DE102018009356A1 - Omnidirectional liquid column damping system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitssäulendämpfungssystem, insbesondere zur Dämpfung von Schwingungen, bevorzugt Bauwerksschwingungen, umfassend einen mit einer Flüssigkeit gefüllten Tank, bei dem zueinander beabstandete, bevorzugt vertikale Säulen (S1, S2, S3) des Tanks, insbesondere zur Ausbildung kommunizierender Flüssigkeitssäulen, durch einen für alle Säulen (S1, S2, S3) gemeinsamen Basisbereich (B) des Tanks verbunden sind, bei dem der Tank wenigstens drei Säulen (S1, S2, S3) umfasst und jede Säule (S1, S2, S3) an ihrem unteren Ende in einen eigenen horizontal erstreckten Arm (A1, A2, A3) übergeht, der in den gemeinsamen Basisbereich (B) mündet. The invention relates to a liquid column damping system, in particular for damping vibrations, preferably structural vibrations, comprising a tank filled with a liquid, in which spaced-apart, preferably vertical columns (S1, S2, S3) of the tank, in particular for forming communicating liquid columns, by a for all pillars (S1, S2, S3) are connected to the common base region (B) of the tank, in which the tank comprises at least three pillars (S1, S2, S3) and each pillar (S1, S2, S3) at its lower end into one own horizontally extended arm (A1, A2, A3) merges into the common base area (B).
Description
Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitssäulendämpfungssystem, insbesondere ein semiaktives Flüssigkeitssäulendämpfungssystem, welches zur Dämpfung von Schwingungen, beispielsweise zur Dämpfung von Bauwerksschwingungen (z.B. Gebäude, Onshore- und Offshore Windenergieanlagen) oder auch zur Dämpfung von Schwingungen anderer Objekte eingesetzt werden kann,
umfassend einen mit einer Flüssigkeit gefüllten Tank, bei dem zueinander beabstandete, bevorzugt vertikale mit der Flüssigkeit gefüllte Säulen, insbesondere teilweise gefüllte Säulen des Tanks durch einen gemeinsamen Basisbereich des Tanks verbunden sind, insbesondere wodurch mit den Säulen kommunizierende Flüssigkeitssäulen gebildet werden.The invention relates to a liquid column damping system, in particular a semi-active liquid column damping system, which can be used for damping vibrations, for example for damping structural vibrations (for example buildings, onshore and offshore wind turbines) or also for damping vibrations of other objects.
comprising a tank filled with a liquid, in which spaced apart, preferably vertical columns filled with the liquid, in particular partially filled columns of the tank are connected by a common base region of the tank, in particular as a result of which liquid columns communicating with the columns are formed.
Der gemeinsame Basisbereich ist hier als ein solcher Bereich zu verstehen, über den die unteren Enden der Säulen insbesondere in horizontaler Richtung miteinander verbunden sind. Es handelt sich im Sinne der Erfindung und gemäß dem bekannten Stand der Technik um denjenigen Bereich, in dem sich die Flüssigkeitsströme von und zu einer jeden Säule treffen und/oder durchmischen. Durch diesen Bereich ist somit die Flüssigkeitskommunikation zwischen den Säulen sichergestellt.The common base area is to be understood here as such an area via which the lower ends of the columns are connected to one another, in particular in the horizontal direction. In the sense of the invention and according to the known prior art, it is the area in which the liquid flows from and to each column meet and / or mix. This area ensures fluid communication between the columns.
Im Stand der Technik sind beispielsweise aus der Publikation
Das Grundprinzip eines solchen Flüssigkeitssäulendämpfungssystems wird auch als Frahmscher Schlingertank bezeichnet in Anerkennung der auf den Erfinder Frahm zurückgehenden Technik. Ein solcher nach diesem Grundprinzip arbeitender Tank bildet auch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung.The basic principle of such a liquid column damping system is also referred to as a Frahm roll tank in recognition of the technology that goes back to the inventor Frahm. Such a tank operating according to this basic principle also forms the subject of the present invention.
