部。为了达到更好的避免塔架减振装置与塔架6发生共振的效果，也可以使用其他的弹性装置。固定连杆44通过螺栓连接于锚桩系统5的第二连接杆51，活动连杆43通过螺栓连接于阻尼器模块3的第一连接杆32。作为一种替代的方案，也可使用其他的活动连接方式。
本实施例的塔架减振装置并不局限于使用在风力发电机组的塔架领域，在大型烟囱、信号塔、灯柱等可能会产生振动的高耸结构的外壁上均可使用。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种塔架减振装置，其特征在于，所述塔架减振装置包括一支撑系统，所述支撑系统包括一支撑杆和一第一连接块，所述支撑杆通过所述第一连接块固定于一塔架的表面，所述塔架减振装置还包括一拉索，一阻尼器模块和一固定于地面的锚桩系统，所述支撑系统、所述拉索、所述阻尼器模块和所述锚桩系统之间依次连接。
2.如权利要求1所述的塔架减振装置，其特征在于，所述支撑系统还包括一斜撑杆，所述斜撑杆的一端连接有一第二连接块，所述斜撑杆的另一端连接于所述支撑杆。
3.如权利要求1所述的塔架减振装置，其特征在于，所述阻尼器模块包括一阻尼器主体和一第一连接杆，所述第一连接杆位于所述阻尼器主体的两端。
4.如权利要求3所述的塔架减振装置，其特征在于，所述拉索的一端连接于所述支撑杆的端部，所述拉索的另一端连接于所述第一连接杆。
5.如权利要求3所述的塔架减振装置，其特征在于，所述阻尼器主体为液压阻尼器或电磁阻尼器。
6.如权利要求1所述的塔架减振装置，其特征在于，所述支撑系统还包括一滑轮，所述滑轮位于所述支撑杆的一端，所述拉索的一端连接于所述塔架，所述拉索的另一端连接于所述阻尼器模块，所述拉索的中部绕于所述滑轮上。
7.如权利要求1所述的塔架减振装置，其特征在于，所述锚桩系统包括一第二连接杆和一锚桩主体，所述第二连接杆位于所述锚桩主体的一端。
8.如权利要求1所述的塔架减振装置，其特征在于，所述塔架减振装置还包括一弹性系统，所述弹性系统位于所述阻尼器模块和所述锚桩系统之间。
9.如权利要求8所述的塔架减振装置，其特征在于，所述弹性系统包括一弹簧，一筒体，一活动连杆和一固定连杆，所述弹簧位于所述筒体的内部，所述弹簧的一端连接于所述活动连杆，所述弹簧的另一端连接于所述筒体的内壁顶处，所述固定连杆连接于所述筒体的外侧顶部。
10.如权利要求9所述的塔架减振装置，其特征在于，所述固定连杆连接于所述锚桩系统，所述活动连杆连接于所述阻尼器模块。
11.一种塔架，其特征在于，所述塔架上装设有至少三个如权利要求1-10中任意一项所述的塔架减振装置。
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CN109441730A (zh) * 2018-12-19 2019-03-08 上海电气风电集团有限公司 塔架减振装置及包括其的塔架

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