Die übliche Anordnung solcher Flüssigkeitssäulendämpfungssysteme ist dabei derart, dass zwei vertikale Säulen vorgesehen sind, die durch den gemeinsamen Basisbereich an ihrem unteren Enden verbunden sind. Ein Tank, der ein solches Flüssigkeitssäulendämpfungssystem ausmacht, hat somit eine U-Form und eine bestimmte Wirkungsrichtung, welche der Abstandsrichtung zwischen den Säulen entspricht. Mit einem solchen System können somit nur wirkungsvoll solche Schwingungen gedämpft werden, welche dieser Wirkungsrichtung entsprechen.The usual arrangement of such liquid column damping systems is such that two vertical columns are provided which are connected at their lower ends by the common base region. A tank that makes up such a liquid column damping system thus has a U-shape and a specific direction of action, which corresponds to the direction of distance between the columns. With such a system, only vibrations which correspond to this direction of action can be effectively damped.
Im Stand der Technik sind weiterhin Ausführungen eines solchen Systems bekannt geworden, die Mittel umfassen zur Einstellung der Dämpfung und/oder der Eigenfrequenz eines solchen Flüssigkeitssäulendämpfungssystems. Solche Mittel umfassen beispielsweise Blenden im Basisbereich des Tanks, welche die Strömung zwischen den Säulen durch den Basisbereich des Tanks hindurch je nach Öffnungsgrad mehr oder weniger beschränken und z.B. Mittel zur Einstellung des Säulenquerschnitts. Z.B. benennt die Publikation
Um Schwingungen dämpfen zu können, die in zueinander senkrechten Richtungen liegen, ist es bekannt, z.B. zwei solcher zuvor beschriebenen Systeme mit zueinander senkrechten Wirkrichtungen in derselben zu schützenden Struktur, z.B. einem Bauwerk vorzusehen, was die Konstruktion aufwändig und teuer macht.In order to be able to dampen vibrations which are in directions perpendicular to one another, it is known, e.g. two such previously described systems with mutually perpendicular directions of action in the same structure to be protected, e.g. to provide a building, which makes the construction complex and expensive.
Das Dokument
Diese Publikation nennt es als vorteilhaft, dass mittels dieses Flüssigkeitssäulendämpfungssystems Schwingungen gedämpft werden können, die sowohl in der Verbindungsrichtung des einen Paares von gegenüberliegenden Säulen als auch in der Verbindungsrichtung des anderen Paares von sich gegenüberliegenden Säulen liegen. Das System arbeitet somit gemäß dieser Publikation bidirektional in zwei senkrecht zueinander liegenden Wirkungsrichtungen.This publication states that it is advantageous that this liquid column damping system can be used to dampen vibrations which lie both in the connecting direction of the one pair of opposing columns and in the connecting direction of the other pair of opposing columns. According to this publication, the system therefore works bidirectionally in two directions of action which are perpendicular to one another.
Problematisch ist es bei den bekannten Systemen, dass diese keine omnidirektionale Wirkung aufweisen, insbesondere diese Systeme nicht hinsichtlich jeder gewünschten oder benötigten horizontalen Wirkrichtung in der Dämpfung und/oder Eigenfrequenz abstimmbar sind.The problem with the known systems is that they have no omnidirectional effect, in particular these systems cannot be tuned in terms of any desired or required horizontal direction of action in terms of damping and / or natural frequency.
Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung ein Flüssigkeitssäulendämpfungssystem bereitzustellen, dass der eingangs genannten Bauweise mit mehreren Säulen entspricht, was jedoch in mehr als nur zwei Wirkrichtungen, insbesondere omnidirektional, also in allen möglichen horizontalen Wirkrichtungen einsetzbar ist und bevorzugt, dass in mehreren Richtungen und bevorzugt omnidirektional hinsichtlich Dämpfung und/oder Eigenfrequenz einstellbar ist.It is therefore an object of the invention to provide a liquid column damping system that corresponds to the above-mentioned construction with several columns, which, however, in more than only two directions of action, in particular omnidirectional, that is to say can be used in all possible horizontal directions of action, and preferably that it can be set in several directions and preferably omnidirectionally with regard to damping and / or natural frequency.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Tank wenigstens drei Säulen umfasst und jede Säule an ihrem unteren Ende in einen eigenen horizontal erstreckten Arm übergeht, der in den gemeinsamen Basisbereich mündet.According to the invention, this object is achieved in that the tank comprises at least three columns and each column at its lower end merges into its own horizontally extended arm, which opens into the common base area.
Entgegen dem Stand der Technik sieht die Erfindung somit vor, dass die vertikalen Säulen nicht direkt an den gemeinsamen Basisbereich anschließen. Ein solcher direkter Anschluß führt nämlich im Stand der Technik zu dem Nachteil, dass sich die Strömungen aus den Säulen direkt am unteren Ende der Säulen vermischen und deren Richtungsinformation und dabei die zur Reduktion der Schwingungen erforderliche Rückstellwirkung hierdurch verloren gehen. Ein direkter Anschluß der Säulen an den gemeinsamen Basisbereich verhindert zudem die Dämpfung der Strömung und/oder die Eigenfrequenz des Systems richtungsabhängig einzustellen. Um Schwingungen omnidirektional reduzieren zu können, müssen jedoch Dämpfung- und/oder Frequenzparameter richtungsabhängig angepasst werden, denn die dynamischen Einwirkungen, insbesondere bei Erdbeben, Wind- und Wellenlasten, erfordern von den Dämpfungssystemen abhängig von der Einwirkungsrichtung immer unterschiedliche Systemparameter.Contrary to the prior art, the invention thus provides that the vertical columns do not directly connect to the common base area. Such a direct connection leads to the disadvantage in the prior art that the flows from the columns mix directly at the lower end of the columns and their directional information and the restoring action required to reduce the vibrations are thereby lost. A direct connection of the columns to the common base area also prevents the flow damping and / or the natural frequency of the system from being set in a direction-dependent manner. In order to be able to reduce vibrations omnidirectionally, however, damping and / or frequency parameters must be adjusted depending on the direction, because the dynamic effects, particularly in the event of earthquakes, wind and wave loads, always require different system parameters for the damping systems, depending on the direction of action.
Bei der Erfindung hingegen geht eine jeweilige Säule aus der vertikalen Richtung an ihrem unteren Ende in die horizontale Richtung des jeweiligen zur Säule gehörigen Armes über, z.B. durch einen rechtwinklig gebogenen Rohrabschnitt. Innerhalb des Armes gibt es somit eine horizontal gerichtete Strömung, nämlich in der Verbindungsrichtung zwischen unterem Säulenende und dem gemeinsamen Basisbereich, bevorzugt welcher den Mittelpunkt oder einen mittleren Bereich des Dämpfungssystems bildet, in welchem alle Strömungen zusammenkommen.In contrast, in the invention, a respective column transitions from the vertical direction at its lower end into the horizontal direction of the respective arm belonging to the column, e.g. through a pipe section bent at right angles. There is therefore a horizontally directed flow within the arm, namely in the direction of connection between the lower end of the column and the common base region, which preferably forms the center or a central region of the damping system in which all the flows come together.
Je nach Schwingungsrichtung ist somit die Strömung in den verschieden ausgerichteten, jedoch jeweils horizontalen Armen der mehreren Säulen unterschiedlich groß. Die Größe der Strömung bezogen auf die Richtung der Arme ist proportional zur vektoriellen Aufspaltung der anregenden Schwingung in die Richtungskomponenten, die durch die Armrichtungen definiert sind.Depending on the direction of vibration, the flow in the differently oriented, but in each case horizontal arms of the several columns is of different sizes. The size of the flow in relation to the direction of the arms is proportional to the vectorial splitting of the exciting vibration into the directional components, which are defined by the arm directions.
Ein Flüssigkeitssäulendämpfungssystem gemäß der Erfindung stellt somit gegenüber dem Stand der Technik die Möglichkeit bereit, auf Schwingungen aller Richtungen dämpfend zu wirken. Die Wirkung ist somit bei der Erfindung omnidirektional.A liquid column damping system according to the invention thus provides the possibility, compared to the prior art, of damping vibrations in all directions. The effect is thus omnidirectional in the invention.
Ein Arm, der jeweils einer Säule zugeordnet ist und diese mit dem Basisbereich verbindet, kann in einer möglichen Ausführung der Erfindung eine Länge aufweisen, die mindestens der Höhe einer jeweiligen vertikalen Flüssigkeitssäule entspricht. Durch die konstruktive Auswahl, dass ein Arm zwischen dem Basisbereich und der Säule eine Länge aufweist, die mindestens der Höhe der Säule entspricht kann, kann sichergestellt werden, dass der Arm immer länger ist als die Höhe der Flüssigkeit in der Säule.In one possible embodiment of the invention, an arm that is assigned to a column and connects it to the base region can have a length that corresponds at least to the height of a respective vertical liquid column. The constructive selection that an arm between the base area and the column has a length that can at least correspond to the height of the column can ensure that the arm is always longer than the height of the liquid in the column.
Ein jeweiliger Arm kann in seiner Erstreckung zwischen Säule und dem Basisbereich bevorzugt geradlinig verlaufen. Ein Arm kann in einer anderen Ausführung auch einen nicht geradlinigen Verlauf, z.B. einen gebogenen Verlauf aufweisen, z.B. mit einer teilkreisförmigen Biegung.A respective arm can preferably extend in a straight line in its extension between the column and the base region. In another version, an arm can also have a non-linear course, e.g. have a curved course, e.g. with a part-circular bend.
Die Erfindung kann bevorzugt vorsehen, dass in jedem Arm einer jeweiligen Säule ein verstellbares, insbesondere mit einem Aktor verstellbares Dämpfungselement angeordnet ist, mit dem der freie Strömungsquerschnitt des jeweiligen Armes verstellbar ist. Ein solches Dämpfungselement kann z.B. eine um eine Achse verschwenkbare Klappe sein. Ein Dämpfungselement kann allgemein als ein Ventilstellglied ausgebildet sein, mit dem der freie Strömungsquerschnitt eines jeweiligen Armes zwischen einem Maximum und einem Minimum verändert werden kann. Z.B. kann auch eine Schiebeventil- oder Kugelventilanordnung eingesetzt werden. Es lässt sich so für jede der mehreren Strömungsrichtungen in den Armen eine Dämpfung individuell einstellen, insbesondere was innerhalb des gemeinsamen Basisbereiches nicht möglich wäre, denn jede Dämpfungsmaßnahme an diesem Ort würde auf alle Strömungsrichtungen gleich wirken.The invention can preferably provide that an adjustable damping element, in particular one that can be adjusted with an actuator, is arranged in each arm of a respective column, with which the free flow cross section of the respective arm can be adjusted. Such a damping element can e.g. be a flap pivotable about an axis. A damping element can generally be designed as a valve actuator with which the free flow cross section of a respective arm can be changed between a maximum and a minimum. E.g. a slide valve or ball valve arrangement can also be used. In this way, damping can be set individually for each of the several flow directions in the arms, in particular what would not be possible within the common base area, because any damping measure at this location would have the same effect on all flow directions.
Durch die individuelle Verstellbarkeit der Dämpfung in jeder der Richtungen, die durch die mehreren Arme gegeben sind, kann somit eine insgesamt wirkende Dämpfung des erfindungsgemäßen Systems für jede mögliche Richtung einer anregenden Schwingung optimiert werden.Due to the individual adjustability of the damping in each of the directions given by the multiple arms, an overall effective damping of the system according to the invention can be optimized for every possible direction of an exciting vibration.
Die Erfindung kann es vorsehen, Schwingungsrichtungen, z.B. einer Struktur (z.B. Gebäude), in welcher ein solches System eingesetzt wird, mit wenigstens einem Sensor messtechnisch zu erfassen und in Abhängigkeit der erfassten Schwingungsrichtung die Dämpfung in den einzelnen Armen automatisch zu ändern, insbesondere so, dass die Dämpfung für die erfasste Richtung optimiert ist.The invention can provide directions of vibration, e.g. a structure (for example a building) in which such a system is used to be measured using at least one sensor and to automatically change the damping in the individual arms as a function of the detected direction of vibration, in particular in such a way that the damping is optimized for the detected direction .
Hierfür kann eine Steuerung und/oder Regelung vorgesehen sein, die aus den erfassten Schwingungsdaten Ansteuersignale generiert, mit denen Aktoren angesteuert werden, welche die Dämpfungselemente in den Armen verstellen.A control and / or regulation can be provided for this purpose, which generates control signals from the recorded vibration data with which Actuators are actuated, which adjust the damping elements in the arms.
Die Erfindung kann bevorzugt auch vorsehen, dass jede Säule in vertikaler Richtung, insbesondere im Ausschwenkbereich der Flüssigkeit, bevorzugt über die gesamte Säulenlänge, in mehrere, in der vertikalen Richtung parallel nebeneinanderliegende Kammern unterteilt ist, wobei wenigstens eine Teilanzahl aller Kammern, ggfs. alle Kammern ein Ventilelement, insbesondere ein mit einem Aktor verstellbares Ventilelement umfasst, mit dem die Flüssigkeitsströmung in und aus der jeweiligen Kammer beschränkbar und/oder absperrbar ist.The invention can preferably also provide for each column to be divided in the vertical direction, in particular in the swivel-out area of the liquid, preferably over the entire length of the column, into a plurality of chambers lying parallel to one another in the vertical direction, at least a partial number of all chambers, possibly all of the chambers comprises a valve element, in particular a valve element adjustable with an actuator, with which the liquid flow into and out of the respective chamber can be restricted and / or shut off.
Durch wahlweises Auf- oder Absperren einer oder mehrerer Kammern kann der wirksame Querschnitt einer jeden Säule variiert werden und damit richtungsabhängig die Eigenfrequenz des Systems beeinflusst werden. Bevorzugt weisen die Kammern jeder Säule zumindest teilweise verschiedene Querschnitte auf, insbesondere so dass durch Variation der auf- und abgesperrten Kammern eine Vielzahl verschiedener Querschnitte der jeweiligen Säule einstellbar sind.The effective cross-section of each column can be varied by optionally locking or unlocking one or more chambers and thus influencing the natural frequency of the system depending on the direction. The chambers of each column preferably have at least partially different cross sections, in particular so that a variety of different cross sections of the respective column can be set by varying the unlocked and locked chambers.
Die Erfindung kann vorsehen, dass das genannte Ventilelement einer jeweiligen Kammer am oberen Ende der Kammer angeordnet ist und mit dem Ventilelement der freie Querschnitt der Kammer zur umgebenden Atmosphäre variierbar, insbesondere absperrbar ist. So kann hierdurch festgelegt werden, ob die jeweilige Kammer Teil des kommunizierenden Volumens der jeweiligen Säule ist oder nicht. Jedes Ventilelement kann bevorzugt mit einem Aktor zumindest zwischen der maximal geschlossenen Stellung, bevorzugt der Absperrstellung und der maximal offenen Stellung umgestellt werden, insbesondere können auch Zwischenstellungen einstellbar sein.The invention can provide that the named valve element of a respective chamber is arranged at the upper end of the chamber and that the free cross section of the chamber to the surrounding atmosphere can be varied, in particular shut off, with the valve element. In this way it can be determined whether the respective chamber is part of the communicating volume of the respective column or not. Each valve element can preferably be switched with an actuator at least between the maximally closed position, preferably the shut-off position and the maximally open position, in particular intermediate positions can also be adjustable.
Durch die bevorzugte Unterteilung des Säulenquerschnitts in Kammern erzielt die Erfindung zudem eine Stabilisierung der Flüssigkeitsbewegung in den Säulen, indem durch die Aufteilung der Flüssigkeitsoberfläche in kleineren Bereichen eine mögliche Wellenbildung verhindert wird. Mit dieser Lösung kann im Unterschied zum Stand der Technik (z.B.
Die Erfindung kann vorsehen, dass die Aktoren durch eine Steuerung / Regelung, insbesondere dieselbe zuvor genannte Steuerung / Regelung in Abhängigkeit von einer messtechnisch erfassten Schwingung der Struktur, in der das System verwendet wird, angesteuert werden, insbesondere, um so die Eigenfrequenz in Abhängigkeit der erfassten Frequenz der Schwingung einzustellen.The invention can provide that the actuators are controlled by a control / regulation, in particular the same aforementioned control / regulation as a function of a measurement-related oscillation of the structure in which the system is used, in particular so that the natural frequency as a function of the set detected frequency of the vibration.
Die Erfindung kann auch vorsehen, dass an zumindest einer Säule, insbesondere jeder Säule ein Füllstandssensor angeordnet ist, mit dem der aktuelle Füllstand der Flüssigkeit in der Säule und/oder die Flüssigkeitsbewegung in der Säule, insbesondere in einer nicht zur umgebenden Atmosphäre verschließbaren Kammer, bevorzugt dynamisch meßbar ist. Die Dämpfung in jedem Arm und/oder die effektiv wirksamen Säulenquerschnitte können ebenso in Abhängigkeit der ermittelten Füllstände jeder Säule geändert werden.The invention can also provide that a fill level sensor is arranged on at least one pillar, in particular each pillar, with which the current fill level of the liquid in the pillar and / or the liquid movement in the pillar, in particular in a chamber that cannot be closed to the surrounding atmosphere, is preferred is dynamically measurable. The damping in each arm and / or the effective column cross-sections can also be changed depending on the determined fill levels of each column.
Insgesamt ergibt sich so eine semi-aktive Veränderbarkeit der Systemparameter eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitssäulendämpfungssystems, insbesondere der Eigenfrequenz und der Dämpfung in Abhängigkeit der erfassten Schwingungsdaten, bevorzugt der Richtung und der Frequenz der Schwingung. Das System kann somit auch in-situ auf eine meßtechnisch erfasste Schwingung, z.B. durch Erdbeben, Wind- und Wellenlasten, reagieren, bevorzugt die Systemparameter richtungsabhängig optimieren.Overall, this results in a semi-active changeability of the system parameters of a liquid column damping system according to the invention, in particular the natural frequency and the damping as a function of the recorded vibration data, preferably the direction and the frequency of the vibration. The system can thus also be measured in-situ on a vibration measured e.g. by earthquakes, wind and wave loads, preferably optimize the system parameters depending on the direction.
In bevorzugter konstruktiver Ausgestaltung kann die Erfindung vorsehen, dass der horizontal erstreckte Arm jeder Säule zwischen dem unteren Ende der Säule und dem gemeinsamen Basisbereich geradlinig erstreckt ausgebildet ist, insbesondere in radialer Richtung bezüglich eines gemeinsamen Punktes, insbesondere eines gemeinsamen Mittelpunktes im gemeinsamen Basisbereich, um den die Säulen herum angeordnet sind.In a preferred constructive embodiment, the invention can provide that the horizontally extended arm of each column is designed to extend in a straight line between the lower end of the column and the common base region, in particular in the radial direction with respect to a common point, in particular a common center point in the common base region, around which the columns are arranged around.
Bei Anordnung um einen Mittelpunkt können die Arme bevorzugt alle dieselbe Länge aufweisen. Die Säulen sind somit alle auf demselben Kreis um den Mittelpunkt angeordnet. Grundsätzlich können die Arme aber auch verschiedene Längen aufweisen.When arranged around a center point, the arms can preferably all have the same length. The columns are all arranged on the same circle around the center. Basically, the arms can also have different lengths.
Die Erfindung kann in weiter bevorzugter Ausbildung vorsehen, dass der Innenquerschnitt des Arms jeder Säule zumindest im Wesentlichen gleich groß ist zum Innenquerschnitt der Säule, insbesondere bis auf eine maximale Abweichung von plus/minus 20 %, bevorzugt von plus/minus 10 %. Säulen und Arme können somit auch aus demselben Rohrelement ausgebildet sein, welches am Übergang zwischen Säule und Arm eine Biegung, insbesondere 90-Grad-Biegung aufweist.In a further preferred embodiment, the invention can provide that the inner cross section of the arm of each column is at least substantially the same size as the inner cross section of the column, in particular up to a maximum deviation of plus / minus 20%, preferably plus / minus 10%. Columns and arms can thus also be formed from the same tubular element which has a bend, in particular a 90 degree bend, at the transition between the column and arm.
Weiterhin können die Innenquerschnitte aller Säulen und Arme eines Tanks des erfindungsgemäßen Systems gleich sein, insbesondere bis auf eine maximale Abweichung von plus/minus 20 %, bevorzugt von plus/minus 10 %. Furthermore, the internal cross sections of all columns and arms of a tank of the system according to the invention can be the same, in particular up to a maximum deviation of plus / minus 20%, preferably plus / minus 10%.
Zur Optimierung des Schwingungsverhaltens können die Innenquerschnitte der Säulen und Arme aber auch unterschiedlich ausgebildet sein. Dadurch können die maximalen Fließgeschwindigkeiten in Säulen und Armen gezielt beeinflusst werden.To optimize the vibration behavior, the inner cross sections of the columns and arms can also be designed differently. This allows the maximum flow velocities in columns and arms to be influenced in a targeted manner.
Eine bevorzugte Ausführung kann vorsehen, dass die Arme um den Basisbereich, insbesondere dessen Mittelpunkt, bevorzugt alle in einer horizontalen Ebene, radial sternförmig angeordnet sind. Die Säulen können dabei bevorzugt auf einem gemeinsamen Kreis um einen Punkt, insbesondere um einen Mittelpunkt oder um eine Achse, insbesondere vertikale Mittenachse im Basisbereich angeordnet sein. Insbesondere können die Säulen alle zu dem Mittelpunkt / der Mittenachse denselben radialen Abstand aufweisen. Dieser Mittelpunkt des Basisbereiches bildet dann auch den Mittelpunkt des gesamten Systems.A preferred embodiment can provide that the arms are arranged radially in a star shape around the base region, in particular the center thereof, preferably all in a horizontal plane. The columns can preferably be arranged on a common circle around a point, in particular around a center point or around an axis, in particular a vertical center axis, in the base region. In particular, the columns can all have the same radial distance from the center / center axis. This center of the base area then forms the center of the entire system.
Bevorzugt haben hierbei die Arme bzw. somit auch die Säulen gleichen Winkelabstand zueinander.The arms, and thus also the columns, preferably have the same angular distance from one another.
In erster Bevorzugung kann die Erfindung vorsehen, dass mindestens die Hälfte aller Säulen keine in der Richtung ihres Armes gegenüberliegende Säule hat. Besonders bevorzugt ist die Ausführung hingegen, wenn jeder Arm eine Erstreckung, insbesondere geradlinige Erstreckung in einer anderen Richtung aufweist. Es gibt in dieser besonders bevorzugten Ausführung somit keine Säule, der in der Erstreckungsrichtung ihres Armes eine andere Säule direkt gegenüberliegt oder anders ausgedrückt, es gibt keine zwei Arme, deren Erstreckungsrichtung identisch oder parallel ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass alle Schwingungsrichtungen ohne bestimmte Schwingungsrichtungen vorzuziehen gleich effizient gedämpft werden.In a first preference, the invention can provide that at least half of all columns have no column opposite in the direction of their arm. In contrast, the embodiment is particularly preferred if each arm has an extension, in particular a straight extension in a different direction. In this particularly preferred embodiment, there is therefore no column which is directly opposite another column in the direction of extension of its arm or, in other words, there are no two arms whose direction of extension is identical or parallel. This ensures that all directions of vibration are damped equally efficiently without preferring certain directions of vibration.
Beispielsweise kann dies erreicht werden, wenn bei gleichem Winkelabstand zwischen den Säulen und/oder Armen die Anzahl von Säulen und Armen jeweils ungerade ist.For example, this can be achieved if the number of columns and arms is odd for the same angular distance between the columns and / or arms.
Eine besonders einfache konstruktive Ausgestaltung der Erfindung kann z.B. vorsehen, dass ein Tank des Systems genau drei Säulen mit jeweiligen Armen umfasst, die mit einem Winkelabstand von je 120 Grad um den Basisbereich, insbesondere dessen Mittelpunkt angeordnet sind.A particularly simple constructive embodiment of the invention can e.g. provide that a tank of the system comprises exactly three columns with respective arms, which are arranged at an angular distance of 120 degrees around the base area, in particular the center thereof.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Abbildungen erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to the figures.
Die
Am unteren Ende jeder Säule
In jedem der Arme
In dieser Ausführung ist zwischen den benachbarten Armen
Jede Säule
In einer nicht schließbaren Kammer ist ein Füllstandssensor
Es ist eine Steuerung / Regelung z.B. mittels eines Rechners
Eine mit dem wenigstens einen Sensor
Durch die Aufspaltung der aufgrund der Schwingung auftretenden Strömung in die Richtungskomponenten, welche den Richtungen der Arme
Die
Alle Ausführungen der näher beschriebenen
Wenngleich Ausführungen, deren Säulen ungleichmäßig verteilt sind, oder mindestens zwei Arme auf einer gemeinsamen Achse liegen und damit in die gleiche Richtung zeigen, nicht von der Erfindung ausgeschlossen sind, sind sie nicht bevorzugt. Denn bei diesen Konfigurationen wird immer mindestens eine Schwingungsrichtung ungleichmäßig mehr gedämpft als die restlichen Schwingungsrichtungen.Although designs whose columns are distributed unevenly or at least two arms lie on a common axis and thus point in the same direction are not excluded from the invention, they are not preferred. In these configurations, at least one direction of vibration is always damped more unevenly than the other directions of vibration.
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- DE 102013010595 A1 [0006]DE 102013010595 A1 [0006]
- JP 2000018322 [0008, 0026]JP 2000018322 [0008, 0026]
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